活性污泥微生物学实际经验总结绝对实用
活性污泥微生物学
卓祥和编写
二〇〇八年九月
活性污泥微生物学
工业废水或城市污水排入水体后，使水体受到有机污染。有机污染是当前水体污染的普遍倾向，因此有机污染的治理是保护水资源的重要措施。如果被有机污染的水体是河流，在流径一段距离后，水中有机物在微生物的作用下，逐渐被氧化、分解，最后恢复到原来的清洁程度，这一过程称为水体的自挣。微生物在氧化、分解有机物的过程中，不断消耗河流中的溶解氧，而溶解氧则可在流动的河流表面从大气中得到补充。我国古代，就有“流水不腐，户枢不蠹”的谚语。这种利用溶解氧氧化、分解有机物的微生物称作好氧微生物。
排入水体的污水，一部分以悬浮状态的有机物沉淀至水底，无法不断获得溶解氧。此时，另一种称为厌氧微生物发生作用。厌氧微生物是自养性的，以发酵方式分解有机物和合成微生物机体。厌氧分解能产生有机酸、醇、硫化氢、二氧化碳、沼气和热能。所以受有机污染的水体常发生底泥冒气泡现象。民间的沼气池和堆肥是厌氧微生物作用的例子。
我国现行国家标准规定，污水处理工程中，水中溶解氧≥2mg/L为好氧区（Oxic Zone），主要功能是降解有机物和进行硝化反应（又称碳化和硝化）；0.2～0.5mg/L为缺氧区（Anoxic Zone），在兼氧微生物作用下能起到脱氮的反硝化反应；＜0.2mg/L的称为厌氧区（Anaerobic Zone），微生物能吸附有机物并释放磷，以便在好氧区吸收磷从剩余污泥排出而起到除磷功能。水中溶解氧在0.5～2mg/L属于有氧区范围，有相应的微生物菌种存在，起到相应的有机物氧化、氨氮硝化和硝酸盐反硝化的作用。
利用好氧微生物、兼氧微生物和厌氧微生物清除水中有机物的技术，被称作生物处理技术。
污水生物处理技术，按处理设施的载体不同，分为生物膜法和活性污泥法两种。如以填料和膜片作为载体的各种生物滤池和生物转盘等处理设备属于生物膜法；以水为载体的各类曝气池、氧化沟等属于活性污泥法。也有两者结合，在水中设置填料载体的接触氧化法等。
活性污泥法以好氧微生物处理为主。在活性污泥法生物处理设施中需不断充入空气，即曝气。从而加速微生物分解污水中有机物的速度，随之有大量絮状的泥粒产生，这就是活性污泥。它是由大量的细菌、原生动物等微生物，以及一些无机物所组成。活性污泥按照污水水质的不同而有不同的颜色，一般为黄褐色。
为了提高污水生物处理的效果，我们必须对构成活性污泥的主要生物类群、
它们在生物处理中的作用、环境对微生物的影响等等有一定的认识，以掌握其规律性，从而去指导活性污泥法及其他方法处理污水的工作。
一、活性污泥中的主要生物类群
活性污泥中的主要生物类群有细菌和原生动物，还有其它一些生物。
(一)细菌
在活性污泥中细菌数量最多，由于其体积微小、表面积很大，因此具有很强的吸附和氧化分解有机物的能力。在污水生物处理中，细菌起着主要的作用。
细菌是单细胞微
生物，整个菌体只是
一个细胞。细菌从外
形上看有球形的(球
菌)、杆形的(杆菌)和
螺旋形的(螺旋菌)。
这三种形状的细菌在
活性污泥中都可以看到，其中以杆菌为主(图1-1)。
细菌的体积微小，球菌的直径是
0.5～2微米(1微米＝1000毫米)，杆菌长
1～5微米，宽0.5～1.0微米。细菌的体
积虽然很小，但具有一定的构造(图1-2)。
在细菌细胞的最外层有细胞壁。细胞
壁无色透明，坚硬而有弹性。细胞壁使细
菌具有一定的形状，并对细菌具有保护作
用。
细胞质膜紧贴于细胞壁内层，这是一种半渗透性膜，在调节物质出入细胞方面起着重要的作用。
在细胞质膜里面的是细胞质。细胞质主要是由蛋白质和核酸组成，在细胞质里含有核糖体和贮藏物质，主要的贮藏物质有聚β羟基丁酸、糖元或淀粉以及异染粒、硫等。
在细菌体内还有细胞核。细菌的细胞核构造比较原始、无核膜。
细胞壁、细胞质膜。细胞质和细胞核是每一个细菌都有的，是细菌的基本构造。细菌除了基本构造外，还有荚膜、鞭毛、芽孢等特殊构造。
每个细菌在细胞壁外面都有一层粘液层。有些细菌粘液层增厚就形成荚膜。荚膜对细菌具有保护作用。
有些细菌有鞭毛。鞭毛是细菌的运动器官，细菌通过鞭毛的摆动能在水中游动。由于鞭毛的直径更为微小，因此要用特殊染色法或用电子显微镜才能看到。
有些细菌，主要是杆菌在一定的生活周期能在菌体内产生芽孢。芽孢由细胞质和细胞核失水凝聚形成。每个细菌只能形成一个芽孢，因此芽孢没有繁殖作用。芽孢由于含水量少(一般细菌含水量约为80％，而芽孢为60％)，外面又有很厚的壁，因此对外界的不良环境有很强的抵抗力，例如一般细菌在60℃下，经半小时就要死亡，而有些芽孢要在100℃以上经过1～3小时的沸煮才会死亡。芽孢能在缺水的条件下，保持生活能力多年，并且一旦环境条件适宜，能萌发成菌体。芽孢的折光性强，不易着色，在显微镜下看到的是一个透明体。
细菌在环境条件适宜时分裂速度很快，一般每隔20～30分钟分裂一次。因此细菌在固体培养基上生长繁殖时，到了一定时期就能形成肉眼所能见到的群体，这就是菌落。
在活性污泥中经常出现的细菌有菌胶团属、假单孢菌属、芽孢杆菌属、小球菌属、黄杆菌属、杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属、产气杆菌属、棒状杆菌属、八迭球菌属、螺菌属、诺卡氏菌属等等。这些细菌中的大多数具有形成菌胶团的能力。
活性污泥中的细菌通常以菌胶团的形式存在。只有少数以游离状态存在。所谓菌胶团，是由细菌以及细菌分泌的胶质组成的细小颗粒。生产中经常提到的污泥性能和结构的好坏—即污泥吸附、氧化分解有机物的能力，以及污泥凝聚沉降性能，与菌胶团有十分密切的关系。菌胶团是活性污泥的主体，是一种粘性的菌胶团块，能使污水中有机物粘附在颗粒—上，然后加以分解利用。在活性污泥中菌胶团能提供固定生活的原生动物和丝状细菌栖息和附着生长的场所，它也是活性污泥絮状化的基本成分。菌胶团细菌具有较强的分解有机物质的能力。菌胶团细菌由于菌体都包埋在胶质中，就不致被原生动物所吞噬，并有利于沉降。
菌胶团细菌除了在营养上对碳源和氮源都有一定要求外，并具有较高的好气性，菌胶团的形状很多，有垂丝状的，分枝状的、蘑菇形的、球形的、椭圆形的、片状的等等(图1-3)。
在活性污泥
中，有些种类的细
菌还以丝状的形式
存在，这就是一些
丝状细菌。常见的
丝状细菌有球衣细
菌、白硫细菌和硫
丝细菌(图1-4)。
球衣细菌的细胞圆柱形，排列成链状，外面有一层衣鞘。用结晶紫染料染色时，可以清楚地看到衣鞘里圆柱形的细胞。有时还可以看到缺位现象和假分枝。活体观察时，可以看到尖端有轻微摆动现象。
球衣细菌往往附着在菌胶团上或与菌胶团交织在一起。成为活性污泥的骨架。球衣细菌一般在有机物含量较低的污水中出现。
球衣细菌对有机物的分解、氧化能力很强，但是当球衣细菌繁殖过多时，往往引起污泥膨胀，使污水处理效果下降。
白硫细菌又名贝氏硫细菌。这类细菌也是由许多圆柱形细胞组成，菌体的大小和长短相差较大。白硫细菌与球衣细菌不同，外面没有衣鞘，并且能在水中自由游动。游动时，有时前进，有时后退；有时伸直，有时弯曲。
硫丝细菌的基部具有固着器，附着在菌胶团上，但是没有假分枝。
白硫细菌和硫丝细菌都是属于硫磺细菌。这类细菌在夏季，在生活污水处理厂的普通曝气池里，在充氧不足时，能将水中的硫化氢氧化为硫，并以硫粒的形式存在于体内(可用低倍显微镜看到)，而当溶解氧较高(大于1毫克／升)时，体内的硫粒，因被氧化而消失。因此通过对硫磺细菌体内硫粒的观察，可以间接地
推测水中溶解氧的状况。
(二)原生动物
在污水生物处理中，原生动物一方面由于具有吞食污水中有机物颗粒和游离细菌的能力，对污水的净化起着一定的作用：另一方面能在一定程度上反映出污水水质和处理效果，因而必须予以重视。
原生动物是单细胞动物，体积根小，但在构造上却较复杂。除了有细胞质膜、细胞质、细胞核等构造外，还有在细胞里执行一定机能的构—细胞器。
在活性污泥中可以看到的原生动物有以下四大类：纤毛虫类、鞭毛虫类、肉足虫类和吸管虫类，其中以纤毛虫类较为常见（图1-5）。
纤毛虫类的特征是具有纤毛。在污水生物处理正常运转期间，在活性污泥中常见的纤毛虫类是钟虫，钟虫的种类很多，现以大口钟虫为例进行说明(图1-6)。
大口钟虫的外形似钟。虫体前端有一个由许多纤毛构成的纤毛带。由于纤毛带上的纤毛由外向内螺旋状排列，并且朝着一个方向摆动，因此当纤毛活动时，虫体前端的水就会形成一个旋涡。其中的有机物颗粒和游离细菌就会作为食物，
通过口而进入虫体，并在虫体内形成食物泡。食
物泡随着细胞质的流动而在体内移动。在这个过
程中，食物泡中的食物逐渐被消化、吸收。不能
被利用的残渣，最后排出体外。由于钟虫能吞食
污水中的有机物颗粒和游离细菌，因而对污水的
净化有一定的作用。
在大口钟虫体内除了有较多的食物泡外，还
有一个较大的伸缩泡。伸缩泡在维持钟虫体内水
分平衡起着很大的作用。因为钟虫生活在水中，
体内外的渗压不同，水分不断地渗透进入体内。
钟虫体外没有细胞壁，这些水分如果不及时排除，到一定时候虫体就会破裂。因此钟虫体内多余水分以及代谢产物不断进入伸缩泡，并通过伸缩泡的收缩把里面的水分排出体外。在正常情况下，伸缩泡能定期收缩和舒张，但是当污水中的溶解氧降低(小于1毫克／升)时，伸缩泡就不活动而
处于舒张状态。因此通过对伸缩泡的观察也可以间
接地推测污水中的充氧状况。
大口钟虫有尾柄，并通过尾柄固着在菌胶团上，
因此大口钟虫是一种固着型的纤毛虫。
在活性污泥中常见的钟虫，除大口钟虫外，还
有小口钟虫，有时还可以看到无柄钟虫(图1-7)。无
柄钟虫，无尾柄，并用纤毛带在水中捕食和游动。
因此是一种游泳型纤毛虫。
上述这三种钟虫
都是以个体形式存在。
在活性污泥中，除
了以个体形式存在的
钟虫外，还有以群体形
式存在的钟虫，这就是
等枝虫（又名累枝虫）
盖纤虫、聚缩虫、独缩
虫（图1-5）。这些钟
虫由于尾柄相连而构成群体。
活性污泥中的纤毛虫除钟虫外，还有草履虫、肾形虫、豆形虫、裂口虫、漫游虫、尖毛虫、循线虫等（图1-8）。
在上述纤毛虫中，在污水生物处理正常运转期间，较常出现的是漫游虫和循线虫，其余的纤毛虫一般在活性污泥培养初期出现。或在塔式滤池下层的生物膜中出现。
(三)酵母菌、霉菌和藻类
在活性污泥中，除了细菌和原生动物外，还有酵母菌、霉菌和藻类。
(1)酵母菌：酵母菌有时也能在活性污泥中看到，酵母菌也是单细胞微生物，一般为椭圆形，体积较细菌大，—般1～5微米，长8～10微米，因此容易与细菌区别。
酵母菌的菌落与细菌相似，但较大较厚，早白色，少数
呈红色。根据报导，有些酵母菌具有脱酚或脱氰作用。与酵
母菌同类的白地霉有时也可以在活性污泥中看到(图1-9)。
(2)霉菌，霉菌较多地存在于生物
滤池中，而在活性污泥中较少存在。霉
菌的菌体由菌丝组成。菌丝较粗，用低
倍显微镜就可以看得很清楚。
霉菌中的镰刀霉的特点是具有多
细胞的镰刀形大型孢子。镰刀霉中的茄
病镰刀霉己被证明具有较强的脱氰能
力，但是由于霉菌对营养的要求较高，在曝气池容易处于饥饿状态，而被细菌作为食料，因此不易生长，并且又是一种植物病原菌。因此这种霉菌是否适合人工接种方法来处理含氰污水，需要进一步试验。图1-10是白地霉与镰刀霉。
(3)藻类：藻类较多地存在氧化塘中，而在活性污泥中较为少见。藻类与上述细菌、酵母菌、霉菌不同的地方，是具有叶绿素或类似的色素，能利用光能从水、二氧化碳和无机盐类制造有机物作为营养物质，与此同时，放出氧。
CO
2十2H
2
O光→(H
2
O)＋H
2
O＋O
2
根据藻类的这一特性，近年来有入试验在污水出水中培养藻类，进行污水的深度净化处理，使污水出水中的无机盐含量减少，溶解氧增加，并可以从中收获营养物质丰富的藻类以作为家畜的饲料。
在氧化塘中常见的藻类有小球藻
和栅列藻。此外还可以看到衣藻和眼虫
藻(在动物学上分别称为衣滴虫和眼
虫)。在活性污泥中还可以看到颤藻等
(图1-11)。
(四)轮虫和线虫
在活性污泥和生物膜中除了有单细胞的原生动物外，还有多细胞的后生动物，主要的有轮虫和线虫(图
1-12)。
轮虫的前端有纤毛环，纤毛环
上的纤毛在摆动时象轮子那样在
转动，因此把这类动物称为轮虫。
纤毛环是轮虫的运动和捕食器官。
在活性污泥中，常见的轮虫有旋轮
虫和猪吻轮虫。猪吻轮虫善于游
泳，并且常常把消化道中的咀嚼器
伸出来捕食。
轮虫往往在有机物含量较低的水中出现，因此在活性污泥中出现，往往表明污水处理效果较好。但是在曝气池中轮虫出现过多(一滴水含有轮虫一、二千条)，往往会破坏污泥结构，并把细小的污泥颗粒吞食下去，因此轮虫过多，往往是污泥老化的反映。
线虫一般也在污水处理运转正常期间出现。
二、细菌在污水生物处理中的作用
污水生物处理中主要是利用了细菌对有机物的吸咐、分解、氧化作用。细菌具有根强的吸附能力，能在较短时间内吸附污水中的大部分有机物。
被吸附在细菌表面的分子量小、溶于水的有机物能直接被细菌吸收，而一些分于量大、不溶于水的有机物需经细菌分泌的酶(称力外酶)的作用，分解成为分子量小能溶于水的有机物才能被细菌吸收。存在于印染、造纸、纺织、食品加工等工业废水中的纤维素和淀粉就是些分于量大、不溶于水的有机物。
纤维素和淀粉都是属于多糖类，在细菌外酶的作用下，淀粉和纤维素最后都能分解为葡萄糖。由于葡萄糖分子量小，能溶于水，因此能被细菌所吸收。
葡萄糖在进入细菌的菌体后，除了一部分用于合成细胞物质外，大部分被用于产生能量。在生物体内，葡萄糖是一种较为重要的用于产生能量的有机物。
葡萄糖是通过氧化产生能量的。这个过程一般可概括地用以下的反应式表示：
C 6H
12
O
6
＋6O
2
→6CO
2
＋6H
2
O＋能量
葡萄糖＋氧→二氧化碳＋水＋能量
但是葡萄糖在生物体内氧化产生能量的过程和在生物外不同。在生物体内，葡萄糖的氧化是逐步完成的。在这个过程中产生的能量除了一小部分是热能外，大部分是化学能，且在能量释放的同时，还存在着能量的吸收过程。这些被吸收的能量是生物体进行生理活动所必不可缺的。
葡萄糖在生物体内的氧化主要通过脱氢。脱下的氢最后如果被氧接受，就是有氧呼吸；如果被无机盐接受，就是无氧呼吸。如果被有机物接受，就是发酵。
在污水生物处理中，以有氧呼吸类型的细菌较为重要。
存在于食品加工、皮革制品等工业废水中，蛋白质是一类分子量很大的含氮有机物。蛋白质是由氨基酸组成的。污水中的蛋白质经细菌外酶的作用，最后能分解成分子量小并溶于水的氨基酸，而被细菌吸收。
进入细菌体内的氨基酸有些被合成蛋白质。这些新合成的蛋白质，已不是原来的蛋白质，而是细菌特有的蛋白质。蛋白质是细菌细胞物质的重要组成部分。根据分析，细菌体内约含有80～85％的水分，其余是干物质，而在这些干物质中有80％是蛋白质。随着细菌体内蛋白质的增多，细菌就生长繁殖，在数量上不断增多。
进入细菌体内的另一些氨基酸能分解氧化生成有机酸、二氧化碳和氨。
RCHNH
2COOH＋O
2
→RCOOH＋CO
2
＋NH
3
氨基酸＋氧→有机酸＋二氧化碳＋氨
这种由有机态氮变为氨态氮的过程称为氨化作用，参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。
氨化作用产生的氨除了一部分被用于合成细胞质外，也就是与细菌体内的有机酸结合生成氨基酸外，还有一部分被亚硝酸细菌氧化为亚硝酸：亚硝酸再进一步被硝酸细菌氧化为硝酸。
2NH
3＋3O
2
→2HNO
2
＋2H
2
O
2HNO
2＋O
2
→2HNO
3
由氨转化为硝酸的过程称为硝化作用。在硝化作用的同时，还存在反硝化作用。所谓反硝化作用就是由硝酸还原为亚硝酸，由亚硝酸进一步还原为氨、氮。参与反硝化作用的细菌称为反硝化细菌。
存在碳源的情况下，在反硝化细菌作用后将发生反硝化反应。例如葡萄糖或乙酸与硝酸根作用：
C
6H
12
O
6
+12NO
3
-→6H
2
O+6CO
2
+12NO
2
-+能量
CH
3COOH+8NO
3
-→6H
2
O+10CO
2
+4N
2
+8OH-+能量
污水中的有机物有些能被细菌分解、氧化，有些则不能。污水中能被细菌分解、氧化的有机物含量，可用生物需氧量(BOD)表示。生化需氧量高，表示污水中能被细菌分解、氧化的有机物含量多。
细菌对污水中有机物的分解、氧化是在细菌的酶参与下进行的，所谓酶就是生物催化剂。有许多化学反应，例如淀粉分解麦芽糖、葡萄糖，在生物体外要在高温和强酸或强碱条件下经过一段较长的时间才能完成；而在生物体内，在体温和中性或弱酸、弱碱条件—卜很快就能完成，这是由于生物体内存在着酶。
酶是蛋白质并且具有以下的一些特性：
(1)专一性。也就是说，一种酶只能对某种或某几种化学反应起催化作用。不同生物含有不同种类的酶。有些细菌具有脱氰、脱酚能力是和这些细菌体内含有分解、氧化氰或酚的酶有关，因此在工业废水的生物处理中，菌种筛选具有较大的意义。
(2)对温度和酸碱度变化的敏感性。也就是说，温度和酸碱度对酶的活力影响很大(酶的活力是指单位时间内酶对底物的作用速度，而底物是指酶所催化的物质)。污水水温过高或过低，水质过酸或过碱都会降低酶的活力或甚至使活力消失。因此为了提高污水生物处理效率，对污水水温和酸碱度应妥善控制。
(3)有些化学物质，例如镁离子、钾离子等对酶有激活作用(加强酶的活力)；而有些化学物质，特别是一些重金属离子对酶有抑制作用。
(4)底物浓度对酶也有一定的影响。在一定限度内，酶的活力随着底物浓度的增加而提高。
三、外界环境因素对活性污泥中微生物的影响
活性污泥中的微生物，主要是细菌，生活在污水中，对污水发生着影响，同时污水中的一些因素对活性污泥中的细菌发生着影响。在这些因素中，主要的有温度、酸碱度、营养物质、毒物浓度和溶解氧。此外，活性污泥中的微生物，相互之间也有着影响。
(一)温度
温度主要是水温对活性污泥中的细
菌，有着较大的影响(图3-1)。
不同细菌对水温的反应不同。根据
细菌对温度的反应，一般把细菌分为中
温性、好热性和好冷性三种类型，在污
水生物处理中，以中温性细菌比较重
要。中温性细菌的最适生长温度为20～
45℃，所谓最适生长温度指的是细菌生长繁殖最快的温度。中温性细菌中有寄生
的和腐生的。前者最适生长温度较高，约为35～45℃；后者约为20～35℃。活
性污泥中的细菌以后者较为重要。
根据上述原理和污水生物处理实际经验，一般认为在污水生物处理时，水温
以保持20～40℃较为合适。
各种细菌除有最适生长温度外，还有最低生长温度和最高生长温度。所谓最
低生长温度就是低于这个温度时这种细菌的生长就停止；最高生长温度就是高于
这个温度，细菌生长停止。
一般说来，水温在细菌最低生长温度和最适生长温度范围内，污水生物处理
的效果，随水温的上升而提高；随着水温的下降而减小。因此，生活污水处理厂
冬天的处理效果往往稍差。在处理工业废水时也存在同样情况(见表3-1)。
水温对处理效果的影响(某棉纺厂实测资料)
表3-1
日期
气温
(℃) 池温
(℃)
耗氧量(COD)去除率
(％)
色度去除率
(％)
降温前降温后降温前
降温后
12／
10
8.6 11.0 61 54 71 5l
12／
6.5
7.8 67 53 76 46 14
12／
11.0 9.0 68 55 71 47 28
水温低于最低生长温度会对细菌起抑制作用，而高于最高生长温度会导致细菌的死亡。当水温超过50℃时就有可能使细菌体内的蛋白质和核酸发生影响，使蛋白质变性，使酶失活，从而引起细菌的死亡。水温超过60℃，细菌就会在半小时内死亡。水温超过70℃细菌的死亡就更快些。因此在污水生物处理过程中，要防止高温污水进入污水处理构筑物。此外，水温的波动太大也会影响处理效果。
由图3-1可见，当水温低于15℃，球衣菌几乎停止生长，笔者在水温12℃时，就无法培养活性污泥。
(二)酸碱度
污水的酸碱度对活性污泥和生
物膜中细菌也有较大的影响(图
3-2)。不同生物对酸碱度的要求也
很不相同。
根据污水生物处理的实际经
验，一般认为pH在6—9之间较为
适宜，因此细菌对酸碱度的适应范
围是较广的。这是由于外界环境中
的氢离子和氢氧根离于不易透过细菌的细胞质膜，因此外界环境中虽然可能存在着较多的氢离子或氢氧根离子，而细菌菌体环境中的酸碱度仍能保持中性或中性偏碱、偏酸。
此外，活性污泥和生物膜中的细菌经驯化后，对酸碱度适应范围能进一步提高，例如某棉纺厂污水进水的酸碱度一般在9～11之间，而处理效果仍旧十分良好。
但是这决不是说，对于污水进水的酸碱度可以不加控制。根据某棉纺厂的经验，进水的酸碱度如果超过12，活性污泥就会被破坏，处理效果显着下降(参阅
表3-2)。
污水进水的酸碱度突然变化过大，也会引起处理效果急剧下降。
pH对处理效果的影响(某棉纺厂实测资料) 表3-2
(三)营养物质
在污水生物处理过程中，活性污泥中的细菌所需的主要营养物质有水、碳源、氮源、无机盐类等。下面分别进行说明。
(1) 水：水是组成细菌的主要成分。细菌体内约含有80％的水，细菌体内的化学反应都是在水里进行的。由于活性污泥中的细菌生活在水中，因此在一般情况下是不会缺水的。但是对于塔式滤池和生物转盘来说，如果停止进水或者转盘停止转动，则生物膜中的细菌就会停止生长或死亡。
(2) 碳源：碳是构成细菌体的重要元素。细菌体里的各种有机物含有碳的成分，含碳的有机物也是细菌体所需的重要能源。污水中的有机物种类很多，如淀粉、纤维素、糖类、蛋白质、有机酸、醇类、醛类、烃类(包括芳香烃)等都含有碳元素，凡在污水中能被活性污泥中细菌利用的都能成为细菌的碳源。
我们把那些以有机物作为碳源的细菌称为异养细菌，在污水生物处理中这类细菌较为重要。
在细菌中除了异养细菌外，还有自养细菌。自养细菌以无机碳源、主要是二氧化碳作为唯一碳源，并从二氧化碳、硫化氢或硫合成有机物。自养细菌又分为光能自养细菌和化能自养细菌。前者在合成有机物时利用光能，后者利用化能。
在一般污水中都含有细菌所能利用的碳源。但是不同污水，碳源的种类和含量很不相同。由于活性污泥和生物膜中的细菌对碳源的需要较大(以BOD计算不应少于100)，因此对于有些含碳量不足的工业废水，在进行生物处理时，应投
加一定量的碳源，以进行补充，例如可以投加生活污水，米泔水、淀份浆料、工业葡萄糖等等。
(3)氮源：氮也是构成生物体的重要元素。在细菌的蛋白质、核酸等分子中都含有氮元素。污水中一般都含有含氮的有机物或无机物。但是不同水质的污水含氮物的种类和数量有很大的不同。细菌比较容易利用的是氨态氮，这是由于氨态氮容易与细菌体内的有机酸(代谢中间产物)结合生成细菌所需的氨基酸。
在处理生活污水时，由于水中含有粪便，而粪便中的含氮量较高，因此微生物不会缺少氮源，但是在处理工业废水时，由于有些污水合氮量过低，在进行生物处理时需要投加一定量的含氮物例如粪便、尿素、硫酸铵等。
微生物对氮源和碳源的需要量有一定的比例。如果污水中的碳源过多，氮源不足会引起球衣细菌大量繁殖，容易造成污泥膨胀，而碳源不足，氮源过多，会造成污泥松散，粘性不足。
4．无机盐类：在细菌体内的蛋白质和酶中除了含有碳、氢、氧、氮等元素外，还含有少量的硫和磷。此外磷也是核酸的重要组成部分。因此活性污泥和生物膜中的细菌对硫和磷也有一定的要求。活性污泥中的细菌主要是通过吸收污水中磷酸盐和硫酸盐获得所需的磷和硫。
活性污泥中的细菌还需要钾、锰、镁、钙、铁、钴等元素。在这些元素中有些是酶的激活剂例如钾、镁等离子，有些是酶的组成部分。此外，细菌还需要含量极微的锌、铜、铝等元素(称为微量元素)，这些元素也是有些酶的组成部分。
污泥中细菌对无机盐类的需要量是不多的，污水中无机盐的含量基本上可以满足细菌的需要。但是细菌对磷的需要量较多。在生活污水中由于含有粪便，而粪便中含磷量较高，因此可以不必投加磷盐，在工业废水中，投加生活污水后，一般可以不投加磷盐。其余的污水，经分析缺磷的，都应投加磷盐，通常是投加磷酸钾盐或钠盐。在污水的出水中应保持含磷量不少于0.6～1毫克／升。
(四)毒物浓度
凡在污水中存在的对活性污泥中的细菌具有抑制和杀害作用的化学物质都是毒物。有些化学物质例如酚、氰等在浓度低时，可以作为微生物的营养物质，而在浓度高时就成为毒物。毒物对细菌的影响是破坏细菌的结构，其中主要破坏的是细菌的细胞质膜和细菌体内的酶，这样细菌体外的代谢产物容易进入细菌体内，而细菌体内的物质也容易流出。
污水中的毒物有上面提到过的重金属离子。重金属离子能与蛋白质结合，使
蛋白质沉淀和变性，使酶失活。因而是毒物。因此在污水的进水中对重金属离子
的浓度应严格控制。
此外，污水中的有机物酚、氰等对细菌也有较强的毒害作用。酚对细菌的毒害，首先是对细菌的细胞质膜有损伤作用，进一步可以使细菌体内的蛋白质变性
或沉淀并抑制某些酶的活性。氰对细菌的毒害是抑制体内的呼吸酶。
细菌经驯化后，对酚和氰的忍受能力大大提高，例如一般细菌对酚和氰的忍
受力分别为50毫克／升和1～2毫／升，而经驯化后能分别提高到300～500毫
克／升和20～30毫克／L。
此外，细菌对氰的忍受力还因构筑物的不同而不同。例如根据某焦化厂的试验，曝气池中的细菌对氰的忍受力约为30毫克／升，超过这一浓度，处理效果
显着下降。而塔式滤池在进水氰浓度接近40毫克／升时，处理效果仍旧很好，
对生膜也没有发生损害作用（表3-3)。
某焦化厂塔式滤池试验情况表表3-3
但是塔式滤池中的细菌对酚和氰的忍受力也有一定的限度，因此当酚、氰浓度超过一定限度时，处理效果就会显着下降，生物膜破坏，并且较难恢复(表3-4)。
某焦化厂塔式滤地试验情况表表4
9 5 5 8 0 0 0 8 5 7
(五) 溶解氧
不同细菌对氧有不同的反应。根据细菌与氧的关系我们可以把细菌分为好气性细菌（好氧菌）、嫌气性细菌（厌氧菌）和兼性嫌气性细菌（兼氧菌）三大类。
在污水生物处理中，以好气性细菌较为重要。因此在曝气池的污水处理中应保持足够的溶解氧。如果污水中的溶解氧不足，污水生物处理的效果就明显下降，甚至会导致活性污泥的腐化和上浮。
但是溶解氧又不宜过高，否则会引起污水中的有机物分解，消耗过快，从而使细菌缺乏营养而导致污泥老化，结构松散。
曝气区的溶解氧一般以保持2～4毫克／升较为合适。污水出水的溶解氧不宜低于1毫克／升。而在其他方式处理时，溶解氧不完全一样，例如在传统曝气处理时溶解氧可低些，但好氧处理的溶解氧不应低于0.5mg/L。
(六)活性污泥中微生物的互相关系
活性污泥中微生物除了受上述物理因素和化学因素的影响外，微生物间也有着一定的互相影响。这种影响除了表现在原生动物吞食细菌外，还表现在细菌与细菌间的互生和拮抗的关系上。所谓互生就是一种细菌由于另一种细菌的存在而存在，例如活性污泥和生物膜中的某些细菌由于分泌不同的维生素而互相存在。所谓拮抗关系就是有些细菌能分泌抗菌素抑制或甚至杀死其他细菌。细菌间的互生和拮抗关系存在于土壤中，也存在于活性污泥中，但是有关这方面的问题还有侍于进一步认识。
四、细菌的生长曲线及其在污水生物处理中的应用
细菌在环境条件适宜时，生长繁殖的速度是十分惊人的。一般细菌每隔，20～30分钟就能分裂一次。如果把少量细菌接种到适宜的液体培养基中进行培养，每隔一定时间取样进行细菌数目的测定，以细菌数目的对数为纵坐标，以培养时间为横坐标，就何以得到如图4-1所示的细菌生长曲线。
从细菌生长曲线可以
看出，随着时间的不同，细
菌的繁殖速度亦不同，可以
区分以下四个时期：
(1)停滞期：这是细菌
适应新的环境时期，在这个
时期细菌数目基本上没有增加。
(2)对数期：在这个时期，细菌的分裂速度很快，细菌的数目以几何级数增加着，细菌的新陈代偷也十分旺盛。
(3)静止期：随着培养基中营养物质逐渐消耗，代谢产物逐渐累积，并对细菌产生一定的毒害，有些细菌死亡。因此在这个时期，虽然有新的细菌产生，细菌总数基本仍保持不变。
(4)衰老期：在这个时期，培养基中的营养物质已经用完，代谢产物越积越多，对细菌的毒害也越来越大，大量细菌死亡或产生自身氧化(或称内源呼吸)。
根据细菌生长繁殖的规律，如果在细菌的生长对数期，在培养基内连续投入养料，与此同时，以同样的流量排出废液(包括细菌本身和代谢产物)，就能使细菌稳定在对数期。污水的表面曝气池就是根据这一原理设计的。在这个时期，细菌的代谢旺盛，用于处理污水具有处理速度快、设备投资少，占地面积小等的优点。但是也存在处理效果稍差的缺点。因为要维持细菌的对数期，必然要提供细菌较多的营养物质，进水的有机物含量较高，因而出水也带有一定量的有机物。
如果采用延时曝气处理，使细菌稳定在静止期，由于细菌在这个时期对营养物质的要求较低，因而效果较好。但是也存在占地面积较大，耗电量较多的缺点。
在利用细菌静止期处理污水时，如果营养不足而供氧仍较充足，就有可能使细菌由静止期进入衰老期，这时污泥粒子细碎，不呈絮状。这时如果有较高浓度的污水进入，处理效果就很差。但是在这种情况下，如果有较长的时期进入较高浓度的污水，提供细菌较多的营养，情况将会好转，也就是说细菌将由衰老期恢复到静止期。在利用细菌对数期处理污水时，如果营养不足也会出现同样情况。
此外，在利用细菌对数期处理污水时，由于细菌在这一时期，分裂速度很快，污泥的增长也很快，这时如果叶轮提升和排泥跟不上，也有产生污泥腐化现象。
五、活性污泥的培养和驯化
(一)活性污泥的培养(培菌)
所谓活性污泥的培养，就是为形成活性污泥的微生物，主要是细菌提供一定的生长繁殖条件。
培养活性污泥的过程大致是这样，在水温高于15℃的温暖季节，先在曝与池中投入一定量的粪便，并用生活污水进行稀释，必要时还可加入一定量的米泔水，以补充碳源，使BOD达到200～300mg/L，经过一定时期的曝气(在这个过程中，需要不断投入养料，并排出废液)，就会有活性污泥形成，并在数量上下断
增长。
在这个过程中，粪便不仅是培养活性污泥的基本营养物质，并且也是形成活性污泥的生物基础。因为在粪便中不仅含有碳源、氮源、无机盐类和生长因素，并且含有大量的种类繁多的细菌。
在培养污泥过程中，污泥中的生物有些是从空气中落入曝气池的。在空气中除了含有一定数量的细菌和其他微生物外，还含有动物的孢囊和卵，动物的孢囊和卵在环境条件适宜时，能萌发并生长、繁殖，成为以后在污泥中可以看到的原生动物以及后生动物的来源。
在活性污泥培养过程中。为了使活性污泥中细菌的种类能更多一些，以利于驯化，还可以在培养活性污泥的曝气池里投入一定量的肥沃土壤或从污水流过的下水道里捞取上来的污泥，对于一些含有有毒物质的工业废水还可以投入一定量的筛选所得的菌种。
在活性污泥培养过程中，
如果不断地用显微镜对活性污
泥进行观察，就可以看到这个
过程基本上是一个游离细菌逐
渐由多到少，活性污泥逐渐形
成并由少到多的过程。随着活
性污泥中菌胶团的形成，球衣
细菌等丝状细菌也开始出现，
并增多。污泥中的原生动物也
发生着如图6-1所示那样的变
化。这种变化是原生动物和外
界环境关系的表现。
(二)活性污泥的驯化
活性污泥无论是来自其他厂或自己培养，在运转前一般都要经过驯化。污泥的驯化过程基本上是营养物质投加量逐渐减少，污水投加量逐渐增加，最后全部进入污水的过程。
在污泥驯化过程中，不适应污水的生物逐渐淘汰死亡，适应污水的生物逐渐增长。与此同时，适应污水的微生物在污水的诱发下，能在体内产生适应酶。
什么叫做适应酶呢细菌在某种化学物质的诱发下，能产生一定数量的对这种
生物膜法与活性污泥法的异同点
给排水专业 （1）生物膜法和活性污泥法有哪些异同之处？ 生物膜法和活性污泥法是以生化处理的不同反应器形式，从外观上看主要区别在于前者的微生物不需要填料载体，生物污泥是悬浮的，而后者的微生物是固定在填料上的，然而它们处理废水、净化水质的机理是一样的。另外，二者的生物污泥都是好氧活性污泥，而且污泥的组成也具有一定的相似性。此外，生物膜法中的微生物，由于是固定在填料上的，可以形成比较稳定的生态系统，其生活能量和消耗能量不象活性污泥法中的微生物那样大，因此生物膜法的剩余污泥比活性污泥法要少。上海信谊百路达药业有限公司的接触氧化池采用生物膜法，而SBR生化池采用活性污泥法。 （2）生物膜法和活性污泥法有哪些异同之处？ 异同点活性污泥法生物膜法 组成 曝气池，沉淀池，污泥回流及剩 余污泥排除系统。 主体曝气池：搅拌混合液使泥、水充 分接触和向微生物供氧。 活性污泥：由细菌、真菌、原生 动物和后生动物等各种生物和金 属氢氧化物等无机物所形成的污 生物膜：以附着在惰性在体 表面生长的，以微生物为主， 包含微生物及其产生的胞外 多聚物和吸附在微生物表面 无机及有机物等组成，具有
泥状的絮凝物。有良好的吸附、絮凝、生物氧化和生物合成性能。较强的吸附和生物降解性 能。 有机物去除过程吸附和稳定：第一阶段，污水中 的有机污染物被活性污泥颗粒吸 附在菌胶团的表面上，这是由于 其巨大的比表面积和多糖类黏 性物质。同时一些大分子有机物 在细菌胞外酶作用下分解为小分 子有机物。第二阶段，微生物在 氧气充足的条件下，吸收这些有 机物，并氧化分解，形成二氧化 碳和水，一部分供给自身的增殖 繁衍。活性污泥反应进行的结果， 污水中有机污染物得到降解而去 除，活性污泥本身得以繁衍增 长，污水则得以净化处理。经过 活性污泥净化作用后的混合液进 入二次沉淀池，混合液中悬浮的 活性污泥和其他固体物质在这里 沉淀下来与水分离，澄清后的污 水作为处理水排出系统。经过沉 在充氧的条件下，微生物在 填料表面聚附着形成生物 膜，经过充氧(充氧装置由水 处理曝气风机及曝气器组 成)的污水以一定的流速流 过填料时，生物膜中的微生 物吸收分解水中的有机物， 使污水得到净化，同时微生 物也得到增殖，生物膜随之 增厚。当生物膜增长到一定 厚度时，向生物膜内部扩散 的氧受到限制，其表面仍是 好氧状态，而内层则会呈缺 氧甚至厌氧状态，并最终导 致生物膜的脱落。随后，填 料表面还会继续生长新的生 物膜，周而复始，使污水得 到净化。
活性污泥法基本原理
活性污泥法的基本原理 一．基本概念和工艺流程 （一）基本概念 1．活性污泥法：以活性污泥为主体的污水生物处理。 2．活性污泥：颜色呈黄褐色，有大量微生物组成，易于与水分离，能使污水得到净化，澄清的絮凝体 （二）工艺原理 1．曝气池：作用：降解有机物（BOD5） 2．二沉池：作用：泥水分离。 3．曝气装置：作用于①充氧化②搅拌混合 4．回流装置：作用：接种污泥 5．剩余污泥排放装置：作用：排除增长的污泥量，使曝气池内的微生物量平衡。 混合液：污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。 二．活性污泥形态和活性污泥微生物 （一）形态： 1、外观形态：颜色黄褐色，絮绒状 2．特点：①颗粒大小：0.02－0.2mm ②具有很大的表面积。③含水率>99%，C<1%固体物质。④比重1.002－1.006，比水略大，可以泥水分离。 3.组成：
有机物：{具有代谢功能，活性的微生物群体Ma {微生物内源代谢，自身氧化残留物Me {源污水挟入的难生物降解惰性有机物Mi 无机物：全部有原污水挟入Mii （二）活性污泥微生物及其在活性污泥反应中作用 1．细菌：占大多数，生殖速率高，世代时间性20-30分钟； 2．真菌：丝状菌→污泥膨胀。 3．原生动物 鞭毛虫，肉足虫和纤毛虫。 作用：捕食游离细菌，使水进一步净化。 活性污泥培养初期：水质较差，游离细菌较多，鞭毛虫和肉足虫出现，其中肉足虫占优势，接着游泳型纤毛虫到活到活性污泥成熟，出现带柄固着纤毛虫。 ☆原生动物作为活性污泥处理系统的指示性生物。 4．后生动物：（主要指轮虫） 在活性污泥处理系统中很少出现。 作用：吞食原生动物，使水进一步净化。 存在完全氧化型的延时曝气补充中，后生动物是不质非常稳定的标志。 （三）活性污泥微生物的增殖和活性污泥增长 四个阶段： 1．适应期（延迟期，调整期）
活性污泥法和生物膜法的优缺点及其他
1.试比较活性污泥法和生物膜法的优缺点。 答：活性污泥法和生物膜法一样，同属好氧生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则上要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。下面以活性污泥法为参照，比较它们之间的优缺点： （1）生物膜法优点： ①固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性 好。②不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。而活性污泥法则容易发生污泥膨胀。 ③由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池，因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。 ④同高营养级的微生物存在，有机物代谢对较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污泥量较少。 ⑤采用自然通风供氧。 （2）生物膜法缺点： ①活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。而活性污泥法运行比较方便灵活。 ②由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。而且需要较多的载体填料和支撑结构，通常基建投资超过活性污泥法。 ③处理出水往往含有较大的脱落的生物膜片，使得出水澄清度降低。而活性污泥法在正常情况下获得比较好的澄清水。 2.好氧与厌氧优缺点，使用条件。 答：（1）厌氧生物处理与好氧生物处理相比，优点如下： ①无须充氧，运行能耗大大降低，而且能将有机污染物转化成沼气加以利用。 ②污泥产生量很少，剩余污泥处理费用低，产酸菌污泥产率为 0.15-0.34kg(VSS)/[kg(COD)],产甲烷菌污泥产率为0.03kg(VSS)/[kg(COD)]左右，而好氧微生物污泥产率可达0.25 -0.6kg(VSS)/[kg(COD)]。 ③适于处理难降解的有机废水，或者作为高难降解有机废水的预处理工艺，以提高其
活性污泥法的反应动力学原理及其应用
活性污泥法的反应动力学原理及其应用 活性污泥法反应动力学可以定量或半定量地揭示系统内有机物降解、污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、运行参数以及环境因素之间的关系。 它主要包括：① 基质降解的动力学，涉及基质降解与基质浓度、生物量等因素的关系；② 微生物增长动力学，涉及微生物增长与基质浓度、生物量、增长常数等因素的关系；③ 还研究底物降解与生物量增长、底物降解与需氧、营养要求等的关系。 在建立活性污泥法反应动力学模型时,有以下假设：① 除特别说明外，都认为反应器内物料是完全混合的，对于推流式曝气池系统，则是在此基础上加以修正；② 活性污泥系统的运行条件绝对稳定；③ 二次沉淀池内无微生物活动，也无污泥累积并且水与固体分离良好；④ 进水基质均为溶解性的，并且浓度不变，也不含微生物；⑤ 系统中不含有毒物质和抑制物质。 一、活性污泥反应动力学的基础——米—门公式与莫诺德模式 1、米—门公式 Michaelis—Menton 提出酶的“中间产物”学说，通过理论推导和实验验证，提出了含单一基质单一反应的酶促反应动力学公式，即米—门公式： S K S v m += m ax ν 式中：v ——酶促反应中产物生成的反应速率； m ax v ——产物生成的最高速率； m K ——米氏常数（又称饱和常数，半速常数）； S ——基质浓度。
中间产物学说：P E ES S E +??+ 米门公式的图示： 2、莫诺德模式 ① 莫诺德模式的基本形式： Monod 于1942年和1950年曾两次进行了单一基质的纯菌种培养实验，也发现了与上述酶促反应类似的规律，进而提出了与米门公式想类似的表达微生物比增殖速率与基质浓度之间的动力学公式，即莫诺德模式： S K S s +?= m ax μ μ 式中： ( )x dt dx /=μ——微生物的比增殖速率，d kgVSS kgVSS ?/； m ax μ——基质达到饱和浓度时，微生物的最大比增殖速率， S ——反应器内的基质浓度，mg/l ； s K ——饱和常数，也是半速常数。 随后发现，用由混合微生物群体组成的活性污泥对多种基质进行微生物增殖实验，也取得了符合这种关系的结果。 可以假定：在微生物比增殖速率与底物的比降解速率之间存在下列比例关系： v max v=v max O K m
活性污泥法和生物膜法的优缺点及其他
活性污泥法和生物膜法的 优缺点及其他 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
1.试比较活性污泥法和生物膜法的优缺点。 答：活性污泥法和生物膜法一样，同属好氧生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则上要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。下面以活性污泥法为参照，比较它们之间的优缺点： （1）生物膜法优点： ①固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳 定性好。②不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。而活性污泥法则容易发生污泥膨胀。 ③由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池，因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。 ④同高营养级的微生物存在，有机物代谢对较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污泥量较少。 ⑤采用自然通风供氧。 （2）生物膜法缺点： ①活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。而活性污泥法运行比较方便灵活。 ②由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。而且需要较多的载体填料和支撑结构，通常基建投资超过活性污泥法。 ③处理出水往往含有较大的脱落的生物膜片，使得出水澄清度降低。而活性污泥法在正常情况下获得比较好的澄清水。 2.好氧与厌氧优缺点，使用条件。 答：（1）厌氧生物处理与好氧生物处理相比，优点如下： ①无须充氧，运行能耗大大降低，而且能将有机污染物转化成沼气加以利用。 ②污泥产生量很少，剩余污泥处理费用低，产酸菌污泥产率为产甲烷菌污泥产率为(VSS)/[kg(COD)]左右，而好氧微生物污泥产率可达 (VSS)/[kg(COD)]。 ③适于处理难降解的有机废水，或者作为高难降解有机废水的预处理工艺，以提高其可生化性和后续好氧处理工艺的处理效果。 ④厌氧过程和好氧过程的串联配合使用，可以起到脱氮除磷的作用。
生物膜—活性污泥法联合工艺
生物膜—活性污泥法联合处理工艺的研究 摘要：目前，生物膜法和活性污泥法在污水处理中运用的很普遍，在我国乃至全世界都 运用的很广泛，但单独采用这两种工艺存在着很多不足，所以目前越来越多的研究者开始尝试研究将两种污水处理法结合起来处理污水，以此克服这两种工艺的不足。 本文主要介绍生物膜法与活性污泥法各自在污水处理中的原理及特点，通过对比生物膜法和活性污泥法处理污水的优缺点，到达研究生物膜法与活性污泥联合处理工艺在污水处理中的效果，进而了解生物膜—活性污泥法联合处理工艺的工艺特点。 关键词：生物膜法、活性污泥法、联合处理工艺 一、活性污泥法 1、概念及特点 废水生物处理中微生物悬浮在水中的各种方法的统称。因悬浮的微 生物群体呈泥花状态，故名。一般指需氧活性污泥过程。 活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。 2、流程与原理【1】 典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，呈悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。 污水处理按处理程度一般分为初级处理、二级处理、三级处理（深度处理）三个等级。初级处理是去除可沉降的悬浮物质、悬浮油类和酸碱等物质；二级处理是去除可降解的溶解性和初级处理没有去除的悬浮、胶体有机物质；三级处理是去除不可降解的有机物质和溶解性的无机物质。活性污泥法和其他生物处理法都属于二级处理。活性污泥法是二级处理中处理效果最高又比较成熟的方法，尤其对大量的污水处理。 3、实践中经常出现的一些异常现象和解决办法加以总结 （1）活性污泥呈灰黑色，污泥发生厌氧反应，污泥中出现硫细菌，出水水质恶化。原因：一是负荷量增高；二是曝气不足；三是工业废水的流入等。措施：一是控制负荷量；二是增大曝气量；三是切断或控制工业废水的流人。 （2）污泥上浮的原因【2】，一是由于污泥颗粒挟带气体或油滴，密度减小而上浮。另一种情况是由于污泥被破碎，沉速减小而不能下沉，例如，表面曝气机转速过大，打碎污泥絮体，导致污泥上浮。发生污泥上浮后，应暂停进水，清除污泥，判断原因，调整操作。对予反硝化作用可采取的对策是降低二沉池中的停留时间，减少曝气量和沉淀池进水量，以减少池中污泥量。溶污泥沉降性能差，可适当授加混凝剂或惰性物质以改善沉淀性能，并降低曝气机转速。 二、生物膜法 1、概念及特点
活性污泥反应动力学
13.3 活性污泥反应动力学及应用 13.3.1 概述 活性污泥反应动力学能够通过数学式定量地或半定量地揭示活性污泥系统内有机物降解、污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、运行参数以及环境因素之间的关系。 在活性污泥法系统中主要考虑有机物降解速度、微生物增长速度和溶解氧利用速度。 目前，动力学研究主要内容包括： （1）有机底物降解速度与有机物浓度、活性污泥微生物量之间的关系。 （2）活性污泥微生物的增殖速度与有机底物浓度、微生物量之间的关系。 （3）微生物的耗氧速率与有机物降解、微生物量之间的关系。 13.3.2 反应动力学的理论基础 （1）有机物降解与活性污泥微生物增殖 曝气池是一个完整的反应体系，池内微生物增殖是微生物合成反应和内援代谢两项胜利活动的综合结果，即： 微生物增殖速率= 降解有机物合成的生物量速率—内源代谢速率 式中，Y——产率系数，即微生物降解1kgBOD所合成的MLSS量，kgMLSS/kgBOD； K d——自身氧化率，即微生物内源代谢的自身减少率； 对于完全混合式活性污泥系统，曝气池中的微生物量物料平衡关系式如下： 每日池内微生物污泥增殖量=每日生成的微生物量—每日自身氧化掉的量 ∴ 式中，S0——原水BOD浓度； S e——处理出水BOD浓度； Q——日处理水量，m3/d； V——曝气池容积，m3； X——曝气池中污泥平均浓度，mg/L。 两边除以VX ，式子变为 而 q称为BOD比降解速率，其量纲与污泥负荷相同，单位一般用kgBOD/（kgMLSS?d）表示。 即， θc为泥龄。可见高去除负荷下，污泥增长很快，导致排泥加快，污泥龄就短，生物向不够丰富，因此原 水的可生化性要好。
活性污泥法和生物膜法的优缺点及其他
活性污泥法和生物膜法的优缺点及其他 案场各岗位服务流程 销售大厅服务岗： 1、销售大厅服务岗岗位职责： 1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品; 2)保持销售区域台面整洁; 3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等; 4)收集客户意见、建议及现场问题点； 2、销售大厅服务岗工作及服务流程 阶段工作及服务流程 班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域 2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。 班中工作程序服务 流程 行为 规范 迎接 指引 递阅 资料 上饮品 （糕点） 添加茶水 工作 要求 1）眼神关注客人，当客人距3米距离 时，应主动跨出自己的位置迎宾，然后 侯客迎询问客户送客户
注意事项 15度鞠躬微笑问候：“您好！欢迎光临！”2）在客人前方1-2米距离领位，指引请客人向休息区，在客人入座后问客人对座位是否满意：“您好！请问坐这儿可以吗？”得到同意后为客人拉椅入座“好的，请入座！” 3）若客人无置业顾问陪同，可询问：请问您有专属的置业顾问吗？，为客人取阅项目资料，并礼貌的告知请客人稍等，置业顾问会很快过来介绍，同时请置业顾问关注该客人； 4）问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好，这里是XX销售中心，这边请”5）问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好 6）关注客人物品，如物品较多，则主动询问是否需要帮助（如拾到物品须两名人员在场方能打开，提示客人注意贵重物品）； 7）在满座位的情况下，须先向客人致歉，在请其到沙盘区进行观摩稍作等
待； 阶段工作及服务流程 班中工作程序工作 要求 注意 事项 饮料（糕点服务） 1）在所有饮料（糕点）服务中必须使用 托盘； 2）所有饮料服务均已“对不起，打扰一 下，请问您需要什么饮品”为起始； 3）服务方向：从客人的右面服务； 4）当客人的饮料杯中只剩三分之一时， 必须询问客人是否需要再添一杯，在二 次服务中特别注意瓶口绝对不可以与 客人使用的杯子接触； 5）在客人再次需要饮料时必须更换杯 子； 下班程 序1）检查使用的工具及销售案场物资情况，异常情况及时记录并报告上级领导； 2）填写物资领用申请表并整理客户意见；3）参加班后总结会； 4）积极配合销售人员的接待工作，如果下班时间已经到，必须待客人离开后下班；
活性污泥法实验
活性污泥实验 一、 实验目的 1、观察完全混合活性污泥处理系统的运行，掌握活性污泥处理法中控制参数（如污泥负荷、泥龄、溶解氧浓度）对系统的影响； 2、加深对活性污泥生化反应动力学基本概念的理解； 3、掌握生化反应动力学系数K 、Ks 、Vmax 、Y 、Kd 、a 、b 等的测定。 二、 实验原理 活性污泥好氧生物处理是指在有氧参与的条件下，微生物降解污水中的有机物。整个过程包括微生物的生长、有机底物降解和氧的消耗，整个过程变化规律如何正是活性污泥生化反应动力学研究的内容，活性污泥生化反应动力学内容包括： （1）底物的降解速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量之间的关系； （2）活性污泥微生物的增殖速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量之间的关系； （3）有机底物降解与氧需。 1、底物降解动力学方程 Monod 方程： S Ks S V dt dS +=- max （1） Vmax-------有机底物最大比降解速度， Ks-----------饱和常数， 在稳定条件下，对完全混合活性污泥系统中的有机底物进行物料平衡： 0)(=++-+dt dS V Se Q R Q Se Q R Q So （2） 整理后，得
dt dS V Se So Q - =-)( （3） 于是有 S Ks S V Xt Se So XV Se So Q +=-=-max )( （4） 而M F Xt Se So XV Se So Q /)(=-=-，F/M 为污泥负荷。 完全混合曝气池中S=Se ，所以（4）式整理后可得 max 11max V Se V Ks Se So t X +=- （5） （5）式为一条直线方程，以Se 1 为横坐标，Xt Se So -（污泥负荷）为纵坐标，直 线的斜率为 max V Ks ，截距为max 1 V ，可分别求得max V 、Ks 。 又因为在低底物浓度条件下，Se< 排水工程课后资料参考 1.曝气生物滤池与生物接触氧化池的区别？ ①生物接触氧化xx曝气生物滤池简单。 ②生物接触氧化没有反冲洗，但是一般都设置从沉淀池回流污泥的设备。 ③曝气生物滤池截留污泥的效果要好，时间长了可能会堵塞填料缝隙；而生物接触氧化池一般采用尼龙填料缝隙比较大，在调试初期截留污泥的能力不强，后期生物膜成熟，进行新老更替。 ④曝气生物滤池所需要的气水比一般10-6：1；而生物接触氧化池所需气水比在20-30：1以上。 ⑤曝气生物滤池一般用在生活污水或者工业废水深度处理上，生物滤池可以COD降到30-50以下；生物接触氧化的填料是固定的，经常用于二级生化系统，出水COD能降到80-100左右水平。 2.污水好氧处理和厌氧处理的优缺点比较？ 1）好氧的优点： ①好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短。 ②处理构筑物容积较小。 ③处理过程中散发的臭气较少。 好氧的缺点： 即为以下厌氧的优点的对立面。 2）厌氧的优点： ①应用范围广；②能源需求少故运行费用低，且能产生大量能源 （CH4）；③剩余污泥量少，易处理；④对营养物的需求量小；⑤厌氧菌种便于二次启动；⑥耐冲击负荷能力强；⑦规模灵活。 厌氧的缺点： ①处理效果不彻底②反应条件较为苛刻，难以控制③启动时间长④N、P 去除率低⑤管理较为复杂 3.活性污泥法与生物膜法的比较？ 活性污泥法优点。①效率高，效果好；②适用范围广；③方法成熟活性污泥法缺点： ①采用传统的活性污泥法，往往基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀现象；②污水进行脱氮除磷处理工艺需要将多个厌氧和好氧反应池串联，形成多级反应池，这势必要增加基建投资的费用及能耗，并且使运行管理较为复杂。③活性污泥法产生大量的剩余污泥，需要进行污泥无害化处理，增加了投资。 生物膜法优点： ①生物膜对污水水质、水量的变化有较强的适应性，管理方便，不会发生污泥膨胀。②微生物世代时间较长，且生物相对更为丰富、稳定，产生的剩余污泥少。③能够处理低浓度的污水。 生物膜法缺点： ①生物膜载体增加了系统的投资；②在处理城市污水时处理效率比活性污泥法低；③附着于固体表面的微生物量较难控制，操作伸缩性差。 4.两级厌氧消化与两相厌氧消化的比较？ 两级厌氧消化： 是根据消化过程沼气产生的规律进行设计，目的是节省污泥加温与搅拌所需的能量。 两相厌氧消化： 是根据消化机理进行设计，目的是使各相消化池具有更适合于消化过程三个阶段各自的菌种群生长繁殖的环境。1.造纸废水处理流程？ 活性污泥法动力学模型的研究进展 [摘要]从模型的机理、功能等方面对活性污泥法动力学的微生物模型、传统静态模型和动态模型进行简要的介绍，并分析比较了各自的优缺点。 [关键词]活性污泥法模型ASM 活性污泥法是废水生物处理中应用最广泛的方法之一。起初对于活性污泥过程的设计和运行管理主要依靠经验数据，自20世纪50年代后期，Eckenfelder 等人基于反应器理论和生物化学理论提出活性污泥法静态模型以来，动态模型研究不断发展，已成为国际废水生物处理领域的研究热点。但我国在该领域的研究尚处于起步阶段，与国际先进水平还存在很大差距。 1微生物模型 1942年，Monod发现均衡生长的细菌的生长曲线与活性酶催化的生化反应曲线类似，1949年发表了在静态反应器中经过系统研究得出的Monod模型[1]：Monod模型实质上是一个经验式，是在单一微生物对单一基质、微生物处 于平衡生长状态且无毒性存在的条件下得出的结论。Monod模型的提出使废水生物处理的设计和运行更加理论化和系统化，提高了人们对废水生物处理机理的认识，进一步促进了生物处理设计理论的发展。由于微生物模型描述的是微生物生长和限制微生物生长的基质浓度之间的关系，它是活性污泥法数学模型的理论基础。微生物模型的不断发展和计算机技术的普及同时也推动了活性污泥数学模型研究的日趋深入。 2传统静态模型 传统静态模型主要有20世纪50-70年代推出的Eckenfelder、Mckinney和Lawrence-McCarty模型，这些模型所采用的是生长-衰减机理[2]。 2.1Eckenfelder模型 该模型提出当微生物处于生长率上升阶段时，基质浓度高，微生物生长速度与基质浓度无关，呈零级反应；当微生物处于生长率下降阶段时，微生物生长主要受食料不足的限制，微生物的增长与基质的降解遵循一级反应关系；当微生物处于内源代谢阶段时，微生物进行自身氧化。 2.2McKinney模型 该模型忽略了微生物浓度对基质去除速度的影响，认为在活性污泥反应器内，微生物浓度与底物浓度相比，属低基质浓度，微生物处于生长率下降阶段，代谢过程为基质浓度所控制，遵循一级反应动力学。并首次提出活性物质的概念， 第六章 生物反应动力学基础（张婷婷） 请对发现的文字错误及格式等进行修订，同时对我蓝色标出的要求进行补充完善。。注意此章节中公式编辑器所编辑的公式均可正常显示并编辑，所以不用更改为word 格式。辛苦了，谢谢！孔秀琴 一、底物降解速率 底物降解速率即每天每公斤活性污泥能降解多少公斤的BOD 5,其单位为： d kgVSS kgBOD ?/5，是反映生物反应器处理能力的重要参数。生物反应系统中，反应器 容积等重要参数是根据系统的底物降解速率（污泥负荷）来确定的。底物降解速率的函数关系式如下： S k S v Xdt dS s +=max （6-1） 式中： Xdt dS —比降解速率，单位 d -1 m a x v —最大比底物降解速率，即单位微生物量利用底物的最大速率 K S —饱和常数 X —微生物浓度 S —底物浓度 环境工程中，一般S 较小，当S K S ≤≤时，分母略去S ，并令 2max k k s =υ，,即可得下式： S k Xdt dS 2= （6-2） 上式积分可得：错误！未找到引用源。 t X t S S ??-=2k 0e （6-3） 那么已降解的底物含量为： ）（t X k t S S S S ??-?=-=2e -100 （6-4） 式中：?S —降解的有机底物浓度 0S —初始的有机底物浓度 t S —t 时刻剩余的有机底物浓度 上式中，因一般生物系统活性污泥浓度x 为定值，所以可令12k X k =，同时把已降解的底物浓度用BOD t 浓度代替，初始底物浓度用BOD U 代替,，即得下式： )1(1t k u t e BOD BOD ?-= （6-5） 即得5日生化需氧量和总需氧量之间的换算关系式： （6-6） 因C o 20时，23.01 =k ，则可得到： u BOD BOD 68.05= 环境工程中，用污泥负荷来表示有机物（底物）的降解速率，是特定工艺处理能力的度量参数。在工程设计中，在确定生物反应器的容积及排泥量等关键数据时，污泥负荷是重要的设计参数，其值的选取直接关系到整个工程的造价。根据工程参数所确定的污泥负荷定义式如下： Xt S S XV S S Q N e e ) ()(00-=-= （6-7） 式中：N —污泥负荷，单位kg/kgVSS ﹒d V —反应器的有效容积，单位m 3 污泥负荷即底物比降解速率，其函数关系式也可写作 S k S k S N s 2max =+=υ （6-8） 二、微生物增殖 有机底物经过微生物降解作用后，其中一部分经氧化产能代谢为H 20和CO 2、小分子的有机物等，一部分则通过微生物合成作用转变为新的细胞物质，表现为微生物的增殖，同时微生物还通过内源呼吸作用而不断衰亡，表现为污泥的衰减。所以底物降解和微生物增殖之间存在着必然联系。生物反应系统需要根据微生物的增殖速率来确定泥龄、进而确定剩余污泥排放量等重要数据，所以其相互之间的关系可用下式表示： d K Xdt dS Y Xdt dX -= （6-9） 三．活性污泥的增长规律 1、活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。 2、一般可用活性污泥的增长曲线来描述:（见附图1） 注意：1)间歇静态培养； 2)底物是一次投加； 3)图中同时还表示了有机底物降解和氧的消耗曲线。 ● F/M 值: 在温度适宜、DO 充足、且不存在抑制物质的条件下，活性污泥微生物的增殖速率主要取决于微生物与有机基质的相对数量，即有机基质(Food )与微生物(Microorganism )的比值，即F/M 值。 F/M 值也是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。 实际上，F/M 值就是以BOD 5表示的进水污泥负荷(5sBOD L )，即： )(55d kgVSS kgBOD X V B Q L M F v i sBOD ???== 3、一般来说，可将增长曲线分为以下四个时期： (1) 适应期；(2)对数增长期；(3)减速增长期；(4)内源呼吸期。 ● 适应期: (1)是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个短暂的适应过程； (2)经过适应期后，微生物从数量上可能没有增殖，但发生了一些质的变化：a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已 做了相应调整；c.产生了一些适应新环境的变异；等等。 (3) BOD 5、COD 等各项污染指标可能并无较大变化。 ● 对数增长期： (1) F/M 值高(>2.2d kgVSS kgBOD ?/5)，所以有机底物异常丰富，营养物质不是微生物增殖的控制因素； (2) 微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅由微生物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微 生物自身的生理机能的限制； (3) 微生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞； (4) 此时的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝 排水工程课后资料参考 1、曝气生物滤池与生物接触氧化池的区别？ ①生物接触氧化池比曝气生物滤池简单。 ②生物接触氧化没有反冲洗,但就是一般都设置从沉淀池回流污泥的设备。 ③曝气生物滤池截留污泥的效果要好,时间长了可能会堵塞填料缝隙;而生物接触氧化池一般采用尼龙填料缝隙比较大,在调试初期截留污泥的能力不强,后期生物膜成熟,进行新老更替。 ④曝气生物滤池所需要的气水比一般10-6:1;而生物接触氧化池所需气水比在20-30:1以上。 ⑤曝气生物滤池一般用在生活污水或者工业废水深度处理上,生物滤池可以COD 降到30-50以下;生物接触氧化的填料就是固定的,经常用于二级生化系统,出水COD能降到80-100左右水平。 2、污水好氧处理与厌氧处理的优缺点比较？ 1)好氧的优点:①好氧生物处理的反应速度较快,所需的反应时间较短。 ②处理构筑物容积较小。 ③处理过程中散发的臭气较少。 好氧的缺点:即为以下厌氧的优点的对立面。 2)厌氧的优点:①应用范围广;②能源需求少故运行费用低,且能产生大量能源(CH4);③剩余污泥量少,易处理;④对营养物的需求量小;⑤厌氧菌种便于二次启动;⑥耐冲击负荷能力强;⑦规模灵活。 厌氧的缺点: ①处理效果不彻底②反应条件较为苛刻,难以控制③启动时间长④N、P去除率低⑤管理较为复杂 3、活性污泥法与生物膜法的比较？ 活性污泥法优点。①效率高,效果好;②适用范围广;③方法成熟 活性污泥法缺点:①采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理较复杂,易出现污泥膨胀现象;②污水进行脱氮除磷处理工艺需要将多个厌氧与好氧反应池串联,形成多级反应池,这势必要增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂。③活性污泥法产生大量的剩余污泥,需要进行污泥无害化处理,增加了投资。 生物膜法优点:①生物膜对污水水质、水量的变化有较强的适应性,管理方便,不会发生污泥膨胀。②微生物世代时间较长,且生物相对更为丰富、稳定,产生的剩余污泥少。③能够处理低浓度的污水。 生物膜法缺点:①生物膜载体增加了系统的投资;②在处理城市污水时处理效率比活性污泥法低;③附着于固体表面的微生物量较难控制,操作伸缩性差。 4、两级厌氧消化与两相厌氧消化的比较？ 两级厌氧消化:就是根据消化过程沼气产生的规律进行设计,目的就是节省污泥加温与搅拌所需的能量。 两相厌氧消化:就是根据消化机理进行设计,目的就是使各相消化池具有更适合于消化过程三个阶段各自的菌种群生长繁殖的环境。 第六讲 第三章 活性污泥法1 活性污泥法的基本原理 一、活性污泥法的基本工艺流程 1、活性污泥法的基本组成 ① 曝气池：反应主体 ② 二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。 ③ 回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。 ④ 剩余污泥排放系统： 1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。 ⑤ 供氧系统： 提供足够的溶解氧 2、活性污泥系统有效运行的基本条件是： ① 废水中含有足够的可容性易降解有机物； ② 混合液含有足够的溶解氧； ③ 活性污泥在池内呈悬浮状态； ④ 活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥； ⑤ 无有毒有害的物质流入。 二、活性污泥的性质与性能指标 1、活性污泥的基本性质 ① 物理性质：“菌胶团”、“生物絮凝体”： 颜色：褐色、（土）黄色、铁红色； 气味：泥土味（城市污水）； 比重：略大于1，（1.002~1.006）； 粒径：0.02~0.2 mm ； 比表面积：20~100cm 2/ml 。 ② 生化性质：活性污泥的含水率：99.2~99.8%；固体物质的组成：活细胞（M a ）、微生物内源代谢的残留物（M e ）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（M i ）、无机物质（M ii ）。 2、活性污泥中的微生物： ① 细菌： 是活性污泥净化功能最活跃的成分， 主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等； 剩余活性污泥 回流污泥 二次 沉淀池 废水 曝气池 初次 沉淀池 出水 空气 基本特征：1) 绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌； 2) 在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3) 具有较高的增殖速率，世代时间仅为20~30分钟； 4) 其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团”的功能。 ② 其它微生物------原生动物、后生动物----在活性污泥中大约为103个/ml 3、活性污泥的性能指标： ① 混合液悬浮固体浓度（MLSS ）（Mixed Liquor Suspended Solids ）： MLSS = M a + M e + M i + M ii 单位： mg/l g/m 3 ② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）（Mixed V olatile Liquor Suspended Solids ）： MLVSS = M a + M e + M i ； 在条件一定时，MLVSS/MLSS 是较稳定的，对城市污水，一般是0.75~0.85 ③ 污泥沉降比（SV ）（Sludge V olume ）： 是指将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以%表示； 能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀； 正常数值为20~30%。 ④ 污泥体积指数（SVI ）（Sludge V olume Index ）： 曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1g 干污泥所形成的污泥体积， 单位是 ml/g 。 ) /()/((%))/()/(l g MLSS l ml SV l g MLSS l ml SV SVI 10?== 能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多；其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀现象； 城市污水的SVI 一般为50~150 ml/g ； 三、活性污泥的增殖规律及其应用 活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。 1 注意：1)间歇静态培养；2)底物是一次投加；3)图中同时还表示了有机底物降解和氧的消耗曲线。 对数增殖 减速增殖 内源呼吸 氧利用速率曲线 微生物增殖曲线 BOD 降解曲线 时间 Xa 0 1.试比较活性污泥法和生物膜法的优缺点答：活性污泥法和生物膜法一样，同属好氧生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中 悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则上要依靠固着于载体表面的微生物 膜来净化有机物。下面以活性污泥法为参照，比较它们之间的优缺点： （1）生物膜法优点： ①固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性 好。②不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。而活性污泥法则容易发生污泥膨胀。 ③由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污 泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池，因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。 ④同高营养级的微生物存在，有机物代谢对较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污 泥量较少。 ⑤采用自然通风供氧。 （2）生物膜法缺点： ①活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。而活性污泥法运行比较方便 灵活。 ②由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。而且需要较多的载体填料和支撑结构，通常基建投资超过活性污泥法。 ③处理出水往往含有较大的脱落的生物膜片，使得出水澄清度降低。而活性污泥法在正常情况下获得比较好的澄清水。 2.好氧与厌氧优缺点，使用条件。 答：( 1)厌氧生物处理与好氧生物处理相比，优点如下： ①无须充氧，运行能耗大大降低，而且能将有机污染物转化成沼气加以利用。 ②污泥产生量很少，剩余污泥处理费用低，产酸菌污泥产率为 0.15-0.34kg(VSS)/[kg(COD)], 产甲烷菌污泥产率为0.03kg(VSS)/[kg(COD)] 左右，而好氧微生物污泥产率可达0.25 -0.6kg(VSS)/[kg(COD)] 。 ③适于处理难降解的有机废水，或者作为高难降解有机废水的预处理工艺，以提高其可生化性和后续好氧处理工艺的处理效果。 ④厌氧过程和好氧过程的串联配合使用，可以起到脱氮除磷的作用。 ⑤对营养物的需求量小。一般认为，好氧处理氮和磷的需求量为BOD N: P=1O0 5： 1，而厌氧处理为 (350-500)：5：1。有机废水一般已含有一定量的氮和磷及多种微量元素，因此厌氧处理可以不添加或少添加营养盐。 ⑦耐冲击负荷能力强。厌氧处理污泥浓度高，能承受较大的浓度变化和水质变化。 ⑧规模灵活。厌氧处理系统规模灵活，可大可小，设备简单，易于制作。 (2)厌氧生物处理与好氧生物处理相比，缺点如下： ①厌氧方法虽然负荷高、去除有机物的绝对量与进液浓度高，但其出水COD高于好氧 处理，原则上仍需要后处理才能达到较高的排水标准 ②厌氧微生物对有毒物质较为敏感，因此，对于有毒废水性质了解的不足或操作不当在严重时 道采用耐腐蚀的玻璃钢管道。 长距离、高水头、高压力、完全重力式输水管路排气十分重要,设计根据地形隆起点全线120km内设置了排气阀88个,排泥阀57个,检修闸门220个,各种不同转角弯头414个,各种连接三通175个。 由于网前压力随用水量大小浮动,为保证压力稳定在高位调节水池出口,进入网前的管道上设置了两组消能调流阀,其主要作用为流量、压力控制、事故控制、均恒供水正常运行控制。 为降低温变应力避免爆管,设计要求错开高温季节施工,否则需增加22个管道伸缩节,并要求钢管探伤射线检查合格后允许回填。 埋地钢管安装前应做好防腐绝缘,焊缝部位未经试压不得防腐,在运输和安装时应防止损坏防腐层,钢管内防腐采用高分子聚合无毒涂料(普通级)二底二面,外防腐采用高分子聚合涂料。地下水较浅、基础干燥处采用三布一油,地下水位高,基础潮湿及管件过河处全部采用重加强四油两布防腐。过虾池、盐碱地处增加阴极保护措施,阳极采用锌铝阳极,钢管内外喷砂除锈。 ★作者通讯处:110006沈阳南湖南五马路185巷3号 辽宁省城乡建设规划设计院 电话:(024)23214754 收稿日期:2000-4-24 活性污泥法动力学模型的研究与发展 彭永臻 高景峰 隋铭皓 提要 通过介绍前国际水质协会(IAWQ)最新推出的第三套活性污泥法动力学模型(ASM3),来探讨活性污泥法动力学模型的发展。ASM3进一步弥补了其前身ASM1的不足与缺陷,更适合于编制计算机代码。ASM3可以预测活性污泥系统的耗氧量、污泥产量、硝化和反硝化。在ASM3中,衰减(溶菌)过程是以内源呼吸理论为基础的。ASM3强调了转换系数和胞内贮存物的重要性。 关键词 活性污泥法动力学模型3(ASM3) 硝化 反硝化 耗氧量 动力学参数 0 活性污泥法数学模型概述 1942年Monod提出了以米-门公式为基础的M onod方程,在此基础上Eckenfelder、McKinney、Law rence和M cCarty等人建立了活性污泥法数学模型。这些数学模型都是静态的,仅考虑了污水中含碳有机物的去除,其中1970年推出的Law rence-M cCarty模型,强调了生物固体停留时间SRT的重要性,在污水处理学术界得到了比较广泛的承认。 活性污泥法动态模型主要有3种:机理模型、时间序列模型和语言模型。语言模型主要指专家系统,其研究尚处在初始阶段。时间序列模型又称为辨识模型,对监测控制系统的要求较高。机理模型目前主要有3种:①Andrews模型:特点是引入底物在生物絮体(活性污泥)中的贮存机理,区别溶解和非溶解性底物,解释有机物的快速去除现象,预测实际中观察到的底物浓度增加时微生物增长速度变化的滞后现象和耗氧速率的瞬变响应特性。②W Rc 模型:强调了非存活细胞的生物代谢活性,认为有机物的降解可以在不伴随微生物量增长的情况下完成,以此解释在应用M onod动力学根据有机物的去除预测微生物量增长时出现的问题。③IAWQ(原IAWPRC现IWA)模型:1985年IAWQ推出了活性污泥法1号模型(Activated Sludge Model No.1; ASM1),ASM1包含13种组分,8种反应过程,此模型先进之处在于它不仅描述了碳氧化过程,还包括含氮物质的硝化与反硝化,但它的缺陷是未包含磷的去除;1995年,IAWQ专家组又推出了ASM2,它不仅包含污水中含碳有机物和氮的去除,还包含了生物除磷和化学除磷过程,ASM2包含19种物质, 19种反应,22个化学计量系数及42个动力学参数; IAWQ专家组于1998年推出了ASM3。活性污泥动力学模型为新工艺的开发、辅助设计、污水厂的运行 给水排水 Vol.26 No.8 200015活性污泥法与生物膜法的区别
活性污泥法动力学模型的研究进展
第六章生化反应动力学剖析
活性污泥的增长规律研究讲解
活性污泥法与生物膜法的区别 (2)
第六讲 第三章 活性污泥法1
活性污泥法和生物膜法的优缺点及其他
活性污泥法动力学模型的研究与发展_彭永臻