当代水处理技术41废水生物处理技术的发展课件.ppt

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1、第4章水处理的生物化学处理技术4.1废水生物处理技术的发展与前景一、概述1、几个第一世界上公认的第一座生物反应器：法国人发明的Moris池（封闭的地下水池，利用微生物在厌氧下进行工作），也是第一座厌氧池；世界上第一座生物滤池：英国人1893年首次采用；世界上第一座活性污泥法处理池：英国人1914年首次采用；2、生物处理技术在世界发达国家的应用美国：18000座，其中84%为二级生物处理厂；英国：3000座，几乎100%为二级生物处理厂；日本：城市污水处理厂703座，村镇污水处理厂2000座，二级生物处理厂和三级污水处理厂99%；瑞典：1540座，91%为生物污水处理厂。二、废

2、水生物处理技术的原理及其功能分析1、生物法处理的定义利用微生物自身新陈代谢的生理功能，并采取一定的人工技术措施，创造有利于微生物生长、繁殖的良好环境，加速微生物的增殖及其新陈代谢生理功能，从而使污水中的有机性污染物质得以降解、去除的污水处理技术。2、生物法处理的基本要素（1）作用者：微生物（以细菌为主）－好氧菌、兼性菌、厌氧菌（2）作用对象：大多数情况下为废水中可生化降解的有机污染物，个别情况下为无机物（氨、硝酸盐等）。（3）环境条件：废水中的溶解氧、pH、温度、有机物浓度、有毒有害物等。3、处理系统中生物转化的双基质模型慢速可降解有机物快速可降解有机物生物量水解惰性物质生物

3、生长衰减■水解过程■微生物生长过程：●异养菌的好氧生长●异养菌的缺氧生长●异养菌的厌氧生长●自养菌的好氧生长■衰减过程4、生物处理系统中的选择作用活性污泥中可能的微生物死于饥饿活性污泥微生物流失好氧？利用一级基质？沉淀与絮凝特性？死亡是否利用二级基质？是否否在污水温度下生存？增长速率足够高？因冷/热死亡流失否否否是是是是活性污泥系统中的选择作用（适者生存原则）5、生化处理的基本类型（1）根据微生物新陈代谢对溶解氧需求的不同划分1）好氧生物处理：水中存在溶解氧的条件下（即水中存在分子氧）进行的生物处理过程。2）无氧生物处理：水中无分子氧存在，但存在如硝酸盐等化合态氧的条件下进行

4、的生物处理过程。3）厌氧生物处理：水中即无分子氧存在又无化合态氧存在的条件下进行的生物处理过程。（2）根据生物处理工艺划分1）悬浮生长工艺：通过适当的搅拌作用使承担处理作用的微生物悬浮在液体中。2）附着生长工艺：承担处理作用的微生物附着生长在一种惰性填料上。6、微生物的新陈代谢和呼吸类型（1）微生物的新陈代谢新陈代谢=分解代谢+合成代谢（2）微生物的能量代谢微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能（即分解代谢过程）。根据与氧气的关系分为好氧呼吸和厌氧呼吸。（3）微生物的呼吸1）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

5、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+6O2－6CO2+6H2O+2817.3kJC11H29O7N+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+2O2－H2SO4+能量NH4++2O2－NO3－+2H++H2O+能量2）厌氧呼吸厌氧呼吸是在无分子氧的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。①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（有机物）。C6H12O6——2CH3COCOO

6、H+4H2CH3COCOOH——2CO2+2CH3CHO4H+2CH3CHO——2CH3CH2OH总反应式：C6H12O6——2CH3CH2OH+2CO2+92.0kJ②无氧呼吸：是指以无机氧化物，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——6CO2+24H24H+4NO3-——2N2+12H2O总反应式：C6H12O6+4NO3-——6CO2+6H2O+2N2+1755.6kJ三种呼吸方式获得的能量水平比较呼吸方式受氢体化学反应式好氧呼吸分子氧C6H12O6+6O2——6CO2+6H2O+28

7、17.3kJ无氧呼吸无机物C6H12O6+4NO3-——6CO2+6H2O+2N2+1755.6kJ发酵有机物C6H12O6——2CH3CH2OH+2CO2+92.0kJ三、污水的好氧生物处理结论：当废水中营养物质充足，即微生物既能获得足够的能量，又能大量合成新的原生质时，微生物就不断增长；当废水中营养缺乏时，微生物只能依靠分解细胞内贮藏的物质，甚至把原生质也当成营养物质利用，以获得生命活动所需的最低限度的能量。这种情况下，微生物无论重量还是数量都是不断减少的。四、污水的厌氧生物处理厌氧的基本过程：水解