水环境污染控制与治理中的生物化学课件.ppt

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1、6水环境污染控制与治理中的生物化学6.1污、废水生物控制与治理生物化学6.1.1水的生物化学处理概念6.1.2好氧生物处理生物化学6.1.3厌氧生物处理生物化学6.1.1水的生物化学处理概念1.原理2.基本过程3.可处理物质4.分类原理水的生物处理基本原理?在自然条件下，微生物具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的能力。基本过程控制治理污、废水去除或降低污染物氧化分解废水中的物质大量繁殖微生物创造环境可处理的物质1溶解性有机物2不溶性的胶体态有机物3溶解性无机物（如氮和磷）分类A好氧生物处理按照微生物对生长环境中氧的要求厌氧生物处理分类B以活性污泥为主的悬浮生长系统根据处理工艺过程以生物膜为

2、主的附着生长系统6.1.2好氧生物处理生物化学6.1.2.1好氧活性污泥法6.1.2.2好氧生物膜法6.1.2.1好氧活性污泥法1.活性污泥法的基本流程2.活性污泥法中的微生物3.活性污泥的净化反应过程4.活性污泥反应动力学基本流程由初次沉淀池、曝气池、二次沉淀他、曝气系统以及污泥回流系统等组成微生物---细菌生枝动胶菌是活性污泥菌胶团浮游球衣菌异常增殖会引起污泥膨胀现象对于正常的城市污水的活性污泥，1mg的MLSS(混合液悬浮固体)中约含2.0107~1.6108个活菌数微生物---原生动物以纤毛虫占多数原生动物与细菌都是在废水中起净化作用的主要成员，并且是污水处理效率的重要指示生物微生物

3、---真菌类通常出现在工业废水的活性污泥中大多为藻菌类的水节霉属(Leptomitus)，毛菌属(Mucor)，半知菌类的Geotrichum，Trichoderma；酵母类的假丝酵母属(Candida)，Phodotorula等微生物---微小后生动物轮虫类线虫类这些后生动物常摄食污泥中细菌、原生动物残骸的碎片不管任何场合，这些微小动物在1mI混合液中的个体数皆在100以下活性污泥的净化反应过程生物絮凝体吸附降解废水中悬浮有机污染物静置状态，指标评价絮凝吸附代谢增殖凝聚、沉淀与浓缩活性污泥反应动力学劳伦斯—麦卡蒂模式dX/dt——微生物增值率，g/(L·h)；X——曝气池中微生物浓度，g/

4、Lq活性污泥的比基质降解率（dS/dt）u——基质降解速率，g/(L·h)污泥总量与每日排放的剩余污泥量的比值，以θC表示，单位为天(d)劳伦斯—麦卡蒂模式的基本方程第一基本方程Y——微生物产率（活性污泥产率），以污泥量／降解的有机基质表示，ｍｇ／ｍｇＫｄ——微生物内源代谢作用的自身氧化率，又称衰减系数第二基本方程S——反应器内基质浓度，g/L；qmax——单位污泥的最大基质利用速率（在高底物浓度条件），g/(L·h)；KS——半速率系数，其值等于q=1/2时的基质浓度，g/L6.1.2.2好氧生物膜法1.好氧生物膜法的基本原理2.生物膜的形成及特点3.生物膜中的物质迁移好氧生物膜法的基本原

5、理生物膜法和活性污泥法都是利用好氧微生物分解废水中的有机物的方法。它们的基本不同点在于微生物提供的方式不同。在生物膜法中,微生物附着在固体滤料的表面上，在固体介质表面形成生物膜，废水同生物膜相接触而得到处理，所需氧气一般直接来自大气。而在活性污泥法中，微生物是以污泥绒粒的形式分散、悬浮在曝气池的废水中，所需氧气是通过曝气装置提供的。所以生物膜法亦称为生物过滤法生物膜法具有以下几个特点：固着于固体表面上的微生物对废水水质、水量的变化有较强的适应性；和活性污泥相比，管理较方便；由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生息，从而构成了稳定的生态系生物膜的形成及特点形成粘液状多微生物的膜

6、接种或废水中微生物沿介质表面向下渗流有机废水均匀地淋洒吸附降解有机物微生物在介质表面增殖充分供氧挂膜介质形成生物膜生物膜形成生物膜的形成及特点生物膜的特点：1.膜的表层由好氧微生物和兼性微生物组成的好氧层；2.膜的内部由厌氧微生物和兼性微生物组成的厌氧层；3.生物膜存在更新脱落；生物膜中的物质迁移供氧充足：好氧层对有机物进行氧化分解和同化合成，产生的二氧化碳和其他代谢产物一部分溶入附着水层，一部分析出到空气中去；厌氧层的厚度发展有限；生物膜的活性时间长。供氧不足：废水中的氧会迅速的被表层的生物膜所耗尽；深层因氧不足而发生厌氧分解，积蓄了H2S、NH3、有机酸等代谢产物；使生物膜发生非正常的脱

7、落6.1.3厌氧生物处理生物化学6.1.3.1.厌氧生物处理的基本原理6.1.3.2厌氧生物处理的动力学6.1.3.1.厌氧生物处理的基本原理1.厌氧生物分解有机物的过程2.厌氧消化微生物厌氧生物分解有机物的过程①水解阶段：过程缓慢②发酵(酸化)阶段：产物丙酸、丁酸、乙醇等③产乙酸阶段：乙酸、氢气和二氧化碳④产甲烷阶段：厌氧消化微生物①发酵细菌（产酸细菌）：将不溶性有机物水解成可溶性有机物，再将可溶性的大分子