微生物污废水深度处理和微污染水源水的微生物处理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/3,#,2024/11/18,1,第四章 污废水深度处理和微污染水源水的微生物处理,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,2024/11/18,2,本章内容,第一节 微生物脱氮、脱磷原理,脱氮脱磷的意义,微生物脱氮原理及微生物,微生物脱磷原理及微生物,第二节 微污染水源水的预处理,微污染水源水的概念和存在形式,微污染水的生物处理目的,微污染水源水微生物处理方法,微污染水源水处理中微生物群落,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,2024/11/18,3,第三节 人工湿地中微生物与水生植物的净化作用,人工湿地生态系统,人工湿地净化污水的基本原理,人工湿地各组成的功能,人工湿地处理污水的效果,第四节 饮用水消毒,消毒的重要性,消毒方法,2024/11/18,4,第一节 微生物脱氮、脱磷原理,水体中氮磷的主要来源？,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,一、脱氮，脱磷的目的和意义,污水经过一级处理,COD,去除率,30,污水生物二级处理,COD,去除率,70-90,NO,3,N,，,NO,2,N,，,NH,3,-N,，,PO,4,3-,，,SO,4,2-,剩余的,N,、,P,？,其中吸收,25,的,N,和,19,的,P,2024/11/18,5,一级标准污水综合排放标准,GB8978-1996,中规定：,废水磷含量在,0.5mg/L,氨氮,15mg,L,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,2024/11/18,6,二微生物脱氮的原理及微生物,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,1,生物脱氮原理,NH,3,-N,有机氮生物好氧氧化,化除有机碳,好氧氧,NO,2,-,NO,3,-,好氧硝化,厌氧反硝化,N,2,2024/11/18,7,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,硝化作用段及微生物,短程硝化,全程硝化,2024/11/18,8,氧化氨的细菌,亚硝化菌,氧化亚硝酸的细菌,-,硝化菌,微生物,2024/11/18,9,氧化氨的细菌,亚硝化菌,专性好氧菌,G,-,；,低氧,下生长，高氧浓度和光照都会影响生长；,无机化能营养型,；,最适合温度为,25-30,，温度范围,5-30,；,最适,pH,值为,7.5-8.0,，,pH,值范围,5.8-8.5,；,世代时间长。在最适的条件下，亚硝化球菌的世代时间是,8-12,小时,，亚硝化螺菌属的时代时间是,24,小时,；,含淡黄至红色的细胞色素。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,2024/11/18,10,氧化亚硝酸的细菌,-,硝化菌,生长,pH,值范围,7.5-8.0,；,温度为,25-30,；,亚硝酸的浓度为,2-30mmoL/L,时，生长最好；,世代时间随环境的变化改变，,8h-,几天,；,硝化杆菌属既能,无机化能营养又可以有机化能营养。,在化能无机营养下比有机营养生长快。硝化螺菌属在有机营养下生长比无机营养下生长快；,大多数的硝化菌属细胞质内都含有贮存物，如,肝糖，多聚磷酸盐，聚,-,羟基丁酸盐（,PHB,）,；,含有淡黄至淡红的细胞色素。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,2024/11/18,11,主要的亚硝化和硝化细菌有：,亚硝化单胞菌属，球菌属，螺菌属，叶菌属，弧菌属；,硝化杆菌属，刺菌属，球菌属，螺菌属。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,2024/11/18,12,运行中的控制：,充足的氧，,1.2-2.0mg/L,，浓度小于,0.5mg/L,，硝化作用停止；,碱度控制在,7.5-8.0,；,控制,BOD,5,，,20-30mg/L,；,温度,-5-60,；,控制泥龄，保证泥龄在,5,天,以上；,硝化过程产生硝酸，,pH,下降，适当添加,NaHCO,3,。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,2024/11/18,13,反硝化作用段及微生物,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,反硝化脱氮,厌氧氨氧化,厌氧氨反硫化脱氮,短程反硝化类型,2024/11/18,14,兼性厌氧，异养型，以有机碳源葡萄糖、甲醇、乳糖、丙酮酸为碳源；,氧浓度低于,0.2mg/L,时利于反硝化；,有电子受体即碳源；,温度,10-35,；,pH7-8,。,反硝化菌,2024/11/18,15,常加入甲醇或者乙醇作为外源碳，或者以部分污水作为外源碳,（补充碳源）,；,内源碳，细胞死亡溶解析出的有机物。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,外源反硝化及内源反硝化,2024/11/18,16,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,A/O,脱氮工艺,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,2.,脱氮工艺,2024/11/18,17,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,三,.,脱磷作用及其微生物,微生物进行好氧反应中，吸收营养物比例为,BOD:N:P=100:5:1,但只去除污水中约,19,左右的磷,，剩余,P,可以通过生物脱磷方法去除。,脱磷原理：,依靠,聚磷菌,（兼性厌氧菌）,聚磷，再从水中除去这些细菌,。,聚磷菌,在好氧时,大量吸收磷酸盐,合成自身核酸和,ATP,多聚磷酸盐颗粒（异染粒）,2024/11/18,18,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,聚,P,聚,P,聚,P,聚,P,部分回流,做菌种,大部分,（,P,）,去除,大量吸收水中,P,三种基质低级脂肪酸,葡萄糖，甲醇乙醇,丁酸，乳酸，琥珀酸。,厌氧放磷,好氧吸磷,1,除磷的微生物原理,2024/11/18,19,2.,聚磷菌,不动杆菌,莫拉氏菌群、假单胞菌属、气单胞菌属、黄杆菌属等。亚硝化杆菌属、亚硝化叶菌属、亚硝化球菌属、硝化杆菌属、硝化球菌属。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,2024/11/18,20,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,A/O,法除磷工艺,原废水,释放磷,（厌氧）,曝气池,（去除,BOD,5,，吸收磷）,（好氧）,沉淀池,处理水,剩余污泥,回流污泥,（含磷污泥,）,厌氧好氧除磷工艺流程,3.,除磷工艺,2024/11/18,21,有机物、氨氮、藻类分泌物、挥发酚、氰化物、重金属、农药等,。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,第二节 微污染水源水的预处理,1,微污染水源水的概念和存在形式,微污染水源水是受到有机物、氨氮、磷及有毒污染物较低程度的水源水。,自然水体,工业废水,生活污水,农业灌溉,养殖业排放,2024/11/18,22,2,微污染水的生物处理的目的,自来水厂传统的饮用水处理采用混凝,-,沉淀,-,过滤,-,消毒的方法。水中的有机物的去除只达到,20-30,。,有机物还会使过滤效率下降，过滤池的使用周期缩短。,用来消毒的氯等物质与烷烃等有机物反应，产生卤代烃三氯甲烷和二氯乙酸等致癌前体物。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,2024/11/18,23,3.,微污染水源水微生物处理方法,微生物细胞与有机物营养接触的机会少很多，而吸收有机营养的唯一途经就是接触。在这种水体中，微生物较少以游离态存在，,99,以上的微生物都固着在某种介质表面,，形成贫营养生物膜。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,贫营养水中微生物的特性,2024/11/18,24,处理微污染水源水的工艺常用,生物膜法,。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,生物膜法,能够截留微生物和有机物，保证处理系统中有足够的高效降解有机物和去除氨氮的微生物群落。,活性污泥法,要求较高的有机浓度和营养物质,生物膜法中有：,生物滤池，生物转盘，生物流化床，生物接触氧化法,。,2024/11/18,25,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,国内的,蚌埠淮河、宁波姚江、嘉兴新滕塘,应用了生物接触氧化法处理水源水。,同济大学设计的深圳水库水源水,生物接触氧化处理渠工程规模为,40010,4,m,3,/d,。,2024/11/18,26,4.,微污染水源水处理中微生物群落,需要适应贫营养环境的异养生物，,除碳菌，硝化细菌，反硝化细菌，藻类，原生动物，微型后生动物,组成的生态系统,。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,2024/11/18,27,诺卡氏菌属和假单胞菌是优势菌属,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,诺卡氏菌属是丝状菌，适合在贫营养环境中生活。丝状菌的菌丝织成生物膜的经纬，使生物膜具有稳定的结构。,杆菌和球菌类微生物在生物膜上的生长主要是以丝状菌为骨架。,在这种骨架上大量的微生物形成各种菌胶团。,菌胶团以外的荚膜物质增强了生物膜对环境的抵抗力，减少了原生动物对细菌的吞噬作用。,微型动物对有机物的去除和生物膜的更新起到了积极的作用。,微型动物生长过于丰富，就会取食生物膜或者使生物膜与有机物接触减少，生物膜脱落，产生负面的影响。,2024/11/18,28,5.,预处理的运行条件,供氢体。保证反硝化阶段的进行，必须保证有足够的,有机物作,为碳源供氢体。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,一般加入,甲醇,作为供氢体，但这种方法增加运行费用，甲醇还有毒性。可以用,乙醇和糖,代替，还有人提出用微电解生物膜反应器中的微电解水产生的,H,2,作为供氢体。,2024/11/18,29,溶解氧。溶解氧一般在,4mg/l,，能够满足好氧过程中的需要。反硝化过程中要求缺氧条件，,生物膜较厚,能够达到局部的厌氧和亏氧。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,反硝化阶段放在好氧阶段之前，既可以添加一定的碳源维持反硝化，又能够使水中多余有机物在好氧阶段分解掉。,2024/11/18,30,水温和,pH,。温度升高，对有机物和氨氮的去除有利，,20,以上处理效果好。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,深圳水库的年平均水温在,23.6,，,pH,值,7,。,2024/11/18,31,第三节 饮用水的消毒及其微生物学效应,水中的细菌只有很少的一部分是,病原菌（或称致病菌）；,此类水中病原菌若,经水传播,，,在消化道滋生导致疾病,肠道传染病；,肠道传染病如,伤寒，痢疾，霍乱；病毒性肝炎，脊髓灰质炎。,一些借水传播的寄生虫病，如血吸虫等。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,一、水消毒的重要性,2024/11/18,32,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,伤寒沙门氏菌,通过,内毒素,致病,(,内毒素是其细胞壁的成分，化学成分为脂多糖，当细菌死亡分裂时会释放到环境中。,),在地面普通水中可生存,1,3,周,，井水中可生存约,周,，在粪坑及污水中可生存,1,2,个月,。,2024/11/18,33,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,痢疾杆菌,37,能耐,20,天,，加热到,60,能耐,10min,，对,1,的石炭酸，可抵抗半小时。,传播方式：食物和饮用水,内毒素,损害了人体肠道细胞，引起肠道痉挛、腹泻等症状。,2024/11/18,34,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,霍乱弧菌,革兰氏,阴性，有鞭毛,传播方式：水及食物，与病人或带菌动物接触，主要由病人带菌的粪便污染水体而传播。,致病原因,外毒素,：,霍乱弧菌,由口进入人体,小肠中，大量繁殖,释放出,外,毒素,破坏肠细胞膜，肠细胞大量脱水、电解质失衡。,2024/11/18,35,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,传播方式：,虫卵通过病人粪便污染水体。,2024/11/18,36,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,饮用水的消毒非常重要。,2024/11/18,37,二、水的消毒方法,水体的消毒方法有,煮沸法，加氯消毒，臭氧消毒，过氧化氢消毒，紫外辐射消毒，微电解消毒,等。,环境微生物基础教学课件,天津工业大学,自来水厂,加氯消毒,是最常用，最经济，简单的消毒方法。,2024/11/18,38,氯的消毒起源于,1850,年，,1904,年英国正式将它用于公共给水的消毒。,常用的化学药剂有,液氯，漂白粉,(Ca(OCl),2,CaCl,2,Ca(OH),2,混合物,),，氯胺,。,环境微生物基础