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污水的生物处理污水的生物处理v我国的水资源形势：

我国的水资源形势：

u城市和农业缺水十分严重城市和农业缺水十分严重;u全国全国80的水域，的水域，45的地下水，的地下水，90以上的城市水域受到不同程度的以上的城市水域受到不同程度的污染。

污染。

11概概述述一、污水处理的过程一、污水处理的过程分为五个阶段：

分为五个阶段：

预处理预处理（preliminarytreatment）一级处理一级处理（primarytreatment）二级处理二级处理（secondarytreatment）三级处理三级处理（tertiary）污泥处理污泥处理（sludgetreatment）预处理预处理（preliminarytreatment）去除粗砂粒和大的固体物，漂去除粗砂粒和大的固体物，漂浮物和油污也在此阶段去除。

浮物和油污也在此阶段去除。

一级处理一级处理（primarytreatment）又称又称沉淀处理沉淀处理（sedimentation）悬浮固体以污泥的形式去除悬浮固体以污泥的形式去除;去除去除7080的悬浮固体、的悬浮固体、2540的的BOD5，减轻后续处理工艺减轻后续处理工艺的负荷和提高处理效果。

的负荷和提高处理效果。

二级处理二级处理（secondarytreatment）又又称生物处理称生物处理（biologicaltreatment）主要利用构筑物内或特定外境中的微主要利用构筑物内或特定外境中的微生物去除水中溶解的或胶体状态的有生物去除水中溶解的或胶体状态的有机物机物;去除去除8095的的BOD5，使城市污使城市污水水BOD5下降到下降到30mg/L以下。

以下。

三级处理三级处理（tertiary）又称高级又称高级处理处理（advancedtreatment）通过活性炭吸附、臭氧消毒和生通过活性炭吸附、臭氧消毒和生物脱除等物理、化学和生物学方物脱除等物理、化学和生物学方法去除氮磷营养盐、难降解物质、法去除氮磷营养盐、难降解物质、病原体等污染物。

病原体等污染物。

污泥处理污泥处理（sludgetreatment）将处理过程中产生的污泥经将处理过程中产生的污泥经过脱水、稳定和处置。

过脱水、稳定和处置。

二、生物处理的优点和基本类型二、生物处理的优点和基本类型1、生物处理的优点效率高效率高普通活性污泥水处理厂，每天普通活性污泥水处理厂，每天1m3曝气池曝气池能转换能转换12kg干有机物，干有机物，100倍于森林。

倍于森林。

效果好效果好BOD去除率达去除率达90%95%，COD去除率去除率为为60%70%。

生生物物处处理理的的优优点点含酚废水：

含酚废水：

萃取法：

萃取法：

100mg/L生物法：

生物法：

1mg/L适用范围广（与微生物特点相关）适用范围广（与微生物特点相关）成本低、运行费用少；成本低、运行费用少；可处理的水量大，方法成熟可处理的水量大，方法成熟生物处理是废水二级处理的首选方法生生物物处处理理的的优优点点2、生物处理的基本类型基本类型u生物处理的方法很多生物处理的方法很多好氧处理好氧处理厌氧处理厌氧处理活性污泥法活性污泥法生物膜法生物膜法微生物在构筑物中的状态微生物在构筑物中的状态微生物与氧的关系微生物与氧的关系三、生物处理的作用机理1、吸附作用、吸附作用（absorption）吸附作用在污水处理厂密集的微生物生吸附作用在污水处理厂密集的微生物生态系统中可能起着主要作用。

态系统中可能起着主要作用。

通过微生物的吸附特性得以去除废水中通过微生物的吸附特性得以去除废水中的一些不可降解的污染物，如合成有机的一些不可降解的污染物，如合成有机物、金属盐类以及一些放射性物质。

物、金属盐类以及一些放射性物质。

2生物氧化和细胞合成作用生物氧化和细胞合成作用生物氧化和细胞合成作用是通过微生物生物氧化和细胞合成作用是通过微生物酶的作用进行的。

酶的作用进行的。

CHON十十O2C5H7O2N（有机物有机物）（新细胞新细胞）C5H7O2N十十5O25CO2十十NH3十十2H2O十十能能量量（细细胞胞）（维维持持能能）一、活性污泥法一、活性污泥法的特点的特点

（一）

（一）活性污泥的活性污泥的概念：

概念：

以以好氧性细菌好氧性细菌为主体的微生物和水为主体的微生物和水中的中的悬浮物质、胶体物质悬浮物质、胶体物质混杂在一起混杂在一起形成的形成的肉眼可见的絮状颗粒肉眼可见的絮状颗粒。

2活性污泥法活性污泥法l颗粒大小约颗粒大小约0.050.5mm，表面积为表面积为20100cm2/mL，比重约比重约1.0021.006，静置时能立即凝聚成较大的绒粒而沉静置时能立即凝聚成较大的绒粒而沉降。

降。

l絮状体一般呈黄褐色，因水质不同也絮状体一般呈黄褐色，因水质不同也有呈深灰、灰褐，灰白等色。

有呈深灰、灰褐，灰白等色。

通过以活性污泥或生物膜形式存在的通过以活性污泥或生物膜形式存在的微生物旺盛的代谢活动，氧化分解有微生物旺盛的代谢活动，氧化分解有机污染物，使污水净化。

机污染物，使污水净化。

（二）

（二）活性污泥法的作用特点的作用特点微生物的代谢，无论合成或分解，都微生物的代谢，无论合成或分解，都是一系列极为复杂的生物化学变化，是一系列极为复杂的生物化学变化，有分解、合成、氧化、还原、转移、有分解、合成、氧化、还原、转移、异构等各种反应，绝大多数是在特定异构等各种反应，绝大多数是在特定的酶促作用中进行的。

的酶促作用中进行的。

活性污泥中的微生物不断地氧化分活性污泥中的微生物不断地氧化分解污泥所吸附的有机质，合成新的解污泥所吸附的有机质，合成新的微生物细胞。

微生物细胞。

活性污泥具有良好的沉降性能，使活性污泥具有良好的沉降性能，使处理水与污泥分开，达到净化的目处理水与污泥分开，达到净化的目的。

的。

初级曝气池初级曝气池SECONDARYCLARIFIER具有很强的吸附能力：

具有很强的吸附能力：

活性污泥的比表面积小、菌胶团表活性污泥的比表面积小、菌胶团表面有丰富的粘液物质。

面有丰富的粘液物质。

据研究，据研究，1030min内，生活污水中内，生活污水中BOD的的85%90%可因活性污泥的作用可因活性污泥的作用而除去。

而除去。

（三）活性污泥的特征（三）活性污泥的特征活活性性污污泥泥的的特特征征很强的分解、很强的分解、氧化有机物的能力和氧化有机物的能力和pH缓冲力缓冲力活性污泥是多种微生物和有机物颗粒的活性污泥是多种微生物和有机物颗粒的聚集体，分解、聚集体，分解、氧化有机物的能力和氧化有机物的能力和pH缓冲力巨大。

缓冲力巨大。

活活性性污污泥泥的的特特征征良好的沉降性能良好的沉降性能在污水处理过程中，活性污泥能将一在污水处理过程中，活性污泥能将一些金属离子吸附，使与有机物形成络些金属离子吸附，使与有机物形成络合物而得以沉降除去。

合物而得以沉降除去。

活活性性污污泥泥的的特特征征（四）活性污泥法处理的类型（四）活性污泥法处理的类型1）推流式曝气处理：

采用长方形曝气池。

）推流式曝气处理：

采用长方形曝气池。

处理时，废水与活性污泥同时进入曝气处理时，废水与活性污泥同时进入曝气池，向前方推进，直到池末端。

池，向前方推进，直到池末端。

2）完全混合曝气：

与推流式曝气处理不同）完全混合曝气：

与推流式曝气处理不同之处在于回流污泥直接进入曝气池而不之处在于回流污泥直接进入曝气池而不是同废水混合后进入曝气池。

是同废水混合后进入曝气池。

活活性性污污泥泥法法的的类类型型3）接触氧化稳定法。

）接触氧化稳定法。

4）分段布水推流式活性污泥法。

）分段布水推流式活性污泥法。

5）氧化沟式活性污泥法。

）氧化沟式活性污泥法。

活活性性污污泥泥法法的的类类型型（五）活性污泥中的生物组分（五）活性污泥中的生物组分1、细、细菌菌起主导作用，活性污泥中有多种细菌；起主导作用，活性污泥中有多种细菌；主要的优势种有：

产碱杆菌属、芽孢杆菌主要的优势种有：

产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、微球菌属、假单胞菌属和属、黄杆菌属、微球菌属、假单胞菌属和动胶菌属以及球衣菌属等。

动胶菌属以及球衣菌属等。

动胶菌属动胶菌属球衣菌属球衣菌属活性污泥中，细菌大多数以菌胶团活性污泥中，细菌大多数以菌胶团的形式存在，呈游离状态的较少；的形式存在，呈游离状态的较少；生枝动胶菌生枝动胶菌是最早发现的菌胶团形是最早发现的菌胶团形成菌成菌;现已知道现已知道埃希氏菌属、假单胞菌属、埃希氏菌属、假单胞菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属产碱杆菌属、芽孢杆菌属的一些菌的一些菌株均可以产生菌胶团。

株均可以产生菌胶团。

在活性污泥中的一些丝状细菌，如球衣在活性污泥中的一些丝状细菌，如球衣菌属、贝日阿托氏菌属和硫发菌属等，菌属、贝日阿托氏菌属和硫发菌属等，附着在菌胶团上或与之交织在一起，成附着在菌胶团上或与之交织在一起，成为活性污泥的骨架。

为活性污泥的骨架。

贝日阿托氏菌属贝日阿托氏菌属2、原生动物、原生动物纤毛虫类纤毛虫类：

游泳型和固着型：

游泳型和固着型鞭毛虫类鞭毛虫类肉足虫类肉足虫类原生动物原生动物3、真菌类青霉属青霉属（Penicillium）头孢霉属头孢霉属（Cephalosporium）枝孢属枝孢属（Cladosporium）镰孢霉镰孢霉（Fusarium）地霉属地霉属（Geotrichum）假丝酵母屑假丝酵母屑（Candida）红酵母属红酵母属（Rhodotorula）44、后生动物、后生动物轮虫类轮虫类（rotifers）线虫类线虫类（nematodes）线虫线虫（五）活性污泥系统中微生物的（五）活性污泥系统中微生物的演替和指示生物演替和指示生物1、异养细菌和原生动物的演替、异养细菌和原生动物的演替异养细菌和两种不同类群原生动物两次异养细菌和两种不同类群原生动物两次盛衰；盛衰；初期异养细菌大量繁殖，接着原生动物初期异养细菌大量繁殖，接着原生动物大量繁殖，由于细菌数量下降原生动物大量繁殖，由于细菌数量下降原生动物衰落，又使异养菌大量繁殖，又造成次衰落，又使异养菌大量繁殖，又造成次生原生动物成为优势群，最后原生动物生原生动物成为优势群，最后原生动物死亡。

死亡。

2、活性污泥系统中原生动物的演替、活性污泥系统中原生动物的演替植鞭毛虫植鞭毛虫肉足虫肉足虫动鞭毛虫动鞭毛虫小型游泳型纤毛虫小型游泳型纤毛虫大型游泳型纤大型游泳型纤毛虫毛虫固着型纤毛虫固着型纤毛虫匍匐型纤匍匐型纤毛虫毛虫轮虫。

轮虫。

3、指示生物、指示生物（六）活性污泥法的影响因素1.水中溶解氧水中溶解氧（DO）溶解氧太低会影响到活性污泥微生物的正常溶解氧太低会影响到活性污泥微生物的正常代谢活动，净化功能下降，易于滋生丝状菌代谢活动，净化功能下降，易于滋生丝状菌产生污泥膨胀。

产生污泥膨胀。

混合液溶解氧浓度过高，氧转移效率降低，混合液溶解氧浓度过高，氧转移效率降低，浪费动力费用，还会引起絮凝体分散。

浪费动力费用，还会引起絮凝体分散。

DO应保持在应保持在2.04.0mgL左左右。

右。

活性污泥法消耗的活性污泥法消耗的O2是通过鼓是通过鼓风曝气系统或机械曝气系统供风曝气系统或机械曝气系统供给。

给。

2.温度和pH一般认为活性污泥处理中的适宜温度为一般认为活性污泥处理中的适宜温度为1530，30都会影响处理都会影响处理效果。

效果。

活性污泥微生物的最适活性污泥微生物的最适pH值介于值介于6.08.0之间。

之间。

pH9.0，微生物的代谢速率也会受到微生物的代谢速率也会受到影响。

影响。

营养盐浓度和平衡活性污泥的生物合成，取决于能源活性污泥的生物合成，取决于能源物质的性质、浓度、氮和磷等的平物质的性质、浓度、氮和磷等的平衡，少量的钾、钠、硫、钙、镁、衡，少量的钾、钠、硫、钙、镁、铁以及痕量的铜、锌、钻、铝等都铁以及痕量的铜、锌、钻、铝等都是必要的。

是必要的。

一般认为一般认为BOD：

N：

P的比例为的比例为100：

5：

1是适宜的是适宜的食料微生物比（污泥负荷）F/M比比F/M比既影响微生物的生长和代谢活动，比既影响微生物的生长和代谢活动，又影响活性污泥系统的效率。

又影响活性污泥系统的效率。

通常以污泥负荷通常以污泥负荷BOD/MLSS之比来表示之比来表示污泥负荷和容积负荷污泥