水环境污染控制与治理的生态工程及微生物原理

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1、第一节污（废）水生物处理中的微生物生态系统废水的生物处理的方法很多，根据微生物与氧的关系可分为好氧处理和厌氧处理。根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态，可分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥和生物膜是净化污（废）水的工作主体。下图为废水生物处理的基本过程第三章环境污染控制与治理中的微生物学水资源污染日益严重第一节污（废）水生物处理中的微生物生态系统（续）一、好氧活性污泥法（一）好氧活性污泥中的微生物1.好氧活性污泥的组成和性质好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物（兼有少量厌氧微生物）与污（废）水中的有机和无机固体物混凝交织在一起所形成的絮状体。第一节污（废）水生物处理中的微

2、生物生态系统（续）（1）组成：微生物（好氧、兼性及少量厌氧）+固体杂质（有机和无机）（2）性质：絮状，大小为0.02-0.2mm，比表面积在20-100cm2/ml；颜色：生活污水一般为黄褐色，工业污水则与水质有关；含水率在99%，比重1.002-1.006，具有沉降性能；pH在6-7，弱酸性，具一定的缓冲能力。第一节污（废）水生物处理中的微生物生态系统（续）2．好氧活性污泥的存在状态在完成混合式曝气池中，以悬浮状态存在，均匀分布；在推流式曝气池内，随推流方向而有变化。3．好氧活性污泥的微生物群落好氧活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团。在其上面生长有其他微生物，如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原

3、生动物及微型后生动物等。第一节污（废）水生物处理中的微生物生态系统（续）4．好氧活性污泥中微生物的浓度和数量常用MLSS（混合液悬浮固体）或MLVSS（混合液挥发性悬浮固体）来表示。一般城市污水处理中，MLSS在2000-3000mg/L，工业废水在3000mg/L左右，高浓度工业废水在3000-5000mg/L。1ml好氧活性污泥中的细菌数在107-108个。显微镜下的活性污泥第一节污（废）水生物处理中的微生物生态系统（续）（二）好氧活性污泥净化废水的作用机理主要有两方面的作用：吸附有机物降解有机物（三）菌胶团的作用（1）对有机物进行吸附和氧化分解（2）为原生动物和微型后生动物提供良好的生存

4、环境（3）为原生动物提供附着场所（4）具有指示作用第一节污（废）水生物处理中的微生物生态系统（续）（四）原生动物及微型后生动物的作用原生动物和微型后生动物在污（废）水生物处理和水体污染及自净中起到三方面的作用：（1）指示作用（2）净化作用（3）促进絮凝和沉淀作用(五)好氧活性污泥法的几种处理工艺流程教材227页沉砂池(六)氧化塘法氧化塘亦称稳定糖，是一种大面积敝开式的污水处理塘。其基本原理是利用藻菌共生系统来分解污水中的有机污染物，使污水得以净化。污水进入长有大量水草和藻的氧化塘后，其中的有机污染物被好氧微生物氧化分解，产生CO2，同时消耗O2；藻类进行光合作用，固定CO2并产生O2。只要该

5、过程处于平衡，可使污水的BOD5减少80－95%。(七)好氧活性污泥的培养第一节污（废）水生物处理中的微生物生态系统（续）二、好氧生物膜法好氧生物膜法的构筑物有：普通滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池，以及生物转盘、接触氧化法（即浸没式滤池法）等。（一）好氧生物膜中的微生物1．好氧生物膜好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或生物转盘盘片上的一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体。是生物膜法净化污水的工作主体。第一节污（废）水生物处理中的微生物生态系统（续）2．好氧生物膜中的微生物及其功能生物膜生物：以菌胶团为主；净化和降解作用；膜面生物：固着型纤毛虫和游泳型纤毛虫

6、，起促进滤池净化速度，提高整体效率的作用；滤池扫除生物：轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、票页体虫等，起去除滤池内的污泥、防止污泥积聚和堵塞的功能。第一节污（废）水生物处理中的微生物生态系统（续）3．好氧生物膜的结构好氧生物膜在滤池内分布不同于活性污泥，生物膜附着在滤料上不动，废水自上而下淋洒在生物膜上。因此，在滤池的不同高度位置，由于微生物得到的营养不同，造成微生物种类和数量的不同。第一节污（废）水生物处理中的微生物生态系统（续）（二）好氧生物膜净化废水的作用机理在生物滤池中，上层生物膜中的生物膜生物（絮凝性细菌及其他微生物）和生物膜面生物（固着型纤毛虫、游泳型纤毛虫及微型后生动物）吸附废水中的大分

7、子有机物，将其水解为小分子有机物。同时吸收溶解性有机物和经水解的小分子有机物进入体内，并氧化分解之，微生物利用吸收的营养构建自身细胞。上一层生物膜的代谢产物流向下一层，被下一层的生物膜生物吸收氧化。分解为二氧化碳和水。老化的生物膜和游离细菌被滤池扫除生物吞食。第二节活性污泥丝状膨胀及其控制对策用活性污泥法处理废水，曝气池中的活性污泥，正常情况下是由许多具有絮凝作用的絮凝细菌——菌胶团细菌占优势，辅