废水生物处理和生化反应

1、3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 废水生物处理基本原理废水生物处理基本原理3.3 3.3 微生物的生长规律与生长环境微生物的生长规律与生长环境3.4 3.4 反应速度和反应级数反应速度和反应级数3.5 3.5 微生物生长动力学微生物生长动力学第1页/共85页生物处理目标：1. 将溶解的及颗粒的可生物降解的组分转化为可接受的最终产物；2. 将不易沉淀的胶体及悬浮固体截留并结合为生物絮凝体或生物膜；3. 转化或去除营养物质；4. 去除特殊的微量有机组分和化合物。第2页/共85页第3页/共85页第4页/共85页第5页/共85页好氧生物处理 缺氧生物处理 微生物对氧的需求微生物对氧的需求生物处理

2、技术分类厌氧生物处理 第6页/共85页悬浮生长工艺 附着生长工艺 微生物生长方式微生物生长方式生物处理技术分类第7页/共85页一、发酵与呼吸一、发酵与呼吸1 1发酵发酵 （供氢体和受氢体都是有机物）（供氢体和受氢体都是有机物）2 2呼吸呼吸 3.2 废水生物处理基本原理第8页/共85页生物氧化反应生物氧化反应发酵发酵最终电子受体是氧化过程中的中间产物最终电子受体是氧化过程中的中间产物(简单的有机物简单的有机物) 最终产物：醇、有机酸、最终产物：醇、有机酸、CO2、CH4及能量及能量呼吸呼吸有氧呼吸有氧呼吸最终电子受体是最终电子受体是O2 最终产物最终产物 ：CO2、H2O及能量及能量 缺氧呼吸

3、缺氧呼吸最终电子受体是最终电子受体是NO3-，SO42-、CO32-等含氧等含氧 酸根酸根 最终产物：最终产物： CO2、H2O、H2S、N2及能量及能量 第9页/共85页1. 发酵发酵(fermentation)有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物，有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。有机化合物只是部分地被氧化，因此，只释放出一小部分的能量。有机化合物只是部分地被氧化，因此，只释放出一小部分的能量。发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起的。被还原的有机发酵过程的氧化是与有机

4、物的还原偶联在一起的。被还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢，即不需要外界提供电子受体。物来自于初始发酵的分解代谢，即不需要外界提供电子受体。发酵的种类有很多，可发酵的底物有碳水化合物、有机酸、氨基发酵的种类有很多，可发酵的底物有碳水化合物、有机酸、氨基酸等。酸等。第10页/共85页2. 呼吸呼吸微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给电子载体，微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其它还原再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程，称为呼吸作用。型产物并释放出能量的过程，称为呼吸作用。以氧化

5、型化合物作为最终电子受体以氧化型化合物作为最终电子受体有氧呼吸（有氧呼吸（aerobic respiration）：）：无氧呼吸（无氧呼吸（anaerobic respiration）：）：以分子氧作为最终电子受体以分子氧作为最终电子受体第11页/共85页根据于与氧的关系可以将微生物的呼吸类型划分为根据于与氧的关系可以将微生物的呼吸类型划分为好好氧呼吸和缺氧呼吸氧呼吸和缺氧呼吸1 1）好氧呼吸）好氧呼吸特点：有分子氧存在，反应的最终电子受体是氧。特点：有分子氧存在，反应的最终电子受体是氧。异养微生物（二氧化碳、水、氨）异养微生物（二氧化碳、水、氨）自养微生物（无机物）自养微生物（无机物）2 2

6、）缺氧呼吸）缺氧呼吸特点：没有氧存在的生化反应特点：没有氧存在的生化反应缺氧呼吸（最终电子受体是无机物缺氧呼吸（最终电子受体是无机物含氧化合物含氧化合物）第12页/共85页二、废水生物处理及其分类二、废水生物处理及其分类好氧生物处理：在有游离好氧生物处理：在有游离氧存在的条件下，好氧微氧存在的条件下，好氧微生物降解有机物使其稳定生物降解有机物使其稳定无害化的处理方法。无害化的处理方法。 L L好氧生物处理特点：反应好氧生物处理特点：反应速度快、处理构筑物容积速度快、处理构筑物容积小、处理过程的臭气较小。小、处理过程的臭气较小。处理对象：低浓度有机废处理对象：低浓度有机废水水厌氧生物处理：在没有

7、厌氧生物处理：在没有游离氧存在的条件下，游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物解和稳定有机物的生物处理方法。处理方法。厌氧过程厌氧过程 L L厌氧特点：运行费用低、厌氧特点：运行费用低、剩余污泥量少、可以回剩余污泥量少、可以回收能源；但是反应速度收能源；但是反应速度慢、构筑物容积较大慢、构筑物容积较大处理对象：处理对象：第13页/共85页有机污的氧化分解方程 有机物的氧化分解（有氧呼吸）有机物的氧化分解（有氧呼吸） 原生质的氧化分解（内源呼吸） 原生质的同化合成（以氨为氮源）： 第14页/共85页分解代谢分解代谢O2合成代谢合成代谢代谢产物代谢产物H2

8、O,CO2,NH3能量能量微生物微生物内源呼吸内源呼吸O2内源呼吸内源呼吸内源呼吸产物内源呼吸产物H2O,CO2,NH3微生物微生物内源呼吸残留物内源呼吸残留物合成细胞物质合成细胞物质C5H7NO2有机物有机物（C,H,O,N,S,P）能量能量1/32/3为什么有机物的好氧分解产生的剩余污泥较多？为什么有机物的好氧分解产生的剩余污泥较多？第15页/共85页有机物的厌氧分解图示第16页/共85页 1、 生物脱氮三、脱氮除磷基础理论含氮有机物含氮有机物氨氨氨化微生物氨化微生物亚硝化菌亚硝化菌硝化菌硝化菌亚硝酸盐、硝酸盐亚硝酸盐、硝酸盐反硝化菌反硝化菌氮气氮气厌氧释磷、好氧吸磷厌氧释磷、好氧吸磷2、

9、 生物除磷第17页/共85页1、 氨的氧化氨的氧化 NH3、亚硝酸（、亚硝酸（NO2-）等无机氮化物可以被某些化能自养细菌用作能源）等无机氮化物可以被某些化能自养细菌用作能源亚硝化细菌：硝化细菌：将氨氧化为亚硝酸并获得能量将氨氧化为亚硝酸并获得能量将亚硝氧化为硝酸并获得能量将亚硝氧化为硝酸并获得能量这两类细菌往往伴生在一起，在它们的共同作用下将铵盐氧化这两类细菌往往伴生在一起，在它们的共同作用下将铵盐氧化成硝酸盐，避免亚硝酸积累所产生的毒害作用。成硝酸盐，避免亚硝酸积累所产生的毒害作用。第18页/共85页微生物处理分类自然自然条件条件下下水体自净水体自净天然水体和氧化塘天然水体和氧化塘生生物物

10、处处理理法法好好氧氧生生物物法法厌厌氧氧生生物物法法人工人工条件条件下下自然自然条件条件下下人工人工条件条件下下土壤净化土壤净化污水灌溉污水灌溉悬浮生物法悬浮生物法活性污泥法及其活性污泥法及其变种变种、氧化塘氧化塘、氧化沟氧化沟固着生物法固着生物法生物滤池生物滤池、生物转生物转盘盘、接触氧化接触氧化、好氧生物流化床好氧生物流化床堆肥堆肥厌氧塘厌氧塘悬浮生物法悬浮生物法厌氧消化厌氧消化、上流式上流式厌氧污泥床厌氧污泥床、高温堆肥高温堆肥、化粪池化粪池固着生物法固着生物法厌氧滤池厌氧滤池、厌氧流化厌氧流化床床第19页/共85页第20页/共85页3.3 微生物的生长规律和生长环境一、微生物的生长规律

11、第21页/共85页生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体体积扩大的生物学过程。体积扩大的生物学过程。生长：生长：生物个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生物个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。繁殖：繁殖：生长是一个逐步发生的生长是一个逐步发生的量变过程量变过程，繁殖是一个产生新的生命个体的繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程质变过程。第22页/共85页一个微生物细胞一个微生物细胞合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢。合适的外界条件，吸收营养物质，进

12、行代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用如果同化作用的速度超过了异化作用个体的生长个体的生长原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，引起个体数目的增加。会发生繁殖，引起个体数目的增加。群体内各个个体的进一步生长群体内各个个体的进一步生长群体的生长群体的生长第23页/共85页研究微生物生长的方法研究微生物生长的方法微生物的特点：微生物的特点：个体微小个体微小肉眼看到或接触到的微生物是成千上万个肉眼看到或接触到的微生物是成千上万个单个的

13、微生物组成的群体。单个的微生物组成的群体。微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长。微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长。对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究与利用的基础对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究与利用的基础第24页/共85页将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获。一次收获。分批培养（分批培养（batch culture）or封闭培养（封闭培养（closed culture）培养基一次加入，不予补充，不再更换。培养基一次加入，不予补充，不再更换。第25页/共85页生长曲线生长曲线

14、 (Growth Curve)： 细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量，细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一条反映细以培养时间为横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。细菌的生长曲线一般用菌数的对数为纵坐标作图细菌的生长曲线一般用菌数的对数为纵坐标作图第26页/共85页 活性污泥中的微生物是多菌种的混合群体，其生长繁殖规律比较复杂，但可用其增长曲线表示一般规律。 活性污泥的微生物增长过程可分为延迟期、对数增长期、减速增长期和内源呼吸期四个阶段

15、。在每个阶段，有机物(BOD)的去除率、去除速率、氧的利用速度及活性污泥特征等都各不相同。第27页/共85页一条典型的生长曲线至少可以分为一条典型的生长曲线至少可以分为 迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期等四个生长时期等四个生长时期第28页/共85页1.迟缓期迟缓期 (Lag phase)：将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称或增加很少，生长速度接近于零。也称延迟期、适应期延迟期、适应期等。等。第29页/共85页迟滞期的特点迟滞期的特点：分裂迟缓、代谢

16、活跃分裂迟缓、代谢活跃t 细胞形态变大或增长，一般来说处于迟缓期的细菌细胞细胞形态变大或增长，一般来说处于迟缓期的细菌细胞 体积最大。体积最大。t 细胞内合成代谢活跃。细胞内合成代谢活跃。t 对外界不良条件反应敏感。对外界不良条件反应敏感。细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。第30页/共85页第31页/共85页2.对数生长期对数生长期 (Log phase)：又称指数生长期又称指数生长期(Exponential phase)第32页/共85页特点：特点： 生长速率常数最大，繁

17、殖数生长速率常数最大，繁殖数 死亡数。以最大的速率生长和分裂，死亡数。以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加，细菌数量呈对数增加， 细胞每分裂一次所需的增代时间（细胞每分裂一次所需的增代时间（generation time）或原生质增）或原生质增加一倍所需的倍增时间（加一倍所需的倍增时间（doubling time）最短）最短. 成分均匀。细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。成分均匀。细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。 酶活力高，酶系活跃，代谢旺盛。酶活力高，酶系活跃，代谢旺盛。第33页/共85页3.稳定生长期稳定生长期(Stationary phase)：由于营

18、养物质消耗，代谢产物积累和由于营养物质消耗，代谢产物积累和pH等环境变化，逐步不适宜等环境变化，逐步不适宜于细菌生长，导致生长速率降低直至零于细菌生长，导致生长速率降低直至零(即细菌分裂增加的数量等即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数于细菌死亡数)。稳定生长期又称恒定期或最高生长期，此时培养液中活细菌数稳定生长期又称恒定期或最高生长期，此时培养液中活细菌数最高并维持稳定。最高并维持稳定。第34页/共85页特点：特点： 细胞数目不增加，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数细胞数目不增加，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之

19、中。 菌体产量达到了最高点，而且菌体产量与营养物质的消耗菌体产量达到了最高点，而且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出一定的比例关系间呈现出一定的比例关系 细胞长、大细胞长、大 代谢旺盛代谢旺盛 对不良条件敏感，抵抗力降低对不良条件敏感，抵抗力降低稳定期到来的原因主要是：稳定期到来的原因主要是： 营养物尤其是生长限制因子的耗尽；营养物尤其是生长限制因子的耗尽； 营养物的比例失调，如营养物的比例失调，如 CN比值不合适；比值不合适； 酸、醇、毒素或酸、醇、毒素或 H20等有害代谢产物的累积；等有害代谢产物的累积； pH、氧化还原势等物化条件越来越不适宜。、氧化还原势等物化条件越来越不适宜。第35页/

20、共85页4.衰亡期衰亡期 (Decline或或Death phase)：第36页/共85页特点：特点： 个体死亡的速度超过新生的速度个体死亡的速度超过新生的速度(繁殖数繁殖数合成速度合成速度第37页/共85页 时间时间量量对数增长期对数增长期减速增长期减速增长期内源呼吸期内源呼吸期微生物细胞量微生物细胞量氧利用率氧利用率BOD浓度浓度内源呼吸期内源呼吸期第38页/共85页第39页/共85页第40页/共85页第41页/共85页丝状菌第42页/共85页草履虫第43页/共85页第44页/共85页葡萄球菌第45页/共85页鞭毛第46页/共85页轮虫第47页/共85页二、 微生物的生长环境1、营养物、营

21、养物(nutrients) 在活性污泥系统里，微生物的代谢需要一定比例的在活性污泥系统里，微生物的代谢需要一定比例的营养物，除以营养物，除以BOD表示的碳源外，还需要氮、磷和表示的碳源外，还需要氮、磷和其他微量元素。其他微量元素。 生活污水含有微生物所需要的各种元素，但某些工生活污水含有微生物所需要的各种元素，但某些工业废水却缺乏氮、磷等重要元素。业废水却缺乏氮、磷等重要元素。 一般认为对氮、磷的需要应满足以下比例，即一般认为对氮、磷的需要应满足以下比例，即BOD5:N:P=100:5:1。第48页/共85页2、温度(temperature) 在微生物酶系统不受变性影响的温度范围内，在微生物酶

22、系统不受变性影响的温度范围内，水温上升就会使微生物活动旺盛，就能够提高水温上升就会使微生物活动旺盛，就能够提高反应速度。反应速度。 水温上升还有利于混合、搅拌、沉降等物理过水温上升还有利于混合、搅拌、沉降等物理过程，但不利于氧的转移。程，但不利于氧的转移。 对于生化过程，一般认为水温在对于生化过程，一般认为水温在2030时效时效果最好，果最好，35以上和以上和l0以下净化效果即降低以下净化效果即降低。第49页/共85页3、 pH值 对于好氧生物处理，对于好氧生物处理，pH值一般以值一般以6.59.0为宜为宜。pH值低于值低于6.5，真菌即开始与细菌竞争，降低到，真菌即开始与细菌竞争，降低到4.

23、5时，真菌将占优势，严重影响沉降分离。时，真菌将占优势，严重影响沉降分离。pH值超过值超过9.0时，代谢速度受到阻碍。时，代谢速度受到阻碍。 需要指出的是需要指出的是pH值是指混合液而言值是指混合液而言。对于碱性。对于碱性废水，生化反应可以起缓冲作用。对于以有机废水，生化反应可以起缓冲作用。对于以有机酸为主的酸性废水，生化反应也可以起缓冲作酸为主的酸性废水，生化反应也可以起缓冲作用。用。第50页/共85页4、溶解氧(dissolved oxygen, DO) 对于推流式活性污泥法，氧的最大需要量出现在污水对于推流式活性污泥法，氧的最大需要量出现在污水与污泥开始混合的曝气池首端，常供氧不足。供氧

24、不与污泥开始混合的曝气池首端，常供氧不足。供氧不足会出现厌氧状态，妨碍正常的代谢过程，滋长丝状足会出现厌氧状态，妨碍正常的代谢过程，滋长丝状菌。供氧多少一般用混合液溶解氧的浓度表示。菌。供氧多少一般用混合液溶解氧的浓度表示。 活性污泥絮凝体的大小不同，所需要的最小溶解氧浓活性污泥絮凝体的大小不同，所需要的最小溶解氧浓度也就不一样。度也就不一样。絮凝体越小，与污水的接触面积越大，絮凝体越小，与污水的接触面积越大，也越利于对氧的摄取，所需要的溶解氧浓度就小。反也越利于对氧的摄取，所需要的溶解氧浓度就小。反之絮凝体大，则所需的溶解氧浓度就大之絮凝体大，则所需的溶解氧浓度就大。 为了使沉降分离性能良好

25、，较大的絮凝体是所期望的，为了使沉降分离性能良好，较大的絮凝体是所期望的，因此溶解氧浓度以因此溶解氧浓度以2-3mg/L左右左右为宜。为宜。第51页/共85页5、有毒物质(toxic materials) 对生物处理有毒害作用的物质很多。毒物大致对生物处理有毒害作用的物质很多。毒物大致可分为重金属、可分为重金属、H2S等无机物质和氰、酚等有机等无机物质和氰、酚等有机物质。物质。 这些物质对细菌的毒害作用，或是破坏细菌细这些物质对细菌的毒害作用，或是破坏细菌细胞某些必要的生理结构，或是抑制细菌的代谢胞某些必要的生理结构，或是抑制细菌的代谢进程。进程。 毒物的毒害作用还与毒物的毒害作用还与pH值、

26、水温、溶解氧、有值、水温、溶解氧、有无其他毒物及微生物的数量或是否驯化等有很无其他毒物及微生物的数量或是否驯化等有很大关系。大关系。第52页/共85页3.4 反应速度和反应级数一、反应速率一、反应速率概念：单位时间那底物的减少量、最终产物或细胞的增加量概念：单位时间那底物的减少量、最终产物或细胞的增加量dtdSydtdX 底物底物S最终产物最终产物P细胞细胞X合成合成分解分解zPyXS dtdXydtdS1 产率系数 dSdXY第53页/共85页二、反应级数反应速度方程零级一级二级zPyXS ndtSdSkv K随温度而变化，随温度而变化，n为为反应级数反应级数tSSkAA320.lglg k

27、kvdtdSA ,AdtdSAkSkSvA ,22AdtdSAkSkSvA ,ktAASS 011ktSSAA 0第54页/共85页第55页/共85页第56页/共85页第57页/共85页3.5 微生物生长动力学 一、微生物群体增长速率SKSs max lMonod经过大量的试验研究，提出的微生物增长速度公式，也可经过大量的试验研究，提出的微生物增长速度公式，也可以用来描述曝气池中活性污泥的增长速度。以用来描述曝气池中活性污泥的增长速度。l式中：式中： 微生物的比增长速率，即单位生物量的增长速度微生物的比增长速率，即单位生物量的增长速度lX微生物浓度微生物浓度l m 的最大值的最大值lS限制微生

28、物增长的底物浓度限制微生物增长的底物浓度lKs半速率常数，饱和常数。半速率常数，饱和常数。XdtdX / 第58页/共85页第59页/共85页半速度常数确定图示半速度常数确定图示 mKsm/20S第60页/共85页二、底物利用速率SKSrrs maxl式中：式中：r底物比降解速率，即单位生物量的增长速度底物比降解速率，即单位生物量的增长速度 X微生物浓度微生物浓度lrmr 的最大值的最大值lS限制微生物增长的底物浓度限制微生物增长的底物浓度lKs半速率常数，饱和常数半速率常数，饱和常数XdtdSr/ 第61页/共85页三、微生物增长与有机底物降解esudtdSdtdSdtdS 用用速速率率用用

29、于于提提供供能能量量的的底底物物利利 edtdS总底物利用速率总底物利用速率 udtdS率率用于合成的底物利用速用于合成的底物利用速 sdtdS第62页/共85页esgdtdXdtdXdtdX 微生物净增长速率微生物净增长速率 gdtdX微微生生物物的的合合成成速速率率 sdtdX速速率率身身氧氧化化速速率率或或内内源源代代谢谢内内源源呼呼吸吸时时微微生生物物体体自自 edtdXusdtdSYdtdX 产产率率系系数数 YXKdtdXde 内内源源呼呼吸吸或或衰衰减减系系数数dK底底物物利利用用或或降降解解速速率率 udtdS第63页/共85页XKdtdSYdtdXdug 微生物净增长速率 g

30、dtdX底物利用或降解速率 udtdS第64页/共85页活性污泥增长速度与BOD利用速度之间的关系XKdtdSYdtdXdug 式中：式中：dX/dt污泥的净增长速度，表示单位体积混污泥的净增长速度，表示单位体积混合液内的活性污泥在单位时间内净增加的质量；合液内的活性污泥在单位时间内净增加的质量； Y增殖利用系数，也称产率系数，无量纲，表示利增殖利用系数，也称产率系数，无量纲，表示利用单位质量的用单位质量的BOD所生成的污泥质量。所生成的污泥质量。 dS/dtBOD降解的速度降解的速度d1； Kd微生物的分解（死亡）系数，微生物的分解（死亡）系数，d1； X曝气池污泥浓度，曝气池污泥浓度，kg

31、/m3。第65页/共85页工程中的实际应用 在实际工程中常以实际测得的产率系数在实际工程中常以实际测得的产率系数Yobs代替理论产率系数代替理论产率系数YrYobs uobsgdtdYdtd SX dobsKYY 1第66页/共85页第67页/共85页第68页/共85页第69页/共85页第70页/共85页3.4 米-门方程式 酶促反应特点：酶促反应特点： 酶可加速反应速度，但不能改变反应的平衡条酶可加速反应速度，但不能改变反应的平衡条件，酶的性质和数量不变，并且具有比一般催件，酶的性质和数量不变，并且具有比一般催化剂高得多的催化效率。化剂高得多的催化效率。 酶的催化作用具有专一性。酶的催化作用

32、具有专一性。 酶对有机物其作用的温度可分为三个最适宜温酶对有机物其作用的温度可分为三个最适宜温度范围：度范围：1525的低温、的低温、2537 的中温、的中温、3770 的高温作用酶。的高温作用酶。 由于酶是蛋白质，因此在高温、遇强酸、强碱由于酶是蛋白质，因此在高温、遇强酸、强碱及重金属离子时即丧失活性。及重金属离子时即丧失活性。第71页/共85页米米-门公式：门公式：第72页/共85页第73页/共85页3.5 Monod方程 Monod经过大量的试验研究，提出的微生物增长速经过大量的试验研究，提出的微生物增长速度公式，也可以用来描述曝气池中活性污泥的增长度公式，也可以用来描述曝气池中活性污泥

33、的增长速度。速度。第74页/共85页SsSKmax 式中：式中： 污泥的比增长速度，即单位质量的污泥在单位污泥的比增长速度，即单位质量的污泥在单位时间内的增长速度，时间内的增长速度，d1； m活性污泥的最大比增长速度，活性污泥的最大比增长速度，d1； S曝气池中的曝气池中的BOD浓度，浓度，mg/L； Ks半速度常数，半速度常数，mg/L，即污泥增长速度达到最大速度一，即污泥增长速度达到最大速度一半时的半时的BOD浓度浓度第75页/共85页半速度常数确定图示半速度常数确定图示 mKsm/20S第76页/共85页底物的比降解速度SsSKqqmax qBOD比降解速度，比降解速度，d1； S 底物

34、浓度，底物浓度， kg/m3； qmaxBOD被被利用的最大速度，利用的最大速度，d1，即单位质量的活性污，即单位质量的活性污泥在单位时间内利用泥在单位时间内利用BOD的量。的量。 Ks饱和常数饱和常数第77页/共85页3.6 废水生物处理工程的基本数学模型一、推导废水处理工程数学模型的几点假定一、推导废水处理工程数学模型的几点假定1 1、整个系统处于稳定运行状态、整个系统处于稳定运行状态2 2、反应器中的物质按完全混合、均布情况考虑、反应器中的物质按完全混合、均布情况考虑3 3、反应器中氧气的供给是充分的、反应器中氧气的供给是充分的二、微生物增长与底物降解的基本关系式二、微生物增长与底物降解

35、的基本关系式第78页/共85页活性污泥增长速度与BOD利用速度之间的关系XdusgXKdtdYdtd 式中：式中：d X/dt污泥的净增长速度，表示单位体积混污泥的净增长速度，表示单位体积混合液内的活性污泥在单位时间内净增加的质量；合液内的活性污泥在单位时间内净增加的质量； Y增殖利用系数，也称产率系数，无量纲，表示利增殖利用系数，也称产率系数，无量纲，表示利用单位质量的用单位质量的BOD所生成的污泥质量。所生成的污泥质量。 d S/dtBOD降解的速度降解的速度d1； Kd微生物的分解（死亡）系数，微生物的分解（死亡）系数，d1； X曝气池污泥浓度，曝气池污泥浓度，kg/m3。第79页/共85页工程中的实际应用