1、第一节 废水的好氧生物处理第二节 废水的厌氧生物处理第三节 特定微生物处理及组合工艺第四节 废水的微生物脱氮除磷第四节 固体废弃物的微生物处理第五节 大气污染物的微生物处理主要内容：介绍环境污染物（污水、大气污染和固废）的微生物处理方法及其工艺流程废水种类废水种类废水来源废水来源1 重金属废水2 放射性废水3 含铬废水4 含氰废水5 含油废水6 含酚废水7 硝基苯类废水8 有机废水9 含砷废水10 酸性废水11 碱性废水采矿、冶炼、金属处理、电镀、电池、特种玻璃及化工等工业铀、钍、镭矿的开采加工、核动力站运转、医院同位素试验室等采矿冶炼、电镀、制革、颜料、催化剂等工业电镀、提取金银、选矿、煤气
2、洗涤、焦化、金属清洗、有机玻璃等炼油、机械厂、选矿厂及食品厂等焦化、炼油、化工、煤气、染料、木材防腐、塑料、合成树脂等染料工业、炸药生产等化工、酿造、食品、造纸等制药、农药、化工、化肥、采矿、冶炼、涂料、玻璃等化工、矿山、金属酸洗、电镀、钢铁等制碱、造纸、印染、化纤、制革、化工、炼油等图4 9 污水一级处理典型流程沉砂处置格栅沉砂沉淀直接排放或进入二级处理系统污泥干化脱水栅渣处置城市污水图410 活性污泥法典型工艺流程图二沉池消化气利用污泥利用脱水与干燥设备污泥消化池污泥浓缩池排放或三级处理消毒投加曝气池污泥回流初沉池沉砂池格栅原废水二级处理水混合絮凝沉淀（澄清、气浮）过滤清水池用水对象c l
3、2A l2(S O4)3二级处理水清水池用水对象A l2(S O4)3c l2砂滤二级处理水混合絮凝清水池用水对象Al2(SO4)3砂滤砂滤cl2二级处理水混合絮凝生物膜滤池沉淀清水池用水对象cl2Al2(SO4)3空气二级处理水清水池用水对象A l2(S O4)3c l2气浮池生物膜滤池空气二级处理水混合絮凝沉淀清水池用水对象O3Al2(SO4)3砂滤臭氧氧化二级处理水混合絮凝沉淀清水池用水对象O3Al2(SO4)3砂滤臭氧氧化活性炭吸附二级处理水混合絮凝沉淀清水池用水对象A l2(S O4)3砂滤臭氧氧化活性炭吸附砂滤1）活性污泥法活性污泥法（Activated sludge proces
4、s,ASP）l有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物的能力；l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；l为原生动物、微型后生动物提供附着场所l具有指示作用。曝气池曝气池出水堰活性污泥混合液活性污泥的形态颜色黄褐色状态似矾花絮绒颗粒味道土腥味相对密度1.0021.006 kg/L粒径0.020.2mm20100cm2/mL比表面积99%以上含水率活性污泥净化反应的机理初期吸附去除 污水与活性污泥接触510min，污水中大部分有机物(70%以上的BOD，75%以上COD)迅速被去除。此时的去除并非降解，而是被污泥吸附，粘着在生物絮体的表面，这种由物理吸附和生物吸附交
5、织在一起的初期高速去除现象叫初期吸附。微生物的代射 被吸附的有机物粘附在絮体表面，与微生物细胞接触，在渗透膜的作用下，进入细胞体内，并在酶的作用下要不被降解，要不被同化成细胞本身。好氧微生物对有机物氧化分解过程 有机物的降解速率，微生物的存在方式、增殖规律，溶解有机物的降解速率，微生物的存在方式、增殖规律，溶解氧的提供方式是好氧生物处理工艺的关键氧的提供方式是好氧生物处理工艺的关键可代谢有机物可代谢有机物、微生物、微生物、02无机物（无机物（CO2,NH3,H2O）合成细胞物质合成细胞物质能量无机物能量无机物残留物残留物分解代谢分解代谢合成代谢合成代谢内源呼吸内源呼吸02能量能量1/32/38
6、0%20%活性污泥的特征与微生物形态 在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。颜色 正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。理化性质 =1.0021.006，含水率99%，直径大小0.020.2mm，表面积20100cm2/ml，pH值约6.7，有较强的缓冲能力。其固相组分主要为有机物，约占7585%。生物特性具有一定的沉降性能和生物活性。组成 由微生物群体Ma，微生物残体Me，难降解有机物Mi，无机物Mii四部分组成。Ma具备活性细胞成分；Me内源代谢残留的微生物有机体；Mi难为细菌降解的有机悬浮固体；Mii吸附的无机悬浮固体。活性污泥的组成按有机
7、性和无机性分活性污泥的特征与微生物组成细菌：以异养型原核生物(细菌)为主，数量107108个/ml，自养菌数量略低。其优势菌种：产碱杆菌属等，它是降解污染物质的主体，具有分解有机物的能力。真菌：由细小的腐生或寄生菌组成，真菌：由细小的腐生或寄生菌组成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白质的具分解碳水化合物，脂肪、蛋白质的功能，但丝状菌大量增殖会引发污泥功能，但丝状菌大量增殖会引发污泥膨胀。膨胀。原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类、捕食游离细菌。其出现的顺序反映了处理水质的好坏（这里的好坏是指有机物的去除），最初是肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水质良好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独
8、缩虫、聚缩虫、盖纤虫等。后生动物(主要指轮虫），捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处理的质量。活性污泥法的基本流程 鼓风曝气：将空压机送出的压缩空气通过一系列管道系统送到安装在曝气池底的空气扩散装置，以微小气泡形式逸出，转移到混合液中，同时混合液搅拌、混合。机械曝气：利用安装在水面上、下的叶轮高速转动，剧烈搅动水面，产生水跃，液面与空气接触表面不断更新，使空气中的氧转移到混合液中。三叶式罗茨鼓风机常用鼓风机形式多极离心风机多级风机优点：BOD和SS去除率高，可达90%95%，适于处理要求高、水质稳的废水。缺点：对水质变化适应差；实际需氧前大后小，使
9、前段氧少、后段氧余；曝气池容积负荷低、占地面积大、基建费高。推流式曝气池鼓风曝气完全混合曝气池以异养型原核生物以异养型原核生物(细菌细菌)为主，数量为主，数量107108个个/ml，自养菌数量略低。其优势菌种：产碱杆菌属等，它是降解，自养菌数量略低。其优势菌种：产碱杆菌属等，它是降解污染物质的主体，具有分解有机物的能力。污染物质的主体，具有分解有机物的能力。由细小的腐生或寄生菌组成，具分解碳水化合物，由细小的腐生或寄生菌组成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白质的功能，但丝状菌大量增殖会引发污泥膨胀。脂肪、蛋白质的功能，但丝状菌大量增殖会引发污泥膨胀。肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类
10、、捕食游离细类、捕食游离细菌。其出现的顺序反映了处理水质的好坏（这里的好坏是指有机物的去除），菌。其出现的顺序反映了处理水质的好坏（这里的好坏是指有机物的去除），最初是肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水质良好时出现固着型纤最初是肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水质良好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩虫、聚缩虫、盖纤虫等。毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩虫、聚缩虫、盖纤虫等。主要指轮虫，捕食菌胶团和原生动物，主要指轮虫，捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处理的质量。是水质稳定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处理的质量
11、。鞭毛虫和肉足虫 游动纤毛虫 固着型纤毛虫（有柄纤毛虫：钟虫）鞭鞭毛毛虫虫肉肉足足虫虫类类 具有1至多根鞭毛作为运动胞器，体表有一层坚硬角质膜，保持外形不变。植鞭毛虫类体内有叶绿素进行植物型营养如绿眼虫、眼虫；动鞭毛虫如滴虫、波豆虫。以肉质伪足作为运动和摄食胞器，无固定形状，如变形虫。在污泥运行初期可见到大量以有机颗粒为食的肉足虫和鞭毛虫。匍匍匐匐型型纤纤毛毛虫虫游游动动型型纤纤毛毛虫虫体外有纤毛作为运动和摄食工具。以游离的细菌为食，随着菌胶团形成，数量减少，在污泥老化、解絮，处理效果差时数量增多纤毛粘合成棘毛，排列于腹面，在污泥表面爬行或游动。固固着着型型纤纤毛毛虫虫钟钟虫虫虫体钟形，口缘纤
12、毛摆动，将细菌或有机颗粒引进胞口，能分泌粘液固着在絮泥上。如小口钟虫、沟钟虫等。当污泥运行正常，处理水质良好时，暴气池中大量出现。微型后生动物微型后生动物轮虫、线虫、寡毛类。轮虫、线虫、寡毛类。以细菌、原生动物及污泥碎片为食。以细菌、原生动物及污泥碎片为食。一组活性污泥图片（细菌）菌胶团菌胶团污泥细碎污泥细碎菌胶团菌胶团菌胶团菌胶团肉足虫（变形虫）游泳型纤毛虫固着型纤毛虫（累枝虫）一组活性污泥图片（原生动物）游泳型纤毛虫（草履虫）轮虫轮虫轮虫轮虫一组活性污泥图片（后生动物）原生动物和后生动物可以作为指示微生物1.混合液中活性污泥微生物量的指标1 L曝气池混合液中所含悬浮固体的重量（mixed
13、liquor suspended solids,MLSS)，g/L，mg/L，一般控制在2-4g/L1 L混合液挥发性悬浮固体（能被完全燃烧的物质）的重量（mixed liquor volatile suspended solids,MLVSS)，g/L，MLSSMLVSSf 一般情况下，生活污水f值为0.75左右。污泥沉降比：SV(setting velocity)一定量的混合液静止沉淀30min后，沉淀的活性污泥体积与原混合液体积的比值。%。城市污水：SV取15%-30%.污泥容积：SVI(sludge volume index)1L混合液沉淀30min的活性污泥体积（mL）SV(mL/L
14、)SVI=1升混合液中悬浮固体干重（g）MLSS(g/L)SVI=70100 其活性污泥凝聚沉淀性能很好SVI值过低，活性污泥颗粒细小，无机物含量高，缺乏活性。SVI值过高，沉淀性能不好，可能产生污泥膨胀。2.活性污泥的沉降性能及其评定指标 活性污泥法(Activated Sludge Process)首先于20 世纪初在英国出现,迄今已有近百年历史，是当前应用最广泛的污水处理技术之一，该方法自1914年在英国曼切斯特市建成污水试验厂以来，已有90多年的历史。目前，它已成为有机废水生物处理的主体，但是仍存在一些不容忽视的缺点：对冲击负荷适应能力差，易发生污泥膨胀，处理构筑物占地面积大、基建投资
15、和运行费用高、管理复杂等。近几十年来，国内外学者准对以上这些问题进行了不懈地探索和研究，在供氧方式、运转条件、反应器形式等方面进行了革新、开发了多种活性污泥法新工艺，使得活性污泥法朝着高效、节能的方面发展。缺点缺点运行灵活性差，难以人为控制；载体比表面积小，设备容积负荷小，空间效率低；处理效率差，BOD去除率约80%左右，出水BOD 28mg/l（活性污泥法BOD 90%，出水14mg/l）。进水水池滤床二次沉淀池出水A 普通生物滤池是最早出现的一种生物处理方法，又称洒滴池洒滴池。结构简单，管理方便。固定床生物处理技术，流动床生物处理技术第一代工艺，滤料粒径较小(2570mm)，滤料层高度通常
16、只有23m左右，多不采用回流措施；优点：处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，出水BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐含量在10mg/L左右，出水水质稳定。缺点：占地面积大，易于堵塞，影响环境卫生。生物滤池的构造典型的生物滤池的构造 滤 床 布水设备排水系统自然通风,不设曝气系统.几种常见滤料 比表面积在98340m2/m3，孔隙率为9395 比表面积在81195m2/m3，孔隙率为9395比表面积65100m2/m3，孔隙率4550为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上生物滤池的布水设备分为两类固定式喷嘴布水系统移动式（常用回转式）布水器布 水 设 备结构组成：塔体、支架、隔栅、滤料
17、、布水设置、排水系统、通风装置。优点：占地小、有机负荷高26倍、处理能力高，适于大城市处理负荷高的废水处理。缺点：对大分子有机物的氧化分解困难，需要水泵 第一套半生产性的生物转盘试验装置是于1954年在德国海尔布隆污水处理厂建成。生物转盘技术具有一系列优点，在国际范围内的到广泛应用，是一种净化效果好、能源消耗低的生物处理技术 我国从70年代初开始引进生物转盘技术，对其开展了广泛的研究。在生活污水和城市污水，化纤、印染、制革及造纸等工业废水都得到了应用。出水出水进水进水进水进水出水出水1 12出水进水污泥处理1 1一次沉淀池2 2二次沉淀池n D 生物接触氧化滤池进水进气出水接触氧化池构造示例
18、也称作淹没式生物滤池，它是指在反应池中设置惰性填料，已经预先充氧曝气的污水浸没并流经全部填料，污水中的有机物与填料上的生物膜广泛接触，在微生物的新陈代谢作用下污染物得到去除。酚醛树脂蜂窝填料聚乙烯蜂窝填料正六角行蜂窝状斜管聚乙烯蜂窝填料聚乙烯蜂窝填料半软性填料弹性立体填料YHT型弹性生物的环填料软性、复合填料组合填料软性纤维填料生物接触氧化法填料立体弹性填料漂浮填料新型的纤维网状填料新型的三维立体网状填料生物接触氧化法的特点(1)具有较高的微生物浓度，一般可达1020g/L；(2)不需污泥回流，没有污泥膨胀的问题；(3)具有较强的耐冲击负荷能力；(4)生物膜具有丰富的生物相，污泥产量低。缺点：
19、填料易堵塞和更换，运行费用较高。E 生物流化床法 流化床是以砂、活性炭、焦炭一类的较小的惰性颗粒为载体充填在床内，载体表面被覆着生物膜，其质变轻，污水以一定流速从下向上流动，使载体处于流化状态。三相生物流化床 三相流化床设备较简单，操作亦较容易。三相生物流化床是气、液、固三相直接在流化床体内进行生化反应，不另设充氧设备和脱膜设备，载体表面的生物膜依靠气体的搅动作用，使颗粒之间剧烈摩擦而脱落。三相生物流化床的设计应注意防止气泡在床内合并成大气泡而影响充氧效率。充氧方式减压释放空气充氧射流曝气充氧城市污水中存在的含磷物质基本上都是不同形式的磷酸盐（简称磷或总磷，用P 或 TP 表示）。按化学特性（
20、酸性水解和消化）则可进一步分成正磷酸盐、聚合磷酸盐和有机磷酸盐，分别简称正磷、聚磷和有机磷。在GB8978-1996中对排污单元排放废水中的元素磷严格控制在0.1mg/L和0.3mg/L n 乙酸乙酰CoAPHBn PHB乙酰CoA不动细菌属、棒杆菌属、微丝菌不动细菌属、棒杆菌属、微丝菌 聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P部分回流部分回流做种做种大部分大部分（P）去除）去除在生物除磷系统中污泥含磷量的典型值在6%左右，有些能达到 8%-12%，而普通活性污泥含磷量只有2%。废水中的有机物进入厌氧区后，在发酵性产酸菌的作用下转化成乙酸。聚磷菌在厌氧的不利环境下可将贮积在体内的聚磷分解。在此过程中释放出的能量可供聚磷菌在厌氧压抑环境下存活之用；另一部分能量可供聚磷菌主动吸收乙酸、H+和e-，使之以PHB形式贮藏在菌体内，并使发酵产酸过程得以继续进行。聚磷分解后的无机磷酸盐释放至聚磷菌体外（厌氧放磷现象）。进入好氧区后，PHB分解释放出的大量能量可供聚磷菌的生长、繁殖。当环境中有溶磷存在时，一部分能量可供聚磷菌主动吸收磷酸盐，并以聚磷酸盐的形式贮积在体内，此即为聚磷菌的好氧吸磷现象。
