1、现代环境生物工程2016.11.12 环境生物技术 课件第七章 废水生物处理第 7章 废水生物处理本章内容7.1废水生物处理特性 7.2废水生物处理7.3现代生物处理技术在废水处理工程的应用 环境生物技术 课件7.1废水生物处理特性7.1.1 概述 废水生物处理是建立在 环境自净作用 基础上的 人工强化技术 ，通过创造出有利于微生物生长繁殖的良好环境，增强微生物的代谢功能，促进微生物的增殖，加速有机物的矿化，从而达到净化处理的目的。 根据微生物对溶解氧要求的不同，废水生物处理可分为 好氧生物处理 和 厌氧生物处理 两大类。两者相比， 好氧生物处理 需消耗相对较多的能量来获得较好的出水水质，主要
2、应用于中低浓度废水的处理或者用于厌氧处理的后续处理，是 有机废水处理所采用的主要方法 。随着氮、磷等营养物质去除要求的提高，同时废水中难降解有机物含量越来越多，厌氧生物处理、厌氧和好氧组合的生物处理应用日渐广泛。 环境生物技术 课件7.1.2 废水生物处理原理 （ 1）废水好氧生物处理好氧生物处理 (aerobict reatment)是在有氧的情况下，利用好氧微生物 (包括一些兼性微生物 )来降解有机物，使有机污染物彻底矿化、无害化。在处理过程中，废水中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而被微生物所吸收；固体和胶体的有机物先附着在细胞外，由其所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，再进入细胞
3、内。 好氧生物处理可分为附着生长型和悬浮生长型，前者主要以生物膜法为代表，后者主要以活性污泥法为代表。 环境生物技术 课件（ 2）废水厌氧生物处理 厌氧生物处理 (anaerobic treatment)是在无氧条件下，利用多种厌氧微生物的代谢活动，将有机物转化为无机物和少量细胞物质的过程，这些无机物质主要是大量生物气 (沼气 )和水。有机物厌氧生物分解可以分为四个阶段 (图7.2)。 环境生物技术 课件（ 2）废水厌氧生物处理 水解阶段糖、蛋白、脂类水解 发酵阶段生成乙酸、丙酸、丁酸、醇类、二氧化碳、氨等 产氢产乙酸阶段丙酸、丁酸等转化成乙酸和氢 产甲烷阶段利用二氧化碳和氢或乙酸生成甲烷7.
4、1.3废水生物处理中的微生物生长特性 在 废水生物处理中 ，微生物是一个群体，其生长情况比单一微生物生长要复杂得多。 各种微生物在群体中相互影响 ，并共栖于一个生态平衡环境中。不同微生物在废水培养系统中，都有着自己的生长规律及生长曲线，每条曲线都有着自己的形状和位置 (图 7 3)。 环境生物技术 课件7.1.4 废水生物处理中的动力学(1)指数模型指数方程 适用于均匀溶液中的化学反应 ，根据反应历程的不同， K、 n取值不同，可在相当大的范围内拟合污染物生物降解的数据 。 （祥见书 105-106） (2)双曲线 模型米氏公式为污水生物处理的基本动力学方程式，在建立 污水生物处理反应器数学模
5、型 中具有十分重要的意义。 （祥见书 105-106） 环境生物技术 课件7.1.5 影响废水生物处理的因素 废水生物处理过程是一个微生物对底物的利用、降解过程，处理效果优劣直接与系统中微生物生长密切相关。因此，影响微生物生长的因素也是废水生物处理过程中的控制因素，包括微生物自身活性、污染物特性及环境因子等。（ 1）微生物的活性 微生物的活性 取决于微生物的种类、生长状态、环境因素 等。不同种类的微生物对同一底物的适应能力、分解及转化能力是不同的，即使是同一种微生物，不同生长时期也会影响其分解转化污染物的能力。常用减速生长期或内源呼吸初期的微生物来处理废水中的有机物。 环境生物技术 课件7.1
6、.5 影响废水生物处理的因素（ 2）污染物特性污染物的化学结构与生物降解的相关性归纳起来主要有以下几点。 烃类化合物 一般是链烃比环烃易分解，直链烃比支链烃易分解，不饱和烃比饱和烃易分解。 主要分子链上的 C被其他元素取代 时，对生物氧化的阻抗就会增强。 每个 C原子上至少保持一个氢碳键 的有机化合物，对生物氧化的 阻抗较小 ，而当 C原子上的 H都被烷基或芳基所取代 时，就会形成生物氧化的 阻抗 物质。 官能团的性质及数量对有机物的可生物降解性影响很大 ，例如，苯环上的氢被羟基或氨基取代，形成苯酚或苯胺时，它们的生物降解性将比原来的苯提高；卤代作用则使生物降解性降低，尤其是间位取代的苯环，其抗生物降解更明显。 高分子化合物 结构十分复杂，由于微生物及其酶难以扩散到这些物质的内部，袭击其中最敏感的反应键，因此其 生物可降解性降低 。 环境生物技术 课件
