废水处理工程课件第11章
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污水处理工程技术PPT课件
定义2：采取物理的、化学的或生物的 处理方法对污水进行净化的措施。
现代污水处理技术，按处理程度划分， 可分为一级、二级和三级处理。
一级处理：主要去除污水中呈悬浮 状态的固体污染物质，物理处理法大 部分只能完成一级处理的要求。经过 一级处理的污水，BOD一般可去除30% 左右，达不到排放标准。一级处理属 于二级处理的预处理。
污水；
（4）堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾； （5）水土流失；
（6）矿山污水。
SS （ mg / L ）：固体悬浮物，指滤纸过滤 水样后，将滤后截留物在105℃温度中干燥 恒重后的固体质量。
COD （ mg / L ）：化学需氧量，化学需氧 量越大说明水体受有机物污染越严重。
BOD（ mg / L ）：生化需氧量，有机污染 物经微生物分解所消耗溶解氧的量。
预处理的目的有两个：
一是将废水中对微生物有抑制有毒害、 有抑制作用的物质尽可能地消减和去除或转 化为对微生物无害或有利的物质，以保证生 化池中的微生物能正常运行；
二是在预处理过程中削减COD负荷， 以减轻生化池的运行负担。
按处理方法的性质分为：
❖物理方法：格栅过滤、沉淀、浮选、离心分离、膜 分离法等
二级处理：主要去除污水中呈胶体 和溶解状态的有机污染物质（BOD， COD物质），去除率可达90%以上，使 有机污染物达到排放标准。
三级处理：进一步处理难降解的有 机物、氮和磷等能够导致水体富营养 化的可溶性无机物等。主要方法有生 物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法， 活性炭吸附法，离子交换法和电渗析 法等。
❖方法：物理处理方法 ❖设备：格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、隔
油池等构筑物 ❖目标污染物：废水中的悬浮物、浮油，初
步调整pH值 ❖效果：减轻废水的腐化程度。
现代污水处理技术，按处理程度划分， 可分为一级、二级和三级处理。
一级处理：主要去除污水中呈悬浮 状态的固体污染物质，物理处理法大 部分只能完成一级处理的要求。经过 一级处理的污水，BOD一般可去除30% 左右，达不到排放标准。一级处理属 于二级处理的预处理。
污水；
（4）堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾； （5）水土流失；
（6）矿山污水。
SS （ mg / L ）：固体悬浮物，指滤纸过滤 水样后，将滤后截留物在105℃温度中干燥 恒重后的固体质量。
COD （ mg / L ）：化学需氧量，化学需氧 量越大说明水体受有机物污染越严重。
BOD（ mg / L ）：生化需氧量，有机污染 物经微生物分解所消耗溶解氧的量。
预处理的目的有两个：
一是将废水中对微生物有抑制有毒害、 有抑制作用的物质尽可能地消减和去除或转 化为对微生物无害或有利的物质，以保证生 化池中的微生物能正常运行；
二是在预处理过程中削减COD负荷， 以减轻生化池的运行负担。
按处理方法的性质分为：
❖物理方法：格栅过滤、沉淀、浮选、离心分离、膜 分离法等
二级处理：主要去除污水中呈胶体 和溶解状态的有机污染物质（BOD， COD物质），去除率可达90%以上，使 有机污染物达到排放标准。
三级处理：进一步处理难降解的有 机物、氮和磷等能够导致水体富营养 化的可溶性无机物等。主要方法有生 物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法， 活性炭吸附法，离子交换法和电渗析 法等。
❖方法：物理处理方法 ❖设备：格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、隔
油池等构筑物 ❖目标污染物：废水中的悬浮物、浮油，初
步调整pH值 ❖效果：减轻废水的腐化程度。
废水处理方法工程课件
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平流式沉淀池有进水区、沉淀区、出水区和 污泥区四部分组成。
1、进水区 进水区的作用是使水流均匀分布在整个断面上，
尽可能减少扰动。 入口流速小于25mm/s。 为了保证不冲刷已有的底部沉积物，水的流入
点应高出污泥层面0.5m以上。 水流入沉淀池后应尽快消能，防止在池内形成
短流或股流。设置整流装置。
应防止池内水流产生偏流现象。尽可能减
少单位堰长的过流量，因此堰的施工必须精心，
尽量做的水平。
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16
4．污泥区（积泥区和排泥区）
及时排出沉于池底的污泥是使沉淀池工作正 常，保证出水水质的一项重要措施。
沉淀池排泥方式有斗形底排泥、穿孔管排泥 及机械排泥。目前基本都采用机械排泥，不需 留存泥区，池底水平，略带坡度以便放空。
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2
/长度(L) 高H
理想平流式沉淀池式意图 宽度(B)
◆ 在沉淀区的每个颗粒一面下沉，一面随水流水平运动， 其轨迹是向下倾斜的直线。
◆ 沉速大于u0的颗粒可全部除去；沉速<u0的颗粒因处 于水面以下，也可以除去一部分。例如：沉速为u的颗粒
被除去率为h/H或u/废u水0。处理方法工程课件
★ 由于u0=q0=Q/A，表明沉淀效率取决于颗粒 沉速或表面负荷，与池深和停留时间无关。
★ 通过静止沉淀试验，根据要求达到的沉淀总 效率，求出颗粒沉速后，也就确定了沉淀池的表 面负荷(过流率)。
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实际沉淀池与理想沉淀池是有区别的。
① 主要是由于池进口及出口构造的局限，使水流在整 个断面上分布不均匀，整个池子的有效容积未能得到充分 利用，一些沉淀池还存在死水区，因此，废水在沉淀池中 实际停留的时间要比理论停留时间短。
中农大环境微生物学课件第11章 废水厌氧生物处理
• 水解蛋白质、糖类和脂肪的速度很快，然而水解纤维 素和其它复杂化合物速度就比较慢。
• 一般水解菌以兼性厌氧菌为主，专性厌氧菌所占比例 较小。
第二阶段：酸化阶段
蛋白质、脂肪和糖类水解后，进一步转化成的代 谢产物是挥发性有机酸如乙酸、丙酸、乳酸，还有甲 醇和其它简单的醇类以及CO2和H2等。 基质——→ 乙酸 + CO2 + H2O 基质——→丙酸 + 丁酸 + 乙醇
ΔG0’,(kJ/molCH4) -131 -119.5 -185.5 -103 -74 -74 -32.5 -36.5
互养共栖(互营)和种间氢转移
• 互养共栖 ( syntrophy) 是指两种和多种有机 体共同利用某种有机物。
• 在大多数互养共栖反应中，涉及到一种微生物 产生氢气，另一种微生物消耗氢气，因此这种 共 栖 也 称 为 种 间 氢 转 移 ( interspecies H2 transfer) 。
第11章 废水厌氧生物处理
一、厌氧处理法的特点和类型 二、厌氧消化的基本生化过程与参与微生物 三、产甲烷菌及其生理特性 四、厌氧颗粒污泥
一、厌氧处理法的特点和类型
厌氧处理法 (anaerobic treatment process) 是在缺氧条件下利用厌氧微生物(包括兼性微 生物)分解污水中有机物的方法，也称厌氧消 化法 (anaerobic digested process) 。
• 互营联合
产氢产乙酸菌为产甲烷菌提供乙酸产氢气，促进产甲
某些产乙酸菌如醋酸梭菌 可将H2和CO2合成为乙 酸。
H2 + CO2 → 乙酸 - 能
中间代谢产物丙酸、丁酸、乙醇等在厌氧条件下降解为 乙酸和氢，在标准状况下是吸收能量的。因此只有生成 的氢不断消耗，使氢分压维持在很低的水平，反应才能 得以进行。
• 一般水解菌以兼性厌氧菌为主，专性厌氧菌所占比例 较小。
第二阶段：酸化阶段
蛋白质、脂肪和糖类水解后，进一步转化成的代 谢产物是挥发性有机酸如乙酸、丙酸、乳酸，还有甲 醇和其它简单的醇类以及CO2和H2等。 基质——→ 乙酸 + CO2 + H2O 基质——→丙酸 + 丁酸 + 乙醇
ΔG0’,(kJ/molCH4) -131 -119.5 -185.5 -103 -74 -74 -32.5 -36.5
互养共栖(互营)和种间氢转移
• 互养共栖 ( syntrophy) 是指两种和多种有机 体共同利用某种有机物。
• 在大多数互养共栖反应中，涉及到一种微生物 产生氢气，另一种微生物消耗氢气，因此这种 共 栖 也 称 为 种 间 氢 转 移 ( interspecies H2 transfer) 。
第11章 废水厌氧生物处理
一、厌氧处理法的特点和类型 二、厌氧消化的基本生化过程与参与微生物 三、产甲烷菌及其生理特性 四、厌氧颗粒污泥
一、厌氧处理法的特点和类型
厌氧处理法 (anaerobic treatment process) 是在缺氧条件下利用厌氧微生物(包括兼性微 生物)分解污水中有机物的方法，也称厌氧消 化法 (anaerobic digested process) 。
• 互营联合
产氢产乙酸菌为产甲烷菌提供乙酸产氢气，促进产甲
某些产乙酸菌如醋酸梭菌 可将H2和CO2合成为乙 酸。
H2 + CO2 → 乙酸 - 能
中间代谢产物丙酸、丁酸、乙醇等在厌氧条件下降解为 乙酸和氢，在标准状况下是吸收能量的。因此只有生成 的氢不断消耗，使氢分压维持在很低的水平，反应才能 得以进行。
第十一章-污水生物处理的基本概念生化反应动力学基础
②原水中含有的有机碳；
③内源呼吸碳源——细菌体内的原生物质及其贮存 的有机物。
反硝化反应的适宜pH值为6.5～7.5。pH 值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速 下降。
反硝化反应的温度范围较宽，在5℃～ 40℃范围内都可以进行。但温度低于 15℃时，反硝化速率明显下降。
4.同化作用
11.2 微生物的生长规律和生长环境
一、微生物的生长 规律
1、停滞期
2、对数期 3、静止期 4、衰老期
实际运用中，将活性污泥控制在哪个生长期？为什么？
11.2 微生物的生长规律和生长环境
原生动物 5
后生动物
11.2 微生物的生长规律和生长环境
二、微生物的生长环境 （一）、微生物的营养
水处理中微生物对C、N、P三大营养元素的要求：
好氧吸磷：进入好（缺）氧状态后，聚磷菌将储存 于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌 增殖，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷 的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷。
由于活性污泥在运行中不断增殖，为了系统的稳定 运行，必须从系统中排除和增殖量相当的活性污泥， 也就是剩余污泥。剩余污泥中包含过量吸收磷的聚 磷菌，也就是从污水中去除的含磷物质。 (正常细 胞含磷1％～3％，聚磷菌吸磷量可达12％)
3.反硝化作用
污水中的硝态氮NO3-－N和亚硝态氮NO2-－N， 在无氧或低氧条件下被反硝化细菌还原成氮气的 过程。具体反应如下： 6NO2-＋3CH3OH→ 3N2＋3CO2+3H2O＋6OH－ 6NO3-＋5CH3OH→ 3N2＋7H2O＋5CO2+6OH－
反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，在 有氧存在时，它会以O2为电子受体进行 好氧呼吸；在无氧而有NO3-或NO2-存在 时，则以NO3-或NO2-为电子受体，以有 机碳为电子供体和营养源进行反硝化反 应。
③内源呼吸碳源——细菌体内的原生物质及其贮存 的有机物。
反硝化反应的适宜pH值为6.5～7.5。pH 值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速 下降。
反硝化反应的温度范围较宽，在5℃～ 40℃范围内都可以进行。但温度低于 15℃时，反硝化速率明显下降。
4.同化作用
11.2 微生物的生长规律和生长环境
一、微生物的生长 规律
1、停滞期
2、对数期 3、静止期 4、衰老期
实际运用中，将活性污泥控制在哪个生长期？为什么？
11.2 微生物的生长规律和生长环境
原生动物 5
后生动物
11.2 微生物的生长规律和生长环境
二、微生物的生长环境 （一）、微生物的营养
水处理中微生物对C、N、P三大营养元素的要求：
好氧吸磷：进入好（缺）氧状态后，聚磷菌将储存 于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌 增殖，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷 的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷。
由于活性污泥在运行中不断增殖，为了系统的稳定 运行，必须从系统中排除和增殖量相当的活性污泥， 也就是剩余污泥。剩余污泥中包含过量吸收磷的聚 磷菌，也就是从污水中去除的含磷物质。 (正常细 胞含磷1％～3％，聚磷菌吸磷量可达12％)
3.反硝化作用
污水中的硝态氮NO3-－N和亚硝态氮NO2-－N， 在无氧或低氧条件下被反硝化细菌还原成氮气的 过程。具体反应如下： 6NO2-＋3CH3OH→ 3N2＋3CO2+3H2O＋6OH－ 6NO3-＋5CH3OH→ 3N2＋7H2O＋5CO2+6OH－
反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，在 有氧存在时，它会以O2为电子受体进行 好氧呼吸；在无氧而有NO3-或NO2-存在 时，则以NO3-或NO2-为电子受体，以有 机碳为电子供体和营养源进行反硝化反 应。
污水处理教材PPT30张课件
污水与回流污泥从池首端流入，呈推流式至池的末端流出。 进口处有机物浓度高，沿池长逐渐降低。 处理效率高，适用与大中型污水处理厂。 进水浓度不能过高，抗冲击负荷能力较差。 需氧量沿池长逐渐降低，可能造成前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要。 体积负荷率低，曝气池庞大，占用土地较多，基建费用较高。
其二，过高的微生物浓度使污泥在后续的沉淀池中难以沉淀，影响出水水质。
其三，曝气池污泥的增加，就要求曝气池中有更高的氧传递速率，否则，微生物就受到抑制，处理效率降低。采用一定的曝气设备系统，实际上只能够采用相应的污泥浓度，MLSS的提高是有限度的。
曝 气 量
在通常情况下，污水的曝气量与风量或者风机台数关系不大，这和满足曝气池富氧速率有关。
由于污水设备已经顶死，故只能从效率方面控制曝气量，目前只能控制风机台数和效率进行控制。目前只能开启2台风机，如果溶解氧仍不能满足，可以更换风机皮带增加风机效率。
如果设备已经无异常，只能通过阀门进行调节。
氧 传 递 速 率
氧传递速率要考虑二个过程
要提高氧的传递速率
回流量控制，尽量保证二沉池底泥保持恒定，沉降比控制在30~40%
泵的选择不当造成的流量变化，控制阀门开启度
微生物浓度
在设计中采用高的MLSS（污泥沉降比较高）并不能提高效益，原因如下：
其一，污泥量并不就是微生物的活细胞量。曝气池污泥量的增加意味着泥龄的增加，泥龄的增加就使污泥中活细胞的比例减小。
二次沉淀池的功能要求
1.澄清（固液分离）
2.污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少）
二沉池的实际工作情况
（1）二沉池中普遍存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。两个界面：泥水界面和压缩界面。
污水处理培训课件优秀课件
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xx年xx月xx日
contents
目录
• 污水处理基础知识介绍 • 污水处理工艺及设备介绍 • 污水处理厂运营管理及维护 • 污水处理案例分析 • 污水处理技术前沿动态 • 结语
01
污水处理基础知识介绍
污水的来源和分类
污水的来源
生活污水、工业污水、农业污水、径流污水等。
工业废水处理案例
印染废水处理
针对印染废水中高浓度有机物 、含盐量高、色度深等特点，
采用预处理+生化处理+深度 处理的组合工艺。
电镀废水处理
根据废水中重金属离子的种类和 浓度，采用化学沉淀、氧化还原 等物理化学方法进行处理。
制药废水处理
针对制药废水中有机污染物种类多 、浓度高的特点，采用膜分离、高 级氧化等技术。
教学方法多样
本次培训采用了多种教学方法，包 括理论授课、案例分析、小组讨论 等，使学员们能够更好地理解和掌 握所学内容。
对未来发展的展望
推广应用新技术
未来污水处理领域将会有更多 的新技术、新工艺出现，应该 在培训中进一步推广和应用， 帮助学员们掌握最新的技术动
态。
加强实践操作技能
在今后的培训中，应该更加注 重实践操作技能的培训，让学 员们能够亲自动手操作，提高
二级处理
利用微生物分解和化学反应等方法 ，将污水中的有机物转化为无害物 质。
三级处理
对二级处理后的污水进行深度处理 ，去除营养盐、重金属等有害物质 ，使污水达到排放标准。
02
污水处理工艺及设备介绍
活性污泥法
工艺原理
活性污泥法是一种常用的污水处理工艺，通过将空气连续鼓 入污水中，形成活性污泥，并通过活性污泥中的微生物分解 污水中的有机物质，达到净化水质的目的。
xx年xx月xx日
contents
目录
• 污水处理基础知识介绍 • 污水处理工艺及设备介绍 • 污水处理厂运营管理及维护 • 污水处理案例分析 • 污水处理技术前沿动态 • 结语
01
污水处理基础知识介绍
污水的来源和分类
污水的来源
生活污水、工业污水、农业污水、径流污水等。
工业废水处理案例
印染废水处理
针对印染废水中高浓度有机物 、含盐量高、色度深等特点，
采用预处理+生化处理+深度 处理的组合工艺。
电镀废水处理
根据废水中重金属离子的种类和 浓度，采用化学沉淀、氧化还原 等物理化学方法进行处理。
制药废水处理
针对制药废水中有机污染物种类多 、浓度高的特点，采用膜分离、高 级氧化等技术。
教学方法多样
本次培训采用了多种教学方法，包 括理论授课、案例分析、小组讨论 等，使学员们能够更好地理解和掌 握所学内容。
对未来发展的展望
推广应用新技术
未来污水处理领域将会有更多 的新技术、新工艺出现，应该 在培训中进一步推广和应用， 帮助学员们掌握最新的技术动
态。
加强实践操作技能
在今后的培训中，应该更加注 重实践操作技能的培训，让学 员们能够亲自动手操作，提高
二级处理
利用微生物分解和化学反应等方法 ，将污水中的有机物转化为无害物 质。
三级处理
对二级处理后的污水进行深度处理 ，去除营养盐、重金属等有害物质 ，使污水达到排放标准。
02
污水处理工艺及设备介绍
活性污泥法
工艺原理
活性污泥法是一种常用的污水处理工艺，通过将空气连续鼓 入污水中，形成活性污泥，并通过活性污泥中的微生物分解 污水中的有机物质，达到净化水质的目的。
第11章生化反应动力学
式中 μ——微生物的比增殖速度，即单位生物量的增殖速度，t-1； μmax ——微生物最大比增殖速度，t-1； Ks——饱和常数，为当μ ＝1/2 μmax时的底物浓度， 也称之为半速度常数，质量/容积； S——有机底物浓度。
二、米歇里斯-门坦（Michaelis-Menten）方程式
1.底物浓度对酶反应速度的影响
实验表明，在生化反应过程中，底物的降解速度和反应器中的底 物浓度有关。设生化反应方程式
见11－7式
lgv
2级
2 1 1 1
1级
=A0-kt
A
1 k
0级
lgv与lg[S]之间的关系
零级反应示意
t
S y X zP
现底物浓度 S 以 S 表示，则生化反应速度：
d S d S n n v S 或v k S dt dt
• 呼吸
微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给电子载体， 再经电子传递系统传给电子受体，从而生成水或不愿型产物并 释放能量的过程称为呼吸作用。以分子氧作为最终电子受体的 称为好氧呼吸，以氧化型化合物作为最终电子受体的称为缺氧 呼吸。 呼吸与发酵的根本区别在于：电子载体不是将电子直接传递给 底物降解的中间产物，而是交给电子传递系统，逐步释放能量 后再交给最终电子受体。
一级反应：
k A ,
d k dt k lg lg t 2 .3
d A 2 k , k A dt
1
1
AO
kt
lg
lgA=lg A0－kt/2.3
1 k/2.3
1/ 1/=1/0+kt
k 1
一级反应示意
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溶解氧
有毒物质
第三节
反应速度和反应级数
生化反应动力学
生物化学反应是一种以生物酶为催化剂的化学 反应。 污水生物处理中，人们总是创造合适的环境条件 去得到希望的反应速度。 生化反应动力学目前的研究内容： (1)底物降解速率与底物浓度、生物量、环境因 素等方面的关系； (2)微生物增长速率与底物浓度、生物量、环境 因素等方面的关系； (3)反应机理研究，从反应物过渡到产物所经历 的途径。
有机废水的好氧生物处理，如活性污泥法、生物膜法、污泥 的好氧消化等属于这种类型的呼吸。
2.自养型微生物 自养型微生物以无机物为底物（电子供体），其终点产物也 是无机物，同时放出能量。 光能自养微生物：需要阳光或灯光作能源，依靠体内的光合 作用色素合成有机物。
光
CO2+H2O
叶绿素
[CH2O]＋O2
分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合物， 获得能量。 合成代谢：通过一系列的生化反应，将营养物质 转化为复杂的细胞成分，机体制造自身。
底物降解：污水中可被微生物通过酶的催化作用而进行生物 化学变化的物质称为底物或基质。 可生物降解有机物量：可通过生物的降解转化的量。 可生物降解底物量：包括有机的和无机的可生物利用物质。
反 应 速 度
在生化反应中，反应速度是指单位时间里底物的减少量、最终产物的增 加量或细胞的增加量。在废水生物处理中，是以单位时间里底物的减少或细 胞的增加来表示生化反应速度。
图中的生化反应可以用下式表示：
S y X z P
及
d X dt
d S y dt
一般估算营养比例： BOD∶N∶P ＝100 ∶5 ∶1
微生物的营养
(1)水：组成部分，代谢过程的溶剂。细菌约80%的成分为 水分。 (2)碳源：碳素含量占细胞干物质的50％左右，碳源主要构 成微生物细胞的含碳物质和供给微生物生长、繁殖和运动所需要 的能量，一般污水中含有足够碳源。 (3)氮源：提供微生物合成细胞蛋白质的物质。 (4)无机元素：主要有磷、硫、钾、钙、镁等及微量元素。作 用：构成细胞成分，酶的组成成分,维持酶的活性，调节渗透压， 提供自养型微生物的能源。 磷：核酸、磷脂、ATP转化。硫：蛋白质组成部分，好氧硫 细菌能源。钾：激活酶。钙：稳定细胞壁，激活酶。镁：激活酶， 叶绿素的重要组成部分 (5)生长因素：氨基酸、蛋白质、维生素等。
C6H12C6 →2CO2+2CH3CH2OH+92.0kJ
废水的好氧生物处理
图示表明，有机物被微生物摄取后，通过代谢活动，约有1/3被 分解、稳定，并提供其生理活动所需的能量；约有2/3被转化，合成 为新的原生质（细胞质），即进行微生物自身生长繁殖。
废水的好氧生物处理
好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间 较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散 发的臭气较少。所以，目前对中、低浓度的有机 废水，或者说BOD5浓度小于500mg/L的有机废水， 基本上采用好氧生物处理法。
是指以无机氧化物，如NO3-，NO2-，SO42-，S2O32-，CO2等 代替分子氧，作为最终受氢体的生物氧化作用。 在反硝化作用中，受氢体为NO3-，可用下式所示：
C 6 H 12 O 6 6H 2 O 6CO
2
24[H]
24[H] 4NO
3
2N
2
12H 2 O
总反应式：
C 6 H 12 O 6 6O
C 11 H 29 O 7 N 14O
2
6CO
2
6H 2 O 2817.3kJ
13H 2 O NH
4
2
H
11CO
2
能量
异氧微生物又可分为化能异氧微生物和光能异氧微生物。 化能异氧微生物：氧化有机物产生化学能而获得能量的微生 物。 光能异氧微生物：以光为能源，以有机物为供氢体还原CO2， 合成有机物的一类厌氧微生物。
即
Hale Waihona Puke d S dt厌氧呼吸
厌氧呼吸是在无分子氧（O2）的情况下进行的生物氧化。 厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。在呼吸过程 中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中脱下来的氢经辅酶 传递给除氧以外的有机物或无机物，使其还原。 厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，底物氧 化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底 物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放能 量较少。 如有机污泥的厌氧消化过程中产生的甲烷，是含有相当能量 的可燃气体。
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
根据受氢体的不同分为 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
异养型微生物
自养型微生物
发 酵
无氧呼吸
好氧呼吸
好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后，通过一系列氧 化还原反应获得能量的过程。 有分子氧参与的生物氧化， 反应的最终受氢体是分子氧。 底物中的氢被脱氢酶活化，并从底物中脱出交给辅酶（递氢 体），同时放出电子，氧化酶利用底物放出的电子激活游离 氧，活化氧和从底物中脱出的氢结合成水。
C 6 H 12 O 6 4NO
3
6CO
2
6H 2 O 2N
2
1755.6kJ
在无氧呼吸过程中，供氢体和受氢体之间也需要细胞色素等 中间电子传递体，并伴随有磷酸化作用，底物可被彻底氧化，能 量得以分级释放，故无氧呼吸也产生较多的能量用于生命活动。 但由于有些能量随着电子转移至最终受氢体中，故释放的能量不 如好氧呼吸的多。
复杂物质分解为简单物质
分解代谢 (异化作用) 新陈代谢
释放能量 能量代谢 吸收能量 物质代谢
合成代谢 (同化作用)
简单物质合成为复杂物质
能量循环：三磷酸腺苷ATP(adenosine triphosphate) AMP+~P→ADP+ ~P →ATP ADP磷酸化生成ATP；ATP水解产生能量。
底物水平磷酸化 氧化磷酸化 ADP磷酸化 光合磷酸化 低能化合物 电子传递磷酸化
温 度
pH
溶解氧
有毒物质
微生物的组成
水 80％ 微生物 组成 有机物 90％ C 53.1%,O 28.3%, N 12.4%,H 6.2% P 50%,S 15%,Na 11%,Ca 9%,Mg 8%,K 6%,Fe 1%等
干物质 20％
无机质 10％ 细胞分子式：C5H7O2N(有机部分) 细胞分子式：C60H87O23N12P(考虑磷)
微生物的生长环境
微生物的营养 影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素
各类微生物所生长的温度范围不同， 约为5℃ ～80℃ 。 此温度范围，可分为最低生长温度、 最高生长温度和最适生长温度（是指微 生物生长速度最快时温度）。 依微生物适应的温度范围，微生物可 以分为中温性（20～45℃ ） 、好热性 （高温性）（45℃以上）和好冷性（低 温性）（20℃以下）三类。 当温度超过最高生长温度时，会使微 生物的蛋白质迅速变性及酶系统遭到破 坏而失活，严重者可使微生物死亡。 低温会使微生物代谢活力降低，进而 处于生长繁殖停止状态，但仍保存其生 命力。
温 度
pH
溶解氧
有毒物质
微生物的生长环境
微生物的营养 影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素
温 度
pH
溶解氧
不同的微生物有不同的pH适应范围。 细菌、放线菌、藻类和原生动物的pH 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范围。
化能自养微生物：化能自养微生物不具备色素，不能进行光 合作用，合成有机物所需的能量来自氧化NH3、H2S等无机物。
H 2 S 2O
4
2
H 2 SO
3
4
能量
大型合流污水沟道和污水沟 道存在该式所示的生化反应 生物脱氮工艺中的生物 硝化过程
NH
2O
2
NO
2H
H 2 O 能量
C 6 H 12 O 6 2CH 3 COCOOH 2CH 3 COCOOH 2CO 4[H]
2
2CH 3 CHO
4[H] 2CH 3 CHO 2CH 3 CH 2 OH
总反应式：
C 6 H 12 O 6 2CH 3 CH 2 OH 2CO
2
92.0kJ
2.无氧呼吸
有毒物质
微生物的生长环境
微生物的营养 影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素
温 度
pH
溶解氧
溶解氧是影响生物处理效果的 重要因素。 好氧微生物处理的溶解氧一般 以2～4mg/L为宜。
有毒物质
微生物的生长环境
微生物的营养 影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素
温 度 pH 值
在工业废水中，有时存在着对微生物 具有抑制和杀害作用的化学物质，这类 物质我们称之为有毒物质。 其毒害作用主要表现在细胞的正常结 构遭到破坏以及菌体内的酶变质，并失 去活性。 在废水生物处理时，对这些有毒物质 应严加控制，但毒物浓度的允许范围， 需要具体分析。
好氧呼吸、无氧呼吸、发酵三种呼吸方式，获得的 能量水平不同， 如下表所示。
呼吸方式
好氧呼吸
能量利用率42％
受氢体
分子氧 无机物 有机物
化学反应式
C6H12O6+6O2→ 6CO2+6H2O+2817.3kJ
无氧呼吸 发酵
能量利用率26％
C6H12C6+4NO3 - → 6CO2+6H2O+2N2↑+1755.6kJ