污水处理好氧过程的原理是什么
污水处理好氧过程的原理主要基于好氧微生物的代谢作用。以下是对该原理的详细解释:
一、好氧微生物的基本概念
好氧微生物是指那些在有分子态氧气(O2)存在下才能进行正常生理生化反应的生物,这类生物包括大部分微生物、动物以及人类。在污水处理好氧过程中,好氧微生物起着关键作用。
二、好氧生物处理的基本过程
好氧生物处理过程通常包括以下几个阶段:
1、准备阶段:污水首先经过格栅、沉砂等预处理过程,去除大颗粒的悬浮物和砂粒等杂质。预处理后的污水进入调节池,调节水质和水量,以利于后续的处理过程。
2、氧化阶段:这是好氧生物处理的核心部分。在这个阶段,污水中的有机物被好氧微生物氧化分解为二氧化碳和水。为了保持微生物的活性,需要不断地向反应器中通入氧气,以满足微生物对氧气的需求。好氧微生物通过自身的生命活动,如氧化、还原、合成等过程,将一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,并释放出能量,同时将另一部分有机物转化为生物体所必需的营养物质,组成新的细胞物质。
3、沉淀阶段:经过氧化阶段的污水,其中的有机物已经被大部分分解。此时,污水进入沉淀阶段,通过沉淀作用将污水中的悬浮物和微生物分离出来,产生的污泥可以进一步进行处理。
4、消毒阶段:在消毒阶段,经过沉淀处理的污水需要进行消毒处理,以杀灭污水中的病菌和病毒等有害物质。常用的消毒方法有化学药剂消毒和紫外线消毒等。
三、好氧生物处理的生化反应方程式
好氧生物处理过程中发生的生化反应可以概括为以下两个主要方程式:
1、分解反应(氧化反应、异化代谢、分解代谢):
CHONS + O2 → CO2 + H2O + NH3 + SO4²⁻ + 能量(有机物的组成元素)
这个反应表示有机物在好氧微生物的作用下被氧化分解为无机物,并释放出能量。
2、合成反应(合成代谢、同化作用):
C、H、O、N、S + 能量 → C5H7NO2
这个反应表示好氧微生物利用分解有机物释放的能量和无机物合成新的细胞物质。
四、影响好氧生物处理的主要因素
1、溶解氧(DO):溶解氧是好氧微生物进行生命活动的必要条件,一般要求溶解氧浓度在1~2mg/L左右。
2、水温:水温是影响生化反应速率的重要因素之一。在一定范围内,随着温度的升高,生化反应的速率加快,增殖速率也加快。但温度过高或过低都会对微生物产生不利影响,最适宜的温度范围一般在15~30℃之间。
3、营养物质:好氧微生物需要碳、氢、氧、氮、磷等无机元素作为营养物质。对于某些工业废水,可能需要按一定比例投加营养物质以满足微生物的生长需求。
4、pH值:好氧微生物对pH值有一定的适应性范围,一般最适宜的pH值在6.5~8.5之间。
5、有毒物质:重金属、氰化物、H2S、卤族元素及其化合物、酚、醇、醛等有毒物质会对好氧微生物产生抑制作用,影响处理效果。
6、有机负荷率:污水中的有机物过多时,会对微生物产生不利影响,导致处理效率下降。
7、氧化还原电位:好氧细菌要求的氧化还原电位一般在+300~+400mV之间,至少要求大于+100mV。
综上所述,污水处理好氧过程的原理是利用好氧微生物的代谢作用将污水中的有机物分解为无机物并释放出能量。该过程受到多种因素的影响,需要在实际应用中综合考虑这些因素以优化处理效果。