生物处理基础

废水生物处理的目的、重要性主要目的：①不可自然沉淀的胶体状固体物②有机物③氮和磷重要性：①60%以上的有机物只有用生物法去除最经济。②废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法。③城市污水处理厂有90%以上是生物处理法。④大多数工业废水处理厂以生物法为主体。微生物在废水生物处理中的作用①溶解性有机物→CO2和H2O

溶解性无机营养元素：N→N2P→富含磷的剩余污泥从水中分离出来②絮凝沉淀和降解胶体状固体物③稳定有机物一、微生物生理学特性及基本概念1、新陈代谢生物体在生命活动过程中从外界吸取营养物质并在体内进行物质转化地交换作用。底物或基质污水中可被微生物通过酶的催化作用而进行生物化学变化的物质。可生物降解有机物量：有机物的降解转化可生物降解底物量：包括有机的和无机的可生物利用物质。一、微生物生理学特性及基本概念新陈代谢

分解代谢(异化作用）)复杂物质分解为简单物质简单物质合成为复杂物质吸收能量释放能量能量代谢物质代谢

合成代谢(同化作用)2、微生物的呼吸类型微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能好氧呼吸厌氧呼吸根据受氢体的不同分为项目受氢体供氢体实质最终产物特点好氧呼吸分子氧底物脱氢氧化CO2H2O热能氧化彻底热能大脱氢酶系统氧化酶系统厌氧呼吸有机物无机物有机物无机物脱氢还原简单化合物热能氧化不彻底热能小脱氢酶系统2、微生物的呼吸类型微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能。2、微生物的呼吸类型微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能好氧呼吸厌氧呼吸根据氧化的底物、氧化产物的不同

按反应过程中的最终受氢体的不同

自养型微生物（无机物）

无氧呼吸（无机物）异养型微生物（有机物）

发酵（有机物）根据受氢体的不同分为二、微生物的生长规律和生长环境（一）微生物的生长规律按微生物的生长速度，其生长可分为四个期：停滞期对数期静止期衰老期

微生物要求的营养物质必须包括组成细胞的各种原料和产生能量的物质，主要有：水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及生长因素。

（二）微生物的生长环境

影响微生物生长的环境因素微生物的营养

温度

pH值

溶解氧

有毒物质

各类微生物所生长的温度范围不同，约为5℃～80℃。低温性（5-20℃）中温性（20-45℃）高温性（45-80℃）好氧生物处理中温性微生物适宜温度为25-40℃。厌氧生物处理甲烷菌为中温菌，在33-38℃

发酵产酸温度控制在52-57℃

微生物的生长环境

影响微生物生长的环境因素微生物的营养

温度

pH值

溶解氧

有毒物质

微生物的生长环境

影响微生物生长的环境因素微生物的营养

温度

pH值

溶解氧

有毒物质

不同的微生物有不同的pH值适应范围。细菌、放线菌、藻类和原生动物的pH值适应范围是在4～10之间。大多数细菌适宜中性和偏碱性（pH＝6.5～7.5）的环境。废水生物处理过程中应保持最适

pH范围。当废水的pH值变化较大时，应设置

调节池，使进入反应器（如曝气池）的废水，保持在合适的pH值范围。

微生物的生长环境

影响微生物生长的环境因素微生物的营养

温度

pH值

溶解氧

有毒物质

溶解氧是影响生物处理效果的重要因素。好氧微生物处理的溶解氧一般以2～4mg/L为宜。

微生物的生长环境

影响微生物生长的环境因素微生物的营养

温度

pH值

溶解氧

有毒物质

在工业废水中，有时存在着对微生物具有抑制和杀害的化学物质，这类物质我们称之有毒物质。其毒害作用主要表现在细胞的正常结构遭到破坏以及菌体内的酶变质，并失去活性。在废水生物处理时，对这些有毒物质应严加控制，但毒物浓度的允许范围，需要具体分析。三、生化反应动力学基础任务：1、研究各种因素对反应速度的影响。2、研究反应机理。内容：1、底物降解速率与底物浓度、微生物量等因素之间的关系。

(米式方程式)2、微生物的增长速率与底物浓度、微生物量等因素之间的关系。

(莫式方程式）米式方程式

米歇里斯-门坦（Michaelis-Menten）米氏在一切生化反应都是在酶催化进行的前提下，提出微生物分解代谢的酶反应方程式：米氏方程式：式中ν—酶反应速度

νmax—最大酶反应速度

S—底物浓度

Km—米氏常数（半速度常数）莫诺特（Monod）方程式Monod于1942年以纯菌种对单一底物的分批培养实验基础上提出了描述微生物增长的动力学方程。式中：μ