第三章 水环境污染控制与治理

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1、第三章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第一节污、废水生物处理中的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污、废水微生物处理方法活性污泥法：传统活性污泥法、氧化沟、SBR法等好氧处理生物膜法：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等好氧塘法：厌氧消化法：中温、高温消化法、上流式厌氧污泥床厌氧处理厌氧生物膜法：厌氧生物滤池、厌氧流化床、厌氧附着膜床、厌氧生物转

2、盘等厌氧塘法利用特定微生物生理类群的处理：光合细菌、酵母、脱氮菌利用自然生态系统的处理：土地处理系统净化法、湿地利用固定化微生物或其酶的处理利用人工构建的工程菌的处理微生物处理去除粗去除悬去除溶解粒固体浮固体有机物稳定塘活性污泥沉淀滴滤池筛除好氧塘浮选厌氧处理物理化学污水一级处理二级处理去除细去除微量去除溶解去除氮去除磷悬浮固体有机物无机物消毒电渗析离子交换蒸馏生物脱氮化学沉淀过滤炭吸附冷冻氯化氨吹脱污泥排出溶剂萃取辐射氧化塘氧化塘反渗透臭氧三级处理在有机物的好氧分解过程中，有机物的降解、微生物的增殖及溶解氧的消耗这三个过程是同步进行的，也是控

3、制好氧生物处理成功与否的关键过程。好氧生物处理基本原理一、好氧活性污泥法(Activatedsludgeprocess)1912年英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现，对污水长时间曝气会产生污泥，同时水质会得到明显的改善。继而阿尔敦（Arden）和洛开脱（Lockgtt）对这一现象进行了研究。曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着污泥时，处理效果反而好。由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒去

4、上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。这个试验的工艺化便是于1916年建成的第一个活性污泥法污水处理厂。活性污泥:由具有活性的微生物形成的菌胶团与从污(废)水中絮凝和吸附的有机及无机固体物交织在一起组成了一个特有的生态系统。，形成的絮绒泥粒状物体(floc)。（一）好氧活性污泥中的微生物群落1.好氧活性污泥的组成和性质活性污泥法的工艺流程(1)活性污泥的组成微生物（好氧、兼性及少量厌氧）+固体杂质（有机和无机）由四部分物质所组成：①具有代谢功能活性的微生物群体；②微生物(主要是细菌)内源代谢、自身氧化的残留物

5、；③由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质；④由污水挟入的无机物质。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。（2）性质：活性污泥的形态、性能及其评价指标外观成分性能：引出四个概念水99%以上固体1%以下活性污泥有机75~85%无机15~25%MiiMa:活性群体Me：自身氧化残留Mi：污水挟入不能降解含水率菌胶团优势菌种生物相表示活性污泥数量的指标活性污泥的沉降与

6、浓缩性能及其评价指标MLSSMLVSSSV%SVI2．好氧活性污泥的存在状态好氧活性污泥在完全混合式的曝气池内，总以悬浮状态存在并与污(废)水完全混合,均匀分布；在推流式曝气池内，随推流方向而有变化。好氧活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团，除细菌外，还包括酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后生动物(轮虫及线虫)等其他微生物。3．好氧活性污泥的微生物群落图活性污泥形状图活性污泥絮凝物ACTIVATEDSLUDGEFLOCS动胶菌团属（Zooglearamigera）浮游秋衣菌属（Sphaerotilusnatans）微球菌属（Micr

7、ococcus）硝化菌属（Nitrobacter）假单胞菌属（Pseudomonas）产碱杆菌属（Alcaligenes）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。4．好氧活性污泥中微生物的浓度和数量（二）好氧活性污泥净化废水的作用机理两方面的作用：吸附有机物降解有机物对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段：吸附阶段：主要是污水中的

8、有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质所致。稳定阶段：主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。