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第二章 廢水生物處理基本原理

來源:泰興市艾譜化工設(shè)備有限公司   2008年11月12日 18:29  

*節(jié) 廢水好氧生物處理原理

一、好氧生物處理的基本生物過程

所謂“好氧”:是指這類生物必須在有分子態(tài)氧氣(O2)的存在下,才能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng),主要包括大部分微生物、動(dòng)物以及我們?nèi)祟悾?/font>

所謂“厭氧”:是能在無分子態(tài)氧存在的條件下,能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng)的生物,如厭氧細(xì)菌、酵母菌等。

好氧生物處理過程的生化反應(yīng)方程式:

① 分解反應(yīng)(又稱氧化反應(yīng)、異化代謝、分解代謝)

    CHONS    +  O2        CO2 + H2O + NH3 + SO42- +¼+能量

(有機(jī)物的組成元素)

② 合成反應(yīng)(也稱合成代謝、同化作用)

     C、H、O、N、S    +  能量               C5H7NO2

 內(nèi)源呼吸(也稱細(xì)胞物質(zhì)的自身氧化)

      

 C5H7NO2 + O2            CO2 H2O + NH3 + SO42- +¼+能量

在正常情況下,各類微生物細(xì)胞物質(zhì)的成分是相對(duì)穩(wěn)定的,一般可用下列實(shí)驗(yàn)式來表示:細(xì)菌:C5H7NO2真菌:C16H17NO6;藻類:C5H8NO2;原生動(dòng)物:C7H14NO3

分解與合成的相互關(guān)系:

1)二者不可分,而是相互依賴的;a、分解過程為合成提供能量和前物,而合成則給分解提供物質(zhì)基礎(chǔ);b、分解過程是一個(gè)產(chǎn)能過程,合成過程則是一個(gè)耗能過程。

2)對(duì)有機(jī)物的去除,二者都有重要貢獻(xiàn);3)合成量的大小,對(duì)后續(xù)污泥的處理有直接影響(污泥的處理費(fèi)用一般可以占整個(gè)城市污水處理廠的40~50%)。

不同形式的有機(jī)物被生物降解的歷程也不同:

一方面:結(jié)構(gòu)簡單、小分子、可溶性物質(zhì),直接進(jìn)入細(xì)胞壁;結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大分子、膠體狀或顆粒狀的物質(zhì),則首先被微生物吸附,隨后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有機(jī)物,再進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。

另一方面:有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同,其降解過程也會(huì)不同,如:糖類;脂類;蛋白質(zhì)

二、影響好氧生物處理的主要因素

 溶解氧(DO): 約1~2mg/l

 水溫:是重要因素之一,在一定范圍內(nèi),隨著溫度的升高,生化反應(yīng)的速率加快,增殖速率也加快;細(xì)胞的組成物如蛋白質(zhì)、核酸等對(duì)溫度很敏感,溫度突升或降并超過一定限度時(shí),會(huì)有不可逆的破壞;zui適宜溫度    15~30°C; >40°C  < 10°C后,會(huì)有不利影響。

 營養(yǎng)物質(zhì):細(xì)胞組成中,C、H、O、N約占90~97%;其余3~10%為無機(jī)元素,主要的是P;生活污水一般不需再投加營養(yǎng)物質(zhì);而某些工業(yè)廢水則需要,一般對(duì)于好氧生物處理工藝,應(yīng)按BOD : N : P = 100 : 5 : 1 投加NP;其它無機(jī)營養(yǎng)元素:K、Mg、Ca、S、Na等;微量元素: Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等;

 pH值:一般好氧微生物的zui適宜pH6.5~8.5之間;pH < 4.5時(shí),真菌將占優(yōu)勢,引起污泥膨脹;另一方面,微生物的活動(dòng)也會(huì)影響混合液的pH值。

 有毒物質(zhì)(抑制物質(zhì)):重金屬;氰化物;H2S;鹵族元素及其化合物;酚、醇、醛等;

 有機(jī)負(fù)荷率:污水中的有機(jī)物本來是微生物的食物,但太多時(shí),也會(huì)不利于微生物;

 氧化還原電位:好氧細(xì)菌:+300 ~ 400 mV, 至少要求大于+100 mV;厭氧細(xì)菌:要求小于+100 mV,對(duì)于嚴(yán)格厭氧細(xì)菌,則<-100 mV,甚至<-300 mV

第二節(jié)    廢水厭氧生物處理原理

廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發(fā)酵;是指在厭氧條件下由多種(厭氧或兼性)微生物的共同作用下,使有機(jī)物分解并產(chǎn)生CH4CO2的過程。

一、厭氧生物處理中的基本生物過程——階段性理論

1、兩階段理論:

20世紀(jì)30~60年代,被普遍接受的是“兩階段理論”

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