环境第十一章废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础ppt课件.ppt

第一节 废水的好氧生物处置和厌氧生物处置微生物的呼吸类型： 好氧呼吸 、厌氧呼吸 1.好氧呼吸是在有分子氧〔O2〕参与的生物氧化，反响的最终受氢体是分子氧好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后，经过一系列氧化复原反响获得能量的过程 好氧呼吸有下述两种：异养型微生物、自养型微生物 2.厌氧呼吸是在无分子氧〔O2〕的情况下进展的生物氧化厌氧微生物只需脱氢酶系统，没有氧化酶系统厌氧呼吸按反响过程中的最终受氢体的不同，可分为发酵发酵和无氧呼吸 a.发酵 指供氢体和受氢体都是有机化合物的生物氧化作用，最终受氢体无须外加，就是供氢体的分界产物〔有机物〕 b. 无氧呼吸 是指以无机氧化物，如NO3、NO2、SO4 等替代分子氧，作为最终受氢体的生物氧化作用 三 种 呼 吸 方 式 的 放 能 反 应 呼 吸 方 式 受 氢 体 化 学 反 应 式 好 氧 呼 吸 分子氧 无 氧 呼 吸 无机物 发 酵 有机物C6H12O6 +6O2 6CO2 + 6H2O + 2817.3KJC6H12O6 +4NO3-1 6CO2+ 6H2O+2N2 +1755.6KJC6H12O6 2CO2+2CH3CH2OH +92.0KJ.废水的好氧生物处置：是在有游离氧〔分子氧〕存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处置方法。

有机物+氧+微生物〔C、O、H、N、S、P〕分解合成原生质〔微生物〕的增长CO2、H2O、NH3 SO4、PO4+能----- 热随水排出2/31/3.废水厌氧生物处置：在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处置方法有机物 + 微生物〔C、O、H、N、S、P〕原生质〔微生物〕的增长有机酸、醇、CO2、NH3、H2S等+ 能-合成分解合成分解原生质〔微生物〕的增长产酸阶段产气阶段CH4、CO2、NH3、H2S等+ 能-.第二节 微生物的生长规律和生长环境微生物的生长规律：活菌生长速度细菌数的对数培育时间微生物的生长曲线培育时间活菌数总菌数死菌数停滞期 对数期静止期衰老期.微生物的生长环境微生物的生长环境 影响微生物生长的主要环境有： 1. 微生物的营养 最正确营养比为BOD5 ：N：P=100：5：1 2. 温度 中温细菌为主，它的最适宜温度200 c~370 c 3.PH值 4.溶解氧 好氧2~4mg/l 5.有毒物质. 生化反响动力学根底生化反响动力学根底 根本概念： 生物化学反响:一种以生物酶为催化挤的化学反响(由微生物参与以生物好氧生物化学反响,三大要素:底物 ；微生物；氧气。

底物:一切在生物体内可经过酶的催化作用而进展的生化变化的物质 微生物:经过显微镜能看到的生物 氧：在一个大气压下200 c下，氧溶解度10mg/g. 底物降解:废水中有的营养物质,被微生物从利用和转化,使得厚有复杂的高分子氧化分解为低分子的过程...研研 究究 发发 应应 速速 度度 的的 三三 大大 方方 程：程： 米歇里斯——门坦方程〔M—-M方程〕，也称作米氏方程：底物降解速率与底物浓度的关系 莫诺特方程：微生物增长速率与底物浓度关系 H氏方程〔霍克来金提出〕：底物降解速率与微生物增长速率关系 运用领域： 好氧：活行污泥法 生物膜法 土壤处置法 厌氧: 厌氧水处置法 厌氧污泥处置.第三节 反响速度和反响级数化学反响速度：单位时间内，反响物浓度的减少或生成物浓度的添加表示生化反响速度：在生化反响中，单位时间里，底物的减少量、最终产物的增 加量底 物细胞最终产物合成分解. 2. 反响级数 ns yx + zp v=d[s]/dt =k[s]n 式中k为反响常数，随温度而异； n为反响级数； [s]为底物浓度当n为零时，零级反响； n为1时，一级反响； n为2时，二级反响。

Lg[s]lgv2级1级0 级.3. 反响速率常数反响速率常数范特霍夫规那么： 1. 化学反响 每升高10 0 c , r 增高2~4倍 2. 生化反响 每升高10 0 c , r添加1倍Arrhenius定律：描画反响速度常数与T的关系 K=B•e-Ea/RT K2 = K1 • Q(T2-T1) 其中Q 为温度系数 当T1 = 20 0 c T= 4~20 0 c Q=1. T= 20~30 0 c Q=1.056.第四第四节 米歇里斯米歇里斯——门坦方程〔坦方程〔M—-M方程〕方程式方程〕方程式 米歇里斯——门坦方程〔M—-M方程〕，也称作米氏方程：底物降解速率与底物浓度的关系一.底物降解与酶促速度 影响酶促反响速度的要素有：酶浓度、底物浓度、温度、PH、产物浓度。

中间产物学说： S + E ES P+ E k1 k2 k3混合级反响区零级反响区一级反响区底物浓度酶反响速度½ vmax.M—-M方程方程S + E ES P+ E 串串连连反响反响V=Vmax[s]/Km+[s] M—-M方程方程 当当[s]很大，很大， [s] > Km ，， Km+[s] ≈ [s] ，，V=Vmax =KSC0当当[s]很小，很小， [s]

它是酶反响处于动态平衡，即稳态时的平衡常数 它的物理意义： 〔1〕 Km值是酶的特征常数之一，只与酶的性质有关，而与酶浓度无关 〔2〕假设一个酶有几种底物，那么对每一种底物，各有一个特定的Km值 〔3〕同一种酶有几种底物就有几个Km值其中Km值最小的底物，普通称为该酶的最适底物或天然底物寞寞 诺诺 特特 〔〔Monod) 方方 程程 式式莫诺特方程：微生物增长速率与底物浓度关系 U=Umax[s]/[ Ks+ s] —— [s]底物浓度 —— Ks为饱和常数 q=qmax [s]/[ Ks+ s] ——q底物比降解速度.H 式式 方方 程程推导废水生物处置工程数学方式的几点假定：〔1〕 整个处置系统处于稳定形状 dx/dt=0 -ds/dt=0〔2〕 反响器中的物质按完全混合及均布的情况思索 dx/dt=0 -ds/dt=0 (3) 整个反响过程中，氧的供应是充分的。

d[s]dtg=Ydtd[s]gkd [s] H 式 方 程. .。