污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理

污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第1页2污、废水一级处理：除去废水中砂砾及大悬浮固体，去除约30％左右COD。二级生物处理：去除废水中可溶性有机物。在好氧生物处理中，生活污水经生物降解，大个别可溶性含碳有机物被去除。去除COD70％~90％，BOD5去除90％以上。同时产生NH3—N、NO3-—N和PO43-、SO42-。其中有25％氮和19％左右磷被微生物吸收合成细胞，经过排泥得到去除。但对于含N、P较高废水，出水中氮和磷含量仍未到达排放标准。污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第2页3第一节污、废水深度处理——脱N、除P与微生物原理一、污、废水脱氮、除磷详细指标一级标准废水磷含量在≤0．5mg/L氨氮

≤15mg／L污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第3页4带来较大危害：①造成水体营养化，降低水体DO浓度，使水有异味，增加水处理成本；②当农灌时，TN超出1mg/L，作物因过量吸收氨氮而疯长，不结果；③硝态氮会演变为致癌物。必需进行污染防治污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第4页5含氮有机物异养型微生物NH4+-N氨化作用亚硝酸细菌

NO2--N硝酸细菌

NO3--N硝化作用，自养且好O2反硝化细菌异养反硝化作用无O2N2、NO2最终完成生物脱氮二、微生物脱氮原理、参加微生物及其工艺1生物脱氮基础原理2.参加生物脱氮微生物氨化细菌硝化细菌

反硝化细菌亚硝酸细菌

硝酸细菌污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第5页6活性污泥法传统脱氮工艺（3级）流程示意图曝气池去除BOD沉淀池Ⅰ第二级硝化曝气池沉淀池Ⅱ反硝化反应器沉淀池Ⅲ原废水污泥回流剩下污泥碱污泥回流剩下污泥CH3OHN2处理水污泥回流剩下污泥？？

各段有自己沉淀池与污泥回流系统，反硝化投加外加碳源。3.微生物脱氮工艺污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第6页7提问：硝化脱氮时有时需要补碱（Na2CO3或NaHCO3)?硝化作用消耗碱（NH4+、CO32-），水pH下降；补充碳源、升高pHp251④为何补CH3OH？补充反硝化菌碳源！污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第7页8废水好氧脱碳缺氧反硝化沉淀池好氧硝化沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水回流？活性污泥法经典工艺—A/O脱氮工艺（缺氧、好氧工艺）碳源：该工艺不需投加C源，原水中BOD硝酸盐起源：回流出水中硝化产物,同时降解个别有机物，对好氧段有利，降低供氧量，并有利于难降解有机物降解。污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第8页9好氧脱碳硝化脱碳——氧化去除COD脱碳菌——好氧有机物呼吸细菌，以有机物为碳源硝化菌——好氧氨盐呼吸细菌，以碳酸盐为碳源提问：为何先脱碳、后脱氮？硝化菌碳源是脱碳菌代谢产物；有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长快速，硝化菌氧利用不足，生长迟缓；此时要求有较高溶解氧。P326②③污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第9页10(1)硝化段操作为了硝化作用彻底，确保有足够数量及活性硝化细菌(107个／mL以上)，在运行操作上要掌握好几个关键。A．控制泥龄泥龄即悬浮固体停留时间，可经过排泥控制泥龄，普通控制在5d以上，使泥龄要大于硝化细菌比生长速率？：泥龄过短硝化细菌会流失，硝化速率低。污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第10页11B．要供给足够氧

处理生活污水时，溶解氧普通控制在1.2~2.0mg／L为宜。工业废水则要看废水有机物浓度(COD和BOD)和NH3含量高低，适当提升溶解氧。如味精废水COD和NH3都高，溶解氧维持在4．5mg／L左右为宜。才能满足去除COD和氧化NH3用。溶解氧小于0．5mg／L硝化作用停顿。污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第11页12C．控制适度曝气时间(或称水力停留时间)

普通活性污泥法曝气时间为4~6h，甚至8h(如SBR法)。对于味精废水8h不够，因为味精废水经厌氧或缺氧处理后，COD和NH3-N仍很高，必须依据情况延长废水在好氧池中停留时间。D．控制pH在硝化过程中，消耗了碱性物质NH3，生成HNO3，水中pH下降，对硝化细菌生长不利。提问：怎样控制？需适当投加NaHCO3维持碱度，中和HNO3，使pH维持在偏碱性(pH＝7.5~8.0）。投加NaHCO3还可供给硝化细菌碳源。污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第12页13E．温度

即使大多数硝化细菌生长最适温度为25~30℃，实际上它们生长温度范围是较广。况且硝化细菌种类多，适合各种温度生长硝化细菌都有，低至—5℃，高至60℃。能够将它们应用于污水和废水生物处理中。污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第13页14(2)反硝化段运行操作反硝化段运行操作关键指标有：碳源(即电子供体或叫供氢体)、pH(由碱度控制)、最终电子受体NO3-和HNO2、温度和溶解氧等。碳源：葡萄糖、乳酸、丙酮酸、甲醇等最终电子受体是NO3-和HNO2。能源：从氧化有机物取得。最适pH:为7~8。温度:10~35℃之间，水体淤泥反硝化速率随温度增高而提升，在60~75℃之间反硝化速率到达最大值。溶解氧:在海洋和淡水中0.2mg／L以下有利于反硝化。污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第14页15三、微生物除磷原理、工艺及其微生物■20世纪70年代末，发觉各种有显著除磷能力细菌，统称除磷菌，如不动杆菌（Acinetobacter）。■在有氧环境中可超量摄取磷。■普通细菌细胞中磷占2.3％。而除磷菌可摄取约为正常需要10倍以上磷。

（BOD：N：P）100：5：1——微生物除碳同时吸收磷元素用以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19％左右磷。一些高含磷废水中残留磷还相当高，故需用除磷工艺处理。磷常以磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷形式存在于废水中。1参加生物除磷微生物污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第15页16

聚磷菌放磷（厌氧）ATP聚磷菌细胞内聚磷酸盐分解PO43-废水中脂肪酸PHB、糖原储存在细胞内厌氧时：不繁殖，释放磷酸盐于体外（产生ATP,摄取有机物，供其贮备好氧状态能源——PHB）。分两步进行：聚磷菌放磷（厌氧条件）聚磷菌过量摄取磷（好氧条件）2．微生物除磷原理依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌。污废水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理第16页17

聚磷菌磷过量摄取（好氧）细胞内PHB分解ATP废水磷聚磷菌聚磷酸盐储存在细胞内好氧时：正相反—大量繁殖（消耗好氧状态能源—聚β-羟基丁二酸PHB）,逆浓度