環(huán)保設(shè)備控制原理chapter9(新)

第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定三、微生物的代謝四、細(xì)菌的生長(zhǎng)五、微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)六、有機(jī)物的好氧生物氧化七、生物硝化與反硝化八、生物除磷九、氧的傳遞理論目前一頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述定義：廢水好氧生物處理是一種在提供游離氧的前提下,應(yīng)用好氧微生物的代謝作用,使廢水中的有機(jī)物降解、穩(wěn)定和無(wú)害化的處理方法。目前二頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述有機(jī)物降解過(guò)程：吸附去除階段微生物氧化代謝階段目前三頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述吸附去除階段是指在廢水進(jìn)入到處理系統(tǒng)初期剛開(kāi)始與微生物接觸時(shí)，由于物理吸附和生物吸附共同作用的結(jié)果，廢水中的有機(jī)物表現(xiàn)出很高的去除率?；钚晕勰嘤兄艽蟮谋砻娣e，對(duì)有機(jī)物有較強(qiáng)的吸附能力。目前四頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述微生物的代謝作用包括分解代謝和合成代謝。分解代謝過(guò)程產(chǎn)生能量。合成代謝過(guò)程形成新的細(xì)胞物質(zhì)。目前五頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述有機(jī)物降解的規(guī)律：1、多糖類(lèi)的生物降解多糖類(lèi)物質(zhì)被微生物降解時(shí)，首先由相應(yīng)的細(xì)胞外酶系統(tǒng)把它們水解成單體，然后由細(xì)胞內(nèi)酶再進(jìn)一步降解。2、脂類(lèi)的生物降解脂類(lèi)物質(zhì)的生物降解產(chǎn)物大致為甘油和脂肪酸，之后甘油可被大多數(shù)微生物利用，脂肪酸可進(jìn)一步分解成為乙酸，直至最后形成二氧化碳。目前六頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述微生物在廢水處理中的作用：廢水的生化處理系統(tǒng)是人工控制的微小的生態(tài)系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中利用微生物的代謝作用將廢水中的有機(jī)污染物降解、轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物和對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)。目前七頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述廢水生物處理系統(tǒng)中的微生物種類(lèi)幾乎包括了微生物的各個(gè)種屬，其中原核生物有細(xì)菌、放線(xiàn)菌、藍(lán)細(xì)菌；真核生物有原生動(dòng)物、多細(xì)胞的微型動(dòng)物、酵母菌、絲狀菌以及單細(xì)胞藻類(lèi)等。此外還有病毒和立克次體。在多數(shù)情況下，主要微生物類(lèi)群是細(xì)菌，特別是占優(yōu)勢(shì)的異養(yǎng)型細(xì)菌。目前八頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述廢水生物處理的工藝類(lèi)型：廢水好氧生物處理主要用于處理中低等濃度的城市污水和易降解工業(yè)廢水。廢水厭氧生物處理多用于處理高濃度的有機(jī)廢水和廢水生物處理中所產(chǎn)生的污泥。目前九頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述廢水好氧生物處理的工藝類(lèi)型：懸浮生長(zhǎng)工藝以活性污泥法為代表?；钚晕勰嗍怯删z團(tuán)、微型動(dòng)物、顆粒和膠體污染物混雜形成的，對(duì)有機(jī)物具有較強(qiáng)吸附、分解能力的絮體。附著生長(zhǎng)工藝以生物膜為代表。生物膜是由細(xì)胞外分泌物質(zhì)（EPS）微生物細(xì)胞和顆粒物粘結(jié)成的、附著在載體表面的纖維狀纏繞結(jié)構(gòu)。目前十頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述懸浮生長(zhǎng)好氧生物處理工藝：活性污泥處理工藝為典型代表，由內(nèi)部含有懸浮生長(zhǎng)好氧菌的曝氣池、用于固液分離的沉淀池、將沉淀污泥部分回流的泵系統(tǒng)三個(gè)基本組成部分構(gòu)成。該工藝的重要特征是可以形成能夠沉降的污泥絮體，這些絮體在后續(xù)沉淀池中經(jīng)過(guò)重力沉淀得到分離。目前十一頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理一、廢水好氧處理概述附著生長(zhǎng)好氧生物處理工藝：以去除廢水中有機(jī)物的生物膜為主要特征，按照生物膜在反應(yīng)器內(nèi)的存在狀態(tài)，可分為非淹沒(méi)附著生長(zhǎng)工藝、具有固定膜填料的懸浮生長(zhǎng)工藝、淹沒(méi)式附著生長(zhǎng)好氧工藝三種。目前十二頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定細(xì)菌細(xì)胞成分：細(xì)菌細(xì)胞含水約80%，干物質(zhì)約占20%；干物質(zhì)中有機(jī)物占90%，無(wú)機(jī)物占10%。目前十三頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定請(qǐng)問(wèn)有機(jī)物和無(wú)機(jī)物各占細(xì)菌細(xì)胞濕重的百分比是多少？現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)目前十四頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁基本結(jié)構(gòu)原生質(zhì)體：細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)及內(nèi)含物、核質(zhì)

特殊結(jié)構(gòu)：莢膜、鞭毛、芽孢第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定目前十五頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定影響細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境因素：1、溫度2、pH值3、氧化還原電勢(shì)4、光照5、壓力目前十六頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定影響細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境因素：

1、溫度大多數(shù)細(xì)菌生長(zhǎng)適宜的溫度為20~40℃。根據(jù)對(duì)溫度的適應(yīng)性，微生物可分為低溫性、中溫性、高溫性三類(lèi)。目前十七頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定影響細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境因素：2、pH值大多數(shù)細(xì)菌的最適宜的pH值范圍為6.5~7.5，有些絕對(duì)厭氧菌（如產(chǎn)甲烷菌）的最適宜pH值則為6.8~7.2。目前十八頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定影響細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境因素：3、氧化還原電勢(shì)一般好氧細(xì)菌E在0.1V以上即可生長(zhǎng)，最佳E在0.3~0.4V左右；厭氧細(xì)菌則需要E在0.1V以下才能生活；對(duì)于兼性細(xì)菌來(lái)說(shuō)，E在0.1V以上則進(jìn)行好氧呼吸，E在0.1V以下則進(jìn)行厭氧呼吸。目前十九頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定影響細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境因素：4、光照除少數(shù)光合細(xì)菌外，大多數(shù)細(xì)菌不需要光照。能起到殺菌作用的光主要是紫外線(xiàn)，紫外線(xiàn)殺菌能力最強(qiáng)的波長(zhǎng)是260nm。目前二十頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定影響細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境因素：5、壓力作用于細(xì)胞的壓力有滲透壓、機(jī)械壓力和氣體壓力。細(xì)菌在等滲溶液中生活得最好。目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定微生物的分類(lèi)與鑒定：1、細(xì)胞的形態(tài)和習(xí)性水平2、細(xì)胞組成的水平3、蛋白質(zhì)水平4、核酸水平目前二十二頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理二、微生物的組成結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與鑒定微生物通用的分類(lèi)單元：界：Kingdom(拉?。篟egnum)門(mén)：Phylum(拉?。篜hylum)綱：Class(拉丁：Clssis)目：Order(拉?。篛rdo)科：Family(拉?。篎amilia)屬：Genus(拉丁：Genus)種：Species(拉?。篠pecies)目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)微生物的經(jīng)典鑒定方法：

個(gè)體：細(xì)胞形態(tài)、大小、排列、運(yùn)動(dòng)性、特殊構(gòu)造形態(tài)和染色體反應(yīng)。群體：群落形態(tài)，在半固體或液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)狀態(tài)。營(yíng)養(yǎng)要求：能源、碳源、氮源、生長(zhǎng)因子生理、生化反應(yīng)酶：產(chǎn)酶種類(lèi)和反應(yīng)特性等經(jīng)典鑒定指標(biāo)代謝產(chǎn)物：種類(lèi)、產(chǎn)量、顏色和顯色反應(yīng)對(duì)藥物的敏感性生態(tài)特征：生長(zhǎng)溫度，與氧、pH值、滲透壓的生長(zhǎng)關(guān)系等生活史，有性生殖情況血清學(xué)反應(yīng)對(duì)噬菌體的敏感性其他第五章廢水的好氧生物處理原理目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理微生物分類(lèi)鑒定中的現(xiàn)代方法：1、通過(guò)核酸分析鑒定微生物遺傳類(lèi)型2、細(xì)胞化學(xué)成分作用的鑒定指標(biāo)3、磷酸類(lèi)脂成分的分析4、枝菌酸分析5、醌類(lèi)的分析6、氣相色譜技術(shù)用于微生物的鑒定目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理微生物的代謝：微生物生長(zhǎng)的碳源和能源：碳源：一切能滿(mǎn)足微生物生長(zhǎng)繁殖所需碳元素的營(yíng)養(yǎng)物。碳源可分為有機(jī)碳與無(wú)機(jī)碳兩大類(lèi)。目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)能源：能夠?yàn)樯锷顒?dòng)體提供最初能量來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或輻射能。

有機(jī)物：化能異養(yǎng)微生物化學(xué)物質(zhì)的能源（同碳源）（化能營(yíng)養(yǎng)型）無(wú)機(jī)物：化能自養(yǎng)微生物能源譜的能源（不同于碳源）輻射能：光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源

（光照營(yíng)養(yǎng)型）第五章廢水的好氧生物處理原理目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)因子的需求：1、微生物的營(yíng)養(yǎng)微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中需要不斷從外界環(huán)境吸收物質(zhì)，并加以利用，以獲得能量和細(xì)胞合成物質(zhì)的過(guò)程稱(chēng)為微生物的營(yíng)養(yǎng)?？杀晃⑸镂蘸屠玫奈镔|(zhì)，稱(chēng)為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。微生物的代謝目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)因子的需求：2、生長(zhǎng)因子某些微生物不能由普通的碳源、氮源物質(zhì)合成，而只有通過(guò)外源供給才能滿(mǎn)足機(jī)體生長(zhǎng)需要的有機(jī)物質(zhì)稱(chēng)為生長(zhǎng)因子。微生物的代謝目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理細(xì)菌的生長(zhǎng)1、細(xì)菌的生長(zhǎng)與繁殖2、生物量及其表征3、化學(xué)計(jì)量式用于估算生物量產(chǎn)率和需氧量4、不同條件下生物量合成產(chǎn)率系數(shù)目前三十頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)第五章廢水的好氧生物處理原理細(xì)菌的生長(zhǎng)一、細(xì)菌的生長(zhǎng)與繁殖活性污泥的能量含量，也稱(chēng)為污泥負(fù)荷率，即營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或有機(jī)底物量（F）與微生物量（M）的比值（F/M）是影響活性污泥微生物增殖速率的重要因素。此外，F(xiàn)/M值也是影響有機(jī)底物降解速率、氧利用速率、活性污泥絮凝、吸附性能的重要因素。目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)一、細(xì)菌的生長(zhǎng)與繁殖Q—廢水流量，S0—原廢水中有機(jī)廢物（BOD5）的濃度，mg/LV—反應(yīng)器（如曝氣池）容積，m3X—混合液懸浮固體（MLSS）濃度，mg/L第五章廢水的好氧生物處理原理目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線(xiàn)：第五章廢水的好氧生物處理原理目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)細(xì)菌生長(zhǎng)的階段：1、適應(yīng)期（調(diào)整期）：微生物對(duì)新的環(huán)境條件進(jìn)行適應(yīng)的階段。2、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期：F/M值〉2.2，微生物以最大速率攝取有機(jī)物，生長(zhǎng)速率達(dá)到最大。第五章廢水的好氧生物處理原理目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)細(xì)菌生長(zhǎng)的階段：3、減速增殖期（平臺(tái)期）：F/M值下降，微生物的繁殖和消亡數(shù)目相當(dāng)，微生物的數(shù)量達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。4、內(nèi)源呼吸期（衰亡期）：隨著有機(jī)物的濃度持續(xù)下降，F(xiàn)/M值降到最低并保持不變，微生物開(kāi)始進(jìn)行內(nèi)源性呼吸，其數(shù)量開(kāi)始減少。第五章廢水的好氧生物處理原理目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十二頁(yè)\編于三點(diǎn)小節(jié)：微生物的增殖期主要受F/M值的調(diào)控。不同生長(zhǎng)階段，微生物的形狀、數(shù)量以及處理水質(zhì)都不同。調(diào)整F/M值，可