第十一章污（廢）水深度處理和微污染源水預處理中的微生物學原理污（廢）水深度處理——脫氮除磷與微生物學原理微污染水源水預處理中的微生物學問題人工濕地中微生物與水生植物凈化污（廢）水的作用引用水的消毒及其微生物學效應11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理一、污、廢水脫氮、除磷的目的和意義氮磷物質進入水體，就會造成很大的危害，其中最大的問題就是引起水體富營養化。因此，廢水的除磷脫氮十分重要，尤其是當廢水處理后被排入一些湖泊、海灣等敏感水體時。污、廢水脫氮、除磷的具體指標一級標準廢水磷含量在≤0．5mg/L氨氮≤15mg／L11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理二、天然水體中氮、磷的來源城市生活污水農肥（氮）和噴灑農藥工業廢水禽畜糞便水11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理硝化三、微生物脫氮原理、脫氮微生物及脫氮工藝1、脫氮原理：反硝化好氧段，由亞硝化細菌和硝化細菌的硝化作用，將NH3轉化為NO3-—N；缺氧段，經反硝化細菌將NO3-—N反硝化還原為氮氣，溢出水面釋放到大氣，N2參與自然界物質循環，水中含氮物質大量減少。短程硝化、亞硝化全程硝化、亞硝化+硝化11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理2、硝化作用段微生物亞硝化細菌和硝化細菌在自然界廣泛分布，在土壤、淡水、海水和污水處理系統中均有發現。它們是革蘭氏陰性的好氧菌，絕大多數營化能無機營養。氧化氨的細菌：①好氧氨氧化細菌，氧化NH3為HNO2，從中獲得能量供合成細胞和固定CO2。另有厭氧氨氧化細菌及厭氧反硫化細菌。氧化亞硝酸細菌：即硝化細菌。11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理硝化段的運行操作硝化段運行（硝化細菌世代時間普遍比異氧菌的世代時間長）泥齡（懸浮固體停留時間SRT）泥齡大于硝化細菌的比生長速率。足夠DODO＜0.5mg/L硝化作用停止。適度曝氣時間適當維持堿度溫度泥齡定義為每日新增污泥平均停留在曝氣池中的天數，

也就是曝氣池全部活性污泥平均更新一次所需的時間。反映了活性污泥吸附有機物以后，進行穩定氧化的時間長短。污泥齡越長，有機物氧化穩定得越徹底，處理效果越好，剩余污泥量越少。但是污泥齡也不能太長，否則污泥會老化，影響沉淀效果。污泥齡不能短于活性污泥中微生物的世代時間，否則曝氣池中的污泥會都消失。11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理3、反硝化作用段微生物反硝化細菌是所有能以NO3-為最終電子受體，將HNO3還原成N2的細菌總稱。它包括許多種類的細菌。其中的假單胞菌屬內能進行反硝化的種最多。有很多細菌只將HNO3還原到HNO2而積累，不形成N2。含HNO2的水排入水體，會對水生動物產生毒害。11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理反硝化生物化學反應機制：外源反硝化：利用外來碳源，以NO3-為最終電子受體，氧化有機物合成細胞。內源反硝化：以機體內的有機物為碳源，以NO3-為最終電子受體。供氫體（碳源）電子受體11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理反硝化段運行操作關鍵指標：碳源：有機物pH：7～8最終電子受體：NO3-和NO2-溶解氧＜0.2mg/L11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理4、生物脫氮工藝反硝化有單級反硝化和多級反硝化。根據不同水質，有三種組合工藝。工藝選擇主要看COD負荷和NH3-N負荷。圖A、B兩種排列的A/O系統示意圖N-硝化，DN-反硝化，S-沉淀池11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理缺氧（Anoxic）厭氧（Anaerobic）好氧（Oxic）倒置反硝化傳統反硝化A/O脫氮工藝廢水好氧脫碳缺氧反硝化沉淀池2好氧硝化沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水回流活性污泥法典型工藝——A/O工藝[缺氧（anoxic）、好氧（oxic）工藝]11.1污廢水深度處理——脫氮、除磷與微生物學原理11難.1污廢鬧水深徹度處寫理——脫氮且、除陣磷與揀微生寇物學壩原理11聰.1污廢挪水深嚇度處榮理——脫氮妻、除斥磷與味微生懲物學亂原理SB談R（序潑列間寨歇式誦活性鎮污泥惰法珍）工俗藝操圈作過所程捷徑落反硝皺化：硝化幻玉作用梯產生HN計O2后就袋轉入葉反硝棕化階多段，熔可縮統短曝崗氣時休間，走節省丈運行傲費用棉。11噸.1污廢老水深湖度處婆理——脫氮鬼、除亂磷與基微生浙物學稈原理反硝霉化中左的碳前氮比反硝矛化需疑要碳碼源作翼電子砌供體閉。C:器N＞2.謊86，反候硝化猾正常炊。補充塵碳源艘，甲匠醇或廉乙醇拐、內鉆碳源知、廢臭水本竿身組法成物峰質。兩級明濾池歲法工貞藝流靜程好氧敢脫碳準硝化唉濾池進水厭氧歇反硝看化仆濾踐池出水甲醇補充候反硝擦化菌大的碳爸源！利用華進水予中的BO地D11作.1污廢營水深護度處都理——脫氮等、除掉磷與瓦微生限物學油原理脫氮咸工藝順選擇誘依據彎水質牢而定——CO祝D負荷輕和NH3-N負荷合理屢調整鴿硝化既、反諒硝化BO江D5:T牽N（C:娛N）大活于2.竊86時反紗硝化珍正常狂，低趣于此哈值，凡需投民加外籍加碳裝源。11董.1污廢知水深友度處棵理——脫氮鈴、除孕磷與火微生朵物學豬原理11智.1污廢絡水深店度處鋪理——脫氮夾、除浸磷與高微生鑄物學蒜原理四、關微生粘物除深磷原辰理、黎工藝估及其北微生患物1、微剖生物門除磷哲原理半：某些濟微生蓮物在媽好氧笨時能戰大量創吸收鏈磷酸件鹽合給成自姐身核溉酸和AT嗚P，并閱且能牲逆濃敏度過洲量吸多磷合裕成貯趨能的譜多聚野磷酸可鹽顆孩粒（橡異染螞粒和PH吵B）在姜體內劉，供愿其內肉源呼肢吸用乳。這營些細魔菌稱懲為聚磷找菌(P氣AO伴)。在厭影氧條貴件下轉，聚材磷菌歲又能紙釋放雅磷酸瘋鹽于瞞體外蛇。一般描來說權，微搬生物零在增別殖過斬程中爽，好拴氧攝鎖取的邊磷比澡在厭膝氧條泡件下舟所釋婚放的交磷多馬。厭氧放磷(小于0.2mg／L)厭氧條件下，積磷菌將體內的聚磷分解產生能量另一部分能量用于生理活動需要好氧條件下，PHB分解產生能量一部分能量用于主動過量吸收環境中的磷(PO43-)，并合成聚磷另一部分能量用于細胞正常生長繁殖另一部分能量用于生理活動需要另一部分能量用于生理活動需要一部匆分能遙量用伐于吸佩收外與界可溶陜性脂偶肪酸哥，形多成PH象B好氧壯吸磷(大于2m賠g／L疫)11蠶.1污廢描水深模度處勒理——脫氮贏、除做磷與施微生噴物學表原理2、聚共磷細稱菌：具有煮聚磷尚能力站的微棟生物透目前番所知摧絕大擦多數攤是細區菌。效聚磷誦的活蘆性污足泥是配由許廈多好德氧異著養菌酷、厭儀氧異客養菌懇和兼輔性厭中氧菌尼組成運。實享質上程是產酸市菌（統俊稱）羨和聚磷對菌的混仗合群隔體。從種竿類上移來看流，聚橋磷能集力強哪、數芹量占剪優勢折的有丙不動探桿菌噴屬（蚊莫拉桶氏菌洲群）漫、假長單胞渴菌屬夫、氣妻單胞萄菌屬堆和黃專桿菌塵屬等60多種差。硝每化桿躬菌中盾的亞賓硝化島桿菌跟屬、焰亞硝見化球享菌屬廈、亞死硝化鍛葉菌規屬和史硝化外桿菌傅屬、昨硝化鵝球菌足屬等伯也具爽有聚群磷能慕力。聚P聚P聚P聚P部分回流做種大部晚分（P）去除水中P3、除娛磷的幟生物覽化學下機制飲：11眼.1污廢須水深荒度處顧理——脫氮圈、除送磷與良微生武物學相原理11嘴.1污廢穿水深副度處乏理——脫氮口、除膨磷與等微生于物學怒原理4、除震磷工覆藝流鞏程：人們點開發句研究阻出多僑種廢互水生恢物除時磷工李藝，父這些玻工藝狠在去蝕除廢歡水中溝磷的腹同時木，還鴨能有錘效去清除水兇中的統有機橡物和洪進行酸硝化蟲或脫危氮作全用。殊按照滑運行父方式頃，可緣瑞分為加連續鈴式和和間歇柜式（踏序批互式）擊兩類洞。常圈見的隆生物歸除磷衰工藝紙有：Ba擊rd帖en歸ph祝o生物您除磷董工藝資、Ph鎮or蛾ed廁ox工藝括、A/狼O及A2/O、UC太T工藝小、VI墨P工藝臘、旁顯硫除抓磷的Ph擦os沙tr廚ip工藝車、SB頁R等。工藝累簡介常見拴的脫鐘磷工界藝如頁下圖囑所示進水厭氧放磷好氧聚磷出水部分筋污泥疏回流當接種剩余煉污泥經處理沉淀酒脫磷圖A/坦O工藝筋流程中示意當圖（重除磷識）11來.1污廢烘水深林度處抵理——脫氮呢、除臣磷與搞微生丙物學慶原理微生件物除檔磷工端藝流掛程A/表O（An調ae斥ro跪bi弄c/Ox耽ic）法:A/遺A/摟O（An部ae觀ro淹bi毒c/閉An崖ox拉ic障/Ox哲ic）法:厭氧池缺氧池好氧池沉淀池進水出水回流進水厭氧池好氧池回流出水沉淀池圖6－16A/急O和A/歡A/差O法工猴藝流倍程示怎意圖ＵＣ呀Ｔ系賺統工方藝流遷程圖厭氧隆池厭氧憤發酵咳菌將弟污水巨中的規可生里物降墳解的歐大分治子有托機物尋轉化興為VF低A這類罰分子氣量較遞低的叼發酵仆中間赤產物飲。聚丘磷菌素利用瘋其合叔成自乓身的跳細胞始質，腎大量講繁殖。缺氧冠池聚磷平菌將突其體吳內貯槽存的地聚磷捎酸鹽滲分解乏，釋躬放其踏生存悼所需盜能量缺氧鏡池反硝幅化細帶菌利柳用好師氧區驚中回鋒流液孕中的毀硝酸扁鹽以蹈及污棗水中錫的有戰機基滋質進悼行反蔥硝化子，達光到同猛時除火磷脫朱氮的床效果舌。好氧類池聚磷鎮菌在畜利用豬污水灘中殘府留的折有機沃基質染的同貍時，丑主要嚼通過振分解篩其體跑內貯滲存的PH膠B所放漿出的節能量炸維持領其生訪長，臘同時磨過量館攝取匆環境中中的社溶解移態磷成。硝附化菌撐將污嗎水中旺的氨習氮轉片化成伏為硝趙酸鹽樓。圖A2/O工藝掘流程乞示意甲圖11煙.1污廢沉水深廟度處夸理——脫氮喝、除預磷與丹微生飽物學迅原理11掀.1污廢石水深撐度處跌理——脫氮咱、除盲磷與父微生撕物學夾原理5、運訓行條咐件：厭氧南、缺冶氧和仇好氧附的方錢法加程以排內列組給合。為達裝到良權好的綢除磷健效果儉，要薪求NO3-、NO2-極低挽，溶駱解氧根在0.歌2m顆g/鞭L以下榴，氧形化還旦原電徹位低升于15袋0m梨v，溫薄度30℃，pH在7～8。11欠.2微污痰染水特源水真預處召理中弱的微治生物浸學問萬題水源瓜水(R閑aw榨w絨at屠er垂)地表賣水：療江、李河、中湖泊夾、水辮庫。地下榜水：起常常流未經盜處理題直接夢引用傭。中國皺水資莊源現王狀20問01年－20親04年，天具有驕災害瘦性特乒征的抵水污框染事躍件39市88起，蓬平均潮每天3起。世界挺上污梳水排懼放量選最大杯、增刊加速粉度最摩快的膏國家茄之一鐵。43桿6條河顏流污語染（53鑄2條主覆要的弄河流治）。根據道中國析預防瞇醫學擱科學披院環輝境衛兔生監賊測所善公布口的資帥料，繼目前澆中國旋主要墨大城香市中相只有23門%的居就民飲層水符賣合衛寶標準妨的要歪求。11雪.2微污禮染水除源水葵預處狀理中漂的微液生物暢學問界題一、暮微污負染水樸源水堂預處庫理的網目的酷和意胡義對于娘廣泛雄的污埋染物觀質，購水源狀水處剩理能印力有殲限。專要增都加處蘆理能擱力，籍代價充高昂累。現有破工藝蹦對有晴機物竭、金柔屬、搭氨氮修去除妻能力盈差。11廟.2微污底染水行源水墓預處刮理中歪的微職生物滋學問碗題二、綿水源握水污半染源迷和污盡染物污染李源：拒未經抹處理早的工駁業廢較水、忘生活體污水訂、農蜓業灌學溉和螞養殖搏業排萄放水盟、未桶達標摘的處廊理水賣。污染株物重金焰屬：換汞、料鎘等閃。有機彈物：發苯、克酚、濟農藥財等。藻類弟分泌剩物。微生默物污膚染。常規洗處理淚加深來度處善理與那預處抽理、罰常規悉處理亞加深縮慧度處些理11筋.2微污殲染水相源水惱預處輛理中登的微挎生物窗學問京題三、掃微污目染水洽源水權預處組理及閃微生沃物群俯落1、微生詠物預紗處理返工藝本質肉：水亭源水緣瑞生物末處理寸技術想的本駝質是綢水體期天然圈凈化性的人焰工化切。原理迎：微束生物違吸附登降解禁。生物答膜法摟：生薯物濾宴池、栗生物匪轉盤喂、生親物接鞋觸氧寄化、仙生物耗流化擊床等困。填料捐：考俱慮填忘料對予微生淚物的轎附著庸力和檔耐腐虜蝕性糞。目標呼：有好機物庫和氨弓氮11伯.2微污兔染水約源水池預處氧理中揪的微厘生物緒學問須題2、水源聚水預億處理凝的運憤行條智件微生平物：流適應廟貧營停養的軟異養興除碳俊、硝依化細仙菌和勤反硝婆化細類菌、噸藻類旬、原鍬生動真物和澡微型奪后生弓動物克組成榜的生次態系能。供氫痰體：凝甲醇皮、乙忙醇、級糖等預。電腦極生寄物膜咐反應模器微接電解摘水放H2。DO：一特般在4m而g/耗L以上狗，能呀滿足鳳氧化匹有機那物和潑硝化離作用是的需猶要，侵反硝擁化難王以維臣持。水溫柱和pH：11選.3人工棉濕地傭中微勤生物錢與水孩生植物物凈魯化污耕（廢)水的檢作用一、人工附濕地尾生態伴系統模擬禿自然淹濕地姻的人懇工生鵲態系盜統。4要素迎：水希體、釣基質撒、水羊生植販物和罷微生宰物11為.3人工旺濕地丹中微厚生物予與水墾生植析物凈它化污術（廢)水的墊作用人工模濕地溉生態瓶系統洪凈化化廢水廈過程11茫.3人工灶濕地城中微魔生物肚與水醫生植狂物凈產化污旱（廢)水的特作用二、人工寒濕地餡凈化研污（扔廢）暖水的黎基本纏原理基質-微生蝴物-植物腫的復脹合生云態系灣統的薦物理質、化扣學和秤生物雨的協蠟調作罩用11你.3人工稠濕地幼中微姐生物躲與水疲生植貝物凈掀化污爐（廢)水的漆作用三、人工肝濕地督各組勾成的盞功能（一柳）基匆質土壤倍或其蜘上鋪史沙、便礫石硬、煤渣獵、礦初渣等作用井：為微旁生物起的生仍長提砌供穩葛定的經附著逆基質為濕噸地植陳物提適供載級體、盆扎根慶的溫柔床和靈營養大物質對污舌染物夕具有勝吸附箏和過步濾作曉用11拴.3人工阿濕地扇中微庭生物雀與水另生植腹物凈爐化污泛（廢)水的扒作用三、人工恥濕地雪各組評成的要功能（二安）濕魯地水萍生植秘物浮水完、挺之水和店沉水距（多填）特點猾：發怨達的仍根系作用曲：富集丸污染交物維持座濕地芝水力主運輸產氧局供給捷微生狀物所巖需根系窩分泌公物為安微生扶物提架供營毅養和鄙能源11壺.3人工林濕地敞中微蘭生物己與水款生植棟物凈鏡化污她（廢)水的顏作用三、人工效濕地近各組辮成的室功能（三款）微拜生物多種航微生輕物種廊類和植粗物共徐棲作用牌：降解叢污染胖物為植基物提爸供養替分11旁.4飲用融水的陳消毒躺及其刃微生微物學頂效應一、響水消罪毒的后重要召性水中艱的細拳菌只文有很階少的遼一部牌分是定病原平菌（寬或稱摩致病海菌）其中逆只有窩更少醫的病凈原菌嶺能經上食道煩進入佳腸道示引起情疾病仁。口咸中溶吧菌酶啟；正疑常胃救酸pH委3.凍2。此類裝水中陳病原雪菌若經水美傳播，在消輸化道暢滋生喇導致球疾病—腸道釣傳染貍病。水相核關的挨流行搜病學羨資料WH絡O：80津%的疾克病,縣50抱%兒童代死亡考與飲喝用水羽相關鎮。WH下O指出慣飲用棕水中奧對人菌體兩順類主賽要的闖威脅扛：細局菌和虜病毒提；有暴機污萬染物測。11解.4飲用羽水的封消毒充及其堵微生嘆物學盈效應二、善水的栽消毒錄方法1、煮沸士法最原婚始的仔方法昌，簡替便、殿有效膏。高溫譽快速箏破壞象病原貪菌的把蛋白暈質，御使其鐮凝固巾發生苗不可啟逆變胡性。物理江方法鼓：煮飲沸、拿紫外采輻射化學岸方法嫩：投幻玉加消艘毒劑軋（氯終、臭縮慧氧、修過氧貼化氫址等）11看.4飲用地水的微消毒媽及其導微生毒物學江效應2、加氯患消毒最為狐方便弦、有今效和頸經濟騎實用姥的消盲毒方宗法。液氯靠：特圾異臭拼味的翠黃綠悶色氣靜體，包很強麗的氧憂化能抵力。負氯加瞧壓液棍化，傭便于露儲藏監和運章輸。漂白仗粉：考含Ca(OC某l)2、Ca脹Cl2、Ca(OH)2混合馳物。氯胺妻：NH2Cl和NH文Cl2。二氧正化氯竭：Cl彎O2。11翁.4飲用秒水的蝴消毒環及其糊微生透物學罩效應2、加氯頂消毒有效提氯：睜含氯量化合女物中資具有良殺菌嬸能力沉的有武效成降分。次氯泡酸：動強氧棵化劑芝，具比有較殲強的鵝滲透找進入漁微生唉物細滋胞的吸能力其，與辛菌體瓶蛋白律和酶咐蛋白氧中的－NH2和－SH反應專而達猴到殺溝菌作墊用。11哭.4飲用絨水的穗消毒倡及其望微生芳物學炒效應影響遷加氯戲消毒形的因盾素pH：較嫩低時富加氯模消毒培效果罰較好既。次氯云酸的鑰電離pH嚇3～7，HO果Cl占大內部分虹，中執性的HO貫Cl進入導細胞依內殺侍死細披菌。pH勺>1獅0,細菌跨表面透帶負牙電荷欣，OC夠l-無法翼進入栗菌體機內。水的濁渾濁妨度：高時利，降令低了作殺菌聚效果殺，消災毒前懸要進西行混慨凝沉辛淀和帖過濾保處理具。水溫雙：水溫法高殺蠶菌作講用快塔。加氯含量和但接觸型時間11炕.4飲用門水的華消毒營及其破微生恩物學姨效應需氯典量與僑余氯需氯擔量：墳氯不帶僅與召微生悔物作袖用，勉還要銀氧化耳水中痕的有車機物孫和還雹原性舅物質摘，其攏需要葛的氯潤的總惑量。余氯翅：為鉤保證香消毒燥效果方，加床氯量佩必須哈超過仍水的雙需氯輸量，銅使在徑氧化窮和殺疑菌后泊還能箱剩余繞一些符有效基氯。游離像性余姨氯：HO嫩Cl、OC奴l-、Cl2，殺梨菌力筆強；結合苗性余贈氯：NH2Cl、NH午Cl2，殺段菌力抽較弱鴨；11伏.4飲用忠水的夠消毒顛及其覽微生妨物學其效應加氯柴生成匪的“三致”物三致史：致產癌、闖致畸魯、致身突變含鹵物素有館機物辱：三坑鹵甲冤烷類權（TH衫MS）有陵機物收等，濁如氯碎仿、撇一溴賞二氯粒甲烷種、二鎮溴一饒氯甲桶烷、膊三溴撤甲烷遭等。水源躲水中沃含有聚多種衛有機滲物如粘腐殖慎酸、妻乙醛勁、乙飲醇、伸丙酮坊等作搏為前綢體