水污染控制微生物学基础ppt课件

.,1,上课须知,安全须知未得教师许可，不得接触实验仪器设备和各种材料药品参观过程中，听从教师安排，不得攀高、不得打闹推挤不得随意到指定参观以外的区域实验室内禁止吃东西、抽烟、吐痰,课前认真了解安全须知，并在安全承诺上签字课后考勤表交由授课教师盖章方可离开,.,2,水污染控制生物原理与技术,吴静、梁鹏环境模拟与污染控制国家重点实验室,.,3,微生物学原理主要生物技术生物技术进展,讲座实验室参观,教学安排,.,4,预期目标,污水处理的主要微生物原理如何在微生物原理的基础上构建出水处理生物技术污水生物处理与其他专业的相关性,.,5,微生物学原理,微生物微生物聚集体,.,6,微生物（microorganism）：一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。它们是一些个体微小、构造简单的低等生物。大多为单细胞，少数为多细胞，还包括一些没有细胞结构的生物。,.,7,古菌原核生物真核生物,微生物,放线菌蓝细菌枝原体立克次氏体,真菌原生动物显微藻类,细菌,.,8,微生物和细胞大小比较,.,9,微生物的特点,体积小、面积大吸收多、转化快生长旺、繁殖快适应强、变异频分布广、种类多,.,10,(1)细菌(Bacteria),细胞直径约0.5mm，长度约0.5-5mm、结构简单、细胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物主要功能：降解污染物,.,11,(2)古菌(Archaebacteria),古菌大多数为严格厌氧菌和兼性厌氧菌，仅少数为好氧菌，繁殖速度较慢古菌可以生活在极端环境，如：高盐分、极热、极酸和绝对厌氧的环境中常见古菌：产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌,废水中有机物CH4,.,12,(3)真菌（Fungus）,真菌是一大类具有典型细胞核的真核微生物。寄生或腐生方式生活。真菌作用：产生酶酶：一种具有催化性能的蛋白质。,.,13,(4)藻类(Algae),有叶绿体，能进行光合作用。,污水处理利用藻类的方式：在氧化塘中的藻类和菌类存在互生关系，藻类为菌类提供氧气，菌类为藻类提供CO2及氮等营养物质。,.,14,【富营养化】水体中因氮、磷等营养元素含量过高而引起水体表层的蓝细菌和藻类过度生长繁殖的现象。下层水体缺光少氧，而且大量死藻分解后进一步造成了厌氧和有毒的环境。“水华”和“赤潮”,.,15,太湖-2007.7,滇池-2000.4,.,16,(5)原生动物(Protozoa)和微型后生动物(Metazoa),原生动物是动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物，包括鞭毛纲、肉足纲和纤毛纲的各种动物。微型后生动物包括：轮虫、线虫、寡毛虫、浮游甲壳动物等。原生动物和微型后生动物在污水生物处理中的作用：净化作用、絮凝作用、指示作用,.,17,变形虫,太阳虫,草履虫,栉毛虫,线虫,桡足虫,水处理常见的微型动物,.,18,钟虫,轮虫,红斑顠体虫,颤蚓,溞,卷贝,.,19,钟形虫,漫游虫,累枝虫,喇叭虫,.,20,微生物聚集体,絮状污泥生物膜颗粒污泥,.,21,菌胶团,组成:细菌、真菌、原生动物、后生动物组成的小生态系统特征:具有良好的自身凝聚和沉淀功能,(1)絮状污泥（Flocculentsludge),.,22,净化过程和机理,吸附阶段-有机物从废水中转移到絮状污泥表面-污泥吸附氧化阶段-分解前阶段被吸附的有机物,.,23,(2)生物膜(Biofilm),-附着生长在固体(即填料,又称载体)表面的微生物聚集体,净化机理:吸附有机物+生物膜上的细菌将其分解生物膜生长:-挂膜-好氧膜层形成-厌氧膜层的形成-膜老化-脱膜,.,24,特征,增殖速度慢、世代时间长的细菌和较高级的微生物能在膜上生长。在生物膜上生长的微生物种属多、类型全，构成的食物链长而复杂。利于污泥与废水的分离。,抗冲击负荷能力强容积负荷高利于脱氮,.,25,组合填料,.,26,固定式填料,板状填料,蜂窝状填料,.,27,(3)颗粒污泥(Granule),直径为0.56.0mm的球形或椭球形的微生物聚集体。,好氧颗粒污泥,厌氧颗粒污泥,.,28,好氧颗粒污泥,黄色：氨氧化细菌黄色：亚硝酸盐氧化细菌,A,B,.,29,红色：酸化菌黄色：索氏产甲烷丝菌,厌氧颗粒污泥,.,30,表层下层中间层颗粒中心,.,31,颗粒污泥的优点,污泥的沉降性能好生物活性高抗冲击负荷能力强,颗粒污泥技术的优点：污泥浓度高，处理能力大，抗冲击负荷能力强，工艺流程简单,.,32,主要生物技术,.,33,生物法的优点：适用范围广、运行成本低、抗冲击负荷能力较强按系统中微生物的生长状况可分为：活性污泥法和生物膜法。按系统中微生物的呼吸状况可分为：好氧工艺、厌氧工艺和兼性工艺。常见反应器：完全混合式反应器、升流式厌氧污泥床（UASB）反应器、续批式反应器（SBR）、氧化沟、氧化塘等。,.,34,水处理生物技术的发展历程,化粪池,隐化池,消化池,厌氧接触法,厌氧生物滤池,UASB反应器,厌氧生物转盘,厌氧生物流化床,活性污泥法,生物滤池,生物转盘,生物流化床,厌氧反应器,好氧反应器,厌氧折板反应器,内循环厌氧反应器,膨胀颗粒污泥层反应器,.,35,(1)活性污泥法,活性污泥法典型流程,来水,空气,.,36,1,2,3,4,5,6,高碑店污水处理厂,.,37,曝气池,沉淀池,.,38,又称循环曝气池，上世纪50年代开发，属活性污泥法的一种变法。,氧化沟,特点：流体混合充分，在流动方向上流态是推流式的；稀释比高，抗冲击负荷能力强；交替出现好氧、缺氧和厌氧区，有利于脱氮除磷；污泥产率低。,氧化沟的原理图,.,39,氧化沟,.,40,SBR,.,41,池内设置填料，池底曝气充氧。一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺。,(2)接触氧化工艺,.,42,(3)氧化塘,.,43,原理图,(4)UASB反应器,进水,出水,沼气,反应区,集气室,颗粒污泥,气泡,三相分离器器,沉淀区,.,44,厌氧消化罐,卵形消化罐,(5)污泥厌氧消化罐,.,45,生物技术进展,.,46,膜生物反应器流化床反应器内循化厌氧反应器白腐真菌产酶微型动物污泥减量微生物燃料电池人工湿地,.,47,(1)膜生物反应器(MBR),膜生物反应器：将膜分离技术与污水生物处理技术相结合的新型高效污水处理与回用工艺,密云MBR再生水工程（设计规模45000m3/d）,海淀温泉镇MBR中水工程（地埋式）（1000m3/d）,.,48,特点出水水质好且稳定占地面积小处理效率高自动化程度较高,中空纤维膜,纳滤膜,.,49,水+填料,（2）生物流化床,生物流化床：通过水、气循环使反应器内载体处于流化态，载体表面覆生物膜。,优点：传质效率高溶解氧高反应速度快占地面积小,.,50,好氧高效分离生物流化复合反应器,提高生物量强化传质,.,51,（3）内循环厌氧反应器,优点：有机负荷高运行稳定占地少等,.,52,.,53,（4）白腐真菌产酶,酶是生物催化剂，可以用来降解难降解有机物、染料等污染物。,分生孢子,.,54,（5）微型动物的污泥减量,污泥减量增效20-40%,微型动物污泥减量工艺,.,55,（6）微生物燃料电池,MFC的基本原理,有机物,H+,e-,O2,CO2,H2O,曝气,.,56,MFC构型,阳极,阴极,阳极,阴极,阳极,阳极,阴极,阴极,.,57,滇池流域卫星照片,示范区,滇池,昆明市,(7)人工湿地,.,58,沉淀池,表面流生态床,潜流式生态床,综合生态塘,滇池大渔村复合生态床污水处理示范工程,处理能力：77600（雨季）m3/d占地（包括景观）：3665m2,.,59,太平关地下渗滤系统示范工程,去除率TN：85TP：80占地面积小，适合村镇污水的集中处理,.,60,工程规模：设计处理能力为36000m3/d占地：6.2万m2控制小流域面积：4.6km2暴雨期污染物去除率：TN：50%55%TP：55%65%SS：70%80%,小河口复合人工湿地工程,.,61,环境工程的多学科交叉性,.,62,小结,微生物学原理水处理生物技术是由微生物学、流体力学、化学、材料学等多学科集成而来的。学科交叉将是水处理生物技术的发展趋势，欢迎感兴趣的同学投入到环保领域中。,.,63,创建于1989年，是“环境模拟与污染控制国家重点联合实验室”的分室，依托于环境科学与工程系，是我国水污染控制技术领域中一支重要力量和培养一流人才的重要基地。定位：既瞄准世界水污染控制领域前沿热点，又立足于为解决我国重大水环境问题服务，长期致力于水污染控制新理论与