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简介
这是一个关于污水生物处理论文PPT，包括了污水的生物处理概述，有机污水的生物处理，氮磷污水的生物处理等内容，教学目的和教学要求 了解我国水体污染现状及其危害，掌握有机污水好氧和厌氧生物处理的方法和基本原理，进一步掌握氮磷污水深度处理技术及其微生物学原理，了解其它无机污染物废水生物处理的方法及其基本原理。 水源的污染是危害最大、最广的环境污染。污水的种类很多，包括生活污水、农牧业污水、工业有机废水和有毒污水等。这些污水必须先经处理，除去其杂质与污染物，待水质达到一定标准后，才能排入自然水体或直接供给生产和生活重复使用。污水的生物处理 一、水体污染及其危害（一）我国的水资源形势：城市和农业缺水十分严重; 全国80％的水域，45％的地下水，90％以上的城市水域受到不同程度的污染。 课外读物《水污染及其防治》《现代环境微生物学技术》《环境工程微生物学》，欢迎点击下载污水生物处理论文PPT哦。
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教学目的和教学要求 了解我国水体污染现状及其危害，掌握有机污水好氧和厌氧生物处理的方法和基本原理，进一步掌握氮磷污水深度处理技术及其微生物学原理，了解其它无机污染物废水生物处理的方法及其基本原理。 水源的污染是危害最大、最广的环境污染。污水的种类很多，包括生活污水、农牧业污水、工业有机废水和有毒污水等。这些污水必须先经处理，除去其杂质与污染物，待水质达到一定标准后，才能排入自然水体或直接供给生产和生活重复使用。污水的生物处理 一、水体污染及其危害（一）我国的水资源形势：城市和农业缺水十分严重; 全国80％的水域，45％的地下水，90％以上的城市水域受到不同程度的污染。 课外读物《水污染及其防治》《现代环境微生物学技术》《环境工程微生物学》 （二）水体主要污染物及其危害 1、物理污染 2、化学污染 3、生物污染水体主要污染物及其危害 1 、物理污染颜色：说明污染物的含量浊度：胶体或细小悬浮物温度：地表水一年0-35℃，地下水稳定悬浮物：影响水的透明度→光合作用放射性：蓄积在人体内造成长期危害 1、 物理污染热污染的危害：来源冷却水水中溶解性气体发生显著变化水中化学生化反应速率上升生物种群、群落变化：20℃硅藻；30℃绿藻；35℃蓝藻 2、 化学污染无机无毒无机有毒有机无毒有机有毒 2、化学污染无机无毒：酸、碱、无机盐类。危害：使淡水的矿化度增高，影响用水水质富营养化 2、化学污染无机有毒： 1）重金属：汞、铬、镉、铅、砷 危害：富集、 致癌 2）氰化物：含CN-的物质，急性中毒死亡 3）氟化物：氟骨症、损害肾脏二、化学污染有机无毒：主要是需氧有机物耗氧有机物是水体中最普遍的一种污染物。生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪、木质素等有机物，可在微生物的作用下最终分解为简单的无机化合物。这些化合物在分解过程中需要消耗大量的氧气。 2、化学污染有机有毒：主要是需氧有机物酚类化合物：煤气、焦化、石油化工、制药、油漆有机农药：有机磷、有机氯多环芳烃：由石油、煤、可燃气等不完全燃烧或高温处理条件下产生多氯联苯：电器绝缘和塑料增塑剂洗涤剂：泡沫、富含磷、表面活性剂 3、生物污染生物污染是指城市生活污水、医院污水或污水处理厂排水排入地表后，引起病源微生物污染 4、富营养化存在天然和人为两种类型共性：水体中N、P营养物质富集，引起藻类及其它浮游生物的迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象 4、富营养化危害因优势浮游生物的颜色不同水面往往呈现兰色、红色、棕色、乳白色等，视占优势的浮游生物的颜色而异。在海水中称作赤潮（red tide），在淡水中称作水华（water bloom）。限制因素：氮、磷富营养化关键：源源不断流入水体中的营养物质N、P的负荷量关键因素：溶解氧、温度、水体的形态二、污染物浓度指标及其意义全需氧量化学需氧量生化需氧量或生物化学需氧量总有机碳总氮总磷污染物浓度指标及其意义全需氧量（total oxygen demand，TOD）指水中全部有机物在被彻底氧化成H2O、CO2、NO3-、SO42-等无机物过程中所消耗的氧。一般情况下TOD与理论需氧量（theoretical oxygen demand，ThOD）相近。污染物浓度指标及其意义化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）指用强氧化剂（K2CrO7或KMnO4）使污染物氧化所消耗的氧量，所有能被氧化剂氧化的有机物与无机物均包括在内。测定结果分别标记为CODCr或CODMn。不标记的COD实际批CODCr. 由于CODMn测定法的氧化能力低于K2CrO7法，在一般情况下， CODMn ≤CODCr 由于某些物质不能被此类氧化剂氧化，因此一般情况下COD ≤ TOD 污染物浓度指标及其意义生化需氧量或生物化学需氧量（biochemical oxygen demand，BOD）指微生物在有足够溶解氧存在的条件下，分解有机物所消耗的氧量。常用BOD5，即5日生化需氧量。它表示在20℃条件下培养5日时的氧的消耗量。 BOD20为20日生化需氧量。不加特殊说明的BOD指BOD5。污染物浓度指标及其意义总有机碳（total organic carbon ，TOC）指污水中有机物的总含碳量。由于有机物都含有碳元素，因此TOC能完全反映污水中有机物的总含量。 污染物浓度指标及其意义总氮（total nitrogen，TN）指污水中所有含氮化合物（包括有机氮化合物、氨、硝酸根、醚硝酸根等）的总含氮量，是表示污水被氮污染的综合指标。有机氮化合物、氨、硝酸根和亚硝酸根中的氮分别称为有机氮、氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮污染物浓度指标及其意义总磷（total phosphorus ，TP）指污水中所有含磷化合物（包括有机磷化合物、正磷酸根、偏磷酸根等）的总含磷量，是表示污水被磷污染的综合指标。三、污水排放标准及处理要求根据污水受纳水体的功能，排放标准分为一级、二级和三级等3个等级，一级标准最严。三、污水排放标准及处理要求四、污水处理的一般技术途径污水处理技术可分为物理处理法、化学处理法、生物化学或生物处理法。根据处理对象与程度，污水处理可为一级处理、二级处理和三级处理。四、污水处理的一般技术途径 一级处理（primary treatment）:主要通过过滤、沉淀等物理学方法去除污水中粗大固形物及部分悬浮物。浮油的刮除亦属此。二级处理（secondary treatment）：在一级处理基础上，主要去除水中有机物。由于多年来以生物法作为二级处理的主要手段，故常称作生物处理或生化处理。近年来二级处理亦有采用化学或物理化学为主体的工艺。三级处理（tertiary treatment）：亦称深度处理(advanced treatment)。系使二级处理后的出水进一步净化，使各种有机和无机污染物去除率达98%以上。可采用物理、化学、生物学等各种手段。 第二节 有机污水的生物处理一、生物处理的优点和基本类型 1、生物处理的优点 ①效率高 普通活性污泥水处理厂，每天1m3曝气池能转换1~2kg干有机物，100倍于森林。 ②效果好 BOD去除率达90%~95%，COD去除率为60%~70%。 ③适用范围广（与微生物特点相关） ④成本低、运行费用少； ⑤可处理的水量大，方法成熟 生物处理是废水二级处理的首选方法 2、生物处理的基本类型生物处理的方法很多二、有机污水生物处理的基本原理 1、吸附作用(absorption) 吸附作用在污水处理厂密集的微生物生态系统中可能起着主要作用。通过微生物的吸附特性得以去除废水中的一些不可降解的污染物，如合成有机物、金属盐类以及一些放射性物质。 2．生物氧化和细胞合成作用生物氧化和细胞合成作用是通过微生物酶的作用进行的。 （一）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。 1、活性污泥的概念： 以好氧性细菌为主体的微生物和水中的悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的肉眼可见的絮状颗粒。 颗粒大小约0.05~0.5mm，表面积为20~100 cm2/mL，比重约1.002~1.006，静置时能立即凝聚成较大的绒粒而沉降。絮状体一般呈黄褐色，因水质不同也有呈深灰、灰褐，灰白等色。历史 1912年，英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）将污水装在玻璃瓶里，进行实验。他们发现对污水长时间曝气，玻璃瓶里会出现污泥，水质也得到明显改善。他们进一步发现，将那些没有洗干净而附着有污泥的瓶子用作污水曝气实验，污水处理效果更好。他们称这种自己生长的污泥为“活性污泥”（Activated Sludge）。让曝气后的污水静止沉淀，倒出上层已经净化的清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样可以大大缩短污水处理的时间。 1914年，第一座活性污泥法污水处理厂在英国曼彻斯特建立。 通过以活性污泥或生物膜形式存在的微生物旺盛的代谢活动，氧化分解有机污染物，使污水净化。 微生物的代谢，无论合成或分解，都是一系列极为复杂的生物化学变化，有分解、合成、氧化、还原、转移、异构等各种反应，绝大多数是在特定的酶促作用中进行的。 活性污泥中的微生物不断地氧化分解污泥所吸附的有机质，合成新的微生物细胞。活性污泥具有良好的沉降性能，使处理水与污泥分开，达到净化的目的。 流程和原理 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，形成悬浮状态。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。 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。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。 活性污泥法的原理形象说法：微生物“吃掉”了污水中的有机物，这样污水变成了干净的水。它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。 3、活性污泥的特征具有很强的吸附能力： 活性污泥的比表面积大、菌胶团表面有丰富的粘液物质。 据研究，10~30min内，生活污水中BOD的85%~90%可因活性污泥的作用而除去。 很强的分解、 氧化有机物的能力和pH缓冲力 活性污泥是多种微生物和有机物颗粒的聚集体，分解、 氧化有机物的能力和pH缓冲力巨大。 良好的沉降性能 在污水处理过程中，活性污泥能将一些金属离子吸附，使与有机物形成络合物而得以沉降除去。 活性污泥法是一个连续的处理过程，因而易于采用计算机控制而实现监控自动化。此外，活性污泥法处理废水的效率可以根据具体条件而作较大的调整，因而可用于处理流速及浓度发生较大变化的污水。活性污泥法被广泛用于处理城市生活污水和各种工业废水。 不足之处传统活性污泥法会排放出大量剩余污泥。这些污泥中饱含着各种污染物，所以处理和处置这些污泥也是一大难题。现在的活性污泥法发展趋势是污泥减量化和与厌氧法组合处理工艺。现在世界各国，包括我国都发展了各种处理系统以减少剩余污泥的产量，颗粒活性污泥法就是一种行之有效的方法。这种方法是把活性污泥培养成颗粒状，用颗粒活性污泥完全矿化废水中的有机物，而不形成新的微生物细胞，或者只在颗粒活性污泥内部维持微生物细胞的新老更替。 4、活性污泥中的生物相 1、细菌 起主导作用，活性污泥中有多种细菌；主要的优势种有：产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、微球菌属、假单胞菌属和动胶菌属以及球衣菌属等。 活性污泥中，细菌大多数以菌胶团的形式存在，呈游离状态的较少；生枝动胶菌是最早发现的菌胶团形成菌; 现已知道埃希氏菌属、假单胞菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属的一些菌株均可以产生菌胶团。 在活性污泥中的一些丝状细菌，如球衣菌属、贝日阿托氏菌属和硫发菌属等，附着在菌胶团上或与之交织在一起，成为活性污泥的骨架。 2、原生动物 纤毛虫类 ：游泳型和固着型鞭毛虫类 肉足虫类 2、原生动物 原生动物在活性污泥中的作用? 3、真菌类 青霉属(Penicillium) 头孢霉属 (Cephalosporium) 枝孢属(Cladosporium) 镰孢霉(Fusarium) 地霉属(Geotrichum) 假丝酵母屑(Candida) 红酵母属(Rhodotorula) 4、后生动物 轮虫类(rotifers) 线虫类(nematodes) 5、活性污泥法的影响因素 1）水中溶解氧(DO) 溶解氧太低会影响到活性污泥微生物的正常代谢活动，净化功能下降，易于滋生丝状菌产生污泥膨胀。混合液溶解氧浓度过高，氧转移效率降低，浪费动力费用，还会引起絮凝体分散。 DO应保持在2.0~4.0 mg／L左右。 活性污泥法消耗的O2是通过鼓风曝气系统或机械曝气系统供给。 2）温度和pH 一般认为活性污泥处理中的适宜温度为15~30℃，<10℃和>30℃都会影响处理效果。 活性污泥微生物的最适pH值介于6.0~8.0之间。 pH<4.5，原生动物全部消失，真菌将占优势，容易产生膨胀现象。 pH>9.0，微生物的代谢速率也会受到影响。 3）营养盐浓度和平衡 活性污泥的生物合成，取决于能源物质的性质、浓度、氮和磷等的平衡，少量的钾、钠、硫、钙、镁、铁以及痕量的铜、锌、钻、铝等都是必要的。 一般认为BOD：N：P的比例为100：5：1是适宜的 4）食料微生物比（污泥负荷） 又称有机底物(F)与微生物量(M)的比值，F/M比(food to microorganism) F/M比既影响微生物的生长和代谢活动，又影响活性污泥系统的效率。 通常以污泥负荷BOD/MLSS(污泥干重，亦称污泥浓度或混合液悬浮固体浓度(mixed liquor suspended solids)之比来表示 污泥负荷和容积负荷污泥负荷(sludge loading) 每日每千克混合液中的悬浮固体所能承受的BOD千克数，其单位是kg BOD／(kgMLSSd)。 容积负荷(volume loading) 每立方米曝气池体积每日所承受的BODkg数，其单位是kg BOD／(m3d)。 5）污泥龄 （P216）污泥龄 c (sludge age) 指曝气池中微生物细胞的停留时间。有回流的活性污泥法，污泥龄就是曝气池全池污泥平均更新一次所需要的时间(以天计)。普通活性污泥法—般 c 为5~15d，延时限气法 c为20~30d，高负荷活性污泥法 c为0.3~2.5d。 6）有毒物质 无机物和有机物两类 无机物有重金属、硫化氢、卤族元素及其化合物，有机物有酚、醇、醛等。重金属及其盐类是蛋白质沉淀剂，其离子易与细胞蛋白质结合，使之变性。 6、活性污泥的膨胀及其控制 正常的活性污泥：具有絮凝作用的菌胶团细菌占优势，同时有少量丝状细菌穿插其中，上面附有钟虫、楯纤虫和轮虫一类低等动物。 当活性污泥性质发生变化时，不易沉降，絮凝物随水漂流，致使出水BOD增高。这一现象称为污泥膨胀(sludge bulking)， 2）引起污泥膨胀的原因和条件 （1）污泥膨胀类型有丝状菌性膨胀和非丝状菌性膨胀两种 非丝状菌膨胀因高黏性物质大量积累而引起的膨胀。低温季节容易产生，出现这种污泥膨胀时，废水净化效果良好，上清液清澈，但污泥难于沉淀。 丝状菌性膨胀丝状菌性膨胀是由于丝状菌异常增长而引起的；活性污泥呈棉絮状，沉降性能变差。通常所说的膨胀是指丝状菌性膨胀(filamentous bulking)。 导致产生丝状菌性膨胀的微生物球衣菌(Sphaerotilus) 贝日阿托氏菌(Beggiatoa) 硫发菌(Thiothrix) 诺卡氏菌(Nocardia) 芽孢杆菌(Bacillus) 污水处理厂常见的污泥膨胀 (1)缺氮和缺磷的废水：如造纸废水、含酚废水和印染废水，污泥膨胀比较严重。 (2)温度过高：夏秋季膨胀现象频繁。有时低水温也会有问题。 (3)污泥负荷过低或高：一般认为污泥负荷超过0.35kgBOD／(kgMLSSd)就会膨胀。 (4)废水中悬浮物低，低分子糖类多； (5)有毒金属、硫化物等毒物流入。 解决办法 (1) 改进污水处理工艺推流式一般不容易发生膨胀，完全混合法易发生膨胀，采用间歇式进水可抑制膨胀发生。活性污泥饥饿可抑制丝状菌的增长：菌胶团形成菌贮存能力高，丝状菌贮存能力低。 解决办法 (2) 分析污泥膨胀原因，改变运行条件废水中含硫化物较高引起硫发菌繁衍造成的，预曝气氧化除去硫化物，降低了硫发菌的含量，可消除膨胀；提高溶氧浓度，溶氧>21mg/L以上；降低污泥负荷，控制BOD负荷为0.2~0.3kg／(kg.MLSSd)。 解决办法 (3)投加絮凝剂在原因不明的情况下，投入絮凝剂可起到明显的效果。如投加铁盐(三氯化铁5~50mg/L) 铝盐(按矾土计10~100 mg/L) 高分子絮凝剂 解决办法 (4)投加氧化剂丝状细菌膨胀加氯气或加过氧化氢有效氯浓度为10~20 mg/L (>20 mg/L污泥解絮)；过氧化氢浓度为100~200 mg/L。球衣菌对这些物质较敏感，而菌胶团形成菌不敏感。浓度不能过高，避免污泥解絮。 （二） 生物膜法 利用固着在惰性材料表面的膜状生物群落处理污水的方法称为生物膜法(biofilm process)，是一种重要的生物处理方法。亦称固着膜法(fixed-film process)，主要结构是生物滤池 (biological filter) 英国称为溶滤池(percolating filter)，美国称为滴滤池(trickling filter)。 1、基本特点和类型 1）生物滤池的优缺点：优点：耗能少、维持费用低、运转管理方便，抗毒物冲击能力强，污泥量少。缺点：规模较小，占地多如果建立生物滤池污水处理厂的处理能力超过5万人污水的规模，占地太多，不适于城市和土地紧缺地区使用 2）生物膜法类型 生物滤池 生物滤池分普通生物滤池(conventional biological filter)和高负荷生物滤池(high rate biological filter)。长方形或圆形池子(钢筋混凝土或砖石结构)，池内装有滤料(石子、炉渣或塑料滤料等)，滤料层上有布水装置，下有排水系统。 塔式生物滤池(biological tower) 塔高7~24m，采用塑料滤料(聚氯乙烯和聚丙烯)，内部通风良好，水流紊动剧烈，水力冲刷较强。生物转盘(biological disc) 1960年德国斯图加特工业大学设计的一种方法，在废水池子中安装转盘，像水车一样旋转，转盘浸入水中吸附有机物获得营养，转盘离开水后获得氧气。 生物接触氧化(biological contact oxidation) 池中装填一定数量的填料，附着在填料上的微生物依靠机械充氧获氧，氧化分解有机物，又称淹没式生物滤池，是介于活性污泥法和生物滤池法之间的处理工艺。停留时间为0.5h~15h，BOD负荷1~6 BODkg /(m3d)，去除效率80％~90％(BOD5)。 生物流化床(biological fluidized bed) 以砂、焦炭或活性炭等细小惰性材料作为生物膜载体，废水(先经充氧或床内充氧)自下向上流过滤床使载体层呈流动状态，加大了生物膜表面积与废水和氧的接触，提高了处理效率 。 MLSS为8~40mg/L，有机负荷16 BODkg /(m3d)。停留时间15~45min，BOD和氮去除率＞90％。 2、生物膜的净化原理污水从上部均匀喷洒到生物滤池表面，薄膜状吸附于滤料周围形成附着水(adhesive water)，沿薄膜流过滤料即流动水(flowing water)。滤料表面微生物迅速繁殖，形成一层充满微生物的生物膜。革兰氏阴性菌 丝状细菌，并有糖萼的形成，有助于生物膜微生物黏结在滤料表面。生物膜的净化原理生物膜具有强烈的吸附、吸收、分解作用，微生物合成新细胞，膜不断加厚。生物膜达到一定厚度时，生物膜内层形成厌氧层，厌氧层逐渐扩大增厚，随后造成生物膜整块脱落。滤料表面又生成新的生物膜，如此循环往复不断更新。 3、生物膜中的微生物 普通滤池内生物膜的微生物群落有：生物膜生物：起净化和稳定污、废水水质的功能。菌胶团为主要组分，辅以浮游球衣菌、藻类等。 生物膜面生物：促进滤池净化速度，提高滤池整体的处理效率的功能。固着型纤毛虫(例如钟虫、累（等)枝虫、独缩虫等)及游泳型纤毛虫(例如楯纤虫、斜管虫、尖毛虫、豆形虫等，滤池扫除生物：去除滤池内的污泥、防止污泥积聚堵塞的功能。有轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、顠体虫等， 具体来说，生物膜由细菌、真菌、藻类、原生动物和其它动物构成的食物链，对有效地去除水中有机物起着十分重要的作用。同活性污泥相比，生物膜的食物链长而复杂，还有环节动物、昆虫幼虫等 1）细 菌细菌在数目上和生物量上占优势，种类和活性污泥的细菌种类相似好氧菌(专性或兼性的)主要有动胶菌、假单胞菌、产碱杆菌和黄杆菌，硝化细菌、亚硝化单细菌和硝化杆菌，专性厌氧菌有脱硫弧菌和产甲烷菌等。丝状细菌如浮游球衣菌、贝日阿托氏菌等，但很少占优势，其数量直接与滤池的有机负荷有关，但不会引起污泥膨胀。 2）真 菌真菌在生物膜中比在活性污泥中多，首先定殖在基质上主要的真菌有白地霉、水生镰孢、瘤孢、红浆霉和多胞丝胞酵母。丝状生长有助于氧向生物膜深处扩散。 3）藻 类生物滤池、生物转盘等受到阳光照射的部分会有藻类生长。如果藻类过度生长覆盖滤池表面，可引起滤池堵塞。常见藻类：小球藻、绿球藻、裸藻、丝藻、席藻、毛枝藻以及颤蓝菌等。 4）原生动物大量原生动物存在，其种类比活性污泥多 1mL生物滤池污泥中：肉足类100~4600个，鞭毛虫类200~13000个，纤毛虫500~10000个。纤毛虫类在生物滤池中占很大比例，但比活性污泥法少。出现频率最高有植鞭毛虫类屋滴虫，肉足虫类变形虫、简便虫、表壳虫，纤毛虫类独缩虫、盖虫、斜管虫等。 不同的构筑物类型、不同的废水和不同的季节，原生动物的优势种不同。通常，植鞭毛虫常存在于上层；纤毛虫在各部位均分布，游泳型纤毛虫在上，柄纤毛虫在下。 5）后生动物轮虫类、线虫类、环节动物、昆虫类、甲壳类等，旋轮虫较多，有时比原生动物生长还快而成为优势种属。后生动物在生物膜中的运动和觅食，导致生物膜松动，控制生物膜厚度，促进了物质交换和氧的供应。 线虫，占全部生物的2％~10％，数量与季节变化没有多大关系。环节动物主要是寡毛类，如爱胜蚓、颤蚓、水丝蚓等。昆虫类中最多的是毛蠓，在滤池中很普遍，可达3万个/m2以上，幼虫吞食生物膜，可抑制生物膜的过度发展，并使生物膜疏松。 思考题: 活性污泥和生物膜法同属污水好氧处理系统，说明（1）它们适合处理何类污水？(2)污水净化的生物学过程？ 活性污泥可用于处理流速及浓度发生较大变化的污水。被广泛用于处理城市生活污水和各种工业废水。如纺织印染、炼油、木材防腐、焦化、石油化工、农药、约缘材料、合成纤维、合成橡胶、电影橡胶与胶片、洗印、造纸和炸药等许多工业废水处理。 生物膜法较多应用于特殊行业的废水处理中，如印染废水、石油、制革、造纸、食品、医药、农药及化纤等工业废水的处理，特别是中、小流量污水的处理。 活性污泥法的微生物学过程：活性污泥的比表面大，吸附力强。废水进入曝气池与活性污泥接触后，其中有机物在约1~30min的短时间内被吸附到活性污泥上。大分子的有机物，先被细菌的胞外酶分解，成为较小分子化合物，然后摄入菌体内。低分子有机物则可直接吸收。在微生物胞内酶作用下，有机物的一部分被同化形成微生物有机体，另一部分转化成CO2、H2O、NH3、SO42+、PO43-等简单无机物及能量释出。活性污泥法的微生物学过程是一个复杂的过程，其中包括一系列的微生物酶引起的复杂生化反应，是多种微生物连续协同作用的结果。 生物膜法的微生物学过程：生物膜的表面，总是吸附着一薄层污水，称之为“附着水”，其外层为能自由流动的污水，称“运动水”。当附着水中的有机物被生物膜中的微生物吸附并氧化分解时，附着水层中有机物浓度随之降低，而运动水层中浓度高，因而发生传质过程。污水中的有机物不断转移进去被微生物分解。微生物所消耗的氧，沿着空气、运动水层、附着水层而进入生物膜；微生物分解有机物产生的无机物和CO2等，沿相反方向释出。 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都是好氧生物处理污水的不同反应器形式，它们处理废水、净化水质的机理是一样的，生物相也相似。从外观上看主要区别在于活性污泥法不需要填充载体，生物污泥是悬浮的，而生物膜法中的微生物是固定在填料上的。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。 比较生物膜法与活性污泥法的优缺点。 生物膜法和活性污泥法一样，同属好气生物处理方法。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，而生物膜法则主要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。 与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特点。 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。 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，有机物代谢产生的能量较多的转移高营养级微生物，合成新细胞即剩余污泥量较少。 ⑤采用自然通风供氧。 ⑥活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。 ⑦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。 国外的运行经验表明，在处理城市污水时，生物滤池处理厂的处理效率比活性污泥法处理厂略低。50％的活性污泥法处理厂BOD5去除率高于91％，50％的生物滤池处理厂BOD5去除率为83％，相应的出水BOD5分别为14和28mg／L。 三、 氧化塘法 P234 被世界广泛采用的主要处理方法。规模可从处理小于1000人的污水到大于10万人的污水。美国约有3500个氧化塘，约占人口的7％。我国从1950年初开始应用氧化塘处理城市污水和工业废水。 1950年代西安利用古运河建立了污水库， 70年代武汉修建了鸭儿湖氧化塘处理化工废水，到90年代初发展到100多座。 特殊的活性污泥法。氧化塘是人工的、接近自然水生生态系统，在氧化塘(或氧化沟)内，各种生物共存于同一环境中，保持互生关系。其食物链与自然水体基本相同。 （一）氧化塘的特点和类型 1、氧化塘和活性污泥法的不同点 ①停留时间很长 ②负荷较低 ③微生物量较低 ④不需要曝气 ⑤下层有厌氧分解 ⑥生物以藻菌共生为主，并起主要的净化作用。 2、氧化塘的基本形式厌氧塘、好氧塘、兼性塘和曝气塘厌氧塘(anaerobic pond) 一般表面积小、深度大(可达4.5m)，使池塘处于厌氧状态，塘内几乎无藻类，主要靠大气供氧，因此好氧分解仅限于上面一薄层表层水，塘内部主要为厌氧分解。主要反应是酸化和甲烷发酵，一般作为高温高负荷污水的预处理，停留20~50d，BOD去除率为50%-70%。氧化塘的基本形式好氧塘(oxidation pond) 又叫藻类塘完全依靠藻类光合作用供氧，池很浅，塘深30~40cm，日光可达塘底，藻类生长旺盛。主要由藻类供氧，塘内完全处于好氧状态。污水停留时间在几天至30天的范围，冬季温度对藻类生长不利，故须适当延长停留时间。 氧化塘的基本形式兼性塘(facultative pond) 最常见的塘型，塘深1.2~2.5m，上层主要由藻类供氧，为好氧层，下层为厌氧层。停留时间30d左右。净化效率普遍较高，也易于管理。曝气塘(aerated pond) 又称通气塘由超负荷的兼性塘演化而来，塘深一般2~6m，主要靠机械充氧，全部水层都保持通气状态。停留时间 10d左右。能承受较高浓度废水，停留时间短，占地少，但运转费用较大。（二）氧化塘净化污水的原理 1、表层好氧菌或兼性厌氧菌氧化分解有机物，释放出氮、磷和CO2。表层的藻类利用氮、磷和CO2，光合作用，释放出氧气。溶解氧又为好氧菌所利用，这样构成藻菌“共生”体系。 2、塘下层和污泥层进行厌氧过程，形成CH4、CO2、NH3，和H2S，还有多种可溶性降解产物。 （三）氧化塘中的生物类群 1．细 菌好氧生物处理系统的优势种相似，主要有假单胞菌、黄杆菌、微球菌等。 藻类生长层以下和厌氧层以上区域生活着大量的光合紫色硫细菌，将产生的硫颗粒沉积在细胞中。降低塘中硫化氢的浓度，减弱臭味 ；在塘底层进行厌氧过程。梭菌、假单胞菌、脱硫弧菌、脱硫菌、甲烷八叠球菌和甲烷丝菌等。 2、藻类稳定塘中另一类重要微生物常见的藻类有：小球藻、栅藻、衣藻、纤维藻、实球藻、空星藻、裸藻、扁裸藻以及颤蓝菌和微囊蓝菌等。 藻类的主要功能是产氧，维持塘的好氧条件。 藻类另一个主要功能是去除植物营养盐氮和磷。 3、原生动物占优势，以顺序出现下列原生动物：植鞭毛虫如眼虫；游泳型纤毛虫如豆形虫、草履虫和游仆虫等。有柄纤毛虫如钟虫和累枝虫等出现。甲壳类蚤和轮虫出现。 4．水生维管束植物凤眼莲、水浮洼、水鳖、绿荫等漂浮植物有很强的耐污能力，芦苇、水葱、香蒲等挺水植物有中等耐污能力，眼子菜、茨藻和金鱼藻等沉水植物适于生长在寡污带水中。 四、 厌氧处理法 （一）厌氧处理法的特点和类型 人工沼气发酵研究已有100多年的历史，从19世纪末到20世纪初，许多国家的微生物学者对纤维素的发酵进行研究。前苏联微生物学者奥梅梁斯基发现奥氏甲烷杆菌，提出沼气发酵理论，并为开辟沼气应用的途径奠定了基础。 产甲烷菌有很强的抗菌作用，能使痢疾杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌等致病菌无法生存。 1．主要优缺点有机负荷高，去除率高可以直接处理高浓度有机废水，不需要大量水稀释。 BOD去除率可达90%以上，COD去除率约为70％~90％。能降解许多在好氧条件下难以降解的合成化学品。如原配类染料、偶氮染料、含氯农药等。 2．厌氧反应器主要类型：有四种（1）常规消化池或普通厌氧消化池（conventional digester）诞生于20世纪20年代，是较为常用的一种厌氧反应器。污水间歇地或连续地进入消化池，上部排水，顶部排沼气，水力或机械搅拌装置充分混合，水力停留时间等于固体停留时间，无污泥回流。活性污泥浓度不高，一般5％。停留时间25~30d。 （2）厌氧接触消化池(anaerobic contact digester) 诞生于20世纪50年代中期，被认为是现代高效厌反应器的开端。该方法受活性污泥法的启发，在常规消化池的基础上增设了污泥回流装置，因此该方法亦称厌氧活性污泥法。由于采用了污泥回流，使反应器中的污泥浓度大幅度增加，污泥停留时间增长，反应器水力停留时间大为缩短。水力停留时间一般为0.5~6天，有机负荷一般为2~4kg/(m3.d)。适用于处理悬浮物浓度较高的高浓度有机废水。 （3）厌氧滤池(anaerobic filter， AF) 反应器内全部或部分填充填料供微生物附着生长，填料有较大的比表面积和较高的孔隙度。一般为上升式，需要在过滤器后设沉淀分离装置分离生物膜。停留时间一般约0.5~3d。 （4）升流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket，UASB) 反应器是一个无填料的空容器，运行时污水以一定流速自下进入反应器，通过一个悬浮的污泥层，料液和污泥菌体接触反应并产生沼气小气泡，气泡托起使污泥上升，在上部有一个关键装置气—液—固三相分离器，使污泥下沉，气水分离。折流式厌氧反应器(ABR)，效率更高。 （二）甲烷发酵理论与机制 甲烷发酵理论先后提出了二阶段、三阶段和四阶段发酵理论。目前应用较多的仍是布赖恩特(Bryant)于1979年提出的四阶段的发酵理论： 水解和发酵性细菌群将复杂有机物转化成有机酸：纤维素、淀粉等水解为单糖，再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨；脂类水解为各种低级脂肪酸和醇，例如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨和硫化氢等。 微生物群落是水解、发酵性细菌群，有专性厌氧的: 梭菌属(Clostridium) 拟杆菌属(Bacteriodes) 丁酸弧菌属(Butyrivibrio) 真细菌(Eubacterium) 双歧杆菌属(Bifidobacterium) 革兰氏阴性杆菌兼性厌氧的有: 链球菌肠道菌 据研究，每mL下水污泥中含有水解、发酵性细菌108~109个，每克挥发性固体含1010~1011个，其中蛋白质水解菌有107个，纤维素水解菌有105个。 微生物群落：微生物群落为产氢、产乙酸细菌； 只有少数被分离出来。硫酸还原菌和其他产乙酸和氢气的细菌； 产生过程产氢和产乙酸细菌群进一步把第一阶段的产物分解为乙酸和氢气；硫酸还原菌和其他产乙酸和氢气的细菌将第一阶段发酵的三碳以上的有机酸、长链脂肪酸、芳香族酸及醇等分解为乙酸和氢气。 第三阶段：甲烷的产生微生物：两组生理不同的专性厌氧的产甲烷菌群一组将H2和CO2合成CH4或CO和H2合成CH4；另一组将乙酸脱羧生成CH4和CO2；或利用甲酸、甲醇、及甲基胺裂解为CH4。 有28％的甲烷来自H2的氧化和CO2的还原。72％的甲烷来自乙酸盐的裂解。由于大部分甲烷和二氧化碳逸出，氨(NH3)以亚硝酸铵(NH4NO2)、碳酸氢铵(NH4HCO3)形式留在污泥中，它们可中和第一阶段产生的酸，为产甲烷菌创造了生存所需的弱碱性环境。氨可被产甲烷菌用作氮源。 概念：同型产乙酸细菌将H2和CO2转化为乙酸的过程，称为同型产乙酸阶段；产甲烷菌只能利用H2、 CO2、 CO、甲酸、乙酸、甲醇及甲基胺等简单物质产生甲烷和组成自身细胞物质。 14CH4+2C3H7COOH CH4+4CH3COOH 1906 年索根(Soehnge，)及费舍尔(Fisher)观察到： ⑤在H2和H2O存在时，巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkerii)与甲酸甲烷杆菌(Methanobacterium formicicum)能将CO还原形成甲烷。几种物质沼气发酵的产气量 影响废水厌氧消化处理效果的因素：厌氧活性污泥中微生物的种类、组成、结构及污泥的颗粒大小。能保证微生物生长条件的、结构好的厌氧消化池。 最根本、最重要的是微生物的种类和组成。 （三）沼气发酵实例农村沼气池产生的沼气成为农村重要的能源物质；大型养殖场的畜禽废水处理采用沼气发酵消除污染；高浓度的生活污水亦可采用沼气发酵技术去除有机污染物；第三节 氮磷污水的生物处理 一、生物脱氮技术 二、生物除磷技术 氮和磷的排放会加速导致水体的富营养化，其次是氨氮的好氧特性会使水体的溶解氧降低，此外，某些含氮化合物对人和其他生物有毒害作用。因此，国内外对氮磷的排放标准越来越严格。本节阐述生物脱氮除磷技术。生物脱氮除磷技术是近20年发展起来的，一般来说比化学法和物理化学法去除氮磷经济，尤其是能有效地利用常规的二级生物处理工艺流程进行改造达到生物脱氮除磷的目的，是目前应用广泛和最有前途的氮磷处理方法。一、生物脱氮 （一）生物脱氮原理 污水中氮主要以有机氮和氨氮形式存在。在生物处理过程中，有机氮很容易通过微生物的分解和水解转化成氨氮，即氨化作用。传统的硝化—反硝化生物脱氮的基本原理就在于通过硝化反应先将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮、亚硝态氮还原成气态氮从水中逸出，从而达到脱氮的目的。氮在水中的存在形态与分类硝化反应的条件（1）好氧状态：DO≥2mg/L；1gNH3-N完全硝化需氧4.57g，即硝化需氧量。（2）消耗废水中的碱度：1gNH3-N完全硝化需碱度7.1g（以CaCO3计），废水中应有足够碱度，以维持pH值不变。（3）污泥龄θC≥（10-15）d。（4）BOD5≤20mg/L。 反硝化-1 反硝化包括异化反硝化和同化反硝化，以异化反硝化为主，反硝化菌在DO浓度很低的环境中，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，有机物作为碳源及电子供体而得到降解。当利用的碳源为甲醇时： NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7CO2+0.47N2↑+1.68H2O + HCO3- NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7CO2+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3- 反硝化反应可使有机物得到分解氧化，实际是利用了硝酸盐中的氧，每还原1gNO3--N所利用的氧量约2.6g。 反硝化-2 当缺乏有机物时，则无机物如氢、H2S等也可作为反硝化反应的电子供体 （1）反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌，在缺氧条件下，进行厌氧呼吸，以NO3-—O为电子受体，以有机物的氢为电子供体。 （2）反硝化过程中，硝酸态氮有二种转化途径—同化反硝化（合成细胞）和异化反硝化（还原为N2↑），但以异化反硝化为主。 （3）反硝化反应的条件 反硝化反应的条件 DO<0.5mg/L，一般为0.2～0.3mg/L（处于缺氧状态），如果DO较高，反硝化菌利用氧进行呼吸，氧成为电子受体，阻碍NO3--O成为电子受体而使N难还原成N2↑。但是反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合成。反硝硝化菌以在缺氧-好氧交替的环境中生活为宜。 BOD5/TN≥3～5，否则需另投加碳源，现多采用CH3OH，其分解产物为CO2+H2O，不留任何难降解的中间产物，且反硝化速率高。 目前反硝化投加有机碳源一般利用原污水中的有机物。 还原1g硝态氮能产生3.57g碱度，而在硝化反应中，1gNH3-N氧化为NO3--N要消耗7.14g碱度，在缺氧-好氧中，反硝化产生的碱度可补偿硝化消耗碱度的一半左右。 内源反硝化 微生物还可通过消耗自身的原生质进行所谓的内源反硝化 C5H7NO2+4NO3-→5CO2+NH3+2H2↑+4OH- 内源反硝化的结果是细胞物质减少，并会有NH3的生成。 废水处理中不希望此种反应占主导地位，而应提供必要的碳源。 脱氮新理念 （1）短程硝化-反硝化 由传统硝化-反硝化原理可知，硝化过程是由两类独立的细菌催化完成的两个不同反应，应该可以分开；而对于反硝化菌，亚硝酸根或硝酸根均可以作为最终受氢体。该方法就是将硝化过程控制在亚硝化阶段而终止，随后进行反硝化，在反硝化过程将亚硝酸根作为最终受氢体，故称为短程(或简捷)硝化-硝化。 控制硝化反应停止在亚硝化阶段是实现短程硝化-反硝化生物脱氮技术的关键，其主要影响因素有温度、污泥龄、溶解氧、pH值和游离氨等。控制较高温度、较低溶解氧和较高pH值和极短的污泥龄条件等，可以抑制硝酸菌生成，使亚硝酸菌占绝对优势，从而使硝化过程控制在亚硝化阶段。 （2）厌氧氨氧化 厌氧氨氧化是荷兰Delft大学1990年提出的一种新型脱氮工艺。基本原理是在厌氧条件下以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，将氨氮氧化氮气，或者说利用氨作为电子供体．将亚硝酸盐或硝酸盐还原成氮气。参与厌氧氨氧化的细菌是自养菌。厌氧氨氧化过程无需有机碳源在。 （3）亚硝酸型完全自养脱氮 基本原理是先将氨氮部分氧化成亚硝酸氮，控制氨根离子与亚硝酸根离子比例为1：1，然后通过厌氧氨氧化作为反硝化实现脱氮的目的。全过程为自养的好氧亚硝化反应结合自养的厌氧氨氧化反应．无需有机碳源，对氧的消耗比传统硝化/反硝化减少62.5%，同时减少碱消耗量和污泥生成量。 二、硝化—反硝化过程影响因素 1．温度 硝化反应的适宜温度范围是30～35℃，温度不但影响硝化茵的比增长速率，而且影响硝化菌的活性，在5～35℃的范围内，硝化反应速率随温度的升高而加快，仅超过30℃时增加幅度减少，当温度低于5℃时，硝化细菌的生命活动几乎停止。对于同时去除有机物和进行硝化反应的系统，温度低于15℃即发现硝化速率迅速降低，低温对硝酸菌的抑制作用更为强烈，因此在低温12～14℃时常出现亚硝酸盐的积累。在30～35℃较高温度下，亚硝酸菌的最小倍增时间要小于硝酸菌，因此，通过控制温度和污泥龄，也可控制反应器中亚硝酸菌的绝对优势。 反硝化反应的最佳温度范围为35～45℃，温度对硝化菌的影响比反硝化菌大。 2．溶解氧 硝化反应必须在好氧条件下进行，一般应维持混合液的溶解氧浓度为2～3mg/L，溶解氧浓度0.5～0.7 mg/L，是硝化菌可以忍受的极限。硝化可在高溶解氧状态下进行，高达60mg/L的溶解氧浓度也不会抑制硝化的进行，为了维持较高的硝化速率，污泥龄降低时要相应地提高溶解氧浓度。溶解氧对反硝化反应有很大影响，主要由于氧会同硝酸盐竞争电子供体。同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性， 3．pH值 硝化反应的最佳pH值范围为7.5～8.5，硝化菌对pH值变化十分敏感，当pH值低于7时，硝化速率明显降低．低于6和高于9.6时，硝化反应将停止进行。反硝化过程的最佳pH值范围为6.5～7.5，不适宜的PH值会影响反硝化菌的生长速率和反硝化酶的活性。当pH值低于6.0或高于8.0时，反硝化反应将受到强烈抑制。 4．C/N比 C/N比值是影响硝化速率和过程的重要因素。硝化菌是自养菌，硝化菌产率或比增长速率比活性污泥异养菌低得多，若废水中BOD5值太高，将有助于异养菌迅速增殖，从而使微生物中的硝化菌的比例下降，一般认为，只有BOD5低于20mg/L时，硝化反应才能完成。反硝化过程需要充足的碳源，理论上lgNO2还原为N2需要碳源有机物2.86g。一般认为，当废水的BOD5/TKN值大于4～6时，可认为碳源充足，不需另外投加碳源，反之则要投加甲醇或其他易降解的有机物作碳源。 5、污泥龄 为使硝化菌能在连续流的反应系统中存活并维持一定数量，微生物在反应器的停留时间即污泥龄应大于硝化菌的最小世代期。一般应取系统的污泥龄为硝化最小世代期的两倍以上。较长的污泥龄可增强硝化反应的能力，并可减轻有毒物质的抑制作用。 6．抑制物质 对硝化反应有抑制作用的物质有：过高浓度氨氮、重金属、有毒物质以及有机物。一般来说，同样毒物对亚硝酸菌的影响比对硝酸菌大。反硝化菌对有毒物质的敏感性比硝化菌低很多，与一般好氧异养菌相同。在应用一般好氧异养菌文献数据时，应该考虑驯化的影响。 生物脱氮工艺包括含碳有机物的氧化、氨氮的硝化、硝态氮的反硝化等生物过程，即碳化-硝化-反硝化过程。从完成这些过程的反应器来分，脱氮工艺可分为活性污泥脱氮系统和生物膜脱氮系统，其分别采用活性污泥法反应器与生物膜反应器作为好氧/缺氧反应器，实现硝化/反硝化以达到脱氮的目的。从完成这些过程的时段和空间不同，活性计泥脱氮系统的碳化、硝化、反硝化可在多池中进行，也可在单池中进行。 二 生物除磷（一）生物除磷原理 有一类特殊的细菌，在厌氧状态释放磷，在好氧状态可以过量地、超出其生理需要地从污水中摄取磷酸盐。生物除磷主要由一类统称为聚磷菌的微生物完成。该类微生物均属异养型细菌。在厌氧区内，聚磷菌在既没有溶解氧也没有原子态氧的厌氧条件下，吸收乙酸等低分子脂肪酸(来自兼性细菌水解产物或来自原污水)，并合成聚β-羟基丁酸盐(PHB)贮于细胞内，所需的能量来源于菌体内聚磷的分解，并导致磷酸盐的释放。在好氧区内，聚磷菌以游离氧为电子受体，将积贮在胞内的PHB好氧分解，并利用该反应产生的能量，过量摄取水体中的磷玻盐，在胞内转化为聚磷，这就是好氧吸磷，好氧吸磷量大于厌氧放磷量，通过剩余污泥排放可实现生物除磷的目的。 在厌氧状态下放磷愈多，合成的PHB愈多，则在好氧状态下合成的聚磷量也愈多，除磷的效果也就愈好。 （二）生物除磷影响因素 1．溶解氧和氧化态氮 溶解氧分别对摄磷和放磷过程影响不同。在厌氧区中必须控制严格的厌氧条件，既没有分子态氧，也没有化合态氧。溶解氧的存在，将抑制厌氧菌的发酵产酸作用和消耗乙酸等低分子脂肪酸物质；硝态氮的存在，影响聚磷菌的代谢，也会消耗部分乙酸等低分子脂肪酸物质而发生反硝化作用，都影响磷的释放，从而影响在好氧条件下对磷的吸收。在好氧区中要供给足够的溶解氧，以满足聚磷菌对PHB的分解和摄磷所需。一般厌氧段的溶解氧应严格控制在0.2mg／L以下，而好氧段的溶解氧控制在2.0mg／L左右。 2．污泥龄 由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的，因此剩余污泥量的多少将决定系统的脱磷效果。一般污泥龄较短的系统产生较多的剩余污泥，可以取得较高的脱磷效果。短的泥龄还有利于好氧段控制硝化作用的发生而利于厌氧段的充分释磷，因此，仅以除磷为目的的污水处理系统中，一般宜采用较短的泥龄。研究表明，当污泥龄为30天时，除磷率为40％，污泥龄为17天时，除磷率为50%，污泥龄降至5天时，除磷率可提高到87%。 3．BOD负荷和有机物性质 一般认为，较高的BOD负荷可取得较好的除磷效果，有人提出BOD/TP＝20是正常进行生物除磷的低限。不同有机物为基质对磷的厌氧释放及好氧摄取也有差别。一般低分子易降解的有机物易被聚磷菌吸收、诱导磷释放的能力较强，而高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。 4．温度 温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响明显，因为在高温、中温、低温条件下，不同的菌群都具有生物除磷的能力，在5～30℃的范围内，都可以得到很好的除磷效果，但低温运行时厌氧区的停留时间要低一些。 5．pH值 pH值在6～8的范围内时，磷的厌氧释放比较稳定。pH值低于6时生物除磷的效果会大大下降。 废水生物除磷的工艺流程一般由厌氧池和好氧池组成。A/O（厌氧—好氧生物除磷）工艺和Phostrip（旁流除磷）工艺是两种基本的生物除磷工艺。第四节 其他无机污染物废水的生物处理 含硫废水的生物处理 金属废水的生物处理含硫废水的生物处理硫酸根SO４2-污染 SO４2-普遍存在于各种水体中，是测定水质的指标之一。天然水中的 SO４2-主要来自矿物盐类的溶解和有机物的分解。工业废水如酸性矿水中含大量SO４2- 。生活污水中的SO４2-主要来自人类排泄物。 硫化氢污染 H2S在水中含量为0.5mg/L时即可觉察出它散发的臭气。地表水中一般很少含H2S，如果发现，可判断为受废水污染。除发臭外，对混凝土和金属都有侵蚀破坏作用。 废水中的有机物含硫，在缺氧条件下可生成H2S。无机的硫化物或硫酸盐在缺氧条件下也可还原生成H2S。 有机污染物 来源：化学、纺织、煤气和造纸等工业有硫化物随废水排放 。特点：往往含量少、难降解、污染时间长等 。 废水中硫化物的细菌转化 1.丝状硫细菌---在有氧条件下把水中的硫化物氧化成S ，并以硫粒的形式沉积在细胞内，硫的分离、提纯比较困难。 2.光和细菌--其生长活动需要光照，产生单位质量细胞质所氧化的硫化物较少，污泥产生量大。 3.无色硫细菌(CSB)--生活的环境条件广(pH 1～10 ， 4～95 ℃ ，高低氧环境)。适应能力强，生长繁殖迅速，生化反应速率较高。研究进展有氧生物氧化方面 :生物接触氧化法又称固定式活性污泥法，它兼有活性污泥和生物膜法的优点。 (1)进水水质变化的适应能力较强。 (2)出水水质稳定。 (3)污泥生成量少。 (4)不产生污泥膨胀的危害且该法生物膜上的生物相丰富。 缺氧生物处理方面 Murtuza等人报道利用绿硫菌(GSB) ，使用内径为1.6 mm 的Tygon 材质管固定膜连续流光生物反应器处理含硫化氢废水。最大含硫负荷可达1451mg/Lh ，停留时间仅需6.74 min ，S2-基本去除。但是该技术需要大量辐射能。 利用反硝化细菌氧化硫化物是另一种缺氧生物处理，但反应中需要硝酸盐，限制了该技术的使用。
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