废水处理的基本概念PPT课件.ppt

新新陈陈代代谢谢的两个作用的两个作用n n异化作用异化作用-释释放能量，分解放能量，分解营营养养n n同化作用同化作用-消耗能量、消耗能量、营营养，合成养，合成细细胞胞 细胞有机物（营养）CO2+H2O能量细胞营养能量细胞有机物（营养）CO2+H2O能量细胞有机物（营养）CO2+H2O能量细胞有机物（营养）CO2+H2O能量1.2、微生物的呼吸 微生物的呼吸指微生物的异化作用，其类型分为两种：n n好氧呼吸好氧呼吸n n厌厌氧呼吸氧呼吸2.好氧呼吸好氧呼吸定定义义：好氧呼吸是在有氧分子（：好氧呼吸是在有氧分子（OO2 2）参与）参与 下下 的生物氧化的生物氧化过过程。程。底物底物进进入入细细胞胞 脱脱氢氢酶酶 氧化氧化酶酶 受受氢氢体体OO2 2电电子供体子供体 脱脱氢氢放出放出电电子子 电电子激活子激活OO2 2 生成水（生成水（HH2 2OO）细胞（脱氢酶）底物(电子供体）H+e-OH2O3.分两分两分两分两类类类类以有机物以有机物以有机物以有机物为为为为底物、以无机物底物、以无机物底物、以无机物底物、以无机物为为为为底物底物底物底物以有机物以有机物为为底物的呼吸：底物的呼吸：C C6 6HH1212OO6 6+6O+6O2 2=6CO=6CO2 2+H+H2 2O+2817.3kJO+2817.3kJ以无机物以无机物为为底物的呼吸：底物的呼吸：HH2 2S+2OS+2O2 2H=H2 2 S S OO4 4+能量能量NHNH4 4+2O+2O2 2=NO=NO3 3-+2H+2H+H+H2 2O+O+能量能量细胞（脱氢酶）C6H12O6C6H12O6H+e-OH2OH2O+CO2细胞（脱氢酶）NHNH4 4+H+e-OH2OH2O+NO3-4.厌厌氧呼吸氧呼吸定定义义：厌厌氧呼吸是在无氧分子（氧呼吸是在无氧分子（OO2 2）的情况）的情况 下下 进进行的生物氧化行的生物氧化过过程。程。脱脱氢氢酶酶 经辅经辅酶酶 底物底物 脱脱氢氢 传递给传递给其他物其他物质质细胞（脱氢酶）底物(电子供体）H+e-NO3NO3N2N25.分两分两分两分两类类类类发发发发酵（以有机物受酵（以有机物受酵（以有机物受酵（以有机物受氢氢氢氢体）、无氧呼吸（以体）、无氧呼吸（以体）、无氧呼吸（以体）、无氧呼吸（以无机氧化物无机氧化物无机氧化物无机氧化物为为为为受受受受氢氢氢氢体）体）体）体）n n发酵 脱脱氢氢C C6 6H H1212OO6 6 2CH 2CH3 3COCOOH+4COCOOH+4 H H （丙（丙酮酮酸）酸）分解分解2CH2CH3 3COCOOH 2COCOCOOH 2CO2 2+2CH+2CH3 3CHCH3 3CHOCHO （乙（乙醛醛）受受氢氢4 4 H H +2CH+2CH3 3CHCH3 3CHO 2CHCHO 2CH3 3CHCH3 3OHOH 乙醇）（乙醇）6.n n无氧呼吸 脱脱氢氢：C C6 6H H1212OO6 6+6H+6H2 2O=6COO=6CO2 2+24+24 H H 受受氢氢：2424 H H +4NO+4NO3 3-=2N=2N2 2+12H+12H2 2OO 7.3、微生物的种类两种方法分两种方法分类类按营养、能量分按呼吸类型分8.按按按按营营营营养、能量分养、能量分养、能量分养、能量分异养微生物营养：有机物能量：异化作用产生的能自养微生物化能自养微生物营养：无机物能量：化学反应能光能自养微生物营养：二氧化碳能量：光能9.按呼吸类型分好氧微生物厌氧微生物兼性微生物发酵微生物（受氢体是有机物）无氧呼吸微生物（受氢体是无机物）10.二、二、废废水的好氧水的好氧处处理理11.优点：反应速度快、停留时间短、容积小适用：中、低浓度有机废水（BOD2000mg/l）14.第二第二第二第二节节节节、微生物的生、微生物的生、微生物的生、微生物的生长规长规长规长规律和律和律和律和环环环环境境境境一、微生物的生一、微生物的生一、微生物的生一、微生物的生长规长规长规长规律律律律n n停止期：适停止期：适应环应环境境过过程程n n对对数期：有机物数期：有机物浓浓度高；度高；污污泥絮凝性差泥絮凝性差n n静止期：有机物静止期：有机物浓浓度度较较低，低，污污泥多；絮凝性好泥多；絮凝性好n n衰老期：有机物衰老期：有机物浓浓度低；度低；污污泥松散，有泥花泥松散，有泥花15.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物细细细细菌菌菌菌n n细细菌是菌是单细单细胞生物胞生物n n有球菌、杆菌、螺旋菌有球菌、杆菌、螺旋菌n n采用分裂方式繁殖，繁殖采用分裂方式繁殖，繁殖快快16.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物菌胶菌胶菌胶菌胶团团团团 n n细细胞壁分泌出的胞壁分泌出的粘液粘液(荚荚膜）将膜）将细细菌粘合在一起形菌粘合在一起形成菌胶成菌胶团团n n菌胶菌胶团团是活性是活性污污泥的主要泥的主要组组成部成部分，在分，在污污水水处处理理过过程起主要作用程起主要作用17.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物丝丝丝丝状菌状菌状菌状菌 丝状菌过度繁殖，可产生污泥膨胀，使污泥沉降性能恶化18.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物丝丝丝丝状菌状菌状菌状菌 从菌胶从菌胶团团中伸中伸出的出的丝丝状菌状菌19.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物甲藻甲藻甲藻甲藻20.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物蓝蓝蓝蓝藻藻藻藻21.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物原生原生原生原生动动动动物（物（物（物（变变变变形虫）形虫）形虫）形虫）n n原生原生动动物是物是最低等的最低等的单单细细胞胞动动物物n n在活性在活性污污泥泥中可提高沉中可提高沉降性能降性能n n变变形虫占形虫占优优势时处势时处理效理效果差（活性果差（活性污污泥培养初泥培养初期、期、污污水水变变化大化大时时）22.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物原生原生原生原生动动动动物（鞭毛虫）物（鞭毛虫）物（鞭毛虫）物（鞭毛虫）鞭毛虫占鞭毛虫占鞭毛虫占鞭毛虫占优势优势优势优势，出水水，出水水，出水水，出水水质质质质差差差差23.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物原生原生原生原生动动动动物（物（物（物（纤纤纤纤毛虫）毛虫）毛虫）毛虫）纤纤纤纤毛虫占毛虫占毛虫占毛虫占优势优势优势优势，出水水，出水水，出水水，出水水质质质质差差差差24.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物原生原生原生原生动动动动物（物（物（物（钟钟钟钟虫）虫）虫）虫）钟钟钟钟虫占虫占虫占虫占优势优势优势优势，除，除，除，除处处处处理效果好，沉降性能好，生物活性良好理效果好，沉降性能好，生物活性良好理效果好，沉降性能好，生物活性良好理效果好，沉降性能好，生物活性良好25.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物原生原生原生原生动动动动物（物（物（物（钟钟钟钟虫）虫）虫）虫）26.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物后生后生后生后生动动动动物（物（物（物（轮轮轮轮虫虫虫虫）n n后生后生动动物是物是有多有多细细胞胞组组成成n n常常见见的有的有轮轮虫和虫和线线虫虫n n它它们们的存在的存在说说明明处处理效理效果好果好27.污污污污水水水水处处处处理中常理中常理中常理中常见见见见的微生物的微生物的微生物的微生物后生后生后生后生动动动动物（物（物（物（线线线线虫虫虫虫）28.活性活性污污泥泥由由细细菌、原菌、原生生动动物、微物、微型后生型后生动动物物等大量微生等大量微生物所物所组组成的成的絮状体，呈絮状体，呈绒绒粒状，粒状，,比比水稍重，具水稍重，具沉降性，比沉降性，比表面表面积积大。大。其作用是吸其作用是吸附、生物解附、生物解污污水中的有水中的有机机污污染物染物29.二、微生物的生二、微生物的生二、微生物的生二、微生物的生长环长环长环长环境境境境1 1、营营养养n n水水n n碳源碳源作用：构成作用：构成细细胞、提供能胞、提供能源源 来源：有机物（工来源：有机物（工业废业废水水缺碳）缺碳）n n氮源氮源作用：作用：细细胞合成蛋白胞合成蛋白质质 来源：无机氮化合物、有来源：无机氮化合物、有机氮化合物机氮化合物n n磷磷n n好氧好氧过过程程BODBOD：NN：P=100P=100：5 5：1 1 厌厌氧氧过过程程BODBOD：NN：P=100P=100：2.52.5：0.50.52 2、温度、温度n n生生长长温度范温度范围围5-805-80n n好冷性微生物好冷性微生物20 20 以下以下n n中温性微生物中温性微生物20-4520-45n n高温高温习习微生物微生物4545以上以上n n好氧好氧处处理理最佳温度最佳温度20-3720-37 太高蛋白太高蛋白质变质变性性 太低活力降低太低活力降低n n厌厌氧氧处处理理中温中温33-3833-38 高温高温52-5752-573 3、PH PHn n 活性活性污污泥法泥法6.5-8.56.5-8.5为为宜，宜，pHpH达到达到9 9时时原生原生动动物呆滞，菌胶物呆滞，菌胶团团解体，解体，处处理效果下降理效果下降n n厌厌氧法氧法PH=6.5-7.5PH=6.5-7.54 4、溶解氧、溶解氧2-4mg/l2-4mg/l30.5 5、有毒物、有毒物、有毒物、有毒物质质质质毒物名称毒物名称允允许浓许浓度（度（mg/lmg/l）毒物名称毒物名称允允许浓许浓度（度（mg/lmg/l）锌锌5-205-20游离游离氯氯0.1-10.1-1铜铜5-205-20氯氯苯苯100100铅铅1 1硝酸根硝酸根50005000铬铬酸酸盐盐5-205-20硫酸根硫酸根50005000氰氰5-205-20醋酸根醋酸根100-150100-150硫硫10-3010-30苯苯100100氨氨100-1000100-1000酚酚100100亚亚砷酸砷酸盐盐5 5甲甲醛醛100-150100-150砷酸砷酸盐盐2020丙丙酮酮90009000油脂油脂30-5030-5031.第三第三节节、反、反应应速度和反速度和反应级应级数数一、反应速度定义：在时间（t）内，底物（s）的减少量 (-ds/dt)或细胞（x）的增加量(dx/dt)。定义 y=dx/ds 为产率系数，则 dx/dt=-yds/dt32.二、反二、反二、反二、反应级应级应级应级数数数数底物的反底物的反应应速度速度v v：V=ds/dtV=ds/dts sn nV=ds/dt=ksV=ds/dt=ksn n其中：其中：nn反反应级应级数数 k k反反应应速度常数速度常数当当n=0n=0时时，v=k v=k，0 0级级反反应应当当n=1n=1时时，v=k sv=k s，一，一级级反反应应当当0n10n1时时，v=ksv=ksn n，混合，混合级级反反应应当当n=2n=2时时，v=ksv=ks2 2 ，2 2级级反反应应n=0n=1n=20n1vs33.第四第四第四第四节节节节 微生物生微生物生微生物生微生物生长动长动长动长动力学力学力学力学n n微生物增微生物增长长速率：速率：n n微生物比增微生物比增长长速率：速率：n n经验经验公式：公式：n n底物的降解速率：底物的降解速率：n n底物的比降解速率：底物的比降解速率：n n因因为为 34.