环境工程微生物学_10污水深度处理Word

　　第一篇为微生物学基础,介绍微生物的个体、群体特征;生理生化特性;生长特征、遗传变异等分子生物学和分子遗传学基本原理;第二篇为微生物生态与环境生态工程中的微生物作用,介绍在环境工程中各种生物处理方法的微生物机理;如何应用微生物基础知识分析和解决工程中发现和出现的问题;介绍固定化微生物、微生物絮凝剂、沉淀剂等的开发与应用,以及微生物能源的开发与应用。第三篇为实验,其内容具有基础性、可操作性和实用性。

　　第四章 污水深度处理 脱氮、除磷工艺与微生物学原理 微污染水源水预处理中的微生物学问题 饮用水的消毒及其微生物学效应

　　第一篇为微生物学基础,介绍微生物的个体、群体特征;生理生化特性;生长特征、遗传变异等分子生物学和分子遗传学基本原理;第二篇为微生物生态与环境生态工程中的微生物作用,介绍在环境工程中各种生物处理方法的微生物机理;如何应用微生物基础知识分析和解决工程中发现和出现的问题;介绍固定化微生物、微生物絮凝剂、沉淀剂等的开发与应用,以及微生物能源的开发与应用。第三篇为实验,其内容具有基础性、可操作性和实用性。

　　第一节 微生物脱氮除磷工艺、原理污水一级处理：除去废水中的砂砾及大的悬浮固体 污水二级处理—生物处理：去除废水中的可溶性有机物，去除COD70~90%,去除BOD590%以上。同时产生 NH3-N NO3--N PO43SO42其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞，通过排 泥得到去除。

　　第一篇为微生物学基础,介绍微生物的个体、群体特征;生理生化特性;生长特征、遗传变异等分子生物学和分子遗传学基本原理;第二篇为微生物生态与环境生态工程中的微生物作用,介绍在环境工程中各种生物处理方法的微生物机理;如何应用微生物基础知识分析和解决工程中发现和出现的问题;介绍固定化微生物、微生物絮凝剂、沉淀剂等的开发与应用,以及微生物能源的开发与应用。第三篇为实验,其内容具有基础性、可操作性和实用性。

　　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)

　　?回流 废 水

　　缺 氧 反 硝 化

　　沉淀池1

　　好 氧 脱 碳

　　好 氧 硝 化

　　沉淀池 出水

　　缺氧活性污泥回流

　　好氧活性污泥回流

　　A/O脱氮工艺

　　第一篇为微生物学基础,介绍微生物的个体、群体特征;生理生化特性;生长特征、遗传变异等分子生物学和分子遗传学基本原理;第二篇为微生物生态与环境生态工程中的微生物作用,介绍在环境工程中各种生物处理方法的微生物机理;如何应用微生物基础知识分析和解决工程中发现和出现的问题;介绍固定化微生物、微生物絮凝剂、沉淀剂等的开发与应用,以及微生物能源的开发与应用。第三篇为实验,其内容具有基础性、可操作性和实用性。

　　脱氮原理

　　硝化阶段硝化细菌的世代时间普遍比异养菌的世代时间长，为了硝化 作用彻底，保证有足够数量活性强的硝化细菌。 ①污泥龄 定义为每日新增污泥平均停留在曝气池中的天数， 也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间。 反映了活性污泥吸附有机物以后，进行稳定氧化的时间长短。 污泥龄越长，有机物氧化稳定得越彻底，处理效果越好，剩 余污泥量越少。 但是污泥龄也不能太长，否则污泥会老化，影响沉淀效果。 污泥龄不能短于活性污泥中微生物的世代时间，否则曝气池 中的污泥会都消失。

　　第一篇为微生物学基础,介绍微生物的个体、群体特征;生理生化特性;生长特征、遗传变异等分子生物学和分子遗传学基本原理;第二篇为微生物生态与环境生态工程中的微生物作用,介绍在环境工程中各种生物处理方法的微生物机理;如何应用微生物基础知识分析和解决工程中发现和出现的问题;介绍固定化微生物、微生物絮凝剂、沉淀剂等的开发与应用,以及微生物能源的开发与应用。第三篇为实验,其内容具有基础性、可操作性和实用性。

　　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

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　　好氧脱碳硝化 脱碳——氧化去除BOD 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；

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　　提问：硝化脱氮时有时需要补碱(NaHCO3或NaOH)? 硝化作用消耗碱(NH4+、CO32-),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

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　　运行阶段 运行操作 反应 氧气 pH 温度 曝气时间

　　硝化阶段 NH3→NO3- 供给足够的氧 7.5~8.0 20~30℃ 30h

　　反硝化阶段 NO3-→N2 低溶解氧 7~ 8 60~75℃ ——

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　　二、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)聚磷，再从水中除去这些 细菌。

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　　好氧时：大量繁殖(消耗好氧状态能源——聚β-羟基丁二酸(PHB)), 逆浓度梯度过量吸磷(贮备厌氧状态能源——多聚磷酸盐颗粒(即 异染颗粒) );

　　厌氧时：正相反——不繁殖，释放磷酸盐于体外(产生能量供其储备消耗好氧状态能源——PHB)。有机基质 厌氧区 产酸菌 好氧区

　　大部分 (P)去除

　　部分回流 做种

　　水中P聚P 聚P 聚P 聚P

　　乙酸 P 聚P 聚磷菌 PHB 聚磷菌 O2 PHB 聚磷菌

　　聚P 聚磷菌

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　　2.工艺简介 常见的脱磷工艺如下图所示 进 水 出 水

　　部分污泥回流接种 厌氧 放磷 好氧 聚磷 沉淀 脱磷

　　剩余污 泥处理

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　　四、用生物法处理废水对水质的要求 由于生物法中的各种微生物生长与水质关系密切，因而必须控制适宜的 水质指标以保证微生物能够正常的生长和工作。

　　生物处理的水质要求表好氧生物处理 氧气 温度℃ pH BOD5 BOD:N:P 需 10~40 6~9 厌氧生物处理 不需 30~40 6.5~7.5 只代表常用的中 温细菌特点 备注

　　500~1500mg/L 之 间 ， 不 低 于 1500 mg/L 以上 50~100mg/L 100:5:1 (350~500) :5:1 工业废水常需要 额外补充氮磷源

　　有关污废水中的毒物种类及浓度限制可参阅课本127、128表6-11、表6-12内容。

　　第一篇为微生物学基础,介绍微生物的个体、群体特征;生理生化特性;生长特征、遗传变异等分子生物学和分子遗传学基本原理;第二篇为微生物生态与环境生态工程中的微生物作用,介绍在环境工程中各种生物处理方法的微生物机理;如何应用微生物基础知识分析和解决工程中发现和出现的问题;介绍固定化微生物、微生物絮凝剂、沉淀剂等的开发与应用,以及微生物能源的开发与应用。第三篇为实验,其内容具有基础性、可操作性和实用性。

　　第二节 微污染水源水预处理中的微生物学问题 我国目前水源水预处理的主要目标仍是有机物和氨氮，通过硝化作用只将氨氮转化为硝酸盐，没 有根本上将氮从水中去掉，只是转化氮的形态，

　　总氮量没有减少。因此需要用反硝化将硝酸盐还原为氮气溢出水中到大气。

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　　水源水预处理的运行条件微污染水源水是一个贫营养的生态环境，在其中 生长的微生物群落与在污水生物处理中的微生物 群落不同。需要一个由适应贫营养的微生物组成 的生态系统。 生物膜法能截留微生物和有机物，保证处理系统 中有足够的微生物群落，达到高效降解有机物和 去除氨氮。 活性污泥法较难保持，所以预处理都用生物膜法。

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　　第三节 饮用水的消毒及其微生物学效应 消毒方法1.煮沸法最原始的方法，简单有效。 机理：直接快速破坏病原菌的蛋白质，使其凝固 发生不可逆变性。

　　2.加氯消毒我国水厂仍用氯消毒。 国外用二氧化氯或臭氧消毒。 机理：次氯酸可破坏细菌细胞质膜，进入菌体内的次氯酸 与菌体蛋白、酶蛋白中的氨基和巯基反应而达到杀菌作用。

　　第一篇为微生物学基础,介绍微生物的个体、群体特征;生理生化特性;生长特征、遗传变异等分子生物学和分子遗传学基本原理;第二篇为微生物生态与环境生态工程中的微生物作用,介绍在环境工程中各种生物处理方法的微生物机理;如何应用微生物基础知识分析和解决工程中发现和出现的问题;介绍固定化微生物、微生物絮凝剂、沉淀剂等的开发与应用,以及微生物能源的开发与应用。第三篇为实验,其内容具有基础性、可操作性和实用性。

　　3.臭氧消毒 ①费用高于加氯消毒。②臭氧的杀菌能力在投加量超过某一数量后才显现。? 臭氧先消耗于氧化还原有机物，而后消耗于杀菌。 ③杀菌速

　　率高于氯气 优点： 没有异味 提高溶解氧 没有有害物质产生 有些不可降解的有机物，在臭氧氧化之后转化为可降 解有机物，可用生物法去除。

　　第一篇为微生物学基础,介绍微生物的个体、群体特征;生理生化特性;生长特征、遗传变异等分子生物学和分子遗传学基本原理;第二篇为微生物生态与环境生态工程中的微生物作用,介绍在环境工程中各种生物处理方法的微生物机理;如何应用微生物基础知识分析和解决工程中发现和出现的问题;介绍固定化微生物、微生物絮凝剂、沉淀剂等的开发与应用,以及微生物能源的开发与应用。第三篇为实验,其内容具有基础性、可操作性和实用性。

　　4.过氧化氢消毒不是对所有的微生物都起作用。

　　?

　　很多好氧菌和兼性厌氧菌都有过氧化氢酶。可用于净化程度高的饮用水消毒。

　　5.紫外辐射消毒费用高，水中物质产生干扰作用，只适用于优质水和纯水 的消毒。

　　6.微电解消毒微电解水产生活性氧，具有强氧化能力，可杀死细菌。