水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 PPT课件

水环境污染控制与治理的生态工程及微生物原理

2020/1/15
2．好氧生物膜中的微生物及其功能生物膜生物：以菌胶团为主；净化和降解作用；膜面生物：固着型纤毛虫和游泳型纤毛虫，起促进滤池净化
速度，提高整体效率的作用；
滤池扫除生物：轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、票页体虫等，
起去除滤池内的污泥、防止污泥积聚和堵塞的功能。
3．好氧生物膜的结构
好氧生物膜在滤池内分布不同于活性污泥，生物膜附着在滤料上不动，废水自上而下淋洒在生物膜上。因此，在滤池的不同高度位置，由于微生物得到的营养不同，造成微生物种类和数2量020/的1/15不同。
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第二节厌氧环境中活性污泥的微生物群落
高浓度有机废水或剩余活性污泥多用厌氧消化法处理。高浓度有机废水还可用有机光合细菌处理。
（一）厌氧消化－甲烷发酵
沼气发酵，已有年的研究历史，常用于将城市的垃圾、粪便、污水、工业废水及生物处理的剩余污泥等的处理，并从中获得可燃性气体——沼气（甲烷，CH4）。常用的构筑物为发酵罐或消化池。甲烷发酵的微生物群落与有氧环境中的不同，它们是由分解蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素等的专性厌氧菌和兼性厌氧菌及专性厌氧的产甲烷菌等组成。
好氧活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团。在其上面生长有其他微生物，如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物及微型后生动物等。
4．好氧活性污泥中微生物的浓度和数量
常用MLSS（混合液悬浮固体）或MLVSS（混合液挥发性悬浮固体）来表示。一般城市污水处理中，MLSS在20003000mg/L，工业废水在3000 mg/L左右，高浓度工业废水在 3000-5000 mg/L。
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（三）厌氧活性污泥处理的工艺流程
气柜
废水
调节池

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以原生动物为指示生物只能起辅助理化分析的作用。
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（2）原生动物对废水净化的影响
❖①鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫可以直接利用水中的有机物,对水中有机物的净化有一定的积极作用。
❖ ②纤毛虫吞食游离细菌，改善生物处理法出水的水质。细菌（尤其使游离细菌）本身也是有机污染物。
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二、好氧生物膜法
好氧生物膜是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；
于19世纪末，在研究土壤净化污水的过滤田的基础上，开发并应用于生产。由于效果不如后来出现的活性污泥法，一度被长期搁置，60年代以后，由于新型合成材料的大量生产，生物膜法又获得了新的发展。
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2）根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好与坏。
3）根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变
化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。
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依据和优越性
①依据原生动物数量、种类、优势种、个体活性与污水净化处理的效果有着密切关系，因此原生动物可以作为净化情况的指示生物，可由它们对净化处理效果作出预报。
附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，渗入细胞。
3 废水好氧生物处理的优缺点 80●～优90％点：无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD5
●缺点：设备复杂 4 废水好氧生物处理的方法活性污泥法、生物膜法（生物滤池法、生物转盘法）
氧化塘（生物塘）法、污水灌溉。
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二、好氧活性污泥法中的微生物
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废水的好氧生物处理
1 概念：在有氧的条件下借好氧微生物的作用处理废水。又叫废水生物处理。

第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理

（2）生物膜面生物固着型纤毛虫：钟虫、独缩虫、累枝虫属；游泳型纤毛虫：豆形虫、尖毛虫等。它们是动物中的主要类群，其优势种随生物膜营养物质和其他环境条件变化而更替，可作为水处理的指示生物。能促进滤池净化速度，提高滤池整体的处理效率。（3）滤池扫除生物体形较大的无脊椎动物如轮虫、线虫，环节动物门的瓢
（二）好氧生物膜的培养——挂膜 1、自然挂膜法将带有自然菌种的工业废水用泵慢速打入空的生物滤池
中，循环3-7天后改为慢速连续进水。在这过程中，废水中
一、好氧活性污泥法
普通活性污泥法是依据水的自净作用原理发展而来的，是废水生物处理中微生物悬浮在水中的各种方法的统称，
悬浮的微生物群体呈泥花状态(floc) 。一般指需氧活性污
泥过程。
在曝气池中废水与积累的活性污泥充分混合接触，污染物转移到污泥上，微生物以污染物为养料并从水中取得氧气生长繁殖(biomass)，某些代谢产物(如二氧化碳、氨)则进入水中。随后,混合液流过沉淀池,泥水分离，出水得到处理,污泥则回流到曝气池入口,再次进入过程。
等肉足类。
（3）指示水质变化和运行中出现的问题形态变化：环境条件恶劣时——形成孢囊；pH超过正常范围——钟虫纤毛停止摆动，虫体收缩成团。生殖方式：出现有性生殖时往往预示环境条件变差或种群处于衰老期。
优势种变化：高负荷，曝气不足——小鞭毛虫；水停留时间过短——小的游泳型纤毛虫；很高负荷及难降解物——小裸变形虫和鞭毛虫；溶氧不足——阿托氏菌属、扭头虫属和新态虫属过分曝气——肉足类及轮虫类。
生物转盘:
由水槽和部分浸没于污水中的旋转盘体组成的生物处理构筑物。盘体表面上生长的微生物膜反复地接触槽中污水和空气中的氧，使污水获得净化。

水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理

水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理水环境污染是指各种人为活动或自然因素导致水体中污染物的浓度超过水体自净能力的程度，影响水生态环境的稳定和健康。

为了控制和治理水环境污染，生态工程和微生物学原理被广泛应用。

生态工程是一种以生物学和工程学为基础的综合应用技术，通过模拟自然生态环境，改善和修复已受污染的水体，达到减少或消除水体污染物的目的。

生态工程对水环境污染的控制具有显著的优势。

生态工程主要包括湿地修复、人工湿地、人工林、人工生态岸线等。

湿地修复是将植物和微生物结合起来进行水体修复的一种方法。

湿地植物具有较强的吸附能力，可以有效地吸附水体中的重金属、有机物等污染物，从而减少水体中的污染物浓度。

同时，湿地植物的根系能够增加水体的氧气含量，促进水体中的微生物生长和活性，进一步加速污染物的降解和去除。

人工湿地是一种人为建造的模拟自然湿地的生态工程系统。

在人工湿地中，通过水体的自然流动、湿地植物的生长和微生物的作用，能够将水体中的污染物进行吸附、降解和去除。

人工湿地主要有人工湿地净化池、植物滞留区等。

通过适当的设计和管理，人工湿地能够高效地净化水体，改善水环境质量。

人工林是通过人为种植一定数量的树木，构建起水体周围的植物屏障，防止水体污染物的进一步扩散。

人工林可以有效地减缓水体流速，提高水体的沉淀能力，从而减少污染物在水体中的浓度。

与此同时，人工林的树木能够吸收大气中的二氧化碳，减少温室效应，改善环境。

人工生态岸线是在水体岸线上设置一定的植物据点，通过生态岸线的过滤作用，能够有效地去除水体中的悬浮物、藻类等有害物质，改善水体的清洁度。

微生物学原理也是水环境污染控制和治理的一种重要手段。

微生物在水体中扮演着重要的角色，能够分解和降解水体中的有机物，减少水体中的污染物浓度。

微生物通过生物吸附、化学反应、酶催化等方式对水体中的污染物进行降解和去除。

在水环境污染治理中，常常利用生物滤池、微生物净化池等工程设施，培养和利用微生物对水体进行处理。

水环境污染控制和治理微生物原理

式中 C5H7NO2——微生物细胞组织的化学式
水环境污染控制和治理微生物原理
2.微生物的代谢
第三章第一节
内源呼吸或自身氧化：微生物对自身的细胞物质进行氧化分解，并提供能量。
C 5 H 7 N 2 n 5 O n 2 酶 O 5 n2 C 2 n 2 O H O n3 N H H
废水
格栅
沉砂池
垃圾处理
沉渣处理
沉淀池Leabharlann 生物处理二次沉淀池
部分污泥回流
三级处理
一级处理出水
污泥处理
二级处理出水三
级
污泥浓缩
水处
沉渣理处理出
城市废水：生活污水和工业废水组成
mg/l 原水三级二级一级
污染指标处理程度一级（预）处理二级处理三级处理
SS
COD
BOD
NH4-N TP PH
第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
第一节污、废水生物处理中的生态系统第二节活性污泥丝状膨胀和丝状膨胀控制对策第三节厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物
群落
水环境污染控制和治理微生物原理
第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
重点掌握：污、废水生物处理中的生态系统组成、降解污染物机理、厌氧三阶段理论。
其他微生物吸收或吞食未分解彻底的有机物。
水环境污染控制和治理微生物原理
第三章第一节
3.活性污泥的沉淀分离泥水分离:在二沉池内进行,泥水分离效果影响出水水质。若泥水不经分离或分离效果不好,由于活性污泥本身是有机体,进入自然水体后将造成二次污染。从沉淀池排出的活性污泥也要进行妥善处理。
水环境污染控制和治理微生物原理

第十章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理PPT课件

产气杆菌属
动胶菌属
球衣菌属
活性污泥中的纤毛虫—游泳型污泥中的纤毛虫—固着型
活性污泥中的鞭毛虫
原生动物—累枝虫（固着型纤毛虫群体型）
后生动物—轮虫、颤蚓和线虫
活性污泥系统中原生动物的演替
植鞭毛虫 → 肉足虫 → 动鞭毛虫 → 小型游泳型纤毛虫 → 大型游泳型纤毛虫 →匍匐型纤毛虫→固着型纤毛虫 → 轮虫。
❖ 生物活性 ❖ 自我繁殖
10.1.1 好氧活性污泥法
2．好氧活性污泥的存在状态
完全混合式曝气池以悬浮状态存在，均匀分布
推流式曝气池随推流方向而有变化
进水初沉池
曝气池
二沉池出水
污泥
回流污
泥
活性污泥法的基本流程
剩余污泥
10.1.1 好氧活性污泥法
3、好氧活性污泥中的微生物群落菌胶团：好氧活性污泥的结构和功能的中心，起絮凝作用的细菌形成的细菌团块，其上同时生长着其他微生物，组成一个生态系统。
指示生物
一般都以钟虫属作为活性污泥法的特征指示生物。
其它微生物 ❖ 真菌主要为霉菌，与水质有关，常出现于pH偏低
的废水中，与絮状体的形成和污泥膨胀均有联系。真菌在废水处理中的应用： ① 处理某些特殊工业废水； ② 固体废弃物的堆肥处理。 ❖ 藻类较少 ❖ 病毒、立克次氏体等也混于活性污泥中。
10.1.1 好氧活性污泥法
• 纤维素性质多糖的勾连作用
将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时，在其外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物质的成分也是多糖，这些纤维素从何而来？
他们既可能是细菌的分泌物，也可能是粘性多糖的演化产物。他们不但具有粘着性，还具有缠绕勾连的作用，在它们的作用下，各种细菌密布在这些网格状纤维之中，随这些纤维素状多糖的数量不断增加，就形成了真正意义上的菌胶团。

第9章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理

第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
内容提示
污（废)水有好氧处理和厌氧处理，在这两个生态系统中活性污泥是其中的工作主体，它们有各自的生物组成、性质，有自我繁殖的能力，有吸附和生物氧化作用，有絮凝和沉降作用。活性污泥的主体是细菌菌胶团，原生动物及微型后生动物有一定的去除有机物的能力，有絮凝作用，主要起指示污水处理的效果和水体自净程度的作用。其他微生物在其中起了协同作用。
生物膜的作用与活性污泥一样，因它固着在填料上，它的最大优点是避免了活性污泥丝状膨胀。
搞好活性污泥和生物膜的驯化和培养是保证污（废）水处理效果的重要一步。
第一节污（废）水生物处理中的生态系统第二节活性污泥丝状膨胀的成因及控制对策第三节厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落
第一节污（废）水生物处理中的生态系统
浮游球衣菌（Sphaerotilus natans） (少量)
微球菌属（Micrococcus ）（较多）
微丝菌属（Microthrix）
(少量)
棒状杆菌属（richia coli）
黄杆菌属（Flavobacterium）
产气肠杆菌
2、好氧活性污泥的存在状态
状态：悬浮状态，与污水完全混合。
在完全混合式曝气池中：在完全混合式的曝气池内，因曝气搅动始终与污(废)水完全混合，总以悬浮状态存在，均匀分布在曝气池内并处于激烈运动之中。从曝气池的任何一点取出的活性污泥其微生物群落基本相同。
特点：各点微生物群落基本相同
在推流式曝气池中：在推流式的曝气池内各区段之间的微生物种群和数量有差异，随推流方向微生物种类依次增多。而在每一区段中的任何一点，其活性污泥微生物群落基本相同。
种类：微小的腐生或寄生的丝状菌净化作用：分解有机物

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理
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3. 好氧活性污泥中的微生物群落及各种群的作用
产生絮凝体的微生物优势菌属组真菌成丝状菌微型后生动物和原生动物
2021/2/11
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产生絮凝体的微生物
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菌胶团
多糖，氨基酸
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理
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性质
含水率99％；密度为1.002-1.006，混合液中为1.002-1.003，
回流污泥中为1.004-1.006；具有生物活性，有吸附，氧化有机物的能力；绒粒的大小为0.02-0.2mm；比表面积20-100cm2/mL；呈弱酸性，pH为6.7 ；
③适用范围广（与微生物特点相关） ④成本低、运行费用少； ⑤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
2021/2/11
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第一节好氧污（废）水的生态系统及生物处理原理
城市生活污水和工业废水生物处理的方法
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理
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理
生物处理的优点
①效率高;
普通活性污泥水处理厂，每天1m3曝气池能转换1~2kg干有机物，100倍于森林。