废水生物处理的基本概念(同济水控讲座)

《废水生物处理的基本概念(同济水控讲座)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、TongjiUniversity第十一章废水生物处理的基本概念生化反应动力学和数学模型基础第一节概述TongjiUniversityNfNofreellunchfhfthborthebugs,NNofreelunchforuseither.Letusservethebugsbeforebugsserveusbetter.1第一节概述TongjiUniversity污水生物处理技术分类：有溶解氧存在，最终电子受体好氧生物处理为分子态氧根据生化反应的最无溶解氧存在，但有硝酸盐等化终电子受缺氧生物处理合态氧存在，最终电子受体为硝体不同或酸盐

2、等化合态氧微微物对生物对溶解氧的需求不同无溶解氧及化合态氧存在，最终厌氧生物处理电子受体为中间产物有机物第一节概述TongjiUniversity污水生物处理技术分类：通过适当的方式使微生物在处悬浮生长型理构筑物内保持悬浮状态根据微生物生长方式不同微生物生长在某种载体上并形成附着生长型生物膜2第二节污水生物处理基本原理TongjiUniversity微生物的新陈代谢新陈代谢：微生物不断从外界环境中摄取营养物质，通过生物酶催化的复杂生化反应，在体内不断进行物质转化和交换的过程，同时伴随能量的转化。分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合

3、物，获得能量；合成代谢：通过一系列的生化反应，将营养物质转化为复杂的细胞成分，机体制造自身。第二节污水生物处理基本原理TongjiUniversity底物降解：污水中可被微生物通过酶的催化作用而进行生物化学变化的物质称为底物或基质。可生物降解有机物量：可通过生物作转作用转化的有机物量可生物降解底物量：包括有机的和无机的生物可利用物质复杂物质分解为简单物质分解代谢(异化作用)释放能量新陈代谢能量代谢物质代谢吸收能量合成代谢(同化作用)简单物质合成为复杂物质3第二节污水生物处理基本原理TongjiUniversity能量循环：三磷酸腺苷A

4、TP(AdenosineTriphosphate)AMP+‾P→ADP+‾P→ATPADP磷酸化生成ATP：ATP水解产生能量底物水平磷酸化氧化磷酸化ADP磷酸化电子传递磷酸化光合磷酸化细胞合成低能化合物ATP磷酸根能量生理需要高能化合物ADP热能释放第二节污水生物处理基本原理TongjiUniversity微生物的呼吸一切生物时刻都在进行着呼吸，没有呼吸就没有生命呼吸作用：呼吸作用中发生能量转换：供细胞合成、其它生命活动、多余以热量形式释放；通过呼吸作用，复杂有机物逐步转化为简单物质；呼吸作用过程中吸收和同化各种营养物质4第二节污水

5、生物处理基本原理TongjiUniversity微生物的呼吸类型微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能根据电子受体或受氢体的不同分为发酵好氧呼吸缺氧呼吸有机物氧化的释放根据氧化的底物厌氧或兼性微生物在无电子交给中间有机产物、氧化产物的不同分子氧的条件下呼吸发酵过程不需要外界提供异养型自养型最终电子受体是：电子受体，释放能量较少微生物微生物NO3－NO2－CO2等第二节污水生物处理基本原理TongjiUniversity1、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

6、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，释放的自由能较少，故厌氧微生物在进行生命活动过程中，为了满足能量的需要，消耗的底物要比好氧微生物的多。例如葡萄糖发酵的过程：CHO→+24CHCOCOOH[H]612632CHCOCOOH→2CO+2CHCHO3234[H]+2CHCHO→2CHCHOH332总反应式：C6H12O6→2CH3CH2OH+2CO2+92.0kJ5第二节污水生物处理基本原理TongjiUniversity2、好氧呼吸好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后，通过一系列氧化还原反应获得

7、能量的过程。有分子氧参与的生物氧化，反应的最终受氢体是分子氧。底物中的氢被脱氢酶活化，并从底物中脱出交给辅酶（递氢体），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氢结合成水。+2H+NAD(P)⇔NAD(P)H+H−2HNAD(P)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸）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。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。好氧呼吸有异养型微生物和自养型微生物两种。第二节污水生物处理基本原理TongjiUniversity（1）异养型微生物

8、异养型微生物以有机物为底物（电子供体），其终点产物为二氧化碳、氨和水等无机物，同时放出能量。如下式所示：CHO+6O→6CO+6HO+2817.3kJ6126222++CHON+14O+H→11CO+13HO+NH+能量