污水處理技術(shù)之好氧生物處理原理
一、好氧生物處理的基本生物過程
好氧微生物(包括兼性微生物)在有氧氣存在的條件下進行生物代謝以降解有機物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。微生物利用水中存在的有機污染物為底物進行好氧代謝，經(jīng)過一系列的生化反應(yīng)，逐級釋放能量，最終以低能位的無機物穩(wěn)定下來，達到無害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進一步處理。另，在充足供氧條件下，好氧段自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3- ，進而為厭氧異養(yǎng)菌提供NO3-。好氧生物處理過程的生化反應(yīng)方程式：
?、俜纸夥磻?yīng)(又稱氧化反應(yīng)、異化代謝、分解代謝) CHONS +O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +?+能量(有機物的組成元素)
?、诤铣煞磻?yīng)(也稱合成代謝、同化作用) C、H、O、N、S +能量 C5H7NO2
?、蹆?nèi)源呼吸(也稱細胞物質(zhì)的自身氧化) C5H7NO2 + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +?+能量在正常情況下，各類微生物細胞物質(zhì)的成分是相對穩(wěn)定的，一般可用下列實驗式來表示：細菌：C5H7NO2;真菌：C16H17NO6;藻類：C5H8NO2;原生動物：C7H14NO3分解與合成的相互關(guān)系：1)二者不可分，而是相互依賴的;a、分解過程為合成提供能量和前物，而合成則給分解提供物質(zhì)基礎(chǔ);b、分解過程是一個產(chǎn)能過程，合成過程則是一個耗能過程。2)對有機物的去除，二者都有重要貢獻;3)合成量的大小，對后續(xù)污泥的處理有直接影響(污泥的處理費用一般可以占整個城市污水處理廠的40~50%)。不同形式的有機物被生物降解的歷程也不同：一方面：結(jié)構(gòu)簡單、小分子、可溶性物質(zhì)，直接進入細胞壁;結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大分子、膠體狀或顆粒狀的物質(zhì)，則首先被微生物吸附，隨后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有機物，再進入細胞內(nèi)。另一方面：有機物的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，其降解過程也會不同，如：糖類;脂類;蛋白質(zhì)
二、影響好氧生物處理的主要因素
?、偃芙庋?DO)： 約1~2mg/l;
?、谒疁兀菏侵匾蛩刂?，在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，生化反應(yīng)的速率加快，增殖速率也加快;細胞的組成物如蛋白質(zhì)、核酸等對溫度很敏感，溫度突升或降并超過一定限度時，會有不可逆的破壞;最適宜溫度 15~30°C;>40°C或< 10°C后，會有不利影響。
?、蹱I養(yǎng)物質(zhì)：細胞組成中，C、H、O、N約占90~97%;其余3~10%為無機元素，主要的是P;生活污水一般不需再投加營養(yǎng)物質(zhì);而某些工業(yè)廢水則需要，一般對于好氧生物處理工藝，應(yīng)按BOD : N : P = 100 : 5 : 1投加N和P;其它無機營養(yǎng)元素：K、Mg、Ca、S、Na等;微量元素：Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等;
?、躳H值：一般好氧微生物的最適宜pH在6.5~8.5之間;pH < 4.5時，真菌將占優(yōu)勢，引起污泥膨脹;另一方面，微生物的活動也會影響混合液的pH值。
⑤有毒物質(zhì)(抑制物質(zhì))：重金屬;氰化物;H2S;鹵族元素及其化合物;酚、醇、醛等;
?、抻袡C負荷率：污水中的有機物本來是微生物的食物，但太多時，也會不利于微生物;
?、哐趸€原電位：好氧細菌：+300 ~ 400 mV， 至少要求大于+100 mV;厭氧細菌：要求小于+100 mV，對于嚴格厭氧細菌，則<-100 mV，甚至<-300 mV。
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