(高考生物)生物处理基础知识

（生物科技行业）生物处理
基础知识
名词解释
1，生物处理法：生物处理法就是利用微生物分解氧化有机物的功能并采用一定的人工措施，创造有利于微生物的生长，繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有机物效率的一种废水处理方法。

2，活性污泥：向生活污水中注入空气进行曝气，在污水中形成的一种呈黄褐色的絮凝体。

这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀，与水分离，并使污水得到净化、澄清。

这种絮凝体就被称为“活性污泥”。

3，混合液：由污水、回流污泥和空气互相混合形成的液体，称为混合液。

4，化学需氧量（CODmg/l）：化学需氧量表示利用化学氧化剂氧化有机物所需的氧量。

5，生化需氧量（BOD5mg/l）：生化需氧量表示在有氧的情况下，由于微生物（主要是细菌）的活动，可降解的有机物稳定化所需要的氧量。

6，污泥沉降比（SV）：指曝气池中混合液沉淀30分钟后，沉淀污泥与混合液的体积比（以%表示）。

因为活性污泥在沉淀30分钟后一般可接近它的最大密度。

当活性污泥的凝聚、沉降性能良好时，污泥沉降比的大小，可以反应曝气池正常运行时的污泥数量。

7，污泥浓度（MLSS）：指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量。

（单位：mg/l）
8，污泥体积指数（SVI）：指曝气池混合液经30分钟沉淀后一克干污泥所占的体积（单位：ml/g），单位可省略。

9，沉降比（SV）与污泥体积指数（SVI）及污泥浓度（MLSS，g/l）之间的关系：
SVI=SV×10/MLSS。

10．溶解氧（DO，mg/l）：指曝气池混合液中所含氧量。

一般控制在2-4mg/l。

11，污泥回流比（R）：回流污泥量是从二沉池补充到曝气池的污泥量，回流比是回流污泥量与入流污水量之比。

R=回流污泥量/入流污水量，一般用%表示。

一，活性污泥净化废水的过程：
第一阶段：也称为吸附阶段，废水主要由于活性污泥的吸附作用而得到净化。

吸附作用进行得十分迅速，对于生活污水，往往在10-30分钟内就可以基本完成，也就是说基本上在曝气池起端较短距离内就已经基本完成吸附作用。

在这一阶段，除吸附外，还进行了吸收和氧化的作用，但吸附是主要作用。

第二阶段：也称氧化阶段，主要是继续分解氧化前阶段被吸附和吸收的有机物，同时也继续吸附前阶段未吸附和吸收的残余物，主要是溶解物质。

这个阶段进行得相当缓慢，比第一阶段所需的时间长得多。

三，活性污泥的增长规律
控制污泥增长的决定因素是营养物质（BOD5：N：P=100：5：1）和微生物（活性污泥）量之间的比值。

如图所示
活性污泥增长曲线以及其和有机污染物BOD降解、氧利用速度的关系
1，在生长率上升阶段，微生物营养的丰富，微生物活性强，去除有机物的能力打，此时污泥凝聚性能差，不易沉淀，处理效果较差。

2，在生长率下降阶段，活性污泥生长受营养物质的限制，增长速度下降，这是活性污泥法所采用的工作阶段。

此时，废水中的有机物能基本去除，污泥的凝聚性和沉降性都好。

3，在内源代谢阶段，营养物质基本耗尽，活性污泥处于自身氧化阶段，此时污泥凝聚较差，数量逐渐减少，沉降性良好。

四，污水处理过程中常见的微生物（略）
五，影响活性污泥净化反应的因素
活性污泥微生物只有对它适宜的环境条件下生活，它的生理活动才能得到正常的进行，活性污泥处理技术就是人为地为微生物创造良好的生活环境条件，使微生物充分发挥对有机物降解的生理功能。

能够影响微生物生理活动的因素较多，其中主要为：营养物质，温度，溶解氧及有毒物质。

1，营养物质平衡：
碳C是构成微生物细胞的重要物质，生活污水中含有充足的碳源，能满足微生物的要求。

磷P是合成核蛋白及其他磷化合物的重要元素。

它在微生物的代谢和物质转化过程中起着重要的作用。

辅酶I,辅酶II等都含有磷。

生活污水中含磷量较高。

氮N是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素，氮源可来自于N2，NH3，NO3等无机氮化合物，也可来自有机氮化合物。

生活污水中氮源是足够充足的。

生活污水是参与活性污泥微生物的最佳营养源，其BOD5:N:P的最佳比为100:5:1。

2，溶解氧含量
参与污水活性污泥处理的是以好氧菌为主体的微生物种群。

曝气池内必须有足够的溶解氧，其溶解氧保持在不低于2mg/l的程度（以曝气池出口处为准）。

溶解氧过低或者过高，都是不利的。

3，PH值
最佳PH值范围：6.5-8.5之间。

4，水温
适宜温度在15℃-35℃之间。

5，有毒物质
主要有重金属离子、酚、氰等。

六，活性污泥的质量。

高质量的活性污泥主要体现在四个方面：
1，良好的吸附性能；
2，较高的生物活性；
3，良好的沉降性能；
4，良好的浓缩吸能；
污水中呈胶体状态的有机物首先被吸附到活性污泥絮提上，并进一步被吸附到细菌表面附近才能被分解代谢；活性污泥的生物活性是指污泥絮体内的微生物分解代谢有机污染物质的能力；只有沉降性能较好的活性污泥才能在二陈池进行有效的泥水分离。

只有活性污泥具有良好的浓缩性能，才能在二沉池得到较高的排泥浓度和回流污泥浓度。

活性污泥的质量是以以下几个方面具体判定的：
（1）颜色和气味
正常的活性污泥外观为黄褐色，可闻到土腥味。

微生物分解能力越强，即生物活性越高，土腥味越浓。

不是黄褐色或不是土腥味的活性污泥一定不正常。

（2）污泥沉降比（SV30）
对于某一浓度的活性污泥，SV30相对较小，说明其沉降性能和浓缩性能越好。

正常的活性污泥，其MLSS浓度在1500—3000mg/l之间时，SV30一般在15-30%的范围内。

（3）污泥的沉降速度
活性污泥混合液在量筒中的沉降过程可分为四个状态，如图所示。

P65
a图为沉降初始状态，b图为形成泥水界面时的状态，c图为沉速开始下降状
态，d图为沉降最终状态。

ab为絮凝体类型，该过程历时很短，一般以1-2min即可完成。

bc为成层沉降阶段，可观察到泥水界面以恒定的速度下沉。

cd为压缩沉降，即污泥浓缩。

泥水界面下降越来越慢，直至d态几乎静止。

生物相是指活性污泥微生物的种类、数量及其活性状态的变化。

生物相观察可以作为一种辅助手段来达到控制工艺运行的目的。

一般生物相：
异常生物相：
需要强调的是：生物相观察只是一种定性方法，只能作为理化方法的一种补充手段。

应在长期的运行中注意积累资料，总结出本厂的生物相变化规律。

七，工艺流程（略）
八，各构筑物的作用
1，沉沙池
沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒.
2，水解池
水解指的是有机物进入细胞前，在胞外进行的生物化学反应。

经水解后，原水中易降解物质减小较少，而一些难以生物降解的大分子物质还被转化为易于生物降解的小分子物质（有机酸等），从而使废水的可生化性以及降解速率大幅度提高。

因此后续的生物接触氧化处理可以在较短的停留时间内，达到较高的COD去除率。

水解池的作用：
（1）将原水中的难生物降解物质转变为易生物降解物质，提高废水的可生化性，以利于后续的生物接触氧化处理。

（2）能够适应水质水量的变化。

在污水处理厂污水浓度有较大增长的情况下，水解池反应后出水有机物浓度升高一般不多。

（3）水解反应池对悬浮物的去除率很高，可去除80%以上的进水悬浮物
（4）可使污泥减量30%左右
（5）水解+生物接触氧化处理工艺能耗较低，其机理在于水解池去除有机物（以COD表示）占全流程去除有机物总量的50%左右，其次将不溶性有机物转化为可溶性有机物，大分子物质分解成小分子有机物。

为生物接触氧化处理创造了有利条件，缩短了反应时间，降低了处理能耗。

3，曝气池
生化反应的主要构筑物，它是整个污水处理工艺的核心。

4，沉淀池
二沉池的作用是使活性污泥与处理完的污水分离，并使污泥得到一定程度的浓缩。