废水的好氧生物处理原理概述课件.ppt
四、细菌的生长,生物量及其表征污泥沉降比(SV%)污泥沉降比又称30min沉降比，即混合液在量筒内静置30min后形成沉淀污泥的容积占原混合容积的百分数。,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物量及其表征,污泥体积指数（SVI）污泥体积指数是曝气池出口处混合液经30min静止沉降后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积，单位是ml/g。,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物量及其表征,SVI的值与活性污泥性质的关系：SVI200时，沉淀性较差，污泥易膨胀。,第五章 废水的好氧生物处理原理,细菌的生长,微生物的测量方法一、测定微生物的数量 1、全数测定法（直接计数法）2、活菌计数法（间接计数法）二、测定细胞物质的质量三、DNA含量的测定法四、ATP测定法,第五章 废水的好氧生物处理原理,细菌的生长,化学计量式用于估算生物量产率和需氧量：1、由化学计量式估算生物产率2、由化学计量式估算需氧量3、不同条件下生物量合成产率系数,第五章 废水的好氧生物处理原理,由化学计量式估算生物产率,第五章 废水的好氧生物处理原理,由化学计量式估算生物产率,在工程实际中，COD与VSS分别用来表示有机底物和新细胞物质。为了利用COD来表示生物产量，就必须确定葡萄糖的COD。,第五章 废水的好氧生物处理原理,由化学计量式估算生物产率,基于以上计算，按照COD表示的理论生物量产率则为：,第五章 废水的好氧生物处理原理,细菌的生长,由化学计量式估算需氧量公式：,第五章 废水的好氧生物处理原理,由化学计量式估算需氧量,细胞生物量通常由VSS的测定结果表示，生物量的氧当量可以近似为1.42gCOD/gVSS。COD消耗量=细胞合成量（以COD计）+被氧化底物的量考虑到被氧化底物的等耗氧量，O2消耗量=COD消耗量-细胞合成量（以COD计）,第五章 废水的好氧生物处理原理,由化学计量式估算需氧量,第五章 废水的好氧生物处理原理,由化学计量式估算需氧量,因此消耗单位质量COD的耗氧量为：,第五章 废水的好氧生物处理原理,不同条件下生物量合成产率系数,生物合成产率与从电子供体到电子受体间电子传递产生的能量有关。,第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,可溶性底物的利用速率：生物处理中可溶性底物的利用速率的模型为：rsu 可溶性底物利用速率，g/(m3d)rmax可溶性底物的最大比利用速率，g底物/（g微生物 d）X 微生物浓度，g/m3S 限制微生物生长的可溶性底物浓度，g/m3ks 饱和常数，当r=0.5 rmax 时的底物浓度，也称为半速度常数，g/m3,第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,同样，微生物生长也遵循饱和型方程，即Monod方程。微生物生长速率，g/(m3d)max微生物最大比生长速率，g新细胞/(g新细胞d),第五章 废水的好氧生物处理原理,法国科学家诺贝尔奖得主 雅克莫诺,微生物生长动力学,两条重要的曲线：,第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,微生物生长速率max与底物的最大利用速率rmax之间的关系：公式：max=Y rmaxY微生物真实产率，g/g,第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,可溶性底物的生物增长速率：rg微生物净产率，gVSS/(m3 d)Y 微生物合成产率系数，gVSS/(g生物消耗COD)kd内源呼吸衰减系数，gVSS/(gVSS d),第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,将上式两边同时除以污泥浓度X，则比增长速率为：微生物生长速率，gVSS/(gVSSd),第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,总挥发性悬浮固体和活性生物量反应器内的挥发性悬浮固体量（VSS）不仅包括了活性物生物量，而且还包括了内源呼吸产生的细胞残余物、进出水中的不可生物降解的VSS（记作nbVSS），活性物生物量所占的比例取决于废水特性和操作运行条件。,第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,细胞残余物的生成速率与内源呼吸衰减系数有关：rxd细胞残余物生成速率，gVSS/(m3 d)fd 生物量中细胞残余物所占的比例，通常为0.100.15gVSS/gVSS。,第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,针对曝气池内总挥发性固体的生成速率：rx，vss总VSS产率，gVSS/(m3 d)Q 废水流量，m3/d。X0,i 进水中的nbVSS浓度，g/m3V 曝气池容积，m3,第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,由上式可知，在曝气池混合液挥发性悬浮固体MLVSS中，活性生物量所占的比例就是微生物生长与总MLVSS之比，即：FX,act曝气池MLVSS中活性生物量 的比例，g/g,第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,摄氧速率摄氧速率与底物利用速率及微生物的增长速率相关。r0摄氧速率，gO2/(m3d)rg微生物比增长速率，gVSS/(m3d)1.42微生物细胞折算成COD的数值，gbsCOD/(m3d),第五章 废水的好氧生物处理原理,微生物生长动力学,温度对微生物生长的影响kT水温为T时的反应速率常数k20水温为20时的反应速率常数 温度活性系数，生物处理系统 中一般为1.021.25 T 水温，,第五章 废水的好氧生物处理原理,有机物的好氧生物氧化,有机物（COHNS）的生物转化：细菌内源性呼吸的化学计量式为：,第五章 废水的好氧生物处理原理,有机物的好氧生物氧化,微生物生长的基本营养元素需求配比：BOD5:N:P=100:5:1,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物硝化与反硝化,生物硝化生物硝化指的是氨氮（）被氧化成亚硝酸盐（）、亚硝酸盐最终被氧化成硝酸盐（）的两步生物处理工艺过程。,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物硝化,生物硝化的微生物类群：亚硝化菌和硝化菌两大类。,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物硝化,生物硝化的过程化学计量式：氨化过程,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物硝化硝化反应,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物硝化,生长动力学溶解氧充足情况下：n硝化细菌比生长速率，g新细胞/(g新细胞d)nm硝化细菌最大比增长速率，g新细胞/(g新细胞d)N氨浓度，g/m3 Kn半饱和常数，g/m3 kdn硝化细菌内源呼吸系数,gVSS/(gVSSd),第五章 废水的好氧生物处理原理,生物硝化,生长动力学考虑到溶解氧浓度影响的情况：DO溶解氧浓度，g/m3KO溶解氧半饱和常数，g/m3,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物硝化,微生物的停留时间为了使硝化菌群能够在连续流系统中存活，微生物在反应器中的停留时间SRTN必须大于自养型硝化菌最小的世代时间SRTNmin。一般地，SRTN2 SRTNmin,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物反硝化,生物反硝化生物反硝化是指通过生物作用将硝酸氮还原成NO2、N2O并最终成为氮气的废水生物处理工艺过程。,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物反硝化,生物反硝化的两种途径：,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物反硝化,同化反硝化：硝酸氮还原为氨并为细胞合成所利用，此途径不存在，也与DO无关。异化反硝化：硝酸氮分解，最终产物是气态氮。,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物反硝化,生物反硝化的微生物类群：假单胞菌属是最常见和分布最广的异养反硝化菌。,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物反硝化,硝酸氮还原反应的步骤：,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物反硝化,生长动力学不考虑溶解氧的情况下：活性污泥中的反硝化菌比例，gVSS/(gVSSd),第五章 废水的好氧生物处理原理,生物反硝化,生长动力学考虑溶解氧的情况：DO对硝化还原的抑制系数，mg/L 硝酸盐为限制性因子时的半饱和系 数，mg/L,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物除磷,生物除磷生物除磷是指利用微生物将废水中的磷去除的工艺。,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物除磷,生物除磷的微生物类群：生物除磷的微生物主要是聚磷菌。,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物除磷,乙酸的摄取量对聚磷菌的产量以及由此去除的磷含量起决定性作用。,第五章 废水的好氧生物处理原理,生物除磷,好氧条件下磷酸盐的吸收速率方程：max,P聚磷菌的最大比生长速率，g/(gd)Ymax,P最大比增长速率，mg/mg SPO4磷酸盐磷浓度，mg/L KS,PO4聚磷盐磷的饱和常数，mg/L,第五章 废水的好氧生物处理原理,氧的传递理论,请大家阅读课本第131页至135页相关章节。,第五章 废水的好氧生物处理原理,感谢大家!,请同学们提出宝贵意见！,1、用爱心来做事，用感恩的心做人。2、人永远在追求快乐，永远在逃避痛苦。3、有多大的思想，才有多大的能量。4、人的能量=思想+行动速度的平方。5、励志是给人快乐，激励是给人痛苦。6、成功者绝不给自己软弱的借口。7、你只有一定要，才一定会得到。8、决心是成功的开始。9、当你没有借口的那一刻，就是你成功的开始。10、命运是可以改变的。11、成功者绝不放弃。12、成功永远属于马上行动的人。13、下定决心一定要，才是成功的关键。14、成功等于目标，其他都是这句话的注解。15、成功是一个过程，并不是一个结果。16、成功者学习别人的经验，一般人学习自己的经验。17、只有第一名可以教你如何成为第一名。18、学习需要有计划。19、完全照成功者的方法来执行。20、九十九次的理论不如一次的行动来得实际。21、一个胜利者不会放弃，而一个放弃者永远不会胜利。22、信心、毅力、勇气三者具备，则天下没有做不成的事。23、如果你想得到，你就会得到，你所需要付出的只是行动。24、一个缺口的杯子，如果换一个角度看它，它仍然是圆的。25、对于每一个不利条件，都会存在与之相对应的有利条件。26、一个人的快乐，不是因为他拥有的多，而是他计较的少。27、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限美好。28记住：你是你生命的船长；走自己的路，何必在乎其它。29、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。30、如果你相信自己，你可以做任何事。31、天空黑暗到一定程度，星辰就会熠熠生辉。32、时间顺流而下，生活逆水行舟。33、生活充满了选择，而生活的态度就是一切。34、人各有志，自己的路自己走。35、别人的话只能作为一种参考，是不能左右自己的。36、成功来自使我们成功的信念。37、相互了解是朋友，相互理解是知己。38、没有所谓失败，除非你不再尝试。39、有时可能别人不在乎你，但你不能不在乎自己。40、你必须成功，因为你不能失败。41、羡慕别人得到的，不如珍惜自己拥有的。42、喜欢一个人，就该让他（她）快乐。43、别把生活当作游戏，谁游戏人生，生活就惩罚谁，这不是劝诫，而是-规则！44、你要求的次数愈多，你就越容易得到你要的东西，而且连带地也会得到更多乐趣。45、把气愤的心境转化为柔和，把柔和的心境转化为爱，如此，这个世间将更加完美。46、一份耕耘，一份收获，付出就有回报永不遭遇过失败，因我所碰到的都是暂时的挫折。47、心如镜，虽外景不断变化，镜面却不会转动，这就是一颗平常心，能够景转而心不转。48、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间。49、人，其实不需要太多的东西，只要健康地活着，真诚地爱着，也不失为一种富有。50、生命之长短殊不重要，只要你活得快乐，在有生之年做些有意义的事，便已足够。51、活在忙与闲的两种境界里，才能俯仰自得，享受生活的乐趣，成就人生的意义。52、一个从来没有失败过的人，必然是一个从未尝试过什么的人。53、待人退一步，爱人宽一寸，人生自然活得很快乐。54、经验不是发生在一个人身上的事件，而是一个人如何看待发生在他身上的事。55、加倍努力，证明你想要的不是空中楼阁。胜利是在多次失败之后才姗姗而来。,
