6.2废水的微生物处理(好氧法)解析
污水生物处理原理
污水生物处理原理一、引言污水生物处理是一种常见的污水处理方法，通过利用微生物的作用，将污水中的有机物、氮、磷等污染物转化为无害的物质，以达到净化水质的目的。
本文将详细介绍污水生物处理的原理及其相关技术。
二、污水生物处理原理1. 好氧处理过程好氧处理是指在含氧的环境中进行的污水处理过程。
其主要原理是利用好氧微生物（如细菌）对有机物进行氧化分解，产生二氧化碳、水和微生物细胞等产物。
好氧处理过程通常分为生物接触氧化池、活性污泥法和固定化生物膜法等。
2. 厌氧处理过程厌氧处理是指在缺氧或者无氧环境中进行的污水处理过程。
其主要原理是利用厌氧微生物（如厌氧菌）对有机物进行发酵和产气作用，产生甲烷和二氧化碳等产物。
厌氧处理过程通常分为厌氧消化池和厌氧滤池等。
三、污水生物处理技术1. 活性污泥法活性污泥法是一种常用的好氧处理技术，其主要原理是将含有污染物的污水与活性污泥混合，并通过搅拌和曝气等方式提供充足的氧气，促使微生物进行有机物的氧化分解。
活性污泥法具有处理效果好、操作简便等优点。
2. 生物接触氧化池生物接触氧化池是一种好氧处理技术，其主要原理是将污水与生物膜接触，使微生物在生物膜上附着并进行有机物的氧化分解。
生物接触氧化池具有处理效果稳定、对负荷波动适应能力强等优点。
3. 厌氧消化池厌氧消化池是一种常用的厌氧处理技术，其主要原理是将含有污染物的污水在无氧环境下进行发酵和产气作用，以降解有机物并产生甲烷等气体。
厌氧消化池具有处理效率高、产生的甲烷可用作能源等优点。
4. 固定化生物膜法固定化生物膜法是一种好氧处理技术，其主要原理是将微生物固定在载体上形成生物膜，通过污水与生物膜的接触，实现有机物的氧化分解。
固定化生物膜法具有处理效果稳定、对负荷波动适应能力强等优点。
四、污水生物处理的优势与应用1. 优势（1）处理效果好：污水生物处理能够有效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物，使水质得到改善。
（2）操作简便：污水生物处理技术相对于其他处理方法来说，操作相对简单，维护成本较低。
污水的好氧生物处理
工业废水处理
工业废水成分复杂，含有多种有毒有害物质，需要采用针对性的好氧生物处理技术进行处理。通过调整工艺参数、选择合适 的微生物等手段，降低废水中有毒有害物质的含量，达到排放标准。
案例分析：某化工厂废水处理站采用好氧生物处理工艺，针对废水中的苯胺、酚等有机物进行降解，有效降低废水毒性，减 轻对环境的污染。
城市污水处理厂
城市污水处理厂是应用好氧生物处理 技术的重要领域之一。通过活性污泥 法、生物膜法等工艺，去除污水中的 有机物、氮、磷等污染物，使出水达 到国家排放标准或回用标准。
VS
案例分析：北京市某污水处理厂采用 活性污泥法处理工艺，通过曝气池、 沉淀池等设施，有效去除污染物，使 出水水质得到显著改善，为城市水环 境治理做出了贡献。
详细描述
活性污泥法利用微生物的生长和代谢活动，将污水中的有机物转化为无害的物 质，如二氧化碳和水。在处理过程中，活性污泥与污水混合，并通过曝气、沉 淀和分离等步骤，实现污水的净化。
生物膜法
总结词
一种利用生物膜净化污水的技术，通过在固体介质上附着微生物实现有机物的去除。
详细描述
生物膜法中，微生物在固体介质（如滤料或载体）上附着生长，形成一层生物膜。污水与生物膜接触时，有机物 被微生物降解，同时生物膜起到过滤作用，使净化后的水流出。常见的生物膜法有生物滤池、生物转盘和生物接 触氧化池等。
详细描述
氧化沟是一个封闭的环形沟渠，污水在其中循环流动并不断曝气。在氧化沟中， 有机物被好氧微生物降解为二氧化碳和水等无害物质。同时，通过控制曝气量、 水流速度和微生物浓度等参数，可以实现高效的污水处理。
04
好氧生物处理的影响因素
溶解氧浓度
溶解氧浓度是影响好氧生物处理的重 要因素之一。在适宜的溶解氧浓度范 围内，好氧微生物能够得到充足的氧 气，从而有效地降解有机物。
废水厌氧生物处理与废水好氧生物处理的原理,特点及适用条件.
废水厌氧生物处理与废水好氧生物处理的原理,特点及适用条件好氧生物处理好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。
微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶解状与胶体状的为主)，作为营养源进行好氧代谢。
过程:有机物被微生物摄取后，通过代谢活动，约有三分之一被分解、稳定，并提供其生理活动所需的能量；约有三分之二被转化，合成为新的原生质(细胞质)，即进行微生物自身生长繁殖。
后者就是废水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分，通常称其剩余活性污泥或生物膜，又称生物污泥。
在废水生物处理过程中，生物污泥经固—液分离后，需进行进一步处理和处置。
优点:好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。
且处理过程中散发的臭气较少。
所以，目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD浓度小于500mg／L的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。
在废水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。
厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。
在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。
在这个过程中，有机物的转化分为三部分进行：部分转化为CH4，这是一种可燃气体，可回收利用；还有部分被分解为CO2、H20、NH3、H2S等无机物，并为细胞合成提供能量；少量有机物被转化、合成为新的原生质的组成部分。
由于仅少量有机物用于合成，故相对于好氧生物处理法，其污泥增长率小得多。
废水厌氧生物处理废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。
此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量(CH4)等优点。
其主要缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。
但通过对新型构筑物的研究开发，其容积可缩小。
此外，为维持较高的反应速度，需维持较高的反应温度，就要消耗能源。
对于有机污泥和高浓度有机废水(一般BOD5≥2 000mg/L)可采用厌氧生物处理法。
废水的好氧生物处理原理概述
废水的好氧生物处理原理概述引言废水处理是一项重要的环保工作，它的目标是将废水中的有害物质转化为无害物质，使废水能够安全地排放到环境中或进行回用。
好氧生物处理是其中一种常见的处理方法，通过利用微生物的好氧代谢能力来分解和去除废水中的有机污染物。
本文将概述废水的好氧生物处理原理，介绍其工作原理、常见的反应器类型以及关键参数的控制方法。
好氧生物处理工作原理好氧生物处理是利用好氧条件下微生物的代谢活动来降解废水中有机物的过程。
在好氧条件下，微生物如细菌和真菌通过氧化废水中的有机物质，将其转化为无机物质（如水和二氧化碳）以及微生物细胞。
该过程主要包括废水处理系统、生物反应器和微生物活化等关键环节。
废水处理系统通常包括进水口、混合器、好氧生物反应器、沉淀池和出水口等组成部分。
进水口将废水引入处理系统，并通过混合器将废水中的有机物质均匀分布到生物反应器中。
生物反应器是废水处理的核心部分，其中包含大量的微生物，这些微生物需要合适的温度、pH值和养分等条件来实现生长和代谢活动。
在反应器中，微生物利用氧气对废水中的有机物质进行氧化分解，并释放出能量和二氧化碳。
废水中的有机物质主要是废水中的化学物质、悬浮物和微生物。
废水处理系统中的沉淀池主要用于分离处理后的水和沉淀物。
沉淀池中的沉淀物可通过定期清理或其他方法进行处理。
最后，经过处理后的水可以被安全地排放或进一步处理以实现循环利用。
好氧生物反应器的类型好氧生物反应器是废水处理系统中的核心设备，它提供了一个适宜的环境，以支持微生物降解废水中的有机物质。
根据反应器的结构和操作方式，可以将好氧生物反应器分为以下几种类型：曝气池是一种常见的好氧生物反应器，其工作原理是通过向反应器中引入气体，通常是空气，来提供氧气供微生物代谢使用。
曝气池通常具有较高的气液界面，并通过机械或气体喷射装置产生气泡，并使废水充分与氧气接触。
这有助于增加溶解氧的浓度，并提供微生物代谢所需的氧气。
曝气池可以是连续操作或间歇操作的，具体取决于废水处理的需求。
污水处理中的微生物处理技术
污水处理中的微生物处理技术污水处理是一个重要的环境保护措施，它涉及到将废水中的污染物去除或转化为无害物质的过程。
在污水处理中，微生物处理技术被广泛应用，它利用微生物的生物学特性来分解和转化有机物和无机物，从而实现废水的净化和资源化利用。
以下是污水处理中常用的微生物处理技术：1. 厌氧消化技术：厌氧消化是一种利用微生物在无氧条件下分解有机废物的过程。
在消化池中，厌氧微生物降解废水中的有机污染物，产生甲烷气体和有机肥料。
这种技术具有高效处理有机废物的优点，同时还可以获得可再生能源。
2. 好氧生物处理技术：好氧生物处理是指利用需氧微生物将有机物氧化为二氧化碳和水的过程。
这种技术常用于处理高浓度的有机废水，如工业废水。
好氧生物处理利用微生物的代谢产物将有机废物转化为无害物质，净化污水并降低对水环境的污染。
3. 活性污泥法：活性污泥法是一种采用活性污泥为主要微生物群落的处理技术。
废水进入活性污泥池后，微生物通过吸附、吸收和降解有机废物，将其转化成稳定的无机盐和生物体。
这种技术可以有效去除废水中的有机物和氮、磷等无机污染物，达到净化水质的目的。
4. 根式人工湿地技术：根式人工湿地是一种利用湿地植物和微生物降解污染物的技术。
通过在湿地中种植特定的植物，利用其根系附着的微生物降解废水中的有机物和氮、磷等无机污染物。
这种技术具有良好的净化效果，并且可以景观化利用，提高城市环境的美观性。
5. 疏浚底泥微生物技术：疏浚底泥微生物技术是一种针对河流、湖泊等水域底泥中的有机物和富营养化问题的处理技术。
通过加入具有分解能力的微生物，能够降解底泥中的有机物，减少水体的污染，改善水质。
6. 海水淡化微生物技术：海水淡化是指将海水转化为淡水的过程，微生物技术在其中发挥重要作用。
利用微生物的代谢特性，可以去除海水中的盐分和有机污染物，实现海水的净化和淡化。
这种技术对于水资源短缺的地区具有重要的意义。
在污水处理中，微生物处理技术具有许多优点。
利用微生物益生菌处理污水的原理及方法
利用微生物益生菌处理污水的原理及方法二、微生物处理污水根据其处理过程中氧的状况，可分为好氧处理系统与厌氧处理系统。
1.好氧处理系统微生物在有氧条件下，吸附环境中的有机物，并将其氧化分解成无机物，使污水得到净化，同时合成细胞物质。
微生物在污水净化过程，以活性污泥和生物膜的主要成分等形式存在。
（1）活性污泥法又称曝气法，是利用含有好氧微生物的活性污泥，在通气条件下，使污水净化的生物学方法。
此法是现今处理有机废水的最主要的方法。
所谓活性污泥是指由菌胶团形成菌、原生动物、有机和无机胶体及悬浮物组成的絮状体。
在污水处理过程中，它具有很强的吸附、氧化分解有机物或毒物的能力。
在静止状态时，又具有良好沉降性能。
活性污泥中的微生物主要是细菌，占微生物总数的90％～95％。
,并多以菌胶团的形式存在，具有很强的去除有机物的能力，原生动物起间接净化作用。
活性污泥法根据曝气方式不同，分多种方法，目前最常用的是完全混合曝气法。
污水进入曝气池后，活性污泥中的细菌等微生物大量繁殖，形成菌胶团絮状体，构成活性污泥骨架，原生动物附着其上，丝状细菌和真菌交织在一起，形成一个个颗粒状的活跃的微生物群体。
曝气池内不断充气、搅拌，形成泥水混合液，当废水与活性污泥接触时，污水中的有机物在很短时间内被吸附到活性污泥上，可溶性物质直接进入细胞内。
大分子有机物通过细胞产生的胞外酶将其降解成为小分子物质后再渗入细胞内。
进入细胞内的营养物质在细胞内酶的作用下，经一系列生化反应，使有机物转化为C02、H2O等简单无机物，同时产生能量。
微生物利用呼吸放出的能量和氧化过程中产生的中间产物合成细胞物质，使菌体大量繁殖。
微生物不断进行生物氧化，污水中有机物不断减少，使污水得到净化。
当营养缺乏时，微生物氧化细胞内贮藏物质，并产生能量，这种现象叫自身氧化或内源呼吸。
曝气池中混合物以低BOD值流入沉淀池。
活性污泥通过静止、凝集、沉淀和分离，上清液是处理好的水，排放到系统外。
废水的好氧生物处理
（鼓风机）、空气扩 散装置和管道三部分 组成。空气以气泡的 形式扩散到混合液， 使气泡中的氧迅速转 移到液相供微生物需 要并搅拌混合液。多 用于长廊式曝气池， 现也用于深井曝气池。
空气扩散装置
（2）机械曝气
机械曝气是以装在曝气池水面的表面曝气机 的快速转动，进行表面充氧。按转轴的方向 不同，表面曝气机分为竖式（图5－3所示） 和卧式（图5－4所示）两类。
（2）节约能源，降低运行费；
（3）增加功能，改善出水水质；
（4）简化管理，保证稳定运行； （5）简化污泥的后处理。
污泥膨胀
污泥上浮
泡沫问题
氧化沟技术简介
氧化沟（oxidation ditch）——又名连续循
环曝气池，是活性污泥法的一种变形。
长沙市第二污 水处理厂
氧化沟技术的发展
密度为1．002~1．006
比表面积为20~100cm2／ml之间 当进水改变时，对进水pH的变化有一定
大小为0．02~0．2mm
2.活性污泥法
就是以含于废水 中的有机污染物为 培养基，在有溶解 氧的条件下，连续 地培养活性污泥， 再利用其吸附凝聚 和氧化分解作用净 化废水中的有机污 染物。
氧化沟污水处理工艺是20世纪50年代由荷兰
卫生工程研究所研制成功的，自从1954年在 荷兰的首次投入使用以来，应其优点，已被 国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的 长沙市第一污水处理厂氧化沟 治理，如长沙市一污、二污均采用此法。
氧化沟工艺流程
一般氧化沟污水处理厂的流程如下图所示：
进水
格栅和除砂
（3）污泥指数（污泥容积指数SVI）
是指曝气池混合液静止30min后，1g干污泥湿时所 占有的体积（mL/g）。即 SVI（mL/g）＝SV/MLSS 注：SVI过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物含 量多，缺乏活性和吸附能力；SVI过高，说明污泥 难于凝聚沉降，已经发生或即将发生污泥膨胀。 （4）污泥密度指数（SDI） 曝气池混合液在静置30min后，含于100mL沉降污 泥中的活性污泥悬浮固体的克数。 SDI=100/SVI
废水的生化处理方法
废水的生化处理方法一、引言废水是指在生产、生活和其他活动中产生的含有有害物质的水体。
废水的处理是保护环境、维护生态平衡的重要任务。
生化处理方法是一种常用的废水处理技术，通过利用微生物的代谢能力降解和转化有机物，达到净化废水的目的。
本文将详细介绍废水的生化处理方法及其工艺流程。
二、废水生化处理方法1. 好氧生化处理法好氧生化处理法是利用好氧微生物对废水中有机物进行降解的方法。
其工艺流程主要包括进水、预处理、好氧生化池、沉淀池和出水等几个步骤。
（1）进水：将废水引入处理系统，通过格栅、沉砂池等预处理设备去除大颗粒物质和悬浮物。
（2）预处理：将进水进行初步处理，去除废水中的油脂、悬浮物和大颗粒有机物，以减轻后续处理设备的负荷。
（3）好氧生化池：将预处理后的废水引入好氧生化池，加入适量的氧气和微生物菌种，通过微生物的代谢作用，将废水中的有机物降解为无机物。
（4）沉淀池：将经过好氧生化处理的废水引入沉淀池，通过重力沉淀的作用，使微生物污泥和悬浮物沉淀到池底，净化水体。
（5）出水：经过沉淀后的清水从沉淀池中流出，经过消毒等后续处理，达到排放标准。
2. 厌氧生化处理法厌氧生化处理法是利用厌氧微生物对废水中有机物进行降解的方法。
其工艺流程主要包括进水、预处理、厌氧生化池、沉淀池和出水等几个步骤。
（1）进水：同样将废水引入处理系统，通过预处理设备去除大颗粒物质和悬浮物。
（2）预处理：与好氧生化处理法相同，对进水进行初步处理，去除废水中的油脂、悬浮物和大颗粒有机物。
（3）厌氧生化池：将预处理后的废水引入厌氧生化池，由于池内无氧环境，有机物在厌氧微生物的作用下进行降解。
（4）沉淀池：将经过厌氧生化处理的废水引入沉淀池，通过重力沉淀的作用，使微生物污泥和悬浮物沉淀到池底。
（5）出水：经过沉淀后的清水从沉淀池中流出，经过消毒等后续处理，达到排放标准。
三、废水生化处理方法的优点1. 对有机物的降解效果好：生化处理方法能够有效降解废水中的有机物，使其转化为无害的无机物，减少对环境的污染。
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小口钟虫
c. 菌胶团中的细菌
菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气。它们多数 是革兰氏阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌属， 它们可占70％，生活污水好氧处理时菌胶团中的主 要细菌见下表
细菌名称 短杆菌属 固氮菌属 亚硝化单胞菌属 假单胞菌属 病原细菌 （偶尔） 细菌名称 微球菌属 黄杆菌属 无色杆菌属 节杆菌属 大肠埃希氏菌
细菌名称 动胶菌属 (优势菌) 丛毛单胞菌属 (优势菌) 产碱杆菌属 (较多) 棒状杆菌属 (较多) 芽孢杆菌属 产气杆菌属
工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但优 势菌主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌
B．活性污泥中的其它微生物
污水的处理分为一级处理和二级处理，有时还
有三级处理。一级处理是预处理 ， 其功能是去 除砂、浮渣、浮油和除去部分悬浮物。 二级处理是去除水中的有机物 。
工业 废水
废水
生活
污水
碳水化合物、 蛋白质、脂 肪、油脂、 有机酸、醇、 醛、酮、酚 碳水化合物
蛋白质 脂肪 洗涤剂
不含氮 物质
含氮 物质
什么是活性污泥？ 活性污泥中起主 要作用的是什么 物质？
？
曝气池中形成的污泥（土壤微生物群）！
菌胶团！
(1)
什么是好氧活性污泥
好氧活性污泥是在曝气状态下由多种多样的好氧微生 物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污 (废)水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形 成的絮状体或称绒粒。 活性污泥的形成是一种自然现象。 例如，如果向一桶含粪便污水中不断地加入空气，并 持续维持水中的溶解氧，那末经过一段时间后，就会 产生褐色絮花状的泥粒，在显微镜下会看到，污泥里 充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污 泥。 微生物在设备中呈悬浮状态
在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液 的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为 菌胶团。
活性污泥中的微生物
a. 菌胶团的功能
提问：菌胶团有哪些功能？ ①吸附和氧化分解有机物； 菌胶团是细菌的存在形式，细菌占到活性污泥中微生物总 量的99%, 有 107~108个/mL，他们是生物处理的主力军， 一旦菌胶团受到各种因素的影响和破坏，则活性污泥法对 有机物去除率明显下降，甚至无去除能力。 ② 菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后 生动物提供了良好的生存环境； 例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着场所； 菌胶团中的细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。
为什么细菌会形成菌胶团？
？
b.
菌胶团的形成机理
粘性多糖的粘着作用
①
很多细菌荚膜相互间粘着时就会形成一个由许多细菌共有的大荚 膜，当细菌进入老龄后，细菌分泌的的粘稠多糖聚合物增多，更 加速了细菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。 活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片
②
纤维素性质多糖的勾连作用
将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时，在 其外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物质的成 分也是多糖，如图所示
提问：这些纤维素从何而来？
细菌的胞外分泌物
③ 原生动物分泌的胞外粘液的粘着作用；
实验证明小口钟虫、累枝虫和尾草履虫等纤毛虫能分 泌一些促进凝聚的糖类，在促进自身粘附在活性污泥
弱酸性(pH约为6.7) 当进水改变时，对进水pH的变化 有一定的承受能力。
(3)好氧活性污泥中的微生物群落
中心是能起絮凝作用的细菌形成的菌胶团，在其 上生长着其他微生物。如酵母菌、霉菌、放线菌、 藻类、原生动物和某些微型后生动物 ( 轮虫及线 虫等)。 A．菌胶团
在微生物学领域里，将动胶菌属形成的细 菌团块称为菌胶团。
●优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD5 80处理的方法
活性污泥法★、生物膜法★（生物滤池法、生物转盘法） 稳定塘（生物塘）法、污水灌溉。
6.2.1.2 好氧活性污泥法Activated Sludge Processes
活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术
互关系。 各类处理系统中的微生物都为混合培养的微生物系统
6.2.1好氧生物处理法Aerobic Biological Treatment
6.2.1.1废水的好氧生物处理概述
(1) 概念： 在有氧的条件下借好氧微生物的作用处理废水。 又叫废水生物处理。 废水中 有机物 O2 好氧 微生物 无机物，随水排出
微 生 物 参 与 分 解
好 氧 分 解
好 氧 微 生 物
厌 氧 分 解
厌 氧 微 生 物
废水生物处理中的一些概念
废水生物处理法：利用微生物处理废水的方法。
根据对氧气的要求 处理废水的微生物 好氧生物处理 厌氧生物处理
生物处理单元：
处理系统
处理构筑物
生态系统：生物与生物、生物与非生物（环境）之间的相
(2) 好氧活性污泥的组成和性质
1）组成
好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物) 与其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成。
2）好氧活性污泥的性质
颜色以棕褐色为佳 黑色说明厌氧、白色说明无机物过 多
含水率在99％左右 密度为1.002~1.006
大小为0.02~0.2mm 比表面积为20~100cm2／mL之间
6.2废水的微生物处理Microbiological Principle of Waste Treatment
我国是水资源不足的国家，人均占有量只有2600m3， 相当于世界人均水量的1/4； 据预测，到21世纪末我国城市用水量将增 加2～3倍。 城市的污水年排放量已达400亿吨，绝大部分未经处 理就直接排入江河湖海，造成水体不同程度的污染。 根据水体自净的原理，人们设计了污水的生物学处理 方法。
有机物充足
微生物 微生物增多 与废水 分离
细胞物质 有机物少
菌体死亡
通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下来。
(2)废水好氧生物处理作用对象 ●溶解的有机物——直接渗入细胞内被吸收 ●固体的、胶体的有机物——间接吸收
附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解 性物质，渗入细胞。
(3) 废水好氧生物处理的优缺点