第十一章---废水生物处理的基

第十一章第十一章废水生物处理的基废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础本概念和生化反应动力学基础河北工业大学河北工业大学郭振华郭振华第一节废水的好氧生物处理和厌氧生物处理第一节废水的好氧生物处理和厌氧生物处理一、微生物的呼吸类型一、微生物的呼吸类型概述：概述：1）微生物微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能。的呼吸指微生物获取能量的生理功能。2）分类：分类：好氧呼吸和厌氧呼吸。好氧呼吸和厌氧呼吸。3）呼吸作用呼吸作用是生物氧化和还原的过程，存在着电子、原子转移，是生物氧化和还原的过程，存在着电子、原子转移，而在有机物的分解和合成过程中，都有氢原子的转移，因此，呼而在有机物的分解和合成过程中，都有氢原子的转移，因此，呼吸作用可按吸作用可按受氢体受氢体的不同来划分。的不同来划分。1.1.好氧呼吸好氧呼吸（1）定义：定义：好氧呼吸是在有分子氧好氧呼吸是在有分子氧(O(O2)参与的生物氧化，反应参与的生物氧化，反应的最终受氢体是分子氧。的最终受氢体是分子氧。（2）过程：过程：好氧呼吸是营养物质进人好氧微生物细胞后，通过好氧呼吸是营养物质进人好氧微生物细胞后，通过一系列一系列氧化还原反应获得能量的过程氧化还原反应获得能量的过程。【首先底物中的氢被脱氢首先底物中的氢被脱氢酶活化，并从底物中脱出交给辅酶酶活化，并从底物中脱出交给辅酶(递氢体递氢体)，同时放出电子，氧，同时放出电子，氧化酶利用底物放出的电子激活游离氧，活化氧和从底物中脱出的化酶利用底物放出的电子激活游离氧，活化氧和从底物中脱出的氢结合成水。因此，好氧呼吸过程实质上是脱氢和氧活化相结合氢结合成水。因此，好氧呼吸过程实质上是脱氢和氧活化相结合的过程。在这过程中，同时放出能量。的过程。在这过程中，同时放出能量。】（3）分类：分类：依好氧微生物的类型不同，被其氧化的底物不同，依好氧微生物的类型不同，被其氧化的底物不同，氧化产物也不同。好氧呼吸分为：氧化产物也不同。好氧呼吸分为：异氧型和自养型微生物异氧型和自养型微生物。①异养型微生物异养型微生物异氧型微生物以有机物为底物异氧型微生物以有机物为底物(电子供体电子供体)，其终点产物为二，其终点产物为二氧化碳、氨和水等无机物，同时放出能量。氧化碳、氨和水等无机物，同时放出能量。有机废水的好氧生物有机废水的好氧生物处理，如活性污泥法、生物膜法、污泥的好氧消化等都属于这种处理，如活性污泥法、生物膜法、污泥的好氧消化等都属于这种类型的呼吸。类型的呼吸。②自养型微生物自养型微生物自养型微生物以无机物为底物自养型微生物以无机物为底物(电子供体电子供体)，其终点产物也是，其终点产物也是无机物，同时放出能量。无机物，同时放出能量。【大型合流污水沟道和污水沟道存在第一式所示的生化反应，大型合流污水沟道和污水沟道存在第一式所示的生化反应，是引起沟道顶部腐蚀的原因；第二式为生物脱氮工艺中的生物硝是引起沟道顶部腐蚀的原因；第二式为生物脱氮工艺中的生物硝化过程。化过程。】特点特点：底物被底物被氧化得比较彻底，获得的能量也较多氧化得比较彻底，获得的能量也较多。2．厌氧呼吸．厌氧呼吸（1）定义定义：厌氧呼吸是在无分子氧：厌氧呼吸是在无分子氧(O(O2)的情况下进行的生物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。化。厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。（2）过程过程：在呼吸过程中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物在呼吸过程中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中脱下来的氢经辅酶传递给除氧以外的有机物或无机物，使其还中脱下来的氢经辅酶传递给除氧以外的有机物或无机物，使其还原。原。因此，因此，厌氧呼吸的受氢体不是分子氧厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，。在厌氧呼吸过程中，底物氧化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物氧化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故底物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放能量释放能量较少较少。如有机污泥的厌氧消化过程中产生的甲烷，是含有相当能。如有机污泥的厌氧消化过程中产生的甲烷，是含有相当能量的可燃气体。量的可燃气体。（3）分类分类：厌氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分厌氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为发酵和无氧呼吸发酵和无氧呼吸。①发酵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（有机物氢体无需外加，就是供氢体的分解产物（有机物)。这种生物氧化作用不彻底，最终形成的还原性产物，是比原这种生物氧化作用不彻底，最终形成的还原性产物，是比原来底物简单的有机物，在反应过程中，来底物简单的有机物，在反应过程中，释放