1、大綱要求 第九章 水環境污染控制與治理的生態工程及微生物學原理（4 學時） 知識點：污、廢水生物處理中的人工生態系統中活性污泥、生物膜、氧化 塘、沼氣發酵過程中微生物生態及主要菌群的處理作用原理。 重 點：水污染控制與治理中微生物生態問題，活性污泥絲狀膨脹產生的 原因和控制方法，沼氣發酵理論。 難 點：好氧、厭氧生物處理工程凈化廢水的作用機理。 第一節 污廢水生物處理中 的生態系統 一、好氧活性污泥法 （一）好氧活性污泥中的微生物群落 1 好氧活性污泥的組成和性質好氧活性污泥是由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物與污（廢）水中的有機和無機固體物混凝交織在一起，形成的絮狀體或稱絨粒。 （1）好

2、氧活性污泥的組成：由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物與其上吸附的有機和無機固體雜質組成。 （2）好氧活性污泥的性質：具有沉降性能；有生物活性；有吸附、氧化有機物的能力；它的胞外酶在水溶液中，將廢水中的大分子物質水解為小分子，進而吸收到體內而被氧化分解；有自我繁殖能力。 2 好氧活性污泥的存在狀態 在完全混合式的曝氣池內，總以懸浮狀態存在，均勻分布在曝氣池內并處于激烈運動之中從曝氣池的任何一點取出的活性污泥，其微生物群落基本相同。3 好氧活性污泥中的微生物群落 好氧活性污泥的結構和功能的中心是能起絮凝作用的細菌形成的細菌團塊，稱菌膠團。在其上生長著其他微生物，如 酵母菌、霉菌、放線菌、藻類、

3、原生動物和某些微型后生動物。在曝氣池內不同的營養、供氧、溫度及PH等條件下，形成由最適宜增殖的絮凝細菌為中心，與多種多樣的其他微生物集居所組成的一個生態系統。活性污泥的主體細菌它們多數是革蘭氏陰性菌，如動膠菌屬和從毛單胞菌屬，還有其他的革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌。好氧活性污泥的細菌能迅速穩定污水中的有機污染物，有良好的自我凝聚力和沉降性能。活性污泥的微生物種群相對穩定，但當營養條件如污水種類、化學組成、濃度、溫度、供氧、PH等環境條件改變，會導致主要細菌種群改變。4 好氧活性污泥中微生物的濃度和數量 常用1L活性污泥混合液中含有多少毫克恒重的干固體即MLSS表示。 在一般的城市污水處理中，ML

4、SS保持在20003000mg/L。工業廢水生物處理中，MLSS保持在3000mg/L左右。（二）好氧活性污泥凈化廢水的作用機理 好氧活性污泥絨粒吸附和生物降解有機物的過程分三步：1 在有氧條件下，活性污泥絨粒中的絮凝性微生 物吸附廢水中的有機物；2 活性污泥絨粒中的水解性細菌水解大分子有機物為小分子有機物，同時，微生物合成自身細胞；3 其他的微生物吸收或吞食未分解徹底的有機物。（三）好氧活性污泥的幾種處理工藝流程 常見的有推流式活性污泥法、完全混合式活性污泥法、接觸氧化穩定法、分段布水推流式活性污泥法、氧化溝式活性污泥法。 工藝流程見下圖：好氧活性污泥法的幾種工藝流程（四）氧化塘的微生物群落

5、及其處理廢水機制 1 氧化塘的微生物群落 氧化塘是人工的、接近自然生態系統，在氧化塘（或氧化溝）內，藻類和細菌共存于同一環境中，保持互生關系。其中還有霉菌、放線菌、原生動物、輪蟲、浮游甲殼動物、寡毛類、軟體動物、及水生植物等組成的一個生態系。 2 氧化塘處理廢水的機理 氧化塘一般用于三級深度處理用以處理生活污水和富含氮、磷的工業廢水。處理機理如下： 有機廢水流入氧化塘，其中的細菌吸收水中溶解氧，將有機 物氧化分解為水、二氧化碳、氨氣、硝酸根、磷酸根、硫酸根。細菌利用自身分解含氮有機物產生的氨氣和環境中的營養物合成細胞物質。藻類利用水和二氧化碳進行光合作用合成碳水化合物，在吸收氨氣和硫酸根合成蛋

6、白質，吸收磷酸根合成核酸，并繁殖新的藻體。（五）菌膠團的作用有很強的生物吸附能力和氧化分解有機物的能力。菌膠團對有機物的吸附和分解，為原生動物和微型后生動物提供了良好的生存環境。為原生動物、微后生動物提供附著場所。具有指示作用：通過菌膠團的顏色、透明度、數量、顆粒大小及結構的松緊程度可衡量好氧活性污泥的性能。 （六）原生動物及微型后生動物的作用 1 指示作用 原生動物及微型后生動物出現的先后次序是：細菌植物性鞭毛蟲肉足類動物性鞭毛蟲游泳型纖毛蟲、吸管蟲固著型纖毛蟲輪蟲。原生動物及微型后生動物的指示作用表現為以下三方面：可根據上述原生動物和微型后生動物的演替，根據它們的活動規律判斷水質和污水處理程度。還可判斷活性污泥培養成熟程度。根據原生動物種類判斷活性污泥和處理水質的好與壞根據原生動物遇惡劣環境改變個體形態及其變化過程判斷進水水質變化和運行中出現的問題。 2 凈化作用腐生性營養的鞭毛蟲通過深透作用吸收吸收污(廢)水中溶解性有機物，大多數原生