第三章水的生物化学处理方法

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1、第三章水的生物化学处理方法本节课重点掌握内容□废水处理过程中微生物种类及功能好氧活性污泥法处理废水的机理及工艺□生物膜对有机物降解机理好氧生物滤池处理废水机理及工艺第一节废水处理微生物学的基础1•废水处理中微生物的种类细菌(bacteria)BP原核生物，是指一大类细胞核无核膜包裹，只存在拟核区(nuclearregion)(或拟核)的裸露DNA的原始单细胞生物•按营养类型：自养型、异养型按用氧的能力：好氧、厌氧和兼性•按16SrDNA序列差异：真细菌、古细菌按形态分为：球菌、杆菌和螺旋菌水处理过程中重要功能微生物■■无色杆菌属(Achromobacter)产碱杆菌属(A

2、lcali^enes)芽抱杆菌属(Bacillus)黄朴菌属(Flavobacterium)假单胞菌属(Pseudomonas)真菌水处理中的真菌主要是霉菌，丝状，好氧，对氮素营养要求较低霉菌能够分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及其它含氮化合物具有在较低温度的环境下生长繁殖的能力适宜生存的pH为2-4藻类绿球藻科、水网藻科、栅藻科和联球藻科藻类都是单细胞或多细胞的具有光合作用的自养型微生物通过光合作用放岀氧气，有利于污水的净化原生动物能运动的微生物,通常为单细胞，多为好氧的异养型，多摄取细菌做营养常见的原生动物：肉足纲、鞭毛纲、纤毛纲和吸管纲原生动物在水处理中起指示生物的作用

3、原生动物不仅吞食部分有机物、游离细菌、降低污水浊度，也可以分泌粘液，促进生物污泥絮凝后生动物轮虫可以有效地消耗分散的和絮凝的细菌及颗粒较小的有机物轮虫是后生动物的典型代表，是好氧生物净化过程高度有效的指标2.微生物的生理学特性2.1微生物的酶微生物细胞特有的一•种蛋白质，是具有高度专一性的有机催化剂，只能对一类反应起催化作用2.2微生物酶的类氧化还原酶、水解酶、转移酶、裂解酶、异构酶和合成酶2.3酶催化反应的类水解、氧化和合成2.4细胞外酶当基质和细胞合成需要的营养物质不能进入细胞时，微生物向周闱介质屮分泌的酶作用：将基质或营养物质转化为一种能迁移到细胞内部的形态2.5细

4、胞内酶在细胞内进行的新物质合成及产能反应所需要的酶氧化还原酶、转移酶和合成酶等2.6微生物的代谢过程3细菌生长曲线迟缓期对数期稳定期细胞不分裂(不生长)，但细胞变大，细胞内RNA含量增高，原生质呈碱性，合成代谢活跃，易合成新的诱导酶，对外界环境变化敏感。接种物中死细胞较多或培养基不丰富时延滞期较长。细胞分裂(生长)最快，细胞进行平衡生长，酶系活跃，代谢旺盛。生长速率由营养成分和培养条件决定。新繁殖的细胞与死亡细胞数目相等，菌体产量达到最高，细胞开始储藏糖原、脂肪等储藏物，产芽抱的开始形成芽抱，开始合成次生代谢产物。可能由于营养物的消耗或抑制生长的代谢产物积累，细胞停止增殖

5、，但仍存活。衰亡期死亡细胞数目超过新生细胞，细胞形态多样，细胞开始自溶，开始释放迭生代谢产物o第二节一、活性污泥法的基本原理和流程1912年英国人ClarkandCage发现对废水进行长时间曝气会产生污泥并使水质明显改善，其后ArdenandLackett进一步研究，发现由于实验容器洗不干净，瓶壁留下残渣反而使处理效果提高，从而发现活性微生物菌胶团，这种微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质总称为活性污泥。1活性污泥法的基本原理和流程2活性污泥法的机理♦吸附阶段氧化阶段絮凝体形成与凝聚沉淀阶段2.1吸附阶段发生在初始阶段，在极短时间内完成。絮状活性污泥表面积很大（约2

6、000-10000m2/m3混合液）活性污泥表面具有多糖类粘液层污水中悬浮的和胶体的物质被絮凝和吸附迅速去除2.2氧化阶段在有氧的条件下，微生物将吸附的有机物一部分氧化分解获取能量，一部分合成新的细胞，比吸附阶段慢。絮凝体形成与凝聚沉淀阶段氧化阶段合成的菌体有机体絮凝形成絮状体，通过重力沉淀从水小分离出来，使水得到净化。23絮凝体形成与凝聚沉淀阶段通过与膜的接触，水中的有机污染物被膜中生物摄取分解，从而使污水得到净化的系统。3影响活性污泥增长的因素3.1溶解氧活性污泥混合液溶解氧浓度以2mg/L左右为宜3.2营养物碳元素的需要量一般以BOD5负荷率表示一般活性污泥法BOD

7、5负荷率控制在03kg/kg.d高负荷活性污泥法BOD5负荷率控制在2kg/kg.dBOD5:N:P=100:5:13.3pH混合液的pH值应控制在6.5-9.03.4温度温度应以20-30°C为宜3.5应控制对生物处理有毒害作用的物质的浓度4.评价活性污泥的指标4.1微生物相观察细菌、真菌、原生动物、部分少量的后生动物毛类原笙劭输，島钟虫、蔓笄虫和普就虫険虧的话世传泥屮，占优势的是雄雷啟团鬲麦的佃肯4・2混合液悬浮固体MixedLiquorSuspendedSolids^MLSS,SS指曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬