环境工程学第三章水的生化处理方法_精品文档.ppt

1、第第 一一 篇篇 水质净化与水污染控制工程水质净化与水污染控制工程第一章第一章 水质与水体自净水质与水体自净第二章第二章 水的物理化学处理方法水的物理化学处理方法第三章第三章 水的生物化学处理方法水的生物化学处理方法第四章第四章 水处理工程与废水最终处置水处理工程与废水最终处置 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 水的生化处理方法水的生化处理方法 在人工创造的有利于微生物在人工创造的有利于微生物生命活动的环境中，使微生物大量繁殖，提高微生生命活动的环境中，使微生物大量繁殖，提高微生物氧化降解有机物效率的水处理方法。物氧化降解有机物效率的水处理方法。好氧生物处理好氧生物处理厌氧生物处

2、理厌氧生物处理（利用氧的能力）（利用氧的能力）悬浮生长系统悬浮生长系统附着生长系统附着生长系统（处理工艺）（处理工艺）去除对象：去除对象：水中溶解性和胶体性的有机物水中溶解性和胶体性的有机物 磷、氮等营养物磷、氮等营养物 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 第一节第一节 废水处理微生物学基础废水处理微生物学基础污泥（activated sludgeactivated sludge）由各种微生物、有机物和无机物胶体、悬浮物构成的结由各种微生物、有机物和无机物胶体、悬浮物构成的结构复杂、肉眼可见的绒絮状的微生物共生体。构复杂、肉眼可见的绒絮状的微生物共生体。细菌、真菌、藻类细菌、真菌、

3、藻类原生动物、后生动物原生动物、后生动物好氧活性污泥好氧活性污泥厌氧颗粒污泥厌氧颗粒污泥对有机污染物具有很强的吸附能力和降解能力对有机污染物具有很强的吸附能力和降解能力 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 一、废水处理中的微生物一、废水处理中的微生物细菌细菌 假单孢菌属假单孢菌属 以有机物为碳源和氮源以有机物为碳源和氮源真菌真菌 霉菌霉菌 分解碳水化合物、脂肪、分解碳水化合物、脂肪、蛋白质和其它含氮化合物蛋白质和其它含氮化合物藻类藻类 绿球藻类等绿球藻类等 提高溶解氧浓度提高溶解氧浓度原生动物原生动物 肉足纲等肉足纲等 降低污水混浊度；降低污水混浊度；促进生物污泥絮凝促进生物污泥絮

4、凝后生动物后生动物 轮虫轮虫 吞噬有机物和细菌吞噬有机物和细菌 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 环境污染净化的尖兵环境污染净化的尖兵细细 菌菌常见的三种细菌典型形态常见的三种细菌典型形态A.球菌球菌 B.杆菌杆菌 C.弧菌弧菌 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 细菌细菌 假单孢菌属假单孢菌属 以有机物为碳源和氮源以有机物为碳源和氮源根霉根霉真真 菌菌 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 真菌真菌 霉菌霉菌 分解碳水化合物、脂肪、分解碳水化合物、脂肪、蛋白质和其它含氮化合物蛋白质和其它含氮化合物青霉青霉青霉青霉青霉青霉毛霉毛霉藻藻 类类 第三章第三章 水

5、的生化处理方法水的生化处理方法 藻类藻类 绿球藻类等绿球藻类等 提高溶解氧浓度提高溶解氧浓度衣藻属衣藻属小球藻属小球藻属盘藻属盘藻属实球藻属实球藻属空球藻属空球藻属团藻属团藻属栅藻属栅藻属原原 生生 动动 物物 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 原生动物原生动物 肉足纲等肉足纲等 降低污水混降低污水混浊度；促进生物污泥絮凝浊度；促进生物污泥絮凝肉足纲肉足纲纤纤毛毛纲纲纤毛纲纤毛纲鞭毛纲鞭毛纲鞭毛纲鞭毛纲后后 生生 动动 物物 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 后生动物后生动物 轮虫轮虫 吞噬有机物和细菌吞噬有机物和细菌轮轮 虫虫甲壳类甲壳类摇蚊摇蚊一、废水处理中的微

6、生物一、废水处理中的微生物分散分散有柄纤毛虫类有柄纤毛虫类活的微生物活的微生物残余食物量残余食物量凝聚凝聚自由游泳型自由游泳型纤毛虫类纤毛虫类微微生生物物量量根足虫类根足虫类鞭毛虫类鞭毛虫类轮虫类轮虫类 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 二、微生物的生理学特性二、微生物的生理学特性（一）微生物酶（一）微生物酶1、酶是、酶是由生物细胞产生的、以蛋白质为主要成分的生物催由生物细胞产生的、以蛋白质为主要成分的生物催化剂。化剂。2、生物包括细菌几乎所有的生化反应都需要酶的催化。作、生物包括细菌几乎所有的生化反应都需要酶的催化。作为生物催化剂酶具有为生物催化剂酶具有高效性、专一性、温和的催

7、化条件高效性、专一性、温和的催化条件等优等优点，同时由于酶是点，同时由于酶是蛋白质蛋白质，因而也有，因而也有容易失活容易失活的缺点。的缺点。4、酶的活力大小用酶所催化反应的反应速度来表示，影响、酶的活力大小用酶所催化反应的反应速度来表示，影响酶促反应速度的因素有酶促反应速度的因素有温度、温度、pH、底物浓度、酶浓度、激、底物浓度、酶浓度、激活剂、抑制剂活剂、抑制剂等。等。3、绝大多数酶是蛋白质。根据存在位置的不同酶有、绝大多数酶是蛋白质。根据存在位置的不同酶有胞内酶胞内酶和胞外酶和胞外酶之分；根据酶促反应类型的不同，酶分为之分；根据酶促反应类型的不同，酶分为水解酶、水解酶、氧化还原酶、转移酶、

8、异构酶、裂解酶、合成酶氧化还原酶、转移酶、异构酶、裂解酶、合成酶六大类；根六大类；根据酶的合成受环境影响的情况酶分为据酶的合成受环境影响的情况酶分为组成酶和诱导酶组成酶和诱导酶。第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法（二）微生物的代谢过程（二）微生物的代谢过程新陈代谢新陈代谢同化作用同化作用异化作用异化作用合成反应（将营养物质转变为合成反应（将营养物质转变为细胞物质），吸收能量细胞物质），吸收能量分解反应（分解自身细胞物质分解反应（分解自身细胞物质和营养物质），放出能量和营养物质），放出能量 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 三、细菌生长曲线及三、细菌生长曲线及Monod

9、公式公式（一）细菌的生长曲线（一）细菌的生长曲线 增长率上增长率上升阶段升阶段细菌内源呼吸细菌内源呼吸及细菌大量死亡阶段及细菌大量死亡阶段t0 时间时间 t t 增长率下增长率下降阶段降阶段1、细菌重量变化曲线、细菌重量变化曲线 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 活活细细菌菌重重量量mg/L 2、细菌数量的生长曲线、细菌数量的生长曲线稳定期稳定期衰衰老老期期 细细菌菌数数目目的的对对数数值值0时间时间t t总菌数总菌数总菌数总菌数活菌数活菌数活菌数活菌数缓缓慢慢期期对对数数期期0 0+_ _细菌的数量很大，都是细菌的数量很大，都是10的的n次方，取对数作图时方便次方，取对数作图时

10、方便010代表代表11010时间时间t 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 生生长长速速率率（二）微生物生长动力学（二）微生物生长动力学比增长速度与基质浓度间的关系比增长速度与基质浓度间的关系比增长速率比增长速率增殖速率增殖速率基质很充足基质很充足基质浓度低基质浓度低 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 第二节第二节 好氧悬浮生长系统好氧悬浮生长系统二、氧化塘法二、氧化塘法一、活性污泥法一、活性污泥法 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 一、活性污泥法一、活性污泥法一种依靠在曝气池内呈悬浮、流动状态的微生一种依靠在曝气池内呈悬浮、流动状态的微生物群体的凝聚、

11、吸附、氧化分解等作用来去除物群体的凝聚、吸附、氧化分解等作用来去除污水中有机物的方法。污水中有机物的方法。水体自净的人工强化水体自净的人工强化活性污泥活性污泥(一一)基基本本原原理理活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理（普通活性污泥法的处理流程）（普通活性污泥法的处理流程）曝气池曝气池二次二次沉淀池沉淀池出水出水空气空气进水进水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 曝曝 气气 池池 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 沉沉 淀淀 池池 1、活性污泥法净水的三阶段、活性污泥法净水的三阶段（1）吸附阶段）吸附阶段（2）氧化阶段）氧化阶段（

12、3）絮凝体形成与凝聚沉降阶段）絮凝体形成与凝聚沉降阶段（一）基本原理（一）基本原理活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理（普通活性污泥法的处理流程）（普通活性污泥法的处理流程）曝气池曝气池二次二次沉淀池沉淀池出水出水空气空气进水进水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法（一）基本原理（一）基本原理 2、影响活性污泥增长的因素、影响活性污泥增长的因素（1）溶解氧）溶解氧（2）营养物）营养物（3）pH和温度和温度（4）有毒害物质浓度）有毒害物质浓度（1）混合液悬浮固体（）混合液悬浮固体（MLSS）（2）混合液挥发性悬浮固体（）混合液挥发性悬浮固体（MLV

13、SS）（3）污泥沉降比（）污泥沉降比（SV）（4）污泥指数（）污泥指数（SVI）（5）污泥龄（）污泥龄（c）3、评价活性污泥性能指标、评价活性污泥性能指标 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 混合液悬浮固体（混合液悬浮固体（MLSS）悬浮物中绝大多数为细菌时悬浮物中绝大多数为细菌时计算计算105110下进行干燥下进行干燥恒重恒重称重称重离心沉淀离心沉淀滤膜过滤滤膜过滤或或MLSS悬浮物悬浮物 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 混合液挥发性悬浮固体（混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）悬浮物中除细菌外还有大量无机悬浮物时悬浮物中除细菌外还有大量无机悬浮物时550 下下灼烧

14、灼烧2h称重称重105110下进下进行干燥恒重行干燥恒重称重称重MLSSW无无MLVSS（挥发性悬浮物）（挥发性悬浮物）=细菌群体的干重量细菌群体的干重量 MLSS W无无 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 污泥沉降比（污泥沉降比（SV）第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 丝状污泥膨胀污泥膨胀污泥膨胀指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。难于沉降分离影响出水水质的现象。第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法（二）曝气方法与曝气池构造（二）曝气方法与曝气池构造1、曝气方法、曝气方法（1）鼓风曝气）

15、鼓风曝气加压设备加压设备 管道系统管道系统 扩散装置扩散装置中孔曝气装置中孔曝气装置穿孔管扩散器穿孔管扩散器空气管空气管穿孔管穿孔管导流板导流板直径直径17.8mm微孔曝气装置微孔曝气装置钟罩型扩散器钟罩型扩散器水力剪切曝气装置水力剪切曝气装置倒盆式扩散装置倒盆式扩散装置74气泡气泡进气进气螺杆螺杆螺母螺母盆壳体盆壳体橡皮板橡皮板152 第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法 小气泡、中气泡、大气泡、水力剪切等小气泡、中气泡、大气泡、水力剪切等（2）机械曝气）机械曝气泵型泵型倒伞型倒伞型平板型平板型机械曝气设备分叶轮和转刷两类机械曝气设备分叶轮和转刷两类 第三章第三章 水的生化处理方法

16、水的生化处理方法（二）曝气方法与曝气池构造（二）曝气方法与曝气池构造2、曝气池类型与构造、曝气池类型与构造（1）推流式曝气池）推流式曝气池（2）完全混合式曝气池）完全混合式曝气池（3）循环混合曝气池（氧化沟）循环混合曝气池（氧化沟）第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法（三）活性污泥法的运行方式（三）活性污泥法的运行方式1、普通活性污泥法、普通活性污泥法初次沉淀池初次沉淀池曝气池曝气池二次沉淀池二次沉淀池再生池再生池回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥空空 气气废水废水出水出水污污泥泥缺点：缺点：（1）供氧量与需氧量不一致；供氧量与需氧量不一致；（2）不能适应冲击负荷。不能适应冲击负荷。第三章第三章 水的生化处理方法水的生化处理方法（三）活性污泥法的运行方式（三）活性污泥法的运行方式2、阶段曝气法、阶段曝气法曝气池曝气池沉淀池沉淀池进水进水出水出水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥阶段曝气法流程（阶段曝气法流程（1）曝气曝气供氧量与需氧量不一致供氧量与需氧量不一致（1）分步曝气活性污泥法（污水）分步曝气活性污泥法（污水）（2）渐减曝气活性污泥法（曝气）渐减曝气活性污泥法（曝气）曝气池