6.1污、废水生物控制与治理生物化学（课件）- 《环境生物化学》同步教学（机工版·2020）

6.水环境污染控制与 治理中的生物化学 1 水的生物化学处理法就是在人工条件下，创造有利于微生物生长代谢的环境，使微生物大量繁殖，提高微生物氧化分解有机物的能力，从而达到去除或降低废水中有机污染物的目的。 生物处理过程既包括溶解性有机物中的碳被转化为新原生质和二氧化碳的所谓碳氧化过程，也包括不溶性的胶体态有机物被微生物转化，形成不再受微生物新陈代谢活动影响的最终产物，即所谓的稳定化过程，还包括溶解性无机物（如氮和磷）的生物化学转化过程。 微生物对废水中的有机物进行转化的过程是生物氧化过程，故可按照微生物对生长环境中氧的要求不同，将生物处理方法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两类。根据处理工艺过程可分为以活性污泥为主的悬浮生长系统和以生物膜为主的附着生长系统。 6 水环境污染控制与治理中的生物化学 6.1污、废水生物控制与治理生物化学 6.1.1水的生物化学处理概念 2 6.1.2好氧生物处理生物化学 1.好氧活性污泥法 （1）活性污泥法的基本流程 活性污泥法（Activated sludge process）是一种应用甚为广泛的废水好氧生物处理技术，其基本流程如图6-1所示，由初次沉淀池、曝气池、二次沉淀他、曝气系统以及污泥回流系统等组成。 6 水环境污染控制与治理中的生物化学 3 (2) 活性污泥法中的微生物 活性污泥水处理中发挥作用的微生物，最大约lmm左右，主要以细菌和原生动物为主。但是随着污泥种类的不同，也有真菌类和微小动物出现。 1）细菌 构成活性污泥的细菌群中，有形成菌胶团的生枝动胶菌(Zoogloea ramigera)，形成丝状体的浮游球衣菌(Sphaerotilus natans)。 生枝动胶菌是活性污泥菌胶团 浮游球衣菌异常增殖会引起污泥膨胀现象 根据培养试验的结果，污泥中常见细菌种类以无色菌属(Achromobacter)、产碱菌属(Ajlcaligenes)、芽孢杆菌属(Bacillus)、黄细菌属(Flavobacterium)为多。 对于正常的城市污水的活性污泥，1mg的MLSS (混合液悬浮固体) 中约含２.0×107 ~1.6×108个活菌数(1mL 的活性污泥混合液中有107 ~108个)。 6 水环境污染控制与治理中的生物化学 4 2）原生动物 原生动物(Protozoon)与细菌都是在废水中起净化作用的主要成员，并且是污水处理效率的重要指示生物。活性污泥中虽含有多种不同的原生动物，但以纤毛虫占多数，据报道约有80种之多。 3）真菌类 有关活性污泥中真菌(Fungus)类的报道很少，它们通常出现在工业废水的活性污泥中，大多为藻菌类的水节霉属(Leptomitus)，毛菌属(Mucor)，半知菌类的Geotrichum，Trichoderma；酵母类的假丝酵母属(Candida)，Phodotorula等。 6 水环境污染控制与治理中的生物化学 5 6 水环境污染控制与治理中的生物化学 4）微小后生动物 通常，活性污泥中出现的微小后生动物有轮虫类(Rotataria)与线虫类(Nemstoda)。 常出现的轮虫类有Rotaria、Philodina、Lecane、Notommata、Lepadella、Colurella等，但为数不多。 线虫类有Dorylaimus、Rhabdolaimus、Rhabditis、Diplogaster等。 而且，这些后生动物常摄食污泥中细菌、原生动物残骸的碎片。 普通的活性污泥混合波1m1中的轮虫类个体数约在100~200以上，不超过微小动物总数的5％。贫毛虫类以优势种出现一般仅限于长时间曝气法的情况，如果在1m1混合液中出现500个以上的话，活性污泥即呈赤褐色。线虫类的出现个数大约在100~200，很难形成优势增殖。其他的后生动物如腹毛虫类的Chaetonotus、甲壳虫类的Moina及Macrobiotus则仅仅是偶尔出现。不管任何场合，这些微小动物在1mI混合液中的个体数皆在100以下。 6 （3）活性污泥的净化反应过程 生物絮凝体吸附 降解废水中悬浮 有机污染物 静置状态，指标 评价 絮凝 吸附 代谢 增殖 凝聚、沉 淀与浓缩 6 水环境污染控制与治理中的生物化学 活性污泥系统对有机底物的降解阶段和作用。 7 1）絮凝、吸附作用 微生物形成的生物絮凝体(Biological floc)，都具有生物、物理、化学吸附作用和凝聚、沉淀作用，在其与废水中呈悬浮状和胶体状的有机污染物接触后，能够使后者失稳、凝聚，并被吸附在活性污