第三篇污水的生物处理
第三篇 污水的生物处理
第8章污水生化处理理论基础 8.1污水的好氧生物处理和厌氧生物处理 8.2微生物的生长规律和生长环境 8.3米歇里斯-门坦( Michaelis- Menten)方程式 8.4微生物生长动力学 8.5废水的可生化性
第8章 污水生化处理理论基础 8.1 污水的好氧生物处理和厌氧生物处理 8.2 微生物的生长规律和生长环境 8.3 米歇里斯-门坦（Michaelis-Menten）方程式 8.4 微生物生长动力学 8.5 废水的可生化性
8.1污水的好氧生物处理和厌氧生物处理 、微生物的新陈代谢和呼吸类型 污水的好氧生物处理 、污水的厌氧生物处理
8.1 污水的好氧生物处理和厌氧生物处理 一、微生物的新陈代谢和呼吸类型 二、污水的好氧生物处理 三、污水的厌氧生物处理
、微生物的新陈代谢和呼吸类型 微生物的新陈代谢 新陈代谢=分解代谢+合成代谢 复杂分子分解代谢酶系 (有机物)合成代谢酶系简单分子+ATP+[H 微生物的能量代谢 化能异养菌 有机物 最初能源日光 光能营养菌 通用能源 (ATP) 还原态无机物华能自养菌 微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能(即分解代谢过程)。 根据与氧气的关系分为好氧呼吸和厌氧呼吸
一、微生物的新陈代谢和呼吸类型 微生物的能量代谢： 微生物的新陈代谢 新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢 微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能（即分解代谢过程）。 根据与氧气的关系分为好氧呼吸和厌氧呼吸
、微生物的新陈代谢和呼吸类型 微生物的呼吸 脱氢 递氢— 受氢 CsH12Os ED EMP HMP 途径途径(意径(cH,四[H/2 O2(或有机、无机氧化物) [H] ADP ATP HO(或有机、无机还原物) TCA 循环 生物氧化过程的三个阶段 CO
一、微生物的新陈代谢和呼吸类型 微生物的呼吸
、微生物的新陈代谢和呼吸类型 1好氧呼吸 好氧呼吸是在有分子氧(02)参与的生物氧化,反应的最终受氢体是分子氧。 异氧型微生物以有机物为底物(电子供体),终点产物为二氧化碳、氨和 水等,同时放出能量。 C6H1206+6026C02+6H20+2817.3kJ C1H29ON+1402+H11C02+13H20+4++能量 自养型微生物以无机物为底物,终点产物也是无机物,同时放出能量 H2S+2O2HSO4+能量 NH4++2O2NO3+2H+H2O+能量
一、微生物的新陈代谢和呼吸类型 1.好氧呼吸 好氧呼吸是在有分子氧（O2）参与的生物氧化，反应的最终受氢体是分子氧。 异氧型微生物 以有机物为底物（电子供体），终点产物为二氧化碳、氨和 水等，同时放出能量。 C6H12O6 + 6O2-——6CO2 + 6H2O + 2817.3kJ C11H29O7N + 14O2 + H+——11CO2 + 13H2O + NH4 + + 能量 自养型微生物 以无机物为底物，终点产物也是无机物，同时放出能量。 H2S + 2O2——H2SO4 + 能量 NH4+ +2O2——NO3 － +2H+ +H2O + 能量
、微生物的新陈代谢和呼吸类型 2.厌氧呼吸 厌氧呼吸是在无分子氧的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物只有脱 氢酶系统,没有氧化酶系统。 (1)发酵指供氢体和受氢体都是有机化合物的生物氧化作用,最终受氢 体无需外加,就是供氢体的分解产物(有机物) 2CH.COCO0H + 4H 2 CH3 COCOOH 2 C0 + 2CH.CHO 4H 2CHCHO 2CHOCHOOH 总反应式: 206-2CH3CH2OH+2C02+92.0kJ (2)无氧呼吸是指以无机氧化物,如NO3,NO2,SO2,S2O32,CO2等代 替分子氧,作为最终受氢体的生物氧化作用 CHiO+6h,o 6CO2+24H 24H+4NO3 2N,+12H,O 总反应式 CAH12O+4NO36CO,+6H2O+2N,+1755.6kJ
一、微生物的新陈代谢和呼吸类型 2. 厌氧呼吸 厌氧呼吸是在无分子氧的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物只有脱 氢酶系统，没有氧化酶系统。 （1）发酵 指供氢体和受氢体都是有机化合物的生物氧化作用，最终受氢 体无需外加，就是供氢体的分解产物（有机物）。 C6H12O6 —— 2CH3COCOOH + 4H 2 CH3COCOOH —— 2 CO2 + 2CH3CHO 4H + 2CH3 CHO —— 2CH3 CH2 OH 总反应式： C6H12O6 —— 2CH3CH2OH + 2 CO2 + 92.0kJ （2）无氧呼吸 是指以无机氧化物，如NO3 - , NO2 - , SO4 2- , S2O3 2- , CO2等代 替分子氧，作为最终受氢体的生物氧化作用。 C6H12O6 + 6H2O —— 6 CO2 + 24 H 24 H + 4 NO3 - —— 2N2 + 12 H2O 总反应式： C6H12O6 + 4 NO3 -——6 CO2 + 6H2O + 2N2 + 1755.6 kJ
、微生物的新陈代谢和呼吸类型 三种呼吸方式获得的能量水平比较 呼吸方式受氢体 化学反应式 好氧呼吸 分子氧 C6H12O6+602-6C02+6H2O+28173kJ 无氧呼吸 无机物 C6H12O4+4NO3-6CO2+6H2O+2N2+1755.6kJ 发酵 有机物 C6H12O6-2CH3CH2 OH+2 CO2+92.0kJ
一、微生物的新陈代谢和呼吸类型 呼吸方式 受氢体 化学反应式 好氧呼吸 分子氧 C6H12O6 + 6O2 -——6CO2+ 6H2O + 2817.3kJ 无氧呼吸 无机物 C6H12O6 + 4 NO3 -——6 CO2 + 6H2O + 2N2 + 1755.6kJ 发酵 有机物 C6H12O6—— 2CH3CH2OH + 2 CO2 + 92.0kJ 三种呼吸方式获得的能量水平比较
二、污水的好氧生物处理 合成 原生质(微生物的增长) 23 有机物+氧+微生物 (CO、HN、S、P) 13 CO2、H2O、NH3 分解”sO、PO3 能 热 …→随水排出 好氧生物处理过程中有机物转化示意图
二、污水的好氧生物处理
污水的好氧生物处理 微生物增殖部分 原生质 内源叮吸部分+ 同化合 有机物 微生物异化合成 能量+代谢产物 I(CO H-o, NOy, SO,", PO, NH3 有机物的氧化分解(有氧呼吸) 余能释放 随水排走 有机物的好氧分解过程 2y-2) xCa2+yH2O+能量 原生质的氧化分解(内源呼吸) C3H2MO2+502-厘)5CO2+2H2O+MH3+能量 原生质的同化合成(以氨为氮源) c.2)+M2+{mx+2y-2-5)2一身星C202+x-02+(y=4)
二、污水的好氧生物处理 有机物的氧化分解（有氧呼吸）： 原生质的同化合成（以氨为氮源）： 原生质的氧化分解（内源呼吸）：