第五章

廢水的厭氧生物處理厭氧生物處理法(AnaerobicProcess)：是在厭氧條件下，利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌來降解有機(jī)物的，大分子的有機(jī)物首先被水解成低分子化合物，然后被轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等。對(duì)于高濃度有機(jī)廢水（BOD>1500mg/L）及污泥，不宜直接采用好氧生物法處理，而用厭氧消化法預(yù)處理。在厭氧條件下，由兼性菌和厭氧菌分解有機(jī)物，產(chǎn)物主要是甲烷和CO2。副產(chǎn)物有硫化氫、臭氣大，有硫化鐵、呈黑色。廢水停留時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備容積要求大。主要構(gòu)筑物是厭氧消化池。應(yīng)用：主要用于居住房屋和公用建筑的生活污水的處理與好氧生物處理的根本區(qū)別在于不以分子態(tài)氧為受氫體，而以化合態(tài)鹽、碳、硫、氮為受氫體機(jī)理：水解階段——酸化階段——甲烷化階段第三階段（產(chǎn)甲烷階段）甲烷有機(jī)物（碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪）第一階段（水解階段）脂肪酸、醇類、無機(jī)物水解性微生物產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)甲烷細(xì)菌有機(jī)物厭氧消化的一般過程第二階段（產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸階段）乙酸、H2+CO2厭氧菌—以葡萄糖的降解為例酸化菌作用C6H12O6CH3CH2COOH+CH3COOH+CO2+H2產(chǎn)乙酸菌CH3CH2COO-+3H2OCH3COO-

+HCO3-+H++3H2產(chǎn)甲烷菌CH3COOH+H2OCH4+HCO3-+H+4H2+HCO3-+H+CH4+3H2O不同種群間的合作酸化菌：產(chǎn)生各種胞外酶可用于水解固體顆粒和大分子物質(zhì)：碳水化合物：?jiǎn)翁呛投堑鞍踪|(zhì)：氨基酸脂肪：脂肪酸產(chǎn)乙酸菌：將低級(jí)脂肪酸轉(zhuǎn)化為乙酸、CO2和H2產(chǎn)甲烷菌：乙酸和H2被產(chǎn)甲烷菌利用生成甲烷和CO2。途徑一：在二氧化碳存在時(shí)利用氫氣生成甲烷

H2+CO2→CH4+H2O途徑二：利用乙酸生成甲烷

CH3COOH→CH4+CO2硫酸鹽和硝酸鹽的還原2CH3CH2COO-+SO42-CH3COO-+2HCO3-+2H++S2-CH3COO-+SO42-2HCO3-+H++S2-化能異養(yǎng)型微生物的作用4H2+SO42-4H2O+S2-化能自養(yǎng)型細(xì)菌的作用H2S具有腐蝕性和嚴(yán)重的氣味，因而H2S的生成對(duì)于厭氧產(chǎn)甲烷而言是一個(gè)嚴(yán)重的問題。消耗乙酸和氫氣—底物的競(jìng)爭(zhēng)厭氧反應(yīng)器內(nèi)的微生物不產(chǎn)甲烷的微生物：有細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物等，但以參與產(chǎn)甲烷階段前的有機(jī)物分解過程、并產(chǎn)生小分子有機(jī)酸的厭氧微生物為主。（含厭氧菌、兼性厭氧菌和好氧菌）甲烷菌：分八疊球狀、桿狀、球狀和螺旋狀。要求嚴(yán)格厭氧環(huán)境，PH：6.2-7.2，世代長(zhǎng)，最長(zhǎng)可達(dá)4－6d，投產(chǎn)期長(zhǎng)

甲烷：主要成分，約55－80％

CO2：15－40％其它：氫氣，硫化氫，氮等厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣組成密閉、無氧，廢水經(jīng)貯存槽入池，在一定反應(yīng)溫度下，厭氧消化，所產(chǎn)甲烷由頂部集氣罩輸出，作燃料或化工原料。進(jìn)出料呈多呈間歇性，貯存氣設(shè)備既平衡產(chǎn)氣和用氣，也平衡池內(nèi)壓力，防止出料時(shí)形成負(fù)壓吸入空氣，從而破壞無氧環(huán)境。厭氧消化池特點(diǎn)影響因素溫度：中溫甲烷菌(35-38℃)，高溫甲烷菌(52-55℃)，后者消化時(shí)間短、產(chǎn)氣高，寄生蟲卵殺滅率>90%。耗熱，管理及保溫費(fèi)用高。污泥投配：污泥過多，有機(jī)酸積累，pH下降，消化不完全，產(chǎn)氣少；太少，消化完全，產(chǎn)氣高，利用率低，基建費(fèi)用高。酸堿度：產(chǎn)氣pH6.8-7.2之間，產(chǎn)酸pH4.5-8之間。維持平衡，pH在6.5-7.5之間。攪拌：攪拌裝置，消化率高，時(shí)間短。碳、氮比：影響pH，C:N=(10-20):1較好。糞便多則氮高、碳少，須投加雜草、秸桿，增加產(chǎn)氣量。有毒物質(zhì)：嚴(yán)控工業(yè)廢水比例。重金屬和某些陰離子可使甲烷菌的酶活性變化、沉淀，影響甲烷生產(chǎn)。適于高濃度廢水和好氧難降解的有機(jī)廢水。(好氧:中、低濃度)能耗低：為ASP的1/10。負(fù)荷高：好氧2-4KgBOD/M3d，厭氧2-10，最高可達(dá)50。剩余污泥少：易濃縮、易脫水，污泥量為ASP的5%－20%。N、P需要少：好氧BOD:N:P為100:5:1，厭氧100:2.5:0.5，對(duì)N、P缺乏的工業(yè)廢水需投加的營(yíng)養(yǎng)鹽少。有一定殺菌作用（廢水、污泥中的寄生蟲卵、細(xì)菌、病毒等）。生產(chǎn)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)：可季節(jié)性、間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)。可產(chǎn)生有價(jià)值的副產(chǎn)物：如沼氣。優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

★厭氧微生物生長(zhǎng)繁殖慢，設(shè)備啟動(dòng)、處理時(shí)間長(zhǎng)。★出水水質(zhì)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)一步好氧處理。★操作控制因素比較復(fù)雜。★采用厭氧生物法不能去除水中的氮和磷，含氮和磷的有機(jī)物通過厭氧消化，其所含的氮和磷被轉(zhuǎn)化為氨氮和磷酸鹽而在出水排出。★衛(wèi)生條件較差，多數(shù)廢水中含有硫酸鹽，厭氧條件下會(huì)產(chǎn)生硫酸鹽還原作用而放出硫化氫等氣體，散發(fā)出臭氣，引起二次污染。厭氧污泥的培育方法厭氧化活性污泥中的兼性厭氧細(xì)菌和厭氧細(xì)菌生長(zhǎng)速度慢，世代時(shí)間長(zhǎng)。厭氧活性污泥的培育一般需要較長(zhǎng)的時(shí)間。為了縮短啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)間：同類水質(zhì)污水厭氧處理裝置的污泥作為接種污泥。禽畜糞便中含有豐富的水解性細(xì)菌和產(chǎn)甲烷菌，是理想的厭氧活性污泥的菌源。城市生活污水處理廠的濃縮污泥亦可作為接種源。A普通厭氧反應(yīng)器（AP）優(yōu)點(diǎn)：可以處理含固體較多的廢水，構(gòu)筑物簡(jiǎn)單，操作方便，不產(chǎn)生堵塞。缺點(diǎn)：處理負(fù)荷低，停留時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備體積大。如加熱并進(jìn)行攪拌，則提高能耗

在厭氧處理中，廢水定期或連續(xù)進(jìn)入消化池，消化后的廢水從消化池上部排出，產(chǎn)生的沼氣則由頂部排出，污泥從底部排出。必須定期攪拌池內(nèi)的消化液，以利于整個(gè)反應(yīng)進(jìn)行。沼氣出水進(jìn)水AF

基于普通厭氧反應(yīng)器而發(fā)展起來。由消化池排出的混合液首先在沉淀池中進(jìn)行固、液分離。污水處理后由沉淀池上部排出，下沉的污泥回流至消化池。在消化池之外增設(shè)沉淀池，從而保證污泥不流失而穩(wěn)定了工藝流程。回流污泥提高了消化池內(nèi)的污泥濃度和在消化他內(nèi)停留時(shí)間，設(shè)備的處理能力有所提高，從而提高系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷處理能力。B厭氧接觸反應(yīng)器（ACP）厭氧接觸工藝具有普通污水消化池所有具有的優(yōu)點(diǎn)，另外其負(fù)荷率和有機(jī)物降解率均高于普通污水消化池。

厭氧接觸法的特點(diǎn):1通過污泥回流，保持消化池內(nèi)污泥濃度較高，一般為10～15g/L，耐沖擊能力強(qiáng)2消化池的容積負(fù)荷較普通消化池高；3可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液，不存在堵塞問題；4混合液經(jīng)沉降后，出水水質(zhì)好；5但需增加沉淀池、污泥回流和脫氣等設(shè)備；6厭氧接觸法存在混合液難于在沉淀池中進(jìn)行固液分離的缺點(diǎn)（真空脫氣、急冷抑制）C上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）廢水由底部進(jìn)入，靠水力推動(dòng)，污泥在反應(yīng)器內(nèi)呈膨脹狀態(tài)，反應(yīng)器下部是濃度較高的污泥床，上部是濃度較低的懸浮污泥床。有機(jī)物在污泥床中轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等；反應(yīng)器的上方設(shè)置一個(gè)專門的氣、液、固三相分離器，所產(chǎn)生的甲烷（沼氣）從上部進(jìn)人集氣系統(tǒng)，污泥則靠重力返回到下面的反應(yīng)區(qū)，循環(huán)使用，上清液從上部排出。

升流式厭氧污泥床反應(yīng)器易發(fā)生短流現(xiàn)象、且設(shè)備緩沖能力小，對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷較敏感，因此要求進(jìn)水和負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定，管理操作要規(guī)范。它與普通消化池相比，進(jìn)水中允許的懸浮物濃度要低得多。污泥層水從反應(yīng)器底部（進(jìn)水區(qū)）均勻進(jìn)入，在反應(yīng)器頂部（出水區(qū)）均勻地流出污泥在反應(yīng)器底呈“固定”床被沖起來的“污泥+氣泡”顆粒，形成懸浮床，甚至是流化床“三相分離器”把“污泥+氣泡”顆粒從水中分離出來把污泥和氣泡進(jìn)行分離污泥流出反應(yīng)器較少，不必回流問題USAB三相分離器的穩(wěn)定操作較為困難；調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性有待提高液體上升流速小，液-固混合較差（特別是在低溫、低濃度條件下）負(fù)荷較高時(shí)，污泥易流失，易造成有毒難降解化合物、非活性物質(zhì)的吸附和積累。EGSB系統(tǒng)好氧與厭氧生物處理的比較5.3光合細(xì)菌法

光合細(xì)菌是一大類可以進(jìn)行光合作用的原核生物的總稱。除藍(lán)細(xì)菌外，都能在厭氧光照條件下進(jìn)行不產(chǎn)氧的光合作用。它具有隨生長(zhǎng)條件改變而改變代謝的特征，因此可以處理高負(fù)荷的有機(jī)廢水

目前用于廢水處理的PSB菌主要屬于紅螺菌科，它們不僅能在厭氧光照下以低級(jí)脂肪酸、多種二羧酸、醇類、糖類、芳香族化合物等低分子有機(jī)物作為光合作用的電子供體，進(jìn)行光能異養(yǎng)生長(zhǎng)；而且能在好氧黑暗的條件下，以有機(jī)物作為呼吸基質(zhì)，進(jìn)行好氧異養(yǎng)生長(zhǎng)。因此，PSB既不像好氧的活性污泥細(xì)菌那樣受污水中溶解氧濃度的限制，又不像嚴(yán)格厭氧的產(chǎn)甲烷菌等對(duì)氧的存在特別敏感；只要在PSB處理系統(tǒng)中保持自然光和微好氧條件。就有可能維持PSB在系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)，對(duì)廢水進(jìn)行有效處理。（Photosyntheticbacteria,PSB）P2745.4廢水的微生物脫氮除磷廢水的微生物脫氮廢水的微生物除磷1）來源

城市污水中的氮、磷主要來自生活污水及部分含氮、磷的工業(yè)廢水。

生活污水中，有機(jī)氮占總氮含量的60%，主要有蛋白氮、多肽、氨基酸、尿素等，主要來源于生活污水和農(nóng)業(yè)廢棄物（植物秸桿、牲畜糞便等）和某些工業(yè)廢水（羊毛加工、制革、印染、食品加工等），經(jīng)微生物分解后轉(zhuǎn)為無機(jī)氮。

無機(jī)氮是氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。部分來自有機(jī)氮分解，部分來自施用氮肥的農(nóng)田排水、地表徑流和某些工業(yè)廢水（煉焦、化肥廠等）。氮

廢水中常見的磷有磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷。生活污水中磷含量一般在10mg/L—15mg/L，70%可溶。傳統(tǒng)二級(jí)處理出水中有90%左右以磷酸鹽形式存在。

磷在生物處理過程中化合價(jià)不變。磷——過量氮、磷導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化

——氨氮消耗溶解氧

——氨氮會(huì)與自來水中用于消毒的余氯發(fā)生反應(yīng)生成氯胺，消耗水體的余氯，使自來水得不到保證。增加水處理成本

——氮化合物對(duì)人和生物有害。

★亞硝酸鹽超過1mg/L，水生生物血氧結(jié)合力下降；3mg/L，可在24－96h內(nèi)使金魚、鳊魚死亡；

★亞硝酸氮與胺作用生成亞硝胺，有“三致”作用；

★硝酸鹽10mg/L，轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽能致嬰兒高鐵血紅蛋白血癥。2）危害

生物脫氮的原理：在生物處理過程中使污水中含氮有機(jī)物經(jīng)氨化微生物作用轉(zhuǎn)化為氨氮，再由硝化細(xì)菌將氨氮氧化為NO3-，最后NO3-被反硝化細(xì)菌還原為N2而從液相中釋放到空氣中。1氨化作用新鮮污水中，含氮化合物主要是以有機(jī)氮，如蛋白質(zhì)、尿素、胺類化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在的，此外也含有少數(shù)的氨態(tài)氮如NH3及NH4+等。微生物分解有機(jī)氮化合物產(chǎn)生氨的過程稱為氨化作用，很多細(xì)菌、真菌和放線菌都能分解蛋白質(zhì)及其含氮衍生物，其中分解能力強(qiáng)并釋放出氨的微生物稱為氨化微生物，在氨化微生物的作用下，有機(jī)氮化合物分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，以氨基酸為例：

氨化微生物

RCHNH2COOH+O2——RCOOH+CO2+NH3含氮有機(jī)物氨氮N2硝氮氨化硝化反硝化2硝化作用氨氮氧化為硝酸的微生物學(xué)過程，分兩步進(jìn)行，第一步在亞硝酸細(xì)菌作用下，氨氮氧化為NO2-，然后在硝酸細(xì)菌作用下NO2-被氧化為NO3-。好氧過程，每氧化1g的氨氮需要氧4.57g，放熱反應(yīng)。硝化過程中放出H+，消耗混合液的堿度（1：7.14）。這使混合液堿度下降，而硝酸細(xì)菌和亞硝酸細(xì)菌對(duì)PH變化很敏感，所以為保持混合液中較穩(wěn)定的PH值，需要不斷添加堿。第一步：第二步：合并：硝化過程的影響因素：好氧環(huán)境條件，并保持一定的堿度：硝化菌為了獲得足夠的能量用于生長(zhǎng)，必須氧化大量的NH3和NO2-，氧是硝化反應(yīng)的電子受體，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧含量的高低，必將影響硝化反應(yīng)的進(jìn)程，在硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)，溶解氧含量不得低于1mg/L，多數(shù)學(xué)者建議溶解氧應(yīng)保持在1.2~2.0mg/L。在硝化反應(yīng)過程中，釋放H+，使pH下降，硝化菌對(duì)pH的變化十分敏感，為保持適宜的pH，應(yīng)當(dāng)在污水中保持足夠的堿度，以調(diào)節(jié)pH的變化，1g氨態(tài)氮（以N計(jì)）完全硝化，需堿度（以CaCO3計(jì)）7.14g。對(duì)硝化菌的適宜的pH為8.0~8.4。混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過高：硝化菌是自養(yǎng)菌，有機(jī)基質(zhì)濃度并不是它的增殖限制因素，若BOD值過高，將使增殖速度較快的異養(yǎng)型細(xì)菌迅速增殖，從而使硝化菌不能成為優(yōu)勢(shì)種屬。硝化反應(yīng)的適宜溫度是20~30℃，15℃以下時(shí)，硝化反應(yīng)速度下降，5℃時(shí)完全停止。

硝化菌在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，即生物固體平均停留時(shí)間（污泥齡）SRTn，必須大于其最小的世代時(shí)間，否則將使硝化菌從系統(tǒng)中流失殆盡，一般認(rèn)為硝化菌最小世代時(shí)間在適宜的溫度條件下為3d。SRTn值與溫度密切相關(guān)，溫度低，SRTn取值應(yīng)相應(yīng)明顯提高。除有毒有害物質(zhì)及重金屬外，對(duì)硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有高濃度的NH4-N、高濃度的NOx-N、高濃度的有機(jī)基質(zhì)、部分有機(jī)物以及絡(luò)合陽離子等。3反硝化作用NO3-態(tài)氮在無氧或缺氧條件下，以有機(jī)物作為碳源，NO3-中的氧為電子受體，在反硝化微生物作用下還原生成N2的過程。作為電子供體的還原性有機(jī)物可以是細(xì)胞內(nèi)的代謝中間產(chǎn)物，也可以是污水中的有機(jī)物。當(dāng)污水中缺乏有機(jī)物時(shí)，可以添加適量的甲醇作為電子供體。碳源：原水中含有的有機(jī)碳；外加碳源，多用甲醇；內(nèi)源呼吸碳源——細(xì)菌體內(nèi)的原生物質(zhì)及其貯存的有機(jī)物反硝化過程的影響因素：（a）碳源：能為反硝化菌所利用的碳源較多，最大的問題就是污水中可用于反硝化的有機(jī)碳的多少及其可生化程度。從污水生物脫氮考慮，可有下列三類：一是原污水中所含碳源，對(duì)于城市污水，當(dāng)原污水BOD5/TKN>3~5時(shí),即可認(rèn)為碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇（CH3OH），因?yàn)榧状急环纸夂蟮漠a(chǎn)物為CO2和H2O，不留任何難降解的中間產(chǎn)物；三是利用微生物組織進(jìn)行內(nèi)源反硝化。（b）pH：反硝化反應(yīng)，最適宜的pH是6.5~7.5。pH高于8或低于6，反硝化速率將大為下降。（c）溶解氧濃度：反硝化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在無分子氧同時(shí)存在硝酸根離子和亞硝酸根離子的條件下，它們能夠利用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使硝酸鹽還原。另一方面，反硝化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分，只有在有氧條件下，才能夠合成。這樣，反硝化反應(yīng)宜于在缺氧、好氧條件交替的條件下進(jìn)行，溶解氧應(yīng)控制在0.5mg/L以下。（d）溫度：反硝化反應(yīng)的最適宜溫度是20~40℃，低于15℃反硝化反應(yīng)速率最低。為了保持一定的反硝化速率，在冬季低溫季節(jié)，可采用如下措施：提高生物固體平均停留時(shí)間；降低負(fù)荷率；提高污水的水力停留時(shí)間。生物脫氮工藝——A/O法Anoxic/Oxic法，缺氧－好氧法主要由硝化和反硝化兩個(gè)生化過程構(gòu)成。污水先在好氧反應(yīng)器中硝化，轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。硝酸鹽進(jìn)入缺氧反應(yīng)池后，經(jīng)過反硝化作用，利用或部分利用污水中有機(jī)物為碳源，進(jìn)行無氧呼吸，分解有機(jī)質(zhì)，同時(shí)將硝酸鹽氮還原為氣態(tài)氮。A/O法A/O法脫氮工藝的特點(diǎn)：（a）流程簡(jiǎn)單，勿需外加碳源與后曝氣池，以原污水為碳源，建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較低；（b）反硝化在前，硝化在后，設(shè)內(nèi)循環(huán)，以原污水中的有機(jī)底物作為碳源，效果好，反硝化反應(yīng)充分；（c）曝氣池在后，使反硝化殘留物得以進(jìn)一步去除，提高了處理水水質(zhì)；（d）A段攪拌，只起使污泥懸浮，而避免DO的增加。O段的前段采用強(qiáng)曝氣，后段減少氣量，使內(nèi)循環(huán)液的DO含量降低，以保證A段的缺氧狀態(tài)。

A/O法存在的問題：

1、由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低；

2、若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大運(yùn)行費(fèi)用。從外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達(dá)到90％

3、影響因素水力停留時(shí)間（硝化＞6h，反硝化＜2h）、循環(huán)比MLSS（＞3000mg/L）、污泥齡（＞30d）、N/MLSS負(fù)荷率（＜0.03）、進(jìn)水總氮濃度（＜30mg/L）生物脫N工藝的影響因素1pH值（硝化：

7.0-7.8;反硝化：

7.7-8.1）2溫度(30℃左右)3溶解氧（硝化：1.0-2.0mg/L;反硝化：<0.5mg/L

）4碳源（廢水中所含有機(jī)碳源，外加碳源、內(nèi)源性碳）好氧脫碳硝化脫碳——氧化去除COD脫碳菌——好氧有機(jī)物呼吸的細(xì)菌，以有機(jī)物為碳源硝化菌——好氧氨鹽呼吸的細(xì)菌，以碳酸鹽為碳源（NH4+→NO2-→NO3-)提問：為什么先脫碳、后脫氮？硝化菌的碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物；有機(jī)碳源豐富時(shí)，脫碳菌世代周期短生長(zhǎng)迅速，硝化菌氧利用不足，生長(zhǎng)緩慢；兩級(jí)濾池法工藝流程好氧脫碳硝化濾池進(jìn)水厭氧反硝化濾池

出水甲醇補(bǔ)充反硝化菌的碳源！利用進(jìn)水中的BOD磷——富營(yíng)養(yǎng)化，藻類對(duì)磷的需求量只有對(duì)氮的1/10－1/20污水中磷以有機(jī)磷、磷酸鹽和聚磷酸鹽的形式存在。有機(jī)磷在微生物作用下釋放出來的磷是以磷酸鹽的形式存在；聚磷酸鹽在水溶液中能逐漸水解成磷酸鹽。二級(jí)生物處理的出水中90％左右的磷是以磷酸鹽的形式存在。城市生活污水總磷含量大約在20mg/L左右，普通二級(jí)生物處理后的出水含磷量在1-5mg/L，達(dá)不到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。（二）生物除磷城市污水中存在的含磷物質(zhì)基本上都是不同形式的磷酸鹽（簡(jiǎn)稱磷或總磷，用P或TP表示）。按化學(xué)特性（酸性水解和消化）則可進(jìn)一步分成正磷酸鹽、聚合磷酸鹽和有機(jī)磷酸鹽，分別簡(jiǎn)稱正磷、聚磷和有機(jī)磷。在GB8978-1996中對(duì)排污單元排放廢水中的元素磷嚴(yán)格控制在0.1mg/L和0.3mg/L原理：生物除磷的生理基礎(chǔ)是污泥中存在一種聚磷菌，聚磷菌有在好氧條件下積累磷和厭氧條件下釋放磷的能力。厭氧條件下，污泥中的聚磷菌將細(xì)胞內(nèi)積累的聚磷分解，并排入到液體中（放磷），產(chǎn)生的能量一方面供生長(zhǎng)所需，可吸收環(huán)境中的低級(jí)脂肪酸(如乙酸)，以PHB形式儲(chǔ)存起來。好氧條件下，聚磷菌體內(nèi)的PHB分解成乙酰CoA，一部分用于細(xì)胞合成，大部分進(jìn)入三羧酸循環(huán)和乙醛酸循環(huán)，產(chǎn)生氫離子和電子。是一個(gè)產(chǎn)能和耗氧的過程。產(chǎn)能——生長(zhǎng)，聚磷假單胞菌屬和氣單胞菌屬

乙酸——乙酰CoA——PHBPHB——乙酰CoA不動(dòng)細(xì)菌屬、棒桿菌屬、微絲菌好氧時(shí)：大量繁殖（消耗好氧狀態(tài)能源——聚β-羥基丁二酸（PHB）），逆濃度梯度過量吸磷（貯備厭氧狀態(tài)能源——多聚磷酸鹽顆粒(即異染顆粒)）；厭氧時(shí)：與上相反——不繁殖，釋放磷酸鹽于體外（產(chǎn)生能量供其儲(chǔ)備消耗好氧狀態(tài)能源——PHB）。聚P聚P聚P聚P部分回流做種大部分（P）去除水中P除磷工藝——A/O法Anaerobic/Oxic、厭氧/好氧法在生物除磷系統(tǒng)中污泥含磷量的典型值在6%左右，有些能達(dá)到8%-12%，而普通活性污泥含磷量只有2%。

廢水中的有機(jī)物進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)后，在發(fā)酵性產(chǎn)酸菌的作用下轉(zhuǎn)化成乙酸。聚磷菌在厭氧的不利環(huán)境下可將貯積在體內(nèi)的聚磷分解。在此過程中釋放出的能量可供聚磷菌在厭氧壓抑環(huán)境下存活之用；另一部分能量可供聚磷菌主動(dòng)吸收乙酸、H+和e-，使之以PHB形式貯藏在菌體內(nèi)，并使發(fā)酵產(chǎn)酸過程得以繼續(xù)進(jìn)行。聚磷分解后的無機(jī)磷酸鹽釋放至聚磷菌體外（厭氧放磷現(xiàn)象）。進(jìn)入好氧區(qū)后，PHB分解釋放出的大量能量可供聚磷菌的生長(zhǎng)、繁殖。當(dāng)環(huán)境中有溶磷存在時(shí)，一部分能量可供聚磷菌主動(dòng)吸收磷酸鹽，并以聚磷酸鹽的形式貯積在體內(nèi)，此即為聚磷菌的好氧吸磷現(xiàn)象。工藝簡(jiǎn)介常見的脫磷工藝如下圖所示進(jìn)水厭氧放磷好氧聚磷出水部分污泥回流接種剩余污泥處理沉淀脫磷生物除磷工藝的影響因素1碳源的濃度和種類2溶解氧（厭氧池：小于0.2mg/L；好氧池大于2mg/L）3硝酸鹽和亞硝酸鹽4溫度5pH值P287生物脫氮除磷工藝——A/A/O法，A2OAnaerobic/Anoxic/Oxic法，即厭氧/缺氧/好氧法，即在A/O基礎(chǔ)的厭氧池和好氧池之間增設(shè)一個(gè)不曝氣的缺氧池，并使好氧池中帶有硝酸鹽的混合液匯流到缺氧池，進(jìn)行反硝化脫氮，這樣在除磷的同時(shí)達(dá)到脫氮的目的，其他特征同A/O法，也稱為修改的Phoredox法。放磷、氨化脫N硝化、聚磷5.5固體廢棄物的微生物處理固體廢棄物分類有機(jī)廢棄物、無機(jī)廢棄物礦業(yè)廢棄物、工業(yè)廢棄物、城市垃圾、污水處理廠污泥、農(nóng)業(yè)廢棄物和放射狀廢棄物等處理方法：衛(wèi)生填埋、堆肥，厭氧發(fā)酵（消化）等A堆肥法(Compost)依靠微生物（細(xì)菌、放線菌、真菌等）將有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的過程。分好氧（高溫堆肥）和厭氧堆肥法。好氧堆肥法：好氧微生物分解固廢中的有機(jī)物。發(fā)熱階段——高溫階段——降溫和腐熟保肥階段厭氧堆肥法：在不通氣的條件下，將固廢進(jìn)行厭氧發(fā)酵，制成有機(jī)肥料，實(shí)現(xiàn)無害化。

酸性發(fā)酵階段——產(chǎn)氣發(fā)酵階段

以好氧菌為主的微生物對(duì)垃圾中的有機(jī)廢物進(jìn)行吸收、氧化、分解的生化降解，而使其轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的一種方法。堆肥施于農(nóng)田或旱地，即可為作物生長(zhǎng)提供所需的營(yíng)養(yǎng)元素，又可起到改良土壤質(zhì)地的作用。A-1好氧堆肥法1、發(fā)熱階段初期，主要由中溫性好氧細(xì)菌和真菌，利用堆肥中易分解的可溶性有機(jī)物質(zhì)如淀粉、糖類等而快速增殖，釋放出熱量，使堆肥溫度逐漸上升。

好氧堆肥的生物學(xué)過程2、高溫階段堆肥溫度上升到50℃以上，進(jìn)入高溫階段，同時(shí)易分解的物質(zhì)減少。此時(shí)，好熱性的纖維素分解菌逐步取代了中溫性的微生物，堆肥中除剩余的或新形成的可溶性有機(jī)物繼續(xù)被分解轉(zhuǎn)化外，復(fù)雜有機(jī)物如纖維素和半纖維素也開始分解，腐殖質(zhì)開始形成。3、降溫和腐熟保肥階段

當(dāng)高溫持續(xù)一段時(shí)間后，易分解或較易分解的有機(jī)物已大部分被分解利用，剩下的如木質(zhì)素等難分解物質(zhì)和新形成的腐殖質(zhì)。此時(shí)，好熱性的微生物活動(dòng)減弱，產(chǎn)生熱量少，溫度下降，中溫性微生物逐漸形成優(yōu)勢(shì)種群。殘留物質(zhì)進(jìn)一步被分解，腐殖質(zhì)不斷地積累，堆肥進(jìn)入腐熟階段。

在發(fā)熱階段，主要由中溫性好氧細(xì)菌和真菌組成

在50℃左右，堆肥中的微生物主要是嗜熱性真菌和放線菌；達(dá)到60℃時(shí)，真菌幾乎全部停止活動(dòng)，只有嗜熱放線菌和細(xì)菌活動(dòng)，分解有機(jī)物；當(dāng)升到70℃時(shí)，微生物大部分不適宜，相繼死亡或進(jìn)入休眠狀態(tài)。

高溫對(duì)于堆肥的快速腐熟起到重要作用；同時(shí)，高溫可使有機(jī)物快速腐熟，并可殺滅蟲卵和病原菌（50-60℃，6-7d）。好氧堆肥中的微生物組成1.有機(jī)質(zhì)的含量

有機(jī)質(zhì)含量低的物質(zhì)發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的熱量不足維持堆肥所需要的溫度，產(chǎn)生的堆肥肥效低。有機(jī)質(zhì)含量高的物質(zhì)不利于通風(fēng)供氧，從而產(chǎn)生厭氧和發(fā)臭。2.水分

堆肥中的水分過高，不利于升溫和通風(fēng)。水分過低，不能滿足微生物生長(zhǎng)所需的水分，有機(jī)物不能分解。3.溫度

溫度是確保堆肥能順利進(jìn)行的重要因素。高溫菌比低溫菌對(duì)有機(jī)物的降解效率高。溫度過低將延長(zhǎng)堆肥的時(shí)間。好氧堆肥中的影響因素：4.碳氮比值5.N/P比值

碳氮比與堆肥溫度有關(guān)，碳氮比小，溫度上升快，但堆層達(dá)到最高溫度低。碳氮比大，堆層達(dá)到最高溫度反而高，但溫度上升慢。

磷是微生物生長(zhǎng)的重要元素，一般要求N/P比在75到150之間。

一般情況下，堆肥過程有足夠的緩沖作用，能夠使pH值穩(wěn)定在可以保證好氧分解的酸堿水平上。6.PH值A(chǔ)-2厭氧堆肥法1.酸性發(fā)酵階段

由厭氧或兼性厭氧的產(chǎn)酸細(xì)菌將復(fù)雜有機(jī)物如纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪等分解為有機(jī)酸、醇、二氧化碳、氨、硫化氫等，同時(shí)使pH下降。2.產(chǎn)氣發(fā)酵階段產(chǎn)甲烷菌分解有機(jī)酸和醇、產(chǎn)生甲烷和二氧化碳.在不通氣的條件下，將有機(jī)廢棄物（包括城市垃圾、人畜糞便、植物秸稈、污水處理廠污泥等）進(jìn)行厭氧發(fā)酵，制成有機(jī)肥料，使固體廢棄物無害化的過程。

廢水厭氧生物處理的三個(gè)階段第三階段（產(chǎn)甲烷階段）甲烷有機(jī)物（碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪）第一階段（水解階段）脂肪酸、醇類、無機(jī)物水解性微生物產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)甲烷細(xì)菌第二階段（產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸階段）乙酸、H2+CO2回顧B衛(wèi)生填埋法分厭氧、好氧和半好氧三種厭氧：操作簡(jiǎn)單，施工費(fèi)用低，可回收甲烷，廣泛采用，但占地面積大，常