好氧生物处理的基本生物过程
污水的好氧生物处理
工业废水处理
工业废水成分复杂，含有多种有毒有害物质，需要采用针对性的好氧生物处理技术进行处理。通过调整工艺参数、选择合适 的微生物等手段，降低废水中有毒有害物质的含量，达到排放标准。
案例分析：某化工厂废水处理站采用好氧生物处理工艺，针对废水中的苯胺、酚等有机物进行降解，有效降低废水毒性，减 轻对环境的污染。
城市污水处理厂
城市污水处理厂是应用好氧生物处理 技术的重要领域之一。通过活性污泥 法、生物膜法等工艺，去除污水中的 有机物、氮、磷等污染物，使出水达 到国家排放标准或回用标准。
VS
案例分析：北京市某污水处理厂采用 活性污泥法处理工艺，通过曝气池、 沉淀池等设施，有效去除污染物，使 出水水质得到显著改善，为城市水环 境治理做出了贡献。
详细描述
活性污泥法利用微生物的生长和代谢活动，将污水中的有机物转化为无害的物 质，如二氧化碳和水。在处理过程中，活性污泥与污水混合，并通过曝气、沉 淀和分离等步骤，实现污水的净化。
生物膜法
总结词
一种利用生物膜净化污水的技术，通过在固体介质上附着微生物实现有机物的去除。
详细描述
生物膜法中，微生物在固体介质（如滤料或载体）上附着生长，形成一层生物膜。污水与生物膜接触时，有机物 被微生物降解，同时生物膜起到过滤作用，使净化后的水流出。常见的生物膜法有生物滤池、生物转盘和生物接 触氧化池等。
详细描述
氧化沟是一个封闭的环形沟渠，污水在其中循环流动并不断曝气。在氧化沟中， 有机物被好氧微生物降解为二氧化碳和水等无害物质。同时，通过控制曝气量、 水流速度和微生物浓度等参数，可以实现高效的污水处理。
04
好氧生物处理的影响因素
溶解氧浓度
溶解氧浓度是影响好氧生物处理的重 要因素之一。在适宜的溶解氧浓度范 围内，好氧微生物能够得到充足的氧 气，从而有效地降解有机物。
好氧生物处理工艺简介
好氧生物处理工艺简介好氧生物处理工艺简介水解酸化-好氧生物处理技术已成功地用于中等污染浓度的有机废水的处理中，也成功地用于城市污水等低浓度有机污水的处理中。
店铺下面为大家整理关于好氧生物处理工艺的文章，欢迎阅读参考!1.水解酸化-好氧处理工艺的原理好氧工艺可以采用目前各种类型好氧生物系统，如Sp系统、氧化沟、曝气生物滤池、好氧接触氧化池等，水解酸化池前要有预处理措施，包括粗、细格栅和沉砂池等，以防止堵塞水解酸化池布水系统。
本组合工艺中沉砂池一般不用曝气沉砂池，宜选用旋流式沉砂池，以便为后续的水解酸化工艺创造比较好的环境条件。
二沉池排出的剩余污泥进入水解酸化池，并定期从悬浮污泥层排放剩余污泥，经浓缩与机械脱水后外运。
2.水解酸化-好氧处理工艺的'技术特征⑴污水经水解酸化过程处理后，可生化性提高，使得后续好氧生物处理的难度减小，好的水力停留时间可以缩短。
⑵耐进水冲击负荷能力强。
⑶对于城市污水，水解酸化过程可大幅度地去除废水中悬浮物或有机物，减轻后续好氧处理工艺负担。
⑷水解酸化-好氧工艺所产生的剩余污泥，必要时可回流至水解酸化段，一方面可以增加水解酸化段的污泥浓度，另一方面可以降低整个工艺的产泥量，并提高剩余污泥的稳定性。
⑸水解酸化设施在处理城市污水时，常用作初沉池，一池多用。
⑹水解酸化阶段的微生物多为兼性菌，种类多，生长快，对环境条件适应性强，要求的环境条件宽松，易于管理和控制。
由于该工艺具有以上特点，所以不仅适用于易生物降解的城市污水处理，同时也适合于含有难生物降解有机物的工业废水的城市污水的处理，以及一些有机工业废水的处理。
3.水解酸化池的结构水解酸化池主要包括以下几个部分：⑴池体一般为矩形或圆形，水解酸化池的经济高度一般为4～6m之间，另外，可以对水解酸化池进行分格，分格后，每一单元尺寸减少，可提高配水的均匀性，同时有利于维护和检修。
⑵配水系统常用的配水方式有：一管一孔布水、一管多孔配水方式、分枝式配水方式。
好氧生物处理的基本生物过程
一、好氧生物处理的基本生物过程所谓“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。
好氧生物处理过程的生化反应方程式：①分解反应（又称氧化反应、异化代谢、分解代谢）异氧微生物CHONS + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +⋯+能量（有机物的组成元素）②合成反应（也称合成代谢、同化作用）C、H、O、N、S+ 能量C5H7NO2③内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）微生物C5H7NO2 + O2CO2+ H2O + NH3 + SO42- +⋯+能量在正常情况下，各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示：细菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻类：C5H8NO2；原生动物：C7H14NO3分解与合成的相互关系：1）二者不可分，而是相互依赖的；a、分解过程为合成提供能量和前物，而合成则给分解提供物质基础；b、分解过程是一个产能过程，合成过程则是一个耗能过程。
2)对有机物的去除，二者都有重要贡献；3）合成量的大小，对后续污泥的处理有直接影响（污泥的处理费用一般可以占整个城市污水处理厂的40~50%）。
不同形式的有机物被生物降解的历程也不同：一方面：结构简单、小分子、可溶性物质，直接进入细胞壁；结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物，再进入细胞内。
另一方面：有机物的化学结构不同，其降解过程也会不同，如：糖类；脂类；蛋白质二、影响好氧生物处理的主要因素①溶解氧（DO）：约1~2mg/l；②水温：是重要因素之一，在一定范围内，随着温度的升高，生化反应的速率加快，增殖速率也加快；细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时，会有不可逆的破坏；最适宜温度15~30︒C；>40︒C或< 10︒C后，会有不利影响。
《好氧生物处理技术》课件
目录
好氧生物处理技术概述好氧生物处理技术的种类好氧生物处理技术的应用
目录
好氧生物处理技术的优缺点好氧生物处理技术的发展趋势与未来展望实际案例分析
好氧生物处理技术概述
好氧生物处理技术是一种利用好氧微生物在有氧环境下将废水中的有机物进行降解和转化的技术。
好氧生物处理技术是指利用好氧微生物，在有氧环境下，通过好氧代谢过程将废水中的有机物进行降解和转化，以达到净化废水的目的。
适用于大中型城Байду номын сангаас污水处理厂的处理。
总结词
详细描述
适用范围
好氧生物处理技术的优缺点
好氧生物处理技术能够高效地去除废水中的有机物、氮、磷等污染物，处理效率较高。
处理效率高
好氧生物处理技术适用于多种类型的废水处理，包括生活污水、工业废水等。
适用范围广
相较于传统的物理或化学处理方法，好氧生物处理技术的能源消耗较低，运行成本较低。
能源消耗低
好氧生物处理技术利用微生物进行废水处理，微生物种类繁多，资源丰富。
生物资源丰富
反应速度慢
好氧生物处理技术的反应速度较慢，需要较长的停留时间和较大的反应器体积。
对有毒物质较为敏感
好氧生物处理技术对有毒物质较为敏感，如重金属、有毒有机物等，需要预先处理或调整工艺参数。
对氨氮的处理效果不稳定
对于氨氮的去除，好氧生物处理技术可能不稳定，需要采取其他措施进行强化处理。
适用范围
适用于住宅小区、学校、医院等生活污水的处理。
总结词
工业废水处理是利用好氧生物处理技术净化工业生产产生的废水的应用。
详细描述
工业废水成分复杂，含有重金属、有毒有害物质、高浓度有机物等污染物。好氧生物处理技术通过微生物的代谢作用，将工业废水中的有机物转化为无害的物质，同时降低重金属等污染物的浓度，使出水达到排放标准。
第二章 好氧生物处理(原理与工艺)
异氧微生物 第二章 好氧生物处理（原理与工艺）2． 1基本概念2． 1。
1好氧生物处理的基本生物过程 所谓“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O 2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。
好氧生物处理过程的生化反应方程式：● 分解反应（又称氧化反应、异化代谢、分解代谢）（占1/3）CHONS + O 2 CO 2 + H 2O + NH 3 + SO 42- +⋯+能量 （有机物的组成元素）● 合成反应（也称合成代谢、同化作用）（占2/3） ● C 、H 、O 、N 、 + 能量 C 5H 7NO 2● 内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）（endogenous respiration ）C 5H 7NO 2 + O 2 CO 2 + H 2O + NH 3 +⋯+能量在正常情况下，各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示： 细菌： C 5H 7NO 2； 真菌： C 16H 17NO 6； 藻类： C 5H 8NO 2；原生动物： C 7H 14NO 3 分解与合成的相互关系：1） 二者不可分，而是相互依赖的；a ． 分解过程为合成提供能量和前物，而合成则给分解提供物质基础；b ．分解过程是一个产能过程，合成过程则是一个耗能过程。
2)对有机物的去除，二者都有重要贡献；3）合成量的大小，对于后续污泥的处理有直接影响（污泥的处理费用一般占整个污水处理厂的40~50%）。
不同形式的有机物被生物降解的历程也不同： 一方面：● 结构简单、小分子、可溶性物质，直接进入细胞壁；● 结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物，再进入细胞内。
另一方面：有机物的化学结构不同，其降解过程也会不同：2． 1。
废水的好氧生物处理
（鼓风机）、空气扩 散装置和管道三部分 组成。空气以气泡的 形式扩散到混合液， 使气泡中的氧迅速转 移到液相供微生物需 要并搅拌混合液。多 用于长廊式曝气池， 现也用于深井曝气池。
空气扩散装置
（2）机械曝气
机械曝气是以装在曝气池水面的表面曝气机 的快速转动，进行表面充氧。按转轴的方向 不同，表面曝气机分为竖式（图5－3所示） 和卧式（图5－4所示）两类。
（2）节约能源，降低运行费；
（3）增加功能，改善出水水质；
（4）简化管理，保证稳定运行； （5）简化污泥的后处理。
污泥膨胀
污泥上浮
泡沫问题
氧化沟技术简介
氧化沟（oxidation ditch）——又名连续循
环曝气池，是活性污泥法的一种变形。
长沙市第二污 水处理厂
氧化沟技术的发展
密度为1．002~1．006
比表面积为20~100cm2／ml之间 当进水改变时，对进水pH的变化有一定
大小为0．02~0．2mm
2.活性污泥法
就是以含于废水 中的有机污染物为 培养基，在有溶解 氧的条件下，连续 地培养活性污泥， 再利用其吸附凝聚 和氧化分解作用净 化废水中的有机污 染物。
氧化沟污水处理工艺是20世纪50年代由荷兰
卫生工程研究所研制成功的，自从1954年在 荷兰的首次投入使用以来，应其优点，已被 国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的 长沙市第一污水处理厂氧化沟 治理，如长沙市一污、二污均采用此法。
氧化沟工艺流程
一般氧化沟污水处理厂的流程如下图所示：
进水
格栅和除砂
（3）污泥指数（污泥容积指数SVI）
是指曝气池混合液静止30min后，1g干污泥湿时所 占有的体积（mL/g）。即 SVI（mL/g）＝SV/MLSS 注：SVI过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物含 量多，缺乏活性和吸附能力；SVI过高，说明污泥 难于凝聚沉降，已经发生或即将发生污泥膨胀。 （4）污泥密度指数（SDI） 曝气池混合液在静置30min后，含于100mL沉降污 泥中的活性污泥悬浮固体的克数。 SDI=100/SVI
污水生物处理(好氧、厌氧生物处理)
活性污泥法工艺流程
空气
进水 初次沉 淀池
曝气池
出水
二次沉淀池
回流污泥
污 泥
剩余污泥
氧化沟（OD）
1.概念： 氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气池 呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在 其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又 称‘‘环形曝气池”。
采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟
(英国ASH Vale 污水处理厂)
小结
(厌氧生物处理反应机理图) 不溶性有机物和高分子 溶性有机物
水解阶段 （细菌胞外酶作用）
原酸化阶段和产 乙酸阶段可合并 为一个阶段
小分子溶性有机物
产酸脱氢 （产酸菌作用） 阶段
细菌细胞
挥发酸 (如乙酸)
CO2+H2
其他产物 (如醇类等)
产甲烷阶段 (产甲烷细菌作用)
细菌细胞
CH4+CO2
几种厌氧生物滤池
➢ 要保证污水处理的效果，首先必须有足够数量 的微生物，同时，还必须有足够数量的营养物 质。
好氧生物处理
❖ 传统活性污泥法 ❖ 氧化沟 ❖ 序批式活性污泥法 ❖ 生物滤池、生物转盘 ❖ 流化床
活性污泥法
生物膜法
活性污泥的特征与微生物
①特征 a、形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。 b、颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变
UASB反应器工作原理
进水 厌氧膨胀床和流化床工艺流程
污水自然生物处理
污水自然生物处理的回顾与前瞻
❖ 污水的自然生物处理已有300多年的历史，但随着经济和社会 的发展，生活污水和工业废水的水质水量发生了很大的变化， “经典式”生态系统的自然净化能力承受不了越来越沉重的 污染负荷。为了解决日益严重的水环境污染问题，出现了以 普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工净化技术。但进入 20世纪70年代，严重的世界能源危机，迫使人们又转向研究 节省能源、资源和投资的处理方法。污水的自然生物处理作 为“替代技术”之一受到重视。
11废水生物处理基本原理
⑶真菌：活性污泥中的真菌主要是腐生或寄 生的丝状菌。具有分解碳水化合物、脂肪、 蛋白质及其他含氮化合物的功能，但若大量 异常地增殖会导致产生污泥膨胀现象。真菌 在活性污泥中的大量出现往往与水质有关， 某些含碳较高或pH较低的工业废水处理系统 中常可观察到较多的霉菌出现。
⑷原生动物：废水净化由差变好的过程中，依次出 现：肉足虫→游泳型纤毛虫→固着型纤毛虫 ⑸微型后生动物：后生动物在活性污泥系统中并不 经常出现，只有在处理水质良好时才有一些微型后 生动物存在，主要有轮虫、线虫和寡毛类。它们多 以细菌、原生动物以及活性污泥碎片为食。一般来 说，轮虫的出现反映了有机质的含量较低，水质较 好；线虫可在城市污水厂的活性污泥中大量存在。 活性污泥中的寡毛类以颤蚯蚓为代表，是活性污泥 中体形最大、分化较高级的一种多细胞生物。
轮虫、线虫、 寡毛类的沙 蚕、顠体虫 去除滤池内的 污泥、防止污 泥积聚和堵塞
生物组成
以菌胶团为主 要组分，辅以 固着型纤毛虫及 浮游球衣菌、 游泳型纤毛虫 藻类等 净化和稳定 污、废水水质 促进滤池净化速 度，提高滤池整 体的处理效率
功能
（二）生物膜对有机物质的降解及其生长
①有机物从流动水中通过扩散作用转移到附着水中去，同时氧 也通过流动水、附着水进入生物膜的好氧层； ②生物膜中的有机物进行好氧分解；代谢产物如CO2、H2O等 无机物沿相反方向排至流动水层及空气中；
厌氧消化机理
厌氧生物处理（或称厌气生物处理）是在无氧的条件
下，借厌氧微生物（包括兼性微生物），主要是厌氧菌 （包括兼性菌）的作用来进行的。
厌氧活性污泥净化废水的作用机理：
三阶段理论：
▲水解发酵阶段
▲产氢、产乙酸阶段 ▲产甲烷阶段 乙酸
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一、好氧生物处理的基本生物过程
所谓“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；
所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。
好氧生物处理过程的生化反应方程式：
①分解反应（又称氧化反应、异化代谢、分解代谢）
异氧微生物
CHONS + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +⋯+能量
（有机物的组成元素）
②合成反应（也称合成代谢、同化作用）
C、H、O、N、S+ 能量C5H7NO2
③内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）
微生物
C5H7NO2 + O2CO2+ H2O + NH3 + SO42- +⋯+能量
在正常情况下，各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示：细菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻类：C5H8NO2；原生动物：C7H14NO3
分解与合成的相互关系：
1）二者不可分，而是相互依赖的；a、分解过程为合成提供能量和前物，而合成则给分解提供物质基础；b、分解过程是一个产能过程，合成过程则是一个耗能过程。
2)对有机物的去除，二者都有重要贡献；3）合成量的大小，对后续污泥的处理有直接影响（污泥的处理费用一般可以占整个城市污水处理厂的40~50%）。
不同形式的有机物被生物降解的历程也不同：
一方面：结构简单、小分子、可溶性物质，直接进入细胞壁；结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物，再进入细胞内。
另一方面：有机物的化学结构不同，其降解过程也会不同，如：糖类；脂类；蛋白质
二、影响好氧生物处理的主要因素
①溶解氧（DO）：约1~2mg/l；
②水温：是重要因素之一，在一定范围内，随着温度的升高，生化反应的速率加快，增殖速率也加快；细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时，会有不可逆的破坏；最适宜温度15~30︒C；>40︒C或< 10︒C后，会有不利影响。
③营养物质：细胞组成中，C、H、O、N约占90~97%；其余3~10%为无机元素，主要的是P；生活污水一般不需再投加营养物质；而某些工业废水则需要，一般对于好氧生物处理工艺，应按BOD:N:P = 100 : 5 : 1 投加N和P；其它无机营养元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素：Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等；
④pH值：一般好氧微生物的最适宜pH在6.5~8.5之间；pH< 4.5时，真菌将占优势，引起污泥膨胀；另一方面，微生物的活动也会影响混合液的pH值。
⑤有毒物质（抑制物质）：重金属；氰化物；H2S；卤族元素及其化合物；酚、醇、醛等；
⑥有机负荷率：污水中的有机物本来是微生物的食物，但太多时，也会不利于微生物；
⑦氧化还原电位：好氧细菌：+300 ~ 400 mV，至少要求大于+100 mV；厌氧细菌：要求小于+100 mV，对于严格厌氧细菌，则<-100 mV，甚至<-300 mV。
第二节废水厌氧生物处理原理
废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。
一、厌氧生物处理中的基本生物过程——阶段性理论
1、两阶段理论：
20世纪30~60年代，被普遍接受的是“两阶段理论”
第一阶段：发酵阶段，又称产酸阶段或酸性发酵阶段；主要功能是水解和酸化，主要产
物是脂肪酸、醇类、CO2和H2等；主要参与反应的微生物统称为发酵细菌或产酸细菌；这些微生物的特点是：1）生长速率快，2）对环境条件的适应性（温度、pH等）强。
第二阶段：产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段；是指产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH4和CO2；主要参与反应的微生物被统称为产甲烷菌（Methane producing bacteria）；产甲烷细菌的主要特点是：1）生长速率慢，世代时间长；2）对环境条件（温度、pH、抑制物等）非常敏感，要求苛刻。
2、三阶段理论
对厌氧微生物学的深入研究后，发现将厌氧消化过程简单地划分为上述两个过程，不能真实反映厌氧反应过程的本质；
厌氧微生物学的研究表明，产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea），除了在分类学和其特殊的学报结构外，其最主要的特点是：产甲烷细菌只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，两碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类；
上世纪70年代，Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏产甲烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一种细菌首先把乙醇氧化为乙酸和H2（一种产氢产乙酸细菌），另一种细菌则利用H2和CO2产生CH4（一种真正意义上的产甲烷细菌——嗜氢产甲烷细菌）；
因而，Bryant提出了厌氧消化过程的“三阶段理论”：
水解、发酵阶段：
产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2/CO2；
产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2产生CH4；
一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70%的CH4产自乙酸的分解，其余的则产自H2和CO2。
3、四阶段理论（四菌群学说）：
几乎与Bryant提出“三阶段理论”的同时，又有人提出了厌氧消化过程的“四菌群学说”：
实际上，是在上述三阶段理论的基础上，增加了一类细菌——同型产乙酸菌，其主要功能是可以将产氢产乙酸细菌产生的H2/CO2合成为乙酸。
但研究表明，实际上这一部分由H2/CO2合成而来的乙酸的量较少，只占厌氧体系中总乙酸量的5%左右。
总体来说，“三阶段理论”、“四阶段理论”是目前公认的对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。
4、多阶段理论
但是，当利用厌氧生物处理工艺处理含有复杂有机物的时候，在厌氧反应器中发生的反应会远比上述“三阶段理论”、“四阶段理论”中所描述的反应过程复杂，可以参见“厌氧复杂体系示意图”。
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