水二第2章水处理工程=清华大学.pdf

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1、第二章废水生物处理基本原理本章内容2.1废水好氧生物处理原理2.2废水可生化性原理及其判别2.3废水厌氧生物处理原理————————————————2.4废水生物脱氮原理2.5废水生物除磷原理2.1废水好氧生物处理原理2112.1.1好氧生物处理的基本生物过程2122.1.2影响好氧生物处理的主要因素第二章32.1“好氧aerobic”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O）的存在下，才能进行正常的生2理生化反应；——主要包括大部分微生物、动物以及人类；“厌氧anaerobic”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物；——主要有厌氧细菌、酵母菌等

2、第二章42.1.1好氧生物处理的基本生物过程分解反应（氧化反应、异化代谢、分解代谢）CHONS+OCO+HO+NH+SO2-++能量22234(有机物)合成反应（合成代谢、同化作用）C、H、O、N、S+能量CHNO572内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）CHNO+OCO+HO+NH+SO2-++能量57222234其它各类微生物细胞物质的实验分子式分别是：细菌：CHNO；真菌：CHNO；藻类：CHNO；57216176582原生动物：CHNO；CHONP；CHONPS7143608723125720.060.1第二章52.1.1废水好氧生物处理中异养微生物的

3、代谢途径无机代谢产物少量能量代谢产物＋能量O(CO2、H2O、NH3、SO42-…)244%分解代谢污水中的可+异养微生降解有机物物56%合成代谢内源呼吸产物+能量～80%(CO2、H2O、NH3、SO42-…)内源呼吸新细胞物质（C5H7NO2）～20%内源呼吸残留物O2净增细胞物质剩余污泥第二章62.1.1分解与合成的定量关系3CHO8O2NH2CHNO8CO14HO61262357222计算产率系数Y：0391gCells/gCOD0.391gCells/gCOD计算需氧量：0.443gO/gCOD2第二章72.1.1废水好氧生物处理中自养微生物的

4、代谢途径无机代谢产物少量能量代谢产物+能量O（N02、NO3、SO42、Fe3+…）2污水中的无机污染物氧化(NH3、NO2、H2S、Fe2+…)+自养菌合成内源呼吸产物+能量（CO2、H2O、NH3、SO42…）CO内源呼吸2新的细胞物质（C5H7NO2）内源呼吸残留物O2净增细胞物质剩余污泥第二章82.1.1分解与合成的相互关系：1）二者相互依赖，不可分：a）分解过程为合成提供能量和前体物，而合成则给分解提供物质基础；b）分解过程是一个产能过程，合成过程则是一个耗能过程。能量ATP分解ATPADP+Pi分解代谢能量ATPADP+PiADP+Pi能量合成2

5、)对废水中有机物的去除，二者都有重要贡献；3）合成量的大小，对于后续污泥的处理有直接影响（污泥的处理费用是城市污水处理厂的总费用的重要组成）。第二章92.1.1不同形式的有机物被生物降解的历程也不同一方面：结构简单、小分子、可溶性物质，直接进入细胞壁；结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物，再进入细胞内。另一方面：有机物的化学结构不同，其降解过程也会不同：如：糖类…脂类…TCA循环蛋白质…第二章102.1.2影响好氧生物处理的主要因素1、溶解氧（DO）：约1~2mg/L2、水温：是重要因素之一在一定

6、范围内，随着温度的升高，反应、增殖速率加快；一般，温度每升高10℃，反应速率会增高1倍细胞内的如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或突降并超过一定限度时，会有不可逆的破坏；最适宜温度1530℃；40℃或10℃后，会有不利影响第二章112.1.2温度与细菌生物活性之间的关系高温带相对活中温带性好氧细菌厌氧细菌厌氧细菌温度（C）注：图中的纵标为相对活性，以25C为基准第二章122.1.23、营养物质：细胞组成中，C、H、O、N约占90%97%，其余3%10%为无机营养元素，其中主要的有S、P等；生活污水一般不需再投加营养物质；某些工业废水需要投加营养

7、物质：好氧生物处理，应按BODNP=100P=10051投加N和P5厌氧生物处理，应按CODNP=40051投加N和PCOD:NPN:P约为35051350:5:1或CNPC:N:P＝13051130:5:1BD其它无机营养元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量金属元素：Fe、Co、Ni、Mo等；第二章132.1.24、pH值：一般好氧微生物的最适宜pH在6.58.5之间；pH4.5时，真菌将占优势，引起污泥膨胀；另一方面，微生物的活动也会影响混合液的pH值。5、有毒物质（抑制物质）重金属：蛋白质的沉淀剂（变性；与-S