环境工程微生物学课件10污废水深度处理和微污染源水预处理种的微生物学原理.ppt

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1、第十章污水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理10.1生物脱氮除磷及其原理水体中氮、磷浓度过高会导致水体的富营养化。二级处理主要以去除废水中的可溶性有机物为主，对于氮、磷的去除效率很低，难以达到严格的排放标准。10.1.1生物脱氮原理、工艺及微生物1.生物脱氮原理生物脱氮主要通过硝化作用和反硝化作用来完成。NH3－NNO3―-NN2↑好氧条件亚硝化细菌硝化细菌缺氧条件反硝化细菌生物脱氮——硝化作用阶段硝化作用是指NH3被氧化成NO2－，再被氧化成NO3－的过程。反应：第一步：亚硝化反应NH4＋＋1

2、.5O2→NO2－＋2H＋＋H2O第二步：硝化反应NO2－＋0.5O2→NO3－生物脱氮——硝化作用阶段微生物：亚硝化细菌和硝化细菌，两者为化能自养菌，G－，专性好氧，要求中性、弱碱性环境，pH值范围7.5～8.0，以CO2为唯一碳源，最适温度25～30℃。生物脱氮——硝化作用阶段运行操作关键：泥龄θSRT（悬浮固体停留时间）较长要供给足够的DO，生活污水一般为1.2～2.0mg/L要控制适度的曝气时间(水力停留时间)控制pH值在7.5～8.0温度：25～30℃有机物含量不应过高微生物脱氮——反硝化作用

3、阶段反硝化作用是指兼性厌氧的硝酸盐还原菌将硝酸盐还原为N2的过程。反应：HNO3→HNO2→NO→N2O→N2微生物：反硝化细菌运行操作关键：碳源、NO3－、NO2－、pH值、DO、温度等微生物脱氮——反硝化作用阶段微生物：反硝化细菌兼性厌氧菌，在缺氧条件下利用NO3－氧化有机物获得能量，碳源来自有机物，最终电子受体为NO3－和NO2－，要求中性、弱碱性环境，pH＝7.0～8.0，最适温度10～35℃。微生物脱氮——反硝化作用阶段运行操作关键——碳源废水中所含的有机碳源：BOD5:TN＞3:1时，无需外

4、加碳源，即可达到脱氮目的。外加碳源：BOD5:TN＜3:1时，需外加碳源，多采用甲醇。内碳源：内碳源指活性污泥微生物死亡、自溶后释放出来的有机碳，也称二次性基质。微生物脱氮——反硝化作用阶段运行操作关键——碳源外源反硝化：利用外来碳源，以NO3－为最终电子受体，氧化有机物合成细胞物质。内源反硝化(硝化细菌内源呼吸)：以机体内的有机物为碳源，以NO3－为最终电子受体。微生物脱氮——反硝化作用阶段运行操作关键最终电子受体是NO3－和NO2－最适pH为7～8温度T＝10～35℃DO＜0.2mg/L2.脱氮工艺

5、三级生物脱氮工艺A/O(Anoxic-Oxic)脱氮工艺Bardenpho工艺同步硝化和反硝化工艺(1)三级生物脱氮工艺传统活性污泥法脱氮工艺两级生物脱氮工艺(2)A/O(Anoxic-Oxic)脱氮工艺a.后置反硝化A/O脱氮系统(2)A/O(Anoxic-Oxic)脱氮工艺b.前置反硝化A/O脱氮系统(3)Bardenpho工艺前两段同A/O法工艺，好氧池1流出的硝酸盐导入缺氧池2，反硝化细菌可利用细菌衰亡后释放的基质作为碳源进行反硝化，污泥最后进入好氧池2，以吹脱氮气，提高污泥沉降性能。(4)同步

6、硝化(N)和反硝化(D)工艺3.脱氮组合工艺的顺序排列原则①负荷低，级数少；负荷高，级数多。②合理调整硝化和反硝化过程，以节省碱的用量。③采用“捷径反硝化”以缩短曝气时间。即硝化作用产生HNO2后就转入反硝化阶段。④废水中BOD5:TN＞2.8610.1.2生物除磷原理、工艺及微生物1.微生物除磷原理厌氧放磷：好氧吸磷：厌氧条件下，聚磷菌将体内的聚磷分解产生能量，释放PO43－一部分能量用于吸收外界可溶性脂肪酸，形成PHB另一部分能量用于生理活动需要好氧条件下，PHB分解产生能量一部分能量用于主动过量吸

7、收环境中的PO43－，并合成聚磷另一部分能量用于细胞正常生长繁殖另一部分能量用于生理活动需要另一部分能量用于生理活动需要除磷微生物聚磷菌：是一类生长缓慢的细菌(包括好氧异养菌、厌氧异养菌和兼性异养菌)，在厌氧条件下，分解体内的聚磷来获得能量生长繁殖，在好氧条件和外界营养基质少的情况下，分解体内的PHB获得能量而生长繁殖。发酵产酸菌和聚磷菌的关系：聚磷菌只能利用低级的脂肪酸，不能直接利用大分子有机基质，而发酵产酸菌可将大分子物质降解为小分子，故在除磷过程中这两类菌是互不可分、密切相关的。2.除磷工艺流程(

8、1)A/O（Anaerobic/Oxic）法A/O除磷工艺流程(2)Phostrip工艺旁流除磷-Phostrip工艺流程3.除磷工艺运行条件(1)碳源的浓度和种类诱导聚磷菌放磷的有机基质分为三类：A类：乙酸、甲酸、丙酸等低分子有机酸，该类物质存在时放磷速度最快；B类：乙醇、甲醇、柠檬酸、葡萄糖等需在厌氧条件下转化成A类基质后才能被聚磷菌利用C类：丁酸、乳酸和琥珀酸等，该类能否引发放磷与污泥的微生物有关(2)溶解氧厌氧区DO存在对聚磷菌的放