七 微生物在环境污染治理中的作用
第一节 污水的生物处理类型 有机污染的污染程度可用COD、BOD、 有机污染的污染程度可用 、 、 TOC等表示。 等表示。 等表示 微生物处理有机污染物的方法分为好氧处 厌氧处理和兼氧处理三大类。 理、厌氧处理和兼氧处理三大类。
好氧处理（ ⑴ 好氧处理（BOD5<500mg/L） ） O2作为电子受体 CO2+H2O • OD：0.5～2.0mg/L（处理前） ： ～ （处理前） • OD：2.0～4.0mg/L（处理后） ： ～ （处理后） • pH：6.5～8.5 ： ～ • T：25～40℃、30℃最佳 ： ～ ℃ ℃ • C：N：P=100：5：1 ： ： ： ： C量过高，N、P为限制因子，应添加 、P； 量过高， 、 为限制因子 应添加N、 ； 为限制因子， 量过高 N、P过高，易引起水体富营养化 过高， 、 过高
㈡ 活性污泥的形成 • 活性污泥的形成是微生物在废水中新陈代 谢和生长繁殖的结果。 谢和生长繁殖的结果。 细菌、菌胶团早期形态； ① 细菌、菌胶团早期形态； 菌胶团吸附污染物，形成有机物、微生物、 ② 菌胶团吸附污染物，形成有机物、微生物、 无机物组成颗粒，是污泥正常形成的基础； 无机物组成颗粒，是污泥正常形成的基础； 桥联作用、静电作用。 ③ 桥联作用、静电作用。
• 菌胶团：由细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆 菌胶团： 成的粘性团块。 成的粘性团块。 • 菌胶团是活性污泥的主体，作用表现如下： 菌胶团是活性污泥的主体，作用表现如下： 吸附富集生物和污染物， ⅰ.吸附富集生物和污染物，增加微生物与污染 吸附富集生物和污染物 物接触机会； 物接触机会； 促进活性污泥颗粒形成； ⅱ.促进活性污泥颗粒形成； 促进活性污泥颗粒形成 防止微型动物对细菌吞食； ⅲ.防止微型动物对细菌吞食； 防止微型动物对细菌吞食 为原生动物、 ⅳ.为原生动物、微型后生动物提供吸附场所和 为原生动物 生存环境。 生存环境。
㈨运行效果检测 反映处理效果的项目：进出水BOD、COD、 ①反映处理效果的项目：进出水 、 、 TN、TP、SS等 、 、 等 ②反映污泥情况的项目：SV、MLSS、SVI、 反映污泥情况的项目： 、 、 、 DO、微生物相等 、 反映污泥营养和环境条件的项目： 、 、 ③反映污泥营养和环境条件的项目：N、P、 pH、水温等 、 一般SV和 常测 常测。 一般 和DO常测。
兼氧（水解）处理（ 废水、 ⑶ 兼氧（水解）处理（PVA废水、表面活性 废水 剂废水、焦化废水、印染废水） 剂废水、焦化废水、印染废水） 水解产酸菌 把复杂有机物转化 有利于好氧处理
一、活性污泥法 • 活性污泥法是应用最广泛的废水好氧生物 处理技术，主要用来处理生活污水， 处理技术，主要用来处理生活污水，也用 在纺织、印染、炼油、石油化工、 在纺织、印染、炼油、石油化工、造纸焦 化等工业废水中。 化等工业废水中。
㈠ 活性污泥中的微生物 见图 • 活性污泥：由细菌、霉菌、原生动物、藻 活性污泥：由细菌、霉菌、原生动物、 类等大量微生物以及污水中有机和无机的 固体物凝聚较之一起所形成的褐色的絮状 体或绒粒。 体或绒粒。 • 含水率高、比表面积大、结构松散 含水率高、比表面积大、 吸 附和氧化分解有机物 • 活性污泥中的微生物主要为细菌，而细菌 活性污泥中的微生物主要为细菌， 多数以菌胶团形式存在， 多数以菌胶团形式存在，少数以游离态存 在
㈢ 活性污泥的培养驯化 活性污泥培养中“种泥”的来源： 活性污泥培养中“种泥”的来源： 同类废水处理厂的剩余污泥； ⑴ 同类废水处理厂的剩余污泥； 生活污水处理厂的剩余污泥； ⑵ 生活污水处理厂的剩余污泥； 城市污水处理厂的剩余污泥； ⑶ 城市污水处理厂的剩余污泥； 较大毒性和难降解有机废水， ⑷ 较大毒性和难降解有机废水，采用处理废 水下水道中沉积物或受该污染的土壤。 水下水道中沉积物或受该污染的土壤。
基本工艺流程： 基本工艺流程： 废水 初沉池
曝气池
二沉池
出水
回流污泥
剩余污泥 浓缩 消化 干燥 焚烧、 焚烧、填埋
各个池子、系统的作用： 各个池子、系统的作用： • 初沉池：降低曝气池中进水的 及沉砂， 初沉池：降低曝气池中进水的SS及沉砂 及沉砂， 也可以去除部分BOD； 也可以去除部分 ； • 曝气池：也叫反应池、生物反应器，提供 曝气池：也叫反应池、生物反应器， 微生物吸附降解有机物的场所； 微生物吸附降解有机物的场所； • 曝气系统：供O2、搅拌，使微生物与有机 曝气系统： 搅拌， 物充分接触混合； 物充分接触混合；
• 国内流行的污水处理工艺
– AB法 吸附＋生物氧化 法 吸附＋ – SBR法 进水、反应、沉淀、出水、闲置 法 进水、反应、沉淀、出水、 – A/O法 缺氧（Anoxin)/好氧（Oxic) 好氧（ 法 缺氧（ 好氧 – A/A/O法 法 – 氧化沟法等
㈧ 活性污泥膨胀原因及控制措施 • 原因：为丝状菌大量繁殖所引起，如污水中缺乏 原因：为丝状菌大量繁殖所引起， N、P、Fe等，溶解氧不足，水温高等，此外，超 、 、 等 溶解氧不足，水温高等，此外， 负荷、污泥龄过长、或有机物浓度梯度小等。 负荷、污泥龄过长、或有机物浓度梯度小等。 • 控制：针对原因采取措施，如缺氧加大曝气量， 控制：针对原因采取措施，如缺氧加大曝气量， 污泥负荷率过高，可适当调整MLSS值，若污泥 污泥负荷率过高，可适当调整 值 大量流失，可加5－ 氯化铁， 大量流失，可加 －10mg/L氯化铁，帮助凝聚， 氯化铁 帮助凝聚， 刺激菌胶团生长，也可加漂白粉抑制丝状菌繁殖。 刺激菌胶团生长，也可加漂白粉抑制丝状菌繁殖。
活性污泥法的净化机理（吸附、稳定阶段） ㈥ 活性污泥法的净化机理（吸附、稳定阶段） • 吸附阶段：有机物转移到活性污泥上去， 吸附阶段：有机物转移到活性污泥上去， 15～45min； ～ ； • 稳定阶段：大分子有机物先被细菌分泌的胞外 稳定阶段： 酶作用分解为小分子化合物， 酶作用分解为小分子化合物，然后被细菌摄入 体内，继而在胞内酶作用下， 体内，继而在胞内酶作用下，一部分被同化成 细胞物质，另一部分转化成CO2、H2O、 细胞物质，另一部分转化成 、 SO42-、NH3、PO43-
㈣ 活性污泥性能指标 • 活性污泥浓度：混合液悬浮固体浓度， 活性污泥浓度：混合液悬浮固体浓度， MLSS（mg/L） （ ） 一般1500－2000 mg/L 一般 － • 污泥沉降比（SV）：混合液在 量筒中静 污泥沉降比（ ）：混合液在1L量筒中静 ）：混合液在 置30min，沉降污泥与原混合液体积比。 ，沉降污泥与原混合液体积比。 SV=30%为正常情况 为正常情况
活性污泥的组成： 活性污泥的组成： M=Ma+Me+Mi+Mii 式中： 活性污泥 式中：M-活性污泥 Ma-活性微生物 活性微生物 Me-微生物分解过程残留物 微生物分解过程残留物 Mi-不可生物降解部分 不可生物降解部分 Mii-无机物 无机物
细菌为主，革兰阴性菌为主； ① 细菌为主，革兰阴性菌为主； 丝状细菌（引起活性污泥膨胀）； ② 丝状细菌（引起活性污泥膨胀）； 真菌，较少，酸性（絮状体形成、 ③ 真菌，较少，酸性（絮状体形成、污泥膨 胀有关）； 胀有关）； 原生动物、微型后生动物（ ④ 原生动物、微型后生动物（掌握各动物的 污水中的指示作用）。 污水中的指示作用）。
污泥负荷率（ ） 污泥负荷率（Ns）: ㎏(BOD5)/㎏(MLSS)d ㎏ Ns=Q.So/m.v 式中： 式中：Q—平均进水流量 平均进水流量 So—进水平均 进水平均BOD5值 进水平均 m—污泥浓度 污泥浓度 v—曝气池体积 曝气池体积
㈤活性污泥法 • 活性污泥法：将空气鼓入水体中，水中好 活性污泥法：将空气鼓入水体中， 氧细菌繁殖，微生物吸附、 氧细菌繁殖，微生物吸附、降解有机污染 最终使有机物转化为CO2、H2O、NH3 物，最终使有机物转化为 、 然后把活性污泥分离出来， 等，然后把活性污泥分离出来，成为净水 的方法。 的方法。
活性污泥培养初期、中期、成熟期各优势种群。 活性污泥培养初期、中期、成熟期各优势种群。 • 培养初期一般鞭毛虫和变形虫占优势 • 培养中期游泳型纤毛虫和鞭毛虫占优势 • 培养成熟期钟虫等固着型纤毛虫占优势
• 驯化活性污泥，在工业废水中，使混合液 驯化活性污泥，在工业废水中， 中逐渐增加工业废水的比例， 中逐渐增加工业废水的比例，直到达到满 负荷。 负荷。 • 为了缩短培养和驯化时间，可将培养和驯 为了缩短培பைடு நூலகம்和驯化时间， 化合并起来。 化合并起来。
• •
•
二沉池：固液分离、污泥浓缩； 二沉池：固液分离、污泥浓缩； 回流系统： 回流系统：确保曝气池中有一定活性污泥 浓度，即保持有足够的微生物量， 浓度，即保持有足够的微生物量，起到接 种作用； 种作用； 剩余污泥排出系统：排出增殖的活性污泥， 剩余污泥排出系统：排出增殖的活性污泥， 以维持整个活性污泥系统的稳定性。 以维持整个活性污泥系统的稳定性。
• 一般认为：当曝气池中出现大量钟虫、累 一般认为：当曝气池中出现大量钟虫、 枝虫、盖纤虫、聚缩虫、独缩虫等固着型 枝虫、盖纤虫、聚缩虫、独缩虫等固着型 的纤毛虫及轮虫时， 的纤毛虫及轮虫时，说明污水处理运转正 出水水质好； 常，出水水质好； • 当大量出现豆形虫、草履虫、四膜虫等游 当大量出现豆形虫、草履虫、四膜虫等游 泳型纤毛虫和鞭毛虫、根足虫时，说明活 泳型纤毛虫和鞭毛虫、根足虫时， 性污泥结构松散，运转不正常， 性污泥结构松散，运转不正常，出水水质 差； • 出现线虫则说明缺氧。 出现线虫则说明缺氧。 线虫则说明缺氧
• 污泥体积指数（SVI）： 污泥体积指数（ ）：mL/g ）： 曝气池混合液经30min静沉后，1g干污泥所占的容积， 静沉后， 干污泥所占的容积 干污泥所占的容积， 曝气池混合液经 静沉后 SVI=混合液 混合液30min静沉后污泥容积（mL/L）/污泥干重 静沉后污泥容积（ 混合液 静沉后污泥容积 ） 污泥干重 （g/L）=SV/MLSS ） 能较好的反应污泥的松散程度和凝聚沉淀性能 • SVI值过低，说明泥粒细小紧密，无机物多，缺乏 值过低， 值过低 说明泥粒细小紧密，无机物多， 活性； 活性； • 过高说明污泥难于沉淀分离，使回流污泥浓度降低 过高说明污泥难于沉淀分离， • SVI介于 ～150 mL/g， 100 mL/g 最理想 介于50～ 介于 ，