第八章污、废水生物处理中的微生物学原理

通知《石油工业与环境保护概论》考试时间为下周二上午一二节。地点：4404考试171.影响金属离子毒性的因素有哪些？微生物对其有哪些转化作用？2.微生物依靠什么进行金属甲基化？控制甲基汞污染的关键是什么？3.如何进行重金属污染的生物治理？4.对于有毒及难降解废水如何进行生物处理？5.生物处理分为哪四种？比物理化学法的优势是什么？6.常见的好氧活性污泥处理法有哪些工艺？7.SBR工艺包括那些阶段？二、好氧生物膜法生物填料表面附着的生物薄膜进行污染物降解的生物处理法。于19世纪末，在研究土壤净化污水的过滤田的基础上，开发并应用于生产。由于效果不如后来出现的活性污泥法，一度被长期搁置，60年代以后，由于新型合成材料的大量生产和环境保护对于水要求的进一步提高，生物膜法又获得了新的发展。好氧生物膜法构筑物有普通滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池，还有生物转盘、接触氧化法(即浸没滤池法)等。生物填料悬浮型生物填料投加量普通接触氧化水解调节池好氧或厌氧流化床好氧好氧或厌生物塘或厌氧滤池反应池体积%8-13515-253-540-60悬挂型填料弹性立体填料网片式立体填料软性填料生物填料上的生物膜普通生物滤池生物转盘(一)好氧生物膜中的微生物群落根据位置与功能不同——生物膜生物、生物膜面生物及滤池扫除生物。普通滤池内生物膜的微生物群落表横向纵向各不相同滤扫生物膜面生物膜生物2~3mm0.3mm好氧区生物膜生物生物膜面生物滤池扫除生物所处位置膜内膜表面膜外层生物组成以菌胶团为主要组分，辅以浮游球衣菌、藻类等固着型纤毛虫及游泳型纤毛虫轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、颗体虫功能净化和稳定污、废水水质促进滤池净化速度，提高滤池整体的处理效率去除滤池内的污泥、防止污泥积聚和堵塞生物滤池（塔）中的分层特征表上层中层下层营养物浓度高上层微生物的代谢产物及较低的有机物浓度有机物浓度很低，低分子上层微生物的代谢产物较多微生物种类细菌及少数鞭毛虫菌胶团、浮游球衣菌、鞭毛虫、变形虫、豆形虫、肾形虫等菌胶团、浮游球衣菌、钟虫为主的固着型纤毛虫和少数游泳型纤毛虫相当于多污带相当于中污带相当于寡污带同一类型废水好氧活性污泥法与生物滤池法处理效果对比项目BODCODSS(悬浮物)细菌病毒活性污泥法95%69.2%95%98%98%去除率生物滤池95%69.2%95%95%50%据《微生物生态学》优缺点对比生物量耐冲击负荷污泥产生量污泥膨胀动力消耗管路堵塞活性污泥法较小较差多发生较合理否生物滤池较大较强少不发生较大是第三节活性污泥膨胀和控制对策提问：什么是活性污泥膨胀？正常的活性污泥颗粒体积膨胀，继而分裂为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面飘泥严重，出水水质急剧变差的现象。本质—污泥密度变小或黏附能力下降。分非丝状菌污泥膨胀与丝状菌污泥膨胀两类1.非丝状污泥膨胀①曝气力度过大，污泥碎裂膨胀提问：原因——？气泡夹带,密度降低；气泡机械破碎；细菌处于对数期多糖分泌减少②缺氧、厌氧膨胀漂泥提问：原因——？二沉池底部淤泥厌氧产气（反硝化N2、CH4)③进水水质有过量的表面活性物质和油脂类化合物；提问：原因——？油及泡沫降低污泥密度④生物中毒（pH波动大、补碱过量、温度过高、CODcr浓度骤然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有机酚、硫化物、重金属及卤化物过高等）污泥膨胀原因——？细菌——休克死亡、粘液分泌减少⑤新污泥膨胀现象未驯化污泥对新类型废水不适应，不沉降或沉降极慢，长时间曝气驯化后恢复正常；提问：原因——？类似中毒⑥BOD/N过高⑦假菌丝或后生动物钻噬污泥膨胀大肠埃希氏菌及芽孢杆菌形成暂时性假丝状生长或后生动物钻噬而形成的膨胀污泥。（很少见）原因—高含水率菌胶团占优势原因——丝状细菌（球衣菌、硫细菌）或真菌优势过度生长丝状菌优势生长条件：A.曝气池DO长期维持在较低（＜0.1~0.2mg/l）B.水温过高（＞25℃）、pH过低（＜6.5）C.硫化物过高硫细菌（丝状菌一种）以硫化氢为食2.丝状污泥膨胀（95％污泥膨胀）C.营养失衡废水C/N比高，N少；无机金属离子较少原因——菌丝体储备营养物稀少、表面积大，在稀溶液中争夺营养物质的能力强，更适合于贫瘠环境（包括溶解氧、各种营养物）的生长；D.毒物冲击原因—菌丝体耐受能力强3.污泥膨胀的预防与控制对策提问：基于上述原理如何预防污泥膨胀？A.设调节池(及事故池)控制高负荷（BOD、毒物）冲击B.控制溶解氧溶解氧浓度必须控制在3～4mg/L。C调节废水的营养配比尽量逼近BOD5与N和P的比例BOD5：N：P＝100：5：1。补N——尿素或含氮量高的污泥消化池上清液补P——磷酸钠D.改革工艺将活性污泥法改为生物膜法在曝气池中加填料改为生物接触氧化法SBR(即序批式间歇曝气反应器)法提问：发生后如何处理？A．投加次氯酸钠（10~20mg/l内）、H2O2（100~200mg/l内）有选择的控制丝状微生物的过渡生长B．投加混凝剂FeSO4和FeCl3、干污泥或浓缩消化污泥增加絮体密度、强度，使已膨胀的污泥恢复正常C.强化补氮（C:N＝100：20～30）D.替换污泥最直接的方法避免—控制方法4.微生物泡沫及其预防与控制对策气泡附着于大量丝状菌上（Nocardiaspp.andMicrothrixparvicella）影响？飘泥产生条件——(1)高油脂含量;(2)污泥龄（污泥总量/外排剩余污泥量）过长（9d);(3)低溶解氧orsepticity.