好氧生物处理 (1)

废水生物处理原理与工艺第二讲第1页第二讲异氧微生物第二章第二章好氧生物处理（原理与工艺）好氧生物处理（原理与工艺）2．1基本概念基本概念2．1．1好氧生物处理的基本生物过程好氧生物处理的基本生物过程所谓“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；所谓“厌氧”：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，如厌氧细菌、酵母菌等。好氧生物处理过程的生化反应方程式：分解反应（又称氧化反应、异化代谢、分解代谢）CHONS+O2CO2+H2O+NH3+SO42-++能量（有机物的组成元素）合成反应（也称合成代谢、同化作用）C、H、O、N、S+能量C5H7NO2内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）C5H7NO2+O2CO2+H2O+NH3+SO42-++能量在正常情况下，各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示：细菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻类：C5H8NO2；原生动物：C7H14NO3分解与合成的相互关系：1）二者不可分，而是相互依赖的；a．分解过程为合成提供能量和前物，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。2)对有机物的去除，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（污泥的处理费用一般可以占整个城市污水处理厂的微生物异氧微生物废水生物处理原理与工艺第二讲第2页第二讲4050%）。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：糖类脂类蛋白质2．1．2影响好氧生物处理的主要因素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，a．在一定范围内，随着温度的升高，生化反应的速率加快，增殖速率也加快；b．细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时，会有不可逆的破坏；最适宜温度1530C；40C或10C后，会有不利影响。3)营养物质：细胞组成中，C、H、O、N约占9097%其余310%为无机元素，主要的是P。生活污水一般不需再投加营养物质；而某些工业废水则需要，一般对于好氧生物处理工艺，应按BODNP=10051投加N和P。其它无机营养元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素：Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等；4)pH值：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）主要有：重金属蛋白质的沉淀剂（变性；与-SH结合而失活）氰化物H2S卤族元素及其化合物酚、醇、醛使蛋白质变性或脱水染料等；活性污泥系统中有毒物质的最高允许浓度：有毒物质允许浓度有毒物质允许浓度铜化合物(以Cu计)0.51.0苯10锌化合物(以Zn计)513氯苯10镍化合物(以Ni计)2对苯二酚15铅化合物(以Pb计)1.0间苯二酚450锑化合物(以Sb计)0.2邻苯二酚100镉化合物(以Cd计)15间苯三酚100钒化合物(以V计)5邻苯三酚100TCA循环废水生物处理原理与工艺第二讲第3页第二讲银化合物(以Ag计)0.25苯胺100铬化合物(以Cr计)25二硝基甲苯12(以Cr3+计)2.7甲醛160(以Cr6+计)0.5乙醛1000硫化物(以S2-计)525二甲苯7(以H2S计)20甲苯7氢氰酸氰化钾18氯苯10硫氰化物36吡啶400砷化合物(以As3+计)0.72.0烷基苯磺酸盐15汞化合物(以Hg计)0.5甘油56）有机负荷率：污水中的有机物本来是微生物的食物，但太多时，也会不利于微生物。7）氧化还原电位：好氧细菌：+300400mV，至少要求大于+100mV。厌氧细菌：要求小于+100mV，对于严格厌氧细菌，则-100mV，甚至-300mV。2．1．3废水可生化性和可生化程度的判别废水可生化性和可生化程度的判别生物降解性能是指在微生物的作用下，使某一物质改变原来的化学和物理性质，在结构上引起的变化程度。可分为三类：1）初级生物降解——指有机物原来的化学结构发生了部分变化，改变了分子的完整性；2）环境可接受的生物降解——指有机物失去了对环境有害的特性；3）完全降解——在好氧条件下，有机物被完全无机化；在厌氧条件下，有机物被完全转化为CH4、CO2等。有机物生物降解性能的分类：1）易生物降解——易于被微生物作为碳