环境的自净作用
• 环境受到污染后，由于受到环境中物理 、 化学、生物因素的作用，而逐步达到自 然净化的过程。 物理作用：稀释、沉淀、 吸附、风吹、 光解、人为 化学作用；分 解、转化、缩合、降解 生物作用；吸收、 转化、分解、缩合、 降解等代谢过程。
• 二 、废水中的污染物种类
• 无机无毒类：N、P 无机盐类、无机碱类、无机酸等，造成 水体富营养化。
2. 在厌氧状态下，有机物的稳定化是由酸性生成菌及甲烷菌
分二阶段完成。
3. 反应式： 有機物 + 結合氧 (如NO3- , SO42-)
酸性生成菌
酸菌細胞 + 有機酸 + CO2 + H2O + NH3 + H2 H2S + CH4 + CO2 + 甲烷菌細胞 甲烷菌
4. 例如：厌氧接触法、厌氧滤床、厌氧流动床等属于厌氧性 处理。
按废水和回流污泥的进入方式及其在曝气池中的 混合方式活性污泥法主要有两大运行方式：推 流式和完全混合式。
• 推流式 –推流式活性污泥曝气池有若干个狭长的流槽， 废水从一端进入，另一端流出。随水流的过 程，底物降解，微生物增长；从池首端到尾 端，混合液内影响活性污泥净化功能的各种 因素，如F/M值、微生物的组成和数量、基 质的组成和数量等都在连续地变化，有机物 降解速率、耗氧速率也连续变化。
2. 反应式： 有机物(含C, H, N, S) + 微生物 + O2
微生物細胞 +CO2 + H2O + NO3- + SO423. 例如：活性污泥法、生物滤池法、生物转盘法等属于
好氧性处理。
(二)、厌氧生物处理
1. 在密閉反应槽中(缺氧状态下)，使废水水中的复杂有机物
被厌氧性微生物分解成稳定物质的方法。
微生物
复杂有机物
简单有机物
胞外酶
需氧微生物 胞内酶 CO2、H2O
CO2、H2O、H2、 厌氧微生物 CH4、H2S及有机
酸、醇、酮、醛 胞内酶 等未完全氧化产
物
图10－1 微生物分解有机物的作用示意图
污水处理中的生化过程
细胞构成物
合成 微生物细胞
内
C、H、O、N、
生物污泥
源
维生素等 能源
微生物
呼 吸
• 其他污染物：放射线物质、生物污染、热污染等。
• 三、 污水的生物处理
• 1 污水生物处理的定义：利用微生物的作 用，使废水中溶解的和胶体性有机污染物 降解、转化为简单的物质，将有毒物质转 化为无毒无害物质的一种污水处理方法。
• 2 生物处理的分类：好氧处理和厌氧处理。
微生物分解有机物的作用可总括成如下图式：
3 活性污泥的理化性质
序号 项目 典型性状
说明
1 形状 2 絮体大小 3 色相
4 气味 5 比重 6 含水率 7 pH
絮状绒粒 0.02~0.2毫米 多为茶褐色
微具土壤味 1.005 99% 约6.7
随废水水质和处 理条件变化
静沉30~60分钟
• 4 活性污泥的基本流程
•
空气
• • 经过初沉的废水 曝气池
受氢体 O2、CO2、SO42－、NO3－等 Nhomakorabea分解
能量 ＋ 代谢产物 CO2、H2O、SO42－、 NO3－、NH4＋、 PO43－、H2S、CH4、
热能 有机酸、醇等 排水
排出 不可降解
残留物
图10－2 污水处理中的生化过程
(一)、好氧性生物处理
1. 在反应槽中供給氧气，使废水中的有机物(如碳水化合 物、蛋白質、脂肪等)被好氧性微生物分解成穩定物質 的方法。
推流式特点
–在曝气池的任何断面上都存在有机基 质的浓度梯度，因此存在基质降解动 力，BOD降解菌为优势菌，可避免发生 污泥膨胀现象、运行可采用多种方式， 能够增加净化功能如脱氮、除磷等。
活性污泥法的基本特征
• 利用生物絮状体为生化反应的主体物 • 利用曝气设备向生化反应系统分散空气或氧气，
为微生物提供氧源
• 对体系进行混合搅拌以增加接触和加速生化反应 传质过程
• 采样沉淀方式去除有机物，降低出水中的微生物 的固体含量
• 通过回流使沉淀池浓缩的微生物絮凝体返回到反 应系统
• 为保证系统内生物细胞平均停留的时间的稳定， 经常排出一部分生物固体。
• (一)、好氧性生物处理
• Ⅰ 活性污泥法
• 1 活性污泥的定义 由微生物群体与悬浮物质、 胶体物质混杂在一起形成的具有很强吸附分解 有机物的能力和良好的沉降性能的絮状体颗粒。 微生物以细菌为主体，包括真菌、原生动物、 藻类。
• 2 活性污泥处理废水的机理 ：利用人工培养 和驯化的微生物群体去分解废水中可供生物降 解的有机物。通过生化反应，改变这些有机物 的性质，将它们从废水中分离出来，从而使废 水得到净化。
• 无机有毒类：主要是非金属的氰化钾、砷化物及重金属中的 汞、铬、镉等。高浓度使生物致死；低浓度时产生慢性中毒。 这类物质不被生物降解，而在食物链中积累、放大，进入人 体产生危害。
• 有机无毒类：碳水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成的有机 物，它们容易降解为无机物。
• 有机有毒类：多属于人工合成的有机物如农药、杀虫剂、合 成洗涤剂、合成染料等。它们不易被生物降解。通常是致癌、 致畸、致突变物。
第十章 微生物在环境工程中的应用
• 一 、水体污染与水体自净
• 1 水体就是海洋、湖泊、河流、沼泽、水库、地下水的总称。 • 2 水体污染：由于人类活动而排放的污染物进入水体，使水
体和水体低泥的物理、化学性质或生化性质发生了改变，从 而降低了水体的使用价值，这种现象称为水体污染。 • 3 水体自净：是指受污染的水体由于物理、化学、生物等多 方面的作用，使污染物的浓度逐渐降低，经过一段时间后， 恢复到污染前的状态，这一过程称为水体自净。包括稀释、 混合、氧化还原、吸附凝聚及生化过程。 • 4水体富营养化：是指在人类活动的影响下，生物所需的N、 P等营养物大量进入湖泊、河流、海湾等缓流水体，引起藻 类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧含量下降、水质恶 化、鱼类及其他生物大量死亡的现象。
二次沉淀池
出水
•
•
回流污泥 剩余污泥 外排
•
• 曝气池的作用：使污泥悬浮、搅拌作用，使污泥与有机物充分 接触、充氧。
• 回流污泥的作用：使暴气池有充足的污泥量、接种菌种。 • 二次沉淀池的作用：将微生物从液相中分离出来，保证水质。 • 活性污泥降解废水分为两个阶段即吸附阶段和稳定阶段.
活性污泥法的主要运行方式（1）