好氧生物處理是利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。

基本定義

雖然今天的主要內(nèi)容是好氧生物處理，但是這里就我們常說的好氧微生物、厭氧微生物和兼氧微生物好氧微生物這三者都做一下介紹：

好氧微生物：指的是必須有分子態(tài)氧氣存在的條件下，才能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng)的微生物，絕大多數(shù)的微生物和細(xì)菌都屬于好氧微生物；

厭氧微生物：指的是在無分子態(tài)氧存在的條件下，才能進(jìn)行正常生理生化反應(yīng)的微生物，主要有產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌以及硫酸鹽還原菌等；

兼氧微生物：在有氧或無氧的環(huán)境中均能生長的微生物，一般以有氧生長為主。有氧條件下通過好氧呼吸來獲得能量，無氧條件下通過發(fā)酵或無氧呼吸來獲得能量，所以也被稱為兼性厭氧菌或兼性好氧菌，主要有大腸桿菌、產(chǎn)氣腸桿菌、地衣芽孢桿菌等。

基本生物過程

廢水中可生物降解的有機(jī)物，在好氧微生物的作用下，在氧氣的參與下，其中一部分被直接氧化分解，獲得能量；另一部分則會(huì)被合成新的細(xì)胞物質(zhì)；一部分新合成的細(xì)胞物質(zhì)，又會(huì)在氧氣的作用下，通過微生物的內(nèi)源呼吸而被分解，最后留下一些細(xì)胞殘留物。

整個(gè)過程分為三個(gè)方面，分別是分解反應(yīng)、合成反應(yīng)和內(nèi)源反應(yīng)：

分解反應(yīng)：是通過好氧微生物在氧氣的作用下，將有機(jī)物氧化為二氧化碳、水和氨氮等的過程，同時(shí)伴有大量的能量產(chǎn)生。

合成反應(yīng)：指的是微生物利用分解反應(yīng)所產(chǎn)生的能量，將一些反應(yīng)中產(chǎn)物合成自身的細(xì)胞物質(zhì)，所以也稱為合成代謝或同化作用。

內(nèi)源反應(yīng)

內(nèi)源反應(yīng)：指的是好氧生物將合成的新的細(xì)胞物質(zhì)通過內(nèi)源呼吸作用，氧化分解為二氧化碳、水和氨氮等。

分解與合成的關(guān)系

我們都知道，分解與合成是相互依賴，不可分割的：

分解過程會(huì)為合成作用提供能量和前體物質(zhì)，而合成作用則可以為分解過程提供物質(zhì)基礎(chǔ)，例如催化反應(yīng)過程中所需要的酶等。

分解過程會(huì)產(chǎn)生能量，而合成過程則會(huì)消耗能量：

分解將一部分有機(jī)物完全氧化為無機(jī)終產(chǎn)物，而合成則將另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化合成為新的細(xì)胞物質(zhì)。因此兩者對于廢水中有機(jī)物的去除，都有重要的貢獻(xiàn)。

其中合成量的大小，對于后續(xù)污泥的處理也有直接影響，畢竟污泥處理費(fèi)用在污水廠的運(yùn)行費(fèi)用中也占很大的一部分。

有機(jī)物生物降解的過程

不同形式的有機(jī)物，生物對其進(jìn)行降解的歷程也是不同的：

結(jié)構(gòu)簡單、分子量小、可溶性好的物質(zhì)，可以直接進(jìn)入細(xì)胞壁；而結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分子量較大的膠體狀或顆粒狀物質(zhì)，則需要先被微生物吸附，然后在胞外酶的作用下被水解、液化，最后才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。

主要影響因素

影響好氧生物處理過程的因素主要有溶解氧、水溫、營養(yǎng)物質(zhì)、pH、有毒或抑制性物質(zhì)等。

溶解氧

既然是好氧生物處理，氧氣的重要性就不言而喻了，生物反應(yīng)區(qū)內(nèi)一般需要將溶解氧控制在1~2mg/L。

水溫

隨著溫度在一定范圍內(nèi)的升高，生化反應(yīng)和微生物的增殖速率就會(huì)加快，一般來說，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率就會(huì)增加1倍。

微生物細(xì)胞內(nèi)的一些物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等對溫度很敏感，溫度突升或突降超過一定限度，會(huì)對其產(chǎn)生不可逆的損傷，畢竟微生物凍死了或者熟了也就不用反應(yīng)了。

好氧生物最適宜的溫度基本在15~30℃之間，超過40℃或者低于10℃都會(huì)對其產(chǎn)生不利的影響。

營養(yǎng)物質(zhì)

由細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)分子式可知，細(xì)菌的細(xì)胞組成中，C、H、O、N四種元素約占自身的90~97%，其余的3~10%則是一些無機(jī)營養(yǎng)元素，如磷、硫以及一些金屬元素等。

因此在廢水處理的過程中，就需要有針對性的補(bǔ)充一些營養(yǎng)元素。生活污水對于微生物而言，營養(yǎng)是比較均衡的，基本不需要添加了，但是某些特殊的工業(yè)廢水，會(huì)缺失部分營養(yǎng)元素，就需要對營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行投加，一般來說，氮和磷的投加比例如下：

除此之外，有時(shí)還需要適當(dāng)補(bǔ)充其它無機(jī)營養(yǎng)元素（如鉀、鎂、鈣、硫、鈉等），以及一些微量金屬元素（如鐵、鈷、鎳、鉬等）。

pH值

一般來說，好氧生物處理的pH值要求在6.5~8.5之間。如果pH＜4.5，可能使活性污泥中真菌占優(yōu)勢，導(dǎo)致污泥膨脹。

當(dāng)然了，微生物的活動(dòng)有時(shí)也會(huì)影響混合液的pH值，例如氨氮的硝化過程就會(huì)導(dǎo)致pH下降，厭氧中的產(chǎn)甲烷過程會(huì)導(dǎo)致pH上升等，這些后面會(huì)慢慢介紹的。

有毒或抑制性物質(zhì)

這里的有毒物質(zhì)主要有重金屬、氰化物、硫化氫或硫化物、鹵族元素及其化合物、有毒有害的大分子有機(jī)物（酚、醇、醛）等。

有機(jī)負(fù)荷率

單位質(zhì)量的微生物在單位時(shí)間內(nèi)所承擔(dān)的有機(jī)物的量就稱為有機(jī)負(fù)荷率，單位一般為kgBOD5/(kgVSS·d)或kgCODCr/(kgVSS·d)。簡單來講就是微生物的飯量，當(dāng)有機(jī)物負(fù)荷率超過微生物所能承受的范圍時(shí)，就會(huì)影響其生長和活性，也就不利于有機(jī)污染物的降解。

結(jié) 語

以上就是關(guān)于好氧生物處理基本原理的相關(guān)內(nèi)容了，文字性的東西較多，了解一下就可以了。

來源：百家號(hào) 文：小白科普水處理