水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理.pptx

第九章第九章 水环境污染控制与治理生态水环境污染控制与治理生态工程及微生物学原理工程及微生物学原理10/25/202410/25/20241 1水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第1页n n自然界水体生物自净因为受到溶解氧、营自然界水体生物自净因为受到溶解氧、营自然界水体生物自净因为受到溶解氧、营自然界水体生物自净因为受到溶解氧、营养平衡、微生物种属及其它生存条件限制，养平衡、微生物种属及其它生存条件限制，养平衡、微生物种属及其它生存条件限制，养平衡、微生物种属及其它生存条件限制，净化速度是有限。净化速度是有限。净化速度是有限。净化速度是有限。n n提问：怎样利用人工伎俩提升污废水生物提问：怎样利用人工伎俩提升污废水生物提问：怎样利用人工伎俩提升污废水生物提问：怎样利用人工伎俩提升污废水生物处理效率？处理效率？处理效率？处理效率？n n一是一是一是一是 经过基因工程或人工驯化伎俩取得高经过基因工程或人工驯化伎俩取得高经过基因工程或人工驯化伎俩取得高经过基因工程或人工驯化伎俩取得高效工程菌投加处处理系统中；效工程菌投加处处理系统中；效工程菌投加处处理系统中；效工程菌投加处处理系统中；n n二是二是二是二是 改进微生物生长环境条件，发挥微生改进微生物生长环境条件，发挥微生改进微生物生长环境条件，发挥微生改进微生物生长环境条件，发挥微生物最大潜能。物最大潜能。物最大潜能。物最大潜能。n n当前生物处理主要用于当前生物处理主要用于当前生物处理主要用于当前生物处理主要用于水中有机污染物水中有机污染物水中有机污染物水中有机污染物以以以以及及及及氮磷污染氮磷污染氮磷污染氮磷污染处理。处理。处理。处理。10/25/202410/25/20242 2水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第2页n n限限限限制制制制：毒毒毒毒物物物物（pHpH、盐盐盐盐、酸酸酸酸碱碱碱碱、有有有有机机机机毒毒毒毒物物物物等等等等）浓浓浓浓度度度度不不不不能能能能过过过过高高高高、存存存存在在在在难难难难生生生生物物物物降降降降解解解解物物物物质质质质（多多多多苯苯苯苯环环环环、过长链聚合物等）过长链聚合物等）过长链聚合物等）过长链聚合物等）n n提问：对于这类废水是否就不能用生物法吗？提问：对于这类废水是否就不能用生物法吗？提问：对于这类废水是否就不能用生物法吗？提问：对于这类废水是否就不能用生物法吗？n n筛选驯化、重组制造高效降解菌；筛选驯化、重组制造高效降解菌；筛选驯化、重组制造高效降解菌；筛选驯化、重组制造高效降解菌；n n先先先先进进进进行行行行物物物物理理理理化化化化学学学学前前前前处处处处理理理理降降降降低低低低难难难难降降降降解解解解及及及及有有有有毒毒毒毒物物物物质质质质浓度，然后可进行生物处理。浓度，然后可进行生物处理。浓度，然后可进行生物处理。浓度，然后可进行生物处理。n n这这这这么么么么能能能能够够够够最最最最大大大大程程程程度度度度发发发发挥挥挥挥各各各各种种种种方方方方法法法法优优优优点点点点，并并并并节节节节约约约约处理时间降低成本。处理时间降低成本。处理时间降低成本。处理时间降低成本。n n这这这这一一一一章章章章我我我我们们们们主主主主要要要要介介介介绍绍绍绍污污污污废废废废水水水水生生生生物物物物处处处处理理理理微微微微生生生生物物物物机机机机理。理。理。理。10/25/202410/25/20243 3水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第3页一、一、一、一、种类种类种类种类（一）（一）（一）（一）依据处理微生物与氧气关系，分为依据处理微生物与氧气关系，分为依据处理微生物与氧气关系，分为依据处理微生物与氧气关系，分为:好氧处理和厌氧处理好氧处理和厌氧处理好氧处理和厌氧处理好氧处理和厌氧处理n n通通通通常常常常低低低低浓浓浓浓度度度度（CODCOD1500mg/L1500mg/L）有有有有机机机机污污污污染染染染物物物物废废废废水适适用好氧处理水适适用好氧处理水适适用好氧处理水适适用好氧处理n n对对对对于于于于高高高高浓浓浓浓度度度度有有有有机机机机污污污污废废废废水水水水（COD1500mg/LCOD1500mg/L）用用用用厌厌厌厌氧处理更为适宜。氧处理更为适宜。氧处理更为适宜。氧处理更为适宜。n n提问：为何过高提问：为何过高提问：为何过高提问：为何过高CODCOD废水不宜用好氧法？废水不宜用好氧法？废水不宜用好氧法？废水不宜用好氧法？n n有有有有机机机机物物物物浓浓浓浓度度度度过过过过高高高高，好好好好氧氧氧氧生生生生物物物物代代代代谢谢谢谢快快快快速速速速，水水水水中中中中溶溶溶溶解解解解氧氧氧氧难难难难以以以以即即即即时时时时供供供供给给给给，好好好好氧氧氧氧生生生生物物物物生生生生长长长长受受受受限限限限，极极极极难难难难确确确确保保保保处理质量，而厌氧生物则没有这种限制处理质量，而厌氧生物则没有这种限制处理质量，而厌氧生物则没有这种限制处理质量，而厌氧生物则没有这种限制。10/25/202410/25/20244 4水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第4页（二）活性污泥法和生物膜法（二）活性污泥法和生物膜法n n这这这这是是是是依依依依据据据据微微微微生生生生物物物物在在在在人人人人工工工工水水水水处处处处理理理理设设设设备备备备中中中中微微微微生生生生物物物物所所所所处状态不一样来进行划分。处状态不一样来进行划分。处状态不一样来进行划分。处状态不一样来进行划分。n n原理原理原理原理n n活性污泥法活性污泥法活性污泥法活性污泥法模拟水体自净模拟水体自净模拟水体自净模拟水体自净 微微微微生生生生物物物物在在在在设设设设备备备备中中中中呈呈呈呈悬悬悬悬浮浮浮浮状状状状态态态态，与与与与污污污污废废废废水水水水接接接接触触触触使之净化方法；使之净化方法；使之净化方法；使之净化方法；n n生生生生 物物物物 膜膜膜膜 法法法法模拟土壤自净模拟土壤自净模拟土壤自净模拟土壤自净 微微微微生生生生物物物物附附附附着着着着于于于于其其其其它它它它物物物物体体体体表表表表面面面面上上上上成成成成薄薄薄薄膜膜膜膜状状状状，与与与与污废水接触使之净化方法。污废水接触使之净化方法。污废水接触使之净化方法。污废水接触使之净化方法。10/25/202410/25/20245 5水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第5页 活性污泥现有好氧活性污泥法，也有厌氧活活性污泥现有好氧活性污泥法，也有厌氧活性污泥法，生物膜法现有好氧生物膜法也有厌氧性污泥法，生物膜法现有好氧生物膜法也有厌氧生物膜法。对于污废水脱氮、脱磷处理必须采取生物膜法。对于污废水脱氮、脱磷处理必须采取厌氧法与好氧法相结合方式才能成功实现。厌氧法与好氧法相结合方式才能成功实现。10/25/202410/25/20246 6水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第6页废水好氧生物处理废水好氧生物处理1 概念：概念：在在有氧有氧条件下借条件下借好氧微生物好氧微生物作用处理废作用处理废水。又叫水。又叫废水生物处理废水生物处理。废水废水中有中有机物机物好氧好氧 微生物微生物无机物，随水排出无机物，随水排出微生微生物细物细胞物胞物质质有机物充分有机物充分微生物增多微生物增多有机物少有机物少菌体死亡菌体死亡与废水与废水 分离分离O2经过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下经过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下10/25/202410/25/20247 7水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第7页2 废水好氧生物处理作用对象废水好氧生物处理作用对象溶解有机物溶解有机物直接渗透细胞内被吸收直接渗透细胞内被吸收 固体、胶体有机物固体、胶体有机物间接吸收间接吸收 附在菌体外，由细菌所分泌胞外酶分解为附在菌体外，由细菌所分泌胞外酶分解为溶解性物质，渗透细胞。溶解性物质，渗透细胞。3 废水好氧生物处理优缺点废水好氧生物处理优缺点 优点：优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD5 8090 缺点缺点：设备复杂设备复杂4 废水好氧生物处理方法废水好氧生物处理方法 活性污泥法、生物膜法（生物滤池法、生物转盘法）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、污水浇灌。氧化塘（生物塘）法、污水浇灌。10/25/202410/25/20248 8水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第8页 活性污泥法活性污泥法又叫又叫曝气法曝气法，最早由英国人于，最早由英国人于19创创建而来，经过建而来，经过80多年发展已成为处理有机废水最主多年发展已成为处理有机废水最主要方法。要方法。是一个是一个应用最广应用最广废水好氧生物处理技术。废水好氧生物处理技术。二、二、好氧活性污泥法中微生物好氧活性污泥法中微生物 1.1.什么是好氧活性污泥什么是好氧活性污泥n n 好氧活性污泥是由各种多样好氧微生物和兼性厌氧微好氧活性污泥是由各种多样好氧微生物和兼性厌氧微好氧活性污泥是由各种多样好氧微生物和兼性厌氧微好氧活性污泥是由各种多样好氧微生物和兼性厌氧微生物生物生物生物(兼有少许厌氧微生物兼有少许厌氧微生物兼有少许厌氧微生物兼有少许厌氧微生物)与污与污与污与污(废废废废)水中有机和无机固体水中有机和无机固体水中有机和无机固体水中有机和无机固体物混凝交织在一起，形成絮状体或称绒粒。物混凝交织在一起，形成絮状体或称绒粒。物混凝交织在一起，形成絮状体或称绒粒。物混凝交织在一起，形成絮状体或称绒粒。活性污泥形成活性污泥形成活性污泥形成活性污泥形成是一个自然现象是一个自然现象是一个自然现象是一个自然现象。n n比比比比如如如如，假假假假如如如如向向向向一一一一桶桶桶桶含含含含粪粪粪粪便便便便污污污污水水水水中中中中不不不不停停停停地地地地加加加加入入入入空空空空气气气气，并并并并连连连连续续续续维维维维持持持持水水水水中中中中溶溶溶溶解解解解氧氧氧氧，那那那那末末末末经经经经过过过过一一一一段段段段时时时时间间间间后后后后，就就就就会会会会产产产产生生生生褐褐褐褐色色色色絮絮絮絮花花花花状状状状泥泥泥泥粒粒粒粒，在在在在显显显显微微微微镜镜镜镜下下下下会会会会看看看看到到到到，污污污污泥泥泥泥里里里里充充充充满满满满了了了了各各各各种种种种各各各各样样样样微微微微生物，这就是经典好氧活性污泥。生物，这就是经典好氧活性污泥。生物，这就是经典好氧活性污泥。生物，这就是经典好氧活性污泥。10/25/202410/25/20249 9水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第9页2 2 2 2 好氧活性污泥组成和性质好氧活性污泥组成和性质好氧活性污泥组成和性质好氧活性污泥组成和性质n（1）组成）组成 好好氧氧微微生生物物和和兼兼性性厌厌氧氧微微生生物物(兼兼有有少少许许厌厌氧氧微微生生物物)与其上吸附有机和无机与其上吸附有机和无机固体杂质组成固体杂质组成。n（2）好氧活性污泥性质）好氧活性污泥性质 颜颜色色以以棕棕棕棕褐褐褐褐色色色色为为佳佳 黑黑色色说说明明厌厌氧氧、白白色色说说明明无无机机物物过多过多 n含水率在含水率在99左右左右 密度为密度为1.0021.006 n大小为大小为0.020.2mm 比表面积为比表面积为20100cm2mL之间之间 n弱弱酸酸性性(pH约约为为6.7)当当进进水水改改变变时时，对对进进水水pH改改变变有一定承受能力。有一定承受能力。10/25/202410/25/20241010水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第10页n n提问：好氧活性污泥上微生物是怎样分布？提问：好氧活性污泥上微生物是怎样分布？提问：好氧活性污泥上微生物是怎样分布？提问：好氧活性污泥上微生物是怎样分布？中中中中心心心心是是是是能能能能起起起起絮絮絮絮凝凝凝凝作作作作用用用用细细细细菌菌菌菌形形形形成成成成菌菌菌菌胶胶胶胶团团团团，在在在在其其其其上上上上生生生生长长长长着着着着其其其其它它它它微微微微生生生生物物物物。如如如如酵酵酵酵母母母母菌菌菌菌、霉霉霉霉菌菌菌菌、放放放放线线线线菌菌菌菌、藻藻藻藻类、原生动物和一些微型后生动物类、原生动物和一些微型后生动物类、原生动物和一些微型后生动物类、原生动物和一些微型后生动物(轮虫及线虫等轮虫及线虫等轮虫及线虫等轮虫及线虫等)。n nA.A.菌胶团菌胶团菌胶团菌胶团 在在在在微微微微生生生生物物物物学学学学领领领领域域域域里里里里，习习习习惯惯惯惯将将将将动动动动胶胶胶胶菌菌菌菌属属属属形形形形成成成成细细细细菌菌菌菌团团团团块块块块称称称称为为为为菌菌菌菌胶胶胶胶团团团团。在在在在水水水水处处处处理理理理工工工工程程程程领领领领域域域域内内内内，则则则则将将将将全全全全部部部部含含含含有有有有荚荚荚荚膜膜膜膜或或或或粘粘粘粘液液液液絮絮絮絮凝凝凝凝性性性性细细细细菌菌菌菌相相相相互互互互絮絮絮絮凝凝凝凝聚聚聚聚集集集集成成成成菌菌菌菌胶胶胶胶团团团团块都称为菌胶团。块都称为菌胶团。块都称为菌胶团。块都称为菌胶团。4 4好氧活性污泥中微生物群落好氧活性污泥中微生物群落10/25/202410/25/20241212水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第12页生物絮凝生物絮凝生物絮凝生物絮凝吸附和氧化分解有机物；吸附和氧化分解有机物；吸附和氧化分解有机物；吸附和氧化分解有机物；n n菌菌菌菌胶胶胶胶团团团团是是是是细细细细菌菌菌菌存存存存在在在在形形形形式式式式，细细细细菌菌菌菌占占占占到到到到活活活活性性性性污污污污泥泥泥泥中中中中微微微微生生生生物物物物总总总总量量量量99%,99%,有有有有10107 710108 8个个个个/ml/ml，他他他他们们们们是是是是生生生生物物物物处处处处理理理理主主主主力力力力军军军军，一一一一旦旦旦旦菌菌菌菌胶胶胶胶团团团团受受受受到到到到各各各各种种种种原原原原因因因因影影影影响响响响和和和和破破破破坏坏坏坏，则则则则活活活活性性性性污污污污泥泥泥泥法法法法对对对对有有有有机机机机物物物物去去去去除除除除率率率率显显显显著著著著下下下下降降降降，甚甚甚甚至至至至无无无无去去去去除除除除能能能能力。力。力。力。菌胶团对有机物吸附和分解，为原生动物和微型菌胶团对有机物吸附和分解，为原生动物和微型菌胶团对有机物吸附和分解，为原生动物和微型菌胶团对有机物吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好生存环境；后生动物提供了良好生存环境；后生动物提供了良好生存环境；后生动物提供了良好生存环境；n n比如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附比如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附比如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附比如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着场所；菌胶团中细菌能够去除毒物、本身作为动着场所；菌胶团中细菌能够去除毒物、本身作为动着场所；菌胶团中细菌能够去除毒物、本身作为动着场所；菌胶团中细菌能够去除毒物、本身作为动物食料。物食料。物食料。物食料。(1)(1)菌胶团功效菌胶团功效10/25/202410/25/20241313水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第13页n n 含有指示作用；含有指示作用；含有指示作用；含有指示作用；经过菌胶团颜色、透明度、数量、颗粒大小经过菌胶团颜色、透明度、数量、颗粒大小经过菌胶团颜色、透明度、数量、颗粒大小经过菌胶团颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构松紧程度可衡量好氧活性污泥性能。及结构松紧程度可衡量好氧活性污泥性能。及结构松紧程度可衡量好氧活性污泥性能。及结构松紧程度可衡量好氧活性污泥性能。n n比如新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，比如新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，比如新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，比如新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，再生能力强。老化菌胶团，颜色深，结构涣散，再生能力强。老化菌胶团，颜色深，结构涣散，再生能力强。老化菌胶团，颜色深，结构涣散，再生能力强。老化菌胶团，颜色深，结构涣散，活性不强，吸附和氧化能力差。活性不强，吸附和氧化能力差。活性不强，吸附和氧化能力差。活性不强，吸附和氧化能力差。10/25/202410/25/20241414水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第14页B B、活性污泥中、活性污泥中原生动物原生动物及其作用及其作用 活性污泥中原生动物在数量和种类上仅次于活性污泥中原生动物在数量和种类上仅次于细菌，常见优势种是纤毛类。它们主要附聚在污细菌，常见优势种是纤毛类。它们主要附聚在污泥表面。其作用在于：泥表面。其作用在于：（1 1）指示作用指示作用（2 2）净化净化作用作用（3 3）促进絮凝和沉淀促进絮凝和沉淀10/25/202410/25/20241515水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第15页（1 1）指示作用）指示作用n n1 1 1 1）可依据原生动物或微型后生动物演替及它们活）可依据原生动物或微型后生动物演替及它们活）可依据原生动物或微型后生动物演替及它们活）可依据原生动物或微型后生动物演替及它们活动规律判断水质和污（废）水处理程度：动规律判断水质和污（废）水处理程度：动规律判断水质和污（废）水处理程度：动规律判断水质和污（废）水处理程度：n n 活性污泥培养早期活性污泥培养早期活性污泥培养早期活性污泥培养早期鞭毛虫、变形虫鞭毛虫、变形虫鞭毛虫、变形虫鞭毛虫、变形虫 n n 活性污泥培养中期活性污泥培养中期活性污泥培养中期活性污泥培养中期游泳型纤毛虫、鞭毛虫游泳型纤毛虫、鞭毛虫游泳型纤毛虫、鞭毛虫游泳型纤毛虫、鞭毛虫n n 活性污泥培养成熟期活性污泥培养成熟期活性污泥培养成熟期活性污泥培养成熟期固着型纤毛虫：钟虫固着型纤毛虫：钟虫固着型纤毛虫：钟虫固着型纤毛虫：钟虫及后生动物：轮虫及后生动物：轮虫及后生动物：轮虫及后生动物：轮虫n n2 2 2 2）依据原生动物种类判断活性污泥和处理水质好）依据原生动物种类判断活性污泥和处理水质好）依据原生动物种类判断活性污泥和处理水质好）依据原生动物种类判断活性污泥和处理水质好与坏。与坏。与坏。与坏。n n3 3 3 3）依据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其改）依据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其改）依据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其改）依据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其改变过程判断进水水质改变和运行中出现问题。变过程判断进水水质改变和运行中出现问题。变过程判断进水水质改变和运行中出现问题。变过程判断进水水质改变和运行中出现问题。10/25/202410/25/20241616水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第16页n n依据和优越性依据和优越性n n依据依据依据依据 原生动物数量、种类、优势种、个体活原生动物数量、种类、优势种、个体活原生动物数量、种类、优势种、个体活原生动物数量、种类、优势种、个体活性性性性与污水净化处理效果有着亲密关系，所以原生与污水净化处理效果有着亲密关系，所以原生与污水净化处理效果有着亲密关系，所以原生与污水净化处理效果有着亲密关系，所以原生动物能够作为净化情况指示生物，可由它们对净动物能够作为净化情况指示生物，可由它们对净动物能够作为净化情况指示生物，可由它们对净动物能够作为净化情况指示生物，可由它们对净化处理效果作出预报。化处理效果作出预报。化处理效果作出预报。化处理效果作出预报。10/25/202410/25/20241717水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第17页n n优越性优越性优越性优越性 与水质分析及细菌观察、计数相比与水质分析及细菌观察、计数相比与水质分析及细菌观察、计数相比与水质分析及细菌观察、计数相比好处何在好处何在好处何在好处何在?观察测量轻易观察测量轻易观察测量轻易观察测量轻易仅仅仅仅需低倍显微镜即可活体观察。而细菌观察、分类、需低倍显微镜即可活体观察。而细菌观察、分类、需低倍显微镜即可活体观察。而细菌观察、分类、需低倍显微镜即可活体观察。而细菌观察、分类、判定所需时间较长，不能及时起到预报作用。而原判定所需时间较长，不能及时起到预报作用。而原判定所需时间较长，不能及时起到预报作用。而原判定所需时间较长，不能及时起到预报作用。而原生动物与细菌之间存在相互依存关系，且对环境改生动物与细菌之间存在相互依存关系，且对环境改生动物与细菌之间存在相互依存关系，且对环境改生动物与细菌之间存在相互依存关系，且对环境改变比细菌敏感变比细菌敏感变比细菌敏感变比细菌敏感(如氧溶量、如氧溶量、如氧溶量、如氧溶量、pHpHpHpH值等值等值等值等)。10/25/202410/25/20241818水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第18页.快速预报快速预报n n通常污水处理厂天天通常污水处理厂天天通常污水处理厂天天通常污水处理厂天天都要对本厂出水进行都要对本厂出水进行都要对本厂出水进行都要对本厂出水进行水质监测，若超出国水质监测，若超出国水质监测，若超出国水质监测，若超出国家要求标准，就要及家要求标准，就要及家要求标准，就要及家要求标准，就要及时追查原因，以求处时追查原因，以求处时追查原因，以求处时追查原因，以求处理。理。理。理。但有些数据当日得不到但有些数据当日得不到但有些数据当日得不到但有些数据当日得不到如如如如BODBOD5 5，依据原生动物，依据原生动物，依据原生动物，依据原生动物与与与与BODBOD5 5对应关系，则能对应关系，则能对应关系，则能对应关系，则能够作出快速判断，够作出快速判断，够作出快速判断，够作出快速判断，缩短缩短发觉问题、处理问题时发觉问题、处理问题时间。间。湖南石油化工厂曝气池中有柄纤湖南石油化工厂曝气池中有柄纤毛虫与毛虫与BOD5统计数据统计数据出水出水BOD5（mg/l）30 Y=81.6-19.4lgX 20 10 0 103 有柄纤毛虫有柄纤毛虫(个个/ml)10410/25/202410/25/20241919水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第19页普遍规律n n如若发觉如若发觉如若发觉如若发觉n n群体纤毛虫缩成一团群体纤毛虫缩成一团群体纤毛虫缩成一团群体纤毛虫缩成一团n n钟虫柄脱落钟虫柄脱落钟虫柄脱落钟虫柄脱落n n纤毛虫接合生殖纤毛虫接合生殖纤毛虫接合生殖纤毛虫接合生殖（即有性生殖）、（即有性生殖）、（即有性生殖）、（即有性生殖）、或形成孢囊或形成孢囊或形成孢囊或形成孢囊n n表明水中？表明水中？表明水中？表明水中？n n存在有毒物质或其它条件如温度、存在有毒物质或其它条件如温度、存在有毒物质或其它条件如温度、存在有毒物质或其它条件如温度、pHpH等不宜。等不宜。等不宜。等不宜。.水质毒物判断水质毒物判断 10/25/202410/25/20242020水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第20页n n有有有有些些些些原原原原生生生生动动动动物物物物对对对对水水水水中中中中溶溶溶溶解氧改变十分敏感。解氧改变十分敏感。解氧改变十分敏感。解氧改变十分敏感。n n如如如如钟钟钟钟虫虫虫虫细细细细胞胞胞胞前前前前端端端端出出出出现现现现气气气气泡泡泡泡，运运运运动动动动迟迟迟迟缓缓缓缓，说说说说明明明明水水水水中中中中充充充充氧氧氧氧不不不不足足足足，或或或或溶溶溶溶氧氧氧氧过过过过高高高高，水水水水质质质质将将将将变变变变坏坏坏坏。反反反反之之之之则则则则表表表表明明明明溶溶溶溶解解解解氧氧氧氧情情情情况况况况适适适适中中中中良好良好良好良好 .溶解氧判断溶解氧判断10/25/202410/25/20242121水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第21页.曝气池处理效果判断曝气池处理效果判断 1 钟虫前端出现气泡钟虫前端出现气泡充氧不正常，水质将充氧不正常，水质将变坏。变坏。2 2 原生动物数量渐降低，直至原生动物数量渐降低，直至消失消失水质变水质变坏。坏。原生动物对毒物敏感性比细菌大。原生动物对毒物敏感性比细菌大。3 3 钟虫钟虫大量出现大量出现活性污泥已经成熟，充氧活性污泥已经成熟，充氧正常。正常。4 4 在正常运行曝气池中，假如固着型纤毛虫在正常运行曝气池中，假如固着型纤毛虫降降低低，游泳型纤毛虫突然，游泳型纤毛虫突然增加增加处理效果将变坏。处理效果将变坏。10/25/202410/25/20242222水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第22页10/25/202410/25/20242323水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第23页怎样加以确定？怎样加以确定？应对废水处理构筑物中生物类群进行应对废水处理构筑物中生物类群进行长久不间长久不间断镜检观察断镜检观察，掌握本厂正常运行时常见而且数，掌握本厂正常运行时常见而且数量多种类。量多种类。（1）原生动物种类组成。）原生动物种类组成。（2）种类数量改变）种类数量改变（3）各种群代谢活力。）各种群代谢活力。以原生动物为指示生物只能起辅助理化分析作以原生动物为指示生物只能起辅助理化分析作用。用。10/25/202410/25/20242424水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第24页（2）原生动物对废水净化影响）原生动物对废水净化影响 v鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫能够鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫能够直接利用直接利用水中水中有机有机物物,对水中有机物净化有一定主动作用。对水中有机物净化有一定主动作用。v 纤毛虫吞食游离细菌，改进生物处理法出水水纤毛虫吞食游离细菌，改进生物处理法出水水质。质。细菌（尤其使游离细菌）本身也是有机污染物。细菌（尤其使游离细菌）本身也是有机污染物。提提问问：游游离离细细菌菌转转化化为为原原生生动动物物一一样样是是有有机机污污染染物物，净净化何在呢？化何在呢？3kg1kgCO2+H2O+盐盐2kg10/25/202410/25/20242525水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第25页n n活活活活性性性性污污污污泥泥泥泥颗颗颗颗粒粒粒粒主主主主要要要要是是是是由由由由细细细细菌菌菌菌絮絮絮絮凝凝凝凝而而而而成成成成，试试试试验验验验证证证证实实实实小小小小口口口口钟钟钟钟虫虫虫虫、累累累累枝枝枝枝虫虫虫虫和和和和草草草草履履履履虫虫虫虫等等等等纤纤纤纤毛毛毛毛虫虫虫虫能能能能分分分分泌泌泌泌一一一一些些些些粘粘粘粘性性性性多多多多糖糖糖糖、粘粘粘粘朊朊朊朊，促促促促进进进进生生生生物物物物絮絮絮絮凝凝凝凝，使使使使它它它它们们们们能能能能够够够够附附附附着着着着在在在在小小小小絮絮絮絮凝凝凝凝体体体体上上上上，同同同同时时时时促促促促进进进进絮絮絮絮凝凝凝凝体体体体深深深深入入入入黏黏黏黏附附附附细细细细菌菌菌菌使使使使污污污污泥泥泥泥絮絮絮絮体体体体增增增增大大大大。使使使使废废废废水水水水能能能能在在在在二二二二次次次次沉沉沉沉淀淀淀淀池池池池中中中中很很很很好好好好地地地地沉沉沉沉淀淀淀淀，改改改改进进进进出水水质出水水质出水水质出水水质v生生产产上上经经常常发发觉觉在在活活性性污污泥泥培培养养早早期期，一一旦旦处处理理系系统统中中出出现现固固着着型型纤纤毛毛虫虫，随随即即就就可可看看到到活活性性污泥絮体形成并逐步增大。污泥絮体形成并逐步增大。促进絮凝和沉淀促进絮凝和沉淀10/25/202410/25/20242626水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第26页C、后生动物、后生动物主要指轮虫，在活性污主要指轮虫，在活性污泥系统指是不经常出现。泥系统指是不经常出现。所以轮虫出现是水质非所以轮虫出现是水质非常稳定标志。常稳定标志。且因为活性污泥系且因为活性污泥系统曝气池中不停人工充统曝气池中不停人工充氧和污泥回流，使得活氧和污泥回流，使得活性污泥中不适合比轮虫、性污泥中不适合比轮虫、线虫更大、生命周期更线虫更大、生命周期更长种群生长，所以，活长种群生长，所以，活性污泥法生物链较短。性污泥法生物链较短。线虫线虫轮虫轮虫10/25/202410/25/20242727水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第27页D D活性污泥中其它微生物活性污泥中其它微生物n n在在在在菌菌菌菌胶胶胶胶团团团团上上上上层层层层居居居居住住住住还还还还有有有有放放放放线线线线菌菌菌菌、真真真真菌菌菌菌。它它它它们们们们数数数数量量量量相相相相比比比比较较较较细细细细菌菌菌菌而而而而言言言言要要要要少少少少得得得得多多多多，通通通通常常常常包包包包含含含含少少少少许许许许球球球球衣衣衣衣菌菌菌菌、诺诺诺诺卡卡卡卡氏氏氏氏菌菌菌菌、发发发发硫硫硫硫菌菌菌菌、头头头头孢孢孢孢霉霉霉霉、地地地地霉霉霉霉菌菌菌菌、酵母菌等。酵母菌等。酵母菌等。酵母菌等。n n各各各各种种种种微微微微生生生生物物物物与与与与菌菌菌菌胶胶胶胶团团团团细细细细菌菌菌菌组组组组成成成成了了了了稳稳稳稳定定定定生生生生态态态态体体体体系系系系，它它它它们们们们之之之之间间间间存存存存在在在在着着着着复复复复杂杂杂杂相相相相互互互互关关关关系系系系，它它它它们们们们种种种种类类类类、数数数数量量量量随随随随营营营营养养养养条条条条件件件件(废废废废水水水水种种种种类类类类、化化化化学学学学组组组组成成成成、浓浓浓浓度度度度)、温温温温度度度度、供供供供氧氧氧氧、pHpH等等等等环环环环境境境境条条条条件件件件改改改改变变变变也也也也在在在在不不不不停停停停发发发发生着改变。生着改变。生着改变。生着改变。10/25/202410/25/20242828水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第28页n n 好好好好氧氧氧氧活活活活性性性性污污污污泥泥泥泥净净净净化化化化作作作作用用用用机机机机理理理理见见见见下下下下列列列列图图图图好好好好氧氧氧氧活性污泥吸附和降解活性污泥吸附和降解活性污泥吸附和降解活性污泥吸附和降解10/25/202410/25/20242929水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第29页10/25/202410/25/20243030水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第30页l l好氧好氧好氧好氧生物膜生物膜生物膜生物膜是与活性污泥法并列一类废水好氧生是与活性污泥法并列一类废水好氧生是与活性污泥法并列一类废水好氧生是与活性污泥法并列一类废水好氧生物处理技术；物处理技术；物处理技术；物处理技术；于于于于1919世纪末，在研究土壤净化污水过滤田基础上，世纪末，在研究土壤净化污水过滤田基础上，世纪末，在研究土壤净化污水过滤田基础上，世纪末，在研究土壤净化污水过滤田基础上，开发并应用于生产。因为效果不如以后出现活性开发并应用于生产。因为效果不如以后出现活性开发并应用于生产。因为效果不如以后出现活性开发并应用于生产。因为效果不如以后出现活性污泥法，一度被长久搁置，污泥法，一度被长久搁置，污泥法，一度被长久搁置，污泥法，一度被长久搁置，6060年代以后，因为新年代以后，因为新年代以后，因为新年代以后，因为新型合成材料大量生产，生物膜法又取得了新发展。型合成材料大量生产，生物膜法又取得了新发展。型合成材料大量生产，生物膜法又取得了新发展。型合成材料大量生产，生物膜法又取得了新发展。二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法10/25/202410/25/20243232水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第32页l l定义定义定义定义：以一定载体上形成：以一定载体上形成：以一定载体上形成：以一定载体上形成好氧好氧好氧好氧生物膜生物膜生物膜生物膜去除废水去除废水去除废水去除废水中有机污染物工艺，通称为生物膜法工艺，又中有机污染物工艺，通称为生物膜法工艺，又中有机污染物工艺，通称为生物膜法工艺，又中有机污染物工艺，通称为生物膜法工艺，又称固定膜法，称固定膜法，称固定膜法，称固定膜法，l l处理对象：处理对象：处理对象：处理对象：废水中废水中废水中废水中溶解性溶解性溶解性溶解性和和和和胶体状胶体状胶体状胶体状有机物及氮素污染物；有机物及氮素污染物；有机物及氮素污染物；有机物及氮素污染物；生活污水或城市废水；以及个别工业废水；生活污水或城市废水；以及个别工业废水；生活污水或城市废水；以及个别工业废水；生活污水或城市废水；以及个别工业废水；包含：包含：生物滤池生物滤池（以此为例）（以此为例）生物转盘生物转盘 生物接触氧化法生物接触氧化法 生物流化床生物流化床10/25/202410/25/20243333水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第33页生物填料生物填料n n悬浮型生物填料悬浮型生物填料投加量投加量 普通接触氧化普通接触氧化 水解调整池水解调整池 好氧或厌氧流化床好氧或厌氧流化床 好氧或厌生物塘好氧或厌生物塘 好氧或厌氧好氧或厌氧 滤池滤池 反应池体积反应池体积%8-13 5 15-25 3-5 40-60%8-13 5 15-25 3-5 40-60 10/25/202410/25/20243434水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第34页n n悬挂型填料悬挂型填料悬挂型填料悬挂型填料 n n弹性立体填料弹性立体填料弹性立体填料弹性立体填料 网片式立体填料网片式立体填料网片式立体填料网片式立体填料10/25/202410/25/20243535水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第35页生物填料上生物膜10/25/202410/25/20243636水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第36页1.什么是生物膜？什么是生物膜？好氧生物膜是由好氧微生物和兼性厌氧微生物粘好氧生物膜是由好氧微生物和兼性厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或粘附在生物转盘盘片上一附在生物滤池滤料上或粘附在生物转盘盘片上一层粘性、薄膜状微生物混合群体层粘性、薄膜状微生物混合群体,是一个生态系统是一个生态系统。污水中含有生物膜所需各种微生物。夏季污水中含有生物膜所需各种微生物。夏季2 24 4周周形成生物膜。冬季需形成生物膜。冬季需2 2个月。个月。结构由两部分组成结构由两部分组成附着生附着生物体物体 液膜液膜好氧微生物（膜外层）好氧微生物（膜外层）厌氧微生物（接触滤料）厌氧微生物（接触滤料）附着水层附着水层 流动水层流动水层(一一一一)好氧生物膜中微生物群落好氧生物膜中微生物群落好氧生物膜中微生物群落好氧生物膜中微生物群落10/25/202410/25/20243737水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第37页2 2、生物膜结构示意图、生物膜结构示意图滤料滤料或或填料填料或或转盘转盘生物膜生物膜空空气气附着附着水层水层流动流动水层水层CO2O2O2O2CH4、H2S、NH3n n性质性质性质性质：高度亲水高度亲水高度亲水高度亲水，存在着，存在着，存在着，存在着附着附着附着附着水层水层水层水层；厌厌氧氧膜膜好好氧氧膜膜微生物高度密集微生物高度密集微生物高度密集微生物高度密集：各种细：各种细：各种细：各种细菌以及微型动物，形成了有菌以及微型动物，形成了有菌以及微型动物，形成了有菌以及微型动物，形成了有机污染物机污染物机污染物机污染物细菌细菌细菌细菌原原原原(后后后后)生动物食物链。生动物食物链。生动物食物链。生动物食物链。成熟生物膜由成熟生物膜由成熟生物膜由成熟生物膜由好氧膜和厌好氧膜和厌好氧膜和厌好氧膜和厌氧膜氧膜氧膜氧膜组成组成组成组成:好氧膜好氧膜好氧膜好氧膜是有是有是有是有机物降解主要场所机物降解主要场所机物降解主要场所机物降解主要场所当生物膜形成并到达一当生物膜形成并到达一定厚度时，氧就无法透入定厚度时，氧就无法透入生物膜内层，形成生物膜内层，形成厌氧膜厌氧膜,伴随伴随厌氧层厌氧层厚度增加，其厚度增加，其代谢产物也逐步增多。代谢产物也逐步增多。10/25/202410/25/20243838水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第38页当这些代谢产物透过好当这些代谢产物透过好氧层逸出时，