生物技术与环境精品PPT课件

所组成。当有机物完全被氧化时，C、H、N、S分别被氧化为CO2、H2O、 NO和SO2，此时的需氧量称为总需氧量(TOD)。
1. 氧化塘法
生物氧化塘(Oxidation Pond)又称稳定塘，是利用藻类 和细菌两类生物间功能上的协同作用处理污水的一种生态 系统。
氧化塘的净化原理:氧化塘的净化原理是利用了细菌与藻类
剩余污泥
活性污泥法处理系统有效运行得基本条件
1.污水中有足够的可溶解性易降解有机物 2.混合液中含有足够的溶解氧 3. 活性污泥再曝气池中呈悬浮状态 4.活性污泥连续回流 5.及时排除剩余污泥 6.没有对微生物有毒害作用的物质进入
活性污泥净化污水的过程
活性污泥净化污水的作用是由吸附和氧化两个阶段完成的，活性污 泥在与废水初期接触的20～30min内，就可以去除75%以上的BOD，在 于活性污泥具有巨大的表面积(2000~10000m2/m3),且其表面具有多糖 类粘液层。氧化分解在吸附阶段之后，所需时间比吸附时间长的多，可 见暴气池的大部分容积是在进行有机物的氧化和微生物的合成。
可降解 有机物
氧化
1/3 2/3 合成
无机物＋能量
80％
新细胞 物质
20％ 内源代谢
无机物＋能量 残留物质
厌氧生物处理的特点
与废水的好氧生物处理工艺相比，废水的厌氧生物处理工艺具有 以下主要优点：
① 能耗降低，而且还可以回收生物能(沼气)；因为厌氧生物处 理工艺无需为微生物提供氧气，所以不需要鼓风曝气，减少了 能耗，而且厌氧生物处理工艺在大量降低废水中的有机物的同 时，还会产生大量的沼气。
第7章 生物技术与环境
Outline
➢ 污水处理 ➢ 大气净化 ➢ 固体废弃物的生物处理 ➢ 生物技术与环境污染监测
一. 污水处理 水资源问题
地球总水量13.9亿立方千米，三分之二被水覆盖。
咸水 97.5%
冰帽和冰川 2.5%
地下水
易得的江河湖 淡水不到总淡 水量1%
中国水资源问题：南多北少，东多西少、时多时少、 总量多人均少亩均少。
处理出水
衰亡细胞
（兼性）
（厌氧性）
微生物
微生物
有机物
有机酸、醇等
CH4＋CO2＋NH3等
氧化塘内的生物组成
藻类：位于氧化塘的表层，常见的有：小球藻属、
衣藻属、眼虫藻属等。
细菌：大量存在于氧化塘下层，在好气状态下，无
色杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌等优势生长；在氧化塘 底部的厌氧层还有硫酸还原菌和甲烷细菌。
(2)化学需氧量(COD)：用强氧化剂——重铬酸钾，在酸性条件下能够将
有机物氧化为H2O和CO2，此时所测出的耗氧量称为化学需氧量(COD)。 • COD能够比较精确地表示有机物含量，而且测定需时较短，不受水质限制，
因此多作为工业废水的污染指标。
(3)总需氧量(TOD)：有机物主要是由碳(C)、氢(H)、氮(N)、硫(S)等元素
微型动物：存在多种原生动物、轮虫、以及甲壳类
等。
2. 人工湿地处理系统法
湿地：
• 每年在足够长的时间内均具有前的表面水层,能 维持大型水生植物生长的生态系统。
人工湿地：
• 根据自然湿地模拟的人工生态系统，用于处理 废水。
人工湿地处理系统的优点：
• 净化效率优于氧化塘；运转费用低；对废水处 理厂难以去除的营养元素净化效果好。
应用实例：
• 芦苇湿地处理系统
3. 污水土地处理系统
污水土地处理系统(Land Treatment System)
✓ 利用土地及其中的微生物和植物根系对污染物的净化 能力来处理已经经过预处理的污水或废水，同时利用 其中的水分和肥分促进农作物、牧草或树木生长的工 程设施。
污水土地处理系统的组成
✓ 污水的预处理设施，污水的调节与储存设施，污水的 输送、布水和控制系统，土地处理面积，排出水收集 系统。
❖ 土地处理系统有完整的工程系统并可以调控，其底层防渗系统， 有效的控制了污水对地下水可能造成的污染。
❖ 土地处理系统地面上种植的植物，以有利于污水处理的牧草、林 木、青饲料等经济作物为主，不中直接食用的农作物；污灌的土 地常以粮食、蔬菜等农作物为主。
4. 活性污泥处理法
活性污泥
污水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为 主体的茶褐色絮凝体，其中含有大量的活性微生物，这种污泥絮 体就是活性污泥。活性污泥是以细菌，原生动物和后生动物所组 成的活性微生物为主体，此外还有一些无机物，未被微生物分解 的有机物和微生物自身代谢的残留物。
的互生关系。 藻类进行光合作用释放氧气； 细菌利用藻类产生的氧气分解流入塘内的有机物； 分解产物中的CO2、N、P等无机物以及一部分小分子有机 物成 为藻类的营养源； 增殖的细菌和藻类细胞为微型动物所捕食。
氧化塘内的生物学过程
O2 风
阳光
流入污水 O2
能沉淀的固体
藻类 细菌
CO2、NH3 H2O、PO43－
进水
二沉池
混合液
处理水
1.曝气池：微生物降解有机 物的反应场所
2.二沉池：泥水分离
来自空压 机的空气
回流污 泥系统
污 泥
3.污泥回流：确保曝气池内 生物量稳定
井
4.曝气：为微生物提供溶解
剩
氧，同时起到搅拌
余 污
混合的作用。
泥
活性污泥法的基本工艺流程
进水
初沉池曝气池二沉池来自出水污泥回流污泥 活性污泥法的基本流程
土地处理的净化机理
✓净化机理包括：土壤的过滤截留、物理和化 学的吸附、化学分解、生物氧化以及植物和微 生物的摄取等作用。
土地处理系统与污灌的主要区别
❖ 土地处理系统要求对污水进行必要的预处理，去除污水中有害物 质。
❖ 土地处理系统是按照全年连续运行的污水处理设施；污灌则是按 照农作物的需要进行灌溉。
根据生物反应器中微生物存在状态(悬浮，附着)可将污水生 物处理技术分为活性污泥法(悬浮的有活性的生物絮体)和生物膜 法(附着的有活性的生物膜)，及后来的复合式(悬浮，附着)生物 处理、技术。
基本流程
污水→格栅→泵间→沉砂池→初沉池→活性污泥曝气池→二沉池→消毒
活性污泥反应器
曝气系统与空 气扩散装置
表示水污染的几个指标：
(1)生化需氧量(BOD)：表示在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积
水中有机物所消耗的游离氧的数量，常用单位为mg／L，这是一种间接表示 水被有机污染物污染程度的指标。 • 在20℃和在BOD的测定条件(氧充足、不搅动)下，以五日作为测定BOD的标 准时间，称之为五日生化需氧量，以BOD5表示。