污水處理原理第三講課件

第五章生物化學(xué)工程基礎(chǔ)

---第三講5-6

BOD與TbOD5-6BOD與TbOD5.6.1生化需氧量（BOD）與BOD試驗(yàn)1.生化需氧量概念水中有機(jī)物通過微生物（主要指細(xì)菌）的氧化變成簡單無機(jī)化合物的過程中，對水中溶解氧的消耗量稱為生化需氧量。細(xì)菌對溶解氧的消耗包括：細(xì)菌分解、合成、內(nèi)源呼吸需氧量，捕食微生物新陳代謝時的需氧量，還包括硝化需氧量。2.生化需氧量理論計(jì)算方法5-6BOD與TbOD圖5-12生化需氧量歷時曲線5-6BOD與TbOD（1）碳質(zhì)BODa.碳源物質(zhì)完全氧化（如葡萄糖）：

O2/C=2.67b.細(xì)菌的細(xì)胞合成：

每合成1克干細(xì)菌，約需單體氧0.985gc.細(xì)菌完全氧化每克干細(xì)菌的完全氧化需要單體氧1.41g5-6BOD與TbOD（2）氮質(zhì)BOD

硝化BOD=4.57(有機(jī)氮+氨氮)毫克/升+1.14（NO2-氮）毫克/升說明：總BOD應(yīng)該包括碳質(zhì)BOD和氮質(zhì)BOD兩者，但由于實(shí)踐中涉及到的BOD問題一般都是指碳質(zhì)BOD，所以在未特別注明的情況下，總BOD都是指碳質(zhì)BOD5-6BOD與TbOD3.BOD試驗(yàn)BOD試驗(yàn)是指300毫升瓶所做的標(biāo)準(zhǔn)五日生化需氧量（BOD5）試驗(yàn)。由于試驗(yàn)的條件和實(shí)際條件相差很遠(yuǎn)，試驗(yàn)的BOD值就不可能代表實(shí)際的情況。因此BOD試驗(yàn)還是存在一定缺陷的。BOD試驗(yàn)缺陷1）不能模擬生物氧化的處理過程，試驗(yàn)時水樣靜止、恒溫；水樣經(jīng)過稀釋；溶解氧的供應(yīng)受到限制。2）滯后期的長短隨試驗(yàn)的具體條件變化3）BOD曲線不一定通過原點(diǎn)，BOD5的試驗(yàn)值與真正的有機(jī)物濃度間不存在真實(shí)的定量代表關(guān)系5-6BOD與TbOD5.6.2TbOD試驗(yàn)鑒于BOD試驗(yàn)存在的問題以及BODL的重要性，Busch等人從20世紀(jì)50年代起，就不斷探索新的有機(jī)物生化需氧量的方法，發(fā)展了TbOD方法，可以在一天以內(nèi)甚至幾小時內(nèi)測出廢水中有機(jī)物的總BOD值。Grady及Busch提出總BOD=BOD坪值+細(xì)菌的BOD理論值

BOD坪值：生化需氧量歷時曲線上出現(xiàn)臺階的那一點(diǎn)所對應(yīng)的BOD值。5-6BOD與TbODTbOD試驗(yàn)的具體方法：（1）獲取馴化后的細(xì)菌懸浮液，并用自來水洗去其中所含殘余有機(jī)物（2）測定細(xì)菌懸浮液的COD及質(zhì)量濃度（3）測定廢水的COD值（4）將細(xì)菌懸浮液a毫升與廢水b毫升混合后并進(jìn)行曝氣，以促進(jìn)細(xì)菌的代謝作用，并保持試樣成分均勻，作為試驗(yàn)的時間的0點(diǎn)（5）按一定的時間間隔取水氧，測定混合液的COD、經(jīng)0.45μ孔徑濾膜過濾后的濾液COD以及懸浮固體量（6）計(jì)算：5-6BOD與TbOD5-7微生物集團(tuán)的模型微生物膜微生物絮體推導(dǎo)假設(shè)前提：穩(wěn)定

集團(tuán)成分，細(xì)胞的功能，菌齡分布以及其他微生物的活性不隨時間T改變而改變。1.微生物膜的微分方程定義a為單位體積的膜或絮體中所含的活微生物的總表面積取厚度，面積為的體積微元微生物去除底物速率2.基本方程的解對前面的式子進(jìn)行無量綱化轉(zhuǎn)換：當(dāng)無擴(kuò)散阻力時：

當(dāng)有擴(kuò)散阻力時：有效系數(shù)E：有阻力擴(kuò)散桶通量無阻力擴(kuò)散通量有效系數(shù)E的數(shù)值解：3.微生物絮體的解（1）球形絮體的特征長度：（2）絮體的通量：（3）單位濕絮體容積中每克干