【环境生物学课件】第六章 环境污染物的生物净化方法

环境生物学,第六章

第六章 环境污染物的生物净化方法

环境生物学,第六章

本章将介绍以下内容：废水的好氧生物处理 废水的厌氧生物处理 特定微生物处理及组合工艺 废水的微生物脱氮除磷 固体废弃物的微生物处理 大气污染物的微生物处理

环境生物学,第六章

6.1 废水的好氧生物处理 6.1.1 活性污泥法

活性污泥法的原理 活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物处理方法。 注：微生物絮体由好气性微生物(细菌、真菌、原生动 物和后生动物)及其代谢和吸附的有机物、无机物组成。

活性污泥的净化反应过程 活性污泥系统对有机底物的降解是通过几个阶段和一系

列作用完成的。包括以下阶段： ①絮凝和吸附阶段 ②活性污泥中微生物的代谢和增殖 ③活性污泥的凝聚、沉淀和浓缩

环境生物学,第六章

活性污泥中的微生物

形成活性污泥絮状体的细菌——菌胶团细菌 菌胶团：狭义指动胶菌属(Zoogloea)形成的细菌团

块，广义指所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细

菌互相絮凝聚集形成的菌胶团块。 菌胶团细菌是活性污泥的主体，它的作用：

具有很强的吸附、氧化分解有机物的能力。菌胶团的形成可

使细菌避免被微型动物所吞噬，并且与污泥的沉降性能和二沉池能否有效泥水分离密切相关；

为原生动物、微型后生动物提供了良好的生存环境、附着场

所。

环境生物学,第六章

丝状细菌 它的作用有两方面：

一方面：是活性污泥的重要组分，交叉穿织与菌胶团内，或附着生长于絮状体表面，具有强氧化分解 有机物能力，起到一定的净化作用。

另一方面：当丝状菌的数量超过菌胶团细菌时，可使絮状体沉降性能下降，严重时可引发污泥膨胀 (bulking)现象。

环境生物学,第六章

活性污泥中的微生物

原生动物及微型后生动物 净化作用：腐生性营养的原生动物可吸收溶解

性有机物，动物性营养的原生动物可吞食有机

颗粒、游离细菌及其它微小生物 促进絮凝和沉淀作用 指示作用：可作为处理系统运转管理的指标

真菌

环境生物学,第六章

图6-1 各种形态的细菌

环境生物学,第六章

活性污泥净化反应的影响因素

溶解氧(DO) 曝气池出口处的混合液的DO浓度保持在2mg/L左右，

可使活性污泥保持良好的净化功能。

水温 活性污泥微生物的最适温度范围：15~30℃。

营养物质 微生物对氮和磷的需要量可按BOD:N:P=100:5:

1来考虑。

pH 活性污泥微生物的最适pH范围：6.5~8.5。

有毒和有抑制物质 如重金属、氰化物、硫化氢、酚、醇、醛、染料等

有机负荷率(BOD污泥负荷)

环境生物学,第六章

活性污泥的工作参数

混合液悬浮固体(MLS

S)

1L曝气池混合液中所含悬浮固体的重量，单位g/L。1L曝气池混合液中所含挥发性悬浮固体的重量，单位g/L。 一定量的混合液静置30分钟后，沉降的污泥体积与原混合液体积 之比，以百分数来表示。

混合液挥发性悬浮固体(MLVSS) 污泥沉降比(SV) 污泥容积系数(SVI)曝气池混合液静置30分钟后，沉降的污泥体积与污泥干重之比。 它反映了活性污泥的凝聚性和沉降性，一般控制在50-150之间， 若大于200,则表明发生了污泥膨胀。

污泥负荷(Ls)

单位时间内，单位重量的活性污泥能处理的有机物的数量，用kg (BOD)/kg(MLSS) d表示。又称有机负荷率，F/M值。

环境生物学,第六章

活性污泥法的基本特征

利用生物絮状体为生化反应的主体物

利用曝气设备向生化反应系统分散空气或氧气，为微生物提供氧源

对体系进行混合搅拌以增加接触和加速生化反应传质过程采样沉淀方式去除有机物，降低出水中的微生物的固体含量 通过回流使沉淀池浓缩的微生物絮凝体返回到反应系统 为保证系统内生物细胞平均停留的时间的稳定，经常排出一 部分生物固体。

环境生物学,第六章

活性污泥法的基本工艺流程进水 出水

初沉池

曝气池

二沉池

污泥

回流污泥

剩余污泥

图6-2 活性污泥法的基本流程

环境生物学,第六章

活性污泥法的主要运行方式(1)按废水和回流污泥的进入方式及其在曝气池中的混合方式活性 污泥法主要有两大运行方式：推流式和完全混合式。 推流式 推流式活性污泥曝气池有若干个狭长的流槽，废水从一端 进入，另一端流出。随水流的过程，底物降解，微生物增 长；从池首端到尾端，混合液内影响活性污泥净化功能的 各种因素，如F/M值、微生物的组成和数量、基质的组成 和数量等都在连续地变化，有机物降解速率、耗氧速率也 连续变化。 特点：在曝气池的任何断面上都存在有机基质的浓度梯度， 因此存在基质降解动力，BOD降解菌为优势菌，可避免发 生污泥膨胀现象、运行可采用多种方式，能够增加净化功 能如脱氮、除磷等。

环境生物学,第六章

图6-3 推流式曝气池

环境生物学,第六章

活性污泥法的主要运行方式(2)

完全混合式 废水进入曝气池后在搅拌下立即与池内活性污泥混合

液混合，从而使进水得到良好的稀释，污泥与废水得 到充分混合，可以最大限度地承受废水水质变化的冲 击。 特点：能够承受高浓度废水，对冲击负荷有一定的适

应能力；需氧全池要求相同，能够节省动力；可使曝气池与沉淀池合建，无需单独设置污泥回流系统，易 于运行管理。

环境生物学,第六章

几种活性污泥法的工艺流程

推流式活性污泥法

完全混合式活性污

泥法短时曝气法(渐减曝气法)

阶段曝气法(多点进水法)生物吸附法(AB法)

序批式间歇反应器(SBR法)氧化沟法(Oxidation Ditch)

深水曝气活性污泥法

环境生物学,第六章

生物吸附法(AB)工艺流程

进水

接触池(吸附阶段)

二沉池

出水

稳定池(氧化分解)

回流污泥

剩余污泥

图6-4 生物吸附法的工艺流程