单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,第二篇,水污染控制工程,,,内容组成,第一章 水质与水体自净,,第二章 水的物理处理,,第三章 污水的化学处理,,第四章 污水的物理化学处理,,第五章 污水的生物化学处理,,,废水生物处理的目的、重要性,主要目的：,,① 不可自然沉淀的胶体状固体物,,② 有机物,,③ 氮和磷,,重要性：,,①,60%,以上的有机物只有用生物法去除最经济② 废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法③ 城市污水处理厂有,90%,以上是生物处理法④ 大多数工业废水处理厂以生物法为主体微生物在废水生物处理中的作用,,①,溶解性有机物→,CO,2,和,H,2,O,,,溶解性无机营养元素：,,,N→N,2,,P→,富含磷的剩余污泥从水中分离出来,,②,絮凝沉淀和降解胶体状固体物,,,③,稳定有机物,,目 录,第一节 废水处理微生物学基础,,第二节 废水的好氧生物处理（一）,稳定塘、土地处理,,,第三节 废水的好氧生物处理（二）,--,生物膜法,,第四节 废水的好氧生物处理（三）,--,活性污泥法,,第五节 废水的厌氧生物处理,,第六节 水处理厂污泥处理技术,,第七节 生物脱氮除磷技术,,第一节,废水处理微生物学基础,微生物生理学特性及基本概念,,微生物的生长规律和生长环境,,生化反应动力学基础,,一、微生物生理学特性及基本概念,,1,、新陈代谢,,生物体在生命活动过程中从外界吸取营养物质并在体内进行物质转化地交换作用。
底物或基质,,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可生物降解有机物量：有机物的降解转化,,可生物降解底物量：包括有机的和无机的可生物,,利用物质一、微生物生理学特性及基本概念,新陈代谢,分解代谢,,(,异化作用）,),复杂物质分解为简单物质,简单物质合成为复杂物质,吸收能量,释放能量,能量代谢,物质代谢,,合成代谢,,(,同化作用,),,一、微生物生理学特性及基本概念,,2,、微生物的呼吸,,,微生物的呼吸指微生物利用营养物质获取能量的,,生理功能※,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2,、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,好氧呼吸,厌氧呼吸,根据氧化的底物、氧化产物的不同,,按反应过程中的最终受氢体的不同,,自养型微生物,,（无机物）,无氧呼吸,,（无机物）,异养型微生物,,（有机物）,发 酵,,（有机物）,根据受氢体的不同分为,,二、微生物的生长规律和生长环境,微生物的生长规律,,按微生物的生长速度，其生长可分为四个期：,,停滞期,(,迟缓期）,,对数期（对数增长期）,,静止期（减速增长期）,,衰老期（内源呼吸期）,,停滞期,(,迟缓期）,,微生物的生长速度从零逐渐开始增加，细菌总数增加。
出现于污泥培养驯化阶段，或水质发生变化、停产后又生产阶段对数期：,,微生物以最大速度增长，细菌总数快速增加当废水中有机物浓度高，且培养条件宜，可能处于对数期处于对数期的微生物降解有机物速度快，但沉降性能差静止期（减速增长期）,,微生物生长速度开始下降，细菌总数达到平衡当废水中有机物浓度降低，污泥浓度较高时，微生物可能处于静止期污泥絮凝性好，二沉池出水水质最好衰老期（内源呼吸期）：,,微生物生长速度变为负值，细菌总数下降当有机物浓度低，营养物明显不足，则可能处于衰老期污泥较松散，沉降性能好，出水中有细小泥花二、微生物的生长规律和生长环境,微生物的生长规律,,按微生物的生长速度，其生长可分为四个期：,,停滞期,,对数期,,静止期（减速增长期）,,污泥絮凝性好，二沉池出水水质最好衰老期（内源呼吸期）,,,污泥较松散，沉降性能好，出水中有细小泥花微生物要求的营养物质必须包括组成细胞的各种原料和产生能量的物质，主要有：水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及生长因素微 生 物 的 生 长 环 境,,,影,,响,,微,,生,,物,,生,,长,,的,,环,,境,,因,,素,,微生物的营养,,温 度,,,pH,值,,,溶 解 氧,,,有 毒 物 质,,,各类微生物所生长的温度范围不同，约为,5℃,～,80℃,。
低温性（,5-20℃,）,,中温性（,20-45℃,）,,高温性（,45-80 ℃,）,,好氧生物处理,,中温性微生物,,适宜温度为,25-40 ℃,厌氧生物处理,,甲烷菌为中温菌，在,33-38 ℃,,,发酵产酸温度控制在,52-57 ℃,,微 生 物 的 生 长 环 境,,,影,,响,,微,,生,,物,,生,,长,,的,,环,,境,,因,,素,,微生物的营养,,温 度,,,pH,值,,,溶 解 氧,,,有 毒 物 质,,,,微 生 物 的 生 长 环 境,,,影,,响,,微,,生,,物,,生,,长,,的,,环,,境,,因,,素,,微生物的营养,,温 度,,,pH,值,,,溶 解 氧,,,有 毒 物 质,,不同的微生物有不同的,pH,值适应范围细菌、放线菌、藻类和原生动物,,的,pH,值适应范围是在,4,～,10,之间大多数细菌适宜中性和偏碱性,,（,pH,＝,6.5,～,7.5,）的环境废水生物处理过程中应保持最适,,,pH,范围当废水的,pH,值变化较大时，应设置,,调节池，使进入反应器（如曝气,,池）的废水，保持在合适的,pH,值范,,围微 生 物 的 生 长 环 境,,,影,,响,,微,,生,,物,,生,,长,,的,,环,,境,,因,,素,,微生物的营养,,温 度,,,pH,值,,,溶 解 氧,,,有 毒 物 质,,溶解氧是影响生物处理效果,,的重要因素。
好氧微生物处理的溶解氧一般以,2,～,4mg/L,为宜微 生 物 的 生 长 环 境,,,影,,响,,微,,生,,物,,生,,长,,的,,环,,境,,因,,素,,微生物的营养,,温 度,,,pH,值,,,溶 解 氧,,,有 毒 物 质,,在工业废水中，有时存在着对微生物具有抑制和杀害的化学物质，这类物质我们称之有毒物质其毒害作用主要表现在细胞的正常结构遭到破坏以及菌体内的酶变质，并失去活性在废水生物处理时，对这些有毒物质应严加控制，但毒物浓度的允许范围，需要具体分析三、生化反应动力学基础,任务：,,1,、研究各种因素对反应速度的影响2,、研究反应机理内容：,,1,、底物降解速率与底物浓度、微生物量等因素之间的关系2,、微生物的增长速率与底物浓度、微生物量等因素之间的关系反应速度,,在生化反应中，是指单位时间单位体积内底物的减少量、细胞质或产物的增加量例生化反应：,S→y·X+z ·P,,反应速度：,三、生化反应动力学基础,,三、生化反应动力学基础,任务：,,1,、研究各种因素对反应速度的影响2,、研究反应机理内容：,,1,、底物降解速率与底物浓度、微生物量等因素之间的关系米式方程式,),,2,、微生物的增长速率与底物浓度、微生物量等因素之间的关系。
莫式方程式）,,米式方程式,米歇里斯,-,门坦（,Michaelis-Menten,）,,米氏在一切生化反应都是在,酶催化,进行的前提下，提出微生物分解代谢的酶反应方程式：,,,,,米氏方程式：,,,式中,ν,—,酶反应速度,,,ν,max,—,最大酶反应速度,,,S—,底物浓度,,,K,m,—,米氏常数（半速度常数）,,酶反应速度与底物浓度的关系,底物浓度,S,K,m,酶反应速度,,ν,0,1/2ν,max,ν,max,混合级反应区,,（,0
基质的降解速率和微生物的增长速率间关系,产率系数,比增长速率,内源代谢系数,,。