1、NoImage一一 废水处理中的几个概念废水处理中的几个概念 二二 废水的好氧生物处理废水的好氧生物处理 三三 废水的厌氧生物处理废水的厌氧生物处理 四四 微生物的脱氮除磷微生物的脱氮除磷 五五 用生物法处理废水对水质的要求用生物法处理废水对水质的要求本节主要内容本节主要内容NoImagev废水生物处理法废水生物处理法：利用微生物处理废水的方法。：利用微生物处理废水的方法。根据对氧气的要求根据对氧气的要求好氧生物处理好氧生物处理 厌氧生物处理厌氧生物处理v生物处理单元：生物处理单元：处理废水的微生物处理废水的微生物 处理构筑物处理构筑物处理系统处理系统v 生态系统：生态系统：生物与生物与生物生
2、物、生物与、生物与非生物（环境）非生物（环境）之间的相之间的相 互关系。互关系。各类处理系统中的微生物都为各类处理系统中的微生物都为混合培养的微生物系统混合培养的微生物系统，NoImage1 概念：概念：在在有氧有氧的条件下借的条件下借好氧微生物好氧微生物的作用处理废水。的作用处理废水。又叫又叫废水生物处理废水生物处理。废水中废水中 有机物有机物好氧好氧 微生物微生物无机物，随水排出无机物，随水排出微生物微生物 细胞物质细胞物质有机物充足有机物充足微生物增多微生物增多有机物少有机物少菌体死亡菌体死亡与废水与废水 分离分离O2通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下来通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下来。
3、（一）废水的好氧生物处理概述（一）废水的好氧生物处理概述NoImage2 废水好氧生物处理作用对象废水好氧生物处理作用对象溶解的有机物溶解的有机物直接渗入细胞内被吸收直接渗入细胞内被吸收 固体的、胶体的有机物固体的、胶体的有机物间接吸收间接吸收 附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，渗入细胞。性物质，渗入细胞。3 废水好氧生物处理的优缺点废水好氧生物处理的优缺点 优点优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去：无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD5 8090 缺点缺点：设备复杂：设备复杂4 废水好氧生物处理的方法废水好氧生物处理的方法 活性污泥法
4、活性污泥法、生物膜法、生物膜法（生物滤池法、生物转盘法）（生物滤池法、生物转盘法）氧化塘（生物塘）法、污水灌溉。氧化塘（生物塘）法、污水灌溉。NoImage什么是活性污泥？什么是活性污泥？活性污泥中起主活性污泥中起主要作用的是什么要作用的是什么物质？物质？曝气池中形成的污泥（土壤微生物群）！曝气池中形成的污泥（土壤微生物群）！菌胶团！菌胶团！活性污泥法是一种活性污泥法是一种应用最广应用最广的废水好氧生物处理技术的废水好氧生物处理技术NoImage n好氧活性污泥是好氧活性污泥是在在曝气状态下曝气状态下由多种多样的好氧微生由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微
5、生物兼有少量的厌氧微生物)与污与污(废废)水中有机的和无机固体物水中有机的和无机固体物混凝混凝交织在一起，形交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。成的絮状体或称绒粒。n n活性污泥的形成是一种自然现象。活性污泥的形成是一种自然现象。n例如，如果向一桶含粪便污水中不断地加入空气，并例如，如果向一桶含粪便污水中不断地加入空气，并持续维持水中的溶解氧，那末经过一段时间后，就会持续维持水中的溶解氧，那末经过一段时间后，就会产生产生褐色絮花状褐色絮花状的泥粒，在显微镜下会看到，污泥里的泥粒，在显微镜下会看到，污泥里充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥
6、。泥。n微生物在设备中呈悬浮状态微生物在设备中呈悬浮状态NoImage n（1）组成）组成 n好氧微生物好氧微生物和和兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生兼有少量的厌氧微生物物)与其上吸附的有机的和无机的与其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成固体杂质组成。n（2）好氧活性污泥的性质）好氧活性污泥的性质 n颜色以颜色以为佳为佳 黑色说明厌氧、白色说明无机物过多黑色说明厌氧、白色说明无机物过多 n含水率在含水率在99左右左右 密度为密度为10021006 n大小为大小为00202mm 比表面积为比表面积为20100cm2ml之间之间 n弱酸性弱酸性(pH约为约为67)当进水改变时，对进
7、水当进水改变时，对进水pH的变化有一定的变化有一定的承受能力。的承受能力。NoImage 是能起絮凝作用的细菌形成的是能起絮凝作用的细菌形成的，在其，在其上生长着其他微生物。上生长着其他微生物。如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后生动物动物和某些微型后生动物(轮虫及线虫等轮虫及线虫等)。nA A菌胶团菌胶团 n在微生物学领域里，将在微生物学领域里，将动胶菌属动胶菌属形成的细菌团块称为形成的细菌团块称为菌胶团。菌胶团。n在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液的絮在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为
8、菌胶团。凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。NoImage 为什么细菌会形成菌胶团？为什么细菌会形成菌胶团？NoImageb.b.菌胶团的形成机理菌胶团的形成机理活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片 NoImage小口钟虫小口钟虫NoImage细细菌菌名名称称细细菌菌名名称称细细菌菌名名称称动动胶胶团团属属 (优优势势菌菌)短短杆杆菌菌属属微微球球菌菌属属丛丛毛毛单单胞胞菌菌属属(优优势势菌菌)固固氮氮菌菌属属黄黄杆杆菌菌属属产产碱碱杆杆菌菌属属 (较较多多)亚亚硝硝化化单单胞胞菌菌属属无无色色杆杆菌菌属属棒棒状状杆杆菌菌属属 (较较多多)假假单单胞胞菌菌
9、属属节节杆杆菌菌属属芽芽孢孢杆杆菌菌属属病病原原细细菌菌 （偶偶尔尔）大大肠肠埃埃希希氏氏菌菌产产气气杆杆菌菌属属工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但优势菌主要优势菌主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌是对特定工业废物起主要降解作用的细菌 NoImageNoImagen用框图表示见下图用框图表示见下图 NoImageNoImage后处理后处理生物处理生物处理（二级处理）（二级处理）化学营养物化学营养物曝气池沉淀池污泥回流污泥回流净水外排净水外排预处理预处理 （一级处理）（一级处理）污泥及余渣消化罐NoImagen活性污泥的优势：活性污泥的优势
10、：n（1）可以连续反复使用可以连续反复使用 n好氧活性污泥由于是由有生命的微生物组成，能自好氧活性污泥由于是由有生命的微生物组成，能自我繁殖，且易于分离我繁殖，且易于分离，而化学药剂只能一次使用，而化学药剂只能一次使用，故活性污泥比化学混凝剂优越。故活性污泥比化学混凝剂优越。n n（2）可以降解水中的溶解性有机物可以降解水中的溶解性有机物，这也是物理化学方法难以做到的。这也是物理化学方法难以做到的。n 泥水分泥水分离良好离良好，出水，出水清澈清澈NoImage常见故障常见故障：二次沉淀池中固液分离（：二次沉淀池中固液分离（泥水分离泥水分离）出现问题。）出现问题。起因起因：污泥絮状体的结构不正常
11、。：污泥絮状体的结构不正常。正常的絮状体的结构有两类正常的絮状体的结构有两类：微结构微结构：直径：直径18，长泥龄（，长泥龄（9天）利于该菌生长。天）利于该菌生长。微结构絮体造成微结构絮体造成 B B 起泡沫（厚、棕色泡沫）起泡沫（厚、棕色泡沫）在过度曝气时，紊流剪切絮块成碎块。在过度曝气时，紊流剪切絮块成碎块。NoImage概念概念：活性污泥的性能发生变化，絮块活性污泥的性能发生变化，絮块漂浮漂浮水面，水面，比重减轻，随着水流而比重减轻，随着水流而排出排出。该异常现象称之。该异常现象称之。由丝状细菌和其它丝状微生物大量增殖引起。由丝状细菌和其它丝状微生物大量增殖引起。造成的结果造成的结果：稀
12、薄污泥回流至曝气池稀薄污泥回流至曝气池。出水出水BODBOD5 5升高升高。NoImageBOD;NBOD;N及及BOD:PBOD:P很高，很高，特别特别N N不足不足 （BOD:N:P=100:5:1)BOD:N:P=100:5:1)进水中低分子碳水化合进水中低分子碳水化合 物过多物过多 水温低水温低 溶氧低溶氧低 低低pH pH 重金属等有毒物流入多。重金属等有毒物流入多。调节水的酸碱度调节水的酸碱度 将沉淀污泥和消化污泥搅拌混合将沉淀污泥和消化污泥搅拌混合 添加铁盐（添加铁盐（FeClFeCl2 2550mg/L)550mg/L)、铝盐铝盐(10100mg/L)(10100mg/L)、氯
13、氯(1020mg/L(1020mg/L、H H2 2O O2)2)(40200mg/L(40200mg/L），），前两者连续添加，后两者间歇前两者连续添加，后两者间歇添加。添加。降低溶解氧浓度（曝气池降低溶解氧浓度（曝气池1mg/L)1mg/L)对回流污泥在曝气。对回流污泥在曝气。产生原因：产生原因：防止措施：防止措施：NoImage（五）（五）生物滤池中的微生物（生物滤池中的微生物（生物膜法生物膜法）包括：包括：生物滤池生物滤池（以此为例以此为例）生物转盘生物转盘 生物接触氧化法生物接触氧化法 生物流化床生物流化床生物膜法生物膜法又称又称固定膜法固定膜法。主要去除废水中。主要去除废水中溶解溶
14、解的的和和胶体的胶体的有机污染物。有机污染物。微生物为附着型微生物为附着型NoImage1 生物滤池的结构生物滤池的结构三个主要部分三个主要部分滤床滤床 布水系统布水系统 排水系统排水系统池体池体 滤料滤料生物滤池的结构图生物滤池的结构图1 旋转布水器旋转布水器 2 滤料滤料 3 集水沟集水沟 4 总排水沟总排水沟 5 渗水装置渗水装置NoImagev 滤料滤料滤料是生物膜赖以生存的载体。滤料是生物膜赖以生存的载体。滤料应具备以下特性滤料应具备以下特性：（1）能为微生物的栖息提供大量的表面积。能为微生物的栖息提供大量的表面积。（2）能使废水以液膜状均匀分布在其表面。能使废水以液膜状均匀分布在其
15、表面。（3）有足够大的孔隙率，使生物膜能随水通过孔有足够大的孔隙率，使生物膜能随水通过孔隙流到池底。保证有良好的通风。隙流到池底。保证有良好的通风。（4）适合于生物膜的形成与黏附适合于生物膜的形成与黏附 （5）有较好的机械强度，不易变形与破碎。有较好的机械强度，不易变形与破碎。滤料的材料滤料的材料：碎石、卵石、炉渣碎石、卵石、炉渣。近年使用近年使用塑料滤料塑料滤料（聚氯乙稀、聚苯乙烯）（聚氯乙稀、聚苯乙烯）1 生物滤池的结构生物滤池的结构NoImagev 布水系统布水系统作用作用 是将废水均匀地是将废水均匀地喷洒喷洒在滤料上。在滤料上。v 排水系统排水系统滤床底部，滤床底部，作用作用是是收集收
16、集。排出处理后的废水。排出处理后的废水保证滤池通风。保证滤池通风。旋转布水器示意图旋转布水器示意图1 生物滤池的结构生物滤池的结构NoImage2 生物滤池工作的基本原理生物滤池工作的基本原理 在滤池内在滤池内设置设置固定的固定的滤料滤料，当废水自上而下滤过时，由于废水当废水自上而下滤过时，由于废水不断与滤料接触，不断与滤料接触，微生物在滤料表微生物在滤料表面繁殖面繁殖，逐渐形成，逐渐形成生物膜生物膜。生物膜。生物膜是由多种微生物组成的一个生态系是由多种微生物组成的一个生态系统。统。当生物膜形成并达到一定厚当生物膜形成并达到一定厚度时，氧就无法透入生物膜内层，度时，氧就无法透入生物膜内层，造成
17、内层的厌氧状态，使生物膜的造成内层的厌氧状态，使生物膜的附着力减弱。此时，在水流的冲刷附着力减弱。此时，在水流的冲刷下，下，生物膜生物膜开始开始脱落脱落。随后在滤料。随后在滤料上又会上又会生长新的生物膜生长新的生物膜。如此循环。如此循环往复，废水流经生物膜后得以净化。往复，废水流经生物膜后得以净化。生物滤池的结构图生物滤池的结构图NoImage 微生物在滤料表面繁殖形成的膜状结构。是一个生态微生物在滤料表面繁殖形成的膜状结构。是一个生态系统系统。结构由两部分组成结构由两部分组成附着生物体附着生物体 液膜液膜好氧微生物（膜外层）好氧微生物（膜外层）厌氧微生物（接触滤料）厌氧微生物（接触滤料）附着
18、水层附着水层 流动水层流动水层 膜内生物不停挖洞，膜多孔。膜内生物不停挖洞，膜多孔。大量有机物在好氧区被分解。大量有机物在好氧区被分解。厌氧区增厚使膜脱落，新膜形成厌氧区增厚使膜脱落，新膜形成滤料滤料NoImage污水中含有生物膜所需的各种微生物。夏季污水中含有生物膜所需的各种微生物。夏季24周形成生物膜。冬季需周形成生物膜。冬季需2个月。个月。细菌细菌：多数为：多数为G-，能形成菌胶团。无色杆菌、黄，能形成菌胶团。无色杆菌、黄 杆菌、极毛杆菌、球衣细菌、贝氏硫杆菌杆菌、极毛杆菌、球衣细菌、贝氏硫杆菌 真菌真菌：镰刀菌、青霉、毛霉、地霉、多种酵母菌：镰刀菌、青霉、毛霉、地霉、多种酵母菌 藻类藻
19、类：小球藻、蓝藻、绿藻（仅在滤池表面）：小球藻、蓝藻、绿藻（仅在滤池表面）原生动物原生动物：钟虫、盖纤虫、等枝虫、草履虫：钟虫、盖纤虫、等枝虫、草履虫 后生动物后生动物：轮虫、线虫。：轮虫、线虫。NoImage1 活性污泥系统的进展活性污泥系统的进展（1）氧化沟）氧化沟 又称又称循环曝气池循环曝气池，是活性污泥法的一种变形。，是活性污泥法的一种变形。荷兰卫生工程研究所于荷兰卫生工程研究所于20世纪世纪50年代研制开发的。年代研制开发的。第一座氧化沟是第一座氧化沟是1954年由巴斯维尔（年由巴斯维尔（Pasveer）设）设计并投入运行。一般主要用于日处理水量在计并投入运行。一般主要用于日处理水量
20、在5000m3以下的城市废水和有机废水。以下的城市废水和有机废水。优点优点：对水温、水质、水量的变动有较强适应性。：对水温、水质、水量的变动有较强适应性。产泥量低，排泥量少。产泥量低，排泥量少。充分曝气处理，水质良好。充分曝气处理，水质良好。NoImage原废水原废水格栅格栅沉砂池沉砂池氧化沟氧化沟回流污泥回流污泥处理水处理水二次二次 沉淀池沉淀池以氧化沟为单元的废水处理流程以氧化沟为单元的废水处理流程氧化沟的平面图氧化沟的平面图NoImage（2）AB法废水处理工艺法废水处理工艺 又叫又叫吸附生物降解（吸附生物降解（Adsorption Biodegradation）工艺工艺的简称。德国的简
21、称。德国20世纪世纪70年代中期开创的。年代中期开创的。格栅格栅沉砂池沉砂池中间沉淀池中间沉淀池吸附池吸附池曝气池曝气池二次沉淀池二次沉淀池预处理段预处理段A段段B段段回流污泥回流污泥回流污泥回流污泥AB法废水处理工艺流程法废水处理工艺流程原废水原废水处理水处理水NoImage2 生物膜法的进展生物膜法的进展 生物流化床生物流化床20世纪世纪70年代开发出的一种新型生物膜法废水处理构筑物。年代开发出的一种新型生物膜法废水处理构筑物。采用采用相对密度相对密度1的细小的细小惰性颗惰性颗粒（砂、焦炭、陶粒、活粒（砂、焦炭、陶粒、活性炭等）为载体性炭等）为载体，微生物微生物生长于载体表面形成生物生长于
22、载体表面形成生物膜膜，废水（先经充氧获在床内，废水（先经充氧获在床内充氧）自下向上流动，使载体充氧）自下向上流动，使载体处于流化状态，其上附着的生处于流化状态，其上附着的生物膜可与载体充分接触。流化物膜可与载体充分接触。流化床内生物固体浓度很高，氧和床内生物固体浓度很高，氧和有机物的传递效率也高。高效。有机物的传递效率也高。高效。生物流化床示意图生物流化床示意图载体载体NoImage两项生物流化床工艺两项生物流化床工艺载体载体NoImage（一）（一）厌氧生物处理的基本原理及参加的微生物厌氧生物处理的基本原理及参加的微生物（二）（二）厌氧微生物群体间的关系厌氧微生物群体间的关系（三）（三）厌氧
23、生物处理的影响因素厌氧生物处理的影响因素（四）（四）厌氧法处理废水的特征厌氧法处理废水的特征（五）（五）厌氧法处理废水的应用厌氧法处理废水的应用NoImage废水的厌氧生物处理废水的厌氧生物处理：在无氧的条件下，借多种厌氧微生在无氧的条件下，借多种厌氧微生 物的作用处理废水。又叫厌氧消化。物的作用处理废水。又叫厌氧消化。1881年法国报道了罗伊斯年法国报道了罗伊斯.莫拉斯（莫拉斯（Louis Mouras）发明的）发明的“自动净化器自动净化器”。开始了利用。开始了利用厌氧消化处理废水的历史。至今已厌氧消化处理废水的历史。至今已100多年多年。1979年布利安特（年布利安特（Bryant）等人提
24、出厌氧）等人提出厌氧消化的消化的三阶段三阶段4 类群理论类群理论。发酵细菌作用阶段（水解发酵阶段）发酵细菌作用阶段（水解发酵阶段）产醋酸细菌作用阶段（产氢、产乙酸阶段）产醋酸细菌作用阶段（产氢、产乙酸阶段）产甲烷阶段产甲烷阶段NoImage三阶段三阶段4类群理论类群理论1 发酵细菌作用阶段发酵细菌作用阶段碳水化合物碳水化合物 蛋白质蛋白质 类脂类脂（1）原理）原理：胞外酶胞外酶单糖单糖 氨基酸氨基酸 脂肪酸脂肪酸发酵发酵醇醇 低级脂肪酸低级脂肪酸（2）参加的微生物）参加的微生物：发酵细菌群发酵细菌群梭菌属梭菌属（Clostridium)丁酸弧菌属（丁酸弧菌属（Butyrivibrio）拟杆菌属
25、（拟杆菌属（Bacteroides)大多专性厌氧；适宜大多专性厌氧；适宜Ph4.58（3）特性）特性NoImage2 产醋酸细菌作用阶段产醋酸细菌作用阶段 上阶段产物上阶段产物（丙酸、丁酸、醇等）（丙酸、丁酸、醇等）醋酸、甲胺醋酸、甲胺 CO2、H2（1）原理）原理（2）参加的微生物）参加的微生物产氢产乙酸细菌群产氢产乙酸细菌群 同型产乙酸细菌群同型产乙酸细菌群互营单胞菌属互营单胞菌属 互营杆菌属互营杆菌属 梭菌属梭菌属 暗杆菌属暗杆菌属绝对厌氧菌获兼性厌氧菌；绝对厌氧菌获兼性厌氧菌；适宜适宜pH 4.58三阶段三阶段4类群理论类群理论（3）特性：）特性：NoImage3 产甲烷细菌作用阶段产
26、甲烷细菌作用阶段（厌氧消化的控制阶段）（厌氧消化的控制阶段）（1）原理）原理H2、CO2、CH3COO CH3NH2、CH3OH CH4（2）参加的微生物）参加的微生物产甲烷细菌群产甲烷细菌群产甲烷杆菌属产甲烷杆菌属 产甲烷短杆菌属产甲烷短杆菌属 产甲烷球菌属产甲烷球菌属严格厌氧菌严格厌氧菌 中温菌对温度敏感中温菌对温度敏感 pH 适宜适宜6.87.2 增殖速率慢增殖速率慢三阶段三阶段4类群理论类群理论（3）特性）特性：NoImage厌氧消化三阶段四类群厌氧消化三阶段四类群废水中有机物废水中有机物脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇类脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇类乙酸乙酸H2+CO2发酵性细菌发酵性细菌产氢产
27、乙酸细菌产氢产乙酸细菌同型产乙酸细菌同型产乙酸细菌产甲烷细菌产甲烷细菌CH4NoImage不产甲烷细菌和产甲烷细菌相互依赖、相互制约。不产甲烷细菌和产甲烷细菌相互依赖、相互制约。表现在表现在：1 不产甲烷细菌未产甲烷细菌提供生长和产甲烷所需的不产甲烷细菌未产甲烷细菌提供生长和产甲烷所需的的基质。的基质。不产甲烷细菌的产物氢、二氧化碳、乙酸提供给产不产甲烷细菌的产物氢、二氧化碳、乙酸提供给产甲烷细菌。产甲烷细菌为厌氧环境有机物分解食物链最甲烷细菌。产甲烷细菌为厌氧环境有机物分解食物链最后环节。后环节。2 不产甲烷细菌为产甲烷细菌创造适宜的氧化还原条件。不产甲烷细菌为产甲烷细菌创造适宜的氧化还原条
28、件。厌氧发酵初期的加料等带入的厌氧发酵初期的加料等带入的空气中的氧被不产甲烷空气中的氧被不产甲烷细菌的代谢作用，使发酵液的氧化还原电位不断下降细菌的代谢作用，使发酵液的氧化还原电位不断下降，为产甲烷细菌提供生长条件。为产甲烷细菌提供生长条件。（二）（二）厌氧微生物群体间的关系厌氧微生物群体间的关系NoImage3 不产甲烷细菌为产甲烷细菌清除有毒物质不产甲烷细菌为产甲烷细菌清除有毒物质 苯环、氰化物可被不产甲烷细菌降解。苯环、氰化物可被不产甲烷细菌降解。4 产甲烷细菌为不产甲烷细菌的生化反应解除反馈抑制。产甲烷细菌为不产甲烷细菌的生化反应解除反馈抑制。不产甲烷细菌的发酵产物可以抑制其本身的不断
29、形成。不产甲烷细菌的发酵产物可以抑制其本身的不断形成。如氢的积累抑制产氢细菌的产氢，酸的积累抑制产酸细如氢的积累抑制产氢细菌的产氢，酸的积累抑制产酸细 菌的产酸。而产甲烷细菌可以利用氢、乙酸、二氧化碳菌的产酸。而产甲烷细菌可以利用氢、乙酸、二氧化碳 等，解除反馈。等，解除反馈。5 不产甲烷细菌和产甲烷细菌共同维持环境中适宜的不产甲烷细菌和产甲烷细菌共同维持环境中适宜的pH值值。不产甲烷菌分解糖等产生不产甲烷菌分解糖等产生酸酸，降低降低pH 产甲烷菌分解酸产生产甲烷菌分解酸产生甲烷甲烷，pH 上升上升（二）（二）厌氧微生物群体间的关系厌氧微生物群体间的关系NoImage对厌氧生物及厌氧消化的影响
30、尤为显著。对厌氧生物及厌氧消化的影响尤为显著。厌氧消化厌氧消化 最佳温度最佳温度55左右左右嗜热菌（高温消化）嗜热菌（高温消化）35左右左右嗜温菌（中温消化）嗜温菌（中温消化）取舍取舍：高温消化的反应速率为中温消化高温消化的反应速率为中温消化的的1.51.9倍，但甲烷在气体中占倍，但甲烷在气体中占比例低。消化不彻底。比例低。消化不彻底。高温消化需较多的能量，不经济。高温消化需较多的能量，不经济。1 温度温度温度对厌氧消化的影响温度对厌氧消化的影响（三）（三）厌氧生物处理的影响因素厌氧生物处理的影响因素NoImage不产甲烷细菌适宜不产甲烷细菌适宜pH 4.58 产甲烷细菌适宜产甲烷细菌适宜pH
31、 6.87.2在在pH8.2的环的环境中，厌氧消化会受到严境中，厌氧消化会受到严重抑制。主要对甲烷细菌重抑制。主要对甲烷细菌的抑制。的抑制。厌氧消化的最佳厌氧消化的最佳pH 值为值为6.87.2.2 pH 值值（三）（三）厌氧生物处理的影响因素厌氧生物处理的影响因素NoImage有机污泥有机污泥不溶性有机质、纤维素含量高的污水。不溶性有机质、纤维素含量高的污水。高浓度有机废水高浓度有机废水一般先厌氧处理将污物，后好氧处理。一般先厌氧处理将污物，后好氧处理。大量稀释或降低好氧处理进水量，则处理费用较昂贵。大量稀释或降低好氧处理进水量，则处理费用较昂贵。1 处理对象处理对象：有机污泥和高浓度的有机
32、废水有机污泥和高浓度的有机废水 2 时间长时间长：3035，需，需15天。天。生化需氧量去除率生化需氧量去除率5090与好氧处理法比较与好氧处理法比较 3 能量需求大大降低能量需求大大降低不需供给氧气，同时还可产生甲烷不需供给氧气，同时还可产生甲烷 每去除每去除1kg COD好氧生物好氧生物处理一般需处理一般需消耗消耗0.51.0 kW.h电能电能。每去除每去除1kg COD 厌氧生物厌氧生物处理约能处理约能产生产生3.5 kW.h电能。电能。（四）（四）厌氧法处理废水的特征厌氧法处理废水的特征NoImage 4 污泥产量极低污泥产量极低厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多。厌氧微生物的增殖
33、速率比好氧微生物低得多。5 处理后有机物浓度高于好氧处理处理后有机物浓度高于好氧处理 6 有臭气产生有臭气产生S、SO42-O2还原还原H2S 7 设备较简单设备较简单NoImage 厌氧消化池厌氧消化池主要用于处理城市废水厂的污泥和固体含量很高的废水。主要用于处理城市废水厂的污泥和固体含量很高的废水。沼气沼气 稳定性好的腐殖质。稳定性好的腐殖质。污泥体积减少污泥体积减少1/2以上。以上。我国常用的为圆柱形。钢筋混凝土我国常用的为圆柱形。钢筋混凝土浮盖式消化池浮盖式消化池（五）（五）厌氧法处理废水的应用厌氧法处理废水的应用NoImage（一）（一）水体的富营养化水体的富营养化（二）（二）废水的
34、生物脱氮废水的生物脱氮（三）（三）废水的生物除磷废水的生物除磷（四）（四）生物脱氮和除磷的影响因素生物脱氮和除磷的影响因素NoImage水体富营养化（水体富营养化（eutrophication）由于由于N、P在水体中含量过高，而引起藻类、某些细在水体中含量过高，而引起藻类、某些细 菌大量繁殖，其它生物种类减少，以至水质恶化。菌大量繁殖，其它生物种类减少，以至水质恶化。是近是近30年在废水处理中才出现的一个术语。年在废水处理中才出现的一个术语。开始富营养化的条件开始富营养化的条件 水体中可溶性磷水体中可溶性磷 0.01mg/L N:P5:1 N：是富营养化的主要因素（：是富营养化的主要因素（NH
35、4+、NO3-、NO2-、有机有机N）P:可溶性磷酸盐可溶性磷酸盐 与与不溶性磷酸盐不溶性磷酸盐相互转化。相互转化。N:P比例取决于比例取决于 （1）生物转化（有机生物转化（有机N和无机和无机N间转化）间转化）（2）流入水体的水（出水的流入水体的水（出水的N、P超标）超标）NoImage1 生物脱氮的基本原理生物脱氮的基本原理 生物脱氮是污水中的生物脱氮是污水中的含氮有机物含氮有机物，在生物处理过程中，在生物处理过程中被被异养型微生物异养型微生物氧化分解，转化为氧化分解，转化为氨氮氨氮，然后由，然后由自养型硝自养型硝化细菌化细菌将其转化为将其转化为NO3-，最后再由，最后再由反硝化细菌反硝化细
36、菌将将NO3-还原还原为为N2，从而达到脱氮的目的。，从而达到脱氮的目的。含氮有机物含氮有机物异养型异养型 微生物微生物NH4+-N氨化氨化 作用作用亚硝酸亚硝酸 细菌细菌 NO2-N硝酸硝酸 细菌细菌 NO3-N硝化作用有硝化作用有O2反硝化反硝化 细菌细菌反硝化反硝化 作用无作用无O2N2、NO2最终完成生物脱氮最终完成生物脱氮NoImage2 参与生物脱氮的微生物参与生物脱氮的微生物氨化细菌氨化细菌 硝化细菌硝化细菌 亚硝酸细菌亚硝酸细菌 硝酸细菌硝酸细菌反硝化细菌反硝化细菌NoImage3 生物脱氮工艺生物脱氮工艺 活性污泥法脱氮传统工艺活性污泥法脱氮传统工艺 缺氧好氧活性污泥法脱氮系
37、统缺氧好氧活性污泥法脱氮系统 氧化沟硝化脱氮工艺氧化沟硝化脱氮工艺 生物转盘硝化脱氮工艺生物转盘硝化脱氮工艺（二）（二）废水的生物脱氮废水的生物脱氮NoImage活性污泥法脱氮传统工艺分活性污泥法脱氮传统工艺分单级单级、2级级、3级级流程流程 是由巴茨（是由巴茨（Barth）开创的活性污泥法脱氮流程。它是以）开创的活性污泥法脱氮流程。它是以 氨化、硝化、反硝化氨化、硝化、反硝化 3 相反应过程为基础建立的。相反应过程为基础建立的。（1）活性污泥法脱氮传统工艺）活性污泥法脱氮传统工艺NoImage活性污泥法传统脱氮工艺（活性污泥法传统脱氮工艺（3级）流程示意图级）流程示意图曝气池曝气池 去除去除
38、BOD沉淀沉淀 池池第二级第二级硝硝 化化曝气池曝气池沉淀沉淀 池池反硝反硝 化化 反应器反应器沉淀沉淀 池池原原废废水水污泥回流污泥回流剩余污泥剩余污泥碱碱污泥回流污泥回流剩余污泥剩余污泥CH3OHN2处处理理水水污泥回流污泥回流剩余污泥剩余污泥NoImage沉淀沉淀 池池反硝化反硝化 反应器反应器（缺氧缺氧）硝化反应器硝化反应器 BOD5去除，去除，（好氧好氧）缺氧缺氧好氧活性污泥法脱氮系统好氧活性污泥法脱氮系统原废水原废水N2碱碱内循环内循环（硝化液回流）（硝化液回流）回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥处理水处理水NoImage20世纪世纪70年代末，发现多种有明显除磷能力的细菌，年代末，
39、发现多种有明显除磷能力的细菌，统称除磷菌统称除磷菌，如不动杆菌（，如不动杆菌（Acinetobacter）。）。在在有氧环境中可超量摄取磷有氧环境中可超量摄取磷。一般细菌细胞中磷占一般细菌细胞中磷占2.3。而。而除磷菌除磷菌可摄取约为正可摄取约为正常需要常需要10倍以上的磷倍以上的磷。磷常以磷常以磷酸盐、聚磷酸盐磷酸盐、聚磷酸盐和和有机磷有机磷的形式存在于废水中。的形式存在于废水中。1 参与生物除磷的微生物参与生物除磷的微生物NoImage2 废水的生物除磷的基本原理及实质废水的生物除磷的基本原理及实质利于利于聚磷菌聚磷菌一类的细菌，一类的细菌，过量过量地、地、超出其生超出其生理需要理需要地从
40、外部摄取磷，并将其地从外部摄取磷，并将其以聚合形态以聚合形态储存在体内储存在体内，形成高磷污泥，排出系统，达，形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。到从废水中除磷的效果。分两步进行分两步进行：v 聚磷菌的放磷（厌氧条件）聚磷菌的放磷（厌氧条件）v 聚磷菌的磷过量摄取（好氧条件）聚磷菌的磷过量摄取（好氧条件）NoImagev 聚磷菌的放磷（厌氧）聚磷菌的放磷（厌氧）ATP聚磷菌细胞内的聚磷菌细胞内的 聚磷酸盐分解聚磷酸盐分解PO43-废水中废水中脂肪酸脂肪酸PHB、糖原、糖原储存在细胞内储存在细胞内PHB 聚聚羟基丁酸羟基丁酸NoImagev 聚磷菌的磷过量摄取（好氧）聚磷菌的磷过量摄
41、取（好氧）细胞内的细胞内的PHB分解分解ATP废水废水磷磷聚磷菌聚磷菌聚磷酸盐聚磷酸盐储存在细胞内储存在细胞内好氧时摄取好氧时摄取的磷的磷多于多于厌厌氧时释放的氧时释放的磷磷NoImage厌氧好氧系统生物除磷过程图厌氧好氧系统生物除磷过程图NoImagev 1 温度温度 生物脱氮除磷系统温度在生物脱氮除磷系统温度在540范围内都能成功运行。范围内都能成功运行。v 2 pH值与碱度值与碱度 生物脱氮最适生物脱氮最适pH：硝酸菌硝酸菌6.07.5，亚硝酸菌亚硝酸菌7.08.5，反硝化细菌反硝化细菌7.07.5 生物除磷最适生物除磷最适pH：6.08.0 v 3 溶解氧溶解氧 生物脱氮：硝化时溶解氧
42、生物脱氮：硝化时溶解氧2.0mg/L。反硝化时溶解氧小于反硝化时溶解氧小于0.5mg/L 生物除磷：厌氧段溶解氧小于生物除磷：厌氧段溶解氧小于0.2mg/L 需氧段溶解氧需氧段溶解氧1.52.5mg/L（四）（四）生物脱氮和除磷的影响因素生物脱氮和除磷的影响因素NoImage复习思考题复习思考题 1 1 氨化作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用的概念。硝化作用、反硝化作用的概念。2 2 好氧活性污泥的组成和性质如何？好氧活性污泥的组成和性质如何？3 3 菌胶团的功能是什么？菌胶团的功能是什么？4 4 菌胶团是如何形成的？菌胶团是如何形成的？6 6 生物膜的概念、生物膜处理废水的原理。生物膜的概念、生物膜处理废水的原理。7 7 说明厌氧生物处理废水的原理。说明厌氧生物处理废水的原理。8 8 分析生物脱氮的原理，及生物除磷的原理。分析生物脱氮的原理，及生物除磷的原理。9 9 为什么厌氧生物处理废水的为什么厌氧生物处理废水的PHPH值要维持在值要维持在6.87.26.87.2？从？从参加的微生物的生理特性分析。参加的微生物的生理特性分析。10 10 说说好氧生物法处理废水和厌氧生物法处理废各有哪说说好氧生物法处理废水和厌氧生物法处理废各有哪些特征？比较说明些特征？比较说明
