水污染控制工程全套可編輯PPT課件

課程開(kāi)始之前的問(wèn)題《水污染控制工程》主要學(xué)什么？污水生物處理原理與工藝污水的物理化學(xué)處理原理與工藝什么是污水?污水從哪里來(lái)？到哪里去？為什么要人工處理污水？污水不能自然凈化嗎？如何區(qū)分凈水和污水？COD、BOD等水質(zhì)指標(biāo)的含義是什么？污水處理的基本方法是什么？第一章緒論第一節(jié)水資源及水循環(huán)第二節(jié)水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié)水污染第四節(jié)水污染控制第一節(jié)水資源與水循環(huán)一、水資源◆地球上約有97.3%的是海水，難直接使用。◆人類(lèi)可利用淡水水量占總水量的3%。而3/4以冰川、冰帽的形式，很難使用?！襞c人類(lèi)關(guān)系最密切、又較易開(kāi)發(fā)利用的淡水僅占地球上總水量的0.3%。這部分淡水在時(shí)空上的分布有很不均衡。

第一章緒論

我國(guó)人均占有水量2400m3/人，相當(dāng)世界人均占有量的1/4。全國(guó)600多個(gè)城市缺水量600億m3。我國(guó)的水資源存在嚴(yán)重的時(shí)空分布不均衡性?！艋春右员钡乃Y源量?jī)H為全國(guó)水資源總量的19%，而其耕地面積卻是全國(guó)耕地面積的64%?！粑鞅钡貐^(qū)占據(jù)國(guó)土面積47%，只有7%的水資源量，且集中在夏季。第一章緒論二、水循環(huán)

(1)自然循環(huán)

(2)社會(huì)循環(huán)

第一章緒論(1)自然循環(huán)在太陽(yáng)能及其他自然力的作用下，通過(guò)降水、徑流、滲流和蒸發(fā)等方式，構(gòu)成水的自然循環(huán)。

BACK(2)社會(huì)循環(huán)人類(lèi)為了生活和生產(chǎn)，不斷取用天然水體中的水，經(jīng)過(guò)使用，一部分天然水被消耗，但絕大部分卻變成生活污水和生產(chǎn)廢水排放，重新進(jìn)入天然水體。

與水的自然循環(huán)不同，在水的社會(huì)循環(huán)中，水的性質(zhì)在不斷地發(fā)生變化。自然循環(huán)平衡破壞取水排放水污染控制工程平衡破壞給水處理社會(huì)循環(huán)(3)水的社會(huì)循環(huán)與自然循環(huán)的關(guān)系第二節(jié)污水性質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

1、污水性質(zhì)（水質(zhì)）的定義：水質(zhì)，即水的品質(zhì)，是指水與其中所含雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來(lái)的物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性。

2、水中雜質(zhì)的分類(lèi)→

第一章緒論2、水中雜質(zhì)的分類(lèi)(水污染物)

按雜質(zhì)在水中的存在狀態(tài)可分為：①懸浮物質(zhì)（顆粒尺寸>10-3mm）②溶解物質(zhì)（顆粒尺寸<10-6mm）③膠體物質(zhì)（10-6mm<顆粒尺寸<10-3mm）什么是污水？

3、水質(zhì)指標(biāo)

污水和受納水體的物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等方面的特征是通過(guò)水質(zhì)指標(biāo)來(lái)表示的。

水質(zhì)指標(biāo)是控制和掌握污水處理設(shè)備的處理效果和運(yùn)行狀態(tài)的重要依據(jù)。第一類(lèi)物理性水質(zhì)指標(biāo)第二類(lèi)化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)第三類(lèi)生物性水質(zhì)指標(biāo)

第一章緒論

第一類(lèi)，物理性水質(zhì)指標(biāo)

①感官物理性狀指標(biāo)

溫度、色度、嗅和味、濁度等。

②其它物理性狀指標(biāo)總固體（TS）、懸浮固體（SS）、溶解固體（DS）、可沉固體、電導(dǎo)率（電阻率）等。第一章緒論

第二類(lèi)、化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)

①一般的化學(xué)性指標(biāo)。

②有毒的化學(xué)性指標(biāo)。

③有關(guān)氧平衡的指標(biāo)。

→

第一章緒論

①一般的化學(xué)性指標(biāo)

pH、堿度、硬度、各種陰離子、各種陽(yáng)離子、總含鹽量、一般有機(jī)物質(zhì)等。

②有毒的化學(xué)性指標(biāo)如重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥等。

③有關(guān)氧平衡的指標(biāo)如溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、總需氧量（TOD）、總有機(jī)炭（TOC）等。

第三類(lèi)，生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo)

包括細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、各種病原細(xì)菌、病毒等。

第一章緒論4、常用水質(zhì)指標(biāo)簡(jiǎn)介

pH值、懸浮固體（SS）、COD和BOD(1)pH值

pH值的測(cè)定和控制，對(duì)維護(hù)污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行，防止污水處理及輸送設(shè)備的腐蝕，保護(hù)水生生物的生長(zhǎng)和水體自凈功能都有著重要的實(shí)際意義。

污水排放標(biāo)準(zhǔn)pH值6-9

天然水體pH值6.5-8.5

第一章緒論(2)懸浮固體（SS）水中固體物質(zhì)分類(lèi)：總固體（TS）——水中所有殘?jiān)目偤?/p>

第一章緒論溶解性固體（DS）——鹽類(lèi)含量懸浮固體（SS）——不溶解固態(tài)物質(zhì)的量

揮發(fā)性固體（VS）——灼燒揮發(fā)掉的量固定性固體（FS）——灼燒殘?jiān)?2)懸浮固體（SS）指不能通過(guò)過(guò)濾器（濾紙或?yàn)V膜）的固體物質(zhì)，可利用重力或其他物理作用與水分離。

第一章緒論①漂浮物質(zhì)②可沉物質(zhì)：

以有機(jī)物為主的——污泥；以無(wú)機(jī)物為主的——泥渣。③懸浮物質(zhì)

懸浮物檢測(cè)方法：

過(guò)濾法，烘干稱重，單位mg/L。(3)COD和BOD

第一章緒論

生化需氧量（BOD）

表示在有氧條件下，好氧微生物氧化分解單位體積水中有機(jī)物所消耗的游離態(tài)氧的數(shù)量，常用單位為mg/L。但生化需氧量不能反應(yīng)微生物不能降解的有機(jī)物的量。

化學(xué)需氧量（COD）

指在一定條件下，水中各種有機(jī)物與化學(xué)強(qiáng)氧化劑作用時(shí)所消耗的氧化劑的量，以氧量mg/L表示。

總有機(jī)炭（TOC）

水樣中所有有機(jī)污染物含炭量總需氧量（TOD）

有機(jī)物（C、H、N、S）被全部氧化時(shí)需氧量（燃燒化學(xué)反應(yīng)）

5、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

(1)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

(2)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

(3)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)

(4)其它水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

→第一章緒論(1)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

保護(hù)地面水體免受污染。適用于江、河、湖泊、水庫(kù)等具有使用功能的地面水域。

《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）(2)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）(3)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)了定地表水體中各類(lèi)有害物質(zhì)的允許標(biāo)準(zhǔn)值。還必須控制地面水體的污染源，對(duì)各類(lèi)污染物允許的排放濃度作出規(guī)定。

《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978─1996）(4)其它水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：如工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、漁業(yè)水域水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、游泳用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等。

行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)：如石油煉制工業(yè)、制革工業(yè)、醫(yī)院污水、造紙工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、紡織染整工業(yè)、肉類(lèi)加工工業(yè)、合成氨工業(yè)等等。

第三節(jié)水污染

（一）水污染的定義

第一章緒論

指排入水體的污染物質(zhì)超過(guò)了水體的自凈能力使水的組成及性質(zhì)發(fā)生變化，從而使動(dòng)植物的生存條件惡化，魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)受到損害、人類(lèi)的生活和健康受到不良影響，水環(huán)境的生態(tài)平衡遭到破壞。——形成水污染

（二）水污染的原因

(1)自然活動(dòng)

如礦石溶解、火山爆發(fā)灰飛、干旱地區(qū)風(fēng)蝕灰塵落入水體等，是目前尚無(wú)法控制的污染。

(2)人類(lèi)活動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)——工業(yè)廢水人類(lèi)生活——生活污水第一章緒論（三）水污染源

1、水污染源定義指向水體中排放污染物質(zhì)而導(dǎo)致水體的某些物理、化學(xué)和生物學(xué)特性發(fā)生變化，并使水質(zhì)惡化的場(chǎng)所、設(shè)備和裝置等。

第一章緒論2、水污染源的分類(lèi)（1）按造成水體污染的原因分（2）按受納水體分（3）按污染源釋放的有害物質(zhì)的種類(lèi)分（4）按污染源的分布特征分第一章緒論（1）按造成水體污染的原因分天然污染源人為污染源。

（2）按受納水體分地面水污染源地下水污染源海洋污染源。（3）按污染源釋放的有害物質(zhì)的種類(lèi)分物理性污染源化學(xué)性污染源生物性污染源。（4）按污染源的分布特征分點(diǎn)污染源非點(diǎn)污染源（面污染源）（四）水污染的性質(zhì)及危害

1、化學(xué)性污染

2、物理性污染

3、生物性污染→第一章緒論（1）化學(xué)性污染

①酸堿污染②重金屬污染③需氧性有機(jī)物污染④營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染⑤有機(jī)毒物污染（2）物理性污染①懸浮物污染②熱污染③放射性污染（3）生物性污染

主要指致病菌及病毒的污染。如：生活污水，醫(yī)院污水。第四節(jié)水污染控制

解決水資源短缺和水污染的一個(gè)主要途徑在于水處理。水質(zhì)型缺水——并不是沒(méi)有水，而是缺乏干凈水源。如果能通過(guò)人工和自然的處理，使水滿足使用和環(huán)境的各種要求，并循環(huán)使用，則缺水問(wèn)題將得到緩解。第一章緒論水處理的主要任務(wù)：改善水質(zhì)。

采用各種方法將廢水中的污染物分離出來(lái)，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，從而使廢水得到凈化。

第一章緒論（一）水污染控制的目標(biāo)①確保地面水和地下飲用水源地的水質(zhì)。②恢復(fù)各類(lèi)水體的使用功能。③清潔地面水體的水質(zhì)，恢復(fù)其美好的觀瞻，增加人類(lèi)居住區(qū)的悅?cè)司吧?。第一章緒論（二）水污染防治的主要任務(wù)

(1)水污染源控制，減少污染的產(chǎn)生。

(2)對(duì)各類(lèi)廢水進(jìn)行妥善的收集和恰當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

(3)對(duì)受污染自然水體進(jìn)行人工修復(fù)。第一章緒論（三）水污染控制工程的基本內(nèi)容

①水體污染和自凈規(guī)律

②污水生物處理★③污水的物理化學(xué)處理★

第一章緒論第二章污水處理的發(fā)展史排水系統(tǒng)的發(fā)展BC800，古羅馬人開(kāi)始建造排水系統(tǒng)BC100，羅馬城已經(jīng)有完善的排水系統(tǒng)450-1750，“衛(wèi)生方面的黑暗世紀(jì)”1800起，城市排水系統(tǒng)開(kāi)始建設(shè)1900，糞便水、灰水和雨水開(kāi)始分類(lèi)回收，水被分為下水、中水、上水

直到此時(shí)，污水僅僅是收集，并未得到處理19世紀(jì)末，微生物首次被應(yīng)用于污水處理1893英國(guó)索爾福德建設(shè)了全球第一套生物濾池1901美國(guó)威斯康州的麥迪遜建設(shè)了美國(guó)的第一套生物濾池1913年，活性污泥法誕生，從此盛行百年不衰污水處理的發(fā)展生物工藝的開(kāi)始成型污水在受納水體中的自然降解得到研究，Phelps建立氧垂曲線和S-P模型（1944）開(kāi)始考慮氨氮污染問(wèn)題，硝化工藝出現(xiàn)20世紀(jì)中期，富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題出現(xiàn)，湖泊出現(xiàn)藍(lán)藻，海洋出現(xiàn)赤潮，開(kāi)始研究提升污水處理工藝的脫氮除磷能力1944，Monod和微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)，開(kāi)始污水處理開(kāi)始進(jìn)入定量化研究的階段1959年，出現(xiàn)氧化溝工藝污水處理的發(fā)展污水處理的脫氮除磷20世紀(jì)中期，富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題出現(xiàn)，湖泊出現(xiàn)藍(lán)藻，海洋出現(xiàn)赤潮，開(kāi)始研究提升污水處理工藝的脫氮除磷能力1964，McCarty提出“硝化-反硝化”體系，奠定了脫氮工藝的基礎(chǔ)（Stanford）污水處理的發(fā)展1964瑞士Wurhmann提出在反硝化工藝中投加甲醇，提高脫氮效率（EAWAG）1972年，南非研發(fā)Bardenpho工藝，實(shí)現(xiàn)了高效脫氮，而且無(wú)需外加碳源（UCT）1965，生物除磷現(xiàn)象（EBPR）被發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)第一個(gè)生物除磷工藝PhoStrip污水處理的發(fā)展厭氧工藝開(kāi)始發(fā)展1980，荷蘭Lettinga發(fā)明UASB，成功地實(shí)現(xiàn)了厭氧污水處理，同時(shí)生產(chǎn)甲烷，可用于高濃度工業(yè)廢水處理(Wageningen)198x，瑞典Odegaard發(fā)明MBBR工藝荷蘭vanLoosdrecht發(fā)明Sharon工藝，實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化（TUDelft)荷蘭vanLoosdrecht將厭氧氨氧化現(xiàn)象應(yīng)用污水處理，發(fā)明Anammox工藝，大幅提高脫氮效率膜分離技術(shù)應(yīng)用于污水處理，MBR工藝快速流行污水處理的發(fā)展第3章污水特性WASTEWATERCHARACTERISTICS3.1污水來(lái)源與成分污水的來(lái)源與類(lèi)型家庭污水的組成3.3人口當(dāng)量與人均負(fù)荷3.3人口當(dāng)量與人均負(fù)荷

人口當(dāng)量（PopulationEquivalent）人均負(fù)荷（Loading）1PE=0.2m3/d1PE=60gBOD/d3.2BOD和COD生活污水的主要污染物是有機(jī)物，傳統(tǒng)上用BOD和COD來(lái)表征COD一般指CODCrBOD一般指BOD5理論上COD可以通過(guò)氧化還原反應(yīng)方程式來(lái)推算BOD與COD的關(guān)系3.4重要成分典型污水的主要成分如右表污水成分是污水處理工藝選擇與設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)3.5污水各組分的比例生活污水各組分之間的比例相對(duì)穩(wěn)定工業(yè)污水的組分比例差異極大3.6特殊組分重金屬酸堿有毒物質(zhì)3.6特殊組分微生物污水本身含有大量微生物，主要來(lái)自排泄物污水處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高濃度的微生物，主要來(lái)自活性污泥病毒和細(xì)菌可以隨著污水輸送過(guò)程中傳播3.7特殊污水

化糞池污泥垃圾滲濾液污泥濃縮與消化上清液

（來(lái)自污水廠內(nèi)部）3.8污水流量與水質(zhì)日變化污水流量和水質(zhì)的平均值大致穩(wěn)定但日間波動(dòng)顯著，最高值與最低值可相差數(shù)倍香港昂船洲污水處理廠每小時(shí)進(jìn)水流量

第4章微生物的新陳代謝4.1污水生物處理的基本原理微生物通過(guò)自身新陳代謝過(guò)程將污水中的各種污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)或者生物體微生物學(xué)基礎(chǔ)

微生物的分類(lèi)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和組成原核微生物的細(xì)胞膜包裹著細(xì)胞質(zhì)，限制了溶解性物質(zhì)的通過(guò)，從而在細(xì)胞內(nèi)外形成物質(zhì)濃度梯度（譬如pH梯度）細(xì)菌體內(nèi)的大分子包括蛋白質(zhì)核酸（DNA和RNA）多聚糖和脂類(lèi)聚羥基烷酸脂PHAs糖原聚磷酸鹽微生物的新陳代謝

新陳代謝：微生物不斷從外界環(huán)境中攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過(guò)生物酶催化的復(fù)雜生化反應(yīng)，在體內(nèi)不斷進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和交換的過(guò)程。

分解代謝：分解復(fù)雜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，降解高能化合物，獲得能量。合成代謝：通過(guò)一系列的生化反應(yīng)，將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的細(xì)胞成分，機(jī)體制造自身。新陳代謝合成代謝(同化作用)分解代謝(異化作用)復(fù)雜物質(zhì)分解為簡(jiǎn)單物質(zhì)簡(jiǎn)單物質(zhì)合成為復(fù)雜物質(zhì)吸收能量釋放能量能量代謝物質(zhì)代謝Catabolism/dissimilationmetabolismanabolism/assimilation微生物新陳代謝所需的兩個(gè)能量來(lái)源：糖酵解和三羧酸循環(huán)能量循環(huán)：三磷酸腺苷ATP(adenosinetriphosphate)AMP+~P→ADP+~P→ATPADP磷酸化生成ATP；ATP水解產(chǎn)生能量。低能化合物高能化合物ATP能量生理需要細(xì)胞合成熱能釋放ADP磷酸化光合磷酸化底物水平磷酸化電子傳遞磷酸化氧化磷酸化ADP磷酸根+TCA循環(huán)（有電子受體時(shí)）葡萄糖首先被降解為丙酮酸和乙酰輔酶A然后進(jìn)入TCA循環(huán)；化學(xué)能被轉(zhuǎn)化為ATP，同時(shí)NAD+接受電子轉(zhuǎn)化為NADH；在有氧條件下（或有硝態(tài)氮），NADH傳輸電子給電子受體（即O2或NOx)，同時(shí)質(zhì)子H+傳輸?shù)桨饧?xì)胞內(nèi)外的pH差推動(dòng)物質(zhì)跨膜傳輸，糖酵解發(fā)酵過(guò)程中，葡萄糖不能轉(zhuǎn)化為丙酮酸和乙酰輔酶A，但可以被糖酵解過(guò)程中產(chǎn)生的NADH降解為乙酸鹽和丙酸鹽

污水中可被微生物通過(guò)酶的催化作用而進(jìn)行生物化學(xué)變化的物質(zhì)稱為底物（或基質(zhì)）。

可生物降解有機(jī)物量：可通過(guò)生物的降解轉(zhuǎn)化的有機(jī)物量?？缮锝到獾孜锪浚喊ㄓ袡C(jī)的和無(wú)機(jī)的可生物利用物質(zhì)。區(qū)別底物降解廢水的可生化性

根據(jù)BOD5與CODcr的比值大小判斷：B/C>0.45B/C>0.30B/C<0.25B/C<0.2生化性好可生化較難生化不易生化

根據(jù)測(cè)定相對(duì)耗氧速率判斷：耗氧速率就是單位生物量在單位時(shí)間內(nèi)的耗氧量。

以有廢水污染物（底物）濃度為橫坐標(biāo)，以相對(duì)耗氧速率為縱坐標(biāo)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得相對(duì)耗氧曲線。底物濃度相對(duì)耗氧速率BACD不同底物對(duì)微生物生長(zhǎng)過(guò)程的影響趨勢(shì)內(nèi)源代謝相對(duì)耗氧速率微生物的呼吸

一切生物時(shí)刻都在進(jìn)行著呼吸，沒(méi)有呼吸就沒(méi)有生命。呼吸作用的生物現(xiàn)象：通過(guò)呼吸作用，復(fù)雜有機(jī)物逐步轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單物質(zhì)。呼吸作用過(guò)程中吸收和同化各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。呼吸作用中發(fā)生能量轉(zhuǎn)換：供細(xì)胞合成、其他生命活動(dòng)，多余的能量以熱量形式釋放。

呼吸作用的本質(zhì)是生物的氧化和還原的統(tǒng)一微生物的呼吸類(lèi)型微生物的呼吸指微生物獲取能量的生理功能好氧呼吸缺氧/厭氧呼吸根據(jù)氧化的底物、氧化產(chǎn)物的不同

按反應(yīng)過(guò)程中的最終電子受體的不同

自養(yǎng)型微生物

無(wú)氧呼吸異養(yǎng)型微生物發(fā)酵根據(jù)電子受體的不同分為在氧化還原反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)稱為電子供體,接收電子的物體稱為電子受體。但在生物氧化中,常伴隨著氫的轉(zhuǎn)移,因此常用供氫體或受氫體來(lái)分別表示電子供體和電子受體Chemo化學(xué)的；troph營(yíng)養(yǎng)物；organo有機(jī)；litho無(wú)機(jī)；photo光；auto自養(yǎng)；hetero異養(yǎng)氧化還原的價(jià)態(tài)變化好氧呼吸是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入好氧微生物細(xì)胞后，通過(guò)一系列氧化還原反應(yīng)獲得能量的過(guò)程。有分子氧參與的生物氧化，反應(yīng)的最終電子受體是分子氧。底物中的氫被脫氫酶活化，并從底物中脫出交給輔酶（遞氫體），同時(shí)放出電子，氧化酶利用底物放出的電子激活游離氧，活化氧和從底物中脫出的氫結(jié)合成水。NAD(P)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸）好氧呼吸過(guò)程實(shí)質(zhì)上是脫氫和氧活化相結(jié)合的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，同時(shí)放出能量。依好氧微生物的類(lèi)型不同，被其氧化的底物不同，氧化產(chǎn)物也不同。好氧呼吸有異養(yǎng)型微生物呼吸和自養(yǎng)型微生物呼吸兩種。

好氧呼吸異養(yǎng)型微生物

異養(yǎng)型微生物以有機(jī)物為底物（電子供體），其終點(diǎn)產(chǎn)物為二氧化碳、氨和水等無(wú)機(jī)物，同時(shí)放出能量。如下式所示：異氧微生物又可分為化能異氧微生物和光能異氧微生物?；墚愌跷⑸铮貉趸袡C(jī)物產(chǎn)生化學(xué)能而獲得能量的微生物。光能異氧微生物：以光為能源，以有機(jī)物為電子供體還原CO2，合成有機(jī)物的一類(lèi)厭氧微生物。有機(jī)廢水的好氧生物處理，如活性污泥法、生物膜法、污泥的好氧消化等屬于這種類(lèi)型的呼吸。2.自養(yǎng)型微生物

自養(yǎng)型微生物以無(wú)機(jī)物為底物（電子供體），其終點(diǎn)產(chǎn)物也是無(wú)機(jī)物，同時(shí)放出能量。大型合流污水溝道和污水溝道存在該式所示的生化反應(yīng)生物脫氮工藝中的生物硝化過(guò)程

光能自養(yǎng)微生物：需要陽(yáng)光或燈光作能源，依靠體內(nèi)的光合作用色素合成有機(jī)物。CO2+H2O[CH2O]＋O2

化能自養(yǎng)微生物：化能自養(yǎng)微生物不具備色素，不能進(jìn)行光合作用，合成有機(jī)物所需的能量來(lái)自氧化NH3、H2S等無(wú)機(jī)物。光葉綠素厭氧呼吸是在無(wú)分子氧（O2）的情況下進(jìn)行的生物氧化。厭氧微生物只有脫氫酶系統(tǒng)，沒(méi)有氧化酶系統(tǒng)。在呼吸過(guò)程中，底物中的氫被脫氫酶活化，從底物中脫下來(lái)的氫經(jīng)輔酶?jìng)鬟f給除氧以外的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，使其還原。厭氧呼吸的電子受體不是分子氧。在厭氧呼吸過(guò)程中，底物氧化不徹底，最終產(chǎn)物不是二氧化碳和水，而是一些較原來(lái)底物簡(jiǎn)單的化合物。這種化合物還含有相當(dāng)?shù)哪芰?，故釋放能量較少。如有機(jī)污泥的厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)生的甲烷，是含有相當(dāng)能量的可燃?xì)怏w。厭氧呼吸按反應(yīng)過(guò)程中的最終電子受體的不同，可分為發(fā)酵和無(wú)氧呼吸。

厭氧呼吸1.發(fā)酵指電子供體和電子受體都參與有機(jī)化合物的生物氧化作用，最終電子受體無(wú)需外加，就是電子供體的分解產(chǎn)物（有機(jī)物）。這種生物氧化作用不徹底，最終形成的還原性產(chǎn)物，是比原來(lái)底物簡(jiǎn)單的有機(jī)物，在反應(yīng)過(guò)程中，釋放的自由能較少，故厭氧微生物在進(jìn)行生命活動(dòng)過(guò)程中，為了滿足能量的需要，消耗的底物要比好氧微生物的多。發(fā)酵過(guò)程一般都伴隨著產(chǎn)氫和產(chǎn)酸。例如，葡萄糖的發(fā)酵過(guò)程：總反應(yīng)式：2.無(wú)氧呼吸是指以無(wú)機(jī)氧化物，如NO3-，NO2-，SO42-，S2O32-，CO2等代替分子氧，作為最終電子受體的生物氧化作用。在反硝化作用中，電子受體為NO3-，可用下式所示：總反應(yīng)式：在無(wú)氧呼吸過(guò)程中，電子供體和電子受體之間也需要細(xì)胞色素等中間電子傳遞體，并伴隨有磷酸化作用，底物可被徹底氧化，能量得以分級(jí)釋放，故無(wú)氧呼吸也產(chǎn)生較多的能量用于生命活動(dòng)。但由于有些能量隨著電子轉(zhuǎn)移至最終電子受體中，故釋放的能量不如好氧呼吸的多。

好氧呼吸、無(wú)氧呼吸、發(fā)酵三種呼吸方式，獲得的能量水平不同，如下表所示。呼吸方式電子受體化學(xué)反應(yīng)式好氧呼吸能量利用率42％分子氧C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2817.3kJ無(wú)氧呼吸無(wú)機(jī)物C6H12C6+4NO3-

→

6CO2+6H2O+2N2↑+1755.6kJ發(fā)酵能量利用率26％有機(jī)物C6H12C6→2CO2+2CH3CH2OH+92.0kJ問(wèn)題：在廢水的生物處理中如何利用微生物的呼吸類(lèi)型好氧生物處理是在有游離氧（分子氧）存在的條件下，好氧微生物降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無(wú)害化的處理方法。微生物利用廢水中存在的有機(jī)污染物（以溶解狀與膠體狀的為主），作為營(yíng)養(yǎng)源進(jìn)行好氧代謝。這些高能位的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過(guò)一系列的生化反應(yīng)，逐級(jí)釋放能量，最終以低能位的無(wú)機(jī)物質(zhì)穩(wěn)定下來(lái)，達(dá)到無(wú)害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進(jìn)一步處置。廢水好氧生物處理的最終過(guò)程可用下圖表示。廢水的好氧生物處理

圖示表明，有機(jī)物被微生物攝取后，通過(guò)代謝活動(dòng)，約有1/3被分解、穩(wěn)定，并提供其生理活動(dòng)所需的能量；約有2/3被轉(zhuǎn)化，合成為新的原生質(zhì)（細(xì)胞質(zhì)），即進(jìn)行微生物自身生長(zhǎng)繁殖。好氧生物處理的反應(yīng)速度較快，生物量相同的情況下所需的反應(yīng)時(shí)間較短，故處理構(gòu)筑物容積較小。且處理過(guò)程中散發(fā)的臭氣較少。所以，目前對(duì)中、低濃度的有機(jī)廢水，或者說(shuō)BOD5濃度小于500mg/L的有機(jī)廢水，基本上采用好氧生物處理法。在廢水處理工程中，好氧生物處理法有活性污泥法和生物膜法兩大類(lèi)。廢水的好氧生物處理的特點(diǎn)

廢水的厭氧生物處理是在沒(méi)有游離氧存在的條件下，兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。在厭氧生物處理過(guò)程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解、轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的化合物，同時(shí)釋放能量。

在這個(gè)過(guò)程中，有機(jī)物的轉(zhuǎn)化分為兩步進(jìn)行：第一步產(chǎn)酸（揮發(fā)性有機(jī)酸）第二步產(chǎn)氣（CH4、CO2、NH3、H2S）在兩步過(guò)程中，只有少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化、合成為新的原生質(zhì)的組成部分。由于僅少量有機(jī)物用于合成，故相對(duì)于好氧生物處理法，其污泥增長(zhǎng)率小得多。廢水的厭氧生物處理廢水厭氧生物處理的特點(diǎn)

由于廢水厭氧生物處理過(guò)程不需另加氧源，故運(yùn)行費(fèi)用低。此外，它還具有剩余污泥量少、可回收能量（CH4）等優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是反應(yīng)速度較慢，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，處理構(gòu)筑物容積大，出水水質(zhì)差等。為維持較高的反應(yīng)速度，需維持較高的溫度，就要消耗能源。對(duì)于有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)廢水（一般BOD5≥2000mg/L）可采用厭氧產(chǎn)甲烷生物處理法。對(duì)于含高SO4的污水，即使COD較低，也可采用厭氧硫酸鹽還原工藝4.2

微生物的生長(zhǎng)規(guī)律

微生物的生長(zhǎng)規(guī)律一般是以生長(zhǎng)曲線來(lái)反映。按微生物生長(zhǎng)速率，其生長(zhǎng)可分為四個(gè)生長(zhǎng)期停滯期（調(diào)整期）對(duì)數(shù)期（生長(zhǎng)旺盛期）靜止期（平衡期）衰老期（衰亡期）

如果活性污泥被接種到與原來(lái)生長(zhǎng)條件不同的廢水中（營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型發(fā)生變化，污泥培養(yǎng)馴化階段），或污水處理廠因故中斷運(yùn)行后再運(yùn)行，則可能出現(xiàn)停滯期。這種情況下，污泥需經(jīng)過(guò)若干時(shí)間的停滯后才能適應(yīng)新的廢水，或從衰老狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)。停滯期是否存在或停滯期的長(zhǎng)短，與接種活性污泥的數(shù)量、廢水性質(zhì)、生長(zhǎng)條件等因素有關(guān)。當(dāng)廢水中有機(jī)物濃度高，且培養(yǎng)條件適宜，則活性污泥可能處在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的污泥絮凝性較差，呈分散狀態(tài)，鏡檢能看到較多的游離細(xì)菌，混合液沉淀后其上層液混濁，含有機(jī)物濃度較高，活性強(qiáng)沉淀不易，用濾紙過(guò)濾時(shí)，濾速很慢。當(dāng)污水中有機(jī)物濃度較低，污泥濃度較高時(shí)，污泥則有可能處于靜止期，處于靜止期的活性污泥絮凝性好，混合液沉淀后上層液清澈，以濾紙過(guò)濾時(shí)濾速快。處理效果好的活性污泥法構(gòu)筑物中，污泥處于靜止期。

當(dāng)污水中有機(jī)物濃度較低，營(yíng)養(yǎng)物明顯不足時(shí)，則可能出現(xiàn)衰老期。處于衰老期的污泥松散，沉降性能好，混合液沉淀后上清液清澈，但有細(xì)小泥花，以濾紙過(guò)濾時(shí)，濾速快。

注意合成產(chǎn)率系數(shù)和觀測(cè)產(chǎn)率系數(shù)。停滯期對(duì)數(shù)期靜止期衰老期微生物生長(zhǎng)、衰亡過(guò)程的數(shù)學(xué)描述微生物的生長(zhǎng)過(guò)程（合成代謝，外源呼吸）微生物的衰亡過(guò)程（分解代謝，內(nèi)源呼吸）

因此：1、生長(zhǎng)受條件限制，速率可變2、衰亡過(guò)程不受限，單位呼吸速率固定

在污水生物處理過(guò)程中，如果條件適宜，活性污泥的增長(zhǎng)過(guò)程與純種單細(xì)胞微生物的增殖過(guò)程大體相仿。但由于活性污泥是多種微生物的混合群體,其生長(zhǎng)受廢水性質(zhì)、濃度、水溫、pH、溶解氧等多種環(huán)境因素的影響，因此，在處理構(gòu)筑物中通常僅出現(xiàn)生長(zhǎng)曲線中的某一兩個(gè)階段。處于不同階段時(shí)的污泥，其特性又很大的區(qū)別。

在廢水生物處理中，微生物是一個(gè)混合群體，它們也有一定的生長(zhǎng)規(guī)律。有機(jī)物多時(shí),以有機(jī)物為食料的細(xì)菌占優(yōu)勢(shì),數(shù)量最多；當(dāng)細(xì)菌很多時(shí)，出現(xiàn)以細(xì)菌為食料的原生動(dòng)物;而后出現(xiàn)以細(xì)菌及原生動(dòng)物為食料的后生動(dòng)物，如右圖所示。

微生物要求的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)必須包括組成細(xì)胞的各種原料和產(chǎn)生能量的物質(zhì)，主要有：水、碳素營(yíng)養(yǎng)源、氮素營(yíng)養(yǎng)源、無(wú)機(jī)鹽及生長(zhǎng)因素。

微生物的生長(zhǎng)環(huán)境影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素微生物的營(yíng)養(yǎng)

溫度pH

溶解氧

有毒物質(zhì)微生物的組成微生物組成水80％干物質(zhì)20％無(wú)機(jī)質(zhì)10％有機(jī)物90％C53.1%,O28.3%,N12.4%,H6.2%P50%,S15%,Na11%,Ca9%,Mg8%,K6%,Fe1%等細(xì)胞分子式：C5H7O2N(有機(jī)部分)細(xì)胞分子式：C60H87O23N12P(考慮磷)一般估算好氧微生物營(yíng)養(yǎng)比例：BOD∶N∶P＝100∶5∶1厭氧微生物營(yíng)養(yǎng)比例：BOD∶N∶P＝400∶5∶1(1)水：組成部分，代謝過(guò)程的溶劑。細(xì)菌約80%的成分為水分。

(2)碳源：碳素含量占細(xì)胞干物質(zhì)的50％左右，碳源主要構(gòu)成微生物細(xì)胞的含碳物質(zhì)和供給微生物生長(zhǎng)、繁殖和運(yùn)動(dòng)所需要的能量，一般污水中含有足夠碳源。

(3)氮源：提供微生物合成細(xì)胞蛋白質(zhì)的物質(zhì)。

(4)無(wú)機(jī)元素：主要有磷、硫、鉀、鈣、鎂等及微量元素。作用：構(gòu)成細(xì)胞成分，酶的組成成分,維持酶的活性，調(diào)節(jié)滲透壓，提供自養(yǎng)型微生物的能源。磷：核酸、磷脂、ATP轉(zhuǎn)化。硫：蛋白質(zhì)組成部分，好氧硫細(xì)菌能源。鉀：激活酶。鈣：穩(wěn)定細(xì)胞壁，激活酶。鎂：激活酶，葉綠素的重要組成部分

(5)生長(zhǎng)因素：氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素等。微生物的營(yíng)養(yǎng)各類(lèi)微生物所生長(zhǎng)的溫度范圍不同，約為5℃～80℃

。此溫度范圍，可分為最低生長(zhǎng)溫度、最高生長(zhǎng)溫度和最適生長(zhǎng)溫度（是指微生物生長(zhǎng)速度最快時(shí)溫度）。依微生物適應(yīng)的溫度范圍，微生物可以分為中溫性（20～45℃）、好熱性（高溫性）（45℃以上）和好冷性（低溫性）（20℃以下）三類(lèi)。當(dāng)溫度超過(guò)最高生長(zhǎng)溫度時(shí)，會(huì)使微生物的蛋白質(zhì)迅速變性及酶系統(tǒng)遭到破壞而失活，嚴(yán)重者可使微生物死亡。低溫會(huì)使微生物代謝活力降低，進(jìn)而處于生長(zhǎng)繁殖停止?fàn)顟B(tài)，但仍保存其生命力。

微生物的生長(zhǎng)環(huán)境影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素微生物的營(yíng)養(yǎng)

溫度pH

溶解氧

有毒物質(zhì)不同的微生物有不同的pH適應(yīng)范圍。細(xì)菌、放線菌、藻類(lèi)和原生動(dòng)物的pH適應(yīng)范圍是在4～10之間。大多數(shù)細(xì)菌適宜中性和偏堿性（pH＝6.5～7.5）的環(huán)境。廢水生物處理過(guò)程中應(yīng)保持最適pH范圍。當(dāng)廢水的pH變化較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)池，使進(jìn)入反應(yīng)器（如曝氣池）的廢水，保持在合適的pH范圍。

微生物的生長(zhǎng)環(huán)境

影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素微生物的營(yíng)養(yǎng)

溫度pH

溶解氧

有毒物質(zhì)

微生物的生長(zhǎng)環(huán)境

影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素溶解氧是影響生物處理效果的重要因素。好氧微生物處理的溶解氧一般以2～4mg/L為宜。微生物的營(yíng)養(yǎng)

溫度pH

溶解氧

有毒物質(zhì)

微生物的生長(zhǎng)環(huán)境影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素在工業(yè)廢水中，有時(shí)存在著對(duì)微生物具有抑制和殺害作用的化學(xué)物質(zhì)，這類(lèi)物質(zhì)我們稱之為有毒物質(zhì)。其毒害作用主要表現(xiàn)在細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)遭到破壞以及菌體內(nèi)的酶變質(zhì)，并失去活性。在廢水生物處理時(shí)，對(duì)這些有毒物質(zhì)應(yīng)嚴(yán)加控制，但毒物濃度的允許范圍，需要具體分析。微生物的營(yíng)養(yǎng)

溫度pH值

溶解氧

有毒物質(zhì)

生物化學(xué)反應(yīng)是一種以生物酶為催化劑的化學(xué)反應(yīng)。 污水生物處理中，人們總是創(chuàng)造合適的環(huán)境條件去得到希望的反應(yīng)速度。 生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)目前的研究?jī)?nèi)容：

(1)底物降解速率與底物濃度、生物量、環(huán)境因素等方面的關(guān)系；

(2)微生物增長(zhǎng)速率與底物濃度、生物量、環(huán)境因素等方面的關(guān)系；

(3)反應(yīng)機(jī)理研究，從反應(yīng)物過(guò)渡到產(chǎn)物所經(jīng)歷的途徑。

4.3生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

在生化反應(yīng)中，反應(yīng)速度是指單位時(shí)間里底物的減少量、最終產(chǎn)物的增加量或細(xì)胞的增加量。在廢水生物處理中，是以單位時(shí)間里底物的減少或細(xì)胞的增加來(lái)表示生化反應(yīng)速度。

圖中的生化反應(yīng)可以用下式表示：

即該式反映了底物減少速率和細(xì)胞增長(zhǎng)速率之間的關(guān)系，是廢水生物處理中研究生化反應(yīng)過(guò)程的一個(gè)重要規(guī)律。

反應(yīng)速度

及式中：反應(yīng)系數(shù)又稱產(chǎn)率系數(shù)，mg（生物量）/mg（降解的底物）。實(shí)驗(yàn)表明反應(yīng)速度與一種反應(yīng)物A的濃度ρA成正比時(shí)，稱這種反應(yīng)對(duì)這種反應(yīng)物是一級(jí)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明反應(yīng)速度與二種反應(yīng)物A、B的濃度ρA、ρB成正比時(shí)，或與一種反應(yīng)物A的濃度ρA的平方ρA2成正比時(shí)，稱這種反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明反應(yīng)速度與ρA·ρB2成正比時(shí)，稱這種反應(yīng)為三級(jí)反應(yīng)；也可稱這種反應(yīng)是A的一級(jí)反應(yīng)或B的二級(jí)反應(yīng)。在生化反應(yīng)過(guò)程中，底物的降解速度和反應(yīng)器中的底物濃度有關(guān)。

一般地：aA+bB→gG+hH如果測(cè)得反應(yīng)速度：v＝dcA/dt=kcAa

·

cBba+b=n,n為反應(yīng)級(jí)數(shù)。

反應(yīng)級(jí)數(shù)

設(shè)生化反應(yīng)方程式為：現(xiàn)底物濃度Ss以[S]表示，則生化反應(yīng)速度：

式中：k——反應(yīng)速度常數(shù)，隨溫度而異；

n——反應(yīng)級(jí)數(shù)。

上式亦可改寫(xiě)為：該式可用圖表示，圖中直線的斜率即為反應(yīng)級(jí)數(shù)n?；騦gvlg[S]

反應(yīng)速度不受反應(yīng)物濃度的影響時(shí)，稱這種反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)。在溫度不變的情況下，零級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)速度是常數(shù)。

對(duì)反應(yīng)物A而言，零級(jí)反應(yīng)：式中：v——反應(yīng)速度；

t——反應(yīng)時(shí)間；

k——反應(yīng)速度常數(shù),

受溫度影響。

在反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物A的量增加時(shí)，k為正值；在廢水生物處理中，有機(jī)污染物逐漸減少，反應(yīng)常數(shù)為負(fù)值。

反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度的一次方成正比關(guān)系，稱這種反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。對(duì)反應(yīng)物A而言，一級(jí)反應(yīng)：

式中：v

——反應(yīng)速度；

t——反應(yīng)時(shí)間；

k——反應(yīng)速度常數(shù),

受溫度影響。

在反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物A的量增加時(shí)，k為正值；在廢水生物處理中，有機(jī)污染物逐漸減少，反應(yīng)常數(shù)為負(fù)值。

反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度的二次方成正比，稱這種反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)。

對(duì)反應(yīng)物A而言，二級(jí)反應(yīng)：式中：v——反應(yīng)速度；

t——反應(yīng)時(shí)間；

k——反應(yīng)速度常數(shù),

受溫度影響。在反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物A的量增加時(shí)，k為正值；在廢水生物處理中，有機(jī)污染物逐漸減少，反應(yīng)常數(shù)為負(fù)值。一切生化反應(yīng)都是在酶的催化下進(jìn)行的。這種反應(yīng)亦可以說(shuō)是一種酶促反應(yīng)或酶反應(yīng)。酶促反應(yīng)速度受酶濃度、底物濃度、pH、溫度、反應(yīng)產(chǎn)物、活化劑和抑制劑等因素的影響。在有足夠底物又不受其他因素影響時(shí)，則酶促反應(yīng)速度與酶濃度成正比。當(dāng)?shù)孜餄舛仍谳^低范圍內(nèi)，而其他因素恒定時(shí)，這個(gè)反應(yīng)速度與底物濃度成正比，是一級(jí)反應(yīng)。當(dāng)?shù)孜餄舛仍黾拥揭欢ㄏ薅葧r(shí)，所有的酶全部與底物結(jié)合后，酶反應(yīng)速度達(dá)到最大值，此時(shí)再增加底物的濃度對(duì)速度就無(wú)影響，是零級(jí)反應(yīng)，但各自達(dá)到飽和時(shí)所需的底物濃度并不相同，甚至差異有時(shí)很大。濃度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響vmaxn=00<n<1n=1KS底物濃度[S]1/2vmax酶反應(yīng)速度v

中間產(chǎn)物假說(shuō)：酶促反應(yīng)分兩步進(jìn)行，即酶與底物先絡(luò)合成一個(gè)絡(luò)合物（中間產(chǎn)物），這個(gè)絡(luò)合物再進(jìn)一步分解成產(chǎn)物和游離態(tài)酶，以下式表示：式中，S代表產(chǎn)物，E代表酶，ES代表酶－產(chǎn)物中間產(chǎn)物（絡(luò)合物），P代表產(chǎn)物。從上式可以看出，當(dāng)?shù)孜颯濃度較低時(shí)，只有一部分酶E和底物S形成酶-底物中間產(chǎn)物ES。此時(shí)，若增加底物濃度，則將有更多的中間產(chǎn)物形成，因而反應(yīng)速度亦隨之增加。當(dāng)?shù)孜餄舛群艽髸r(shí)，反應(yīng)體系中的酶分子已基本全部和底物結(jié)合成ES絡(luò)合物。此時(shí)，底物濃度雖再增加，但無(wú)剩余的酶與之結(jié)合，故無(wú)更多的ES絡(luò)合物生成，因而反應(yīng)速度維持不變。1913年前后，米歇里斯和門(mén)坦提出了表示整個(gè)反應(yīng)中底物濃度與酶促反應(yīng)速度之間關(guān)系的式子，稱為米歇里斯－門(mén)坦方程式，簡(jiǎn)稱米氏方程式，即：式中:v——酶促反應(yīng)速度；vmax——最大酶反應(yīng)速度；

ρS——底物濃度；

Km——米氏常數(shù)。此式表明，當(dāng)Km和vmax已知時(shí)，酶反應(yīng)速度與酶底物濃度之間的定量關(guān)系。由上式得：該式表明，當(dāng)vmax/v=2或v=1/2vmax時(shí)，Km=ρS，即Km是v=1/2vmax時(shí)的底物濃度，故又稱半速度常數(shù)。

米氏方程式⑴當(dāng)?shù)孜餄舛圈裇很大時(shí)，ρS?Km，Km+ρS≈ρS，酶反應(yīng)速度達(dá)到最大值，即v=vmax,呈零級(jí)反應(yīng)，在這種情況下，只有增大底物濃度，才有可能提高反應(yīng)速度。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，我們采用了微生物濃度cx代替酶濃度cE。通過(guò)試驗(yàn)，得出底物降解速度和底物濃度之間的關(guān)系式，類(lèi)同米氏方程式，如下：式中：Ks為飽和常數(shù)，即當(dāng)時(shí)的底物的濃度，故又稱半速度常數(shù)。

⑵當(dāng)?shù)孜餄舛圈裇較小時(shí)，ρS?Km，Km+ρS=Km，酶反應(yīng)速度和底物濃度成正比例關(guān)系，即

呈一級(jí)反應(yīng)。此時(shí)，增加底物濃度可以提高酶反應(yīng)的速度。但隨著底物濃度的增加，酶反應(yīng)速度不再按正比例關(guān)系上升，呈混合級(jí)反應(yīng)。問(wèn)題：米歇爾斯-門(mén)坦方程如何推導(dǎo)？反應(yīng)機(jī)理：基本反應(yīng)方程式前提條件催化劑（酶）總量恒定，因此中間產(chǎn)物不積累,產(chǎn)率恒為0如何能推導(dǎo)出

Michaelis-MentenKineticsDerivation基本方程基本條件中間產(chǎn)物恒為0代入初始條件解得因此

米

氏

常

數(shù)

的

意

義

米氏常數(shù)Km是酶反應(yīng)處于動(dòng)態(tài)平衡即穩(wěn)態(tài)時(shí)的平衡常數(shù)。具有重要物理意義：Km值是酶的特征常數(shù)之一，只與酶的性質(zhì)有關(guān)，而與酶的濃度無(wú)關(guān)。不同的酶，Km值不同。如果一個(gè)酶有幾種底物，則對(duì)每一種底物，各有一個(gè)特定的Km。并且，Km值不受pH及溫度的影響。因此，Km值作為常數(shù)，只是對(duì)一定的底物、pH及溫度條件而言。測(cè)定酶的Km值，可以作為鑒別酶的一種手段，但必須在指定的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行。同一種酶有幾種底物就有幾個(gè)Km值。其Km值最小的底物，一般稱為該酶的最適底物或天然底物。如蔗糖是蔗糖酶的天然底物。1/Km可以近似地反映酶對(duì)底物親和力的大小，1/Km愈大，表明親和力越大，最適底物與酶的親和力最大，不需很高的底物濃度，就可較易地達(dá)到vmax。

米

氏

常

數(shù)

的測(cè)定

對(duì)于一個(gè)酶促反應(yīng)，Km值的確定方法很多。實(shí)驗(yàn)中即使使用很高的底物濃度，也只能得到近似的vmax值，而達(dá)不到真正的vmax值，因而也測(cè)不到準(zhǔn)確的Km值。為了得到準(zhǔn)確的Km值，可以把米氏方程的形式加以改變，使它成為直線方程式的形式，然后用圖解法定出Km值。以下列出三種常見(jiàn)的Km值求解方法：Miachaelis-MentenLineweaver-BurkeEadie-Hostee?VmaxKm/Vmax習(xí)題：請(qǐng)根據(jù)Michaelis-Menten方程，推導(dǎo)出其求解方程式Lineweaver-BurkeEadie-Hostee第五節(jié)

微生物增長(zhǎng)速度和微生物本身的濃度、底物濃度之間的關(guān)系是廢水生物處理中的一個(gè)重要課題。有多種模式反映這一關(guān)系。當(dāng)前公認(rèn)的是莫諾特方程式：式中：ρS——限制微生物增長(zhǎng)的底物濃度，mg/L；

μ——微生物比增長(zhǎng)速度，即單位生物量的增長(zhǎng)速度。式中：XH——微生物濃度，mg/L；

μmax

——

μ的最大值，底物濃度很大，不再影響微生物的增長(zhǎng)速度時(shí)的μ值；

KS——飽和常數(shù)。莫諾特（Monod）方程式

vmaxn=00<n<1n=1KS底物濃度[S]1/2vmax酶反應(yīng)速度v

在一切生化反應(yīng)中，微生物的增長(zhǎng)是底物降解的結(jié)果，彼此之間存在著一個(gè)定量關(guān)系?，F(xiàn)如以dSs（微反應(yīng)時(shí)段dt內(nèi)的底物消耗量）和dXH（dt內(nèi)的微生物增長(zhǎng)量）之間的比例關(guān)系值，通過(guò)下式表示之：

式中：Y

——產(chǎn)率系數(shù)；

XH

——微生物濃度；

——微生物增長(zhǎng)速度；

——微生物比增長(zhǎng)速度；——底物降解速度；——底物比降解速度?；蚧蛴梢约按胧降茫菏街校簈和qmax為底物的比降解速度及其最大值；Ss為底物濃度；Ks為飽和常數(shù)。目前廢水生物處理工程中常用的兩個(gè)基本反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式同樣的，上述兩方程式也可以寫(xiě)為

這就是微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型廢水生物處理工程的基本數(shù)學(xué)模式在廢水生物處理中，廢水中的有機(jī)污染物質(zhì)（即底物、基質(zhì)）正是需要去除的對(duì)象；生物處理的主體是微生物；而溶解氧則是保證好氧微生物正常活動(dòng)所必需的。因此，可以把有機(jī)質(zhì)、微生物、溶解氧之間的數(shù)量關(guān)系用數(shù)學(xué)公式表達(dá)?，F(xiàn)在，廢水生物處理工程實(shí)踐中，人們已經(jīng)把前述的米-門(mén)方程式和莫諾特方程式引用進(jìn)來(lái)，再考慮有機(jī)物水解、微生物內(nèi)源呼吸過(guò)程等等數(shù)學(xué)模式，可以建立基本的廢水生物處理數(shù)學(xué)模型。微生物除了生長(zhǎng)，同時(shí)還要進(jìn)行內(nèi)源呼吸（或者衰亡）這一般認(rèn)為和微生物濃度相關(guān)，可用一級(jí)方程式來(lái)描述

kd

是衰減常數(shù)或者內(nèi)源呼吸常數(shù)(d-1)所以，廢水生物處理的基本模型如下：底物降解、微生物生長(zhǎng)溶解氧充足時(shí)溶解氧不足時(shí)微生物衰亡

這里的假定是，難生物降解物質(zhì)XS已經(jīng)在初沉池中去除。

為了簡(jiǎn)化模型，前面的式子可以合并為或者有時(shí)候更進(jìn)一步簡(jiǎn)化其中Yobs稱為污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)

如果沒(méi)有初沉池，或者Xs不能被初沉池去除：顆粒態(tài)有機(jī)物Xs可以在微生物作用下分解為容易被微生物吸收的底物SS

，這一過(guò)程一般稱為水解，可以下式描述

kh

是水解速率常數(shù)(d-1)Kx是水解半飽和常數(shù)(mg/L)廢水生物處理的基本模型變?yōu)轭w粒態(tài)有機(jī)物水解底物降解、微生物生長(zhǎng)微生物衰亡

第5章污水處理基本原理《水污染控制工程：污水生物處理》5.1有機(jī)物去除的基本原理污水中的有機(jī)物有多種類(lèi)型，去除機(jī)制各有不同主要處理方法有沉淀吸附（化學(xué)、生物）生物降解好氧厭氧最終去處空氣（CO2、CH4）污泥隨水流走傳統(tǒng)的生物轉(zhuǎn)化——有機(jī)物的好氧氧化需要大量氧氣自由能高細(xì)胞增殖速率快細(xì)胞產(chǎn)率高C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2817.3kJ5.2生物脫氮的基本原理污水中氮的來(lái)源：有機(jī)氮、氨氮、硝氮

新鮮污水中，含氮化合物主要是以有機(jī)氮，如蛋白質(zhì)、尿素、胺類(lèi)化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在的，此外也含有少數(shù)的氨態(tài)氮如NH3及NH4+等。

生活污水中的N，80%以上來(lái)自人類(lèi)的尿液。微生物分解有機(jī)氮化合物產(chǎn)生氨的過(guò)程稱為氨化作用，很多細(xì)菌、真菌和放線菌都能分解蛋白質(zhì)及其含氮衍生物，其中分解能力強(qiáng)并釋放出氨的微生物稱為氨化微生物，在氨化微生物的作用下，有機(jī)氮化合物分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，以氨基酸為例：異化脫氮

異化生物脫氮是在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和NxO氣體的過(guò)程。其中包括硝化和反硝化兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程。同化脫氮

微生物生長(zhǎng)過(guò)程中需要攝入氮，合成氨基酸。細(xì)胞中的含氮量通?？蛇_(dá)0.05~0.1gN/gCOD。因此，當(dāng)污水中含氮量較低，且BOD:N比例較高時(shí)，同化脫氮可滿足脫氮的需要。傳統(tǒng)生物脫氮方法

硝化反應(yīng)是在好氧條件下，將NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-的過(guò)程。

總反應(yīng)式為：

硝化細(xì)菌是化能自養(yǎng)菌，生長(zhǎng)率低，對(duì)環(huán)境條件變化較為敏感。溫度、溶解氧、污泥齡、pH、有機(jī)負(fù)荷等都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響。硝化反應(yīng)：

（a）好氧環(huán)境條件，并保持一定的堿度：硝化菌為了獲得足夠的能量用于生長(zhǎng)，必須氧化大量的NH3和NO2-，氧是硝化反應(yīng)的電子受體，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧含量的高低，必將影響硝化反應(yīng)的進(jìn)程，在硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)，溶解氧含量不得低于1mg/L，多數(shù)學(xué)者建議溶解氧應(yīng)保持在1.2~2.0mg/L。在硝化反應(yīng)過(guò)程中，釋放H+，使pH下降，硝化菌對(duì)pH的變化十分敏感，為保持適宜的pH，應(yīng)當(dāng)在污水中保持足夠的堿度，以調(diào)節(jié)pH的變化，lg氨態(tài)氮（以N計(jì)）完全硝化，需堿度（以CaCO3計(jì)）7.14g。對(duì)硝化菌的適宜的pH為7~8。

硝化過(guò)程的影響因素：

（b）混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過(guò)高：硝化菌是自養(yǎng)菌，有機(jī)基質(zhì)濃度并不是它的增殖限制因素，若BOD值過(guò)高，將使增殖速度較快的異養(yǎng)型細(xì)菌迅速增殖，從而使硝化菌不能成為優(yōu)勢(shì)種屬。（c）硝化反應(yīng)的適宜溫度是20~30℃，15℃以下時(shí)，硝化反應(yīng)速度下降，5℃時(shí)完全停止。

（d）硝化菌在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，即生物固體平均停留時(shí)間（污泥齡）SRT，必須大于其最小的世代時(shí)間，否則將使硝化菌從系統(tǒng)中流失殆盡，一般認(rèn)為硝化菌最小世代時(shí)間在適宜的溫度條件下為3d。SRT值與溫度密切相關(guān)，溫度低，SRT取值應(yīng)相應(yīng)明顯提高。（e）除有毒有害物質(zhì)及重金屬外，對(duì)硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有高濃度的NH4-N、高濃度的NO-x-N、高濃度的有機(jī)基質(zhì)、部分有機(jī)物以及絡(luò)合陽(yáng)離子等。

反硝化反應(yīng)是指在無(wú)氧的條件下，反硝化菌將硝酸鹽氮(NO3-)和亞硝酸鹽氮(NO2-)還原為氮?dú)獾倪^(guò)程。

反硝化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在有氧存在時(shí)，它會(huì)以O(shè)2為電子進(jìn)行呼吸；在無(wú)氧而有NO3-或NO2-存在時(shí)，則以NO3-或NO2-為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體和營(yíng)養(yǎng)源進(jìn)行反硝化反應(yīng)。

總反應(yīng)式為：反硝化反應(yīng)

在反硝化菌代謝活動(dòng)的同時(shí)，伴隨著反硝化菌的生長(zhǎng)繁殖，即菌體合成過(guò)程，反應(yīng)如下：式中：C5H7O2N為反硝化微生物的化學(xué)組成。反硝化還原和微生物合成的總反應(yīng)式為：

從以上的過(guò)程可知，約94％的NO3-N經(jīng)異化過(guò)程還原，6％經(jīng)同化過(guò)程合成微生物。

（a）碳源：能為反硝化菌所利用的碳源較多，從污水生物脫氮考慮，可有下列三類(lèi)：一是原污水中所含碳源，對(duì)于城市污水，當(dāng)原污水BOD5/TKN>3~5時(shí),即可認(rèn)為碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇（CH3OH），因?yàn)榧状急环纸夂蟮漠a(chǎn)物為CO2和H2O，不留任何難降解的中間產(chǎn)物；三是利用微生物組織進(jìn)行內(nèi)源反硝化。（b）pH：對(duì)反硝化反應(yīng)，最適宜的pH是6.5~7.5。pH高于8或低于6，反硝化速率將大為下降。反硝化過(guò)程的影響因素

（c）溶解氧濃度：反硝化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在無(wú)分子氧同時(shí)存在硝酸根離子和亞硝酸根離子的條件下，它們能夠利用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使硝酸鹽還原。另一方面，反硝化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分，只有在有氧條件下，才能夠合成。這樣，反硝化反應(yīng)宜于在缺氧、好氧條件交替的條件下進(jìn)行，溶解氧應(yīng)控制在0.5mg/L以下。（d）溫度：反硝化反應(yīng)的最適宜溫度是20~40℃，低于15℃反硝化反應(yīng)速率最低。為了保持一定的反硝化速率，在冬季低溫季節(jié)，可采用如下措施：提高生物固體平均停留時(shí)間；降低負(fù)荷率；提高污水的水力停留時(shí)間。新型生物脫氮方法5.3除磷的基本原理生物強(qiáng)化除磷EnhancedBiologicalPhosphorusRemoval(EBPR)

利用好氧微生物中聚磷菌在好氧/缺氧條件下對(duì)污水中溶解性磷酸鹽過(guò)量吸收作用，和在厭氧條件下過(guò)梁釋磷，促進(jìn)聚磷菌生長(zhǎng)并吸磷，然后沉淀分離而除磷。生物除磷機(jī)理

污水中的有機(jī)物在厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌在厭氧的不利狀態(tài)下，將體內(nèi)積聚的聚磷分解，分解產(chǎn)生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主動(dòng)吸收乙酸苷轉(zhuǎn)化為PHB(聚β-羥基丁酸)的形態(tài)儲(chǔ)藏于體內(nèi)。

聚磷分解形成的無(wú)機(jī)磷釋放回污水中，這就是厭氧釋磷。厭氧環(huán)境中：

進(jìn)入好氧狀態(tài)后，聚磷菌將儲(chǔ)存于體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解并釋出大量能量供聚磷菌增殖等生理活動(dòng)，部分供其主動(dòng)吸收污水中的磷酸鹽，以聚磷的形式積聚于體內(nèi)，這就是好氧吸磷。

剩余污泥中包含過(guò)量吸收磷的聚磷菌，也就是從污水中去除的含磷物質(zhì)。

普通活性污泥法通過(guò)同化作用除磷率可以達(dá)到12%~20%。而具生物除磷功能的處理系統(tǒng)排放的剩余污泥中含磷量可以占到干重5%~6%，去除率基本可滿足排放要求。好氧環(huán)境中：

（1）厭氧環(huán)境條件：（a）氧化還原電位：Barnard、Shapiro等人研究發(fā)現(xiàn)，在批式試驗(yàn)中，反硝化完成后，ORP突然下降，隨后開(kāi)始放磷，放磷時(shí)ORP一般小于100mV；（b）溶解氧濃度：厭氧區(qū)如存在溶解氧，兼性厭氧菌就不會(huì)啟動(dòng)其發(fā)酵代謝，不會(huì)產(chǎn)生脂肪酸，也不會(huì)誘導(dǎo)放磷，好氧呼吸會(huì)消耗易降解有機(jī)質(zhì)；（c）NOx-濃度：產(chǎn)酸菌利用NOx-

作為電子受體，抑制厭氧發(fā)酵過(guò)程，反硝化時(shí)消耗易生物降解有機(jī)質(zhì)。生物除磷影響因素：

（2）有機(jī)物濃度及可利用性：碳源的性質(zhì)對(duì)吸放磷及其速率影響極大，傳統(tǒng)水質(zhì)指標(biāo)很難反映有機(jī)物組成和性質(zhì)，ASM模型對(duì)其進(jìn)一步劃分為：（a）1987年發(fā)展的ASM1:（b）1995年發(fā)展的ASM2:

溶解性與顆粒性：SA+SF+SI+XS＋XIS表示溶解性組分，X表示顆粒性組分；下標(biāo)S溶解性，I惰性，A發(fā)酵產(chǎn)物，F(xiàn)可發(fā)酵的易生物降解的底物。厭氧釋磷主要吸收的是Ac-，按成分劃分是SACODtot=SS+SI+XS+XI

（3）污泥齡：污泥齡影響著污泥排放量及污泥含磷量，污泥齡越長(zhǎng)，污泥含磷量越低，去除單位質(zhì)量的磷須同時(shí)耗用更多的BOD。

Rensink和Ermel研究了污泥齡對(duì)除磷的影響，結(jié)果表明：SRT=30d時(shí)，除磷效果40%；SRT=17d時(shí)，除磷效果50%；SRT=5d天時(shí)，除磷效果87%。

同時(shí)脫氮除磷系統(tǒng)應(yīng)處理好泥齡的矛盾。

（4）pH：與常規(guī)生物處理相同，生物除磷系統(tǒng)合適的pH為中性和微堿性，不合適時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)。

（5）溫度：在適宜溫度范圍內(nèi)，溫度越高釋磷速度越快；溫度低時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)厭氧區(qū)的停留時(shí)間或投加外源VFA(揮發(fā)性脂肪酸）。

（6）其他：影響系統(tǒng)除磷效果的還有污泥沉降性能和剩余污泥處置方法等。5.4顆粒物去除的基本方法重力分離沉淀池（初沉池、二沉池）離心分離旋流式沉砂池物理過(guò)濾格柵砂濾膜過(guò)濾第6章有機(jī)物的去除基本概念有機(jī)物去除的基本流程先吸附再穩(wěn)定（降解）污水處理工藝的重要指標(biāo)與約束條件典型的污水處理工藝與分類(lèi)活性污泥法的基本流程1.有機(jī)物去除的基本流程活性污泥降解污水中有機(jī)物的過(guò)程

活性污泥在曝氣過(guò)程中，對(duì)有機(jī)物的降解（去除）過(guò)程可分為兩個(gè)階段：吸附階段穩(wěn)定階段

由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類(lèi)的黏性物質(zhì)，導(dǎo)致污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去。

主要是轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機(jī)物為微生物所降解利用?；钚晕勰嘟到馕鬯杏袡C(jī)物的過(guò)程污水與污泥混合曝氣后BOD的變化曲線對(duì)活性污泥法曝氣過(guò)程中污水中有機(jī)物的變化分析得到結(jié)論：廢水中的有機(jī)物殘留在廢水中的有機(jī)物從廢水中去除、轉(zhuǎn)化到污泥中的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物能利用的有機(jī)物微生物能利用而尚未利用的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物已利用的有機(jī)物（氧化和合成）（吸附量）增殖的微生物體氧化產(chǎn)物

曲線①反映污水中有機(jī)物的去除規(guī)律；曲線②反映活性污泥利用有機(jī)物的規(guī)律；曲線③反映了活性污泥吸附有機(jī)物的規(guī)律。

這三條曲線反映出，在曝氣過(guò)程中：污水中有機(jī)物的去除在較短時(shí)間(圖中是5h左右)內(nèi)就基本完成了(見(jiàn)曲線①)；污水中的有機(jī)物先是轉(zhuǎn)移到(吸附)污泥上(見(jiàn)曲線③),然后逐漸為微生物所利用(見(jiàn)曲線②)；吸附作用在相當(dāng)短的時(shí)間(圖中是45min左右)內(nèi)就基本完成了(見(jiàn)曲線③)；微生物利用有機(jī)物的過(guò)程比較緩慢(見(jiàn)曲線②)?；旌戏绞竭M(jìn)水方式泥齡（SRT）水力停留時(shí)間（HRT）SRT和HRT的關(guān)系污泥濃度污泥負(fù)荷與容積負(fù)荷……2.污水處理系統(tǒng)的重要參數(shù)與約束條件氧化溝是推流、延時(shí)曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長(zhǎng)，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)溝內(nèi)液體迅速流動(dòng)，具有曝氣和攪拌兩個(gè)作用，溝中混合液流速約為0.3～0.6m/s，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。典型工藝：氧化溝推流法混合方式

（1）流程方向上，有機(jī)負(fù)荷有梯度，即沿程F/M比趨于下降。（2）入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí)，僅由部分回流污泥來(lái)承擔(dān)沖擊。（3）池液里各個(gè)部分的需氧量有差異。推流的特征推流式混合方式混合方式

完全混合式

（1）池液中各個(gè)部分的微生物種類(lèi)和數(shù)量基本相同，生活環(huán)境也基本相同，反應(yīng)器中F/M比恒定。（2）入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí)，池液的組成變化也較小，因?yàn)轶E然增加的負(fù)荷可為全池混合液所分擔(dān)，而不是像推流中僅僅由部分回流污泥來(lái)承擔(dān)。完全混合池從某種意義上來(lái)講，是一個(gè)大的緩沖器和均和池，在工業(yè)污水的處理中有一定優(yōu)點(diǎn)。（3）池液里各個(gè)部分的需氧量比較均勻。完全混合法的特征

完全混合式混合方式進(jìn)水方式連續(xù)流進(jìn)水法：典型活性污泥工藝間歇進(jìn)水法:序批式活性污泥法（SBR）

SBR工藝的基本運(yùn)行模式由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個(gè)基本過(guò)程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，在每個(gè)周期里上述過(guò)程都是在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行的。

進(jìn)水方式(1)工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無(wú)污泥回流設(shè)備；

(2)耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下（包括工業(yè)污水處理）無(wú)需設(shè)置調(diào)節(jié)池；

(3)反應(yīng)推動(dòng)力大,易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì);(4)運(yùn)行操作靈活，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效果；

(5)污泥沉淀性能好,SVI值較低,能有效地防止絲狀菌膨脹;(6)該工藝的各操作階段及各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)可通過(guò)計(jì)算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。序批式活性污泥法（SBR法）SBR工藝與連續(xù)流活性污泥工藝相比的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)水方式(1)容積利用率低；

(2)水頭損失大；

(3)出水不連續(xù)；

(4)峰值需氧量高；

(5)設(shè)備利用率低；

(6)運(yùn)行控制復(fù)雜；

(7)不適用于大水量。序批式活性污泥法（SBR法）SBR工藝的缺點(diǎn)進(jìn)水方式）水力停留時(shí)間（HRT）泥齡SRT和HRT的關(guān)系沒(méi)有固液分離的反應(yīng)器：SRT=HRT實(shí)施固液分離：SRT>HRT典型值具備脫氮除磷功能的污水處理工藝，HRT通常在10-24h，SRT通常在10-25d泥齡SRT反應(yīng)器中的生物量，通常用污泥濃度來(lái)表示，可用的指標(biāo)包括MLSS（Mixedliquorsuspendedsolids)=MLTSSMLVSS(Mixedliquorvolatilesuspendedsolids)測(cè)定方法MLSS(105℃烘干剩余重量）MLVSS=MLSS-550℃烘干剩余重量典型值根據(jù)不同的工藝和水質(zhì)條件，取值在1500-6000mgSS/L之間，若分離系統(tǒng)效果好，可以更高。污泥濃度污泥負(fù)荷（Ns）是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所去除的污染物的量。污泥負(fù)荷在微生物代謝方面的含義就是F/M比值，單位kgCOD/(kg污泥·d)或kgBOD/(kg污泥·d)。容積負(fù)荷（volumeloading）每立方米池容積每日負(fù)擔(dān)的有機(jī)物量，一般指單位時(shí)間負(fù)擔(dān)的kgBOD5或COD量（曝氣池，生物接觸氧化池和生物濾池）或kgVSS（污泥消化池）。單位kgCOD/(m3·d)或kgBOD/(m3·d)。污泥負(fù)荷與容積負(fù)荷典型污水生物處理工藝污水生物處理工藝活性污泥法相關(guān)工藝推流式氧化溝推流式A/O,AAO等完全混合式間歇進(jìn)水SBR半連續(xù)進(jìn)水CASS，CAST連續(xù)進(jìn)水傳統(tǒng)活性污泥法膜生物反應(yīng)器完全混合式A/O、A/A/O顆粒污泥法好氧顆粒污泥厭氧顆粒污泥UASB/EGSB/IC等生物膜法相關(guān)工藝表面滲流式傳統(tǒng)生物滴濾池生物轉(zhuǎn)盤(pán)完全浸沒(méi)式曝氣生物濾池生物接觸氧化法移動(dòng)床生物膜法MBBR典型污水處理工藝分類(lèi)國(guó)內(nèi)主流污水處理工藝排名前10污水處理工藝及占比氧化溝20.00%A2/O工藝16.30%傳統(tǒng)活性污泥法11.90%SBR8.20%A/O工藝3.80%生物膜法2.00%其他物理化學(xué)法1.70%生物接觸氧化法1.70%普通生物濾池1.20%沉淀分離0.80%排序污水處理工藝名稱1氧化溝2A2/O工藝3傳統(tǒng)活性污泥法4SBR5A/O工藝6生物膜法7其他物理化學(xué)法8生物接觸氧化法9普通生物濾池10沉淀分離11高濃度活性污泥法12過(guò)濾13A/O2工藝14吸附15其他物理法16超過(guò)濾17氧化還原法18化學(xué)混凝法19其他化學(xué)法20厭氧濾器工藝21化學(xué)沉淀法22化學(xué)混凝沉淀法23接觸穩(wěn)定法24離心25上流式厭氧污泥床工藝26生物轉(zhuǎn)盤(pán)27離子交換28厭氧折流板反應(yīng)器工藝29反滲透30上浮分離

好氧活性污泥法相關(guān)工藝，是目前國(guó)內(nèi)乃至全球污水處理的主流工藝。氧化溝

工藝特點(diǎn)

1、簡(jiǎn)化了預(yù)處理

氧化溝水力停留時(shí)間和污泥齡比一般生物處理法廠，懸浮有機(jī)物可與溶解性有機(jī)物同時(shí)得到較徹底的去除，排出的剩余污泥已得到高度穩(wěn)定，因此氧化溝可不設(shè)初沉池，污泥不需要進(jìn)行厭氧消化。2、占地面積少因?yàn)樵诹鞒讨惺÷粤顺醭脸?、污泥消化池，有時(shí)還省略了二沉池和污泥回流裝置，使污水廠總占地面積不僅沒(méi)有增大，相反還可縮小。3、具有推流式流態(tài)的特征氧化溝具有推流特性，使得溶解氧濃度在沿池長(zhǎng)方向形成濃度梯度，形成好氧、缺氧和厭氧條件。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)合理的設(shè)計(jì)與控制，可以取得較好的脫氮除磷效果。4、簡(jiǎn)化工藝

將氧化溝和二沉池合建為一體式氧化溝，以及近年來(lái)發(fā)展的交替工作的氧化溝，可不用二沉池，從而使處理流程更為簡(jiǎn)化。氧化溝工藝作為一種成熟的活性污泥污水處理工藝已在全國(guó)范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，它是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，而是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化。A/A/OA2O優(yōu)點(diǎn)：1、污染