(环境工程微生物学)14水污染控制中的微生物学原理与技术.ppt

消化池构造 沼气中的主要成分是甲烷，含量50~75%之间，是一种很好的燃料。以日排COD10t的工厂为例，若COD去除率为80%，甲烷产量为理论的80%时，则可日产甲烷2240m3,其热值相当于3.85t原煤，可发电5400度电。 厌氧活性污泥处理的工艺流程 其中厌氧活性污泥反应器是工艺中的核心 废水 调节池 热交换器 ↑37℃ 厌氧活性 污泥反应器 气柜 沉淀池 出水 回流污泥 剩余污泥 热交换器 厌氧生物膜法 主要指厌氧滤器（AF） 沼气 出水 进水 AF 克服了第一代的缺点，且处理污水 第二代厌氧反应器 UASB反应器 influent Sludge bed 污泥沉降 沼气阻挡收集 effluent 工业级UASB装置 钢制圆形结构 工业级UASB装置 混凝土方形结构（便于施工及分离器设置） 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 微生物群落：好氧+兼性+厌氧，依附在滤料上的粘性、薄膜状（2~3mm）微生物混合群体 微生物类型：细菌——菌胶团（净化水质） 纤毛虫（促进净化速度） 滤池扫除生物（打扫防堵） 生物膜的主要特征 ①生物多样性强，有世代时间长的微生物存在 ②食物链长 ③具有较强的脱氮能力 ④优势菌种随水处理程度呈规律性分布 ⑤操作运行稳定，易维护，能耗低 ⑥污泥沉降性能好 ⑦能处理低浓度有机废水，微污染 生物膜的培养 ①自然挂膜法 ②活性污泥挂膜法 ③优势菌种挂膜法 生物膜的净化机理 有机 污染物 吸附 吸收 生物膜生物 剩余污泥 脱落物 滤池扫除生物 第二节  活性污泥丝状菌膨胀及控制对策 活性污泥类型 1、正常活性污泥——菌胶团细菌占优势，少量丝状细菌，大量原生、后生动物 2、膨胀活性污泥——丝状菌膨胀，丝状菌占优势； ——非丝状菌膨胀 活性污泥膨胀指标 SVI（污泥容积指数）：曝气池混合液经30分钟沉降后，一克干污泥所占体积，以 ml/g计 通常在50~150mL/g，过低，污泥颗粒细小，无机成分多，缺乏活性和吸附能力，SVI过高，污泥难以沉降分离，即将膨胀或已经膨胀 活性污泥膨胀指原因 1、微生物的原因 丝状细菌过度生长，吸附能力强，具有竞争优势 如诺卡氏菌、发硫菌、球衣细菌等 活性污泥膨胀原因 2、环境条件的原因 ①温度：低温，最适28~30℃ ②溶解氧：微氧，＞0.5mg/L ③可溶性有机物及种类：低分子糖类和有机酸 ④有机物浓度（有机负荷）：低浓度，低碳 ⑤pH：低pH，霉菌等生长 活性污泥膨胀机理 丝状细菌具有大的比表面积，在限制性营养和环境条件不利的情况下具有生长优势 1、对溶解氧的竞争 2、对可溶性有机底物的竞争 3、对氮、磷的竞争 4、有机物冲击负荷的影响 活性污泥膨胀控制对策 控制丝状细菌过度生长的环境因子 1、溶解氧：在2~3mg/L 2、有机负荷：BOD污泥负荷在0.2~0.3 3、改革工艺：①生物膜法 ②二沉池改为气浮浓缩 ③新工艺：A2/O、SBR、OD等 第三节  厌氧生物处理技术 厌氧处理发展历程 化粪池→ 堆肥→沼气发酵→污泥发酵→高浓度有机废水 厌氧消化法分类 活性污泥法、生物膜法 UASB、UBF、ABR，单级低效、高级高效、两级 化粪池 厌氧接触池 UASB 两相厌氧处理 ABR 甲烷发酵理论 阶段一：水解发酵细菌将复杂有机物水解为挥发性脂肪酸，微生物包括专性、兼性厌氧的水解酸化菌 阶段二：将挥发性脂肪酸进行产氢、产乙酸，微生物包括产氢产乙酸菌和硫酸盐还原菌 阶段三：将H2/CO2 （28%）或者乙酸（72%）转化为甲烷，微生物包括专性厌氧产甲烷菌 阶段四：同型产乙酸阶段，将H2/CO2 转化为乙酸，降低H2分压，微生物包括同型产乙酸