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1、污水的生物处理方法简介,生物处理方法是利用微生物的新陈代谢作用，对污水中的污染物质进行转化和稳定、使之无害化的处理方法。,对污染物进行转化和稳定的主体是微生物。由于微生物具有来源广、易培养、繁殖快、对环境适应性强、易变异等特性，因此在使用上能较容易地采集菌种进行培养增殖，并在特定条件下进行驯化使之适应有毒工业废水的水质。,微生物的生存条件温和，新陈代谢过程中不需高温高压，它是不需投加催化剂的催化反应，用生化法促使污染物的转化过程与一般化学法相比优越得多。处理废水的费用低廉，运行管理较方便，所以生化处理是废水处理系统中最重要的过程之一，目前，这种方法已广泛用作生活污水及工业有机废水的二级处理。,
2、一、基本流程,向生活污水注入空气进行曝气，并持续一段时间以后，污水中即生成一种絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它有巨大的表面积和很强的吸附性能，称为活性污泥(activated sludge)。,出水,剩余污泥,进水,回流污泥,空气,曝气池,二沉池,4.1活性污泥法的基本原理,推流曝气池（运行）,曝气池：活性污泥法的核心曝气系统：供氧、搅拌、传质二 沉 池：（1）进行泥水分离，保证出水水质；（2）保证回流污泥，维持曝气池内一定的污泥浓度。回流系统：（1）保证曝气池内维持足够的污泥浓度；（2）通过改变回流比，改变曝气池的运行工况。剩余污泥排除系统：排除生化反应引起的微生物增
3、殖，维持系统的稳定运行。,活性污泥法系统组成,二、活性污泥的概念与性质,1、概念：含有大量活性微生物并具有吸附、代谢、絮凝沉降性能的絮状污泥体，生物絮凝体 生物相：细菌、真菌、丝状细菌、藻类、原生动物、后生动物2.活性污泥的性质（1）活性污泥的物理性质 颜色：褐色、（土）黄色、铁红色气味：泥土（城市污水）比重：略大于1（1.0021.006）粒径：0.020.2 mm比表面积：20100cm2/ml活性污泥的含水率：99.299.8%,活性污泥形态,（2）活性污泥的组成：,1）具有代谢功能活性的微生物群体（Ma）；2）微生物（主要是细菌）内源代谢、自身氧化的残留物（Me）；3）由原污水挟入的难
4、为细菌降解的惰性有机物质（Mi）；4）由污水挟入的无机物质（Mii）其中微生物是活性污泥的主要组成部分。,（3）活性污泥微生物,是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物等多种微生物群体所组成的混合培养体；并构成一个微生态系。活性污泥上形成的微生物p96-97优势细菌：杆菌，球菌；净化污水第1承担者，世代周期短 真菌：丝状菌 原生动物：。是第2承担者。通过镜检原生动物是评价活性污泥质量重要手段。后生动物：,.絮凝体的形成与凝聚沉降如果形成菌体的有机物不从污水中分离出去，这样的净化不能算结束。为了使菌体从水中分离出来，现多采用重力沉降法。如果每个菌体都处于松散状态，由于其大小与胶体颗粒大体相同，它
5、们将保持稳定悬浮状态，沉降分离是不可能的(污泥膨胀）。为此，必须使菌体凝聚成为易于沉降的絮凝体。絮凝体的形成：在一定的能量水平(即细菌的活动能力)下，通常在减速增长或内源呼吸期，细菌构成了活性污泥的絮凝体的大部分，并形成菌胶团，具有良好的自身凝聚和沉降性能。丝状细菌在这方面的作用,三、活性污泥微生物的增殖与活性污泥的增长,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.虽然活性污泥中的微生物是多菌种的混合群体，其生长繁殖规律比较复杂，但也可用活性污泥的增长曲线表示一般规律。,注意：1)间歇静态培养；2)底物是一次投加；3)图中同
6、时还表示了有机底物降解和氧的消耗曲线。,四、活性污泥增长曲线,增长曲线分为以下四个时期：,（1）适应期:A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；B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。d.BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化。,（2）对数增长期：,AF/M值高，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；B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
7、限制；C.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；D.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体，污泥的沉淀性能不佳；E.活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；F.一般不采用此阶段作为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。,（3）减速增长期:,AF/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制因素；B.微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级反应；C.有机底物的降解速率也开始下降；D.生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本期的最后阶段下降为零，但微生物的量还在增长；E.活性污泥的能量水平已下降，絮
8、凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；F.由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，并且整个系统运行稳定；H.一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在这一范围内的。,（4）内源呼吸期:,内源呼吸:A.内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率，因此从整体上来说，活性污泥的量在减少，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等；B.污泥的无机化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机物基本消耗殆尽，处理水质良好；C.一般不采用这一阶段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气法。,2、活性污泥增殖规律的应用：,(1)活性污泥
9、的增殖状况，主要是由F/M值所控制；(2)处于不同增长期的活性污泥，其性能不同，处理出水的水质也不同；(3)可以通过调整F/M值，来调控曝气池的运行工况，以达到所要求的出水水质和活性污泥的良好性能；(4)推流式：一段线段；(5)完全混合式：一个点,五、活性污泥净化机理,（一）初期吸附原理1.特点（1）表面积很大（介于200010000m2/m3混合液），与活性碳类似，同时活性污泥表面有多糖类的粘质层，可将有机物吸附于表面。（2）完成吸附过程较快，能够在30min内完成，污水BOD的去除率可达70；（3）主要吸附悬浮和胶体状态的有机污染物，并应当立即进行泥水分离，这时出水澄清，否则，活性污泥的外
10、酶会使悬浮物或胶体分解成溶解性物质，而无法完成吸附。,2.完成吸附条件A.足量活性污泥，并充分曝气，剧烈搅拌，使水和泥充分接触、沉淀；B.完成吸附后（2040min）即进行固液分离；C.活性污泥吸附性能要好；D.污水中有机物以胶体，悬浮物为主。,（二）微生物的代谢机理,1.分解代谢：一部分有机物进行氧化分解，最终形成 CO2和 H2O等稳定的无机物质，并从中获取合成新细胞物质所需要的能量，这一过程可用下列化学方程式表示。,2.合成代谢：另一部分有机污染物为微生物用于合成新细胞，即合成代谢，所需能量取自分解代谢。这一反应过程可用下列方程式表示。,3.微生物分解代谢和合成代谢及其产物的模式图,4.活性污泥微生物在曝气池内所进行的有机物氧化分解、细胞质合成以及内源代谢三项反应的数量关系图,
