环境工程微生物学09水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理

第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第一节污`废水生物处理中的生态系统一好氧活性污泥法（一）好氧活性污泥中的微生物群落1好氧活性污泥的组成和性质（1）好氧活性污泥的组成：由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物与其上吸附的有机和无机固体杂质组成。（2）好氧活性污泥的性质2好氧活性污泥的存在状态3好氧活性污泥中的微生物群落4好氧活性污泥中微生物的浓度和数量（二）好氧活性污泥净化废水的作用机理（三）好氧活性污泥的几种处理工艺流程常见的有推流式活性污泥法、完全混合式活性污泥法、接触氧化稳定法、分段布水推流式活性污泥法、氧化沟式活性污泥法。好氧活性污泥法的几种工艺流程（四）氧化塘的微生物群落及其处理废水机制1氧化塘的微生物群落2氧化塘处理废水的机理（五）菌胶团的作用有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物的能力。菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境。为原生动物、微后生动物提供附着场所。具有指示作用：通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。（六）原生动物及微型后生动物的作用1指示作用原生动物及微型后生动物出现的先后次序是：细菌—植物性鞭毛虫—肉足类—动物性鞭毛虫—游泳型纤毛虫、吸管虫—固着型纤毛虫—轮虫。原生动物及微型后生动物的指示作用表现为以下三方面：可根据上述原生动物和微型后生动物的演替，根据它们的活动规律判断水质和污水处理程度。还可判断活性污泥培养成熟程度。根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好与坏根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。2净化作用3促进絮凝和沉淀作用（七）好氧活性污泥的培养1间歇式曝气培养（1）菌种来源（2）驯化（3）培养2连续曝气培养二好氧生物膜法（一）好氧生物膜中的微生物群落1好氧生物膜2好氧生物膜中的微生物群落及其功能3好氧生物膜的结构4好氧生物膜的净化作用机理好氧生物膜的净化作用机理生物膜在滤池中是分层的，上层生物膜中的生物膜生物（絮凝性细菌及其他微生物）和生物膜面生物（固着性纤毛虫`游动性纤毛虫及微型后生动物）吸附废水中的大分子有机物，将其水解为小分子有机物。同时吸收溶解性有机物和经水解的小分子有机物进入体内，并氧化分解之，微生物利用吸收的营养构建自身细胞。上一层生物膜的代谢产物流向下层，被下一层生物膜生物吸收，进一步被氧化分解为CO2和H2O。老化的生物膜和游离细菌被滤池扫除生物（轮虫`线虫等）吞食，通过以上微生物降解和吞食作用，废水得到净化。（二）好氧生物膜的培养1自然挂膜法2活性污泥挂膜法3优势菌种挂膜法第二节活性污泥丝状膨胀和丝状膨胀控制对策曝气池有正常活性污泥和膨胀污泥。正常活性污泥是由许多具有絮凝作用的絮凝细菌----菌胶团细菌占优势,辅以少量的丝状细菌，大量钟虫类的固着型纤毛虫、旋轮虫等组成的活性污泥。膨胀的污泥有两种：由丝状细菌引起的丝状膨胀污泥和由非丝状细菌引起的菌胶团膨胀污泥。这两种发生污泥膨胀的污泥都可用污泥体积指数SVI作为衡量其沉降性能好坏的指标。一活性污泥丝状膨胀的成因（一）活性污泥丝状膨胀的致因微生物（二）活性污泥丝状膨胀的成因1温度2溶解氧3可溶性有机物及其种类4有机物浓度（三）活性污泥丝状膨胀的机理1对溶解氧的竞争2对可溶性有机物的竞争3对氮、磷的竞争4有机物冲击负荷影响二控制活性污泥丝状膨胀的对策1控制溶解氧2控制有机负荷3改革工艺第三节厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落一厌氧消化——甲烷发酵（一）甲烷发酵理论与机制第一阶段：水解与发酵；第二阶段：生成乙酸和氢；第三阶段：生成甲烷。（二）厌氧活性污泥的培养1厌氧活性污泥的菌种来源2厌氧活性污泥的驯化与培养3厌氧活性污泥的组成和性质厌氧活性污泥中的微生物的组成有五种：a将大分子水解为小分子的水解细菌；b将小分子的单糖、氨基酸等发酵为氢和乙酸的发酵细菌；c氢营养型和乙酸营养型的古菌；d利用H2和CO2合成CH4古菌；e厌氧的原生动物。厌氧活性污泥呈灰色至黑色，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能。4团粒化的颗粒厌氧活性污泥与其形成机制探讨二光合细菌处理高浓度有机废水三含硫酸盐废水的厌氧微生物处理