污水处理习题总结

1、1、生化需氧量 biochmical oxygen demand 水样在一定条件下，于一定期间内(一般采用5日、20)进行需氧化所消耗的溶解氧量。英文简称BOD。 2、化学需氧量 chemical oxygen demand 水样中可氧化物从氧化剂重铬酸钾中所吸收的氧量。英文简称COD。 3、耗氧量 oxygen consumption 水样中氧化物从氧化剂高锰酸钾所吸收的氧量。英文简称OC或CODMn 。 4、悬浮固体 suspended solid 水中呈悬浮状态的固体，一般指用滤纸过滤水样，将滤后截留物在105温度中干燥恒重后的固体重量。英文简称SS5、污泥 sludge 在水处理过程中

2、产生的，以及排水管渠中沉积的固体与水的混合物或胶体物。 6、污泥处理 sludge treatment 对污泥的最终安排。一般将污泥作农肥、制作建筑材料、填埋和投弃等。7、活性污泥法 activated sludge process 污水生物处理的一种方法。该法是在人工充氧条件下，对污水和各微生物群体进行连续混和培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。8、生物膜法 biomembrance process 污水生物处理的一种方法。该法采用各种不同载体，通过污水与载体的不断

3、接触，在载体上繁殖生物膜，利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有机污染物，脱落下来的生物膜与水进行分离。9、初次沉淀池 primary sedimentation tank 污水处理中第一次沉淀的构筑物，主要用以降低污水中的悬浮固体浓度。10、二次沉淀池 secondary sedimentation tank 污水生物处理出水的沉淀构筑物，用以分离其中的污泥。 11、生物滤池 biological filter ,trickling filter 由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物。污水与填料表面上生长的微生物膜间歇接触，使污水得到净化。 12、生物接触氧化 bio-cont

4、act oxidation 由浸没在污水中的填料和人工曝气系统构成的生物处理工艺。在有氧的条件下，污水与填表面的生物膜反复接触，使污水获得净化。 13曝气池 aeration tank 利用活性污泥法进行污水生物处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。 14好氧消化 aerobic digestion 污泥经过较长时间的曝气，其中一部分有机物由好氧微生物进一步降解和稳定的过程。 15、 厌氧消化 anaerobic digestion 在无氧条件下，污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程。 3. NH3-N:氨氮数 TN:总

5、氮;6.表曝:表面曝气技术。表面曝气机乃是利用马达直接带动轴流式叶轮,将废水由导管经导水板向四周喷出并形成一薄片(或水滴状)的水幕,在飞行途中和空气接触形成水滴,在落下时撞击液面,液面产生乱流及大量的气泡,使水中含氧增加。表曝机: 用于污水处理中使用的竖轴式机械表面曝气装置。7. DO溶解氧dissolved 溶解的 oxygen 氧气10. CSH:微生物细胞表面的疏水性水体有机污染？主要是指由城市污水，食品工业和造纸工业等排放含有大量有机物的废水所造成的污染。这些污染物在水中进行生物氧化分解过程中，需消耗大量溶解氧，一旦水体中氧气供应不足，会使氧化作用停止，引起有机物的厌氧发酵，散发出恶臭

6、，污染环境，毒害水生生物。容积负荷指每立方米池容积每日负担的有机物量，一般指单位时间单位体积负担的BOD5其计量单位通常以kg/(m3d)表示。这个经常指BOD，不是COD的负荷。生物处理方法？答：生物处理是利用微生物来吸咐、分解、氧化污水中的有机物，把不稳定的有机物降解为稳定无害的物质，从而使污水得到净化。现代的生物处理法，按作用微生物的不同，可分好氧氧化和厌氧还原两大类。前者广泛用于处理城市污水和有机性工业废水。好氧氧化应用较广包含着很多艺种工艺和构筑物。生物膜法（包含生物过滤池、生物转盘）、生物接触氧化等多种工艺和构筑物。活性污泥法和生物膜法都是人工生物处理方法。此外还有农田和池塘的天然

7、生物处理法，即灌溉田和生物塘。生物处理成本低廉，因此是目前应用最广泛的污水处理方法。活性污泥生物处理法往往在其前面先加以物理处理，因此，活性污泥法处理属于二级处理范畴。经过物理处理和活性污泥处理后产生污泥，二级处理污水厂的污泥主要有初沉污泥和剩余生物污泥两种。一般污泥量约是污水量的57（含水率95%）。污泥富有肥效，但又含细菌和寄生虫卵，还可能含有毒重金属。在利用应适当处理，处理污泥采用得较多的方法是厌氧消化中会产生大量的消化气（沼气），沼气是可燃的有用气体。消化后的污泥含水率仍很高，不易运送。因此，还需要进行脱水，干化等处理。总固体（TS）？是指水样在100温度下，在水浴锅上蒸发至干所余留的

8、总固体数量。它是污水中溶解性固体和非溶解性固体的总和。它可反映出污水中固体的总浓度。通过进出水固体的分析可反映出污水处理构筑物对去除总固体的效果6、什么是悬浮固体（SS）？答：是指污水中能被滤器截留的固体物质数量。10、总氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮（N、NH4+、NO2NO3）指示意义是什么？污水中有大量的含碳有机物与含氮有机物，前者以碳、氢、氧为基本元素。后者以氮、硫、磷为基本元素。含氮有机物在好氧分解过程中，最终会转化为氨氮肥、亚硝酸盐氮肥、硝酸盐氮、水和二氧化碳等无机物。因此测定上述三个指标可反映污水分解过程与经处理后无机化的程度。当二级污水处理厂中只有少量亚硝酸氮出现时，该处理出水

9、尚不能稳定，当氧量不足时，则污水中的有机氮大多数转化为无机物，出水流入水体后是较为稳定的。一般进厂污水的氨氮值约3070mg/L。进厂水中一般不含有亚硝酸盐与硝酸盐。二级污水处理厂一般不能大量除氮肥，处理程度较高时，能够将部份氨氮转化为硝酸盐氮。11、磷、氮（P、N）指标意义是什么？答：污水中磷和钾的含量影响微生物的生长，活性污泥污处理污水要维持BOD5：N：P的比例在100：5：1以上，在城市污水厂，一般都能达到这个比例。有些工业废水达不到这个比例，就必须向污水添加营养剂12、什么是溶解氧、测定目的是什么？答：溶解氧是指溶解于水中的氧量，它与温度、压力、微生物的生化作用有密切关系。在一定温度

10、下，水中最多只能溶解一定量的氧，例如20时，蒸馏水的溶解氧饱和值为9.17mg/L。在污水处理中常常测定出水和曝气池中的溶解值，根据它的大小来调节空气供应量，了kgBOD5需要的空气量。衡量污水可生化程度，当BOD5/COD大于0.3时，说明污水可以进行生化处理。小于0.3时，则难以生化处理。比值在0.50.6时，生化过程很容易进行。13、污泥泥龄是曝气池中工作着的活性污泥总量与每天排放的剩余污泥之比值，单位是d。在运行平稳时，可理解为活性污泥在曝气中平均停留时间。固体停留时间 solid retention time（SRT）固体停留时间SRT是生物体（污泥）在处理构筑物内的平均驻留时间，即

11、污泥龄。从直观上看，可以用处理构筑物内的污泥总量与剩余污泥排放量的比值来表示，其单位一般为d。混合液悬浮固体浓度是曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬浮固体数量，单位（mg/L），它是计量曝气池中活性污泥数量的指标，由于测定简便，往往以它作为粗略计量活性污泥微生物量的指标。混合液挥发性悬浮固体浓度是指混合液悬浮固体中有机物的重量（通常用600下的烧灼减量来测定），故有人认为能较MLSS更确切地代表活性污泥微生物的数量。什么是污泥指数（SVI）？答：污泥指数指曝气池混合液经30min静沉后，相应的1g干污泥所占的容积（以ml计）即：SVI=混合液30min静沉后污泥沉积（ml）/污泥干重（g）

12、。污泥平均停留时间：指在反应系统内微生物从生成开始到排除系统的平均停留时间，相当于系统内微生物全部更新一次所需要的时间。活性污泥：就是由细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有很强吸附分解有机物能力的絮状体颗粒。生物膜：其实就是附着在填料上的膜状活性污泥。丝状细菌：细胞相连成为丝状的细菌的统称污泥膨胀：泥水不能很好分离，即污泥不凝聚、起泡沫、反硝化。起因是污泥絮体（菌胶团）结构不正常造成。反硝化作用：硝酸盐和亚硝酸盐被还原为气态氮和氧化亚氮的过程污泥沉降比：指将混匀的曝气池活性污泥混合液迅速倒进1000ml量筒中至满刻度，静置沉淀30分钟后，则沉淀污泥与所取混合液之体积比

13、，又称污泥沉降体积（SV30）以mL/L表示。混合液悬浮固体浓度：又称为混合液污泥浓度，它表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量（mg/L）。生物流化床：以粒径小于1mm的石英砂、焦炭、活性炭、套粒和发泡聚丙烯颗粒等为载体，通过脉冲进水措施使污水由下向上流过，使载体呈流动状态（流化），依靠载体表面附着生长的生物膜，使污水得到净化。比阻：单位过滤面积上，单位质量干污泥所受到的过滤阻力毛细管吸水时间：污泥水在吸水纸上渗透距离为1cm所需要的时间。污泥体积指数SVI：指曝气池活性污泥混合液经30min沉降后，1克干污泥所占的污泥层体积（mL）。硝化细菌的特点：好氧；自养；生长

14、缓慢反硝化菌是兼性异养细菌。碳源在反硝化过程中的作用：1反硝化脱氮时的电子供体；2合成微生物细胞；3异养菌氧化而耗氧，创造缺氧环境，使反硝化作用启动。污泥负荷：污泥负荷（Ns）是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量。污泥负荷在微生物代谢方面的含义就是F/M比值，单位kgCOD(BOD)/(kg污泥.d)曝气池内每公斤活性污泥单位时间负担的五日生化需氧量公斤数。其计量单位通常以kg/(kgd)表示。水力停留时间（Hydraulic Retention Time）简写作HRT，水处理工艺名词，水力停留时间是指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均

15、反应时间。因此，如果反应器的有效容积为V（立方米），则：HRT = V / Q (h)。即水力停留时间等于反应器高度与水流速度之比。水力负荷是单位体积滤料或单位面积每天可以处理的废水水量（如果采用回流系统，则包括回流水量）。单位是立方米（废水）/立方米（滤料）日或立方米（废水）/平方米（水池）日。是沉淀池、生物滤池等设计和运行的重要参数。单位时间内，通过单位面积的水体叫水力负荷。表面水力负荷Hydraulicsurface loading每平方米表面积单位时间内通过的污水体积数。其计量单位通常以m3/m2.h表示。污泥浓度sludge concentration 单位体积污泥含有的干固体重量，

16、或干固体占污泥重量的百分比。污泥总固体浓度 mud total solid density 是用于表示及控制混合液中活性污泥微生物量的指标,单位为mg/L或kg/m3,包括MLSS和MLVSS.它表示混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度。1、生物强化技术怎么样才能高效的应用？是指通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物，提高有效微生物的浓度，增强对难降解有机物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。高效菌种2、从“生物膜”的两面性即优点和缺点，谈谈它在水环境方面的应用和防治？生物膜可认为是由一种或是多种微生物群体组成的，并附着在一种载体表面上进

17、行生长发育。生物膜主要由微生物细胞和它们所产生的胞外多聚物组成。微生物生长在惰性载体的表面且分布不均匀、不连续，具有较强的吸附和生物降解性能的结构。生物膜法技术具有很强的抗冲击负荷能力，处理效率高、剩余污泥产泥量少、运行管理方便，运行维护简单等特点，因此在污水处理中有着广泛的应用。 生物膜法优点：1)微生物多样化，生物的食物链长，有利于提高污水处理效果和单位面积的处理负荷；2)能够繁殖世代时间较长的微生物，优势菌群分段运行，有利于提高微生物对有机污染物的降解效率和增加难降解污染物的去除率，提高脱氮除磷效果；3)对水质、水量变动有较强的适应性，耐冲击负荷力增强；微生物量多，处理能力大、净化功能强

18、4)污泥沉降性能好，易于固液分离，剩余污泥产量少，降低了污泥处理费用，进而降低投资费用5)适合低浓度污水的处理；6)易于维护，运行管理方便，耗能低。生物膜法缺点：1)生物膜法对环境温度的要求较高，气温过高或过低都会影响生物膜的活性，引起生物膜的坏死和脱落。出水常常携带较大的脱落的生物膜片，大量非活性细小悬浮物分散在水中使处理水的澄清度降低； 2)载体材料的比表面积小，BOD容积负荷有限； 3)生物膜法中使用的滤料属于消耗品，需要对其进行周性的更新，增大了运行期间的管理费用4)生物膜法对工艺设计和运行条件的要求较为严格，一旦发生问题，便会引起滤料的破损和堵塞，降低出水的水质。 5)活性生物量较难

19、控制，在运行方面灵活性差；6)采用自然通风供氧，在生物膜内层往往形成厌氧层，从而缩小了具有净化功能的有效容积。 特别是对微生物对物质的代谢机理、微生物的群落结构和功能、曝气生物滤池和膜反应器的创新改进及滤料的选择应用。这些都将直接影响生物膜法对污水的处理能力。3、为什么A-B工艺中A段优势微生物种群属原核生物，而B段占优势微生物种群以原生动物及后生动物为主？这种分布是人为造成的，还是在该条件下微生物的自然选择？其环境主导因素是什么？废水生物处理新技术P73-744、基质和传质？基质称为“一种分析物（analyte）的环境（milieu）”，即指标本中除分析物以外的一切组成。传质是体系中由于物质

20、浓度不均匀而发生的质量转移过程。体系中由于熵自动向最大值移动，即趋向均匀，如果各部分温度不均匀，会趋向一个平均温度，如果浓度不均匀，也会趋向一个平均浓度，但浓度的传递必须发生在流体中间，可以是两种流体之间，也可以是一种流体和固体之间传质(如萃取)，但不可能在两种固体之间发生传质过程(虽然可以发生传热过程)。在化学工业中，一般应用的是气-液系统；液-液系统和固-液系统之间的传质过程。5、 BMTS的全称是什么？它是如何工作进行固液分离的？BOOK_P446、 不同种类的微生物在氧化沟工艺中是如何分布的？各微生物的功能与该工艺本身是如何结合的？好氧条件实现生物强化除磷( enhanced biol

21、ogical phosphorus removal，EBPR) ，是一种经济、环境友好的除磷方法，活性污泥中聚磷菌( phosphorus accumulating oranisms，PAOs) 的富集是生物强化除磷系统正常运行的主要条件1 厌氧条件下，PAOs 利用胞内聚磷分解和糖原降解所产生的能量吸收挥发性脂肪酸( volatile fatty acids，VFAs) 等碳源，并储存为聚羟基脂肪酸( poly-hydroxyalkanoates，PHAs) ;好氧时，PAOs 以氧化PHAs 为能量来源实现生物生长、糖原合成以及磷的吸收，最终通过剩余污泥的排放实现污水中磷的有效去除27、根

22、据推动力的不同，膜分离原理主要有哪几种？并作简要解释。过程推动力传递机理说明微滤压力差(100kPa)筛分孔径为0.0510m，能截留胶体颗粒、微生物及悬浮粒子超滤压力差(1001000kPa)筛分孔径为220nm，能截留小胶体粒子、大分子物质纳滤压力差(5001500kPa)溶解-扩散唐南效应孔径为25nm，表面分离层由聚电解质构成，能截留部分离子及有机物。反渗透压力差(100010000kPa)优先吸附、毛细管流动、溶解-扩散几乎无孔，可以截留大多数溶质（包括离子）而使溶剂通过，操作压力较高。透析浓度差反离子经离子交换膜的迁移穿过膜的选择性扩散过程，是通过小分子经过半透膜扩散到水（或缓冲液

23、）的原理，从高分子溶液中去除小分子溶质。电渗析电化学势电渗透溶解-扩散电渗析采用带电的离子交换膜，在电场作用下膜能允许阴、阳离子通过，可用于溶液去除离子。气体分离压力差(100010000kPa)浓度差溶解-扩散气体分离是依据混合气体中各组分在膜中渗透性的差异而实现的膜分离过程。渗透汽化分压差浓度差溶解-扩散渗透汽化是在膜两侧浓度差的作用下，原料液中的易渗透组分通过膜并汽化，从而使原液体混合物得以分离的膜过程。乳化液膜分离浓度差PH差促进传递和溶解-扩散以液膜为分离介质、以浓度差等作为推动力将液-液萃取过程同反萃取过程相结合的分离过程。膜蒸馏温度差蒸气压差气化 扩散膜技术与蒸发过程相结合，膜热

24、侧和冷侧水溶液间的温度差引起传质组分的气相分压差，水蒸气透过膜孔从暖侧进入冷侧而冷凝。膜萃取浓度差化学位差溶解-扩散膜技术和液液萃取过程相结合，萃取剂和料液不直接接触，分别在膜两侧流动，即通过化学反应给流动载体不断提供能量，使其可能从低浓度区向高浓度区输送溶质。亲和膜生物特异性和选择性载体与配基互补匹配一种利用亲和配基修饰的膜为介质的分离纯化生物大分子的技术，是膜分离技术和亲和层析技术的有机结合。8、试举例说明厌氧发酵三阶段理论，并写出每个阶段的代表性微生物名称。（采用标准的双名法写）实例：沼气池产沼气，主要成分是甲烷。厌氧发酵三阶段：第一阶段为水解发酵阶段。分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的

25、有机物加工成结构简单的化合物。在水解与发酵细菌作用下，碳水化合物，蛋白质与脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等；代表微生物：纤维素分解菌 cellulolytic bacteria第二阶段为产氢、产乙酸阶段。在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸；这一阶段产酸速率很快，致使料液pH值迅速下降，使料液具有腐烂气味。代表微生物：木质醋酸菌 Acetobacter Xylinium第三阶段为产甲烷阶段。有机酸和溶解性含氮化合物分解成氨、胺、碳酸盐和二氧化碳、甲烷、氮气、氢气等。甲烷菌将乙酸分解产生甲烷和二氧化碳，利用氢将二氧化碳还原为甲烷，在此阶段

26、pH值上升。代表微生物：嗜碱产甲烷杆菌 Methanbacterium alcaliphilum 甲烷八叠球菌 Methanosarcina thermophila 索氏甲烷丝菌 Methanothrix soehgenii 9、（1）你是如何理解自由悬浮的微生物的？举例说明这样的微生物生长的环境。（2）如何理解活性污泥？（3）试说明悬浮微生物个体、生物膜、活性污泥的区别和联系？1）自由悬浮的微生物能够自由移动，很容易接触到营养物质，在对营养物质的争食中占明显的优势。漂浮在空气中，液体中。固体表面。2）活性污泥是一种由无数细菌和其他微生物组成的絮凝体，其表面有一多糖类粘质层。活性污泥法就是利用

27、这种活性污泥的吸附、氧化作用，去除废水澡的有机污染物。 3）活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。废水和生物膜接触时，污染物从水中转移到膜上，从而得到处理。10、什么是“生物膜”？ 是 附着生长在固体状材料表面的由多种微生物形成的膜状生物聚集体； 什么是“生物膜法”？ 以生物膜作为去除废水中的污染物主体的工艺，通称为生物膜法工艺； 又

28、称固定膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术。11、SBR利用了防止活性污泥膨胀中的“选择性准则”，通过溶解氧和有机负荷的变换，可有效地控制污泥膨胀。什么是“选择性准则”？1973年Chudoba等人提出了在活性污泥混合培养中的动力学选择性准则，这个理论是基于不同种属的微生物在Monod方程中的参数(KS、max)不同，并且不同基质的生长速度常数也不同。Monod方程可以写成：dX/Xdt=maxS/(KS+S) (2)式中 X生物体浓度 S生长限制性基质浓度 Ks饱和或半速度常数 、max分别为实际和最大比增长速率按照Chudoba所提出的理论，具有低KS和max值的微生物在混合

29、培养的曝气池中，当基质浓度很低时其生长速率高并占有优势，而基质浓度高时则恰好相反。Chudoba认为大多数丝状菌的KS和max值比较低，而菌胶团细菌的KS和max值比较高，这也解释了完全混合曝气池容易发生污泥膨胀的原因。有机物浓度在推流式曝气池的整个池长上具有一定的浓度梯度，使得大部分情况下絮状菌的生长速率都大于丝状菌，只有在反应末期絮状菌的生长没有丝状菌快，但丝状菌短时间内的优势生长并不会引起污泥膨胀。因此，SBR系统具有防止污泥膨胀的功能。三生物法在自然界，存活着巨额数量的以有机物为营养物质的微生物，它们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的楞功能。废水的生物处理法就是采取一定的人工措施，

30、创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高微生物氧化、分解有机物能力有一种技术。生物处理法主要用于去除废水中呈溶解状态度和胶体状态的有机污染物。 根据作用微生物的类型，生物处理法可分为好氧处理法厌氧处理法两大类.前者处理效率高.效果,使用广泛,是生物处理法的主要方法.另外也可根据微生物在废水中是处于悬浮状态还是附着在某种填料上来分.,可分为活性污染泥法和生物膜法.1.活性污泥法是当前应用最为广泛的一种生物处理技术。活性污泥是一种由无数细菌和其他微生物组成的絮凝体，其表面有一多糖类粘质层。活性污泥法就是利用这种活性污泥的吸附、氧化作用，去除废水澡的有机污染物。2生物膜法废水连续流

31、经固体填料（碎石、塑料填料等）,在填料上就会生成污泥状的生物膜,生物膜中繁殖着大量的微生物,起到与活性污泥同样的净化废水的作用.生物膜法有多种处理构筑物,如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化床和生物流化床等。3自然生物处理法利用在自然条件下生长、繁殖的微生物（不加以人工强化或略加强化）处理废水的技术。其主要特征是工艺简单，建设与运行费用都较低，但受自然条件的制约。主要的处理技术是稳定塘和土地处理法。稳定塘是利用塘水中自然繁育的微生物（好氧、兼氧及厌氧）,在其自身的代谢作用下氧化分解废水中的有机物,稳定塘中的氧由塘中生长的藻类光合作用和塘面与大气相接触的复氧作用提供,在稳定塘内废水停留时间长,它对

32、废水的净化过程和自然水体净化过程相近.稳定可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘等。包括废水灌溉在内的土地处理也是一种生物处理法。废水向农作物提供水分和肥分，废水中非溶解性杂质为表层土壤过滤截留，并逐渐为微生物分解利用.近十几年来在利用土地处理废水方面有了较大的发展。4氧生物处理法厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物的处理技术。有机污泥、某些高浓度有机污染物理的工业废水，如屠宰场、酒精厂废水等适宜于用厌氧生物处理法处理。用于厌氧处理的构筑物最普通的是消化池，最近一、二十年来这个领域有很大发展，开创了一系列新型、高效的厌氧处理构筑物，如厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧

33、转盘、挡板式厌氧反应器以及复合厌氧反应器等。生物脱氮除磷原理及工艺2.1 生物脱氮机理污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮，即，将转化为和。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，即，将（经反亚硝化）和（经反硝化）还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。水中含氮物质大量减少，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的1。硝化短程硝化：硝化全程硝化（亚硝化+硝化）： 反硝化反硝化脱氮： 反硝化厌氧氨氧化脱氮： 反硝化厌氧氨反硫化脱氮：废水中氮的去除还包括靠微

34、生物的同化作用将氮转化为细胞原生质成分。主要过程如下：氨化作用是有机氮在氨化菌的作用下转化为氨氮。硝化作用是在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸盐氮。其中亚硝酸菌和硝酸菌为好氧自养菌，以无机碳化合物为碳源，从或的氧化反应中获取能量。其中硝化的最佳温度在纯培养中为25-35 ，在土壤中为30-40 ，最佳pH 值偏碱性。反硝化作用是反硝化菌（大多数是异养型兼性厌氧菌，DO40C 或 10C后，会有不利影响。 营养物质：细胞组成中，C、H、O、N约占9097%；其余310%为无机元素，主要的是P；生活污水一般不需再投加营养物质；而某些工业废水则需要，一般对于好氧生物处理工艺，应按BOD : N : P

35、 = 100 : 5 : 1 投加N和P；其它无机营养元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素： Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等； pH值：一般好氧微生物的最适宜pH在6.58.5之间；pH 4.5时，真菌将占优势，引起污泥膨胀；另一方面，微生物的活动也会影响混合液的pH值。 有毒物质（抑制物质）：重金属；氰化物；H2S；卤族元素及其化合物；酚、醇、醛等； 有机负荷率：污水中的有机物本来是微生物的食物，但太多时，也会不利于微生物； 氧化还原电位：好氧细菌：+300 400 mV， 至少要求大于+100 mV；厌氧细菌：要求小于+100 mV，对于严格厌氧细菌，则-100 mV，甚至-30

36、0 mV。第二节 废水厌氧生物处理原理废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。一、厌氧生物处理中的基本生物过程阶段性理论1、两阶段理论：20世纪3060年代，被普遍接受的是“两阶段理论”图1厌氧反应的两阶段理论图示内源呼吸产物碱性发酵阶段酸性发酵阶段水解胞外酶胞内酶产甲烷菌胞内酶产酸菌不溶性有机物可溶性有机物细菌细 胞脂肪酸、醇类、H2、CO2其它产物细菌细胞CO2、CH4第一阶段：发酵阶段，又称产酸阶段或酸性发酵阶段；主要功能是水解和酸化，主要产物是脂肪酸、醇类、CO2和H2等；主要参与

37、反应的微生物统称为发酵细菌或产酸细菌；这些微生物的特点是：1）生长速率快，2）对环境条件的适应性（温度、pH等）强。第二阶段：产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段；是指产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH4和CO2；主要参与反应的微生物被统称为产甲烷菌（Methane producing bacteria）；产甲烷细菌的主要特点是：1）生长速率慢，世代时间长；2）对环境条件（温度、pH、抑制物等）非常敏感，要求苛刻。2、三阶段理论对厌氧微生物学的深入研究后，发现将厌氧消化过程简单地划分为上述两个过程，不能真实反映厌氧反应过程的本质；厌氧微生物学的研究表明，产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Arc

38、hea），除了在分类学和其特殊的学报结构外，其最主要的特点是：产甲烷细菌只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，两碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类；上世纪70年代，Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏产甲烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一种细菌首先把乙醇氧化为乙酸和H2（一种产氢产乙酸细菌），另一种细菌则利用H2和CO2产生CH4（一种真正意义上的产甲烷细菌嗜氢产甲烷细菌）；因而，Bryant提出了厌氧消化过程的“三阶段理论”：说明：1）I、II、III为三阶段理论，I、II、I

39、II、 IV为四类群理论； 2）所产生的细胞物质未表示在图中III发酵性细菌脂肪酸、醇类产氢产乙酸菌II同型产乙酸菌IV有机物乙酸H2+CO2CH4I产甲烷菌图2厌氧反应的三阶段理论和四类群理论水解、发酵阶段：产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2/CO2；产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2产生CH4；一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70%的CH4产自乙酸的分解，其余的则产自H2和CO2。三、厌氧生物处理的影响因素产甲烷反应是厌氧消化过程的控制阶段，因此，一般来说，在讨论厌氧生物处理的影响因素时主要讨论影响产甲烷菌的各项因素；主要影响因素有：温度、

40、pH值、氧化还原电位、营养物质、F/M比、有毒物质等。1、温度：温度对厌氧微生物的影响尤为显著；厌氧细菌可分为嗜热菌（或高温菌）、嗜温菌（中温菌）；相应地，厌氧消化分为：高温消化（55C左右）和中温消化（35C左右）；高温消化的反应速率约为中温消化的1.51.9倍，产气率也较高，但气体中甲烷含量较低；当处理含有病原菌和寄生虫卵的废水或污泥时，高温消化可取得较好的卫生效果，消化后污泥的脱水性能也较好；随着新型厌氧反应器的开发研究和应用，温度对厌氧消化的影响不再非常重要（新型反应器内的生物量很大），因此可以在常温条件下（2025C）进行，以节省能量和运行费用。2、pH值和碱度：pH值是厌氧消化过程

41、中的最重要的影响因素；重要原因：产甲烷菌对pH值的变化非常敏感，一般认为，其最适pH值范围为6.87.2，在8.2时，产甲烷菌会受到严重抑制，而进一步导致整个厌氧消化过程的恶化；厌氧体系中的pH值受多种因素的影响：进水pH值、进水水质（有机物浓度、有机物种类等）、生化反应、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等；厌氧体系是一个pH值的缓冲体系，主要由碳酸盐体系所控制；一般来说：系统中脂肪酸含量的增加（累积），将消耗，使pH下降；但产甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸，而且还会产生，使系统的pH值回升。碱度曾一度在厌氧消化中被认为是一个至关重要的影响因素，但实际上其作用主要是保证厌氧体系具有一定的缓冲能力

42、，维持合适的pH值；厌氧体系一旦发生酸化，则需要很长的时间才能恢复。3、氧化还原电位：严格的厌氧环境是产甲烷菌进行正常生理活动的基本条件；非产甲烷菌可以在氧化还原电位为+100 -100mv的环境正常生长和活动；产甲烷菌的最适氧化还原电位为-150 -400mv，在培养产甲烷菌的初期，氧化还原电位不能高于-330mv；4、营养要求：厌氧微生物对N、P等营养物质的要求略低于好氧微生物，其要求COD：N：P = 200：5：1；多数厌氧菌不具有合成某些必要的维生素或氨基酸的功能，所以有时需要投加：K、Na、Ca等金属盐类；微量元素Ni、Co、Mo、Fe等；有机微量物质：酵母浸出膏、生物素、维生素等。5、F/M比：厌氧生物处理的有机物负荷较好氧生物处理更高，一般可达510kgCOD/m3.d，甚至可达5080 kgCOD/m3.d；无传氧的限制；可以积聚更高的生物量。产酸阶段的反应速率远高于产甲烷阶段，因此必须十分谨慎地选择有机负荷；高的有机容积负荷的前提是高的生物量，而相应较低的污泥负荷；高的有机容积负荷可以缩短HRT，减少反应器容积。6、有毒物质：常见的抑制性物质有：硫化物、氨氮、重金属、氰化物及某些有机物；硫化物和硫酸