污废水深度处理和中微生物的原理

污、废水深度处理和中微生物的原理———自然净化•物理作用：稀释、沉淀（强）•化学作用：日光、氧气等对污染物的分解（弱）•生物作用：生物降解（食物链）（强）阳光↓一级生产者→原生动物→轮虫、浮游甲壳动物→鱼→其他动物异养细菌废物、排泄物人第一节水体自净提问：水体自净速度有哪些限制因素？•物理？•净水流量、流速、污染物物理性质•化学？•地域、季节、天气•生物？•生物种类、数量（营养物浓度、环境因子）、代谢的极限速度•因此水体的自净速度是有限的。在正常情况下，水体单位时间内通过正常生物循环中能够同化有机污染物的最大数量称为同化容量或自净容量。A．自净的过程•水体自净过程大致如下a.物理作用有机污染物排入水体后被水稀释，有机和无机固体沉降到河底；b.生物作用•溶氧↓溶解氧↑•好氧菌↑好氧菌↓有机物降解•厌氧菌↑自然溶氧、藻类产氧如下图河流污染和自净过程河流污染和自净过程图污水自净提问：原理？•被污染的水体都是自净水体！•但自净恢复的程度不同，或称污染现状不同。2．衡量水体污染与自净的指标•提问：用什么指标可以衡量河段水体污染与自净所处的阶段?•水体外观、化学指标、生物种类、数量及比例关系、溶解氧等等山东小清河B．氧浓度昼夜变化幅度河流污染中氧浓度昼夜变化示意图•氧浓度高低与细菌含量有关，昼夜变幅与藻类数量有关，因此与P/H或BIP有关。C．水体外观•外观特征：混浊程度、颜色及气味等•原因：水中细菌种类数量、悬浮物种类数量污染前污染净化开始持续结束•外观:无色暗灰色灰色继续变清无色•澄清透明很混浊、臭混浊浊度下降澄清透明•水面有泡沫泡沫减少D．指示生物•例如•污染前污染净化开始持续结束•生物:植物消失藻类、原生鱼虾植物•、鱼动物出现出现、鱼•可作为指示生物的生物种类很多，包括细菌、真菌、藻类、原生动物、轮虫、浮游甲壳动物、底栖动物有寡毛类的颤体虫、软体动物和植物和水生昆虫等。污化系统将污染水体划属为不同的污染带类型。分多污带、α中污带、β中污带、寡污带类型外观BIP生物特征多污带1．暗灰色，很浑浊，含大量有机物，BOD高，溶解氧极低(或无)，为厌氧状态。2．在有机物分解过程中，产生H2S、C02和CH4等气体。臭味。3．水底沉积许多由有机和无机物形成的淤泥。水面上有气泡。60~1001．种类很少，厌氧菌和兼性厌氧菌种类多，数量大，每毫升水含有几亿个细菌。有能分解复杂有机物的菌种，硫酸还原菌、产甲烷菌等。2．无显花植物，鱼类绝迹。3．河底淤泥中有大量寡毛类(颤蚯蚓)动物。*河流流向多污带类型外观BIP生物特征河流流向α-中污带1．水为灰色，溶解氧少，为半厌氧状态，有机物量减少，BOD下降；2．水面上有泡沫和浮泥，有NH3、氨基酸及H2S。臭味。20~601．生物种类比多污带稍多。细菌数量较多，每毫升水约有几千万个。2．出现有蓝藻、裸藻、绿藻，原生动物有天蓝喇叭虫、美观独缩虫、椎尾水轮虫、臂尾水轮虫及栉虾等。**3．底泥已部分无机化，滋生了很多颤蚯蚓。α中污带类型外观BIP生物特征河流流向β-中污带1．有机物较少，BOD和悬浮物含量低，溶解氧浓度升高；2．NH3和H2S分别氧化为N03—和S042-，两者含量均减少。8~201．细菌数量减少，每毫升水只有几万个。2．藻类大量繁殖，水生植物出现。***3．原生动物有固着型纤毛虫如：独缩虫、聚缩虫等活跃，轮虫、浮游甲壳动物及昆虫出现。β中污带寡污带类型外观BIP生物特征河流流向寡污带1．有机物全部无机化，BOD和悬浮物含量极低，水的浑浊度低，溶解氧恢复到正常含量。2．H2S消失；3．河流自净过程已完成的标志0~81．细菌极少；2．出现鱼腥藻、硅藻、黄藻、钟虫、变形虫、旋轮虫、浮游甲壳动物、水生植物及鱼。****第二节微生物脱氮工艺原理及其微生物一、污、废水脱氮的具体指标一级标准氨氮≤15mg／L二、微生物脱氮工艺、原理及其微生物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？•(一)微生物脱氮工艺•活性污泥法典型工艺——A/O工艺（缺氧、好氧工艺）(二)脱氮原理•缺氧反硝化•细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌）•反应：NO3-—N反硝化还原为N2，溢出水面释放到大气•碳源：原水中BOD•硝酸盐来源：回流出水中的硝化产物•好氧脱碳硝化•脱碳——氧化去除COD•脱碳菌——好氧有机物呼吸的细菌，以有机物为碳源•硝化菌——好氧氨盐呼吸的细菌，以碳酸盐为碳源•（NH4+→NO2-→NO3-)•挂生物膜或投加悬浮填料•定期投菌•提问：为什么先脱碳、后脱氮？•硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物；•有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速，硝化菌氧利用不足，生长缓慢；•提问：硝化脱氮时有时需要补碱（Na2CO3或NaOH)?•硝化作用消耗碱（NH4+、CO32-），水pH下降；补充碳源、升高pH•提问：硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗掉，如何解决？两级滤池法工艺流程好氧脱碳硝化滤池进水厌氧反硝化滤池出水甲醇补充反硝化菌的碳源！利用进水中的BOD•（BOD：N：P）100：5：1——微生物除碳的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％左右的磷。某些高含磷废水中残留的磷还相当高，故需用除磷工艺处理。•1．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。第三节微生物除磷工艺原理及其微生物•好氧时：大量繁殖（消耗好氧状态能源——聚β-羟基丁二酸（PHB））,•逆浓度梯度过量吸磷（贮备厌氧状态能源—多聚磷酸盐颗粒(异染颗粒)）；•厌氧时：正相反——不繁殖，释放磷酸盐于体外（产生能量供其储备消耗好氧状态能源——PHB）。有机基质厌氧区好氧区乙酸P聚磷菌聚磷菌O2聚磷菌聚磷菌产酸菌聚PPHBPHB聚P聚P聚P聚P聚P部分回流做种大部分（P）去除水中P2．工艺简介•常见的脱磷工艺如下图所示进水厌氧放磷好氧聚磷出水部分污泥回流接种剩余污泥处理沉淀脱磷