《污水处理原理》课程授课教案（讲稿）生物化学工程基础

污水处理原理参考书：当代给水与废水处理原理

1 污 水 处 理 原 理 参考书：当代给水与废水处理原理

教学课时安排第五章生物化学工程基础5-2第一讲5-1第二讲5-35-4 5-5第三讲5-65-7第六章活性污泥法6-1第一讲第二讲6-26-3第三讲6-4 6-5第七章生物膜法第一讲7-17-2.7-3第二讲7-4其它生物膜法第八章污水除磷脱氮第一讲污水除磷第二讲污水脱氮2

2 教学课时安排 第五章 生物化学工程基础 第一讲 5－1 5－2 第二讲 5－3 5－4 5－5 第三讲 5－6 5－7 第六章 活性污泥法 第一讲 6－1 第二讲 6－2 6－3 第三讲 6－4 6－5 第七章 生物膜法 第一讲 7－1 7－2 7－3 第二讲 7－4 其它生物膜法 第八章 污水除磷脱氮 第一讲 污水除磷 第二讲 污水脱氮

第一讲第五章生物化学工程基础第一节废水处理中的微生物一、水中常见微生物的分类藻类【植物厂细菌菌类细胞形态的微生物真菌原生动物一水中微生物人后生（非细胞形态的微生物一病毒1.细菌是污水生物处理的主力军。（1）是单细胞的植物尺寸0.5~5um（2）细菌是以二分裂繁殖1B, = B。-2"n=世代时间GIgB,=lgB+lg2.=A+C-tG（3）细胞壁以低化学反应性的蛋白质，多糖聚合物构成，使相当大的分子不能进入功菌内（4）细胞质胶体悬浮液，胶体颗粒表面可发生生化反应。（5）细菌的优势菌种与温度密切相关（三分水处理设施内）2.原生动物（1）原生动物为单细胞动物尺寸10~100μm（2）「没有细胞壁变形电等L有细胞壁绿毛虫等（3）原生动物的繁殖方法：二分裂、出芽、孢子增殖（4）原生动物的代谢方式a.溶解性食物透过细胞壁被代谢（类似于细菌）有机浓度高达5000~10000mg/L方可进行3

3 第一讲 第五章 生物化学工程基础 第一节 废水处理中的微生物 一、水中常见微生物的分类 1．细菌 是污水生物处理的主力军。 （1）是单细胞的植物 尺寸 0.5~5μm （2）细菌是以二分裂繁殖 n Bt = B0  2 G t n = A C t G t lg Bt = lg B + lg 2  = +  0 （3）细胞壁 以低化学反应性的蛋白质，多糖聚合物构成，使相当大的分子不 能进入功菌内 （4）细胞质 胶体悬浮液，胶体颗粒表面可发生生化反应。 （5）细菌的优势菌种与温度密切相关（三分水处理设施内） 2．原生动物 （1）原生动物为单细胞动物 尺寸 10~100μm （2） 没有细胞壁 变形电等 有细胞壁 绿毛虫等 （3）原生动物的繁殖方法：二分裂、出芽、孢子增殖 （4）原生动物的代谢方式 a. 溶解性食物透过细胞壁被代谢（类似于细菌） 有机浓度高达 5000~10000mg/L 方可进行 细胞形态的微生物 植物 动物 藻类 菌类 细菌 真菌 原生 后生 非细胞形态的微生物——病毒 水中微生物 世代时间

b.香食颗粒食物：颗粒状有机物、细菌、藻类及其它原生动物（5）大多数原生动物不能合成全部必需的生长物质，必然通过吞食细菌获取生长物质，因此原生物动物吞食细菌时具有选择性。（6）原生动物呼吸类型：好氧、厌氧、兼性（7）原生动物在净化中的作用：①吞食游离细菌②吞食固体有机物③促进生物絮凝④吸收溶解性有机物3.真菌（1）是丝状的无叶绿素的多细胞植物（2）真菌以孢子繁殖（3）真菌能迅速分解蛋白质及含氮有机物（4）属需氧植物4.后生动物（1）属多细胞动物（2）种类：轮电、甲壳类动物以及其它游物（3）在污水处理中不常见。出水水质特别好5.藻类（1）是含有叶绿素的光合植物。单细胞、群体或多细胞（2）具有光合作用的能力，光合作用时释入O2，菌藻共生的好氧塘（3）缺日光时，可进行化学合成代谢消耗O2（4）活性污泥法曝气池中不多见a.池深b.Ss高光透射性差二沉地出水二、活性污泥法污水处理厂中微生物的培养1.细菌培养（图3)2.原生动物培养（图2）三、几种生物体的实验式1. 细菌CsH702N0r C60H87023N12P2.真菌C10Hi7O6N3.原生动物C7Hi403N4

4 b. 吞食颗粒食物：颗粒状有机物、细菌、藻类及其它原生动物 （5）大多数原生动物不能合成全部必需的生长物质，必然通过吞食细菌获取 生长物质，因此原生物动物吞食细菌时具有选择性。 （6）原生动物呼吸类型：好氧、厌氧、兼性 （7）原生动物在净化中的作用： ① 吞食游离细菌 ② 吞食固体有机物 ③ 促进生物絮凝 ④ 吸收溶解性有机物 3．真菌（1）是丝状的无叶绿素的多细胞植物 （2）真菌以孢子繁殖 （3）真菌能迅速分解蛋白质及含氮有机物 （4）属需氧植物 4．后生动物（1）属多细胞动物 （2）种类：轮电、甲壳类动物以及其它游物 （3）在污水处理中不常见。出水水质特别好 5．藻类 （1）是含有叶绿素的光合植物。单细胞、群体或多细胞 （2）具有光合作用的能力，光合作用时释入 O2，菌藻共生的好氧塘 （3）缺日光时，可进行化学合成代谢消耗 O2 （4）活性污泥法曝气池中不多见 a. 池深 b. SS 高 光透射性差 二沉地出水 二、活性污泥法污水处理厂中微生物的培养 1．细菌培养（图 3） 2．原生动物培养（图 2） 三、几种生物体的实验式 1．细菌 C5H7O2N or C60H87O23N12P 2．真菌 C10H17O6N 3．原生动物 C7H14O3N 

四、生物指示与污水厂运行排放1.出水水质质量水质（1）大量的鞭毛虫、肉足虫BOD仍很高水质要求低（2）游泳型纤毛虫BOD不高水质要求不太高（3）固着型绿毛虫BOD相当少要求高（4）轮虫等后生动物BOD很低要求很高2. DO水中DO适中（1）普通钟虫（2）钟虫前端有大气泡DO100mg/L：仅有普通钟虫，其它原生动物几乎灭迹，且钟虫数量大大减少第二节生物处理与生物化学工程一、废水的生物处理：利用微生物的生命活动过程，把废水中的有机物转化为简单无机物的过程。1.好氧生物降解微生物1CO2+H2O+......+Q1302可生化有机物微生物2-3CsH7O2N-Q2020r (C60H7O23N12P)+△XI80%,CO2+H20+Q3微生物细胞0220%△X2残留物（难生物降解）能量平衡Q1 + Q3 = Q2生物量△X=△XI-△X25

5 四、生物指示与污水厂运行 1．出水水质质量 （1）大量的鞭毛虫、肉足虫 （2）游泳型纤毛虫 （3）固着型绿毛虫 （4）轮虫等后生动物 2．DO （1）普通钟虫 水中 DO 适中 （2）钟虫前端有大气泡 DO＜1mg/L or DO 过高 3．其它生存水质环境 （1）恶劣环境 钟虫尾柄脱落，虫体变形，甚至死亡 （2）S＞100mg/L 仅有普通钟虫，其它原生动物几乎灭迹， 且钟虫数量大大减少 第二节 生物处理与生物化学工程 一、废水的生物处理：利用微生物的生命活动过程，把废水中的有机物转化为简 单无机物的过程。 1．好氧生物降解 能量平衡 Q1 + Q3 = Q2 生物量 ΔX = ΔX1 ― ΔX2 水质 排放 BOD 仍很高 水质要求低 BOD 不高 水质要求不太高 BOD 相当少 要求高 BOD 很低 要求很高 3 1 3 2 微生物 O2 微生物 O2 CO2+H2O+. +Q1 C5H7O2N ―Q2 or (C60H7O23N12P) +ΔX1 可生化有机物 微生物 O2 CO2+H2O +Q3 20% 残留物（难生物降解） 80% 细 胞 ―ΔX2

2.厌氧生物降解分解酸、醇、酮等+Q1产酸菌有机物（虫间产物部分生物体合成新细胞-Q2-△X3+△XI分解CH4+H2S+CO2+NH3+ ......甲虫细菌中间产物+ Q3新细胞-Q4+△X2二、生物化学工程酿酒发酵做馒头（酵母）构筑物结构、反应机理、化工流体、化工原理6

6 2．厌氧生物降解 二、生物化学工程 酿酒 发酵做馒头（酵母） 构筑物结构、反应机理、化工流体、化工原理 有机物 部分 生物体 ―ΔX3 产酸菌 酸、醇、酮等 +Q1 （中间产物） 合成 分解 新细胞 ―Q2 +ΔX1 中间产物 甲虫细菌 CH4+H2S+CO2+NH3+ . + Q3 分解 新细胞 ―Q4 +ΔX2