第11章 污水生物处理系统中的主要生物 水处理生物学 教学课件.ppt

第11章 污水生物处理系统中的主要微生物 第一节 污水生物处理的基本原理 基本原理 基本类型：好氧与厌氧 、活性污泥与生物膜 微生物：生物滤池、活性污泥 第二节 有机污染物好氧生物处理的基本原理及其主要微生物 一、好氧活性污泥法：有氧，好氧微生物完成 1.好氧活性污泥的组成 微生物：好氧、兼性厌氧 有机和无机的固体杂质 通过生物学和化学分析，活性污泥由 ①活性微生物， ②微生物内源呼吸残余物， ③吸附在活性污泥上的惰性的不可降解的有机物 ④虽可降解但尚未降解的有机物 ⑤惰性无机物， 2.好氧活性污泥的性质 物理性质：含水率99％左右，密度1.002～1.006， 绒粒大小为0.02～0.2mm，比表面积为 20～100cm2；有沉降能力，有吸附能力 化学性质：呈弱酸性（pH约为6.7），有氧化有机物 的能力 生化性质：有生物活性，有自我繁殖能力。 3.活性污泥的形成和存在状态 对含有机物和细菌的污水不断曝气，维持足够的溶解氧，经过一定时间后，就会产生絮状的污泥。 在显微镜下观察，可看到各种微生物——细菌、霉菌、原生动物、后生动物。 从外观上看，活性污泥根据废水水质不同有不同的颜色，有褐色、黄色、灰色和铁红色等。 轻轻搅动，易于呈悬浮物状；静止片刻，也易沉下。活性污泥无臭味，具有微微的土腥味。 4.好氧活性污泥中的微生物群落 好氧活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团——由能起絮凝作用的细菌形成。其上生长着其他微生物，如酵母菌，霉菌、放线菌、藻类、原生动物和微型后生动物，组成一个生态系统。 当营养条件（废水种类、化学组成、浓度）、温度、供氧、pH等环境条件改变，会导致主要细菌种群改变。 5.好氧活性污泥中微生物的浓度和数量 浓度常用1L活性污泥混合液中含有多少毫克恒重干固体表示，MLSS 城市污水处理中， MLSS 2000～3000mg/L 工业废水生物处理中，3000mg/L左右 高浓度工业废水生物处理，3000～5000mg/L 1mL好氧活性污泥中的细菌有107～108个 6.好氧活性污泥净化废水的作用机理 活性污泥去除废水中有机物的过程包括两个阶段： 吸附阶段 处于内源呼吸状态（即饥饿状态）的活性污泥，由于活性污泥中微生物对食料的需求，且活性污泥有巨大的比表面积，所以它对有机物的吸附能力极强，且吸附速度很快。通过吸附，废水中的有机物就会减少很多。这个阶段一般只需30min即能完成。 通过吸附作用，有机物只是从水中转移到污泥上，其性质并未立刻发生变化。 吸附作用主要是非溶解性的有机物吸附在活性污泥絮状体上，有些有机物吸附在细菌表面上，有些有机物被细菌吸收，但尚未被利用。 活性污泥的吸附能力将随着吸附量的增加而减弱。只有经过充分的曝气，贮存在微生物体内的有机物充分氧化分解，使活性污泥达到内源呼吸阶段，这时的吸附能力最强。 氧化合成阶段 吸附阶段基本结束后，微生物要对大量被吸附的有机物进行氧化分解，并利用有机物合成细胞体原生质进行自身繁殖。同时还要继续吸附废水中残存的有机物。 这一阶段进行得很缓慢，比第一阶段所需的时间长得多。氧化合成的速度决定于有机物的浓度。初期，有机物浓度很高，食料很丰富，因此氧化合成的速度很快。随着有机物浓度的降低，氧化合成的速度也逐渐降低。 经过氧化合成阶段，废水中的有机物发生了质的变化，一部分是无机物，另一部分变成微生物细胞，即活性污泥。由于活性污泥一般具有良好的沉降性能，可与废水分离，从而达到使废水净化的目的。 吸附达到饱和后，污泥就失去了活性，不再具有吸附有机物的能力。通过氧化合成阶段，去除了所吸附的大量有机物后，污泥又重新呈现活性，恢复了吸附和氧化能力。因此，氧化合成阶段又是污泥再生阶段。 原生动物及微型后生动物的作用 指示作用 低等生物对环境适应性强，对环境因素的改变不敏感。较高等生物则相反。原生动物和微型后生动物在水体中较高等生物。可根据它们的活动规律判断水质和污水处理程度；根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好坏；还可根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。 净化作用 试验证明原生动物有摄取溶解性有机物的作用，起了净化作用。 促进絮凝和沉淀作用 原生动物分泌一定的粘液物协同和促进细菌发生絮凝作用。 二、好氧生物膜法（P230）