废水生物处理的基本原理及类型.
生物膜法处理废水的基本原理及生物膜从载体上脱落的原因
生物膜法处理废水的基本原理及生物膜从载体上脱落的原因废水处理是环保领域中的重要课题，生物膜法作为一种高效的废水处理技术受到广泛关注。
本文将介绍生物膜法处理废水的基本原理，并探讨生物膜从载体上脱落的原因。
一、生物膜法处理废水的基本原理生物膜法是一种利用生物膜附着在固体载体上进行废水处理的技术。
其基本原理是通过生物膜中的微生物对污水中的有机物和氮磷等进行生物降解，将有害物质转化为无害或低毒的物质。
在生物膜法中，生物膜的形成离不开两个重要的过程：附着和生长。
附着是指微生物通过黏附力和胞外聚合物附着在载体表面，形成初级生物膜。
而生长则是指微生物在生物膜上不断分裂繁殖，形成成熟的生物膜。
一般而言，废水处理中常用的载体有填料、膜和纤维束等。
这些载体的表面具有丰富的微观和宏观特征，提供了良好的附着场所。
载体表面的粗糙度和亲水性可以增加微生物的附着能力，促进生物膜的形成。
生物膜法处理废水的优点在于可以实现高效的有机物去除和较低的能源消耗。
此外，生物膜法还具有稳定性强、抗冲击负荷能力强和对多种废水类型适应性强等特点。
因此被广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理以及农村生活污水处理等领域。
二、生物膜从载体上脱落的原因尽管生物膜法具有许多优点，但生物膜从载体上脱落是其面临的一个主要问题。
生物膜从载体上脱落会导致废水处理效果下降，增加操作难度和运行成本。
1. 水力剥离生物膜从载体上脱落的主要原因之一是水力剥离。
水力剥离是指在流体作用下，生物膜因为生物量过大或水力剪切力过高而脱落。
当载体内部的流速增大时，流体产生的水力剪切力会超过微生物与载体之间的黏附力，导致生物膜剥离。
此外，当废水中的固体颗粒过大或浓度过高时，也会增加水力剪切力，促使生物膜脱落。
2. 机械剥离除了水力剥离外，机械剥离也是生物膜脱落的一个重要原因。
机械剥离是指在搅拌、曝气等操作中，由于载体表面的物理刺激或碰撞力而使生物膜脱落。
在废水处理过程中，常常需要进行搅拌、曝气等操作，以保持溶氧和振动条件等。
废水生物处理的基本原理
2、活性污泥中的微生物群落
• ① 菌胶团 • ② 丝状菌：球衣菌属、贝硫菌属、发硫细菌
属、透明颤菌属、亮发菌属和线丝菌属；
• ③ 真菌：具有分解碳水化合物、蛋白质及其 他含氮化合物的能力。，但若大量出现会导 致污泥膨胀，
• ④原生动物：可作为污水处理的指示生物。 • ⑤ 微型后生动物：在处理水质良好时会有该
4、活性污泥的沉降性能指标
• ① 污泥沉降比（SV）：混合液在量筒内静置 30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液的百 分数，以%表示；能够反映曝气池正常运行时的 污泥量，可用于控制剩余污泥的排放量，还可反 映污泥膨胀的异常现象的发生。
• ② 污泥指数（SVI）：曝气池出口处的混合液 经30min沉淀后，每克干污泥所形成的沉淀污泥 所占的容积，以毫升计算：
磷的去除效果； • 5、其他水生生物： • 在氧化塘（氧化沟）内，藻类和细菌共存于同一环境
中，保持互生关系.
第二节 活性污泥膨胀和控制对策
• 正常的活性污泥颗粒体积膨胀，继而分裂为 沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面 飘泥严重，出水水质急剧变差的现象。
• 本质—污泥密度变小或黏附能力下降。
第二节 活性污泥膨胀和控制对策
动力消 耗
较小 较差 多
发生 较合理
较大 较强 少
不发生 较大
管路堵 塞
否 是
三、氧化塘的微生物群落及其处理废水机制
• 氧化塘是人工的、接近自然生态系统，微生物群落主 要有（见图2.3-4）。
• 1、细菌：降解有机污染物‘ • 2、 藻类：向塘内提供溶解氧； • 3、原生动物和后生动物： • 4、水生植物：可提高塘对有机污染物和无机营养物氮、
•
SVI=SV（ml/L）/MLVSS（g/L）
废水生化处理理论基础
废水生化处理理论基础废水处理是指对工业、农业、生活等生产和生活活动中所产生的废水进行处理，将废水中的各种有害物质去除或降低，使其达到环境排放标准，保护环境、维护生态平衡。
废水处理技术较为复杂，其中生化处理是一种常用的处理方法。
本文将介绍废水生化处理的理论基础。
1. 废水生化处理概述废水生化处理是利用微生物的生物化学作用，将有机物质降解成较为稳定、不易污染环境的无机物质，以实现对废水的净化处理。
生化处理一般包括好氧生物处理和厌氧生物处理两种方式。
•好氧生物处理：好氧生物处理是指在充氧的条件下，利用好氧微生物将废水中的有机物质氧化分解为二氧化碳和水。
这种处理方式对细菌的要求较高，需要提供足够的氧气。
•厌氧生物处理：厌氧生物处理是指在没有氧气的条件下，利用厌氧微生物将废水中的有机物质降解成沼气、二氧化碳等产物。
这种处理方式对微生物的适应能力要求较高，处理效果也较好。
2. 废水生化处理原理废水生化处理的基本原理是将废水中的有机物质通过生物作用转化为无机物质。
有机物质能够为微生物提供能量和生长所需的碳、氮、磷等元素，而微生物则通过代谢作用将有机物质降解为无机物质。
生化处理的主要过程包括：•底物的降解：微生物利用底物（有机物质）作为碳源和能源，在水体中进行降解反应，生成底物降解产物和生物体。
•底物的转化：底物降解产物经过一系列酶类的作用，逐步转化为无害的终产物，如CO2、H2O等。
•生物体的生长：底物的降解还伴随着微生物的生长和繁殖，微生物的数量和种类变化也会影响处理效果。
3. 废水生化处理的关键技术废水生化处理的关键技术包括微生物培养、废水处理工艺设计、氧气供给等方面。
其中，微生物在生化处理中扮演着重要的角色，其培养和管理对处理效果至关重要。
•微生物培养：合理选择适应性强、活性高的微生物种类，进行培养和管理，提高其降解效率和处理能力。
•工艺设计：根据废水特性和处理要求设计合理的生化处理工艺，包括反应器设置、曝气方式、混合方式等。
污水处理生物处理
污水处理生物处理污水处理是一项关乎环境保护和公共卫生的重要工作。
而在污水处理的过程中，生物处理起着至关重要的作用。
生物处理是利用微生物的代谢活动，降解和去除有机物的一种处理方法，是目前最为常见和有效的污水处理技术之一。
1. 生物处理原理生物处理的原理是利用微生物对污水中有机物进行降解，将有机物转化为无机物的过程。
在生物处理过程中，微生物通过吸附、吞噬、胞内降解等方式，将有机废物分解成二氧化碳和水等无害物质。
通过这种方式，污水中的有机成分得以有效去除，从而达到净化水质的目的。
2. 生物处理的种类生物处理根据不同的处理方式可以分为多种类型，包括生物滤池、活性池、生物膜反应器等。
生物滤池是利用生物膜的降解作用，将有机物质转化为无机物质的过程。
活性池则通过将水流经过生物体积，使得其中的微生物对有机物进行处理。
生物膜反应器则是通过在固定载体上生长的生物膜来对污水进行处理。
3. 生物处理的优点生物处理相较于其他污水处理方法具有许多优点。
首先，生物处理具有较低的运行成本，因为生物处理过程不需要额外添加大量化学试剂。
其次，生物处理过程对环境友好，不会产生二次污染。
而且，生物处理过程可实现资源的回收利用，例如通过厌氧消化还可以产生甲烷气，作为能源利用。
4. 生物处理的局限性尽管生物处理具有许多优点，但也存在一些局限性。
比如，生物处理需要一定的温度、PH值等条件才能正常运行，因此在极端环境下可能会受到影响。
此外，生物处理过程较为复杂，需要专业人员进行管理和维护，因此也增加了管理成本。
总的来说，生物处理作为污水处理中重要的一环，具有许多优点和局限性。
在未来的发展中，我们需要不断优化生物处理技术，提高处理效率，降低成本，以实现更加高效、环保的污水处理工作。
希望通过多方合作，我们能够共同努力，为改善环境质量和人类健康作出更大的贡献。
污水生物处理(好氧、厌氧生物处理)
活性污泥法工艺流程
空气
进水 初次沉 淀池
曝气池
出水
二次沉淀池
回流污泥
污 泥
剩余污泥
氧化沟（OD）
1.概念： 氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气池 呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在 其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又 称‘‘环形曝气池”。
采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟
(英国ASH Vale 污水处理厂)
小结
(厌氧生物处理反应机理图) 不溶性有机物和高分子 溶性有机物
水解阶段 （细菌胞外酶作用）
原酸化阶段和产 乙酸阶段可合并 为一个阶段
小分子溶性有机物
产酸脱氢 （产酸菌作用） 阶段
细菌细胞
挥发酸 (如乙酸)
CO2+H2
其他产物 (如醇类等)
产甲烷阶段 (产甲烷细菌作用)
细菌细胞
CH4+CO2
几种厌氧生物滤池
➢ 要保证污水处理的效果，首先必须有足够数量 的微生物，同时，还必须有足够数量的营养物 质。
好氧生物处理
❖ 传统活性污泥法 ❖ 氧化沟 ❖ 序批式活性污泥法 ❖ 生物滤池、生物转盘 ❖ 流化床
活性污泥法
生物膜法
活性污泥的特征与微生物
①特征 a、形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。 b、颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变
UASB反应器工作原理
进水 厌氧膨胀床和流化床工艺流程
污水自然生物处理
污水自然生物处理的回顾与前瞻
❖ 污水的自然生物处理已有300多年的历史，但随着经济和社会 的发展，生活污水和工业废水的水质水量发生了很大的变化， “经典式”生态系统的自然净化能力承受不了越来越沉重的 污染负荷。为了解决日益严重的水环境污染问题，出现了以 普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工净化技术。但进入 20世纪70年代，严重的世界能源危机，迫使人们又转向研究 节省能源、资源和投资的处理方法。污水的自然生物处理作 为“替代技术”之一受到重视。
污水处理知识汇总
污水处理知识汇总污水处理是指将无害化、减量化处理后的废水排放到环境中，以维护生态平衡和保护人类健康。
污水处理涉及到许多方面的知识，从处理原理到设备选型，本文将对污水处理的基本知识进行汇总。
1. 污水处理的基本原理污水处理的基本原理包括物理处理、化学处理和生物处理三个方面。
物理处理主要通过物理手段去除污水中的悬浮物、沉淀物和悬浮油等。
常用的物理处理方法有格栅过滤、沉淀池和气浮机等。
化学处理是利用化学剂与污水中的污染物发生化学反应，去除水中的有机物和无机盐。
常用的化学处理方法有混凝、沉淀和氧化等。
生物处理是利用微生物将有机污染物降解为无害物质。
生物处理常用的方法包括活性污泥法、固定化生物膜法和人工湿地法等。
2. 污水处理的步骤污水处理一般分为预处理、主处理和后处理三个步骤。
预处理包括格栅过滤、砂沉淀池和去泥器等物理处理方法，主要是去除污水中的悬浮物、沉淀物和泥沙等。
主处理是指对预处理后的污水进行进一步的物理、化学和生物处理，以去除污水中的有机物和无机盐。
主要的处理方法包括活性污泥法、固定化生物膜法和生物膜法等。
后处理是对主处理后的水进行再处理，以提高其出水质量。
常用的后处理方法有沉淀、过滤和消毒等。
3. 污水处理常见设备污水处理过程中，常用的设备有格栅、砂沉淀池、气浮机、活性污泥池和消毒装置等。
格栅是用来过滤污水中的大颗粒物质，防止堵塞后续处理设备。
砂沉淀池是通过重力作用使污物沉淀到底部，并利用泥斗将污物排出。
气浮机是一种利用气泡的上升作用将悬浮物质浮起的设备，用于去除污水中的悬浮物和悬浮油。
活性污泥池是生物处理过程中的核心设备，通过微生物对有机物的降解，达到去除污染物的目的。
消毒装置是用来杀灭污水中的细菌和病毒，保证出水的卫生安全。
4. 污水处理的技术进展随着科学技术的发展，污水处理领域也取得了许多进展。
一是出水标准的提高，对污水处理的出水标准有了更严格的要求，要求更低的排放限值，以保护环境和生态系统的健康。
废水厌氧生物处理的基本原理
废水厌氧生物处理的基本原理
废水厌氧生物处理是一种利用微生物的生化反应来将有机物质转化为更稳定的化合物的处理方法。
其基本原理包括以下几个方面：
1. 厌氧条件：废水被处理时应为厌氧环境，即供氧非常缺乏或完全没有氧气存在的条件下进行。
这是因为厌氧微生物可以在无氧条件下生存和繁殖。
2. 微生物群落：在废水处理中，选用适宜的微生物菌株是至关重要的。
常见的厌氧微生物包括厌氧菌、酸生成菌、甲烷菌等，它们协同作用，完成对有机物质的分解和转化。
3. 分解有机物质：厌氧微生物通过一系列生化反应，将废水中的有机物质分解为简单的无机物质。
这个过程通常包括酸化、产氢、产酸、产乙酸、产氢气、甲烷发酵等步骤。
4. 产生二次污泥：在废水处理过程中，厌氧微生物会生成一定量的厌氧污泥，包括活性菌芽孢和囊泡。
这些厌氧污泥可以帮助降解有机物，同时可以维持厌氧反应的平衡。
5. 厌氧生物反应器：废水厌氧生物处理一般采用各类反应器，如厌氧发酵池、厌氧曝气池、流态化床等。
这些反应器提供了适宜的环境条件，促进了微生物的生长和代谢过程。
通过废水厌氧生物处理，废水中的有机物质可以被有效地降解
和转化，减少了对环境的污染。
这种处理方法具有技术成熟、处理效果稳定等优点，在实际应用中得到了广泛应用。
11废水生物处理基本原理
⑶真菌：活性污泥中的真菌主要是腐生或寄 生的丝状菌。具有分解碳水化合物、脂肪、 蛋白质及其他含氮化合物的功能，但若大量 异常地增殖会导致产生污泥膨胀现象。真菌 在活性污泥中的大量出现往往与水质有关， 某些含碳较高或pH较低的工业废水处理系统 中常可观察到较多的霉菌出现。
⑷原生动物：废水净化由差变好的过程中，依次出 现：肉足虫→游泳型纤毛虫→固着型纤毛虫 ⑸微型后生动物：后生动物在活性污泥系统中并不 经常出现，只有在处理水质良好时才有一些微型后 生动物存在，主要有轮虫、线虫和寡毛类。它们多 以细菌、原生动物以及活性污泥碎片为食。一般来 说，轮虫的出现反映了有机质的含量较低，水质较 好；线虫可在城市污水厂的活性污泥中大量存在。 活性污泥中的寡毛类以颤蚯蚓为代表，是活性污泥 中体形最大、分化较高级的一种多细胞生物。
轮虫、线虫、 寡毛类的沙 蚕、顠体虫 去除滤池内的 污泥、防止污 泥积聚和堵塞
生物组成
以菌胶团为主 要组分，辅以 固着型纤毛虫及 浮游球衣菌、 游泳型纤毛虫 藻类等 净化和稳定 污、废水水质 促进滤池净化速 度，提高滤池整 体的处理效率
功能
（二）生物膜对有机物质的降解及其生长
①有机物从流动水中通过扩散作用转移到附着水中去，同时氧 也通过流动水、附着水进入生物膜的好氧层； ②生物膜中的有机物进行好氧分解；代谢产物如CO2、H2O等 无机物沿相反方向排至流动水层及空气中；
厌氧消化机理
厌氧生物处理（或称厌气生物处理）是在无氧的条件
下，借厌氧微生物（包括兼性微生物），主要是厌氧菌 （包括兼性菌）的作用来进行的。
厌氧活性污泥净化废水的作用机理：
三阶段理论：
▲水解发酵阶段
▲产氢、产乙酸阶段 ▲产甲烷阶段 乙酸
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废水生物处理的基本原理及类型
废水 吸附 吸附悬浮状态和胶态的有机物
微生物的代谢
分解代谢
合成代谢 凝聚：形成大的菌胶团
活性污泥
凝聚与沉淀 出水 污泥
沉淀：活性污泥颗粒与废水分离
活性污泥降解污染物的过程示意图
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废水生物处理的基本原理及类型
废水生物处理的主要影响因素
复习与思考题
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废水生物处理的基本原理及类型
利用微生物处理废水的方法叫做生物处理法，废水中的混合微生物群 体对废水中的各种有机污染物进行吸收、转化，同时通过扩散、吸附、 凝聚、氧化分解、沉淀等作用，去除水中的污染物。 废水生物处理实际上是水体自净的强化。人为创造微生物生长的适宜 条件，使微生物高浓度的富集在特定的构筑物中，通过微生物将有机 物最终转化为简单无机物。
BOD
物质，使活性污泥具有吸附和分解有机
物的能力； 微生物的吸附特性得以去除废水中的一
吸附 约15-45 min 降解
些不可降解的污染物，如合成有机物、
金属盐类及一些放射性物质。
曝气时间
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废水生物处理的基本原理及类型
1
—水处理微生物 1.2 具有很强的分解、氧化有机物质的能力
3-氯苯甲酸酯的联合氧化方式
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废水生物处理的基本原理及类型
1
1.3 在活性污泥和生物膜中存在着食物链 —水处理微生物
轮虫 线虫
在活性污泥中的有机物、细菌、 原生动物和后生动物构成了一 个相对稳定的生态系统和食物
动物营养 型原生动物
剩余污泥
链。
异养型细菌 腐生性原生动物 无活性有机物 溶解态有机废物 已降解的有机物质 Marketing Innovation 矿物盐类 出水 外排
微生物的代谢类型极其多样，自然界的有机物几乎都能被微生物分 解。 微生物通过自然变异产生新菌种，从而可降解与转化人工合成化合 物如杀虫剂、除草剂、洗涤剂、增塑剂。 微生物还可利用降解性质粒使某些微生物可分解难降解的污染物。
微生物通过“联合氧化”的生物降解方式，大大拓展了微生物对难
降解有机污染物的降解范围。
废水生物处理的基本原理及类型
1．按所利用的微生物种类
分为好氧处理、厌氧处理、兼性处理； 2．按微生物在处理单元的存在状态 悬浮生长型：以活性污泥法中的曝气池为代表； 附着生长型：以生物膜法为代表：润湿型，如生物滤池；浸 没型，如接触氧化；流动床型，如生物活性炭 3．按水处理反应器的类型分类 完全混合式反应器、间歇式反应器、完全推流式反应器、固
教学内容
废水生物处理的基本原理 废水生物处理的类型
废水生物处理的主要影响因素
复习与思考题
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废水生物处理的基本原理及类型
—水处理微生物
废水生物处理的基本原理
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废水生物处理的基本原理及类型
主要内容
废水生物处理的基本原理
废水生物处理的类型
微生物
合成代谢 微生物体 有机体 内源呼吸
活性污泥
有机污水生物处理生化反应过程示意图
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废水生物处理的基本原理及类型
1
—水处理微生物 1.1 具有很强的生物吸附能力
吸附作用在污水处理厂密集的微生物生 态系统中起着主要作用； 活性污泥的巨大比表的有机负荷率； 2．能把废水生物处 理的作用机理、主要 影响因素拓展和应用 到废水生物处理的条 件控制和运行管理实 践。
素质目标
1.有效利用、合理 安排学习时间；2. 勤于思考、学以致 用；3.培养SQ4R 学习习惯；4.培养 严谨、规范的科学 精神。
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—水处理微生物
热
污水处理装
置
污染物、细胞构成物 C、H、O、N、P、S、 矿物元素、维生素等 化学能（有机污染物）、光 O2、CO2、NO3-、SO42-等
气体
氧化分解
CO2、H2O、NH3、SO42-、 能 PO42-、NO3-、H2、N2、 ＋ CH4、S2H、乙醇、有机 量 酸等简单化合物
出水
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水处理微生物
—水处理微生物
知识点
废水生物处理的基本 原理及类型
周广阔 副教授
国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库
废水生物处理的基本原理及类型
教学目标
知识目标
1．熟悉废 水处理的基本过程和 不同阶段；2．掌握 废水生物处理的基本 原理；3．理解生物 处理的基本类型； 4．理解废水生物处 理的主要影响因素。
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废水生物处理的基本原理及类型
1
—水处理微生物 1.4 活性污泥具有良好的絮凝沉降性能
絮体的生物条件决定了基质的去除率，其物理结构又确定了它 们在二次沉淀池中的沉降效果。 絮状体的形成又为固着生长的微生物提供了附着和栖息的场所， 絮凝使活性污泥具有了良好的沉降性能，在二沉池迅速完成泥
水分离。
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废水生物处理的基本原理及类型
—水处理微生物
废水生物处理的类型
国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库
废水生物处理的基本原理及类型
主要内容
废水生物处理的基本原理
废水生物处理的类型
废水生物处理的主要影响因素
复习与思考题
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废水生物处理的基本原理及类型
内容引入
按废水处理程度，废水处理可分为： 一级处理：去除废水中呈悬浮状的固体 污染物； 二级处理：利用微生物去除废水中呈胶
体和溶解态的有机污染物质；
三级处理：深度处理，去除水中的无机 盐类、难降解物质、病原体等。
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废水生物处理的基本原理及类型
国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库
废水生物处理的基本原理及类型
链霉菌和节杆菌可协作降解农药 二嗪农的嘧啶环 直肠梭菌依靠环境提供的脂类物 质能降解666 经正庚烷诱导后，铜绿假单胞菌 能使链烷羟基转化为醇； 甲烷假单胞菌在有CH4存在时， 能将烃类氧化为乙酸、丙醇和丁 酸。 3-氯苯甲酸酯的联合氧化降解