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1、第三章第三章 废水处理的基废水处理的基本概念本概念本讲稿第一页，共三十四页新陈代谢的两个作用新陈代谢的两个作用n n异化作用-释放能量，分解营养n n同化作用-消耗能量、营养，合成细胞 分解代谢酶复杂分子 简单分子+能+H（有机物）合成代谢酶本讲稿第二页，共三十四页2、微生物的呼吸 微生物的呼吸指微生物的异化作用，其类型分为两种：n n好氧呼吸n n厌氧呼吸本讲稿第三页，共三十四页好氧呼吸好氧呼吸定义：好氧呼吸是在有氧分子（O2）参与 下 的生物氧化过程。底物进入细胞底物进入细胞 脱氢酶脱氢酶 氧化酶氧化酶 受氢体受氢体OO2 2电子供体电子供体 脱氢放出电子脱氢放出电子 电子激活电子激活OO
2、2 2 生成水（生成水（HH2 2OO）本讲稿第四页，共三十四页分两类分两类分两类分两类以有机物为底物、以无机物为底物以有机物为底物、以无机物为底物以有机物为底物、以无机物为底物以有机物为底物、以无机物为底物以有机物为底物的呼吸：C6H12O6+6O2=6CO2+H2O+2817.3kJ以无机物为底物的呼吸：H2S+2O2=H2 S O4+能量NH4+2O2=NO3-+2H+H2O+能量本讲稿第五页，共三十四页厌氧呼吸厌氧呼吸定义：厌氧呼吸是在无氧分子（O2）的情况 下 进行的生物氧化过程。脱氢酶 经辅酶 底物 脱氢 传递给其他物质本讲稿第六页，共三十四页分两类分两类分两类分两类发酵（以有机物
3、受氢体）、无氧呼吸（以无机氧发酵（以有机物受氢体）、无氧呼吸（以无机氧发酵（以有机物受氢体）、无氧呼吸（以无机氧发酵（以有机物受氢体）、无氧呼吸（以无机氧化物为受氢体）化物为受氢体）化物为受氢体）化物为受氢体）n n发酵 脱氢脱氢C C6 6H H1212OO6 6 2CH 2CH3COCOOH+4COCOOH+4H H （丙酮酸）（丙酮酸）分解分解2CH3COCOOH 2COCOCOOH 2CO2+2CH+2CH3CHCH3 3CHOCHO （乙醛）受氢4 4H H+2CH+2CH3CH3CHO 2CHCHO 2CH3 3CH3 3OHOH （乙醇）（乙醇）本讲稿第七页，共三十四页n n无氧
4、呼吸 脱氢：C C6H H1212O6 6+6H+6H2 2O=6CO2+24+24H H 受氢：受氢：24H+4NO3 3-=2N=2N2 2+12H+12H2OO 本讲稿第八页，共三十四页3、微生物的种类两种方法分类两种方法分类按营养、能量分按呼吸类型分本讲稿第九页，共三十四页按营养、能量分按营养、能量分按营养、能量分按营养、能量分异养微生物营养：有机物能量：异化作用产生的能自养微生物化能自养微生物营养：无机物能量：化学反应能光能自养微生物营养：二氧化碳能量：光能本讲稿第十页，共三十四页按呼吸类型分好氧微生物厌氧微生物兼性微生物发酵微生物（受氢体是有机物）无氧呼吸微生物（受氢体是无机物）本
5、讲稿第十一页，共三十四页二、废水的好氧处理二、废水的好氧处理本讲稿第十二页，共三十四页优点：反应速度快、停留时间短、容积小适用：中、低浓度有机废水（BOD2000mg/l）本讲稿第十五页，共三十四页第二节、微生物的生长规律和环境第二节、微生物的生长规律和环境第二节、微生物的生长规律和环境第二节、微生物的生长规律和环境一、微生物的生长规律一、微生物的生长规律一、微生物的生长规律一、微生物的生长规律n n停止期：适应环境过程停止期：适应环境过程n n对数期：有机物浓度高；污泥絮凝性差对数期：有机物浓度高；污泥絮凝性差n n静止期：有机物浓度较低，污泥多；絮凝性好静止期：有机物浓度较低，污泥多；絮凝
6、性好n n衰老期：有机物浓度低；污泥松散，有泥花衰老期：有机物浓度低；污泥松散，有泥花本讲稿第十六页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物细菌细菌细菌细菌n n细菌是单细胞生物细菌是单细胞生物n n有球菌、杆菌、螺旋菌有球菌、杆菌、螺旋菌n n采用分裂方式繁殖，繁殖快采用分裂方式繁殖，繁殖快本讲稿第十七页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物菌胶团菌胶团 n n细胞壁分泌出的粘液(荚膜）将细菌粘合在一起形成菌胶团n n菌胶团是活性污泥的主要组成部分，在污水处理过程起主要作
7、用本讲稿第十八页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物丝状菌丝状菌 丝状菌过度繁殖，可产生污泥膨胀，使污泥沉降性能恶化本讲稿第十九页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物丝状菌丝状菌丝状菌丝状菌 从菌胶团中伸出的丝状菌本讲稿第二十页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物甲藻甲藻甲藻甲藻本讲稿第二十一页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物蓝藻蓝藻蓝藻
8、蓝藻本讲稿第二十二页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物原生动物（变形虫）原生动物（变形虫）原生动物（变形虫）原生动物（变形虫）n n原生动物是最原生动物是最低等的单细胞低等的单细胞动物动物n n在活性污泥在活性污泥中可提高沉中可提高沉降性能降性能n n变形虫占优变形虫占优势时处理效势时处理效果差（活性果差（活性污泥培养初污泥培养初期、污水变期、污水变化大时）化大时）本讲稿第二十三页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物原生动物（鞭毛虫）原生动物（鞭毛虫）原生动物（鞭毛
9、虫）原生动物（鞭毛虫）鞭毛虫占优势，出水水质差鞭毛虫占优势，出水水质差鞭毛虫占优势，出水水质差鞭毛虫占优势，出水水质差本讲稿第二十四页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物原生动物（纤毛虫）原生动物（纤毛虫）原生动物（纤毛虫）原生动物（纤毛虫）纤毛虫占优势，出水水质差纤毛虫占优势，出水水质差纤毛虫占优势，出水水质差纤毛虫占优势，出水水质差本讲稿第二十五页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物原生动物（钟虫）原生动物（钟虫）原生动物（钟虫）原生动物（钟虫）钟虫占优势，除处理
10、效果好，沉降性能好，生物活性良好钟虫占优势，除处理效果好，沉降性能好，生物活性良好钟虫占优势，除处理效果好，沉降性能好，生物活性良好钟虫占优势，除处理效果好，沉降性能好，生物活性良好本讲稿第二十六页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物原生动物（钟虫）原生动物（钟虫）原生动物（钟虫）原生动物（钟虫）本讲稿第二十七页，共三十四页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物后生动物（后生动物（后生动物（后生动物（轮虫轮虫轮虫轮虫）n n后生动物是有多细胞组成n n常见的有轮虫和线虫n n它们的存在说明处理效果好本讲稿第二十八页，共三十四
11、页污水处理中常见的微生物污水处理中常见的微生物后生动物（后生动物（后生动物（后生动物（线虫线虫线虫线虫）本讲稿第二十九页，共三十四页活性污泥活性污泥由细菌、原生动物、微型后生动物等大量微生物所组成的絮状体，呈绒粒状，,比水稍重，具沉降性，比表面积大。其作用是吸附、生物解污水中的有机污染物本讲稿第三十页，共三十四页二、微生物的生长环境二、微生物的生长环境二、微生物的生长环境二、微生物的生长环境1 1、营养、营养n n水水n n碳源碳源作用：构成细胞、提供能源作用：构成细胞、提供能源 来源：有机物（工业废水缺碳）来源：有机物（工业废水缺碳）n n氮源氮源作用：细胞合成蛋白质作用：细胞合成蛋白质 来
12、源：无机氮化合物、有机来源：无机氮化合物、有机氮化合物氮化合物n n磷磷n n好氧过程好氧过程BODBOD：NN：P=100P=100：5 5：1 1 厌氧过程厌氧过程BODBOD：NN：P=100P=100：2.52.5：0.50.52 2、温度、温度n n生长温度范围生长温度范围5-805-80n n好冷性微生物好冷性微生物20 20 以下以下n n中温性微生物中温性微生物20-4520-45n n高温习微生物高温习微生物4545以上以上n n好氧处理好氧处理最佳温度最佳温度20-3720-37 太高蛋白质变性太高蛋白质变性 太低活力降低太低活力降低n n厌氧处理厌氧处理中温中温33-38
13、33-38 高温高温52-5752-573 3、PHPHn n 活性污泥法活性污泥法6.5-8.56.5-8.5为宜，为宜，pHpH达到达到9 9时原生动物呆滞，菌胶团解体，处理时原生动物呆滞，菌胶团解体，处理效果下降效果下降n n厌氧法厌氧法PH=6.5-7.5PH=6.5-7.54 4、溶解氧、溶解氧2-4mg/l2-4mg/l本讲稿第三十一页，共三十四页5 5、有毒物质、有毒物质、有毒物质、有毒物质毒物名称毒物名称允许浓度（允许浓度（mg/lmg/l）毒物名称毒物名称允许浓度（允许浓度（mg/lmg/l）锌锌5-205-20游离氯游离氯0.1-10.1-1铜铜5-205-20氯苯氯苯10
14、0100铅铅1 1硝酸根硝酸根50005000铬酸盐铬酸盐5-205-20硫酸根硫酸根50005000氰氰5-205-20醋酸根醋酸根100-150100-150硫硫10-3010-30苯苯100100氨氨100-1000100-1000酚酚100100亚砷酸盐亚砷酸盐5 5甲醛甲醛100-150100-150砷酸盐砷酸盐2020丙酮丙酮90009000油脂油脂30-5030-50本讲稿第三十二页，共三十四页第三节、反应速度和反应级数第三节、反应速度和反应级数一、反应速度定义：在时间（t）内，底物（s）的减少量 (-ds/dt)或细胞（x）的增加量(dx/dt)。定义 y=dx/ds 为产率系
15、数，则 dx/dt=-yds/dt本讲稿第三十三页，共三十四页二、反应级数二、反应级数二、反应级数二、反应级数底物的反应速度底物的反应速度v v：V=ds/dtV=ds/dts sn nV=ds/dt=ksV=ds/dt=ksn n其中：其中：nn反应级数反应级数 k k反应速度常数反应速度常数当当n=0n=0时，时，v=k v=k，0 0级反应级反应当当n=1n=1时，时，v=k sv=k s，一级反应，一级反应当当0n10n1时，时，v=ksv=ksn n，混合级反应，混合级反应当当n=2n=2时，时，v=ksv=ks2 2 ，2 2级反应级反应n=0n=1n=20n1vs本讲稿第三十四页，共三十四页