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废水生物处理的目的、重要性 主要目的： ① 不可自然沉淀的胶体状固体物 ② 有机物 ③ 氮和磷 重要性： ① 60%以上的有机物只有用生物法去除最经济。 ② 废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法。 ③ 城市污水处理厂有90%以上是生物处理法。 ④ 大多数工业废水处理厂以生物法为主体。 微生物在废水生物处理中的作用 ① 溶解性有机物→CO2和H2O 溶解性无机营养元素： N→N2 P→富含磷的剩余污泥从水中分离出来 ② 絮凝沉淀和降解胶体状固体物 ③ 稳定有机物 一、微生物生理学特性及基本概念 1、新陈代谢 生物体在生命活动过程中从外界吸取营养物质并在体内进行物质转化地交换作用。 底物或基质 污水中可被微生物通过酶的催化作用而进行生物化学变化的物质。 可生物降解有机物量：有机物的降解转化 可生物降解底物量：包括有机的和无机的可生物 利用物质。 一、微生物生理学特性及基本概念 二、微生物的生长规律和生长环境 （一）微生物的生长规律 按微生物的生长速度，其生长可分为四个期： 停滞期 对数期 静止期 衰老期 三、生化反应动力学基础 任务： 1、研究各种因素对反应速度的影响。 2、研究反应机理。 内容： 1、底物降解速率与底物浓度、微生物量等因素之间的关系。 (米式方程式) 2、微生物的增长速率与底物浓度、微生物量等因素之间的关系。 (莫式方程式） 莫诺特（Monod）方程式 Monod于1942年以纯菌种对单一底物的分批培养实 验基础上提出了描述微生物增长的动力学方程。 式中：μ—微生物的比增长速度， μmax—微生物的最大比增长速度； S—底物浓度；X—微生物浓度 kS—饱和系数（半增长速度常数） q、qmax—底物的比降解速度及最大值。 * * 新陈代谢 分解代谢 (异化作用）) 复杂物质分解为简单物质 简单物质合成为复杂物质 吸收能量 释放能量 能量代谢 物质代谢 合成代谢 (同化作用) 2、微生物的呼吸类型 微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能 好氧呼吸 厌氧呼吸 根据受氢体的不同分为 氧化不彻底 热能小 脱氢酶系统 简单 化合物 热能 脱氢 还原 有机物 无机物 有机物 无机物 厌氧呼吸 氧化彻底 热能大 脱氢酶系统氧化酶系统 CO2 H2O 热能 脱氢 氧化 底物 分子氧 好氧呼吸 特点 最终产物 实质 供氢体 受氢体 项目 2、微生物的呼吸类型 微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能。 2、微生物的呼吸类型 微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能 好氧呼吸 厌氧呼吸 根据氧化的底物、氧化产物的不同 按反应过程中的最终受氢体的不同 自养型微生物 （无机物） 无氧呼吸 （无机物） 异养型微生物 （有机物） 发 酵 （有机物） 根据受氢体的不同分为 微生物要求的营养物质必须包括组成细胞的各种原料和产生能量的物质，主要有：水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及生长因素。 （二）微 生 物 的 生 长 环 境 影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素 微生物的营养 温 度 pH 值 溶 解 氧 有 毒 物 质 各类微生物所生长的温度范围不同，约为5℃ ～80℃ 。 低温性（5-20℃） 中温性（20-45℃） 高温性（45-80 ℃） 好氧生物处理 中温性微生物 适宜温度为25-40 ℃。 厌氧生物处理 甲烷菌为中温菌，在33-38 ℃ 发酵产酸温度控制在52-57 ℃ 微 生 物 的 生 长 环 境 影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素 微生物的营养 温 度 pH 值 溶 解 氧 有 毒 物 质 微 生 物 的 生 长 环 境 影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素 微生物的营养 温 度 pH 值 溶 解 氧 有 毒 物 质 不同的微生物有不同的pH值适应范围。 细菌、放线菌、藻类和原生动物 的pH值适应范围是在4～10之间。 大多数细菌适宜中性和偏碱性 （pH＝6.5～7.5）的环境。 废水生物处理过程中应保持最适 pH范围。 当废水的pH值变化较大时，应设置 调节池，使进入反应器（如曝气 池）的废水，保持在合适的pH值范 围。 微 生 物 的 生 长 环 境 影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素 微生物的营养 温 度 pH 值 溶 解 氧 有 毒