第四章废水生物处理的基本概念

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 废水生物处理的基本概念,主要内容,好氧、无氧、厌氧生物处理,莫诺特方程,废水生物处理工程的基本数学模式,4.1 废水的好氧与厌氧生物处理,微生物的呼吸类型依据,电子受氢体,不同分为,好氧呼吸和厌氧呼吸,：,好氧呼吸是在分子氧参与下的生物氧化，反应的最终受氢体是,分子氧,，包括脱,氢和氧化,两个过程。底物（营养物质）进入微生物细胞后，其中的氢被脱氢酶活化、脱出传递给辅酶（递氢体），同时放出电子，氧化酶利用放出的电子激活游离氧，活化氧和底物中脱出的氢结合形成水。,厌氧呼吸是在无分子氧的情况下进行的生物氧化，,只有脱氢过程，没有氧化过程,，氢受体不是氧分子，而是一些简单的,有机物或无机物,。,好氧呼吸,异养型微生物，以,有机物为底物,（供氢体），氧气为受氢体，终点产物为二氧化碳、铵和水等无机物，同时放出能量，如下式：,C,6,H,12,O,6,+6O,2,6CO,2,+6H,2,O+能量(2817.3kJ),C,11,H,29,O,7,N+14O,2,+H,11CO,2,+13H,2,O+NH,4,+,+能量,自养型微生物，以,无机物为底物,（供氢体），氧气为受氢体，终点产物也是无机物，同时放出能量，如下式：,NH,4,+,+2O,2,NO,3,-,+2H,+,+H,2,O+能量,厌氧呼吸,发酵,：指,供氢体,和,受氢体,都是,有机物,的生物氧化作用，最终受氢体无需外加，就是供氢体的分解产物，这种生物氧化作用不彻底，释放的能量较少，如葡萄糖发酵为乙醇,无氧呼吸,：,供氢体,是,有机物，无机氧化物,代替分子氧作为,受氢体,，如NO,-,3,NO,-,2,SO,4,2-,CO,2,作为最终氢受体的生物氧化作用，如在反硝化作用中，受氢体为NO,-,2,C,6,H,12,O,6,2CH,3,CH,2,OH+2CO,2,+能量(92.0kJ),C,6,H,12,O,6,+4 NO,-,3,6CO,2,+6H,2,O+2N,2,+能量(1755.6kJ),废水的好氧处理,好氧生物处理,是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。,好氧生物处理反应速度快，时间短，处理构筑物容积小，适宜于处理中低浓度的有机废水（BOD,5,2000mg/L）。,厌氧生物处理,是在没有氧（分子氧）的条件下，兼性细菌和厌氧细菌降解和稳定有机物的处理方法。,4.2 莫诺特(Monod)方程,微生物增长速度和微生物本身的浓度、底物之间的关系,4.2 莫诺特(Monod)方程,可用莫诺特(Monod)方程反映：,S,:限制微生物增长的底物浓度,：微生物的比增长速率，单位生物量的增长速度,max,:最大比增长速率,X:,微生物的浓度,K,S,：饱和常数,K,s,，,max,的求解，双倒数法：,4.3 废水生物处理工程的基本数学模式,推导污水生物处理工程的数学模式的几点假定,：,整个处理系统处于稳定状态，即反应器中的微生物浓度和底物浓度不随时间变化，维持一个常数,反应器中的物质按完全混合及均匀分布的情况考虑，即反应器中的微生物浓度和底物浓度不随位置变化，维持一个常数,整个反应过程中，氧的供应是充分的（对于好氧处理）,微生物增长与底物降解的基本关系式,d,X,/dt:微生物净增长速度,d,S,/dt:底物利用速度,Y:,产率,系数,K,d,:,内源呼吸,系数,X,:反应器中微生物浓度,污水生物处理法的分类,生物处理法,天然半天然生物处理,人工强化生物处理,生物稳定塘,土地处理系统,好氧生物处理,厌氧生物处理,活性污泥法,生物膜法,传统厌氧消化,现代高速厌氧反应器,本章重点掌握的知识点,生物处理基本类型及机理,Monod方程的意义及求解,废水好氧生物处理中有机物的迁移转化,内源呼吸产物 +能量,(CO,2,、H,2,O、NH,3,、SO,4,2-,),污水中的可,降解有机物,新细胞物质,（C,5,H,7,NO,2,）,代谢产物,(CO,2,、H,2,O、NH,3,、SO,4,2-,),(1/3),分解代谢,(2/3),合成代谢,+异养微生物,O,2,能量,净增细胞物质,内源呼吸,80%,20%,内源呼吸残留物,O,2,无机代谢产物,少量能量,剩余污泥,