1、组长：组长：秦伟强组员：组员：韦再福 白彭彭 金树理 马江龙 帕孜来提 马 伟 索朗赤列第第11章章 生物技术与环境生物技术与环境随处乱倒的垃圾来势汹汹的沙尘暴来势汹汹的沙尘暴吸尘之旅吸尘之旅空中烟雾滚滚空中烟雾滚滚空中烟雾空中烟雾不堪回首的风景不堪回首的风景可怜的鱼可怜的鱼何何处处为为家家？本章内容提要本章内容提要1.污水处理污水处理2.大气净化大气净化3.固体废弃物的生物处理固体废弃物的生物处理4.污染环境的生物修复污染环境的生物修复5.环境污染检测与评价的生物技术环境污染检测与评价的生物技术11.1 污水处理污水处理严峻的水污染问题严峻的水污染问题严峻的水污染问题污水排放污水排放如果你家
2、在附近的下游如果你家在附近的下游有何感想有何感想？城市角城市角落落曾见否曾见否123如何进行污水处理如何进行污水处理 进行污水处理的方法很多，主要可以分为三大类：物理法、化学法和生物法。与前两种方法相比，生物法效果较好。特别是近几十年来，由于生物技术的发展，更显示了它的优越性。常见的生物方法包括稳定塘法、人工湿地处理系统法、污水处理土地系统法、活性污泥处理法和生物膜处理法。11.1.1 11.1.1 稳定塘稳定塘法法又称又称生物氧化生物氧化塘，是利用藻类和细菌两类生塘，是利用藻类和细菌两类生物间功能上的协同作用处理污水的一种生态系统。物间功能上的协同作用处理污水的一种生态系统。的净化原理是利用
3、了细菌与藻类的互生关的净化原理是利用了细菌与藻类的互生关系。系。藻类进行光合作用释放氧气；藻类进行光合作用释放氧气；细菌利用藻类产生的氧气分解流入塘内的有机物；细菌利用藻类产生的氧气分解流入塘内的有机物；分解产物中的分解产物中的COCO2 2、N N、P P等无机物以及一部分小分等无机物以及一部分小分子有机物成为藻类的营养源；子有机物成为藻类的营养源；增殖的细菌和藻类细胞为微型动物所捕食。增殖的细菌和藻类细胞为微型动物所捕食。藻类和光合细菌的光合放氧过程；藻类和光合细菌的光合放氧过程；好氧反应：氧化作用、氮氧化作用、硫氧化作用好氧反应：氧化作用、氮氧化作用、硫氧化作用等；等；厌氧反应：硝酸盐还
4、原反应、硫酸盐还原反应、厌氧反应：硝酸盐还原反应、硫酸盐还原反应、发酵反应等；发酵反应等；氧化塘内的生物学过程氧化塘内的生物学过程藻类细菌衰亡细胞CO2、NH3H2O、PO43O2流入污水能沉淀的固体处理出水O2 风阳光（厌氧性）（兼性）有机物微生物有机酸、醇等微生物CH4CO2NH3等位于氧化塘的表层，常见的有：小位于氧化塘的表层，常见的有：小球藻属、衣藻属、眼虫藻属等；球藻属、衣藻属、眼虫藻属等；大量存在于氧化塘下层，在好气状大量存在于氧化塘下层，在好气状态下，无色杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌等态下，无色杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌等优势生长；在氧化塘底部的厌氧层还有硫优势生长；在氧化塘底部的厌氧
5、层还有硫酸还原菌和甲烷细菌。酸还原菌和甲烷细菌。存在多种原生动物、轮虫、以存在多种原生动物、轮虫、以及甲壳类等。及甲壳类等。（Facultative Pond）塘深塘深1.01.02.5m2.5m，上层，上层DODO充足，好氧微生物占优势；充足，好氧微生物占优势；中层中层DODO不足，兼性微生物占优势；下层厌氧微生不足，兼性微生物占优势；下层厌氧微生物占优势。可应用于处理工业、农业废水和生活物占优势。可应用于处理工业、农业废水和生活污水。污水。塘深塘深2m2m以上，厌氧微生物占主导，可接纳预处理以上，厌氧微生物占主导，可接纳预处理各种高浓度有机工业废水。它后面通常还置有兼各种高浓度有机工业废水
6、。它后面通常还置有兼性塘和好氧塘。性塘和好氧塘。塘深塘深2 25m5m。机械曝气充氧。机械曝气充氧。v 综合生物塘是运用生态学原理，将个具体特点的生态综合生物塘是运用生态学原理，将个具体特点的生态单元，按照一定的比例和方式组合起来的具有污水净单元，按照一定的比例和方式组合起来的具有污水净化和无水资源化双重功能的新型稳定塘技术化和无水资源化双重功能的新型稳定塘技术。沉砂厌氧植物藻菌生态修饰养殖灌溉出水植物藻菌流程流程：处理：处理BODBOD5 5150150200mg/L200mg/L的污水，包括全部的生态单元，水力的污水，包括全部的生态单元，水力停留时间停留时间16.3d16.3d；流程流程：
7、处理：处理BODBOD5 5100100150mg/L150mg/L的污水，水力停留时间的污水，水力停留时间 11.5d 11.5d ；流程流程或或 ：处理：处理BODBOD5 57070100mg/L100mg/L的污水，水力停留时间的污水，水力停留时间4 45d5d；11.1.2 11.1.2 人工湿地处理系统人工湿地处理系统法法每年在足够长的时间内均具有每年在足够长的时间内均具有浅浅的表面水的表面水层，能维持大型水生植物生长的生态系统层，能维持大型水生植物生长的生态系统根据自然湿地模拟的人工生态系统，用于根据自然湿地模拟的人工生态系统，用于处理废水。处理废水。净化效率优于氧化塘；运转费用
8、低；对废净化效率优于氧化塘；运转费用低；对废水处理厂难以去除的营养元素净化效果好。水处理厂难以去除的营养元素净化效果好。工艺流程图工艺流程图11.1.3 11.1.3 污水土地处理系统污水土地处理系统法法 利用土地及其中的微生物和植物根系对污染物利用土地及其中的微生物和植物根系对污染物的净化能力来处理已经经过预处理的污水或废水，的净化能力来处理已经经过预处理的污水或废水，同时利用其中的水分和肥分促进农作物、牧草或树同时利用其中的水分和肥分促进农作物、牧草或树木生长的工程设施。木生长的工程设施。污水的预处理设施，污水的调节与储存设施，污水的预处理设施，污水的调节与储存设施，污水的输送、布水和控制
9、系统，土地处理面积，污水的输送、布水和控制系统，土地处理面积，排出水收集系统。排出水收集系统。净化机理包括：土壤的过滤截留、物理和化学的吸净化机理包括：土壤的过滤截留、物理和化学的吸附、化学分解、生物氧化以及植物和微生物的摄取附、化学分解、生物氧化以及植物和微生物的摄取等作用。等作用。地表漫流系统地表漫流系统慢速渗滤系统慢速渗滤系统快速渗滤系统快速渗滤系统自然湿地系统自然湿地系统复合污水土地处理系统复合污水土地处理系统1慢速渗滤处理系统 慢速渗滤处理系统是将污水投配到渗水性能良好的土壤表面，污水经地表一土壤作物系统时得以净化的一种土地处理工艺。慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，渗滤速度慢，在
10、表层土壤中停留时间长，故净化效果非常好，出水水质优良。2快速渗滤系统快速渗滤系统 快速渗滤系统是一种高效率低能耗的污水处理方法，适用于渗透性能非常良好的粗质地土壤如砂土。其流程是将污水投配到快速渗滤田表面，污水在向下渗透过程中由于生物吸附氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀等一系列作用下得到净化的一种污水土地处理工艺。3地表漫流处理系统地表漫流处理系统 将污水有控制地投配到生长有多年生牧草、坡度缓和、土壤渗透性低的坡面上，污水在坡面表层以薄层沿坡面缓慢流动过程中得以净化的土地处理系统4污水湿地处理系统污水湿地处理系统 利用湿地条件,辅以必要的工程措施,使污水在由土壤、植物、微生物等组成的复合生态系统
11、中,经物理、化学和生物的综合作用得以净化的处理工程。11.1.4 活性污泥处理法 活性污泥法最早由英国的EArdern和WTLockett创立，至今已有近百年的历史，并演生出多种多样的工艺流程，广泛应用于城市污水和工业废水处理。1、反应阶段、反应阶段 由曝气系统向反应池内间歇供氧，此时有机物经微生物作用被生物氧化，同时污水中的氨氮经微生物硝化反硝化作用，达到脱氮的效果。 2、沉淀阶段、沉淀阶段 此时停止向反应池内供氧，活性污泥在静止状态下降，实现泥水分离。3、滗水阶段、滗水阶段 在污泥沉淀到一定深度后，滗水器系统开始工作，排出反应池内上清液。在滗水过程中，由于污泥沉降于池底，浓度较大，可根据需
12、要启动污泥泵将剩余污泥排至污泥池中，以保持反应器内一定的活性污泥浓度。滗水结束后，又进入下一个新的周期，开始曝气，周而复始，完成对污水的处理。11.1.5 生物膜处理法生物膜处理法 生物膜处理法，又称为生物过滤法、固着生长法、或简称为生物膜法。通过渗滤或过滤生物反应器进行废水好氧处理的方法。在这个系统中，液体流经不同的滤床表面。滤床填料可以是石头、砂砾或塑料网等，其表面附着的大量微生物群落可以形成一层粘液状膜，即生物膜。生物滤池一般是长方形或圆形，池内填有滤料，滤料层上为布水装置，滤料层下为排水系统。废水通过布水装置均匀洒到生物滤池表面，呈涓滴状流下，一部分废水呈薄膜状被吸附于滤料周围，成为附着水层；另一部分则呈薄膜流动状流过滤料，并从上层滤料向下层滤料逐层滴流，最后通过排水系统排出池外。
