生化处理污水基本原理及一般过程讲课提纲分析

生物化学处理污水的基本原理及一般过程

——污水处理厂工程技术人员培训稿生物化学处理是利用微生物处理污水中污染物质的一种工艺，因其运行稳定且费用较低，是目前处理城市污水的主体工艺。今天主要讲五个问题：

一是污水处理中的微生物及其特性；二是微生物的新陈代谢；三是污水生物化学处理的一般过程；四是污水生化处理的种类；五是传统活性污泥工艺的原理及过程

一、污水处理中的微生物及其特性

微生物在日常生活中无处不在。

污水中细菌的数量在105—106个/L之间，呈游离或团块状，病毒数量在200—7000个/L之间。微生物主要包括细菌、放线菌、藻类、真菌、立克次氏体、衣原体、枝原体，以及原生动物和后生动物。其中与污水处理关系密切的是细菌、放线菌、藻类、原生动物和后生动物中的某些种类。

（一）、细菌

细菌只有一个细胞组成，是最小的生物。其中又以球形细菌最小，直径只有0.5—2微米，杆菌一般长度为1-5微米，螺旋菌的宽度一般为0.5—2微米，长度一般在5—15微米。这样小的形体，人们只有在1000倍以上的电子显微镜下才能观察到。

如环境适宜，微生物一般情况下20—30min分裂一次。

1、细菌细胞的构造及各部分的作用：

壁、膜、质、核

2、菌胶团形成的机理、作用

菌胶团是活性污泥正常情况下的主要组成成分。

菌胶团形成的机理、作用：

荚膜形成的机理、作用；

（二）、丝状菌

污水处理界：丝状菌是一大类菌体细胞相连而形成丝状的微生物的总称。它包括丝状细菌、丝状真菌和丝状藻类等微生物类群。污水处理过程中的丝状菌主要有球衣细菌、丝状硫磺细菌和放射线菌。

丝状菌的特点及污水处理中作用。

（三）、藻类

藻类是一种低等植物，有单细胞，也有多细胞的。按照色素组成，主要有绿藻、蓝藻、硅藻和褐藻等。藻类在生物稳定塘处理污水工艺中发挥着重要作用。

(四)、原生动物

原生动物是最低等的单细胞动物，个体很小，长度一般在100-300微米之间，用普通的光学显微镜可清楚地观察到其形态。与污水处理工艺有关的原生动物主要有三类：肉足类、鞭毛类和纤毛类。

1、大多数肉足类能任意改变形态，一般称之为变形虫；

2、鞭毛类原生动物一般都长有一根或几根鞭毛，因此常称之为鞭毛虫。鞭毛虫有很多种类，与污水处理工艺相关的常有：绿眼虫。

3、纤毛类原生动物的特点是周身表面或部分表面有纤毛，作为行动或捕食的工具，因此被称之为纤毛虫。纤毛虫有自由游动型和固着型二种。前者能自由流动，常见的为周身都布满纤毛的草履虫，因形态像草鞋而得名。固着型纤毛虫一般固着在其它的物体上生活，常见的为钟虫，因其外形象钟而得名。原生动物在活性污泥中发挥着重要作用，它们既能捕食游离的细菌，进一步提高沉降效果，又能起到指示的作用。

（五）后生动物

后生动物由多个细胞组成，种类很多。在污水生化处理过程中，常见的有轮虫和线虫。轮虫体型前端有一个头冠，头冠上有一列或多列纤毛形成的纤毛环。纤毛环经常摆动，可将食物引入。轮虫因其纤毛摆动时像旋转的轮盘而得名。

线虫的形体为长线形，最长可达2mm，断面为圆形。轮虫和线虫在活性污泥和生物膜中都能观察到，它们的存在，往往表示处理效果较好。

（六）微生物易变异

二、微生物的新陈代谢

（一）微生物新陈代谢的过程、同化和异化的作用

1、微生物新陈代谢的过程

一是从外界环境中吸收营养物质并将自身代谢的产物排出体外；

二是在消耗吸收的营养物质的同时进行分裂产生新的微生物。

2、微生物新陈代谢中同化和异化作用。

同化作用是细菌消耗能量，进行合成反应，将吸收的营养物质转变为细胞物质；

异化作用是细菌将细胞内的营养物质和自身细胞物质分解的过程，这个过程要放出能量。同化作用和异化作用是相辅相成的，异化作用产生的能量供给同化作用，同化作用为异化作用提供营养和细胞物质。

（二）微生物的营养

1、异养菌

活性污泥和生物膜处理污水工艺中的绝大部分细菌都是利用污水中的BOD5作为营养物质，并利用这些物质分解过程中产生的能量做为其生命活动所需的能量来源，这类细菌被称之为异营菌。污水中的有机物质就是被这些异营菌去除的。

2、自养菌

还有一部分微生物不是利用污水中的有机物作为营养，而是利用无机物质作为营养，被称为自养菌微生物。自养菌按摄取营养的不同又分为化能自养菌和光能自养菌。

A、化能自养菌

化能自养菌是以无机物为营养，以无机化学反应所产生的能量作为能源的一类微生物。

B、光能自养菌

光能自养菌都能进行光合作用，利用光能作为能源，利用CO2等无机物合成细胞物质。生物稳定塘中的藻类即属于光能自养菌，它是利用阳光做能源，以污水中的无机碳做营养，进行光合作用产生氧气，供给污水中的异养微生物。

（三）微生物的呼吸作用

1、好氧微生物

必须生活在有氧环境中，没有氧则无法生存。在有氧的条件下，可以将有机物分解成CO2和水。这个过程称为好氧分解。

2、厌氧微生物

厌氧生物必须生活在无氧环境中，，如有氧反而会产生毒害作用。它们在无氧条件下，可以将复杂的有机物分解成有机酸等较简单的有机物和二氧化碳等产物。污水的厌氧处理和污泥的厌氧消化进行的就是厌氧分解过程。

3、兼性微生物

兼性菌能在有氧和无氧的环境中生存，在有氧的条件下进行好氧分解，在无氧的条件下，它们对有机物进行厌氧分解。在污水处理中，绝大部分细菌都是兼性菌。

在厌氧环境中，如果进入足够的DO，不仅能使厌氧微生物处于完全抑制状态，而且部分会中毒死亡。而好氧菌进入厌氧状态则会具有相当强的忍耐力。一般好氧细菌在厌氧环境中停留24h以上，如恢复供氧，则其生物活性会立即恢复如初。在污水处理中，我们会注意到，停止曝气几天的活性污泥在恢复曝气后会在较短的时间内恢复处理效果。

当环境中的DO高于0.2—0.3mg/L时，兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸；当DO低于0.2—0.3mg/L接近0时，兼性菌则转入厌氧呼吸，绝大部分好氧菌都基本停止了呼吸，而有一部分好氧菌（大多数为丝状菌）则生长良好，处于优势。这一类特殊的好氧菌则称之为微好氧菌。丝状菌一般都属于微好氧菌。在活性污泥工艺中，当DO不足时，微好氧菌常导致污泥膨胀。

（四）影响微生物活性的其它因素

1、营养物质的比例

B：N：P。另外还需要一些微量元素，如铁、锌、锰等。

2、温度

50—700C；-5—00C；，处理污水的各类微生物适宜在20—350C。

在适宜的温度范围内，温度越高，微生物的活性越强，处理效果也越好；反之则相反。

3、PH

水解酸化微生物可在PH3.5—10范围内生存，最佳为：5.5--6.5。

硝化微生物在PH8—9范围内最强，小于6.5要加碱；

反硝化微生物在PH8—9范围内能进行正常反应，最佳是在6.5—8的范围内，小于6.5时要加碱；

除磷微生物在6.5—8内能正常进行，如小于6.5时要加碱。

一般应将PH控制在6.5—8或6.5—9的范围内。

4、有毒有害物质