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1、10 污、废水深度处理和微污染 水源水预处理,10.1 生物脱氮和生物除磷,一级处理：除去废水中的砂砾及大的悬浮物； 二级生物处理：去除可溶性的有机物； 深度处理：脱氮、除磷。,10.1.1 意义,氮、磷浓度高：水体富营养化； 常规的活性污泥法：难以达到严格的排放标准 微生物脱氮、除磷： 处理效果好、处理过程稳定可靠、费用低、系统操作管理方便等优点,10.1.2 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 15mgL,10.1.3 微生物脱氮工艺、原理及其微生物,A/O脱氮工艺,废水,好氧脱碳,缺氧反硝化,沉淀池,好氧硝化,沉淀池1,好氧活性污泥回流,缺氧活性污泥
2、回流,出水,回流,？,(一)微生物脱氮工艺 活性污泥法典型工艺A/O工艺（缺氧、好氧工艺）,(二)脱氮原理,1.好氧硝化 硝化菌（亚硝化细菌、硝化细菌） 化能自养型微生物，利用无机碳化合物，如CO2、CO3 2 - 、HCO3 - （NH3NO2-NO3-) 最适pH7.5-8.0,2.缺氧反硝化 细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌） 反应：NO3-N反硝化还原为N2，溢出水面释放到大气 碳源：补充投加易于降解的碳源有机物，如甲醇（有毒），用乙醇代替 5CH3OH+ 6NO3- 3N2 +7H2O+5CO2+6OH -,采用“捷径反硝化”,NO3- NO2- NO N2O N2,+2e,+e,+e,
3、+e,NH3NO2-NO3-,1.先脱碳、后脱氮,硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物； 有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速 ，硝化菌氧利用不足，生长缓慢；,（三）脱氮过程中的几个问题,2.硝化脱氮时有时需要补碱（NaHCO3)? 硝化作用消耗碱（NH3），水pH下降（硝化菌的最适pH为7.5-8.0 ）；补充碳源、升高pH 3.硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗掉，如何解决？ 挂生物膜或投加悬浮填料 定期投菌,传统三级脱氮工艺,各段有自己的沉淀池与污泥回流系统，反硝化投加外加碳源。,10.1.4 微生物除磷原理、工艺及其微生物,（BOD：N：P）100：5：1微生物除碳的同时吸收磷元
4、素用以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19左右的磷。某些高含磷废水中残留的磷还相当高，故需用除磷工艺处理。 1微生物除磷原理 依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌。,好氧时：大量繁殖（消耗好氧状态能源聚-羟基丁酸盐（PHB）， 逆浓度梯度过量吸磷（贮备厌氧状态能源多聚磷酸盐颗粒(即异染颗粒) ）； 厌氧时：正相反不繁殖，释放磷酸盐于体外（产生能量供其储备好氧状态消耗能源PHB）。,大部分 （P）去除,2工艺简介,常见的脱磷工艺如下图所示,进水,厌氧放磷,好氧聚磷,出水,部分污泥回流接种,剩余污泥处理,沉淀脱磷,请设计一个工艺（图形说明），要求完成污废水的三级处理步骤。
5、并具体说明各部分发生的反应及特点。,10.2 微污染水源水的生物预处理,目的和意义 水源水污染源 处理工艺,10.3 饮用水的消毒,消毒方法有： 物理方法：紫外线、超声波、加热 化学方法：加氯、臭氧、重金属离子等化学试剂,通过消毒剂或其它消毒手段，杀灭水中致病微生物（包括病毒、细菌、真菌、原生动物、肠道寄生虫及其卵等）的处理过程，称为消毒。,影响消毒效率的因素比较复杂,（1）致病微生物的种类及存在状态 一般而言，病毒比细菌较难杀灭；有芽胞的细菌比无芽胞的细菌 较难杀灭（废水中的致病菌多无芽孢）。 单个细菌易受消毒剂的致毒作用，而成团细菌的内部菌体因受保护而难于杀死。,（）消毒剂的种类与浓度 氯
6、的杀菌作用很好，且能维持较为长久的杀菌作用，但对病毒的作用较差； 臭氧对细菌、病毒等都有强烈的杀伤能力，但无耐久的效能； 铜离子杀藻作用十分突出，但灭菌作用却不强。 一般来说，消毒剂的浓度愈高，则杀菌效果愈好。,（）水质特征 温度愈高，杀菌愈好； pH值对氯的杀菌作用影响大，而对臭氧的影响不大； 悬浮物能掩蔽菌体，使之不致受消毒药剂的作用； 有机物的存在，消耗氧化性的消毒剂； 氨能降低氯的杀菌强度，但却能维持其持久性。,（）接触时间 接触时间愈长，致病微生物的杀灭率愈高。,10.3.1 加氯消毒,常用氯系消毒剂有氯、次氯酸钠、漂白粉、漂白精等。它们的杀菌机制基本相同，主要靠水解产物次氯酸起作用
7、。,Cl2+H2O=HOCl+HCl,HOCl =OCl- + H+,次氯酸的消毒机理,可破坏细菌细胞质膜； 进入菌体内的HOCl与菌体蛋白或酶蛋白中氨基和巯基反应而达到杀菌作用； 还能与细菌、病毒的核酸结合达到杀灭效果。,氯化消毒时，为获得可靠而持久的消毒效果，投氯量应满足部分的要求：（1）杀灭细菌以达到指定的消毒指标及氧化有机物等所消耗的需氯量；（2）抑制水中残存致病菌的再度繁殖所需的余氯量。,10.3.2 臭氧消毒法,臭氧是仅仅次于氟的强氧化剂，它有很强的消毒能力，除能杀死细菌外，对耐药性较强的病毒、芽孢也有很强的杀灭能力。 即使在0.1mg/L的低浓度下，仍可在5s内杀死一般水样中的大
8、肠杆菌，而在相同条件下氯气4h才能达到同样效果。 臭氧消毒基本上不受pH值和温度的影响。臭氧易于分解，不产生永久性残留；能同时除色、除臭、除味、降解各种有机毒物，不致产生二次污染。,消毒机理,能分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的葡萄糖氧化酶；并直接与细菌和病毒发生作用，破坏细胞和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂肪类和多糖等大分子聚合物，使细菌的物质代谢、生长和繁殖过程遭到破坏； 能渗透细胞膜组织，侵入细胞膜内使细胞发生畸变，导致细胞溶解死亡。,臭氧消毒时，投加量一般为14mg/L。如同时氧化分解废水中其它污染物，应增大投加量。 医院污水消毒处理时，投量可高达2050mg/L。 如维持臭氧浓
9、度0.4mg/L，接触时间15min，可达到良好的消毒效果（包括病毒的杀灭）。,缺 点,臭氧消毒存在的主要问题是基建投资大，制备臭氧的电消耗高；臭氧在水中不稳定易分解，没有持久的杀菌作用。,10.3.3 过氧化氢（H2O2）消毒,活泼的氧化剂； 仅对专性厌氧微生物起作用； 用于净化程度高的饮用水消毒。,10.3.4 紫外辐射消毒,物理方法； 适用于优质水及纯水的消毒； 机制：1）破坏蛋白质结构而变性； 2）破坏核酸分子的结构。,10.3.5 重金属消毒法,银离子能凝固微生物的蛋白质，破坏细胞结构，在很低的浓度（15g/L）下，就具有显著的消毒作用，但所需接触时间很长。 铜离子特别适于杀灭藻类，作用迅速，效果良好，但其杀菌作用很弱。硫酸铜常用于湖泊、水库或循环水的灭藻。,10.3.6 加热消毒,不能去除微生物的孢子； 原理：直接快速破坏病原菌的蛋白质，使其凝固发生不可逆变性。,总 结,微生物脱氮的原理 脱氮过程中常见问题 除磷的原理和化学机制 污废水的三级处理步骤。各部分发生的反应及特点。 消毒 消毒的方法及原理,
