第20章自然生物处 主讲教师:娄金生教授 南华大学建筑工程与资源环境学院 给水排水教研室
第20章 自然生物处理 主讲教师：娄金生教授 南华大学建筑工程与资源环境学院 给水排水教研室
课程内容 1、概述 2、水体中碳氮与能量循环 3、稳定塘 4、污水的土地处理 5、自然生物处理新进展 6、工程实例 7、思考题和习题
课程内容 1、概述 2、水体中碳氮与能量循环 3、稳定塘 4、污水的土地处理 5、自然生物处理新进展 6、工程实例 7、思考题和习题
20.1概述 自然处理系统( Natural Treatment Systems)分为稳定 塘系统和土地处理系统。稳定塘系统( Aquatic Systems)通 过水一水生生物系统(菌藻共生系统和水生生物系统)对污水 进行自然处理。土地处理系统( Soilbased System)利用土 壤—微生物—植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对污 染物的综合净化功能,对污水进行净化 污水自然处理系统的净化作用主要是利用土壤浅表层中的物 理作用、化学作用和微生物的生化作用。与常规处理技术相比, 前者具有工艺简便、操作管理方便、建设投资和运转成本低的 特点。建设投资仅为常规处理技术的1/2-1/3,运转费用仅 为常规处理技术的1/2—1/10,可大幅度降低污水处理成本 而且净化效果良好,净化水质可达二级以上处理水平
20.1 概述 自然处理系统（Natural Treatment Systems）分为稳定 塘系统和土地处理系统。稳定塘系统（Aquatic Systems）通 过水—水生生物系统（菌藻共生系统和水生生物系统）对污水 进行自然处理。土地处理系统（Soilbased System）利用土 壤—微生物—植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对污 染物的综合净化功能，对污水进行净化。 污水自然处理系统的净化作用主要是利用土壤浅表层中的物 理作用、化学作用和微生物的生化作用。与常规处理技术相比， 前者具有工艺简便、操作管理方便、建设投资和运转成本低的 特点。建设投资仅为常规处理技术的1／2—1／3，运转费用仅 为常规处理技术的1／2—1／10，可大幅度降低污水处理成本。 而且净化效果良好，净化水质可达二级以上处理水平。 返回
20.2水体中碳氮与能量循环 氮在水体中的转化与循环途径主要是: 1.氨化作用:有机氮化合物在微生物作用下分解为氨态氮。 2.硝化作用:氨态氮在硝化菌的作用下,转化为硝酸氮。反应式为: 2NH, +40->2HNO, +2H.0+FE 3.反硝化作用:硝酸氮在反硝化菌的作用下,还原成分子态氮。反应式为: 2HNO,+CH,>,O+2HCO 式中CH2CO0H表示反硝化菌所需要的有机碳源 4.挥发作用:水中的NH2向大气挥发,其量可达21%。 5.吸收作用:微生物及水生植物,吸收铵氮或硝氮作为营养。 6.分解作用:沉淀在沉积层中的有机氮在厌氧菌的作用下分解
20.2 水体中碳氮与能量循环 氮在水体中的转化与循环途径主要是： 1．氨化作用:有机氮化合物在微生物作用下分解为氨态氮。 2．硝化作用:氨态氮在硝化菌的作用下，转化为硝酸氮。反应式为： 3．反硝化作用:硝酸氮在反硝化菌的作用下，还原成分子态氮。反应式为： 式中CH3 COOH表示反硝化菌所需要的有机碳源 2NH3 + 4O2 ⎯→2HNO3 + 2H2 O +能 − 2HNO3 +CH3 COOH ⎯→2H2 O + 2HCO3 4．挥发作用:水中的NH3向大气挥发，其量可达21%。 5．吸收作用:微生物及水生植物，吸收铵氮或硝氮作为营养。 6．分解作用:沉淀在沉积层中的有机氮在厌氧菌的作用下分解
第20章自然生物处理 处理水 反 挥发 水 化 有机氮 氨化 氨氮 硝化 硝酸盐氮 NO3-N NO3-N 光 体 解体 解体 体 细菌 藻类 」固氮作用 反硝化 沉积物 图20-1氮在水体中的转化与循环过程
第20章 自然生物处理 有机氮 Org-N 氨化 氨氮 NO3 -N 硝酸盐氮 NO3 -N 细菌 藻类 沉积物 污 水 挥发 处 理 水 反 硝 化 硝化 解 体 合 体 反硝化 N2 固氮作用 光 合 解 体 图 20-1 氮在水体中的转化与循环过程 合成 合成 合成 沉淀 沉淀 解体