有機污水的生物處理

好氧生物處理

好氧生物處理的基本原理好氧生物處理在有分子（游離）態氧氣（O2）的條件下，以好氧微生物為主，使廢水中的污染物（主要是有機物）降解，達到穩定的無害化的處理方法。基本條件：有充足的氧氣有必要的營養物質和環境條件微生物、污染物和氧三者充分混合接觸好氧微生物的代謝模式

有機物好氧分解示意圖微生物將有機物攝人體內后，以其作為營養源進行代謝，代謝按兩種途徑進行。合成代謝，部分有機物被微生物所利用，合成新的細胞物質；分解代謝，部分有機物被氧化分解形成CO2、H2O、無機鹽等小分子無機物，并產生大量的ATP，為生命活動提供能量。內源代謝或內源呼吸，微生物的細胞物質也進行自身的氧化分解分解過程是一個產能過程，為合成過程提供能量合成過程是一個耗能過程，為分解過程提供了物質基礎好氧微生物的代謝模式異養菌代謝模式自養菌代謝模式基本原理在有機物的好氧分解過程中，有機物的降解、微生物的增殖及溶解氧的消耗這三個過程是同步進行的，也是控制好氧生物處理成功與否的關鍵過程。大分子有機物首先在微生物產生的各類胞外酶的作用下分解為小分子有機物。小分子有機物進入細胞后被好氧微生物繼續氧化分解，通過不同途徑進入三羧酸循環，最終被分解為二氧化碳、水、硝酸鹽和硫酸鹽等簡單的無機物。有機物好氧生物降解的一般途徑影響好氧微生物處理的主要因素影響因素營養物質溫度PH值溶解氧有毒物質有機污水的生物處理

好氧生物處理

活性污泥及其生物相活性污泥活性污泥是一種絨絮狀的小泥粒，由好氧菌為主體的微型生物群以及膠體、懸浮物等組成，在這些微生物的作用下，有機物被轉化為無機物。

靜置時，能凝聚成較大的絨粒而沉降。它具有很強的吸附及分解有機物的能力。活性污泥的組成及性質活性污泥=Ma+Me+Mi+Mii活性活性污泥及其生物相細菌在活性污泥中起主導作用，是去除污水中有機污染物的主力軍活性污泥中細菌數量約108~109個/ml細菌隨污水性質、構筑物運轉條件不同而出現不同的優勢菌群活性污泥生物相—細菌活性污泥中的細菌大多數包括在膠質中，以菌膠團形式存在膠質是菌膠團生成菌分泌的蛋白質、多糖及核酸等胞外絮狀體聚合物絮狀體形成過程稱作生物絮凝作用隨水質條件及優勢菌種的不同，菌膠團絮狀體可有球形、分枝、蘑菇、片狀、橢圓及指形等各種形狀。活性污泥絮狀體的作用為：①有機物的吸附或黏附及其分解；②金屬離子的吸附；③防止原生動物對細菌的吞食；④增強污泥的沉降性，有利于泥水分離。活性污泥生物相—原生動物發現225種以上，其中以纖毛蟲為主，占160多種。原好氧性的生物，主要附聚在活性污泥的表面，數量約在5000~20000個／ml原生動物與水質的關系：一般認為當曝氣池中出現大量鐘蟲等固著型纖毛蟲時，說明污水理運轉正常，處理水質良好；當出現大量鞭毛蟲、根足蟲等時，說明運轉不正常，處理水質變差原生動物在活性污泥中的作用促進絮凝：有的原生動物能分泌黏液，促進生物絮凝，從而改善活性污泥的泥水分離特性凈化作用：大部分原生動物是動物性營養，能吞食游離細菌和微小污泥，有利于改善水質。腐生鞭毛蟲等可吸收

污水中的有機物。指示作用：根據出現的原生動物的種類可以判斷活性污泥的狀態和處理水質的好壞。活性污泥生物相—其他微生物真菌：由細小的腐生或寄生絲狀菌組成，具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白質的功能，絲狀真菌的大量繁殖會引起污泥膨脹后生動物：活性污泥系統中常見的后生動物有輪蟲、線蟲。輪蟲出現時處理效果好的標志單胞藻類：由于它們需要光，而曝氣池中渾濁污泥影響光的透入，故藻類在其中難以繁殖，為數極少病毒、立克次氏體等也混于活性污泥中，但它們不是活性污泥的主要構成生物。活性污泥中的指示微生物有機污水的生物處理

好氧生物處理

活性污泥微生物增殖規律—生長曲線生長曲線將活性污泥微生物在污水中接種，并在溫度適宜、溶解氧充足的條件下進行分批培養，按時取樣計量，即可得出微生物數量與培養時間之間具有一定規律性的增值曲線。適應期對數增長期穩定期衰亡期分批培養：底物一次投加，代謝產物不排出的培養方式連續培養：不斷的加入底物并排出代謝產物的培養方式生長曲線——適應期

活性污泥微生物對于新的環境條件短暫的適應過程。經過適應期后，微生物從數量上可能沒有增殖，但發生了一些質的變化適應期F/M值高(

2.2)，所以有機底物非常豐富，營養物質不是微生物增殖的控制因素；微生物對有機物進行攝取，也以最高速率增殖，而合成新細胞；此時的活性污泥具有很高的能量水平，活性污泥的代謝速率極高；需氧量大；但活性污泥質地松散，絮凝體形成不佳，沉降性能較差，出水水質較差。適應期生長曲線——對數增長期

有機底物的濃度成為微生物增殖的控制因素；有機底物的降解速率也開始下降，微生物的增殖速率在逐漸下降，但微生物的量還在增長；活性污泥的能量水平已下降，絮凝體開始形成；殘存有機物濃度較低，出水水質有較大改善，并且整個系統運行穩定；大多數活性污泥處理廠是將曝氣池的運行工況控制在這一范圍內。

生長曲線——穩定期（減數增長期）

活性污泥的量在減少；污泥的無機化程度較高，沉降性能良好，但凝聚性較差；有機物基本消耗殆盡，處理水質良好；

生長曲線——衰亡期（內源呼吸期）活性污泥增值規律應用①活性污泥的增殖狀況，主要是由F/M值所控制；②處于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水質也不同；③通過調整F/M值，可以調控曝氣池的運行工況，達到不同的出水水質和不同性質的活性污泥；④活性污泥法的運行方式不同，其在增值曲線上所處位置也不同。F/M值高活性污泥處于對數增殖期出水水質差F/M降低到穩定期出水水質一般F/M低內源呼吸期出水水質最好

有機污水的生物處理

好氧生物處理

活性污泥的培育及馴化活性污泥的功能

吸附：廢水與活性污泥在曝氣池中充分接觸，廢水中的污染物被比表面上含有糖被的菌膠團吸附。

微生物的代謝：首先在胞外酶的作用下分解為溶解有機物，然后這些小分子有機物進入微生物的細胞內參與代謝。

絮凝和沉淀：在沉淀池中，活性污泥能形成大的絮凝體，使之從混合液中沉淀下來，達到泥水分離的目的。活性污泥的培育活性污泥培育（cultivationofactivatedsludge)是活性污泥法啟動運行的首要環節：①將污水泵入曝氣池，并按曝氣池有效體積的5%~10%投入接種污泥②在不進水的條件下，連續曝氣（即悶曝）數天，溶解氧控制在1mg/L左右③繼續保持曝氣，以小流量進水，并逐漸提高進水流量，最終達到設計流量。

活性污泥的馴化

馴化是利用待處理的污水對微生物種群進行自然篩選并使微生物對污染物質逐步適應的過程。微生物由原來不適應而馴化至適應，降解污染物能力從無到有，由弱而強

。接種污泥來自該污水排放流經處所的泥土或污水廠內成熟的活性污泥、生物膜等，也可從土壤等天然環境中獲得。污泥馴化的具體做法是：將取來的污泥或土壤置入含有待處理廢水的培養基中進行培養在開始馴化時該污水在培養液中的濃度宜低（比如10%或更低），然后逐漸轉種擴大培養量，廢水放度逐步增大甚至達100%有機污水的生物處理

好氧生物處理

活性污泥法活性污泥法活性污泥法是以存在于污水中的各種有機污染物為培養基，在通過曝氣提供足夠溶解氧的條件下，對微生物群體進行連續培養，使其大量繁殖，形成絮狀泥粒（即菌膠團），并通過吸附凝聚、氧化分解、沉淀等作用去除有機污染物的一種污水處理方法。這種絮狀泥粒就叫“活性污泥”。它在國內外污水處理技術中占據首要地位，不僅用于處理生活污水，而且在紡織印染、煉油、木材防腐、焦化、石油化工、農藥、絕緣材料、合成纖維、合成橡膠、電影橡膠與膠片、洗印、造紙和炸藥等許多工業廢水處理中，都取得了較好的效果。活性污泥法的生物學過程活性污泥法的微生物學過程是一個復雜的過程，對有機物的去除分成兩個階段，吸附階段和穩定階段：廢水與活性污泥接觸后，其中有機物在約1~30min的短時間內被吸附到活性污泥上在微生物胞內酶作用下，有機物的一部分被同化形成微生物有機體，另一部分轉化成CO2、H2O、NH3、SO42-、PO43-等簡單元機物及能量釋出污水中好氧微生物對有機物的分解作用，以O2為受氫體，以有機污染物為能源。活性污泥對有機物降解的兩個階段活性污泥法活性污泥系統組成活性污泥系統組成活性污泥系統組成活性污泥系統組成活性污泥系統有效運行的基本條件①廢水中含有足夠的可容性易降解有機物；②混合液含有足夠的溶解氧；③活性污泥在池內呈懸浮狀態；④活性污泥連續回流、及時排除剩余污泥，⑤無有毒有害的物質流入活性污泥法處理后水中有機物的分布有機污水的生物處理

好氧生物處理

活性污泥法運行中的問題污泥膨脹在曝氣池運轉過程中，有時會出現污泥結構松散，沉降性能惡化，隨水飄浮，溢出池外的異常現象，引起出水水質的惡化。這就是污水生物處理過程中十分棘手的“污泥膨脹”問題。從污泥膨脹時的生物相看，絲狀菌膨脹更為常見。污泥膨脹時的絮狀體在鏡檢下可見許多菌絲伸展至絮狀體外，因而使之密度減輕，體積加大，輕飄難以沉降。

污泥膨脹污泥膨脹的原因：曝氣池中生態平衡突然遭到破壞，污泥、營養、供氧三要素發生紊亂；有機物過多、氮磷等營養缺乏造成碳氮比率失調；因潛解氧不平衡；水溫、pH等條件不適，引起絲狀菌大量繁殖而致污泥膨脹活性污泥法運行中的問題抑制絲狀菌生長的方法：①投加化學藥劑②調節水的酸堿度

③調整其他工藝條件，如改變供氧量、排泥量、進水流量等。

在絲狀菌大量繁殖的初期采取以上措施最為有效。

污泥解體在曝氣池運轉過程中，有時會出現污泥絮凝體微細化，導致處理水質渾濁，處理效果變壞的現象。這種現象稱“污泥解體”引起這種現象的原因有曝氣過量、污水中混入有毒物質等可以通過控制曝氣量，或對廢水進行適當的預處理等解決

起泡現象在曝氣池運轉過程中，有時會出現起泡現象主要原因是污水中含有合成洗滌劑或由微生物產生的表面活性物質等適當減少曝氣量或噴灑消泡劑可以在一定程度上減緩起泡沫現象

有機污水的生物處理

好氧生物處理

生物膜生物膜生物膜是附著生長在固體載體表面的由多種微生物形成的膜狀生物聚集體。

生物膜形成的條件：載體：

填料或者濾料營養物質：有機物、N、P及其他，由污水提供接種微生物：來自污水或接種

生物膜的形成過程生物膜的結構生物膜的表面，總是吸附著一薄層污水，稱之為“附著水”，其外層為能自由流動的污水，稱“運動水”開始形成的膜是好氧性的，當膜的厚度增加，氧擴散到膜內部受到限制，生物膜就分成了兩層，外部為好氧層，內部與載體接界面為厭氧層。生物膜中的生物生物膜中包括大量細菌、真菌、原生動物、藻類和后生動物，還能棲息一些增殖很慢的肉眼可見的無脊椎動物，但生物膜主要由菌膠團和絲狀菌組成。生物膜中的細菌也是活性污泥中常見的一些種屬，如動膠菌、假單胞菌、球衣菌、貝氏硫菌等生物膜中常見的真菌有鐮孢霉、白地霉、枝孢霉、酵母等生物濾池中肉眼可見的動物種類很多，其中最重要的是蛾蠅生物膜的凈化原理當附著水中的有機物被生物膜中的微生物吸附并氧化分解時，附著水層中有機物濃度隨之降低，而運動水層中濃度高，因而發生傳質過程污水中的有機物不斷轉移進去被微生物分解，微生物所消耗的氧，沿著空氣、運動水層、附著水層而進入生物膜微生物分解有機物產生的無機物和CO2等，沿相反方向釋出生物膜的培育—自然掛膜法自然掛膜法是利用待處理污水中的自然菌種進行生物膜培育的方法具體做法為：將待處理的污水一次性通入生物膜反應器，在不進水的情況下連續循環3~7天之后改為連續進水，流量從小到大，最終達到設計流量每調整一個流量，一般應保持3~7天左右的運行時間在這過程中污水和空氣中的微生物附著在填料的表面。生長繁殖，生物量逐漸增加，形成微生物膜。生物膜的培育—菌種添加掛膜法為加速生物膜的形成或提高生物膜的降解能力，可向污水中投加優良菌種，如：污水處理廠成熟的活性污泥、生物膜，或實驗室分離得到的高效菌種等。具體做法為：將待處理污水與接種菌種在生物膜反應器內混合，連續循環3~7天。之后改為連續進水，流量從小到大，最終達到設計流量。有機污水的生物處理

好氧生物處理

生物膜法概述生物膜法生物膜法活性污泥法和生物膜法的區別活性污泥在曝氣池中是懸浮生長在廢水中，而生物膜是附著生長在載體表面活性污泥會隨處理后的污水流出生化反應池，進入二沉池泥水混合液中含有大量的活性污泥；而生物膜相對穩定的附著在載體表面，除非老化脫落，否則不會隨處理后的污水流出系統，進入二沉池的混合液中含有老化脫落的生物膜活性污泥在曝氣池中停留時間短，而生物膜在反應池中停留時間長，從而使兩種方法中微生物的種類、數量和性能都有顯著區別，生物膜中微生物種類多樣，更有利于代時長的微生物增殖。活性污泥法需要污泥回流系統和剩余污泥系統，生物膜法則不需要污泥回流系統和剩余污泥系統有機污水的生物處理

好氧生物處理

生物膜法—生物濾池生物膜法定義：生物膜法是指以生長在固體（稱為載體或填料）表面上的生物膜為凈化主體的生物處理法。優點：生物膜法比活性污泥法具有生物密度大、耐污力強、動力消耗較小、無需污泥回流與不發生污泥膨脹等特點，其運轉管理較方便適用：廣泛用于石油、印染、制革、造紙、食品、醫藥、農藥以及化纖等工業廢水的處理，特別是中、小流量污水的處理。生物膜反應器類型

常用的生物膜法有生物濾池、接觸氧化、生物轉盤和生物流化床等。

生物膜反應器類型—生物濾池普通生物濾池高負荷生物濾池塔式生物濾池有機污水的生物處理

好氧生物處理

其他生物膜反應器生物膜反應器類型—生物轉盤結構：生物轉盤由一根轉軸和固定軸上的許多平行排列間距很小的圓盤或多角形盤片組成，圓盤有不到一半的面積（40%）浸沒在半圓形、矩形或梯形的氧化槽內，廢水流入氧化槽內，盤面作為生物膜支撐物。生物轉盤作用機理當生物膜浸沒在槽內的污水中時，廢水中的有機物被生物膜吸附或吸收，當它轉出水面以上是，吸收大氣中的氧氣，生物膜內吸附的有機物完全氧化，生物膜恢復活性。生物轉盤的盤面每轉動一圈即完成一個吸附、氧化作用的周期。生物轉盤上的生物膜包括好養性生物膜和厭氧性生物膜以及活性衰退的生物膜，好氧性生物膜能氧化有機污染物，具有硝化功能。厭氧性生物膜具有反硝化、除氮等功能。衰退性生物膜在轉盤轉動的剪切力作用下脫落下來生物膜反應器類型—生物接觸氧化池生物接觸氧化法又稱淹沒式生物濾池是介于活性污泥法和生物濾池之間的一種生物膜法。接觸氧化池內設有填料，填料的表面生長有生物膜，還有一部分微生物以絮狀污泥的形式生長于水中，因此具有活性污泥法和生物濾池法兩者的特點。生物膜反應器類型—生物流化床定義：流化床是一種固體顆粒流態化技術。將此技術應用于污水生物處理，使生物膜掛在運動的顆粒上處理廢水，稱為流化床生物膜法。結構：主體結構是塔式或柱式反應器，里面裝填一定高度的砂、無煙煤或活性炭，其粒徑為0.5~1.5mm，做生物以此為載體形成生物膜構成“生物粒子”。生物膜反應器類型—生物流化床反應器底部通入污水與空氣，從而形成了氣、液、固三相反應系統。當污水流速達到某一定值時，生物粒子可在反應器內自動運動，此時整個反應器出現流化狀態，形成了“流化床”。生物流化床作用過程，經歷液—固接觸、營養物與氧氣轉入、微生物吸附及代謝作用、污染物降解轉化、代謝物傳出等階段，包括一系列復雜的生化、物理、化學變化。脫落的生物膜與出水，在二次沉淀池中分離。微生物與環境污染治理

污水的生物處理

污水的生物處理概述什么是水污染

指排入水體的污染物在數量上超過了該物質在水體中的環境容量和水體的自凈能力，導致水體的物理、化學、生物等方面的特性發生改變，使水喪失原有功能，從而影響水的有效利用，危害人體健康或破壞水環境的生態平衡，造成水質惡化的現象。水體中污染物的分類水質指標

水體和污水的物理、化學、生物方面的特征是通過水質指標來表示的。是控制和掌握污水處理設備處理效果和運行狀態的重要依據。物理性質：色，溫度，嗅和味、SS化學性質：PH、有機物、重金屬、總氮、總磷有機物綜合指標:TOD、COD、BOD、TOC單項指標：油類污染物、酚類污染物。生物學指標：細菌總數、大腸菌數衡量水體自凈能力的指標：DOTOC（總需氧量）：指水中全部有機物在被徹底氧化成H2O、CO2、NO3-、

SO42-等無機物過程中所消耗的氧。污水中能被氧化的還原性無機物的需氧量也包括在內。

COD（化學需氧量）：用強氧化劑在酸性條件下，將有機物氧化成二氧化碳和水所消耗的氧量。BOD（生化需氧量）：在水溫為20℃的條件下，由于微生物（主要是細菌）的生活活動，將有機物氧化成無機物所消耗的氧量。TOC（總有機碳

）：污水中有機物的總含碳量。

TN（總氮）：污水中所有含氮化合物（包括有機氮化合物、氨、硝酸根、亞硝酸根等）的總含氮量，是表示污水被氨污染的綜合指標。TP（總磷）：污水中所有含磷化合物（包括有機磷化合物、正磷酸根、偏磷酸根等）的總含磷量，是表示污水被磷污染的綜合指標。水質指標污染綜合排放標準

為保護江河、湖泊、運河、渠道、水庫和海洋等地面水以及地下水水質的良好狀態，保障人體健康、維護生態平衡，促進國民經濟和城鄉建設的發展，國家環保局發布了《污水綜合排放標準》GB8979-1996。該標準按照污水排放去向，分年限規定了69種水污染物最高允許排放濃度及部分行業最高允許排水量。污水排放標準污水處理基本方法

污水處理的基本方法預處理：Preliminarytreatment一級處理：Primarytreatment二級處理：Secondarytreatment三級或深度處理：Tertiaryoradvancedtreatment污水的生物處理

有機污水的生物處理

有機污水生物處理的基本原理水體自凈污染物隨污水排入水體后，經過物理的、化學的與生物化學作用，使污染物的濃度降低或總量減少，受污染的水體部分地或完全地恢復原狀，這種現象稱為水體自凈作用。按照凈化機理可分為3類：物理凈化作用：稀釋、沉降、擴散化學凈化作用：氧化、還原、分解、絮凝生物化學凈化廢水的生物處理借助微生物的分解作用把污水中的有機物轉化為簡單的有機物或無機物，使水體得到凈化的生物化學過程，稱為廢水的生物處理法。污水生物處理法是天然水體生物自凈原理的人工強化和具體應用。該方法通過創造適宜的條件，使微生物高濃度地富集在特定的構筑物，即污水處理裝置中，充分利用微生物的作用，高速度高敖率地分解、轉化污水中的污染物，從而使污水得到凈化。廢水的生物處理生物處理法天然生物處理法生物穩定塘土地處理系統人工生物處理法好氧生物處理活性污泥法生物膜法厭氧生物處理傳統厭氧消化現代高速厭氧反應器生物處理的微生物污水處理的微生物可分為三類：需氧微生物、厭氧微生物和兼性微生物根據生物反應器內微生物的類群不同，污水的生物處理可分為好養生物處理、厭氧生物處理和不同微生物的聯合處理有機污水生物處理的生化過程微生物在廢水處理中的作用去除溶解性有機物和無機物絮凝沉淀和降解膠體狀固體物質穩定有機物廢水的生物處理（1）效率高普通活性污泥水處理廠，每天1m3曝氣池能轉換1-

2kg干有機物。（2）效果好BOD去除率達90%-95%，COD去除率為60%-70%。（3）適用范圍廣（4）成本低、運行費用少；（5）可處理的水量大，方法成熟

生物處理是廢水二級處理的首選方法有機污水的生物處理

厭氧生物處理

厭氧生物處理基本原理厭氧生物處理厭氧生物處理法是在厭氧條件（不存在分子態氧O2和化合態氧）或缺氧條件（不存在分子態氧，但存在NO3等化合態氧)，利用厭氧性微生物（包括兼性微生物）分解污水中的有機物的方法，也稱厭氧消化或厭氧發酵法。

厭氧生物處理的生化過程——沼氣發酵在厭氧生物處理中，沼氣發酵亦稱甲烷發酵。沼氣亦稱生物氣，是微生物在厭氧條件下分解有機物而產生的一種可燃性氣體，其主要成分是CH4和CO2

沼氣發酵包括：4個階段

沼氣發酵—4個階段將復雜有機物如多糖、蛋白質、核酸、脂肪等經微生物水解成單體，進而發酵生成簡單化合物，由初級發酵菌群引起溶解性小分子有機物進入發酵菌（酸化菌）細胞內，在胞內酶作用下分解為揮發性脂肪酸，同時合成細胞物質是將第一階段中產生的脂肪酸、乙醇等簡單有機物轉化為乙酸、H2

及CO2等是將乙酸（包括甲酸）、CO2、同等轉化為CH4

水解階段發酵階段產乙酸階段產甲烷階段厭氧生物處理法基本要求菌種引入足夠的混合菌種或者經過厭氧消化培養的污泥氧化還原電位嚴格的厭氧環境氧化還原單位E<-200mV發酵溫度中溫型發酵為20~40℃，最佳37~38℃中溫型發酵為53~54℃高溫發酵比中溫發酵效果好廢水性質BOD:N:P=100:6:1含N低于2%時，菌體不易增殖PH和有機酸濃度PH值維持在6.5~7.5有機酸濃度<2000mg/LCO2的產生狀況產生的CO2占沼氣的25%~35%若CO2大于35%，平衡破壞厭氧生物處理法和好氧生物處理法特點比較有機污水的生物處理

厭氧生物處理

厭氧活性污泥厭氧微生物—專性厭氧微生物專性厭氧微生物是指只有在無氧條件下才能生長的微生物。這類微生物只有脫氫酶系統，分子氧對它們具有致死作用。

厭氧微生物在自然界中廣泛分布，種類很多，如產甲烷菌、梭狀芽孢桿菌、丙酮丁醇生產菌、破傷風桿菌、脫硫弧菌、擬桿菌、熒光假單胞菌等。厭氧菌在環境工程中日益引起人們的重視。厭氧生物的培養關鍵是要為它們營造一個無氧或低氧化—還原電位環境。厭氧微生物—兼性厭氧微生物既能在有氧條件下生活，又能在無氧條件下生活的微生物，稱為兼性好氧微生物。這類微生物具有氧化酶和脫氫酶兩套酶系統：有氧時，氧化酶系統活躍；無氧時，氧化酶系統變鈍，脫氫酶系統工作在厭氧消化池中，除厭氧微生物外，也有兼性好氧微生物，能將有機物分解成小分子的有機酸和醇類化合物。厭氧活性污泥生物相產氫產酸細菌沼氣發酵菌群初級發酵菌產甲

烷菌同型產乙酸菌厭氧活性污泥一般呈灰色至黑色。污泥中數量最多的是細菌。真菌雖能存活，但數量較少。藻類和原生動物也偶有發現。細菌以兼性或專性厭氧菌為主，由于進水帶入的緣故，有時也可觀察到好氧細菌。在沼氣發酵型的厭氧生物處中，菌群主要有5類：厭氧污泥的培育方法厭氧活性污泥中的兼性厭氧細菌和厭氧細菌、特別是專性厭氧的產甲烷菌的生長速度慢，世代時間長，因此，厭氧活性污泥的培育一般需要較長的時間：污泥接種：取同類水質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菌和產甲燒菌，是理想的厭氧活性污泥的菌種源城市生活污水處理廠的濃縮污泥亦可作為接種源。厭氧活性污泥的馴化／培育：在厭氧反應器中，進水量由小到大，每提高一個梯度，都要穩定一段時間。處理效果接近設計目標時即可進入正式運行階段。有機污水的生物處理

厭氧生物處理

厭氧反應器類型厭氧反應器類型厭氧處理的核心是厭氧反應器，除常見的普通厭氧消化池、厭氧生物濾池外，近年來，還開發出了多種新型高效厭氧反應器，如：升流式厭氧污泥床反應器、厭氧折流板反應器、內循環厭氧反應器等。以下介紹幾種主要的反應器。定義：該方法在消化池后設污泥沉淀池，污泥從沉淀池回流到消化池，因此該方法亦稱厭氧活性污泥法，厭氧接觸法是現代高效厭氧反應器的開端。厭氧接觸法特點：采用了污泥回流，使反應器中的污泥濃度大幅度增加，污泥停留時間增長，反應器水力停留時間大為縮短。水力停留時間一般為0.5~6天，有機負荷一般為24kg/(m3·d）。適用：厭氧接觸法適用于處理懸浮物濃度較高的高濃度有機廢水。

厭氧生物濾池水力停留時間一般為1~8天。容積負荷在使用塊狀填料的情況下，可以達到3~6kgCOD/(m3·d），比普通消化池處理能力高2~3倍，如果使用塑料填料，可提高至3~10kgCOD/(m3·d），而且具有質量輕，空隙率高，不易墻塞等特點。厭氧生物濾池不需攪拌，可節約能源。厭氧生物濾池升流式厭氧污泥床反應器（UASB）是一種污水厭氧生物處理新技術，其水力停留時間一般為0.3~1天，有機負荷可高達20kgCOD/(m3·d）。UASB反應器主要用于處理含懸浮物，特別是無機懸浮物少的有機廢水在我國，UASB反應器已成功地應用到味精廢水、啤酒廢水、擰朦酸廢水、印染漂洗廢水等的處理升流式厭氧污泥床構成：UASB反應器由污泥床、污泥懸浮層、沉淀區和分離器組成。反應器內的污泥由活性生物量（如細菌）占70%~80%以上的顆粒污泥組成。污泥床的污泥濃度一般可達到40000~80000mg/L，是活性污泥法的20~30倍。特點：廢水從下向上流過反應器、污泥無需攪拌設備、反應器頂部有特殊的三相分離器等。UASB反應器的構成和特點厭氧流化床是20世紀70年代開發的一種污水厭氧生物處理新技術。與UASB反應器相比，其特點是顆粒污泥隨污水的流動而流動，形成所謂的固體流態化，不形成污泥床。水力停留時間一般為0.3~1天，有機負荷為9~13kgCOD/(m3·d)厭氧流化床有機污水的生物處理

厭氧生物處理

氧化塘法氧化塘法定義：氧化塘亦稱穩定塘，是一種大面積敞開式的污水處理池塘，占地面積小的為幾畝，大的可達幾千甚至萬余畝。水深度0.6~5m不等。特點：構筑物簡單，能源消耗少，運轉管理方便。用途：用于小流量生活污水以及工業廢水的處理，常與好氧生物處理相結合，作為污水深度處理，有效去除污水中的氮和磷。氧化塘的基本原理是利用藻菌共生系統來分解水中污染物質，使之得到凈化。一個典型的氧化塘的水層，自上而下可劃分為3層，即光照層、有氧層、無氧層。進入氧化塘的有機污染物被好氧微生物氧化分解，形成各種無機物如NH4+，PO43-、CO2等；藻類可以利用這些無機物作養料，以太陽光為能源，合成自身的細胞，同時釋放大量氧氣供好氧微生物所用。

在氧化塘的底層，還存在厭氧微生物的活動，通過無氧呼吸，生成CO2、H2S、CH4、N2及簡單的有機酸、醇等物。只要這個過程的各個環節保持良好的平衡，此生態系統就能相對穩定，污水得以不斷凈化。氧化塘法效果良好的氧化塘，能使污水中BOD去除率達到80%~95%由于藻類的生長，氨氮可以由(15~40）μg/g減少到2μg/g以下，磷可減少90%。氧化塘系由藻類供氧，比曝氣池、生物轉盤供氧量低得多，因此處理同量的污水，所需池塘面積要大得多，時間亦長

氧化塘法處理效果氧化塘的類型好氧塘日光可達塘底，藻類生長旺盛由藻類供養，塘內處于好氧狀態兼性塘兼性塘上部主要由藻類供養兼性塘底部呈厭氧條件厭氧塘塘內幾乎藻類，主要靠大氣供養，好氧分解僅限于上面一薄層水，塘內主要為厭氧分解通氣塘主要靠機械充氧水深2~5m,全部水層都保持通氣狀態氧化塘法優點：生物塘具有構筑物簡單，能耗低，管理方便等特點缺點：不容易操控，處理負荷低，占地面積大，在處理工業廢水時，一些難溶的有毒有害物質沉積到底泥中成為潛在的污染源。兼性生物塘和厭氧生物塘能產生不良氣味和蚊蟲，對周圍環境產生不良影響。適用：生物塘比較適用于廢水的深度處理有機污水的生物處理

厭氧生物處理

土地處理法土地處理法污水土地處理系統是將污水按一定方式投配到土壤中，憑借土壤—植物—微生物系統的物理、化學與生物的作用使水質得到凈化的一種污水生態處理技術常用的土地處理法有土壤灌溉法、土壤滲濾系統和濕地處理系統等土壤灌溉法土壤灌溉法也稱土地利用法，主要是將經過一定處理后的生活污水或工業廢水排放至土壤，灌溉農田、草地和森林，并憑借土壤中物理、化學與生物的作用使水質進一步得到凈化。處理效果有時可達到三級處理的程度土壤灌溉法凈化機理土壤既是污染物的載體，也是污染物的凈化劑

土壤微生物在污灌的凈化過程中起著主導作用，使污水中的各種有機物得到進一步分解。植物吸收利用污水中的氮、磷、鉀等無機態營養元素，也是土壤凈化污水的重要環節土壤本身也是多種污染物的自然凈化劑為了保證衛生與生態安全，污水灌溉前，應先進行相應的預處理，確保水質達到污灌標準。濕地處理系統定義：濕地處理系統是將污水有控制地投配到水分處于飽和狀態、生長有像蘆葦以及香蒲等沼澤生植物的土地上，污水在沿一定方向流動過程中，經耐水植物和土壤聯合作用得到凈化的一種土地處理系統。優點：系統具有投資及運行費用低、運行維護管理方便、出水水質好等優點。

濕地處理系統凈化機理去除溶解性BOD

微生物作用提供氧水面復氧作用植物根系傳氧作用去除氮水生植物的吸收物生物脫氮氨的揮發去除磷形成不溶性沉淀濕地處理系統微生物各種有益的微生物如細菌、原生動物到較高等微生物生長在植物的淹沒部分，殘枝或者其他碎屑上種植蘆葦的人工程地系統的優勢菌種主要有假單胞肝菌屬、產堿桿菌屬、黃桿菌屬等污水的生物處理

氮磷污水的生物處理

生物脫氮的基本原理概述蛋白質氨基酸氨亞硝酸鹽硝酸鹽好氧亞硝化細菌好氧

硝化細菌厭氧

反硝化細菌氮氣↑氨化作用硝化作用反硝化作用生物脫氮：把水中各種形式存在的氮通過微生物的作用轉化為氮氣，從水中逸出除去的過程。

水體中氮的存在形式：有機氮化物：蛋白質、尿素、氨基酸氨氮：NH3,NH4+

硝態氮：NO3-,NO2-N、P—植物營養元素導致水體的富營養化一級A標準，NH3—N：<5mg/L

TP：<0.5mg/L生物脫氮的基本原理廢水中的氮主要以蛋白質、氨基酸和氨氮的形式存在，蛋白質、氨基酸等有機氮通過氨化作用轉化為氨氮。大多數細菌、放線菌和真菌都具有氨化能力。生物脫氮過程主要由三段工藝共同完成：通過氨化作用將有機氮轉化為氨氮通過硝化作用將氨氮轉化為硝酸鹽氮通過反硝化作用將硝酸鹽氮轉化為氣態氮從水中逸出氨化作用以氨基酸為例：RCHNH2COOH＋O2→RCOOH＋CO2＋NH3氨化作用：有機氮化物在微生物的分解作用中釋放出氨的過程這是一個好氧的過程，參與氨化作用的微生物室好氧微生物在活性污泥法的曝氣池中，好氧微生物降解有機物的同時就伴隨著氨化反應的發生，即有機氮轉化為氨態氮（這一過程一般在曝氣池中完成）硝化作用氨氮在有氧條件下，經亞硝酸細菌和硝酸細菌的作用轉化為硝酸鹽氮的過程，稱為硝化作用。這個過程分兩個階段：第一階段—亞硝化作用，氨被亞硝化細菌氧化成亞硝酸2NH3

+3O2→2HNO2+2H2O+能量第二階段—硝化作用，亞硝酸經硝化細菌作用，氧化為硝酸2HNO2

+O2→2HNO3+能量硝化作用微生物轉化為硝酸的氧化必須有氧參與，這個過程分兩個階段由兩類細菌完成：亞硝化作用（亞硝化細菌）硝化作用（硝化細菌）

化能自養：代謝過程中不需要任何有機物參與，合成代謝過程通過無機物合成細胞物質，實現細胞增殖，所需能量來自分解代謝通過氧化還原性的無機物質作為能量的來源的營養類型。

自養細菌特性：環境中大量存在的有機物質會抑制自養菌的生長

化能自養型細菌對于環境條件的要求是嚴格好氧，在富氧情況下生活良好；適于在中性至微堿性條件下活動；均屬中溫性微生物，最適溫度為30℃，低于5℃或高出40℃時便不能活動。它們不需要有機物，在實驗室條件培養時，少量有機物存在即對之產生抑制作用亞硝化細菌、硝化細菌從化學氧化作用中獲取能量以供生活，但它們對能量的利用率很低硝化細菌生長較緩慢，在純培養中的世代時間約為8h硝化作用微生物溶解氧DO溫度毒物硝化菌及污泥泥齡PH值營養物質反硝化作用硝酸鹽在缺氧條件經微生物作用而還原的過程稱為反硝化作用，而在污水處理中反硝化作用主要指硝酸還原產生分子氮的作用又稱脫氮作用反硝化作用中微生物是將NO3-中的氧作為呼吸作用的氫受體，因而使NO3-被還原，NO3-反硝化的途徑為：

NO3-

→NO2-→NO→N2O→N2

↑反硝化作用微生物

引起反硝化作用的微生物，統稱為反硝化微生物，是兼性厭氧異養細菌。兼性厭氧：在有氧或無氧的環境中均能生長繁殖的微生物。但是，在有氧或缺氧條件下，通過不同的氧化方式獲取能量，兼有有氧呼吸和無氧發酵兩種功能。利用反硝化微生物在缺氧的條件下可以利用硝態氮作為最終電子受體而被還原成氮氣，達到脫氮的目的異養微生物：需要有機物作為碳源的一類微生物影響因素溶解氧DOPH值溫度營養物質生物脫氮的基本原理

蛋白質氨基酸氨亞硝酸鹽硝酸鹽好氧亞硝化細菌好氧

硝化細菌厭氧

反硝化細菌氮氣↑氨化作用硝化作用反硝化作用硝化—反硝化菌的培養

為獲得大量硝化菌，首先將含有硝化菌的活性污泥接種到不含有機物的適于硝化菌的選擇培養基中，在通氣條件下培養。培養過程中應注意補充NH4+—N和調節PH。在此條件下，只有硝化菌可生長，連續、擴大培養可使硝化菌達1012個／mL，然后按一定比例投加到硝化池中。反硝化菌廣泛存在于活性污泥中，可按厭氧活性污泥的培育方法，在富含有機物培養液，厭氧條件下培養，以獲得大量反硝化菌。污水的生物處理

氮磷污水的生物處理

生物脫氮工藝傳統生物脫氮工藝傳統的生物脫氮工藝為三級活性污泥法工藝：第一級為一般曝氣池，其作用是去除BOD，并使有機氮轉化成NH3即氨化；第二級為硝化池，進行硝化反應，在好氧條件下使NH3轉化為硝酸根；第三級為反硝化池，在缺氧條件下硝酸根被還原為氮氣二級生物脫氮缺氧—好氧脫氮工藝（A1/O脫氮工藝）缺氧—好氧脫氮工藝的特點是把反硝化池置于工藝的第一級反應器，又稱為前置反硝化：污水首先進入缺氧池并與硝化池的回流液混合，污水中的一部分有機物作為反硝化菌的碳源被利用，同時硝酸根被轉化為氨或氮氣缺氧池的混合液進入氧化池，污水中的有機物得到進一步的降解，同時氨被氧化為硝酸（N03-）A1/O脫氮工藝特點反硝化過程能直接利用污水中的有機碳源，可省去外碳源的添加，從而降低運行費用；硝化池混合液的回流使產生的NO3-在反硝化池內被去除。該工藝的COD、BOD和氨氮去除率均大于90%，總氮的去除率一般為65%~80%污水的生物處理

氮磷污水的生物處理

生物除磷的基本原理生物脫磷的基本原理

生物除磷是指利用聚磷菌能夠過量地從外部環境攝取磷，并將磷以聚合的形式貯藏在菌體內，形成高磷污泥，排除系統外，達到從污水中除磷的效果。生物除磷的基本過程：好氧條件下，聚磷菌對磷的過量攝取厭氧條件下，聚磷菌的放磷磷釋放—厭氧條件在厭氧條件下，聚合磷酸鹽的分解導致可溶性磷酸鹽從菌體內釋放到細胞外，同時利用產生的能量主動攝取污水中的乙酸等溶解性低分子有機物，合成聚羥基脂肪酸，這種現象稱之為“磷釋放”。在厭氧條件，聚磷菌將體內的有機態磷或聚磷酸鹽分解，將其以溶解性的磷酸鹽形式釋放到溶液中（放磷），同時會產生的能量。細胞外的乙酸轉移到細菌體內生成乙酰CoA，需要耗能，這部分能量來自于菌體內聚合磷酸鹽的分解。生成的乙酰CoA在菌體內轉化成PHB的形式存儲磷攝取—好氧條件

好氧條件下：聚磷菌進行有氧呼吸，不斷分解細胞內儲存的有機物質（聚羥基脂肪酸PHB），產生能量；ADP獲得能量結合正磷酸生成ATP儲存能量從污水中大量攝取溶解性的正磷酸鹽，在細胞內生成多聚磷酸鹽，并加以積累，形成“異染顆粒”。這種現象稱之為“磷過剩攝取”磷攝取—好氧條件從厭氧條件轉變為好氧條件后，聚磷菌則利用厭氧條件下儲存的PHB作為碳源和能源，使其分解為乙酰CoA，乙酰CoA的大部分進入三羧酸循環和乙醛酸循環。產生