*節 廢水好氧生物處理原理

一、好氧生物處理的基本生物過程

所謂“好氧”：是指這類生物必須在有分子態氧氣（O2）的存在下，才能進行正常的生理生化反應，主要包括大部分微生物、動物以及我們人類；

所謂“厭氧”：是能在無分子態氧存在的條件下，能進行正常的生理生化反應的生物，如厭氧細菌、酵母菌等。

好氧生物處理過程的生化反應方程式：

① 分解反應（又稱氧化反應、異化代謝、分解代謝）

    CHONS    +  O2        CO2 + H2O + NH3 + SO42- +¼+能量

（有機物的組成元素）

② 合成反應（也稱合成代謝、同化作用）

     C、H、O、N、S    +  能量               C5H7NO2

③ 內源呼吸（也稱細胞物質的自身氧化）

 C5H7NO2 + O2            CO2 + H2O + NH3 + SO42- +¼+能量

在正常情況下，各類微生物細胞物質的成分是相對穩定的，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基礎；b、分解過程是一個產能過程，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：結構簡單、小分子、可溶性物質，直接進入細胞壁；結構復雜、大分子、膠體狀或顆粒狀的物質，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。

另一方面：有機物的化學結構不同，其降解過程也會不同，如：糖類；脂類；蛋白質

二、影響好氧生物處理的主要因素

① 溶解氧（DO）： 約1~2mg/l；

② 水溫：是重要因素之一，在一定范圍內，隨著溫度的升高，生化反應的速率加快，增殖速率也加快；細胞的組成物如蛋白質、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；zui適宜溫度    15~30°C； >40°C  或< 10°C后，會有不利影響。

③ 營養物質：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物質；而某些工業廢水則需要，一般對于好氧生物處理工藝，應按BOD : N : P = 100 : 5 : 1 投加N和P；其它無機營養元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素： Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等；

④ pH值：一般好氧微生物的zui適宜pH在6.5~8.5之間；pH < 4.5時，真菌將占優勢，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（抑制物質）：重金屬；氰化物；H2S；鹵族元素及其化合物；酚、醇、醛等；

⑥ 有機負荷率：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；

⑦ 氧化還原電位：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。

第二節    廢水厭氧生物處理原理

廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發酵；是指在厭氧條件下由多種（厭氧或兼性）微生物的共同作用下，使有機物分解并產生CH4和CO2的過程。

一、厭氧生物處理中的基本生物過程——階段性理論

1、兩階段理論：

20世紀30~60年代，被普遍接受的是“兩階段理論”