生物接触氧化池实验

生物接触氧化法处理有机工业废水的启动——

生物膜的接种、培养与驯化

一、实验目的与实验原理

生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。

生物处理是有机工业废水处理的重要环节，在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。

如果能配合JBM新型组合式生物填料使用，可加速生物分解过程，具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。

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1、生物接触氧化法的反应机理

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。

该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝

生物接触氧化法处理有机工业废水的启动——

生物膜的接种、培养与驯化

一、实验目的与实验原理

生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。

生物处理是有机工业废水处理的重要环节，在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。

如果能配合JBM新型组合式生物填料使用，可加速生物分解过程，具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。

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1、生物接触氧化法的反应机理

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。

该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝

生物接触氧化池设计、剩余污泥量计算

接触氧化池主要由池体、填料床、曝气装置及进出水装置等构成，具体结构如图所示。

图3-3 生物接触氧化池的构造示意图

生物接触氧化池设计要点：

（1）生物接触氧化池一般不应少于2 座；

（2）设计时采用的BOD5负荷最好通过实际确定。也可以采用经验数据，一般处理城市污水可用1.0～1.8kgBOD5/(m3·d)，处理BOD5≤500mg/L的污水时可用1.0～3.0 kgBOD5/(m3·d)；

（3）污水在池中的停留时间不应小于1～2h（按有效容积计）； （4）进水BOD5浓度过高时，应考虑设出水回流系统；

（5）填料层高度一般大于3.0 m，当采用蜂窝填料时，应分层装填，每层高度为1 m，蜂窝孔径不小于25 mm；当采用小孔径填料时，应加大曝气强度，增加生物膜脱落速度；

（6）每单元接触氧化池面积不宜大于25m2，以保证布水、布气均匀； （7）气水比控制在(10～15)：1。

因废水的有机物浓度较高，本次设计采用二段式接触氧化法。设计一氧 池填料高取3.5m，二氧池填料高取3m 。

3.5.1 填料容积负荷

Nv=0.2881Se0.7246=0.2881*200.7246=1.443[ kgB

A/O法生活污水处理工艺

一、A/O即厌氧—好氧污水处理工艺，流程如下：

生活污水 格栅池 调节池 污泥回流 厌氧水解池 污水回流 达标排放 过滤池 沉淀池 接触氧化池 污泥定期外运 板框压滤机

二、工艺描述

污水经格栅去除水中粗大的悬浮物及其它杂质后，进入调节池进行水量水质的混合，以使后续的厌氧处理能够稳定运行，污水从调节池进入厌氧水解池，从这一阶段开始就是本工艺的核心部分也就是所谓的A/O，在厌氧状态下异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，提高污水的可生化性；与此同时，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化，游离出氨（NH3、NH4+），当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，好氧池内悬挂有生物填料，在充足供氧条件下，生物模上的微生物对有机物质进行进一步降解，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为HO3-，通过回流控制返回至厌氧水解池，在缺氧

条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，污水再通过后续的沉淀、过滤，然后就可以达标排放。

设计要点：

摘 要

水污染问题是我国最大的环境问题之一，水处理的发展对我国能否实现可持续发展起着举足轻重的作用。尤其是水资源的过度开发和不合理利用，导致水污染日益严重。因此，高效、合理、经济的污水处理工艺是解决这些问题的关键。

本设计是山东济南某新区20000m/d生活污水处理厂的初步设计。根据城市所处的地理位置和污水厂的规模，并结合脱氮除磷的要求，城市污水处理厂设计采用生物接触氧化工艺。生物接触氧化是采用生物膜水处理废水的一种方法,是以附着在载体（填料）上的生物膜，净化有机废水的一种高效水处理工艺。所选的生物接触氧化工艺具有工艺稳定性高，处理构筑物少，流程简化，节省投资等优点。

通过此工艺的处理，出水水质将达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。

关键词：生物接触氧化 污水处理厂 工艺流程

3

I

Abstract

One of the foremost Environmental problems in our country is water pollution, especially because of over-exploitation of water

第九章 生物氧化

一、单项选择题

1. 体内CO2直接来自

A．碳原子被氧原子氧化 B．呼吸链的氧化还原过程 C．糖原分解 D．脂肪分解 E．有机酸的脱羧

2.关于电子传递链叙述错误的是

A．NADPH中的氢一般不直接进入呼吸链氧化 B．１分子铁硫中心(Fe2S2)每次传递２个电子 C．NADH脱氢酶是一种黄素蛋白酶 D．在某些情况下电子传递不一定与磷酸化偶联 E．电子传递链各组分组成四个复合体 3．在生物氧化中NAD+的作用是

A．脱氧 B．加氧 C．脱羧 D．递电子 E．递氢 4.下列说法正确的是

A．呼吸链中氢和电子的传递有严格的方向和顺序 B．各种细胞色素都可以直接以O2为电子接受体 C．在呼吸链中NADH脱氢酶可催化琥珀酸脱氢 D．递电子体都是递氢体

E．呼吸链所产生的能量均以ADP磷酸化为ATP形式所接受 5.关于呼吸链叙述错误的是

A．呼吸链中氧化磷酸化的偶联作用可以被解离 B．NADH+H+的受氢体是FMN C．它是产生ATP、生成水的主要过

安徽农业科学， J o u r n a l o f An h u i A .S c i . 2 0 1 3, 4 1 ( 1 3 ): 5 9 0 1—5 9 0 2, 5 9 6 1

责任编辑

宋平

责任校对

卢瑶

二段生物接触氧化法处理生活污水启动挂膜试验研究陈俊/ .,分 - r/ -,屈春香，郑海腾，冯志江，戴捷 (长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州4 3 4 o 2 3 )摘要[目的]研究二段生物接触氧化法处理生活污水启动周期及挂膜期间 C O D N H N、 N O。 N、 N O 一一 N降解过程。[方法]采用 二段生物接触氧化法处理生活污水，探讨反应器启动周期与挂膜期间 C O D N H 。。 N、 N O 一N、 N O 一 N降解过程。[结果]温度在 1 5 ℃以下，反应器启动挂膜时间为 1 4 d左右。试验装置对 C O D N H一 N有较好的去除效果，稳定运行时 C O D 的去除率保持在 6 5%以 上， N H一 N的去除率在 2 0%以上，并且出现了 N O 一一 N的严重积累。[结论]二段生物接触氧化法处理生活污水效果稳定、抗负荷中击能力强、挂膜时间短。

关键词二段生物接触氧化法；生活污水；挂膜；启动周

第八章 生物氧化

内容提要：

生物氧化指物质在生物体内的氧化过程。物质经生物氧化最终生成H2O和CO2，并逐步

释放能量，以维持生命活动。

ATP是生物普遍的主要供能形式，磷酸肌酸是主要的贮能形式，主要分布于脑和肌肉中。

ATP可经底

物（作用物）水平磷酸化和氧化磷酸化生成，但以后者为主。物质中储存能量的释放是通过

代谢物脱下2H，

经呼吸链中一系列酶和辅酶的传递，最终生成H2O和CO2，并经氧化磷酸化生成ATP。

呼吸链（电子传递链）是由递氢体和电子传递体按一定顺序排列在线粒体内膜上的连锁反应体系。组成呼吸链的四种功能复合体有：NADH-泛醌还原酶（复合体Ⅰ）、琥珀酸-泛醌还原酶（复合体Ⅱ）、泛醌-细胞色素C还原酶（复合体Ⅲ）及细胞色素C氧化酶（复合体Ⅳ），还有泛醌和细胞色素C。

根据传递顺序不同体内存在两条呼吸链：NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。

琥珀酸——→ FAD

[Fe-S] FMN ↓

NADH—→[Fe-S]—→CoQ—→

生物氧化【习题】

一、填空题

1．生物氧化是指有机物质在生物体内＿氧化分解＿＿、产生＿CO2＿＿和＿H2O＿＿＿，并释放出＿能量＿＿的过程。

2．生物氧化的根本意义在于＿为生命活动提供能量＿＿。而＿ATP＿是生物体内的直接能源。

3．由递氢体＿＿＿和＿电子传递体＿＿按一定顺序组成的整个体系，通常称为呼吸链。 体

一、呼吸链 ㈠ 呼吸链的组成

及其作用

1、NAD+和（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸） NADP+

（黄素蛋白的辅酶） 2、 FAD、FMN

（泛醌） 3、 CoQ

4、 铁硫蛋白（是电子传递链中唯一的非蛋白组分） 5、 细胞色素体系 ㈡ 呼吸链组分的排列顺序 ㈢ 主要的呼吸链 1.NADH 氧化呼吸链

（ b、c1、c、aa3 ）

递氢ye体

递电子体 体

（组成、顺序、作用、汇合点）

2.FADH2 氧化呼吸链

细胞色素aa3 也称细胞色素氧化酶，或末端氧化酶

NAD+和NADP+、FAD、FMN、CoQ既可传递电子又可传递氢；铁硫蛋白、细胞色素体系只能传递电子。

4．在呼吸链中，与磷酸化偶联的三个部位是＿NADH-> CoQ＿＿、＿Cyt b?Cyt c＿＿、和＿Cyt aa3-?1/2O2＿＿。

6．目前，解释生物氧化磷酸

生物氧化

一. 生物氧化

1. 概念：物质在生物体内进行氧化，主要是糖、脂肪和蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成二氧化碳和水的过程。氧化方式包括加氧、脱氢及失电子。 2. 特点

1) 在细胞内温和的环境中（体温，PH接近中性）进行。 2) 在一系列酶的催化下进行。 3) 能量逐步释放。

4) 水是由脱下的氢和氧直接结合产生的。 5) 二氧化碳是由有机酸脱羧产生的。 二. 生成ATP的体系 (一) 呼吸链

1. 概念：营养物质代谢脱下的成对的氢原子通过许多酶和辅酶所催化的氧化还原连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，逐步释放能量。此过程与细胞呼吸有关，故称呼吸链或电子传递链。

2. 组成和排列顺序：呼吸链位于线粒体内膜上，由4种酶复合体和2种游离的的电子传递体组成。

NADH→FMN(Fe-S)→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→1/2O2琥珀酸→FAD(Fe-S)↗

(二) 氧化磷酸化

1. 概念：在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化生成ATP。

2. 偶联部位：根据P/O比值和自由能变化都可以确定氧化磷酸化部位。

3. P/O比值：物质氧化时，每消耗1mol原子氧所消耗无机磷的摩尔数（或ADP摩尔数），即生成