第四章废水生物处理的基本概念

1、第四章第四章 废水生物处理的基本概念废水生物处理的基本概念主要内容n好氧 、无氧 、厌氧生物处理n莫诺特方程n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电子受氢体不同分为好氧好氧呼吸和厌氧呼吸呼吸和厌氧呼吸：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分子氧，包括脱氢和氧化氢和氧化两个过程。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，只只有脱氢过程，没有氧化过程有脱氢

2、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有机物或无机物。好氧呼吸异养型微生物，以有机物为底物有机物为底物（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：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量(2817.3kJ)C11H29O7N+14O2+H11CO2+13H2O+NH4+能量自养型微生物，以无机物为底物无机物为底物（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：NH4+2O2NO3- +2H+H2O+能量厌氧呼吸发酵发酵：指供氢体供氢体和受氢体受氢体都是有机物有机物的生物氧化作用，最终受氢体无需外加，就

3、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无氧呼吸：供氢体供氢体是有机物，无机氧化物有机物，无机氧化物代替分子氧作为受受氢体氢体，如NO-3,NO-2,SO42-,CO2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-2C6H12O62CH3CH2OH + 2CO2 + 能量(92.0kJ)C6H12O6 + 4 NO-36CO2 + 6H2O+2N2+能量(1755.6kJ)废水的好氧处理好氧生物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

4、筑物容积小，适宜于处理中低浓度的有机废水（BOD52000mg/L）。 厌氧生物处理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 SSKmaxS: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KS：饱和常数1/tdtdXXKs，max的求解，双倒数法：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：

5、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XdSXKdtdYdtddX/dt:微生物净增长速度dS/dt:底物利用速度Y:产率系数Kd: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污水生物处理法的分类生物处理法生物处理法天然半天然生天然半天然生物处理物处理人工强化生物人工强化生物处理处理生物稳定塘生物稳定塘土地处理系统土地处理系统好氧生物处理好氧生物处理厌氧生物处理厌氧生物处理活性污泥法活性污泥法生物膜法生物膜法传统厌氧消化传统厌氧消化现代高速厌氧反应器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废水好氧生物处理中有机物的迁移转化内源呼吸产物内源呼吸产物 + 能量能量(CO2、H2O、NH3、SO42-)污水中的可污水中的可降解有机物降解有机物新细胞物质新细胞物质（C5H7NO2）代谢产物代谢产物 (CO2、H2O、NH3、SO42-)(1/3)分解代谢分解代谢(2/3)合成代谢合