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第九章  污染控制工程中的微生物 第一节 水污染控制工程的微生物 一、概述 1. 污水处理的过程 分为五个阶段： 预处理(preliminary treatment) 一级处理(primary treatment) 二级处理(secondary treatment) 三级处理(tertiary ) 污泥处理(sludge treatment) 2.生物处理的优点和基本类型 效率高 效果好 适用范围广（与微生物特点相关） 成本低、运行费用少； 可处理的水量大，方法成熟 生物处理是废水二级处理的首选方法 生物处理的基本类型 3. 生物处理的作用机理 吸附作用(absorption) 吸附作用在污水处理厂密集的微生物生态系统中可能起着主要作用。 通过微生物的吸附特性得以去除废水中的一些不可降解的污染物，如合成有机物、金属盐类以及一些放射性物质。 生物氧化和细胞合成作用 二、活性污泥法 活性污泥法的特点 概念： 以好氧性细菌为主体的微生物和水中的悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的肉眼可见的絮状颗粒。 颗粒大小约0.05~0.5mm，表面积为20~100 cm2/mL，比重约1.002~1.006，静置时能立即凝聚成较大的绒粒而沉降。 絮状体一般呈黄褐色，因水质不同也有呈深灰、灰褐，灰白等色。 活性污泥法的作用机理 活性污泥的特征 具有很强的吸附能力： 活性污泥的比表面积小、菌胶团表面有丰富的粘液物质。据研究，10~30min内，生活污水中BOD的85%~90%可因活性污泥的作用而除去。 很强的分解、 氧化有机物的能力和pH缓冲力 良好的沉降性能 活性污泥法处理的类型 推流式曝气处理 完全混合曝气 接触氧化稳定法 分段布水推流式活性污泥法 氧化沟式活性污泥法 活性污泥中的生物组分 细菌 起主导作用，活性污泥中有多种细菌； 主要的优势种有：产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、微球菌属、假单胞菌属和动胶菌属以及球衣菌属等。 活性污泥中，细菌大多数以菌胶团的形式存在，呈游离状态的较少； 生枝动胶菌是最早发现的菌胶团形成菌; 现已知道埃希氏菌属、假单胞菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属的一些菌株均可以产生菌胶团。 在活性污泥中的一些丝状细菌，如球衣菌属、贝日阿托氏菌属和硫发菌属等，附着在菌胶团上或与之交织在一起，成为活性污泥的骨架。 原生动物 真菌类 后生动物 轮虫类(rotifers) 线虫类(nematodes) 活性污泥系统中微生物的演替和指示生物 异养细菌和原生动物的演替 异养细菌和两种不同类群原生动物两次盛衰；初期异养细菌大量繁殖，接着原生动物大量繁殖，由于细菌数量下降原生动物衰落，又使异养菌大量繁殖，又造成次生原生动物成为优势群，最后原生动物死亡。 活性污泥系统中原生动物的演替 3、指示生物 三、好氧生物膜法 利用固着在惰性材料表面的膜状生物群落处理污水的方法称为生物膜法(biofilm process)，是一种重要的生物处理方法。 亦称固着膜法(fixed-film process)，主要结构是生物滤池 (biological filter) 英国称为溶滤池(percolating filter)，美国称为滴滤池(trickling filter)。 生物滤池的优缺点： 优点：耗能少、维持费用低、运转管理方便，抗毒物冲击能力强，污泥量少。 缺点：规模较小，占地多 如果建立生物滤池污水处理厂的处理能力超过5万人污水的规模，占地太多，不适于城市和土地紧缺地区使用 生物膜法类型 生物滤池 塔式生物滤池(biological tower) 生物转盘(biological disc) 生物接触氧化(biological contact oxidation) 生物流化床(biological fluidized bed) 生物膜的净化原理 污水从上部均匀喷洒到生物滤池表面， 薄膜状吸附于滤料周围形成附着水(adhesive water)，沿薄膜流过滤料即流动水(flowing water)。 滤料表面微生物迅速繁殖，形成一层充满微生物的生物膜 生物膜具有强烈的吸附、吸收、分解作用，微生物合成新细胞，膜不断加厚。 生物膜达到一定厚度时，生物膜内层形成厌氧层，厌氧层逐渐扩大增厚，随后造成生物膜整块脱落。 滤料表面又生成新的生物膜，如此循环往复不断更新。 生物膜中的微生物 生物膜生物：起净化和稳定污、废水水质的功能。菌胶团为主要组分，辅以浮游球衣菌、藻类等。 生物膜面生物：促进滤池净化速度，提高滤池整体的处理效率的功能。固着型纤毛虫(例如钟虫、累（等)枝虫、独缩虫等)及游泳型纤毛虫(例如楯纤虫、斜管虫、尖毛虫、豆形虫等， 滤池扫除生物：去除滤池内的污泥、防止污泥积聚堵塞的功能。有轮虫、