(环境工程微生物学)15微污染及深度处理.ppt

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1、第十章水的深度处理与微污染预处理第一节水的深度处理微生物学一、脱氮除磷原因：氧的消耗，水体危害，富营养化大气中干、湿N沉降负荷土地径流N、P负荷湖泊水库营养物负荷沉积物释出N、P负荷点、面源直接向湖库流入N、P负荷来源：N动物排泄物、洗涤剂、工业废水来源：P亚硝酸盐还原作用亚硝酸盐还原菌亚硝态氮硝酸盐还原作用硝酸盐还原菌硝化作用亚硝酸氧化菌亚硝化作用氨氧化菌氨化作用异养菌氨氮有机氮亚硝态氮硝态氮氮气厌氧、缺氧、好氧好氧厌氧、缺氧生物脱氮微生物脱氮工艺、原理及其微生物A/O脱氮工艺废水好氧脱碳缺氧反硝化沉淀池好氧硝化沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水回流？(一)微生物脱氮

2、工艺活性污泥法典型工艺——A/O工艺（缺氧、好氧工艺）脱氮原理缺氧反硝化细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌）反应：NO3-—N反硝化还原为N2，溢出水面释放到大气碳源：原水中BOD硝酸盐来源：回流出水中的硝化产物好氧脱碳硝化脱碳——氧化去除COD脱碳菌——好氧有机物呼吸的细菌，以有机物为碳源硝化菌——好氧氨盐呼吸的细菌，以碳酸盐为碳源（NH4+→NO2-→NO3-)提问：为什么先脱碳、后脱氮？硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物；有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速；硝化菌氧利用不足，生长缓慢；提问：硝化脱氮时有时需要补碱（Na2CO3或NaOH)?硝化作用消耗碱（NH4+、CO3-），

3、水pH下降；补充碳源、升高pH提问：硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗掉，如何解决？挂生物膜或投加悬浮填料定期投菌硝化（两步）过程NO2-氧化菌氨氧化菌氨氧化菌的特性亚硝酸氧化菌的特性硝化微生物的特点多数属专性化能无机营养菌生长缓慢，平均代时在10h以上属专性好氧菌硝化阶段的运行控制1、泥龄：一般在5天以上2、足够的DO：高于脱碳的工艺3、有机物含量不宜过高，BOD5在15~20mg/L4、适当的HRT：高于脱碳的工艺5、硝化作用pH下降，要添加碳酸氢盐维持碱度6、温度：25~30℃异化性反硝化作用即通常意义上的反硝化，指由硝酸盐还原为亚硝酸盐，进而逐步还原为氮气的过程原

4、水缺氧池好氧池沉淀池出水混合液回流污泥回流剩余污泥A/O工艺微生物脱氮工艺、原理及其微生物A/O脱氮工艺废水好氧脱碳缺氧反硝化沉淀池好氧硝化沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水回流？(一)微生物脱氮工艺活性污泥法典型工艺——A/O工艺（缺氧、好氧工艺）1、DO：对活性污泥系统，反硝化过程中混合液的溶解氧浓度应控制在0.5mg/L以下，才能保持正常的反硝化速度；而对于生物膜来说，由于生物膜中氧的传递阻力较大，因而可允许较高的DO浓度。影响反硝化的因素影响反硝化的因素2、回流比：以A/O等前置反硝化工艺为例，η——系统的脱氮率（%）R——混合液回流比、RW——污泥回流比。若R

5、W=60%，R=200%，则η=72.2%。实际运行时混合液比常取为200~300%污泥回流比取50~100%3、C/N：一般认为BOD5/TKN大于4~6时，即认为碳源充足。亚硝酸盐的反硝化实现短程硝化反硝化可节省近40%的碳源；厌氧氨氧化勿需外加碳源。影响反硝化的因素4、温度：一般认为反硝化作用可在15~35℃之间进行；5、pH：一般认为反硝化作用pH范围是7.0～7.5；6、泥龄：较长的泥龄对硝化有利，但对反硝化不利。一般来说，泥龄往往控制在6d以上，通常10~15d。影响反硝化的因素传统生物脱氮工艺硝化（好氧）→反硝化（厌氧）外碳源？去碳硝化反硝化甲醇两级滤池法工艺流程好

6、氧脱碳硝化滤池进水厌氧反硝化滤池出水甲醇补充反硝化菌的碳源！利用进水中的BOD生物脱氮工艺（A/O）硝化（好氧）→反硝化（厌氧）生物除磷常规二级生物处理中，微生物中含磷量为1.5%~2.3%，排放剩余污泥的除磷率为10%~30%。“超量吸磷”超量吸磷经过厌氧-好氧交替过程，微生物中含磷量可达3%~7%，除磷率为80%~90%，出水总磷低于1mg/l。机理：“聚磷菌”聚磷菌-厌氧区厌氧区微生物处于所谓的“厌氧压抑”状态，PAOS利用进水或发酵产生的挥发性脂肪酸（VFAS）和胞内糖原蓄积聚-β羟基丁酸（PHB），同时将细胞内的聚磷（poly-p）释放以提供ATP；聚磷菌-好氧区好氧相

7、，蓄积的PHB作为能力提供者，使PAOS从环境中吸取磷酸盐以合成poly-p，相对于正常细胞磷含量（1-3%），聚磷菌的吸磷量可以达到12%，最终通过排放含聚磷菌的剩余污泥实现除磷目的。聚磷菌由好氧、兼氧、厌氧细菌组成不动杆菌占主要微生物除磷原理、工艺及其微生物（BOD：N：P）100：5：1——微生物除碳的同时吸收磷元素用以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19％左右的磷。某些高含磷废水中残留的磷还相当高，故需用除磷工艺处理。1．微生物除磷原理依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）