水污染处理-废水生物处理和生化反应.pptx

第三章 废水生物处理和生化反应动力学基础;3.1 概述 3.2 废水生物处理基本原理 3.3 微生物的生长规律与生长环境 3.4 反应速度和反应级数 3.5 微生物生长动力学;一、发酵与呼吸 发酵 （供氢体和受氢体都是有机物） 呼吸 ;生物氧化反应;1. 发酵(fermentation);2. 呼吸;根据于与氧的关系可以将微生物的呼吸类型划分为好氧呼吸和缺氧呼吸 1）好氧呼吸 特点：有分子氧存在，反应的最终电子受体是氧。 异养微生物（二氧化碳、水、氨） 自养微生物（无机物） 2）缺氧呼吸 特点：没有氧存在的生化反应 缺氧呼吸（最终电子受体是无机物含氧化合物）;二、废水生物处理及其分类;有机物的好氧分解图示;有机污的氧化分解方程;有机物的厌氧分解图示;1、 生物脱氮 ;1、 氨的氧化 ;微生物处理分类;;3.3 微生物的生长规律和生长环境;生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体 体积扩大的???物学过程。;一个微生物细胞;研究微生物生长的方法;将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获。;生长曲线 (Growth Curve)：;;一条典型的生长曲线至少可以分为 迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期等四个生长时期;1.迟缓期 (Lag phase)：;迟滞期的特点：;2.对数生长期 (Log phase)：;特点： 生长速率常数最大，繁殖数 死亡数。以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加， 细胞每分裂一次所需的增代时间（generation time）或原生质增加一倍所需的倍增时间（doubling time）最短. 成分均匀。细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。 酶活力高，酶系活跃，代谢旺盛。 ;3.稳定生长期(Stationary phase)：;特点： 细胞数目不增加，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。 菌体产量达到了最高点，而且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出一定的比例关系 细胞长、大 代谢旺盛 对不良条件敏感，抵抗力降低 稳定期到来的原因主要是： 营养物尤其是生长限制因子的耗尽； 营养物的比例失调，如 C／N比值不合适； 酸、醇、毒素或 H20等有害代谢产物的累积； pH、氧化还原势等物化条件越来越不适宜。;4.衰亡期 (Decline或Death phase)：;特点： 个体死亡的速度超过新生的速度(繁殖数死亡数)，整个群体就呈现出负生长。 细胞形态多样，例如会产生很多膨大、不规则的退化形态； 有的微生物因蛋白水解酶活力的增强就发生自溶（autolysis）； 有的微生物在这时产生或释放对人类有用的抗生素等次生代谢产物； 影响因素 环境不利， 分解代谢速度合成速度 ; ;;丝状菌;草履虫;;葡萄球菌;鞭毛;轮虫;二、 微生物的生长环境;2、温度(temperature);3、 pH值;4、溶解氧(dissolved oxygen, DO) ;5、有毒物质(toxic materials);3.4 反应速度和反应级数;二、反应级数;3.5 微生物生长动力学;半速度常数确定图示;二、底物利用速率;三、微生物增长与有机底物降解;活性污泥增长速度与BOD利用速度之间的关系;工程中的实际应用;;3.4 米-门方程式;米-门公式：;3.5 Monod方程;式中：?－污泥的比增长速度，即单位质量的污泥在单位时间内的增长速度，d－1； ?m－活性污泥的最大比增长速度，d－1； ?S－曝气池中的BOD浓度，mg/L； Ks－半速度常数，mg/L，即污泥增长速度达到最大速度一半时的BOD浓度;半速度常数确定图示;底物的比降解速度;3.6 废水生物处理工程的基本数学模型;活性污泥增长速度与BOD利用速度之间的关系;工程中的实际应用;;??　(1)悬浮物及飘浮物 　　一般均在病房出口处设置化粪池。污水进入化粪池后，其中比重较大的污染物在池中沉淀分离，发酵消化。在沉降过程中也夹杂一些病毒病菌随之沉降，故污泥也应作相应处理。化粪池出水仍会携带一部分漂浮物和机械杂质进入消毒池，这将影响消毒剂的杀菌效果，因此，污水进入消毒池前应得到充分沉淀和简单的过滤。;???　(2)有机污染物 　　医院污水的有机物一般小于城市污水，B0D5多在100毫克/升左右。可以利用水体本身的自净能力将其消化。但如果直接排入要求较高的地表水体、风景区等时，则对其有机物要进行处理，一般多采用生物处理法。;　(3)放射性同位素 　　由于原子核自发蜕变产生射线，它的存在使污水具有放射性污染，无法人为的改变污水中放射性物质的强度和性能。因此只有用稀释或浓缩的办法来降低或避免其危害。对于这种污水可根据放射性物质的种类、半衰期长短来决定其处理方法。对于半衰期短