第十一章污废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理

时间：2025-03-12

第十一章污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理

污(废)水深度处理——脱氮除磷与微生物学原理微污染水源水预处理中的微生物学问题人工湿地中微生物与水生植物净化污(废)水的作用饮用水的消毒及其微生物学效应

11.1 污废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理一、污、废水脱氮、除磷的目的和意义氮磷物质进入水体，就会造成很大的危害，其中最大的问题就是引起水体富营养化。因此，废水的除磷脱氮十分重

要，尤其是当废水处理后被排入一些湖泊、海湾等敏感水体时。

11.1 污废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理

污、废水脱氮、除磷的具体指标

一级标准

废水磷含量在≤0.5mg/L氨氮 ≤15mg/L

11.1 污废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理二、天然水体中氮、磷的来源

城市生活污水农肥(氮)和喷洒农药工业废水

禽畜粪便水

11.1 污废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理三、微生物脱氮原理、脱氮微生物及脱氮工艺 1、脱氮原理：硝

化

NH3 +1.5O2 HNO2 +H2O0.5O2 +HNO2 HNO3

2HNO3 +CH3CH2OH N2 2CO2 2[H] 3H2O

反硝化

NH3 +HNO2 N2 +2H2O2NH3 +HNO3 1.5N2 3H2O [H]2NH3 +H2SO4 N2 +S+4H2O

11.1 污废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理2、硝化作用段微生物

亚硝化细菌和硝化细菌在自然界广泛分布，在土壤、淡水、海水和污水处理系统中均有发现。它们是革兰氏阴性的好氧菌，营化

能无机营养。

氧化氨的细菌：专性好氧，氧化NH3为HNO2,从中获得能量供合成细胞和固定CO2。另有厌氧氨氧化细菌及厌氧反硫化细菌。

氧化亚硝酸细菌：即硝化细菌。

11.1 污废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理

硝化段的运行操作

硝化段运行(硝化细菌世代时间普遍比异氧菌的世代时间长)泥龄(悬浮固体停留时间SRT) 泥龄大于硝化细菌的比生长速率。

足够DO DO<0.5mg/L硝化作用停止。

适度曝气时间适当维持碱度

温度

泥龄定义为每日新增污泥平均停留在曝气池中的天数,也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间。反映了活性污泥吸附有机物以后，进行稳定氧化的时间长短。污泥龄越长，有机物氧化稳定得越彻底，处理效果越好，剩余污泥量越少。但是污泥龄也不能太长，否则污泥会老化，影响沉淀效果。污泥龄不能短于活性污泥中微生物的世代时间，否则曝气池中的污泥会都消失。

11.1 污废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理 3、反硝化作用段

微生物

反硝化细菌是所有能以NO3-为最终电子受体，将HNO3还原成N2的细菌总称。它包括许多种类的细菌。

其中的假单胞菌属内能进行反硝化的种最多。

有很多细菌只将HNO3还原到HNO2而积累，不形成N2。含 HNO2的水排入水体，会对水生动物产生毒害。

11.1 污废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理反硝化生物化学反应机制： 2e e e +e NO3 NO 2 NO N 2O N2 硝酸还原酶亚硝酸还原酶氧化氮还原酶氧化亚氮还原酶

外源反硝化：利用外来碳源，以NO3-为最终电子受体，氧化有机物合成细胞。

内源反硝化：以机体内的有机物为碳源，以NO3-为最终电子受体。C5H7 NO2 4.6NO3 2.8N 2 1.2H 2O 5CO2 4.6OH (细胞)

1.08CH3OH NO3 0.24H 2CO3 0.06C5H 7 NO 2 0.47N 2 1.68H 2O CO 2 OH (细胞)

11.1 污废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理

反硝化段运行操作关键指标：

碳源：有机物 pH:7~8 最终电子受体：NO3-和NO2溶解氧<0.2mg/L