水污染控制工程第三章废水生物处理的基本概念

第三章污水生物处理的基本概念第一节概述一、概述（P81)1、定义：利用微生物的新陈代谢作用，采取人工强化措施，对污水进行净化的处理方法。2、生物处理对象(1)去除污水中可生物降解有机物；(2)去除污水中的氮和磷。二、污水的可生化性（补充内容）1、可生化性：指污水中的有机物在微生物代谢作用下，改变化学和物理性能所能达到的生物降解程度。2、评定指标BOD5/CODcr0.450.3～0.450.2～0.30.2可生化好较好较难不宜三、生物处理分类1、按微生物对氧的需求：好氧生物处理：有O2条件下；缺氧生物处理：无O2,有化合态氧（如NO2－、NO3－）厌氧生物处理：无O2和化合态氧。2、按微生物生长方式（P81)悬浮生长法：微生物在处理构筑物中保持悬浮状态，并与污水中的有机物充分接触，完成对有机物的降解。附着生长法：微生物附着在载体上生长并形成生物膜，污水流经生物膜时，完成对污水的净化。图11-1好氧生物处理有机物转化示意图有机物+氧M2/3合成H2O、CO2、NH3+能量内源呼吸净增细胞物质M、O2H2O、CO2、NH3、SO42-、PO43-+能量1/3分解放热第二节污水生物处理基本原理好氧生物处理有机物转化过程：一、好氧生物处理(P84)特点：反应速度快，处理构筑物容积小，处理过程散发臭气较少。适用范围：中、低浓度有机废水，或BOD5500mg/L的有机废水。二、厌氧生物处理无分子态和化合态氧存在条件下，兼性菌和厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。图11-2厌氧生物处理有机物转化示意图产酸阶段产气阶段微生物增长合成有机物（C、O、H、N、S、P）+微生物微生物增长有机酸、醇、CO2、NH3、H2S分解合成分解CH4、CO2、NH3、H2S+能量+能量厌氧生物处理有机物转化过程：特点：反应速度慢，构筑物容积大。有机物氧化不彻底，运行费用低，可回收能量。适用范围：有机污泥和高浓度有机废水（BOD5≥2000mg/L）。思考：好氧生物处理与厌氧生物处理区别？起作用的微生物群不同产物不同反应速率不同环境要求不同四、脱氮除磷基础理论（P86)1、生物脱氮废水中的氮以有机氮、氨态氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。生活污水中，主要是有机氮和氨态氮。(1)氨化反应：氨化微生物分解有机氮产生氨的过程。OHHNOONH22242423232222NOONO(2)硝化反应：好氧条件下，将NH4+－N转化为NO2-和NO3-的过程。2322CONHRCOOHOCOOHRCHNH322NHRCHOHCOOHOHCOOHRCHNH(3)反硝化反应：缺氧条件下，反硝化菌将NO3-、NO2-还原为N2的过程。OHCONOOHCHNO2223342626硝酸还原菌OHOHCONOHCHNO63333622232亚硝酸还原菌（4）同化作用：污水中一部分氮被同化成微生物的组成部分，并以剩余污泥的形式去除的过程。OHOHCONOHCHNO67535622232反硝化菌总反应:2、生物除磷：在厌氧―好氧交替运行系统中,利用聚磷微生物具有厌氧释放磷及好氧超量吸磷的特性，使好氧段中混合液磷的浓度大量降低，然后沉淀分离而除磷。（P87)第三节微生物的生长规律和生长环境一、微生物的生长规律(P88)图11-4微生物的生长曲线图延迟期:微生物适应新的环境，微生物数量不增加;对数增长期:菌体增殖数量对数值与培养时间成直线关系;稳定期:微生物数量保持基本不变;衰老期:微生物细胞靠内源呼吸维持生存。生物处理将微生物控制在稳定期末期和衰亡期初期。图11-5微生物的增长与递变二、微生物的生长环境(P90)1.营养物质：BOD5(C）：N：P=100：5：1（好氧微生物）BOD5(C）：N：P=200：5：1（厌氧微生物）N，P缺乏时要补充。2.温度：好氧微生物（25～40）℃厌氧微生物（33～38）℃、（52～57）℃3.pH值：6.5-8.5。4.溶解氧：好氧生物处理：DO≈2-4mg/L;缺氧反硝化：DO0.5mg/L以下;厌氧磷释放：DO0.3mg/L;5.有毒物质：严格控制思考题与习题：P100书：1、3、4