第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理总结.ppt

淮海工学院 计算机科学系 一、厌氧生物处理工艺的发展简史 1881年由法国的Louis Mouras所发明的“自动净化器”开始 “第一代厌氧生物反应器” 共同特点 ： ① 水力停留时间（HRT）很长 ② 虽然HRT相当长，但处理效率仍十分低，处理效果还很不好； ③ 具有浓臭的气味 以上这些特点使得人们对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大降低，而且此时利用活性污泥法或生物膜法处理城市污水已经十分成功。 上世纪50、60年代，特别是70年代的中后期 “第二代厌氧生物反应器” 主要特点 : ① HRT大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率大大提高； ② HRT与SRT分离，SRT相对很长，HRT则可以较短，反应器内生物量很高。 ③主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed，UASB）反应器、厌氧流化床（AFB）、AAFEB、厌氧生物转盘（ARBC）和挡板式厌氧反应器等； 以上这些特点彻底改变了原来人们对厌氧生物过程的认识，因此其实际应用也越来越广泛。 全世界有几千座UASB反应器，占所有厌氧反应器（第二代以上）总数的64%，应用广泛 64％ 工业级UASB装置 http://www.fkk.co.jp/e/ourbusiness/water-body2-e.html /uasb.htm http://www.biogas.ch/emmi.htm 钢制圆形结构 混凝土方形结构（便于施工及分离器设置） 20世纪90年代以后 “第三代厌氧生物反应器” 在UASB反应器基础上发展起来了同样以颗粒污泥为根本的颗粒污泥膨胀床（Expanded Granular Sludge Bed，EGSB）反应器和厌氧内循环（IC）反应器。 第三代厌氧生物反应器 厌氧膨胀颗粒污泥床 内循环反应器 升流式污泥床过滤器 填料 EGSB IC UBF 二、厌氧生物处理的主要特征 1、主要优点 ①技术成本低、经济性好； ②能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）； ③处理负荷高、占地少，反应器体积小； ④可以处理高浓度有机废水； ⑤污泥产量很低； ⑥厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解; ⑦对营养物需求量小，其BOD5∶N∶P＝(350~500)∶5∶1； ⑧厌氧方法的菌种沉降性能好，生物活性保存期长，中止营养条件下可保留至少1年以上。 2、主要缺点 ① 厌氧生物处理过程中所涉及到的生化反应过程较为复杂，因为厌氧消化过程是由多种不同性质、不同功能的厌氧微生物协同工作的一个连续的生化过程，不同种属间细菌的相互配合或平衡较难控制，因此在运行厌氧反应器的过程中需要很高的技术要求； ② 厌氧微生物特别是其中的产甲烷细菌对温度、pH等环境因素非常敏感，也使得厌氧反应器的运行和应用受到很多限制和困难； ③ 虽然厌氧生物处理工艺在处理高浓度的工业废水时常常可以达到很高的处理效率，但其出水水质仍通常较差，一般需要利用好氧工艺进行进一步的处理； ④ 厌氧生物处理的气味较大； ⑤ 对氨氮的去除效果不好，一般认为在厌氧条件下氨氮不会降低，而且还可能由于原废水中含有的有机氮在厌氧条件下的转化导致氨氮浓度的上升。 ⑥ 厌氧反应器初次启动过程缓慢，一般需要8～12周时间。 2、好氧生物膜中的微生物群落及其功能 普通滤池内生物膜的微生物群落有： (1)生物膜生物：是以菌胶团为主要组分，辅以浮游球衣菌、藻类等；起净化和稳定污、废水水质的功能。 (2)生物膜面生物：是固着型纤毛虫(钟虫、累枝虫、独缩虫等)及游泳型纤毛虫(斜管虫、尖毛虫、豆形虫等) ；它们起促进滤池净化速度，提高滤池整体处理效率的功能。 (3)滤池扫除生物：轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、剽体虫等，它们起去除滤池内的污泥、防止污泥积聚和堵塞的功能。 3、好氧生物膜的结构 相当于多污带 相当于中污带 相当于寡污带 4、好氧生物膜的净化作用机理 生物滤池中：(1)上层生物膜中的生物膜生物和生物膜面生物吸附废水中的大分子有机物，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大分子有机物合成自身机体物质。(2)上一层生物膜的代谢产物流向下层，被下一层的生物膜生物吸收，进一步被氧化分解为CO2和H2O。(3)老化的生物膜和游离细菌被滤池扫除生物吞食，通过以上微生物化学和吞食作用，废水得到净化。 生物转盘中：生物转盘的生物膜与生物滤池的基本相同，但生物转盘是推