水处理微生物过程.pptVIP

* * 碳源(降解性) 溶解氧(兼性微生物，不需严格厌氧) pH(6~8) 温度 影响反硝化作用的因素 * * * * 反应器内溶解氧时空分布不均 时—硝化/反硝化循环 空—反应器局部厌/好氧状态 微生物聚集体内的微环境 微生物代谢多样性 好氧硝化+好氧反硝化 缺氧硝化+缺氧反硝化 同步硝化反硝化 * * 氨氮仅需氧化到亚硝氮便可进行反硝化，进程加快，水力停留时间缩短，反应器缩小30~40%； 减少25%的氧消耗，节省能耗和有机营养物40%； 污泥产量降低(硝化阶段33%；反硝化阶段55%)； 实现亚硝氮氧化的阻截比较难(高温，SHARON)。 短程硝化反硝化 * * 实际上主要是实现亚硝酸盐的积累： 控制温度30℃ 控制溶解氧浓度0.5mg/L 控制pH 7.4~8.3 控制氨氮负荷，使FA0.6mg/L 控制污泥龄，使SRT2d 短程硝化反硝化的实现 * * 在厌氧条件下，微生物利用硝氮亚硝氮为电子受体氧化氨氮为气态氮。 无需外加有机物； 节省氧消耗62.5%； 酸碱平衡较好，产酸量降低1/2，产碱量为零。 厌氧氨氧化 * * 四、生物除磷 废水中磷的存在形态取决于废水的类型，最常见的是磷酸盐(H2PO4-、HPO42-和PO43-)、聚磷酸盐和有机磷。 常规二级生物处理中，有机物的生物降解伴随着微生物菌体的合成，磷作为生物体的生长元素也成为生物污泥的组分，从水中去除。 普通活性污泥含磷量一般为干重的1.5～2.3%，通过剩余污泥排放可以获得10～30%的除磷效果。 * * 污水除磷技术的发展起源于生物超量吸磷现象的发现。 污水生物除磷就是利用微生物的超量吸磷现象，通过设计生物处理系统或系统运行方式的改变，使细胞含磷量相当高的细菌体在系统的竞争中取得优势，并通过定期排泥而将磷从水体移除。 在所有污水生物除磷工艺中都包含厌氧和好氧操作段，使剩余污泥的含磷量达到污泥干重的3%～7％。 生物除磷的起源 * * 假单胞菌属(Pseudomonas sp.) 莫拉氏菌属(Moraxella sp.) 气单胞菌属(Aeromonas sp.) 不动杆菌属(Acinetobacter sp.) 链球菌属(Streptococcus sp.) 微球菌属(Micrococcus sp.) 聚磷菌 * * 生物除磷系统的图示 * * 厌氧区 聚磷菌(polyphosphate accumulation organisms，PAOs) 将体内积聚的聚麟分解，产生的能量一部分维持自身生理活动，另一部分供其主动吸收有机质转化为PHB(聚β-羟基丁酸)储存。 聚麟释放进入到污水中出现了厌氧释磷。 即PAOs摄取碳源并将它们以聚羟基烷酸盐(polyhydroxyalkanoates，PHAs)的形式储存，同时降解聚磷释放正磷酸盐。 * * 进入好氧区后，PAOs营好氧生长，利用储存的PHAs作为碳源和能源，摄取正磷酸盐并将其转化为聚磷酸盐。 由于PHAs是还原性胶体，其合成需要有还原能； Wentzel等(1991)指出两种获得这种还原能的途径： 一是所谓Mino模式，还原能来自细胞体内糖原(glycogen)的分解；二是所谓Comeau-Wentzel模式，还原能来自乙酰辅酶A(acetyl-CoA)经三羧酸循环的部分氧化。 内部储存糖原是保持微生物体内的氧化还原电位平衡以利于厌氧摄取多种有机物的关键. 好氧区 * * Mino模式 * * Wentzel模式 * * 生物除磷图示 * * 生物除磷的能力主要来自选择性增殖； 超量除磷主要是生物作用的结果； 但生物超量除磷并不能完全解释某些条件下出现的除磷性能， 生物诱导的化学除磷可能是生物除磷的补充。 生物除磷的本质 * * (1)生物超量除磷 (2)微生物同化作用 (3)化学共沉积 (4)生物膜沉积 (5)生物强化的化学共沉积 可能的生物除磷途径 * * (1)厌氧环境 氧化还原电位 小于100mv 溶解氧浓度 阻止脂肪酸产生?PHB NOx浓度 消耗有机质 (2)有机质浓度及可利用性 (3)污泥龄 3-5d pH 7.2 温度 10 影响生物除磷的因素 * * 五、重金属离子 重金属指的是原子序数在钙(20)以后的金属元素； 重金属离子具有物质不灭性和生物富积性； 全球每年释放到环境中的有毒重金属高达数百万吨：其中砷为12.5万吨、镉为3.9万吨、铜为14.7万吨、汞为1.2万吨、铅为34.6万吨、镍为38.1万吨 * * 根据金属离子与F-和I-离子结合强弱来分类金属“硬度”：能与F-形成很强化学键的金属离子称为“硬金属