环境工程微生物学-污水生物处理
环境工程微生物学：第九章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
➢（一）好氧生物膜中的微生物群落 ➢（二）好氧生物膜的培养
污（废）水是指什么水？ 城市污水和工业废水。
生物处理方法分类： ❖根据微生物与氧的关系： 好氧处理
厌氧处理 ❖ 根据微生物在构筑物中处于悬浮或固着状态，分为：
活性污泥、生物膜或两者的混合体。
活性污泥和生物膜是净化污（废）水的工作主体。
B 完全混合式活性污泥法
混合液在曝气池内充分混合循环流动，进行吸附和氧化 分解。
特点：
进水
1. 耐冲击负荷性强， 可处理浓度较高的废 水，只要适当延长曝 气时间即可。适于处 理工业废水。
2. 可把曝气池的工况 控制在最佳的位置上。
曝气池 回流污泥
出水 沉淀池
剩余污泥
④虽可降解但尚未降解的有机物
5～65％
⑤惰性无机物，20～30％
（2）好氧活性污泥的性质
❖物理性质：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99％左右，密度 1.002～1.006，粒大小为0.02～0.2mm，比表面积为 0～100cm2；有沉降能力，有吸附能力
❖ 化学性质：呈弱酸性（pH约为6.7），具一定的缓冲 能力和氧化有机物的能力，
2．改进型的活性污泥法
❖ 在普通型的基础上加以改造，使之性能提高的好氧 活性污泥法中有推流式活性污泥法、完全混合式 活性污泥法、接触氧化稳定法、分段布水推流式 活性污泥法、氧化沟式活性污泥法……
齐鲁石化一净化车间污 水处理工艺
例 齐鲁石化一净化的生化处理工艺
一级隔油浮选后污水
调节池
二级曝气池 （硝化脱氮）
小口钟虫
c. 菌胶团中微生物生态
❖有关
❖ 中心是能起絮凝作用的细菌形成的菌胶团
环境工程微生物知识点总结
环境工程微生物知识点总结环境工程微生物是研究微生物在环境中的分布、转化和有害物质降解等过程的科学，其知识点主要包括微生物在环境中的重要作用、微生物的分类与特征、微生物的生长与繁殖、微生物的代谢与降解、微生物在环境修复中的应用等。
下面对环境工程微生物的重点知识点进行总结。
1.微生物在环境中的重要作用：-微生物参与地球物质的循环，如有机物的分解和转化、氮循环、硫循环等。
-微生物参与地下水和土壤中的有害物质降解过程，如有机物、重金属等的生物降解。
-微生物参与污水处理和废物处理等环境工程中的应用，如厌氧消化、好氧污泥法等。
2.微生物的分类与特征：-微生物包括细菌、真菌、古菌、病毒等，其中细菌是环境中最广泛存在的微生物。
-微生物通过形态特征、生理特征、生态特征等多种方式进行分类，如细菌根据形态可分为球菌、杆菌、弯曲菌等。
-微生物还具有耐寒、耐干、耐酸碱等特点，适应不同的环境条件。
3.微生物的生长与繁殖：-微生物的生长过程可分为潜伏期、指数期、平稳期和衰老期等阶段，其中指数期是微生物数量急剧增加的阶段。
-微生物的繁殖方式包括二分裂、芽孢形成、孢子形成等，不同方式的繁殖适应不同的环境条件。
-微生物的生长速率受限于养分、温度、pH值等环境因素。
4.微生物的代谢与降解：-微生物的代谢方式包括有氧代谢和厌氧代谢两种，其中有氧代谢产生较多的能量，厌氧代谢则在缺氧条件下进行。
-微生物通过产酸、产碱等方式调节环境pH值，维持适宜的生长环境。
-微生物通过降解酶的产生，可分解有机废物、降解有害物质等。
5.微生物在环境修复中的应用：-微生物可通过生物吸附、生物转化、生物降解等方式修复环境污染。
-微生物通过喜气微生物、耐酸碱菌等的应用，可以修复酸性废水、碱性废水等特殊环境。
-条件良好的微生物栖息地，如湿地、土壤等能提供较好的微生物修复效果。
总之，环境工程微生物研究微生物在环境中的分布、转化和降解等过程，掌握微生物在环境中的重要作用、分类与特征、生长与繁殖、代谢与降解以及应用等知识点，对于实现环境保护和污染修复具有重要意义。
周群英《环境工程微生物学》(第3版)课后习题(第十章 污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物
第十章污（废）水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理1．污（废）水为什么要脱氮除磷？答：污（废）水需要脱氮除磷的原因如下：（1）在好氧生物处理中，生活污水经生物降解，大部分的可溶性含碳有机物被去除，同时会产生NH3-N、NO3--N和PO43-、SO42-，其中，只有25％的氮和19％左右的磷被微生物吸收合成细胞，通过排泥得到去除，出水中的氮和磷含量仍未达到排放标准。
（2）氮和磷是生物的重要营养源。
但水体中氮磷过多，危害极大。
最大的危害是引起水体富营养化，蓝藻、绿藻等大量繁殖后引起水体缺氧，产生毒素，进而毒死鱼虾等水生生物和危害人体健康，使水源水质恶化。
不但影响人类生活，还严重影响工农业生产。
2．微生物脱氮工艺有哪些？答：微生物脱氮工艺有A/O、A2/O、A2/O2、SBR等工艺。
反硝化有单级反硝化和多级反硝化。
根据不同水质，通常有以下3种组合工艺，即碳氧化、硝化和反硝化三者的不同组合方式。
（1）碳氧化、硝化、反硝化分级（2）碳氧化和硝化结合，反硝化分级（3）碳氧化、硝化、反硝化结合3．叙述污（废）水脱氮原理。
答：污（废）水脱氮原理如下：（1）概述脱氮是先利用好氧段经硝化作用，由亚硝化细菌和硝化细菌的协同作用，将NH3转化为NO2--N和NO3--N。
再利用缺氧段经反硝化细菌将NO2--N（经反亚硝化）和NO3--N （经反硝化）还原为氮气（N2），溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。
（2）具体反应机理①硝化短程硝化：全程硝化（亚硝化＋硝化）：②反硝化反硝化脱氮：厌氧氨氧化脱氮：厌氧氨氧化脱氮：厌氧氨反硫化脱氮：4．参与脱氮的微生物有哪些？它们有什么生理特征？答：参与脱氮的微生物及其生理特征如下：（1）硝化作用段及微生物①好氧氨氧化细菌好氧氨氧化细菌即好氧的亚硝化细菌，以NH3为供氢体，O2作为最终电子受体，产生HNO2。
其中的亚硝化叶菌属在低氧压下能生长，化能无机营养，氧化NH3为HNO2，从中获得能量供合成细胞和固定CO2。
环境工程微生物学
环境工程微生物学环境工程微生物学摘要：环境工程微生物学是微生物学的一个分支学科，它研究微生物在环境工程中的应用和作用。
在环境治理、废水处理、有机废弃物处理、土壤修复、空气污染控制等方面发挥重要作用。
本文将介绍环境工程微生物学的基础知识、微生物对环境的影响、微生物在环境治理中的应用等内容。
关键词：环境工程微生物学、微生物、环境治理、废水处理、有机废弃物处理、土壤修复、空气污染控制第一章环境工程微生物学的基础知识1.1 环境工程微生物学的概念环境工程微生物学是微生物学的一个分支学科，它研究微生物在环境工程中的应用和作用。
环境工程微生物学主要包括微生物的分类、数量、分布及其对环境的影响、微生物在环境治理中的应用等内容。
1.2 微生物的分类微生物是一类很小的生物体，包括细菌、真菌、蓝藻等。
按照形态特征和营养方式可将微生物分为原核生物和真核生物两大类。
原核生物可以进一步分为细菌，古细菌和蓝藻等。
1.3 微生物的数量和分布微生物是地球上最多的生物群体之一，它们广泛分布于大气、海洋、土壤、水体等各种环境中。
微生物数量的大小受多种因素影响，例如环境温度、湿度、pH值、营养物质的供应等。
第二章微生物对环境的影响2.1 微生物的生态作用微生物在生态系统中扮演着重要的角色。
微生物可以降解有机物，释放出二氧化碳，水和能量，它们也可以合成和分解无机物，参与氮、硫、碳循环等生态过程。
2.2 微生物与环境的关系微生物与环境之间的关系非常密切。
它们之间的相互作用影响着环境的质量和稳定性。
环境中的温度、湿度、pH值以及营养物质的供应等，都会影响微生物的生长和代谢，进而影响环境质量。
2.3 微生物在环境污染中的作用微生物可以在环境污染控制和治理中发挥重要作用。
它们可以利用废物和有害物质作为其生长代谢的基础，进行生化转化和分解，从而清除污染物。
第三章微生物在环境治理中的应用3.1 废水处理中的微生物微生物在废水处理中发挥着重要的作用。
环境工程微生物学教案
环境工程微生物学教案教案名称：环境工程微生物学教学目标：1.理解微生物在环境工程中的重要作用；2.了解环境工程中微生物的种类和功能；3.掌握微生物在废水处理、固体废物处理和土壤修复中的应用方法和技术。
教学内容：一、微生物在环境工程中的重要作用1.微生物的定义和分类2.环境工程中的微生物种类与功能3.微生物与环境污染的关系二、废水处理中的微生物应用1.微生物在废水处理中的作用原理2.厌氧、好氧和微生物共存处理工艺3.常用的微生物处理方法：活性污泥法、固定化微生物技术等三、固体废物处理中的微生物应用1.微生物在固体废物降解中的作用原理2.厌氧发酵和好氧堆肥处理工艺3.微生物堆肥工艺的优势和应用案例四、土壤修复中的微生物应用1.微生物在土壤修复中的作用原理2.微生物提供的生物阻隔修复方法3.微生物介导的生物降解修复方法教学方法：1.理论授课：通过讲授微生物的定义和分类，以及微生物在环境工程中的重要作用，培养学生对微生物在环境工程中的认识和理解。
2.案例分析：通过选取废水处理、固体废物处理和土壤修复方面的实际案例，让学生了解不同环境工程领域中微生物的应用方法和效果。
3.实验操作：组织学生进行微生物处理废水、堆肥和土壤修复的实验操作，让学生实际体验和掌握微生物技术。
4.讨论互动：组织学生进行小组讨论和互动，让学生就微生物在环境工程中的应用进行思考和交流，培养学生的创新思维和问题解决能力。
评价方法：1.知识考核：通过闭卷考试检测学生对微生物在环境工程中的认识和了解程度。
2.实验操作评价：评估学生在实验操作中的操作技能和实验分析能力。
3.讨论参与度评价：结合小组讨论和互动情况，评价学生在思考和交流方面的表现。
4.课程报告：要求学生撰写关于微生物在环境工程中应用的课程报告，从而加深对课程内容的理解和掌握。
教学资源：1.微生物学教科书和参考书籍；2.多媒体教学设备和软件；3.实验室和实验设备；4.微生物在环境工程中的案例和实际应用资料。
《环境工程微生物学》
《环境工程微生物学》环境工程微生物学是一门研究微生物在环境中的生存、繁殖、代谢及其对环境质量影响的学科。
近年来，随着环境保护意识的不断提高，环境工程微生物学在我国得到了广泛关注和重视。
本文将从环境工程微生物学的概念、分支、研究方法、现状与未来发展等方面进行阐述，并介绍一些实践应用案例。
一、环境工程微生物学的概念与作用环境工程微生物学是环境科学的一个重要分支，它主要研究微生物在环境中的生存状态、群落结构、生理代谢特性以及与环境污染相关的微生物学过程。
环境工程微生物学的作用在于揭示微生物在环境污染形成、转化和修复过程中的作用机制，为环境保护和污染治理提供科学依据。
二、环境微生物学的分支与应用领域环境微生物学可分为多个分支，如环境微生物生态学、环境微生物生理学、环境微生物分子生物学等。
这些分支相互交叉，共同推动环境微生物学的发展。
环境微生物学在环境保护、污染治理、资源利用等领域具有广泛的应用，如水体污染治理、土壤污染修复、固体废物处理等。
三、环境微生物学的研究方法与技术环境微生物学的研究方法主要包括传统微生物学方法、分子生物学方法和生物信息学方法。
传统微生物学方法包括微生物分离、培养、鉴定等；分子生物学方法主要包括聚合酶链反应（PCR）、基因测序等技术；生物信息学方法则包括基因组学、蛋白质组学等。
这些方法和技术为环境微生物学的研究提供了强大的技术支持。
四、环境微生物学的现状与未来发展当前，环境微生物学在我国已取得了一定的研究成果，但仍面临诸多挑战。
未来环境微生物学的发展方向包括：微生物群落功能基因组学、微生物生态网络、微生物资源利用等。
此外，环境微生物学还需加强基础研究与应用研究的结合，为我国环境保护事业提供更有力的支持。
五、环境微生物学的实践应用案例环境微生物学在实践中的应用案例众多，以下列举几个典型案例：1.废水处理：利用微生物降解有机污染物，实现废水处理；2.土壤修复：利用特定微生物修复受污染的土壤，如石油污染、重金属污染等；3.固体废物处理：利用微生物分解固体废物中的有害物质，减少环境污染；4.生物传感器：利用微生物构建生物传感器，实时监测环境质量。
环境工程微生物学
环境工程微生物学第一节环境工程微生物学的研究对象和任务一、环境微生物学的研究对象定义：环境微生物学是研究与环境领域（包括环境工程、给水排水工程）有关的微生物及其生命活动规律。
•其内容包括：微生物个体形态、群体形态；细胞结构功能、生理特性、生长繁殖、遗传变异等；微生物与环境的关系（尤其是微生物与污染环境之间的关系）；微生物对物质的转化分解作用（特别是应用微生物来处理各种污染物质，如废水、废气和固体废弃物）。
二、环境工程微生物学的研究任务总的归纳起来有两大方面的任务：（1）防止或消除有害微生物（2）充分利用有益的微生物资源三、微生物在环境污染治理（水处理）中的应用１）在环境监测方面（水污染的监测）利用在环境中生存的生物的种类、数量、活性等特征，来判断环境状况的好坏。
这些生物称为指示生物。
生物监测的优缺点：生物监测的主要优越性：(a)长期性——汇集了生物在整个生活时期中环境因素改变的情况，可以反映当地的环境变化；(b)综合性——能反映环境诸因子、多成分对生物有机体综合作用的结果；(c)直观性——直接把污染物与其毒性联系起来；(d)灵敏性——有时甚至具有比精密仪器更高的灵敏性，有助于提早发现环境污染。
生物监测的主要缺点：(a)定量化程度不够；(b)需要一定的专业知识和经验。
２）在环境治理方面包括水、大气、固体废弃物处理方面其中特别在水处理方面，有着大量成功应用的例子。
第二节微生物概述一、微生物的定义微生物是指所有形体微小，用肉眼无法看到，须借助于显微镜才能看见的，单细胞或个体结构简单的多细胞，或无细胞结构的低等生物的统称。
Too small to be seen with naked eyes二、微生物的特点（1）个体小；（2）分布广、种类繁多；（3）繁殖快；（4）易变异。
三、原核微生物和真核微生物具有原核细胞的生物称为原核微生物。
原核细胞：其细胞核发育不完善，仅有核质，没有定形的细胞核，无明显的核膜，没有特异的细胞器，不进行有丝分裂。
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。
污水生化处理
污水生化处理标题：污水生化处理引言概述：污水生化处理是一种通过生物活性污泥将有机物质转化为无害物质的技术。
它是一种环保的处理方式，能够有效减少污水对环境的污染，保护水资源。
本文将详细介绍污水生化处理的原理、流程、设备、优缺点以及应用范围。
一、原理1.1 生物降解：污水中的有机物质通过微生物降解为无害物质。
1.2 氧化还原反应：微生物在氧气的作用下将有机物质氧化为二氧化碳和水。
1.3 生物膜反应：微生物在生物膜表面形成生物膜反应，加速有机物质的降解。
二、流程2.1 初级处理：去除污水中的大颗粒物质，如砂石、油脂等。
2.2 生化处理：将污水送入生化池中，通过微生物的作用将有机物质降解。
2.3 二次处理：进一步去除残留的有机物质和氮、磷等营养物质。
三、设备3.1 生化池：主要用于微生物的生长和降解有机物质。
3.2 曝气设备：提供氧气供给微生物进行氧化反应。
3.3 污泥处理设备：用于处理生化池中产生的污泥，减少废物排放。
四、优缺点4.1 优点：处理效果好，能够有效降解有机物质；运行成本低，操作简单。
4.2 缺点：对水质要求高，易受外界环境影响；处理效率受生物活性影响。
4.3 应用范围：适用于城市污水处理厂、工业废水处理等领域。
五、应用范围5.1 城市污水处理厂：用于处理城市生活污水，减少对水环境的污染。
5.2 工业废水处理：适用于处理工业废水中的有机废物，达到排放标准。
5.3 农村污水处理：用于农村地区的污水处理，改善环境卫生状况。
结语：污水生化处理技术在环境保护领域具有重要意义，通过生物降解有机物质，能够有效减少污水对环境的影响。
随着技术的不断进步，污水生化处理将在更广泛的领域得到应用，为人类创造更清洁的生活环境。
污水生物处理复习题
污水生物处理复习题1. 简介污水生物处理是一种通过利用微生物将有机物和污染物转化为无害物质的处理方法。
本文将回顾污水生物处理的基本原理、常见的处理工艺和相关的复习题。
2. 基本原理污水生物处理的基本原理是利用微生物（如细菌、藻类和真菌）来降解有机物和污染物。
微生物在污水中以有机物为食，通过代谢将其转化为二氧化碳、水和微生物细胞。
这个过程可以分为两个阶段：生物降解和生物吸附。
3. 常见的处理工艺3.1 活性污泥法活性污泥法是最常见的污水生物处理工艺之一。
它通过将含有微生物的活性污泥与污水混合，利用微生物的降解能力将有机物降解为无害物质。
该工艺包括曝气池、沉淀池和回流泵等设备。
3.2 厌氧消化法厌氧消化法是一种利用厌氧微生物降解有机物的处理工艺。
它主要用于处理高浓度有机废水，如餐饮废水和农业废水。
该工艺通过控制厌氧环境中微生物的生长，将有机物转化为甲烷和二氧化碳。
3.3 植物人工湿地植物人工湿地是一种利用湿地植物和微生物来处理污水的工艺。
它通过植物的吸收和降解作用，将有机物和污染物转化为无害物质。
该工艺适合于处理低浓度有机物和小规模污水处理。
4. 复习题4.1 什么是污水生物处理？答：污水生物处理是一种通过利用微生物将有机物和污染物转化为无害物质的处理方法。
4.2 污水生物处理的基本原理是什么？答：污水生物处理的基本原理是利用微生物来降解有机物和污染物。
微生物通过代谢将有机物转化为二氧化碳、水和微生物细胞。
4.3 活性污泥法是什么？答：活性污泥法是一种常见的污水生物处理工艺。
它通过将含有微生物的活性污泥与污水混合，利用微生物的降解能力将有机物降解为无害物质。
4.4 厌氧消化法适合于处理什么类型的废水？答：厌氧消化法主要适合于处理高浓度有机废水，如餐饮废水和农业废水。
4.5 植物人工湿地适合于处理什么类型的废水？答：植物人工湿地适合于处理低浓度有机物和小规模污水处理。
总结：污水生物处理是一种通过利用微生物将有机物和污染物转化为无害物质的处理方法。
环境工程微生物学污水生物处理
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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
① 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
思考：冬天如何提高污水处理处理效果 ？
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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，及少 量无机盐。
• 适宜 BOD:N:P比例=100:5:1
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④ 食料微生物比（污泥负荷）
• F/M比 • F/M比既影响微生物的生长和代谢活动，
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3、指示生物
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（六）活性污泥法的影响因素
1. 水中溶解氧(DO) • 溶解氧过低，活性污泥微生物正常代谢受影响，
净化功能下降，易于出现丝状菌性污泥膨胀。 • 溶解氧越高越好么？
• 浪费动力 • 引起絮凝体分散。
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• DO保持在2.0~4.0 mg/L • 供氧方式：
为0.3~2.5d。
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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。
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（七）活性污泥的膨胀及其控制
1、活性污泥的膨胀
• 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。
环境工程微生物学
环境工程微生物学
环境工程微生物学是研究环境污染控制的一种科学，它研究微生物如何参与土壤、水和空气污染物的添加、移除或迁移。
微生物也可以被用来改善环境，减少环境污染的影响。
环境工程微生物学的研究是由生物工程，环境工程，生态学和微生物学和生物化学及其他相关科学交叉而成的。
因此，研究人员必须熟悉这些领域，以扩大他们的研究范围。
环境工程微生物学研究的主要目标是对环境污染物的入殓，迁移和处理进行监控，通过基于微生物的技术实现环境洁净技术的应用。
这种技术包括利用微生物的能力来处理污染，从而减少污染物的排放或者处理排放物。
此外，环境工程微生物学还可以应用于水资源保护，采用生物处理技术处理废水和废物，实现水质改善及减少污染物的排放。
此外，环境工程微生物学还可以应用于保护土壤质量，利用微生物来稳定土壤结构，降低土壤重金属和其它有害物质的含量，还可以使用微生物来提高土壤的有机质含量。
此外，环境工程微生物学还可以应用于监测大气污染物和污染物迁移，估算大气污染物来源及其影响，以及研究大气污染物转化及其对环境的影响。
最后，环境工程微生物学还可以应用于人类健康，发展新型抗菌药物，监测和评估病原微生物的污染程度，预测和控制疾病的传播，监测植物污染物和动物疾病等。
总之，环境工程微生物学是一个复杂的学科，它的研究和应用对
人类和自然环境的长期发展有着重要意义。
研究人员需要在生物工程，环境工程，生态学，微生物学，生物化学和其他相关科学领域有深入了解，以确保环境工程微生物学的研究更加准确，可靠和有效。
环境工程微生物——污泥的微生物处理
污泥的定义与产生 污泥的厌氧消化 污泥的好氧消化 污泥的堆肥化
什么是污泥？
污泥是指用物理法、化学法、物理化学法和生物法等处理废水时产生的沉 淀物、颗粒物和漂浮物。
作为污水处理过程中的必然产物，污泥的成分十分复杂，是由许多微生物形 成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量的水分 （ 95%～99%） 外，还含有难降解的有机物、挥发性物质、重金属和盐类，以及病 原体和寄生虫卵等，必须及时处理与处置，才能保证污水处理厂的正常运行和 处理效果，避免造成二次污染。
营养与 C/N
pH
其它：搅拌与混合、氮的守恒与转化、有毒物质等都对其有影响。
污泥的厌氧消化
应用现状：
污泥通过厌氧消化使其中的有机物得到降解、稳定，同时又回收利用了 沼气。由于污泥的消化处理是在厌氧条件下进行，故运行中的动力消耗特别 低，而且沼气可回收利用，更节约了运行费用。现在，城市污水处理厂中大 多采用厌氧消化法对污泥进行无害化处理。 一般，生污泥约含65%的有机物和 35%的无机物。通过厌氧消化处理后， 污泥中的有机物约有1/2～2/3被分解，消化污泥的体积得到减少（约60～ 70%），所含有机物约50%，无机物约50%。其次，污泥通过厌氧消化后，消化 污泥中所含的肥分亦更易被植物所吸收。
污泥的好氧消化
3.自热高温好氧消化
污泥自热高温好氧消化是利用有机物好氧氧化所释放的代谢热，达到并 维持高温，而不需要外加热源。
该法与普通好氧消化相比反应速度快、停留时间短、基建费用低、改善污泥 沉淀脱水性能等优点，而且可全部杀灭病原体，不需进一步消毒处理。
污泥的好氧消化
污泥高温好氧消化过程微生物作用:
厌氧消化池的结构
污泥的厌氧消化
环境工程微生物学第四版
环境工程微生物学第四版环境工程微生物学是研究微生物在环境修复、废水处理、土壤修复、废弃物管理和环境污染控制等环境工程领域中的应用和作用的学科。
近年来，随着环境问题的日益严重，环境工程微生物学在环境保护和修复中发挥了越来越重要的作用。
环境工程微生物学的研究内容涉及微生物在环境中的分布、生态学、多样性、代谢和分子生物学等方面，其研究结果已广泛应用于环境工程领域，为环境污染治理提供了新的思路和方法。
一、环境工程微生物学的研究内容1.微生物在环境中的分布与生态学微生物在自然环境中分布广泛，可以存在于土壤、水体、大气等各种环境中，并且可以适应不同的环境条件。
环境工程微生物学研究微生物在不同环境中的分布规律和生态学特征，揭示微生物在环境中的作用和功能，为利用微生物修复和改善环境提供了理论基础。
2.微生物的多样性和系统发育微生物在环境中的多样性是环境工程微生物学研究的另一个重要内容。
通过对微生物的多样性进行研究，可以了解微生物在不同环境中的分布和变化规律，为环境修复和生物资源利用提供了丰富的微生物资源。
此外，微生物的系统发育研究也有助于了解微生物的遗传关系和种属划分，对环境中微生物的功能和应用具有指导意义。
3.微生物代谢和功能微生物在环境中的代谢活动对物质转化和环境修复具有重要作用。
环境工程微生物学研究微生物的代谢途径、代谢产物和功能基因，揭示微生物在环境中的代谢特点和作用机制，为利用微生物降解有机污染物、转化重金属和治理污水等提供了理论基础。
4.微生物分子生物学微生物分子生物学是环境工程微生物学的重要组成部分。
通过分子生物学技术，可以对微生物的种群结构、代谢途径和功能基因进行研究，为深入了解微生物在环境中的作用和功能提供了有效手段。
此外，分子生物学技术也为环境中微生物的监测和识别提供了便利和高效的方法。
二、环境工程微生物学在环境工程领域的应用1.废水处理微生物在废水处理中发挥了重要作用，包括生物脱氮、生物脱磷、生物降解有机物等。
微生物污水处理
微生物污水处理引言概述：污水处理是保护环境和人类健康的重要措施之一。
微生物污水处理是一种使用微生物来分解和去除污水中有机物和有害物质的方法。
本文将介绍微生物污水处理的原理、应用、优势、挑战和未来发展方向。
一、微生物污水处理原理1.1 厌氧消化过程：厌氧消化是微生物污水处理的第一步，通过厌氧菌将有机物质转化为沼气和有机肥料。
1.2 好氧生物降解过程：好氧生物降解是微生物污水处理的第二步，通过好氧菌将有机物质氧化为二氧化碳和水。
1.3 混合生物降解过程：混合生物降解是微生物污水处理的第三步，通过好氧和厌氧菌的共同作用，进一步分解有机物质。
二、微生物污水处理应用2.1 城市污水处理厂：微生物污水处理在城市污水处理厂中得到广泛应用，能够高效去除污水中的有机物和有害物质，提供清洁的水源。
2.2 工业废水处理：微生物污水处理也适合于工业废水处理，能够去除工业废水中的有机物、重金属和有害化学物质，减少对环境的污染。
2.3 农村污水处理：微生物污水处理可以用于农村地区的污水处理，将污水转化为有机肥料，提供农田灌溉用水，促进农业可持续发展。
三、微生物污水处理优势3.1 高效去除有机物：微生物污水处理能够高效去除污水中的有机物，降低水体中有机物浓度，减少对水生生物的危害。
3.2 能源回收：微生物污水处理过程中产生的沼气可以作为能源利用，减少对传统能源的依赖。
3.3 环境友好：微生物污水处理过程中无需使用化学药剂，减少对环境的污染，符合可持续发展的要求。
四、微生物污水处理挑战4.1 技术难题：微生物污水处理技术需要不断改进和创新，提高处理效率和稳定性，降低成本。
4.2 污水水质波动：污水水质的波动对微生物污水处理效果有一定影响，需要采取措施来应对水质变化。
4.3 污泥处理问题：微生物污水处理过程中产生的污泥需要进行处理和处置，需要解决污泥处理问题。
五、微生物污水处理未来发展方向5.1 新型微生物：研发新型微生物，提高微生物污水处理的效率和稳定性。
水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
构成活性污泥的微生物种群随营养条件、温度、 供氧和pH等环境条件的变化而改变。 处理生活污水和医院污水的活性污泥中还会有致 病细菌、致病真菌、病毒、立克氏体、枝原体、衣 原体、螺旋体等病原微生物。
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） 微球菌属（较多） 棒状杆菌属 黄杆菌属（较多） 无色杆菌属 芽孢杆菌属（较多） 假单胞菌属（较多） 亚硝化单菌属
或根据原生动物的个体形态、生长状况的变化预 报出水水质和运行条件正常与否。
（2） 净化作用
腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸收污（废）
中的溶解性有机物
动物性营养的原生动物吞食有机颗粒和游离细菌
及其他微小的生物
原生动物和微型后生动物吞食食物是无选择的，
既吞食有机颗粒，也吞食菌胶团，但它们的吞食量 不影响整体的净化效果，而且可以减少出水中细菌 的数量。
中期
成熟期
鞭毛虫、 游泳性纤毛虫、 钟虫等固着型纤毛虫、 变形虫 鞭毛虫 楯纤虫、轮虫
游泳型 纤毛虫
游泳型 纤毛虫
游泳型 纤毛虫
累枝虫
累枝虫
累枝虫
钟虫
钟虫
钟虫
钟虫 分裂中
漫游虫
漫游虫
轮虫
②判断活性污泥和处理水质的好坏
原生动物种类 指示意义
固着型纤毛虫的钩虫属、累枝虫属、 盖纤虫属、聚缩虫属、独缩虫属、 活性污泥正常，出水 木盾纤虫属、吸管虫属、内管虫属、水质好 轮虫 豆形虫属、草履虫属、四膜虫属、 活性污泥结构松散， 屋滴虫属、眼虫属 出水水质差 线虫 缺氧
（3） 促进絮凝和沉淀作用
有些原生动物能分泌一定的粘液物协同和促使细
菌发生絮凝作用，如弯形豆虫、钟虫.
《环境工程微生物学》
《环境工程微生物学》（原创版）目录1.环境工程微生物学的定义与意义2.环境工程微生物学的研究内容3.环境工程微生物学的应用领域4.我国环境工程微生物学的发展现状与趋势正文【1.环境工程微生物学的定义与意义】环境工程微生物学是一门研究微生物在环境工程中应用的学科，它主要关注微生物在环境污染治理、生态修复和资源再生等领域的应用。
环境工程微生物学在环境保护和可持续发展方面具有重要意义，它有助于提高污染治理效率、降低成本，同时有助于推动生态文明建设和实现绿色发展。
【2.环境工程微生物学的研究内容】环境工程微生物学主要研究以下几个方面的内容：（1）微生物在环境污染治理中的应用：包括微生物降解有机污染物、微生物转化重金属、微生物脱氮除磷等。
（2）微生物在生态修复中的应用：包括微生物修复土壤、水体和生物膜等污染环境，以及微生物促进生态系统的恢复和重建。
（3）微生物在资源再生中的应用：包括微生物发酵生产生物燃料、微生物固定氮、微生物合成生物材料等。
（4）微生物与环境工程新技术：包括微生物与生物膜反应器、微生物与生物滤池等环境工程设施的结合应用。
【3.环境工程微生物学的应用领域】环境工程微生物学在许多领域都有广泛的应用，包括水污染治理、固体废物处理、大气污染控制、土壤污染修复、生态系统恢复等。
在这些领域，微生物技术已经取得了显著的成果，如微生物降解难降解有机物、微生物固定重金属、微生物脱硝等。
【4.我国环境工程微生物学的发展现状与趋势】我国环境工程微生物学在近年来取得了长足的发展，研究水平和应用范围不断扩大。
当前，我国环境工程微生物学研究主要集中在微生物降解有机污染物、微生物脱氮除磷、微生物修复土壤等方面。
微生物污水处理
微生物污水处理微生物污水处理是一种利用微生物来降解和转化污水中有机物的过程。
这种处理方法被广泛应用于工业和城市污水处理厂，能够有效地去除污水中的有机物、氨氮、磷等污染物，使污水达到排放标准。
一、微生物污水处理的原理微生物污水处理是基于微生物的代谢活动来实现的。
在处理过程中，污水中的有机物通过微生物的降解作用被转化为二氧化碳和水，从而达到去除有机物的目的。
微生物主要分为两类：好氧微生物和厌氧微生物。
好氧微生物利用氧气进行代谢，将有机物氧化为二氧化碳和水；厌氧微生物在缺氧环境下进行代谢，将有机物转化为甲烷和二氧化碳。
二、微生物污水处理的工艺流程微生物污水处理普通包括预处理、生化处理和后处理三个阶段。
1. 预处理阶段预处理阶段主要是对污水进行初步的处理，包括去除大颗粒杂质、沉淀悬浮物和调节污水的pH值等。
常用的预处理方法包括格栅过滤、沉淀池和调节池等。
2. 生化处理阶段生化处理阶段是微生物降解有机物的主要阶段，常用的生化处理方法包括活性污泥法、生物膜法和固定床生物反应器等。
- 活性污泥法：活性污泥法是最常用的微生物污水处理方法之一。
它利用好氧微生物降解有机物，通过搅拌将微生物与污水充分接触，形成活性污泥颗粒。
活性污泥颗粒中的微生物通过吸附、吸附和生物化学反应等方式将有机物转化为无机物。
- 生物膜法：生物膜法是利用生物膜上的微生物来降解污水中的有机物。
生物膜可以是自然生长的生物膜，也可以是人工固定在填料上的生物膜。
污水通过生物膜时，有机物被微生物吸附降解，同时生物膜还能够提供附着面积，增加微生物的生物量和降解能力。
- 固定床生物反应器：固定床生物反应器是一种利用填料来固定微生物的生物反应器。
填料可以是塑料、陶瓷、玻璃等材料，具有大的比表面积，能够提供良好的附着环境。
污水通过固定床时，微生物在填料上生长繁殖，并降解污水中的有机物。
3. 后处理阶段后处理阶段主要是对生化处理后的污水进行进一步的处理，以达到排放标准。
环境工程微生物学-污水生物处理(NXPowerLite)
本课程将介绍微生物的基本特性、微生物在污水处 理中的作用机制以及各种污水生物处理技术。
课程目标
01 掌握微生物的基本特性、生长规律及其在污水处 理中的作用。
02 了解各种污水生物处理技术的原理、工艺流程及 其应用范围。
03 掌握生物处理工艺的设计、运行和管理的基本知 识，培养解决实际问题的能力。
04
nxpowerlite的应用
nxpowerlite的特点与优势
高效率
nxpowerlite技术能够高效地去除污水 中的有机物、氮、磷等污染物，提高污
水处理的效率。
环保友好
nxpowerlite技术不会产生二次污染， 对环境友好，符合可持续发展的要求。
低成本
nxpowerlite技术采用自然界的微生 物作为处理主体，不需要添加化学药 剂，降低了处理成本。
02
微生物学基础
微生物种类与特性
细菌
常见的细菌有球菌、杆菌和螺 旋菌等，它们在污水处理中起 着重要作用。
藻类
藻类是光合作用的微生物，它 们能够吸收和转化营养物质， 对水体净化具有积极作用。
霉菌
霉菌是丝状真菌的统称，它们 在分解有机物方面具有较强能 力。
原生动物和微型动物
原生动物和微型动物是水体中的消 费者，它们能够捕食细菌和其他微 生物，对维持水生态平衡具有重要 作用。
污水生物处理的基本原理
微生物降解
污水生物处理主要依靠微生物的降解作用，将有机污染物 转化为无害的物质。
01
生物膜反应器
在生物膜反应器中，微生物附着在填料 表面形成生物膜，污水通过与生物膜接 触，有机物被微生物降解。
02
03
活性污泥法
活性污泥法是通过培养和驯化活性污 泥，利用其中的好氧微生物降解有机 物的方法。
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通常以污泥负荷BOD/MLSS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)。
初级曝气池
SECONDARY CLARIFIER
（三）活性污泥的特征
①吸附能力强 • 活性污泥的比表面积小、菌胶团表面
有丰富的粘液物质。 研究表明，10~30min内，活性污泥可 去除生活污水中BOD的85%~90%。
② 氧化分解有机物能力强 • 活性污泥是多种微生物和有机物颗粒的聚集
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。
– 球衣菌对氧化剂较敏感，而菌胶团形成菌不 敏感。浓度不能过高，避免污泥解絮。
第三节 好氧生物膜法
• 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。
在菌胶团上或与之交织在一起，成为活性 污泥的骨架。
贝日阿托氏菌属
2、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)
• 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
① 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
富养罗尔斯通氏菌
动胶菌属
球衣菌属
• 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;
• 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
理 每天可转换1~2kg干有机物，100倍于森林。
的 ②效果好
优 点
•
BOD去除率90%~95%，COD去除率 60%~70%。
含酚废水：
萃取法：残留量100mg/L 生物法：残留量≤1mg/L
生 物 ③适用范围广（微生物多样性特点决定）
处 ④成本低、运行费用少； 理
的 ⑤可处理的水量大，方法成熟
2）完全混合曝气：回流污泥直接进入曝气池 3）接触氧化稳定法。 4）分段布水推流式活性污泥法。 5）氧化沟式活性污泥法。
污水处理厂分布图
（五）活性污泥中的生物组分
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。
（一）活性污泥概念 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绒粒而沉降。
絮状体一般呈黄褐色，也有呈深灰、灰 褐，灰白等色，与水质不同有关。
5. 污泥龄
• 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
优 点
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 好氧处理
•微生物与氧的关系 厌氧处理
生物膜法 •微生物在构筑物中的状态
活性污泥法
三、生物处理的作用机理
1、吸附作用(absorption) 微生物生态系统中可能起着主要作用。 微生物吸附去除废水中的一些不可降解
（二）活性污泥法作用特点
① 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。
• 微生物的代谢活动，包括分解、合成、 氧化、还原、转移和异构等各种酶促 反应，分解和转化污泥所吸附的有机 物，同时合成新的微生物细胞。
② 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。
• 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。
（七）活性污泥的膨胀及其控制
1、活性污泥的膨胀
• 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。
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；
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 • 微生物酶的作用完成生物氧化和细胞合成作用
CHON十O2 (有机物)
C5H7O2N (新细胞)
C5H7O2N 十5 O2 → 5CO2十NH3十2H2O十 能量
(细胞)
(维持能)
第二节 活性污泥法
一、活性污泥法的特点
第9章 污水生物处理
我国的水资源形势： 城市和农业缺水十分严重; 全国80％水域，45％地下水，90％以 上的城市水域受到不同程度的污染。
第一节 概 述
一、污水处理过程的五个阶段：
预处理(preliminary treatment) 一级处理(primary treatment) 二级处理(secondary treatment) 三级处理(tertiary ) 污泥处理(sludge treatment)
– pH>9.0，微生物的代谢速率降低。
思考：冬天如何提高污水处理处理效果 ？
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，及少 量无机盐。
• 适宜 BOD:N:P比例=100:5:1
④ 食料微生物比（污泥负荷）
• F/M比 • F/M比既影响微生物的生长和代谢活动，
– 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
通过活性炭吸附、臭氧消毒和生物脱除 等物理、化学和生物学方法去除氮磷营 养盐、难降解物质、病原体等污染物。
• 污泥处理(sludge treatment) 将处理过程中产生的污泥经
过脱水、稳定和处置。
二、生物处理的优点和基本类型
生 1、生物处理的优点
物 ①效率高
处 • 普通活性污泥水处理厂， 每立方米曝气池
2、活性污泥系统中原生动物的演替
植鞭毛虫 → 肉足虫 → 动鞭毛虫 → 小型游泳型纤毛虫 → 大型游泳型纤 毛虫 → 固着型纤毛虫 → 匍匐型纤 毛虫 → 轮虫。
3、指示生物
（六）活性污泥法的影响因素
1. 水中溶解氧(DO) • 溶解氧过低，活性污泥微生物正常代谢受影响，
净化功能下降，易于出现丝状菌性污泥膨胀。 • 溶解氧越高越好么？
• 浪费动力 • 引起絮凝体分散。
• DO保持在2.0~4.0 mg/L • 供氧方式：
– 鼓风曝气 – 机械曝气 – 射流曝气
2. 温度和pH
• 适宜温度为15~30℃。
– <10℃、>30℃都会影响处理效果。
• 最适pH值介于6.0~8.0。
– pH<4.5，原生动物消失，真菌占优，容易产 生膨胀现象。
体，分解、 氧化有机物的能力 ③ pH缓冲性强 • 活性污泥中有机物含量高，表面基团多，有
很强的pH缓冲性能。
④ 沉降性能好 在污水处理过程中，活性污泥能将一
些金属离子吸附，胶体电荷被破坏， 凝集成团，在重力作用下快速沉淀。
（四）活性污泥法处理的类型
1）推流式曝气处理：废水与活性污泥同时进 入长方形曝气池
• 二级处理(secondary treatment) 又称生 物处理(biological treatment)
主要利用构筑物内或特定外境中的微生物 去除水中溶解的或胶体状态的有机物;
去除80％~95％的BOD5，使城市污水 BOD5下降到30mg/L以下。
• 三级处理(tertiary ) 又称高级处理 (advanced treatment)
时，废水净化效果良好，上清液清澈， 但污泥难于沉淀。
② 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)。