水环境污染控制与治理的生态工程及微生物.ppt

第十章 水环境污染控制与污染治理的生态工程及微生物学原理,水污染控制是环境污染治理的重要内容,城市污水处理根据处理对象与深度的不同：一级处理：物理方法去除污水中粗大固体物及悬浮物。二级处理：主要去除水中有机物，常称生化处理。三级处理：亦称深度处理。,10.1 污水生物处理中的生态系统,根据微生物与氧的关系 好氧处理（Aerobic Treatment）厌氧处理（Anaerobic Treatment）,10.1 污水生物处理中的生态系统,根据微生物在构筑物中的状态 活性污泥法（Activated Sludge）生物膜法（Biomembrane）。,生物处理方法归纳：,其中应用最广泛的是活性污泥法 95%以上的城市污水都采用活性污泥法,生物膜法,活性污泥法,1912年英国的CIark和Gage 进行试验，发现，对污水长时间曝气会产生一些絮状体，同时水质会得到明显的改善，Ardern和Lockett继续对这一现象进行了研究，曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们发现由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着一些棕褐色的絮状体时，处理效果反而好。他们把它称为活性污泥，随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒去上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。1914年Ardern和Lockett在英国的化学工程学会上发表了试验成果，活性污泥法就这样诞生了。于是，1916年在英国的曼彻斯特市建造了第一个处理能力946m3/d的活性污泥污水处理厂；1917年美国休斯顿建造了一个处理能力37800m3/d的活性污泥污水处理厂。,起源,什么是活性污泥？,活性污泥的混合液静置沉淀后会分离出起主要净化作用的活性污泥-褐色絮状污泥,一、好氧活性污泥中的微生物1.好氧活性污泥的组成和性质,10.1.1 好氧活性污泥法,絮状体：微生物（好氧、兼性厌氧）有机和无机固体物,通过生物学和化学分析，活性污泥由 活性微生物，25%50%吸附在活性污泥上的惰性的不可降解的有机物 虽可降解但尚未降解的有机物 微生物内源呼吸残余物，017%惰性无机物，20%30%,10.1.1 好氧活性污泥法,1.好氧活性污泥的组成和性质,1、好氧活性污泥的组成和性质 颜色：生活污水一般为黄褐色，工业污水则与水质有关；气味：无臭味，有土腥味；pH在6-7，弱酸性，具一定的缓冲能力；絮状，大小为，比表面积在20-100cm2/ml；含水率在99%，比重；具有沉降性能；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,10.1.1 好氧活性污泥法,推流式曝气池随推流方向而有变化,完全混合式曝气池以悬浮状态存在，均匀分布,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，其上生长着其他微生物，组成一个生态系。,10.1.1 好氧活性污泥法,污泥菌胶团图片,菌胶团：是由细菌分泌的多糖类物质将细菌等包覆成的黏性团块，使细菌具有抵御外界不利因素的性能,游离状态的细菌：不易沉淀，原生动物可以捕食这些游离细菌，保证沉淀池的出水更澄清，有利于提高出水水质,细菌:活性污泥中起主导作用，降解有机污染物的主力军。动胶菌属、丛毛单胞菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等，主要为G。活性污泥形成初期，多以游离状态存在，随活性污泥成熟，细菌增多而聚集成菌胶团，进而形成活性污泥絮体。,10.1.1 好氧活性污泥法,10.1.1 好氧活性污泥法,原生动物及微型后生动物 需氧性的生物，主要附聚在活性污泥表面，以摄取细菌等固体有机物作为营养。,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。藻类较少 病毒、立克次氏体等也混于活性污泥中。,一组活性污泥图片（生物相）,利用光学显微镜或电子显微镜，观察细菌、真菌、原生动物及后生动物等微生物的种类、数量、优势度及其代谢活动等状况，在一定程度上可以反映整个系统的运行状况。,生物相与活性污泥形状,污泥中的微生物和它所处的处理系统环境条件是相适应的，在处理系统的环境条件发生变化时，微生物的种类和数量及其活性也会产生相应的变化通过对活性污泥的生物相观察来了解污泥中的微生物生长、繁殖和代谢活动以及它们之间的演替情况，可直接反映污水处理设施的运行状况及处理的效果,生物相与活性污泥形状,活性污泥的污泥絮粒大、边缘清淅、结构紧密,呈封闭状、具有良好的吸附和沉降性能还可见到楯纤虫等在絮粒上爬动，偶尔还可看到少量的游动纤毛虫等，轮虫生长活跃。,这是运行正常的污水处理设施的活性污泥生物相，表明污泥沉降及凝聚性能较好，它在二沉池能很快和彻底地进行泥水分离，处理出水效果好。应加强运行管理，以继续保持这种运行条件。,生物相与活性污泥形状,污泥出现絮体结构松散，絮粒变小，观察到大量的游动型纤毛虫类生物、肉足类生物急剧增加的生物相,污泥沉降性差，影响泥水分离 产生的原因是由于污泥负荷过低，菌胶团细菌体外的多糖类基质会被细菌作为营养物用于维持生命需要，从而使絮体结构松散，絮粒变小。应采取减少污泥回流量、投加营养物质、缩短泥龄等方法提高污泥负荷运行,生物相与活性污泥形状,若同时观察到大量的游离细菌的生物相时，则是由污泥负荷过高引起的,污水中的营养物质丰富，促使游离细菌生长很好，絮凝的菌胶团细菌趋于解絮成单个游离菌，以增大同周围环境的表面，同样使污泥结构松散，絮粒变小此外，由于污泥絮粒的解絮或变小容易被微型生物吞噬，使得微型生物因食物充足而大量繁殖。污泥负荷过高，则应采取减少进水流量，减少排泥等措施降低污泥负荷运行,4好氧活性污泥中微生物的浓度和数量,10.1.1 好氧活性污泥法,用MLSS（混合液悬浮固体，mixed liquor suspended solids）或MLVSS（混合液挥发性悬浮固体，mixed liquor volatile suspended solids）来表示。一般城市污水处理中，MLSS在2000-3000mg/L，工业废水在3000 mg/L左右，高浓度工业废水在3000-5000 mg/L。1ml好氧活性污泥中的细菌数在107-108个。,二、好氧活性污泥净化废水的作用机理,10.1.1 好氧活性污泥法,二、好氧活性污泥净化废水的作用机理,10.1.1 好氧活性污泥法,吸附阶段 物理吸附、生物吸附 降解阶段 水解大分子有机物，在渗透膜的作用下，进入细胞体内，并在酶的作用下要么被无机化，要么被同化成细胞本身。原生动物和微型后生动物吞食有机物和游离细菌,好氧生物处理分解与合成,五、菌胶团的作用,10.1.1 好氧活性污泥法,生物絮凝、吸附和氧化分解能力 为原生动物、微型后生动物提供了良好的生存环境 为原生动物和微型后生动物提供栖息场所 指示作用 菌体包埋在菌胶团中，可以防止原生动物对细菌的吞食 可以吸附其它不可降解的污染物 发育良好的活性污泥絮状体具有良好的沉降性能,六、原生动物与微型后生动物的作用,10.1.1 好氧活性污泥法,1、指示作用,原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类、捕食游离细菌。其出现的顺序反映了处理水质的好坏（这里的好坏是指有机物的去除），最初是肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水质良好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩虫、聚缩虫、盖纤虫等。,后生动物(主要指轮虫），捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处理的质量。,原（后）生动物作为“指示性生物”,数量,六、原生动物与微型后生动物的作用,10.1.1 好氧活性污泥法,2、净化作用,原生动物营养类型多样，腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸收溶解性有机物，动物性营养吞食有机颗粒和游离细菌及其它微小生物。,3、促进絮凝和沉淀作用,原生动物分泌一定的粘液物协同和促使细菌发生絮凝作用。固着型纤毛虫本身有沉降性能，加上和细菌形成絮体，更完善了二沉池的泥水分离效果。,三、好氧活性污泥工艺,10.1.1 好氧活性污泥法,典型活性污泥法由曝气池、二次沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成,典型活性污泥法,典型活性污泥法,典型活性污泥法,曝气池,推流式活性污泥法,推流式活性污泥法,它们的活动能力减弱，容易在沉淀池中沉淀。其中的有机物几乎全被“吃掉”，微生物细胞内所储存的物质也变得空乏，这种处于饥饿状态的活性污泥已经充分恢复了活性，回流到曝气池后，具有良好的吸附和氧化有机物的能力。,随着曝气池混合液中有机物沿池长的不断被氧化及微生物细胞的不断合成，水中有机物的浓度越来越低，到了池子末端和出水中，微生物的生长已进入内源呼吸阶段。,推流式活性污泥法,优点：出水水质好（8590），剩余污泥量较少。缺点：耐冲击负荷差：根据推流原理，进水与回流污泥混合形成混合液，从池子起端流向末端。如果进水水质发生变化，对活性污泥影响较大。如果流入的废水含有有害物损害了回流污泥，引起的问题就更大。供氧与需氧间存在不可克服的矛盾 沿曝气池池长需氧速度变化很大，但是沿曝气池池长的供氧速度是基本相同的供需矛盾：前端供氧不足而后端供氧过剩。如果想要在曝气池前端维持足够的溶解氧，则后端的氧量会太大，氧的利用率低，增加了处理费用。,渐减曝气活性污泥法,需氧量,针对传统活性污泥法中由于沿曝气池池长均匀供氧，在池末端供氧与需氧量之间的差距较大，严重浪费能量，而提出的一种能使供氧量和混合液需氧量相适应的运行方式。目前的传统活性污泥法一般都采用这种供氧方式。,分段布水推流式活性污泥法,废水并不是集中在池端进入曝气池，而是沿池长分段按几个点进入曝气池。,特点：有机物的分配较为均匀，因而氧的需要也较为均匀，在一定程度上降低了池子前段的耗氧速度，避免前端出现缺氧情况。,废水分段注入，提高了曝气池对冲击负荷的适应能力。,分段布水推流式活性污泥法,完全混合式活性污泥法,完全混合式活性污泥法,混合液在曝气池内充分混合循环流动，进行吸附和氧化分解。,特点：1.耐冲击负荷性强，可处理浓度较高的废水，只要适当延长曝气时间即可。适于处理工业废水。2.可把曝气池的工况控制在最佳的位置上。,接触氧化稳定法,又称吸附再生活性污泥法或生物吸附法,接触氧化稳定法,此法主要适用于处理含悬浮物和胶体物较多的废水。,在接触氧化池（吸附池）内，活性污泥和废水充分接触，有机物被活性污泥吸附后，混合液流入沉淀池进行固液分离，从沉淀池排出的回流污泥先在稳定池内进行再生，使吸附的有机物充分氧化分解，恢复污泥活性后，再引入接触氧化池（吸附池）。,氧化沟式活性污泥法,氧化沟式活性污泥法,混合液在沟内不断循环流动，废水在氧化沟内停留时间一般很长（1540h）。,氧化沟具有处理流程简单，机械设备少，管理方便，出水水质好，污泥产量少而稳定以及耐冲击负荷强等优点。,氧化沟去除有机物的效率很高，BOD5的去除率一般可达95以上。,四、氧化塘（或氧化沟，稳定塘，生物塘）中的微生物群落及机制,10.1.1 好氧活性污泥法,是利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。,四、氧化塘（或氧化沟，稳定塘，生物塘）中的微生物群落及机制,10.1.1 好氧活性污泥法,四、氧化塘中的微生物群落及机制,10.1.1 好氧活性污泥法,氧化塘的基本原理是，利用菌藻共生系统来分解水中污染物质。其中，细菌吸收水中溶解氧，将有机物氧化分解为H2O、CO2、NH3、NO3-、PO43-、SO42-。细菌利用自身分解含氮有机物产生的NH3和环境中的营养物合成细胞物质。藻类利用H2O、CO2进行光合作用合成碳水化合物，再吸收NH3和SO42-合成蛋白质、吸收PO43-合成核酸，并繁殖新藻体。,七、评价活性污泥的指标,10.1.1 好氧活性污泥法,1、混合液悬浮固体浓度(MLSS)，也称为污泥浓度。混合液固体悬浮物浓度是指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的质量，单位为mg/L或g/L。计量曝气池中活性污泥数量多少的指标。一般活性污泥法中，MLSS浓度一般为23g/L。,七、评价活性污泥的指标,10.1.1 好氧活性污泥法,2、混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)指活性污泥中有机固体物质的浓度，单位为mg/L或g/L。把混合液悬浮固体在600焙烧，能挥发的部分即是挥发性悬浮固体，剩下的部分称为非挥发性悬浮固体（MLNVSS）。一般在活性污泥法中用MLVSS表示活性污泥中生物的含量。在一般情况下，MLVSS/MLSS的比值较固定，对于生活污水，常在0.750.85左右。对于工业废水，其比值视水质不同而异。,3、污泥沉降比：SV%,活性污泥的沉降或浓缩性能,通常取混合液至1000mL量筒，静置沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降比。与污水性质、污泥浓度、污泥絮体颗粒大小、污泥絮体性状等因素有关正常曝气池污泥SV 15%30%,SV的测定,0min,15min,30min,SV=40%,活性污泥的沉降或浓缩性能,4、污泥体积指数：SVI,SV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为mL/g。,SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度(活性)和凝聚、沉降性能。其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多；其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀现象(sludge bulking)；一般认为，处理生活污水时SVI200时，沉降性能不好。城市污水的SVI一般为50150 ml/g.,八、活性污泥的培养,10.1.1 好氧活性污泥法,间歇式曝气培养获取活性污泥先进低浓度废水培养，以后逐级提高废水浓度，直到提高到原废水浓度为止 驯化初期 活性污泥结构松散，游离细菌较多，出现鞭毛虫和游动性纤毛虫。此时的活性污泥有一定的沉降效果。驯化后期 以游动性纤毛虫为主，出现少量的、有一定耐污能力的纤毛虫，沉降性能较好，上清夜与沉降污泥可看出界限。用连续曝气培养法继续培养连续曝气培养获取活性污泥后，连续曝气进行驯化和培养。,生物膜（biomembrane）,10.1.2 好氧生物膜法,生物填料表面附着的生物薄膜进行污染物降解的生物处理方法。,悬浮型生物填料,软性填料,10.1.2 好氧生物膜法,网片式立体填料,弹性立体填料,10.1.2 好氧生物膜法,好氧生物膜法构筑物有普通滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池，还有生物转盘、流化床等。,普通生物滤池,10.1.2 好氧生物膜法,生物转盘,10.1.2 好氧生物膜法,生物流化床反应器,一、好氧生物膜中的微生物群落,10.1.2 好氧生物膜法,根据位置与功能不同生物膜生物、生物膜面生物及滤池扫除生物。,好氧生物膜的结构,10.1.2 好氧生物膜法,滤扫生物,膜面生物,膜生物,好氧生物膜的结构,10.1.2 好氧生物膜法,好氧生物膜的净化作用机理,10.1.2 好氧生物膜法,有机污染物,吸附,吸收,生物膜生物,生物膜面生物,吸附力再生,剩余污泥,滤池扫除生物,脱落物,10.1.2 好氧生物膜法,生物转盘是推流式，微生物的分布从始端向末端依次分级。,10.1.2 好氧生物膜法,二、好氧生物膜的培养 自然挂膜 污水中的自然菌种和空气微生物附着在滤料上 活性污泥挂膜 优势菌种挂膜,当滤池内自上而下形成正常的分层微生物相，使进水流量达到设计值，滤池出水的化学指标接近排放标准时，即完成生物膜的培养工作，进入正式运行阶段。,10.2 活性污泥丝状膨胀和控制对策,活性污泥膨胀,正常的活性污泥颗粒体积膨胀，继而分裂为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面飘泥严重，出水水质急剧变差的现象。本质:污泥密度变小或黏附能力下降。污泥体积指数（SVI）200mL/g分非丝状菌污泥膨胀与丝状菌污泥膨胀两类。,10.2 活性污泥丝状膨胀和控制对策,一、活性污泥丝状膨胀的成因,1、活性污泥丝状膨胀的致因微生物,由于丝状细菌极度生长引起的活性污泥膨胀称为活性污泥丝状膨胀。活性污泥丝状膨胀的致因微生物种类很多，常见的有：诺卡氏菌属、浮游球衣菌、微丝菌属、发硫菌属、贝日阿托氏菌属等。,10.2 活性污泥丝状膨胀和控制对策,2、活性污泥丝状膨胀的成因,活性污泥丝状膨胀的成因有环境因素和微生物因素。主导因素是丝状微生物过度生长，环境因素促进丝状微生物过度生长。引起活性污泥丝状膨胀的原因是比较复杂的，要具体问题具体分析，然后采取相应的措施予以控制。,10.2 活性污泥丝状膨胀和控制对策,3、活性污泥丝状膨胀的机理,丝状细菌的表面积与容积比较絮凝性菌胶团大，对有限性的营养和环境条件的争夺占优势。丝状细菌能大量生长繁殖成优势菌。对溶解氧的竞争 对可溶性有机物的竞争 对N、P的竞争 有机物冲击负荷影响,10.2 活性污泥丝状膨胀和控制对策,二、控制活性污泥丝状膨胀的对策,解决活性污泥丝状膨胀的问题，从根本上说是要控制引起丝状微生物的过度生长的具体环境因子。1控制溶解氧2mg/L2控制有机负荷 BOD污泥负荷在0.20.3kg/kgMLSSd3改革工艺,10.3 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落,厌氧处理法（anaerobic treatment）厌氧消化（anaerobic digestion）厌氧发酵法。,厌氧消化法也有活性污泥法和生物膜法。但微生物群落与有氧环境中的不同 专性厌氧菌 兼性厌氧菌 厌氧或兼性厌氧的游泳型纤毛虫,10.3 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落,沼气中的主要成分是甲烷，含量5075%之间，是一种很好的燃料。以日排COD10t的工厂为例，若COD去除率为80%，甲烷产量为理论的80%时，则可日产甲烷2240m3,其热值相当于3.85t原煤，可发电5400度电。,一、厌氧法的优点 产生的沼气可用于发电或作为能源,10.3 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落,对营养物的需求量少 好氧方法BOD：N：P=100：5：1，而厌氧方法为（350500）：5：1，相比而言对N、P的需求要小的多，因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐。产生的污泥量少，运行费用低 繁殖慢；不需要曝气 厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解,10.3 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落,缺点：出水的有机物浓度高于好氧处理；去除率虽高，但进水浓度高、发酵分解有机物不完全；厌氧生物处理过程中所涉及到的生化反应过程较为复杂 厌氧微生物对环境因素较为敏感，使得厌氧反应器的运行和应用受到很多限制和困难 初次启动过程缓慢,处理时间长 对氨氮的去除效果不好 处理过程中产生臭气和有色物质臭气主要是SRB形成的具有臭味的硫化氢气体以及硫醇、氨气、有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子反应形成黑色的硫化物沉淀。,10.3.1 厌氧消化甲烷发酵,一、厌氧消化甲烷发酵沼气发酵，已有多年的研究历史，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。,10.3.1 厌氧消化甲烷发酵,复杂污染物的厌氧降解过程可以分为四个阶段水解阶段、发酵阶段产氢、产乙酸阶段、产甲烷阶段同型产乙酸,甲烷发酵理论与机制,10.3.1 厌氧消化甲烷发酵,水解、发酵阶段水解：在细菌胞外酶的作用下大分子的有机物水解为小分子的有机物发酵阶段 梭状芽孢杆菌、拟杆菌等酸化细菌吸收并转化为更为简单的化合物，产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨等,产氢、产乙酸阶段 上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质，这一阶段的主导细菌是乙酸菌。同时水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原菌参与产乙酸过程。产甲烷阶段 乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被转化为甲烷和以及甲烷菌细胞物质。经过这些阶段大分子的有机物就被转化为甲烷、二氧化碳、氢气、硫化氢等小分子物质和少量的厌氧污泥。,10.3.1 厌氧消化甲烷发酵,复杂有机物,1水解 2发酵,脂肪酸,乙酸,H2+CO2,3产乙酸,CH4+CO2,H2S+CO2,硫酸盐还原,硫酸盐还原,产甲烷菌产生甲烷的机制：,10.3.1 厌氧消化甲烷发酵,1、酸和醇的甲基形成甲烷,2、醇的氧化使CO2还原形成甲烷及有机酸,3、脂肪酸用水作还原剂或供氢体产生甲烷,产甲烷菌产生甲烷的机制：,10.3.1 厌氧消化甲烷发酵,4、氢还原CO2形成甲烷,5、CO还原形成甲烷,二、厌氧消化的工艺与设备,10.3.1 厌氧消化,按微生物生长状态分为厌氧活性污泥法(anaerobic activated sludge)和厌氧生物膜法(anaerobic membrane)；按投料、出料及运行方式分为分批式(batch)、连续式(continuous)和半连续式(semi-continuous)；根据厌氧消化中物质转化反应的总过程是否在同一反应器中并在同一工艺条件下完成，又可分为一步厌氧消化(one stage digestion)与两步厌氧消化(two stage digestion)等 厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触工艺、上流式厌氧污泥床反应器等。,1、普通厌氧消化池,普通消化池又称常规消化池(conventional digester)消化池常用密闭的圆柱形池，废水定期或连续进入池中，经消化的污泥和废水分别由消化池底和上部排出，所产沼气从顶部排出。常用搅拌方式有三种：(a)池内机械搅拌；(b)沼气搅拌；(c)循环消化液搅拌。,10.3.1 厌氧消化,化粪池 化粪池用于处理来自厕所的粪便污水。广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。例如，郊区的别墅式建筑。下图是化粪池的一种构造方式。,10.3.1 厌氧消化,厌氧接触法工艺的最大的特点是污泥回流；最大的问题是污泥的沉淀。,10.3.1 厌氧消化,2、厌氧接触法,3、厌氧滤池（AF）,厌氧滤池（anaerobic filter）又称厌氧固定膜反应器，是60年代末开发的新型高效厌氧处理装置。滤池呈圆柱形，池内装放填料，池底和池顶密封。厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废水通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜作用下，废水中的有机物被降解，并产生沼气，沼气从池顶部排出。,10.3.1 厌氧消化,废水从池底进入，从池上部排出，称升流式厌氧滤池；废水从池上部进入，以降流的形式流过填料层，从池底部排出，称降流式厌氧滤池。,10.3.1 厌氧消化,3、厌氧滤池（AF）,上流式厌氧污泥床反应器（up-flow anaerobic sludge blanket reactor)，简称UASB反应器，是由荷兰的G.Lettnga等人在70年代初研制开发的。污泥床反应器内没有人工载体，反应器内微生物以自身聚集生长，为颗粒污泥状态存在，因而能达到高生物量和高效高负荷。,4、UASB,10.3.1 厌氧消化,UASB反应器示意图,10.3.1 厌氧消化,5、第三代厌氧生物反应器,厌氧膨胀颗粒污泥床 内循环反应器 升流式污泥床过滤器,填料,EGSB IC UBF,三、厌氧活性污泥的性质和组成,10.3.1 厌氧消化,由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。呈灰色至黑色 有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；颗粒厌氧活性污泥的直径在0.5mm以上。最良好的颗粒厌氧活性污泥是以丝状厌氧菌为骨架和具有絮凝能力的厌氧菌团粒化形成圆形或椭圆形的颗粒污泥。微生物的组成主要有五种：由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲烷菌、厌氧原生动物。其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架,BOD5在10000mg/L以上的高浓度有机废水（浓粪便水、豆制品废水、食品加工废水、屠宰废水等）可用有机光合细菌（PSB）处理。利用光合细菌处理的BOD5 去除效果可达95%，甚至达98%。常用的有机光合细菌有：红螺菌科的红螺菌属、红假单胞菌属和红微菌属。,10.3.2 光合细菌处理高浓度有机废水,高浓度的SO42-对微生物有毒害作用。去除的方法有，化学法：加CaO和Ca(OH)2生成CaSO4沉淀，若加少量的FeCl3，效果更佳。厌氧微生物方法：用SRB法，利用在厌氧条件下，硫酸盐还原菌发生反硫化作用，以SO42-为最终电子受体，利用有机物为供氢体，将SO42-还原成H2S从水中溢出。,10.3.3 含硫酸盐废水的厌氧微生物处理处理,