廢水好氧生物處理原理
廢水好氧生物處理原理
一、好氧生物處理的基本生物過程
所謂“好氧”：是指這類生物必須在有分子態氧氣（o2）的存在下，才能進行正常的生理生化反應，主要包括大部分微生物、動物以及我們人類；
所謂“厭氧”：是能在無分子態氧存在的條件下，能進行正常的生理生化反應的生物，如厭氧細菌、酵母菌等。
好氧生物處理過程的生化反應方程式：
① 分解反應（又稱氧化反應、異化代謝、分解代謝）
chons + o2 co2 + h2o + nh3 + so42- +¼+能量
（有機物的組成元素）
② 合成反應（也稱合成代謝、同化作用）
c、h、o、n、s + 能量 c5h7no2
③ 內源呼吸（也稱細胞物質的自身氧化）
c5h7no2 + o2 co2 + h2o + nh3 + so42- +¼+能量
在正常情況下，各類微生物細胞物質的成分是相對穩定的，一般可用下列實驗式來表示：細菌：c5h7no2；真菌：c16h17no6；藻類：c5h8no2；原生動物：c7h14no3
分解與合成的相互關系：
1）二者不可分，而是相互依賴的；a、分解過程為合成提供能量和前物，而合成則給分解提供物質基礎；b、分解過程是一個產能過程，合成過程則是一個耗能過程。
2)對有機物的去除，二者都有重要貢獻；3）合成量的大小，對后續污泥的處理有直接影響（污泥的處理費用一般可以占整個城市污水處理廠的40~50%）。
不同形式的有機物被生物降解的歷程也不同：
一方面：結構簡單、小分子、可溶性物質，直接進入細胞壁；結構復雜、大分子、膠體狀或顆粒狀的物質，則首先被微生物吸附，隨后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有機物，再進入細胞內。
另一方面：有機物的化學結構不同，其降解過程也會不同，如：糖類；脂類；蛋白質
二、影響好氧生物處理的主要因素
① 溶解氧（do）：約1~2mg/l；
② 水溫：是重要因素之一，在一定范圍內，隨著溫度的升高，生化反應的速率加快，增殖速率也加快；細胞的組成物如蛋白質、核酸等對溫度很敏感，溫度突升或降并超過一定限度時，會有不可逆的破壞；宜溫度 15~30°c；>40°c 或< 10°c后，會有不利影響。
③ 營養物質：細胞組成中，c、h、o、n約占90~97%；其余3~10%為無機元素，主要的是p；生活污水一般不需再投加營養物質；而某些工業廢水則需要，一般對于好氧生物處理工藝，應按bod : n : p = 100 : 5 : 1 投加n和p；其它無機營養元素：k、mg、ca、s、na等；微量元素：fe、cu、mn、mo、si、硼等；
④ ph值：一般好氧微生物的宜ph在6.5~8.5之間；ph < 4.5時，真菌將占優勢，引起污泥膨脹；另一方面，微生物的活動也會影響混合液的ph值。
⑤ 有毒物質（抑制物質）：重金屬；；h2s；鹵族元素及其化合物；酚、醇、醛等；
⑥ 有機負荷率：污水中的有機物本來是微生物的食物，但太多時，也會不利于微生物；
⑦ 氧化還原電位：好氧細菌：+300 ~ 400 mv， 至少要求大于+100 mv；厭氧細菌：要求小于+100 mv，對于嚴格厭氧細菌，則<-100 mv，甚至 10，硝酸鹽對生物除磷的影響就減弱了。
7、氧化還原電位：
好氧區的orp應維持在+40~50mv之間；缺氧區的orp為-160~± 5mv之間。
第五節 廢水可生化性原理及其判別
一、廢水可生化性的定義
生物降解性能是指在微生物的作用下，使某一物質改變原來的化學和物理性質，在結構上引起的變化程度。
二、廢水可生化性的分類
可分為三類：
① 初級生物降解——指有機物原來的化學結構發生了部分變化，改變了分子的完整性；
② 環境可接受的生物降解——指有機物失去了對環境有害的特性；
③ *降解——在好氧條件下，有機物被*無機化；在厭氧條件下，有機物被*轉化為ch4、co2等。
有機物生物降解性能的分類：
① 易生物降解——易于被微生物作為碳源和能源物質而被利用；
② 可生物降解——能夠逐步被微生物所利用；
③ 難生物降解——降解速率很慢或根本不降解。
三、鑒定和評價廢水中有機污染物的好氧生物降解性的方法：
1、水質指標法：采用bod5/cod作為有機物評價指標。
2、瓦呼儀法：根據有機物的生化呼吸線與內源呼吸線的比較來判斷有機物的生物降解性能。測試時，接種物可采用活性污泥，接種量為1~3 gss/l；
四、影響有機物生物降解性能的因素：
1、與化學物質的種類性質有關的因素（化學組成、理化性質、濃度、與它種基質的共存）；
2、與微生物的種類、性質有關的因素（微生物的來源、數量、種屬間的關系）；
3、與有機物、微生物所處的環境有關的因素（ph值、do、溫度、營養物等）
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所謂“好氧”：是指這類生物必須在有分子態氧氣（o2）的存在下，才能進行正常的生理生化反應，主要包括大部分微生物、動物以及我們人類；
所謂“厭氧”：是能在無分子態氧存在的條件下，能進行正常的生理生化反應的生物，如厭氧細菌、酵母菌等。
好氧生物處理過程的生化反應方程式：
① 分解反應（又稱氧化反應、異化代謝、分解代謝）
chons + o2 co2 + h2o + nh3 + so42- +¼+能量
（有機物的組成元素）
② 合成反應（也稱合成代謝、同化作用）
c、h、o、n、s + 能量 c5h7no2
③ 內源呼吸（也稱細胞物質的自身氧化）
c5h7no2 + o2 co2 + h2o + nh3 + so42- +¼+能量
在正常情況下，各類微生物細胞物質的成分是相對穩定的，一般可用下列實驗式來表示：細菌：c5h7no2；真菌：c16h17no6；藻類：c5h8no2；原生動物：c7h14no3
分解與合成的相互關系：
1）二者不可分，而是相互依賴的；a、分解過程為合成提供能量和前物，而合成則給分解提供物質基礎；b、分解過程是一個產能過程，合成過程則是一個耗能過程。
2)對有機物的去除，二者都有重要貢獻；3）合成量的大小，對后續污泥的處理有直接影響（污泥的處理費用一般可以占整個城市污水處理廠的40~50%）。
不同形式的有機物被生物降解的歷程也不同：
一方面：結構簡單、小分子、可溶性物質，直接進入細胞壁；結構復雜、大分子、膠體狀或顆粒狀的物質，則首先被微生物吸附，隨后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有機物，再進入細胞內。
另一方面：有機物的化學結構不同，其降解過程也會不同，如：糖類；脂類；蛋白質
二、影響好氧生物處理的主要因素
① 溶解氧（do）：約1~2mg/l；
② 水溫：是重要因素之一，在一定范圍內，隨著溫度的升高，生化反應的速率加快，增殖速率也加快；細胞的組成物如蛋白質、核酸等對溫度很敏感，溫度突升或降并超過一定限度時，會有不可逆的破壞；宜溫度 15~30°c；>40°c 或< 10°c后，會有不利影響。
③ 營養物質：細胞組成中，c、h、o、n約占90~97%；其余3~10%為無機元素，主要的是p；生活污水一般不需再投加營養物質；而某些工業廢水則需要，一般對于好氧生物處理工藝，應按bod : n : p = 100 : 5 : 1 投加n和p；其它無機營養元素：k、mg、ca、s、na等；微量元素：fe、cu、mn、mo、si、硼等；
④ ph值：一般好氧微生物的宜ph在6.5~8.5之間；ph < 4.5時，真菌將占優勢，引起污泥膨脹；另一方面，微生物的活動也會影響混合液的ph值。
⑤ 有毒物質（抑制物質）：重金屬；；h2s；鹵族元素及其化合物；酚、醇、醛等；
⑥ 有機負荷率：污水中的有機物本來是微生物的食物，但太多時，也會不利于微生物；
⑦ 氧化還原電位：好氧細菌：+300 ~ 400 mv， 至少要求大于+100 mv；厭氧細菌：要求小于+100 mv，對于嚴格厭氧細菌，則<-100 mv，甚至 10，硝酸鹽對生物除磷的影響就減弱了。
7、氧化還原電位：
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② 環境可接受的生物降解——指有機物失去了對環境有害的特性；
③ *降解——在好氧條件下，有機物被*無機化；在厭氧條件下，有機物被*轉化為ch4、co2等。
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3、與有機物、微生物所處的環境有關的因素（ph值、do、溫度、營養物等）
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