环境生物学6 废水生物处理中微生物及水体污染指示生物.pptVIP

厌氧消化三阶段四类群 废水中有机物 脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇类 乙酸 H2 + CO2 发酵性细菌 Ⅰ 产氢产乙酸细菌 Ⅱ 同型产乙酸细菌 产甲烷细菌 CH4 Ⅲ 不产甲烷细菌和产甲烷细菌相互依赖、相互制约。表现在： 1 不产甲烷细菌未产甲烷细菌提供生长和产甲烷所需的的基质。 不产甲烷细菌的产物氢、二氧化碳、乙酸提供给产甲烷细菌。产甲烷细菌为厌氧环境有机物分解食物链最后环节。 2 不产甲烷细菌为产甲烷细菌创造适宜的氧化还原条件。 厌氧发酵初期的加料等带入的空气中的氧被不产甲烷细菌的代谢作用，使发酵液的氧化还原电位不断下降，为产甲烷细菌提供生长条件。 （二） 厌氧微生物群体间的关系 3 不产甲烷细菌为产甲烷细菌清除有毒物质 苯环、氰化物可被不产甲烷细菌降解。 4 产甲烷细菌为不产甲烷细菌的生化反应解除反馈抑制。 不产甲烷细菌的发酵产物可以抑制其本身的不断形成。 如氢的积累抑制产氢细菌的产氢，酸的积累抑制产酸细 菌的产酸。而产甲烷细菌可以利用氢、乙酸、二氧化碳 等，解除反馈。 5 不产甲烷细菌和产甲烷细菌共同维持环境中适宜的pH值。 不产甲烷菌分解糖等产生酸，降低pH 产甲烷菌分解酸产生甲烷，pH 上升 （二） 厌氧微生物群体间的关系 对厌氧生物及厌氧消化的影响尤为显著。 厌氧消化 最佳温度 55℃左右——嗜热菌（高温消化） 35℃左右——嗜温菌（中温消化） 取舍： 高温消化的反应速率为中温消化的1.5~1.9倍，但甲烷在气体中占比例低。消化不彻底。 高温消化需较多的能量，不经济。 1 温度 温度对厌氧消化的影响 （三） 厌氧生物处理的影响因素 不产甲烷细菌适宜pH 4.5~8 产甲烷细菌适宜pH 6.8~7.2 在pH6.5 或 pH8.2的环境中，厌氧消化会受到严重抑制。主要对甲烷细菌的抑制。 厌氧消化的最佳pH 值为6.8~7.2. 2 pH 值 （三） 厌氧生物处理的影响因素 有机污泥——不溶性有机质、纤维素含量高的污水。 高浓度有机废水——一般先厌氧处理将污物，后好氧处理。 大量稀释或降低好氧处理进水量，则处理费用较昂贵。 1 处理对象：有机污泥和高浓度的有机废水 2 时间长：30～35℃ ，需1～5天。 生化需氧量去除率50～90％ 与好氧处理法比较 3 能量需求大大降低 不需供给氧气，同时还可产生甲烷 每去除1kg COD好氧生物处理一般需消耗0.5~1.0 kW.h电能。 每去除1kg COD 厌氧生物处理约能产生3.5 kW.h电能。 （四） 厌氧法处理废水的特征 4 污泥产量极低 厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多。 5 处理后有机物浓度高于好氧处理 6 有臭气产生 S 、SO42- －O2 还原 H2S 7 设备较简单 厌氧消化池 主要用于处理城市废水厂的污泥和固体含量很高的废水。 沼气 稳定性好的腐殖质。 污泥体积减少1/2以上。 我国常用的为圆柱形。钢筋混凝土 浮盖式消化池 （五） 厌氧法处理废水的应用 四 废水的生物脱氮除磷技术 （一） 水体的富营养化 （二） 废水的生物脱氮 （三） 废水的生物除磷 （四） 生物脱氮和除磷的影响因素 （一） 水体的富营养化 水体富营养化（eutrophication）—— 由于N 、P在水体中含量过高，而引起藻类、某些细 菌大量繁殖，其它生物种类减少，以至水质恶化。 是近30年在废水处理中才出现的一个术语。 开始富营养化的条件 ◆ 水体中可溶性磷 0.01mg/L ◆ N :P＝5:1 N ：是富营养化的主要因素（NH4+、 NO3-、 NO2-、 有机N） P: 可溶性磷酸盐 与不溶性磷酸盐相互转化。 N:P比例取决于 （1）生物转化（有机N和无机N间转化） （2）流入水体的水（出水的N、P超标） （二） 废水的生物脱氮 1 生物脱氮的基本原理 生物脱氮是污水中的含氮有机物，在生物处理过程中被异养型微生物氧化分解，转化为氨氮，然后由自养型硝化细菌将其转化为NO3-，最后再由反硝化细菌将NO3-还原为N2，从而达到脱氮的目的。 含氮有机物 异养型 微生物 NH4+-N 氨化 作用 亚硝酸 细菌 NO2--N 硝酸 细菌 NO3--N 硝化作用有O2 反硝化 细菌 反硝化 作用无O2 N2、NO2 最终完成生物脱氮 （二） 废水的生物脱氮 2 参与生物脱氮