水污染控制课件第十一章 污水生物处理基本概念和生化反应动力学基础12

1、一、微生物的新陈代谢,（一）发酵,指供氢体和受氢体都是有机化合物的生物氧化作用，最终受氢体无需外加，就是供氢体的分解产物（中间产物）。 C6H12O6 2CH3COCOOH + 4H 2 CH3COCOOH 2 CO2 + 2CH3CHO 4H + 2CH3CHO 2CH3CH2OH 总反应式： C6H12O6 2CH3CH2OH + 2 CO2 + 92.0kJ,一、微生物的新陈代谢,（二）好氧呼吸 好氧呼吸是在有分子氧（O2）参与的生物氧化，反应的最终受氢体是分子氧。 异氧型微生物 以有机物为底物（电子供体），终点产物为二氧化碳、氨和水等，同时放出能量。 C6H12O6 + 6O2-6CO

2、2 + 6H2O + 2817.3kJ C11H29O7N + 14O2 + H+11CO2 + 13H2O + NH4+ + 能量 自养型微生物 以无机物为底物，终点产物也是无机物，同时放出能量。H2S + 2O2H2SO4 + 能量 NH4+ +2O2NO3 +2H+ +H2O + 能量,一、微生物的新陈代谢,（三）缺氧呼吸 是指在无分子氧但有化合态氧的情况下，以无机氧化物，如NO3-, NO2-, SO42-, S2O32-, CO2等代替分子氧，作为最终受氢体的生物氧化作用。 C6H12O6 + 6H2O 6 CO2 + 24 H 24 H + 4 NO3- 2N2 + 12 H2O

3、总反应式： C6H12O6 + 4 NO3-6 CO2 + 6H2O + 2N2 + 1755.6 kJ,好氧反应速度较快，反应时间较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD5小于500mg/L的有机废水，基本采用好氧生物处理。 由于厌氧生物处理不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量（CH4）等优点。其主要缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。此外，需维持较高的反应温度，就要消耗能源。对于有机污泥和高浓度有机废水（一般BOD52000mg/L）可采用厌氧处理法。,好氧生物处理与厌氧生物处理的比较：

4、,四、脱N除P基础理论,（一）生物脱氮 氨化 硝化 反硝化,厌氧放磷：在厌氧状态下，兼性菌将溶解性有机物转化成VFA；活性污泥中的聚磷菌(PAOs) 将体内积聚的聚磷分解，分解产生的能量部分供聚磷菌生存。另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为PHB（聚羟基丁酸）的形态储藏于体内。聚磷分解形成的无机磷释放回污水中，这就是厌氧放磷。,好氧吸磷：进入好（缺）氧状态后，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌增殖，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷。 由于活性污泥在运行中不断增殖，为了系统的稳定运行，必须从系统中排除和增殖量相当的活性污泥，也就是剩余污泥。剩余污泥中包含过量吸收磷的聚磷菌，也就是从污水中去除的含磷物质。 (正常细胞含磷13，聚磷菌吸磷量可达12),11.2 微生物的生长规律和生长环境,一、微生物的生长规律 1、停滞期 2、对数期 3、静止期 4、衰老期,二、莫诺特（ Monod ）方程,1942年，现代细胞生长动力学奠基人Monod提出，在微生物生长曲线的对数期和平衡期，细胞的比生长速率与限制性底物浓度的关系可用下式表示：, 微生物