1、第一節，總論一、微生物的新陳代謝微生物的新陳代謝1、分解代謝（1）好氧分解代謝 好氧微生物和兼性微生物參與，溶解氧濃度24mg/L條件下將有機物分解為CO2和H2O并釋放出能量的代謝過程。（2）厭氧分解代謝 是厭氧微生物和兼性微生物在無溶解氧的條件下，將復雜的有機物分解成簡單的有機物和無機物，最終變為甲醛和CO2。2、合成代謝 微生物從外界獲得能量，將低能化合物合成生物體的過程叫合成代謝，所需的能量和物質可由分解代謝提供。二、微生物生長的營養及影響因素微生物生長的營養及影響因素微生物的分類微生物的分類自養型 ：以CO2、HCO3 為唯一碳源，以此作為構造全部含碳生物分子的微生物，通常稱為自養菌

2、異養型 ：需要攝取復雜的有機物中的碳，這種微生物稱為異養菌1、微生物的營養（1）好氧生物處理 BOD5:N:P=100：5：1；碳源以BOD表示。氮以NH3-N計，磷以PO4中的P計。（2） 厭氧生物處理 C/N比值為（120）: 1 . 營養物配比如果失調，需投加營養源。對于含碳量低的工業廢水，可投加生活污水或甲醇；含氮量低可投加尿素、硫酸銨等補充氮源；含磷量低可投加磷酸鈉作為磷源 2、微生物生長的影響因素（1）反應溫度：在好氧生物處理中，一般水溫為2035 ；在厭氧生物處理中，一般水溫為2540 。（2）PH值：在好氧生物處理中，PH值在6.58.5之間；在厭氧生物處理中，PH值在6.77

3、.4之間。 （3）溶解氧：在好氧生物處理反應器中，溶解氧濃度為24mg/L；厭氧生物處理反應器要嚴格密封，隔離空氣。（4）有毒物質：廢水生物處理的有毒物質包括重金屬、有機物酚、甲醛、甲醇、苯、氯苯、硫化物、氰化物、氯化鈉、硫酸根等。廢水生物處理中，這些有毒物質都有一個允許濃度的限值三、廢水的可生化性三、廢水的可生化性BOD5/COD 0.45 0.30.45 0.20.3 0.2可生化性 好 較好 較難 不宜第二節，活性污泥法一、活性污泥法的基本原理一、活性污泥法的基本原理活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機廢水的方法。主要有下列三個過程：1、吸附 廢水中的污染物被比表面積很大且表面上

4、含有多糖類黏性物質的微生物吸附和粘連。初期吸附十分迅速，在1040min內，BOD可降低80%90%。2、微生物的代謝 微生物自身代謝消耗污染物并產生CO2、H2O的過程3、凝聚與沉淀 絮凝體是活性污泥的基本結構，它具有凝聚性能，可形成大塊菌膠團，用重力沉淀或氣浮法進行固液分離去除。二、活性污泥法的基本流程二、活性污泥法的基本流程三、活性污泥指標三、活性污泥指標1、污泥沉降比污泥沉降比（SV）是指將混勻的曝氣池活性污泥混合液迅速倒進1000ml量筒中至滿刻度，靜置沉淀30分鐘后，則沉淀污泥與所取混合液之體積比為污泥沉降比（%），又稱污泥沉降體積（SV30）以mL/L表示。SV正常范圍為15%3

5、0%2、污泥體積指數SVI指曝氣池混合液經30min靜止沉降后1g干污泥所占的體積,單位為ml/g。反映了污泥的松散程度和凝聚性能。 SVI=(S) 3、污泥濃度1升曝氣池污泥混合液所含懸浮固體的重量，用重量法測定，以g/L 或mg / L 表示。該指標也稱為懸浮物濃度（MLSS），一般保持在34 g/L之間4、混合液揮發性懸浮固體濃度混合液中可揮發性的懸浮固體濃度,它代表活性微生物的量，用MLVSS表示。,混合液中總的懸浮固體濃度,由兩部分組成,MLVSS 和不可揮發部分.先做MLSS，然后在用坩堝在馬福爐里605度燒兩個小時，用MLSS減去殘渣.MLVSS/MLSS比值一般在0.75左右。

6、四、活性污泥法的分類四、活性污泥法的分類1、按水的進入方式和混合方式分推流式推流式 推流式曝氣的特點是：廢水濃度自池首至池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池內存在這種濃度梯度，廢水降解反應的推動力較大，效率較高；推流式曝氣池可采用多種運行方式；對廢水的處理方式較靈活。但推流式曝氣也有一定的缺點，由于沿池長均勻供氧，會出現池首曝氣不足，池尾供氣過量的現象，增加動力費用。完全混合式完全混合式 完全混合式曝氣池的特點是：承受沖擊負荷的能力強，池內混合液能對廢水起稀釋作用，對高峰負荷起削弱作用；由于全池需氧要求相同，能節省動力；曝氣池和沉淀池可合建，不需要單獨設置污泥回流系統，便于運行管理。 完全混合式曝氣

7、池的缺點是，連續進水、出水可能造成短路；易引起污泥膨脹。 本工藝適于處理工業廢水，特別是高濃度的有機廢水。2、按供氧方式分鼓風曝氣 機械曝氣混合曝氣五、活性污泥法的參數五、活性污泥法的參數1、污泥負荷BOD5指 曝氣池內每公斤活性污泥單位時間負擔的五日生化需氧量公斤數。其計量單位通常以kg/(kgd)表示。在污泥增長的不同階段，污泥負荷各不相同，凈化效果也不一樣，因此污泥負荷是活性污泥法設計和運行的主要參數之一。一般來說，污泥負荷在0.30.5kg/(kg.d)范圍內時，BOD5去除率可達90%以上，SVI為80-150，污泥的吸附性能和沉淀性能都較好。2、污泥齡是指在反應系統內，微生物從其生

8、成到排出系統的平均停留時間，也就是反應系統內的微生物全部更新一次所需的時間。污泥齡是活性污泥法處理系統設計和運行的重要參數，可通過控制污泥齡選擇活性污泥系統中微生物的種類。3、曝氣量理論上每去除1kgBOD需消耗1kgO2，即相當于標準狀況下的空氣3.5m,因為鼓風曝氣的利用率為5%10%，故去除1kgBOD需供給空氣量為3570m。實際上實際運行中供氣量需要放大1.52倍。六、曝氣池的曝氣方式六、曝氣池的曝氣方式1、漸減曝氣法為適應曝氣池進水口至出水口之間混合液中有機負荷不同的需要，對曝氣池的不同部分供給不同空氣量，入口處供給空氣量較多，出口附近則較少，使得空氣量與混合液的需氧量大致成正比。

9、此法可節省供氧量。2、階段曝氣法 分段曝氣活性污泥運行模式又稱階段進水活性污泥法或多段進水活性污泥法，其特點是廢水沿池長多點進水，有機負荷分布均勻，使供氧量均化，克服了推流式供氧的弊病。沿池長F/M分布均勻，充分發揮其降解有機物的能力。該法可提高空氣利用率，提高池子工作能力，適用各種范圍水質。該工藝的不足是，進水若得不到充分混合，會引起處理效果的下降。3、吸附再生法 吸附-再生活性污泥法又稱生物吸附法或接觸穩定法。這種運行方式的主要特點是將活性污泥對有機污染物降解的兩個過程一吸附、代謝，分別在各自的反應器內進行。 廢水在再生池得到充分再生，具有很強活性的活性污泥同步進入吸附池，兩者在吸附池中充

10、分接觸，廢水中大部分有機物被活性污泥所吸附，廢水得到凈化。由二次沉淀池分離出來的污泥進入再生池，活性污泥在這里將所吸附的有機物進行代謝活動，使有機物降解，微生物增殖，微生物進人內源代謝期，污泥的活性、吸附功能得到充分恢復，然后再與廢水一同進入吸附池。4、延時曝氣法 該工藝又稱完全氧化活性污泥法。工藝的主要特點是：有機負荷低，污泥持續處于內源代謝狀態，剩余污泥少，且污泥穩定、不需再進行消化處理，這種工藝可稱為廢水、污泥綜合處理工藝。該工藝還具有處理水質穩定性較高，對廢水沖擊負荷有較強的適應性和不需設初次沉淀池的優點。主要缺點是池容大，曝氣時間長，建設費和運行費用都較髙，而且占用較大的土地等。 本

11、工藝適用于對處理水質要求高，又不宜采用單獨污泥處理的小型城鎮污水和工業廢水。工藝采用的曝氣池均為完全混合式或推流式。氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式5、間歇活性污泥法SBR是間歇式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。尤其適用于間歇排放和流量變化較大的場合。SBR反應器操作過程第三節，生物膜法一、基本原理一、基本原理生物膜法是利用附著生長于某些固體物表面的微生物（即生物膜）進行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、

12、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統，其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氧層、好氧層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進入厭氣層進行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化污水的目的。生物膜厚約23mm.主要形式按生物膜與廢水的接觸方式分為：填充式和浸漬式兩種填充式包括生物濾池和生物轉盤浸漬式包括接觸氧化法和生物流化床二、生物濾池二、生物濾池生物濾池用鋼筋混凝土建成，由布水系統、濾料和排水系統組成。近年來濾料多采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等加工成波紋板蜂窩管、環裝

13、及空圓柱狀等形狀，改善了生物膜的生長及通風情況。濾池無污泥回流系統。三、生物轉盤三、生物轉盤生物轉盤由盤片、接觸反應槽、轉軸及驅動裝置組成.盤片采用插片式連接,以中心管為轉軸,轉軸的兩端安設在半圓形接觸反應槽的支座上.按照有無氧參與,生物轉盤分為好氧生物轉盤和厭氧生物轉盤.好氧生物轉盤的轉盤面積約40%浸沒在槽內的污水中,轉軸高出水面10-25cm；厭氧生物轉盤的盤片大部分或全部浸沒于水中,接觸反應槽密封,以利于厭氧反應的進行和收集沼氣. 優點優點適用范圍廣，適用范圍廣，處理效果好，出水清澈，處理效果好，出水清澈，BOD去除率達去除率達90%以上以上剩余污泥量少剩余污泥量少耐沖擊負荷耐沖擊負荷

14、構造簡單，運轉費用低構造簡單，運轉費用低無堵塞現象，可調整轉速無堵塞現象，可調整轉速不需曝氣，易維護管理不需曝氣，易維護管理缺點缺點易受低溫影響易受低溫影響盤片材料貴盤片材料貴適用于小水量和低濃度污水適用于小水量和低濃度污水宜建于室內宜建于室內第四節，厭氧法處理有機廢水一、厭氧處理的階段一、厭氧處理的階段1、水解階段 在發酵菌所分泌的胞外酶的參與下，有機顆粒物轉變為低分子溶解性化合物，蛋白質降解為氨基酸，碳水化合物轉化為溶解性糖，脂類被轉化為長鏈脂肪和甘油2、酸化階段在水解階段產生的溶解性化合物被發酵細菌所吸收，經過酸化被分解成簡單有機物，如揮發性脂肪酸為主的末端產物，酸性發酵由很廣的細菌種進

15、行，大部分是專性厭氧菌。3、乙酸化階段在產氫產乙酸菌的作用下，上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。水中70%的COD被轉化成乙酸。 4、甲烷階段 由乙酸型甲烷菌和氫細菌完成，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程最為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。主要反應有 CH3COOHCH4+CO2 4H2+CO2 CH4+2H2O 厭氧處理的優點和缺點厭氧處理的優點和缺點優點：優點：COD 1000mg/L時，厭氧比好癢處理便宜 高負荷厭氧反應器體積小 能耗低 對營養物需求低缺點：缺點：厭氧處理低濃度污水反應速度慢，

16、生物增長量低，COD為600mg/L以下 有困難 二、水解（酸化）二、水解（酸化）-好氧生物處理工藝好氧生物處理工藝水解酸化工藝與普通曝氣工藝相比，盡管處理效果較差，但由于無需曝氣而大大降低了生產運行成本。因此，探討水解酸化動力學特性和工藝過程，尋求一種節能高效的污水處理工藝，具有重要的理論和現實意義。北京市環保科學研究院主張在厭氧反應中放棄甲烷化階段，將反應控制在水解酸化階段，使厭氧停留時間縮短到23h；開發了水解（酸化）-好氧生物處理工藝，使得在COD濃度低于500mg/L的條件下，比傳統活性污泥法節約建設和運行成本。水解反應器COD去除率為40%50%，BOD去除率為40%左右，SS去除率為70%80%。1、水解反應器的優點 產物為小分子有機物，改變了原污水的可生化性 對固體有機物的講解可減少污泥量 不需要密閉池，不需要攪拌 出水無厭氧發酵的臭味 水解反應池迅速，停留時間短2、水解（酸化）-好氧生物處理工藝分類 水解酸化活性污泥工藝，用于處理城市廢水 水解酸化接觸氧化工藝，用于處理印染廢水，焦化