第四章污、废水深度处理和微污染水源预处理中的微生物学原理.ppt

第十章 污、废水深度处理和微污染水源预处理中的微生物学原理 第一节 污、废水深度处理——脱氮除磷与微生物学原理 第二节 微污染水源水预处理中的微生物原理 第三节 人工湿地中微生物与水生植物净化污（废）水的作用 一、人工湿地生态系统 人工湿地是指人工建造的类似于沼泽的湿地内， 放置一定高度的填料，其上种植特定的水生植物，在水生植物根系周围生长着丰富多样的微生物群落，基质、水生植物与微生物构成一个类似于天然沼泽地的特殊生态系统 二、人工湿地净化污（废）水的基本原理 人工湿地生态系统净化污水的原理是利用系统中的物理、化学、生物的协同作用，通过土壤过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。即污水在沿一定方向流动的过程中，在湿地土壤、植物和微生物共同作用下得到了高效的净化。 三、人工湿地各组成的功能 （一）基质 目前广泛应用的人工湿地主要由沙粒、沙土、土壤、石块为基质 作用： 为微生物生长提供基质 为湿地植物提供载体和营养物质 吸附和过滤作用 （二）湿地水生植物 分为浮水性、挺水性和沉水性。挺水性为主。 浮水性和挺水性主要吸收氨氮，沉水性吸收磷 作用： 发达的根系直接吸收水中有机污染物 将氧气运送到根系，提供根系微生物需要 根系分泌物为微生物提供营养和能源 （三）根际和根面微生物 种类和数量由以下因素决定：湿地植物根系分泌物的种类和数量；污废水的种类；水中溶解氧的含量。 微生物种类有：细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫化细菌、反硫化细菌、磷细菌、纤维素分解菌、固氮菌、真菌、放线菌、原生动物、藻类等 四、人工湿地生态系统处理污废水的效果 主要应用类型: 表层流湿地（废水水平流动，通过湿地而沉淀）——地表湿地 渗漏湿地（废水垂直流入，经渗透沉积后排水去除）——垂直流湿地 潜流湿地 优点 造价和运行费用低，易于维护 可进行有效可靠的废水处理 可缓冲对水力和污染负荷的冲击 可产生综合效益 问题与展望 占地面积大 氮磷除去率较低 受气候条件限制较大 污水对植物影响研究不足 加强对特殊废水处理的研究 第四节?? 饮用水的消毒及其微生物学效应 基本要素：基质、湿生植物和微生物 水葱 水美人蕉 水菖蒲 灯芯草 * 一、污、废水脱氮除磷的目的意义 氮、磷污染的危害性： 水体富营养化 造成水体黑臭 对人及生物有毒害作用 二、水体中氮、磷的来源 城市生活污水和工业废水、农田肥料和动物粪尿 有机氮 NH3-N NO2- NO3- N2 （二）脱氮原理： ?? 氨化 好氧 好氧 亚硝化 硝化 三、微生物脱氮工艺、原理及微生物 （一）脱氮工艺：A/O、A2/O、A2O2、SBR （一）?? 硝化、脱氮微生物 1、硝化作用微生物：包括亚硝化微生物、硝化微生物，好氧，G-，无机化能营养，个别有机化能营养 （1）亚硝化细菌（氧化氨的细菌）：化能无机营养，专性好氧，最适温度25-30℃（5-30℃），最适pH7.5-8.0（5.8-8.5），常见菌：亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌、亚硝化叶状菌。 （2）硝化细菌：最适温度25-30℃，最适pH7.5-8.0。NO2-浓度在2-30mmol/L时化能无机营养最好，常见菌有硝化杆菌、硝化螺菌、硝化球菌。 （3）硝化段的操作： ①?泥龄：悬浮固体停留时间SRT。可通过排泥控制泥龄一般在5d以上，要大于硝化细菌的比生长速率。SRT= 1/（μN-KNd）。μN——硝化菌比生长速率，KNd——硝化菌衰减速率，gNVSS/gNVSS·d（NVSS 硝化细菌细胞物质） 硝化作用所需最小固体停留时间为SRTmin=1/μN max，15℃时硝化细菌μN max 0.45d-1。由于污水的水质和负荷逐日有波动，为了在已知氨氮和溶解氧条件下运行能达到稳定的硝化，须对理论SRT增加一个安全系数得出设计SRT。 ②溶解氧：一般维持在1.2~2.0mg/L。溶解氧小于 0.5mg/L，硝化作用停止。 需氧量的计算：O2=4.33（N被氧化）mg/L。每氧化1g NH3需消耗4.33g 氧。 ③水力停留时间：普通活性污泥法曝气时间4-6h ④pH：硝化反应导致pH下降，而硝化细菌对pH十分敏感，亚硝酸细菌、硝酸细菌分别在7.0~7.8、7.7~8.1活性最强。可投加碳酸氢钠、碳酸钙维持碱度。需要量：碱度=7.14（N被氧化）mg/L ⑤温度：两类硝化细菌的最宜温度为30℃左右，在不同工艺和不同硝酸盐负