第十二章废水生化处理理论基础课件

第十二章第十二章 废水废水(fishu)(fishu)生化处理理论基生化处理理论基础础 第一节 废水处理微生物基础第二节 酶及酶反应第三节 微生物生长动力学第四节 废水的可生化性第五节 废水生化处理方法(fngf)总论第一页，共39页。o海新河在河道海新河在河道(hdo)(hdo)中设置取水口，经由机械格栅去除水中中设置取水口，经由机械格栅去除水中大宗的悬浮物后，经由泵站提升进入混合分配井，在泵后设置大宗的悬浮物后，经由泵站提升进入混合分配井，在泵后设置加药装置，向污水中投加絮凝剂，使污水进入混合分配井时与加药装置，向污水中投加絮凝剂，使污水进入混合分配井时与絮凝剂在水力搅拌作用下充分混合，同时混合分配井把污水均絮凝剂在水力搅拌作用下充分混合，同时混合分配井把污水均匀分配至后续的沉淀池中，沉淀池出水通过明渠进入湿地，湿匀分配至后续的沉淀池中，沉淀池出水通过明渠进入湿地，湿地采用进水堰槽布水，均匀布水、减缓流速，避免对湿地水生地采用进水堰槽布水，均匀布水、减缓流速，避免对湿地水生植物生长造成冲击，湿地占地面积约植物生长造成冲击，湿地占地面积约7 7公顷，四周采用毛石护公顷，四周采用毛石护坡，底部作防渗处理，湿地内栽种芦苇、茭白等水生植物，形坡，底部作防渗处理，湿地内栽种芦苇、茭白等水生植物，形成一定的生态景观，湿地出口处仍采用堰槽溢流进入明渠，然成一定的生态景观，湿地出口处仍采用堰槽溢流进入明渠，然后由明渠重新汇入到海新河中。沉淀池中的污泥沉积到一定程后由明渠重新汇入到海新河中。沉淀池中的污泥沉积到一定程度后排入污泥浓缩池浓缩，浓缩过程中投加絮凝剂，以增强泥度后排入污泥浓缩池浓缩，浓缩过程中投加絮凝剂，以增强泥水分离效果，浓缩后的污泥通过污泥泵输送至脱水机房进行机水分离效果，浓缩后的污泥通过污泥泵输送至脱水机房进行机械脱水，脱水后的污泥外运处理。械脱水，脱水后的污泥外运处理。第二页，共39页。o抚顺三宝屯污水抚顺三宝屯污水(w shu)(w shu)处理厂原污水处理厂原污水(w shu)(w shu)由厂外进水由厂外进水方涵进入厂区的粗格栅井，经粗格栅进入进水泵房。经过进水方涵进入厂区的粗格栅井，经粗格栅进入进水泵房。经过进水泵房提升后，污水泵房提升后，污水(w shu)(w shu)进入两组沉砂池及计量槽。经过沉进入两组沉砂池及计量槽。经过沉砂池处理后的污水砂池处理后的污水(w shu)(w shu)，进入配水闸井，配水到反应池，进入配水闸井，配水到反应池，污水污水(w shu)(w shu)通过三条通过三条d1200d1200钢筋砼管进入设于厂区中部的三钢筋砼管进入设于厂区中部的三组组DAT-IATDAT-IAT池，进行二级处理。池，进行二级处理。SBRSBR池出水进入接触池进行消毒池出水进入接触池进行消毒处理，消毒后的污水处理，消毒后的污水(w shu)(w shu)排到厂外的李石河。另外为了节排到厂外的李石河。另外为了节省自来水用量，降低运行费用，加氯用水采用处理后的二级出省自来水用量，降低运行费用，加氯用水采用处理后的二级出水，同时在水射器的进水管上串联了两组水，同时在水射器的进水管上串联了两组Y Y型过滤器，以防止管型过滤器，以防止管道堵塞。道堵塞。oSBRSBR池的剩余污泥由潜水排污泵提升，经管道流入污泥浓缩池。池的剩余污泥由潜水排污泵提升，经管道流入污泥浓缩池。污泥浓缩后，由剩余污泥泵房中的螺杆泵抽升到脱水机房的混污泥浓缩后，由剩余污泥泵房中的螺杆泵抽升到脱水机房的混合池，然后进入离心脱水机进行脱水，脱水后的泥饼运到污水合池，然后进入离心脱水机进行脱水，脱水后的泥饼运到污水(w shu)(w shu)厂附近的垃圾填埋场进行卫生填埋。厂附近的垃圾填埋场进行卫生填埋。第三页，共39页。第一节第一节 废水处理微生物基础废水处理微生物基础(jch)(jch)一、微生物的新陈代谢一、微生物的新陈代谢一、微生物的新陈代谢一、微生物的新陈代谢(dixi)(dixi)(dixi)(dixi)1 1 1 1分解代谢分解代谢分解代谢分解代谢(dixi)(dixi)(dixi)(dixi)高能化合物分解为低能化合高能化合物分解为低能化合高能化合物分解为低能化合高能化合物分解为低能化合物，物质由繁到简并逐级释放能物，物质由繁到简并逐级释放能物，物质由繁到简并逐级释放能物，物质由繁到简并逐级释放能量的过程叫分解代谢量的过程叫分解代谢量的过程叫分解代谢量的过程叫分解代谢(dixi)(dixi)(dixi)(dixi)或或或或异化作用。异化作用。异化作用。异化作用。2 2 2 2合成代谢合成代谢合成代谢合成代谢(dixi)(dixi)(dixi)(dixi)微生物从外界获得能量，将微生物从外界获得能量，将微生物从外界获得能量，将微生物从外界获得能量，将低能化合物合成生物体的过程叫低能化合物合成生物体的过程叫低能化合物合成生物体的过程叫低能化合物合成生物体的过程叫合成代谢合成代谢合成代谢合成代谢(dixi)(dixi)(dixi)(dixi)，或称同化作，或称同化作，或称同化作，或称同化作用。用。用。用。从参与对象(duxing)、环境条件、分解产物、受氢体以及整个代谢过程等角度思考好氧分解代谢和厌氧分解代谢的区别？第四页，共39页。二、微生物生长的营养及影响因素二、微生物生长的营养及影响因素二、微生物生长的营养及影响因素二、微生物生长的营养及影响因素 营养物对微生物的作用是：（营养物对微生物的作用是：（营养物对微生物的作用是：（营养物对微生物的作用是：（1 1 1 1）提供合成细胞物）提供合成细胞物）提供合成细胞物）提供合成细胞物质时所需要的物质；（质时所需要的物质；（质时所需要的物质；（质时所需要的物质；（2 2 2 2）作为产能反应的反应物，为）作为产能反应的反应物，为）作为产能反应的反应物，为）作为产能反应的反应物，为细胞增长的生物合成反应提供能源；（细胞增长的生物合成反应提供能源；（细胞增长的生物合成反应提供能源；（细胞增长的生物合成反应提供能源；（3 3 3 3）充当产能反）充当产能反）充当产能反）充当产能反应所释放电子的受氢体。所以微生物所需要的营养物质应所释放电子的受氢体。所以微生物所需要的营养物质应所释放电子的受氢体。所以微生物所需要的营养物质应所释放电子的受氢体。所以微生物所需要的营养物质必须包括组成必须包括组成必须包括组成必须包括组成(z chn)(z chn)(z chn)(z chn)细胞的各种元素和产生能量的细胞的各种元素和产生能量的细胞的各种元素和产生能量的细胞的各种元素和产生能量的物质。物质。物质。物质。根据所需碳的化学形式，可分为自养型和异养型微根据所需碳的化学形式，可分为自养型和异养型微根据所需碳的化学形式，可分为自养型和异养型微根据所需碳的化学形式，可分为自养型和异养型微生物生物生物生物 根据所需能源不同，可分为光营养型和化能营养型。根据所需能源不同，可分为光营养型和化能营养型。根据所需能源不同，可分为光营养型和化能营养型。根据所需能源不同，可分为光营养型和化能营养型。影响微生物生长的因素最重要的是营养条件、温度、影响微生物生长的因素最重要的是营养条件、温度、影响微生物生长的因素最重要的是营养条件、温度、影响微生物生长的因素最重要的是营养条件、温度、PHPHPHPH值、需氧量以及有毒物质。值、需氧量以及有毒物质。值、需氧量以及有毒物质。值、需氧量以及有毒物质。第五页，共39页。1 1微生物的营养微生物的营养 对好氧生物处理，对好氧生物处理，BOD5:N:P=100:5:1BOD5:N:P=100:5:1，碳源以，碳源以BOD5BOD5值表值表示，示，N N以以NH3-NNH3-N计，计，P P以以PO43-PO43-中的中的P P计；对厌氧消化处理，计；对厌氧消化处理，C/NC/N比值在（比值在（1 12020）：）：1 1的范围内时，消化效率最佳的范围内时，消化效率最佳(zu ji)(zu ji)。2 2反应温度反应温度 微生物可分为高温性（嗜热菌）、中温性、常温性和低微生物可分为高温性（嗜热菌）、中温性、常温性和低温性（嗜冷菌）四类，如表温性（嗜冷菌）四类，如表12-112-1所示。所示。表12-1 各类微生物生长(shngzhng)的温度范围类别类别最低温度最低温度最适温度最适温度最高温度最高温度类别类别最低温度最低温度 最适温度最适温度 最高温度最高温度 高温性高温性中温性中温性303010105050606030304040707080805050常温性常温性低温性低温性55OO101030305 5101040403O3O第六页，共39页。3 3pHpH值值 一般好氧生化处理一般好氧生化处理pHpH值可在之间变化，厌氧生物处理要求较严格，值可在之间变化，厌氧生物处理要求较严格，pHpH值在之间。因此，当排出废水值在之间。因此，当排出废水pHpH值变化较大时，应设置调节池。值变化较大时，应设置调节池。4 4溶解氧溶解氧 好氧微生物在降解有机物的代谢过程中以分子氧作为受氢体，如果好氧微生物在降解有机物的代谢过程中以分子氧作为受氢体，如果分子氧不足，降解过程就会因为没有受氢体而不能进行，微生物的正常分子氧不足，降解过程就会因为没有受氢体而不能进行，微生物的正常生长规律就会受到影响，甚至被破坏。生长规律就会受到影响，甚至被破坏。厌氧微生物对氧气很敏感，当有氧存在时，会形成厌氧微生物对氧气很敏感，当有氧存在时，会形成(xngchng)H2O2(xngchng)H2O2积累，对微生物细胞产生毒害作用，使其无法生长。积累，对微生物细胞产生毒害作用，使其无法生长。第七页，共39页。有毒物质对微生物的毒害作用，主要表现在使细菌细胞有毒物质对微生物的毒害作用，主要表现在使细菌细胞的正常结构遭到破坏以及使菌体内的酶变质，并失去活性。的正常结构遭到破坏以及使菌体内的酶变质，并失去活性。有毒物质可分为：有毒物质可分为：重金属离子（铅、铜、铬、砷、铜、铁、重金属离子（铅、铜、铬、砷、铜、铁、锌等）；锌等）；有机物类有机物类（酚、甲醛（酚、甲醛(ji qun)(ji qun)甲醇、苯、氯苯等甲醇、苯、氯苯等）；）；无机物类（硫化物、氰无机物类（硫化物、氰化钾、氯化钠、硫酸根、硝酸化钾、氯化钠、硫酸根、硝酸根等）。根等）。return 5.有毒物质有毒物质(wzh)第八页，共39页。酶是由活细胞产生的能在生物体内和体外起催化作用的酶是由活细胞产生的能在生物体内和体外起催化作用的个物催化剂。酶有单成分酶和双成分酶之分。单成分酶完全个物催化剂。酶有单成分酶和双成分酶之分。单成分酶完全由蛋白质组成，双成分酶是由蛋白质和活性原子基团由蛋白质组成，双成分酶是由蛋白质和活性原子基团(j(j tun)tun)相结合而成，蛋白质部分为主酶，活性原子基团相结合而成，蛋白质部分为主酶，活性原子基团(j(j tun)tun)一般是非蛋白质部分。此部分若与蛋白质部分结合较紧一般是非蛋白质部分。此部分若与蛋白质部分结合较紧密时，称之为辅基，结合不牢固时，称之为辅酶。密时，称之为辅基，结合不牢固时，称之为辅酶。酶所具有的独特性能：酶所具有的独特性能：催化效率高。催化效率高。专属性。专属性。对环境条件极为敏感。对环境条件极为敏感。第二节第二节 酶及酶反应酶及酶反应(fnyng)(fnyng)一、酶及其特点一、酶及其特点一、酶及其特点一、酶及其特点(tdin)(tdin)(tdin)(tdin)第九页，共39页。二、酶促反应速度二、酶促反应速度二、酶促反应速度二、酶促反应速度(fn yng s d)(fn yng s d)(fn yng s d)(fn yng s d)I.I.单底物、单产物反应单底物、单产物反应II.II.酶酶促促反反应应速速度度一一般般在在规规定定的的反反应应条条件件(tiojin)(tiojin)下下，用用单单位位时时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示间内底物的消耗量和产物的生成量来表示III.III.反反应应速速度度取取其其初初速速度度，即即底底物物的的消消耗耗量量很很小小（一一般般在在55以以内内）时的反应速度时的反应速度IV.IV.底物浓度远远大于酶浓度底物浓度远远大于酶浓度V.V.在其他因素不变的情况下，在其他因素不变的情况下，VI.VI.底物浓度对反应速度的影底物浓度对反应速度的影VII.VII.响呈矩形双曲线关系。响呈矩形双曲线关系。第十页，共39页。当底物当底物(d w)浓度较浓度较低时低时反应速度与底物反应速度与底物(d w)浓度成正比；反应浓度成正比；反应为一级反应。为一级反应。SVVmax第十一页，共39页。随着底物浓度随着底物浓度(nngd)的增高的增高反应速度不再成正比例加速反应速度不再成正比例加速(ji s)；反应；反应为混合级反应。为混合级反应。SVVmax第十二页，共39页。当底物浓度高达一定当底物浓度高达一定(ydng)(ydng)程度程度反应反应(fnyng)(fnyng)速度不再增加，达最大速度；反速度不再增加，达最大速度；反应应(fnyng)(fnyng)为零级反应为零级反应(fnyng)(fnyng)。SVVmax第十三页，共39页。酶促反应分两步进行，首先酶与底物形成中间络合物（中间产酶促反应分两步进行，首先酶与底物形成中间络合物（中间产物），这个物），这个(zh ge)(zh ge)反应是可逆反应，然后结合物再分解为产物和反应是可逆反应，然后结合物再分解为产物和游离态酶。反应过程可用下式表示：游离态酶。反应过程可用下式表示：米氏方程米氏方程(fngchng)米凯利斯和门坦提出了表示整个反应过程米凯利斯和门坦提出了表示整个反应过程(guchng)(guchng)中中底物浓度与酶促反应速度之间的关系式，称为米凯利斯底物浓度与酶促反应速度之间的关系式，称为米凯利斯-门门坦方程式，简称米氏方程，即坦方程式，简称米氏方程，即第十四页，共39页。米米氏氏方方程程(fngchng)的的推推导导令令：将将（4）代入代入（3），则，则：ES生成速度生成速度：，ES分解速度分解速度：即即：则则：(1)经整理得经整理得：由于酶促反应速度由由于酶促反应速度由ES决定，即决定，即，所以所以(2)将将（2）代入代入（1）得得：(3)当酶反应体系处于当酶反应体系处于稳态稳态时时：当当Et=ES时时，(4)所以所以 第十五页，共39页。第十六页，共39页。1 1米氏常数的意义米氏常数的意义 Km Km值是酶的特征常数之一，只与酶的性质有关值是酶的特征常数之一，只与酶的性质有关 如果一种酶有几种底物，则对每一种底物各有一个如果一种酶有几种底物，则对每一种底物各有一个KmKm值值 .同一种酶有几种底物相应同一种酶有几种底物相应(xingyng)(xingyng)有几个有几个KmKm值，其值，其中中KmKm值最小的值最小的 底物称为该酶的最适底物或天然底物。底物称为该酶的最适底物或天然底物。关于关于关于关于(guny)(guny)米氏方程的几点说明米氏方程的几点说明米氏方程的几点说明米氏方程的几点说明第十七页，共39页。LineweaverBurkLineweaverBurk的作图法的作图法 双倒数双倒数(do sh)(do sh)作图法。作图法。1 1 K Km 1 1m 1 1 =+V V V Vmax S max S V Vmaxmax取米氏方程式的倒数取米氏方程式的倒数(d(do o sh)sh)形式：形式：1/Vmax斜率斜率(xil)=Km/Vmax-1/Km2.2.Km m与Vmax的测定的测定第十八页，共39页。三、酶制剂三、酶制剂 对酶制剂用于废水生物处理进行了大量研究，并得以应用。对酶制剂用于废水生物处理进行了大量研究，并得以应用。如日本研究将具有分解氰能力的产减杆菌和无色杆菌制成氰分如日本研究将具有分解氰能力的产减杆菌和无色杆菌制成氰分解酶，使氰分解成氨和碳酸，对处理电镀含氰废水和丙烯腈废解酶，使氰分解成氨和碳酸，对处理电镀含氰废水和丙烯腈废水很有效；利用脂肪酸、蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等混合酶水很有效；利用脂肪酸、蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等混合酶处理生活污水等。目前还正寻找能分解有机汞、多氯联苯、塑处理生活污水等。目前还正寻找能分解有机汞、多氯联苯、塑料和环状有机化合物的酶。料和环状有机化合物的酶。固相酶用于废水处理，主要是将固相酶置于反应器内，作固相酶用于废水处理，主要是将固相酶置于反应器内，作为滤床，让废水通过为滤床，让废水通过(tnggu)(tnggu)滤床，污染物质被滤料上的酶催滤床，污染物质被滤料上的酶催化分解。化分解。Pyrolase 酶第十九页，共39页。四、适应四、适应四、适应四、适应(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)酶酶酶酶 微生物具有变异的特性，即遗传的变异性。人们根据这微生物具有变异的特性，即遗传的变异性。人们根据这一特点，人为一特点，人为(rnwi)(rnwi)地改变微生物的环境条件，使微生物地改变微生物的环境条件，使微生物在受到各种物理、化学等因素的影响后，发生变异，并在机在受到各种物理、化学等因素的影响后，发生变异，并在机体内产生适应新环境的酶，即适应酶。人们就利用这个特性体内产生适应新环境的酶，即适应酶。人们就利用这个特性为生产服务。如活性污泥的培养驯化就是利用了这一特性，为生产服务。如活性污泥的培养驯化就是利用了这一特性，即在活性污泥的培养驯化过程中，不适应废水的微生物逐渐即在活性污泥的培养驯化过程中，不适应废水的微生物逐渐死亡，适应该废水的微生物逐渐增加，并在该种废水的诱发死亡，适应该废水的微生物逐渐增加，并在该种废水的诱发下，在微生物的细胞内产生适应酶。下，在微生物的细胞内产生适应酶。第二十页，共39页。按微生物生长速度不同，生长曲线可划分按微生物生长速度不同，生长曲线可划分(hu fn)(hu fn)为四个生长时为四个生长时期：期：第二节第二节 微生物生长微生物生长(shngzhng)(shngzhng)动力学动力学适应期适应期 对数对数(du sh)期期 稳定期稳定期 衰亡期衰亡期一、微生物的生长规律一、微生物的生长规律第二十一页，共39页。1 1微生物的增长速度微生物的增长速度 Monod Monod 方程描述限制增长营养物的剩余浓度与微生物方程描述限制增长营养物的剩余浓度与微生物比增长率之间的关系为比增长率之间的关系为:式中式中 微生物比增长速度，时间微生物比增长速度，时间-1-1；m m微生物最大比增长速度，时间微生物最大比增长速度，时间-1-1；S S溶液中限制生长的底物浓度，质量溶液中限制生长的底物浓度，质量/容积；容积；Ks Ks饱和饱和(boh)(boh)常数。即当常数。即当=m/2=m/2时的底时的底物浓度，物浓度，故又称半速度常数，质量故又称半速度常数，质量/容积。容积。二、微生物生长二、微生物生长(shngzhng)(shngzhng)动动力学力学第二十二页，共39页。2 2微生物生长微生物生长(shngzhng)(shngzhng)与底物利用速度与底物利用速度 微生物的增长速度与底物的降解速度有一个比例关系：微生物的增长速度与底物的降解速度有一个比例关系：式中：式中：YY微生物产率系数；微生物产率系数；微生物总增长速度；微生物总增长速度；底物利用速度；底物利用速度；q q比底物利用速度。比底物利用速度。将式（将式（12121212）代入式（）代入式（12121313），可得），可得 式中式中qmaxqmax为最大比底物利用速度。为最大比底物利用速度。第二十三页，共39页。第四节第四节 废水废水(fishu)(fishu)的可生化性的可生化性一、废水一、废水一、废水一、废水(fishu)(fishu)(fishu)(fishu)可生化性可生化性可生化性可生化性 脂肪烃或正烷烃较芳香烃或环烷烃易降解；脂肪烃或正烷烃较芳香烃或环烷烃易降解；不饱和脂肪族化合物较易降解。不饱和脂肪族化合物较易降解。直链的中长链烃的降解比短链烃易。直链的中长链烃的降解比短链烃易。烷烃中丙烷以上烷烃中丙烷以上(yshng)的碳化合物，随着的碳化合物，随着碳原子数量的增多降解越容易。碳原子数量的增多降解越容易。不溶性物质，如矿物油类，抗降解能力大。不溶性物质，如矿物油类，抗降解能力大。化合物的分子大小与可降解性有关，聚合物化合物的分子大小与可降解性有关，聚合物和复合物具有较大的抗降解能力，酶分子不和复合物具有较大的抗降解能力，酶分子不能接近和破坏它们的内部结构。能接近和破坏它们的内部结构。第二十四页，共39页。有机化合物异构作用有机化合物异构作用(zuyng)(zuyng)对可降解性有影响，化合物所对可降解性有影响，化合物所含置换集团的性质、数量和位置影响着可降解性。含置换集团的性质、数量和位置影响着可降解性。当化合物主链上有非碳元素时，降解十分困难。当化合物主链上有非碳元素时，降解十分困难。酚类是易于降解的，酮类介于醛、醇之间，但丁烯酮降解困难。酚类是易于降解的，酮类介于醛、醇之间，但丁烯酮降解困难。以酚为代表的决大部分有机物低浓度时可以降解但在高浓度以酚为代表的决大部分有机物低浓度时可以降解但在高浓度时毒性大将抑制微生物的生命活动。时毒性大将抑制微生物的生命活动。废水中污染物混合后若出现聚合，复合等现象将加大其抗降解废水中污染物混合后若出现聚合，复合等现象将加大其抗降解能力。有毒物质之间的混合也会增大毒性作用能力。有毒物质之间的混合也会增大毒性作用(zuyng)(zuyng)。自然界中原有物质较易降解，人工合成物质则较难。自然界中原有物质较易降解，人工合成物质则较难。第二十五页，共39页。用BOD5COD值评价废水(fishu)的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法。在一般情况下，BOD5COD值愈大，说明废水(fishu)可生物处理性愈好。表12-5中所列数据评价废水(fishu)的可生化性。二、废水可生化性的评价二、废水可生化性的评价二、废水可生化性的评价二、废水可生化性的评价(pngji)(pngji)(pngji)(pngji)方法方法方法方法1 1、BOD5COD值法表表表表12-5 12-5 12-5 12-5 废水可生化性评价参考废水可生化性评价参考废水可生化性评价参考废水可生化性评价参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)数据数据数据数据第二十六页，共39页。第二十七页，共39页。以以TODTOD代表废水中的总有机物含量代表废水中的总有机物含量(hnling)(hnling)要比要比CODCOD准准确，即用确，即用BOD5/TODBOD5/TOD值来评价废水的可生化性能得到更好的相值来评价废水的可生化性能得到更好的相关性。关性。2 2、BODBOD5 5/TOD/TOD值法值法第二十八页，共39页。表表表表12-6 12-6 12-6 12-6 废水可生化性评价废水可生化性评价废水可生化性评价废水可生化性评价(pngji)(pngji)(pngji)(pngji)参考数据参考数据参考数据参考数据第二十九页，共39页。测定逐日测定逐日(zhr)BOD5(zhr)BOD5和和TODTOD，再以，再以BOD5/TODBOD5/TOD值与测定时间值与测定时间t t作图作图 第三十页，共39页。3 3、耗氧速率、耗氧速率(sl)(sl)法法 a a为内源呼吸线，若废水中有机污染物的耗氧为内源呼吸线，若废水中有机污染物的耗氧曲线与内源呼吸线重合时，说明有机污染物不能被曲线与内源呼吸线重合时，说明有机污染物不能被微生物所分解，但对微生物也无抑制作用。微生物所分解，但对微生物也无抑制作用。b b为可降解有机污染物的耗氧曲线，此曲线应为可降解有机污染物的耗氧曲线，此曲线应始终在内源呼吸线的上方。起始始终在内源呼吸线的上方。起始(q sh)(q sh)时，微生时，微生物代谢速度快，耗氧速度也大，随着有机物浓度的物代谢速度快，耗氧速度也大，随着有机物浓度的减小，耗氧速度下降，耗氧曲线与内源呼吸线平行。减小，耗氧速度下降，耗氧曲线与内源呼吸线平行。c c为对微生物有抑制作用的有机污染物的耗氧为对微生物有抑制作用的有机污染物的耗氧曲线。曲线。第三十一页，共39页。oa类曲线 相应的有机污染物不能被微生物分解，对微生物的活性亦无抑制作用。ob类曲线 相应的有机污染物是可生物降解的物质。o c类曲线 相应的有机污染物在一定浓度范围内可以(ky)生物降解，超过这一浓度范围时。则对微生物产生抑制作用。od类曲线 相应的有机污染物不可生物降解，且对微生物具有毒害抑制作用。一些重金属离子也有与此相同的作用。第三十二页，共39页。(1)(1)摇床试验摇床试验在培养瓶中加入驯化活性污泥、待测物质及无机营养盐溶在培养瓶中加入驯化活性污泥、待测物质及无机营养盐溶液，在摇床上振摇，培养瓶中的混合液在摇床振荡过程中不断液，在摇床上振摇，培养瓶中的混合液在摇床振荡过程中不断更新液面，使大气中的氧不断溶解于混合液中，以供微生物代更新液面，使大气中的氧不断溶解于混合液中，以供微生物代谢有机物之用，经过谢有机物之用，经过(jnggu)(jnggu)一定时间后，对混合液进行过滤一定时间后，对混合液进行过滤或离心分离，然后测定清液的或离心分离，然后测定清液的CODCOD或或BODBOD，以考察待测物质去除，以考察待测物质去除效果。效果。(2)(2)模型试验模型试验 指采用生化处理的模型装置考察废水的可生化性。模型装指采用生化处理的模型装置考察废水的可生化性。模型装置通常可分为间歇流和连续流反应器两种。置通常可分为间歇流和连续流反应器两种。4 4、摇床试验、摇床试验(shyn)(shyn)与模型试验与模型试验(shyn)(shyn)第三十三页，共39页。第五节第五节 废水废水(fishu)(fishu)生化处理方生化处理方法总论法总论生化处理方法生化处理方法(fngf)(fngf)主要可分为好氧处理和厌氧处理两种类主要可分为好氧处理和厌氧处理两种类型。型。一、生化处理方法一、生化处理方法一、生化处理方法一、生化处理方法(fngf)(fngf)(fngf)(fngf)分类分类分类分类第三十四页，共39页。起作用的微生物不同。好氧处理是由好氧微生物和兼性微生物起起作用的微生物不同。好氧处理是由好氧微生物和兼性微生物起作用；而厌氧处理是厌氧菌和兼性菌起作用。作用；而厌氧处理是厌氧菌和兼性菌起作用。产物不同。好氧处理中有机物被转化产物不同。好氧处理中有机物被转化(zhunhu)(zhunhu)为为CO2CO2、H2OH2O、NH3NH3或或NO2-NO2-、SO42-SO42-等。厌氧处理中有机物被转化等。厌氧处理中有机物被转化(zhunhu)(zhunhu)为为CH4CH4、NH3NH3等。等。反应速率不同。好氧处理有机物转化反应速率不同。好氧处理有机物转化(zhunhu)(zhunhu)速率快，处理设速率快，处理设备内停留时间短、设备体积小。厌氧处理有机物转化备内停留时间短、设备体积小。厌氧处理有机物转化(zhunhu)(zhunhu)速率慢，需要时间长，设备体积庞大。速率慢，需要时间长，设备体积庞大。对环境要求条件不同。好氧处理要求充分供氧。厌氧处理要求绝对环境要求条件不同。好氧处理要求充分供氧。厌氧处理要求绝对厌氧的环境，对环境条件要求甚严。对厌氧的环境，对环境条件要求甚严。好氧处理好氧处理(chl)(chl)与厌氧处理与厌氧处理(chl)(chl)的主要区别的主要区别第三十五页，共39页。(1)(1)活性污泥法的发展沿革活性污泥法的发展沿革 活性污泥法于活性污泥法于19141914年首先在英国被应用。近二十多年来，年首先在英国被应用。近二十多年来，随着对其生物反应和净化机理的广泛深入的研究，以及该法在随着对其生物反应和净化机理的广泛深入的研究，以及该法在生产应用技术上的不断改进和完善。使它得到了迅速发展，相生产应用技术上的不断改进和完善。使它得到了迅速发展，相继出现了多种工艺流程和工艺方法，使得该法的应用范围逐渐继出现了多种工艺流程和工艺方法，使得该法的应用范围逐渐扩大，处理效果不断提高，工艺设计和运行管理更加科学化。扩大，处理效果不断提高，工艺设计和运行管理更加科学化。目前目前(mqin)(mqin)，活性污泥法已成为城市污水、有机工业废水的，活性污泥法已成为城市污水、有机工业废水的有效处理方法和污水生物处理的主流方法。有效处理方法和污水生物处理的主流方法。二、生化处理方法二、生化处理方法(fngf)(fngf)的发展沿革的发展沿革1 1好氧生化法的发展好氧生化法的发展(fzhn)(fzhn)沿革沿革第三十六页，共39页。(2)(2)生物生物(shngw)(shngw)膜法的发展沿革膜法的发展沿革 第一个生物第一个生物(shngw)(shngw)膜法处理设施膜法处理设施18931893年在英国试验成功，年在英国试验成功，19001900年后开始付诸污水处理实践，并迅速欧美得到广泛应用。年后开始付诸污水处理实践，并迅速欧美得到广泛应用。5050年代，年代，在德国建造了塔式生物在德国建造了塔式生物(shngw)(shngw)滤池，这种滤池高度大，具有通风滤池，这种滤池高度大，具有通风良好、净化效能高、占地面积小等优点。良好、净化效能高、占地面积小等优点。生物生物(shngw)(shngw)转盘出现于转盘出现于6060年代。由于它净化功能好、效果稳年代。由于它净化功能好、效果稳定、能耗低，因此在国际上得到了广泛应用。定、能耗低，因此在国际上得到了广泛应用。7070年代初期出现了生物年代初期出现了生物(shngw)(shngw)流化床具有流化床具有BODBOD容积负荷大、处理效率高、占地面积小、投容积负荷大、处理效率高、占地面积小、投资省等特点，生物资省等特点，生物(shngw)(shngw)活性炭法是近年来发展起来的，已在世活性炭法是近年来发展起来的，已在世界上许多国家采用。近年来出现的生物界上许多国家采用。近年来出现的生物(shngw)(shngw)接触氧化法、投料接触氧化法、投料活性污泥法，均是兼有活性污泥法和生物活性污泥法，均是兼有活性污泥法和生物(shngw)(shngw)膜法特点的生物膜法特点的生物(shngw)(shngw)处理法。处理法。第三十七页，共39页。厌氧生物处理法，是在无氧的条件下由兼性厌氧菌和厌氧生物处理法，是在无氧的条件下由兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机污染物的处理方法，该法的应用已专性厌氧菌来降解有机污染物的处理方法，该法的应用已有一百多年历史。有一百多年历史。从从7070年代起，其理论研究和实际应用都取得了很大的年代起，其理论研究和实际应用都取得了很大的进展。近年来，一些新的厌氧处理工艺或设备，如上流式进展。近年来，一些新的厌氧处理工艺或设备，如上流式厌氧污泥床、上流式厌氧滤池、厌氧接触法、厌氧流化床厌氧污泥床、上流式厌氧滤池、厌氧接触法、厌氧流化床及两相厌氧消化工艺等相继出现及两相厌氧消化工艺等相继出现(chxin)(chxin)，使厌氧生物处，使厌氧生物处理法所具有的能耗小并可回收能源，剩余污泥量少，生成理法所具有的能耗小并可回收能源，剩余污泥量少，生成的污泥稳定，易处理，对高浓度有机污水处理效率高等优的污泥稳定，易处理，对高浓度有机污水处理效率高等优点，得到充分地体现。点，得到充分地体现。2 2厌氧生化法的发展厌氧生化法的发展(fzhn)(fzhn)沿革沿革第三十八页，共39页。60 60年代以来年代以来(yli),(yli),生物脱氮除磷工艺受到重视，先生物脱氮除磷工艺受到重视，先后开发了厌氧后开发了厌氧-好氧好氧(A1-O)(A1-O)和缺氧和缺氧-好氧好氧(A2-O)(A2-O)组合工艺，组合工艺，在去除有机物的同时，前者可去除废水中的磷，后者可脱在去除有机物的同时，前者可去除废水中的磷，后者可脱除废水中的氮。继而又将上述两工艺优化组合，构成可以除废水中的氮。继而又将上述两工艺优化组合，构成可以同时脱氮除磷并处理有机物的同时脱氮除磷并处理有机物的A1-A2-OA1-A2-O流程流程(或称或称A2/O)A2/O)。3 3好氧法与厌氧法的组合好氧法与厌氧法的组合(zh)(zh)工艺工艺第三十九页，共39页。