污水处理培训教材

1、污水处理培训教材XXX 污水处理厂2013 年 5 月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 第 1 章 污水处理的意义及人员应具备的条件 6 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第 2 章 城市污水处理基本知识 8 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第 2.1节 污水的来源、分类及水质特征 8 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 第 2.2 节 城市污水的水质水量变化规律 9 HYP

2、ERLINK l bookmark10 o Current Document 第 2.3节 污水的性质与污染指标 10 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 第 2.4节 污水处理方法及工艺流程 16 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 第 3 章 污水处理微生物学基础 19 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第 3.1 节 细菌 19第 3.2 节 活性污泥的微生物 22 HYPERLINK l bookmark18 o Current Docume

3、nt 第 4 章 污水的物理处理 39 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 第 4.1节 污水处理方法与系统 39 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 第 4.2 节 污水的物理处理 40 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 第 5 章 污水的生物处理 55 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 第 5.1节 活性污泥法 55 HYPERLINK l bookmark30 o Current Documen

4、t 第 5.2节 评价活性污泥的指标 65 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 第 5.3节 活性污泥的回流与剩余污泥的控制 68 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 第 5.4 节 曝气池的构造和曝气方法 70 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 第 5.6节 曝气二沉系统的运行操作 72 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 第 6 章 污泥的处理 77 HYPERLINK l bookmark44 o

5、 Current Document 第 6.1节 污泥的来源、分类及性质 77 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 第 6.2 节 污泥的一般处理处置方法 79 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 第 6.3节 污泥浓缩的种类方法 80 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 第 6.3 节 污泥带式脱水机运行原理及注意事项 82 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 第 7 章 污水的消毒处理 86 HYPE

6、RLINK l bookmark54 o Current Document 第 7.1节 污水消毒的概述 86 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 第 7.2节 污水的消毒方法 86 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 第 8 章 三级处理及污水回用 93 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 第 8.1 节 三级处理概述 93 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 第 8.2 节 三级处理方法 95第 8.

7、3节 生物膜法及生物滤池 109 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 第 9 章 污水厂的附属构筑物及附属设备 113 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 第 10 章 污水处理主要机械设备及仪表 118 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 第 10.1节 泵 118 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 第 10.2 节 螺杆泵 123 HYPERLINK l bookmark86 o Current D

8、ocument 第 10.3 节 刮泥机 125 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 第 10.4 节 刮砂机 127 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 第 10.5 节 刮吸泥机 128 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 第 10.6 节 鼓风机 129 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 第 10.7 节 单级离心鼓风机 132 HYPERLINK l bookmark100 o Current

9、Document 第 10.8 节 其它机械设备 139 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 第 10.9 节 污水处理过程常用仪表 141 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 第 11 章 污水处理主要机械设备的检修 148 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 第 11.1 节 机械设备修理的基本知识 148 HYPERLINK l bookmark108 o Current Document 第 11.2 节 污水泵的检修 150 HYPER

10、LINK l bookmark112 o Current Document 第 11.3 节 机械格栅的检修 155 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 第 11.4 节 刮砂、刮泥机的检修 157 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 第 11.5 节 鼓风机的检修 161 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 第11.6节XXX厂设备常见故障与判断 162 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 第

11、12 章 常用电工知识 173 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 第 12.1 节电的基本概念 173 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 第 12.2节低压电器 184 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 第 12.3节电动机的分类和用途 195 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 第 12.4 节三相异步电动机运行和维护 202 HYPERLINK l bookmark138 o Curre

12、nt Document 第 12.5 节三相异步电动机的常见故障和检修 208 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 第 12.6节安全用电 212 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 第12.7节XXX污水处理厂变配电系统概况 218 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document 第 13 章 污水处理厂的技术经济指标、记录和统计 222 HYPERLINK l bookmark146 o Current Document 第 13.1 节 技术经济指标

13、222 HYPERLINK l bookmark148 o Current Document 第 13.2 节 污水处理物料平衡 225 HYPERLINK l bookmark170 o Current Document 第 14 章 污水化验一般知识 233 HYPERLINK l bookmark172 o Current Document 第 14.1 节 镜检基本知识 233 HYPERLINK l bookmark176 o Current Document 第 14.2 节 活性污泥微生物的显微镜观察及微型动物的计数 238 HYPERLINK l bookmark180 o C

14、urrent Document 第 14.3 节 水样的采集与保存法 240 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document 第 14.4 节 试剂、滤纸及溶液浓度的几种表示方法 245 HYPERLINK l bookmark190 o Current Document 第 14.5 节 标准溶液的配制及标定 248 HYPERLINK l bookmark202 o Current Document 第 14.6 节 测试结果及分析数据的质量控制 251 HYPERLINK l bookmark234 o Current Document 第 15 章

15、 信息技术及应用 259附表 错误！未定义书签。工艺控制标准 错误！未定义书签。水区工艺调整必须掌握的基本技能 错误！未定义书签。总变及分变电站巡视内容及操作 错误！未定义书签。XXX污水处理厂中控平台学习指导 错误！未定义书签。出水在线监测界面及调整方法 错误！未定义书签。第 1 章 污水处理的意义及人员应具备的条件水是宝贵的自然资源，是工、农业生产和人民生活不可缺少的重要物质。水体 还具有调节气候、清新大气、净化环境的功能。污水若不经处理任意排放水体，那 么，水体将遭受污染、危害生产、恶化环境、威胁人民健康，所以我们必须严加控 制。城市污水的处理方法主要普遍采用的物理法和生物法的两级处理方

16、法。较多采 用的是活性污泥法及其在此基础上发展的一些方法。一般通过这种方法处理的污水 能达到国家规定的排放标准。作为一名污水处理技术人员要深知污水处理的重要意义，熟练掌握本职业务， 熟知本厂污水的水质特性及处理系统的工艺流程、处理原理，每个处理构筑物的作 用及其相互之间的关系，熟知运行操作步骤。遵守岗位责任制、维持设备的正常运 转，严格执行交接班制度。 遵守安全操作规程， 做好日常巡视工作， 其内容主要有：1进水泵房：进水泵房运行情况，闸门是否需要保养。机械格栅：及时清捞垃圾，并注意机械格栅的完好情况。细格栅：及时清捞垃圾。沉砂池：进水颜色、曝气量、浮渣等情况。配水井：分配给各个初沉池、二沉池

17、的水量是否均匀，闸门开启度，出水畅 通等情况。初沉池：沉淀效果、出水堰是否均匀、浮渣有否夹带出去、初沉闸门开关状 况等。曝气池配水井：配水量是否符合要求堰口是否有垃圾堵住影响出水、调节闸 门是否完好等。曝气池：供气量是否均匀、活性污泥颜色、性质、浓度等。二沉池配水井：配水是否均匀。二沉池：出水是否均匀，有否污泥大量上浮，有否全池翻泥现象，回流井出 水流量是否正常，回流污泥颜色与形状、排泥情况。回流污泥泵房运行是否正常。出水计量槽、记录仪运行是否正常在维护管理过程中，对维护人员的基本要求有：1、确保维护管理人员的安全与健康。2、按有关规程和岗位责任制的规定进行管理。3、发现异常时，能指出产生的原

18、因和应采取的措施，并确保污水处理设施和设备能正常运行，充分发挥作用。4、技术要求应达到城市污水处理厂运行、维护及安全技术规程。第 2 章 城市污水处理基本知识第 2.1 节 污水的来源、分类及水质特征一、生活污水这类水的水质、水量随季节而变化，一般夏季用水量多，废水浓度低，冬季相 应量小质浓，春某夏初晴天时洗涤水增多，洗涤剂含量倍增，水质波动大，往往会 对污水处理厂的曝气池带来泡沫等一系列运行问题。生活污水一般不含有毒物质，但是它有适于微生物繁殖的条件，含有大量的病 原体，从卫生角度来看有一定的危害性。二、工业废水工业生产用水中，除一小部分被其它耗去外（如食品工业等）绝大多数工业用 水仅仅是作

19、为洗涤、冷却、地面冲洗等用，因此工业废水中主要夹带了生产过程中 耗用的原料，生产反应的中间体、产物和副产物等。此外，水在使用后往往水温有 所增高。工业废水除食品工业季节耗水量及水质变化幅度较大外，废水成分往往较 为恒定，所以对于工业废水我们应特别注意有毒、有害物、重金属浓度及酸碱度、 盐度等，这些物质常会影响处理方法的选用。另外一些高浓度的有毒、有害物质的 瞬时集中排放会影响处理系统的正常运行。总之，由于工业废水类型繁多，工业废 水的特征是水量差别悬殊，水质成分复杂。生产废水详细可分为，生产污水和生产废水两种，前者污染程度较重，是处理 的对象，而后者污染较微，或仅仅是水温增高，一般勿需考虑处理

20、。三、城市污水它是生活污水与工业废水形成的混合物。以消费为主的城市其比例为工业：生活=1：2 次比例与采用处理方法有关。城市污水主要的有工业污水所占的比例以及 综合水质来决定。四、初期雨水 降水量的大小决定于城市径流与农业径流量。初期雨水由于大气所受的污染使 其污染大，携带大量有机污染物。农业径流含有大量的氮（ N）和磷（P）所以会造 成河流的富营养化。第 2.2 节 城市污水的水质水量变化规律在人类的生产和生活过程中用过的水，绝大部分排入污水管道，但这并不等于 受污水量就等于给水量，因为有时用过的水并没有排入污水管道，如消防、冲洗街 道水排入了雨水管道或蒸发掉，再加上污水管道的渗漏等造成了污

21、水量小于给水 量，一般城市的污水量约为给水量的 80%90%。另外在某些情况下，实际排入污 水管道的污水量也可能大于给水量，如地下水经管道接口处渗入，雨水经检查井口 流入以及工厂或其他用户设有分散的给水设备，这些用户的给水量可能未包括在城 市集中给水量标准之内等等，这时就出现污水量大于给水量。在不同的工业企业中，工业废水的排除情况很不一致，某些工厂的工业废水是 均匀排出的，但很多工厂废水排出情况变化很大，甚至一些个别车间的废水也可能 在短时间内一次排放，再加上工厂新工艺及新厂品的改造等使城市污水的水质水量 也随之不断的变化。综上所述，城市污水的水质、水量变化还与城市的发展状况、 人民生活水平的

22、高低、卫生器具的多少、城市的地理位置、气候和季节有关。城市污水处理厂设施的设计规模取决于排入下水道的工业废水总量 Q2 和与雨 水量 Q3 以及使用下水道的城市人口排污量 Q1，Q Q1 + Q2 + Q3我国城市地区不同，发展水平各异，人均污水排放量也不同。一般我国大城市 的人均污水排放量为150L /(d 人。由于污水处理设施的设计和实际运行管理时 必须能够承受最大的冲击负荷，因此污水处理设施的设计规模对生活污水来讲，在 人均污水量的基础上还要考虑最大日的最大时变化系数，工业废水要考虑实际生产 中的最大时排放量，工业废水一般要设调节池。因此对于那些小型污水处理设施， 特别是小规模污水处理厂

23、，需要通过设计规模、周密的设计方案、适度地发挥系统 功能、灵活的运行调节来解决。XXX 厂作为天津市南部区域最主要的城市污水处理厂， 承担着和平、部分南开、 河西以及部分西青区生活污水和工业污水。 于1981 年开始设计施工， 1984 年投产 运行，采用传统活性污泥法工艺，是当时全国第一座大型城市污水处理厂。随着城 市的发展，于 2000 年和 2009 年分别进行了改扩建和升级改造。目前处理规模为 45 万吨/日，其中改建系统 24 万吨/日，扩建系统 21 万吨 /日，出水均执行污水排放 一级 B 标准。正在建设中的 XX 污水处理厂除了接受 XXX 厂的全部污水外，还将处理 XX、 津

24、南等，面积共约 280km2 的天津南部区域的污水。其设计规模为 55 万吨/日，出 水执行污水排放一级 A 标准。XXX污水处理厂设计进水水质为：pH : 69 CODcr: 500mg/l BOD5 : 185mg/lSS： 400mg/lNH4-N ： 35mg/lTN： 45mg/lTP： 8mg/lXX 污水处理厂设计进水水质为:pH: 69 CODcr: 500mg/l BOD5:250mg/lSS: 360mg/lNH4-N : 50mg/lTN: 70mg/lTP: 8mg/l第 2.3 节 污水的性质与污染指标城市污水的性质特征主要与下列因素有关:人们的生活习惯；气候条件；生

25、活 污水与生产污水所占的比例及采用的排水体制（分流制、合流制、半分流制等） 。 今就城市污水的一般物理性质、化学性质、生物性质以及污染指标分述如下。一、污水的物理性质及指标表示污水物理性质的主要指标是水温、色度、臭味、固体含量及泡沫等。（一）水温 污水的水温，对污水的物理性质、化学性质及生物性质有直接影响。我国的幅 员广大，但根据统计资料表明，各地的生活污水的年平均温度差别不大，均约在10 20 C之间。污水的温度过低（如低于 5 C）或过高（如高于40 C）都会影响污水的 生物处理效果。（二）色度水的颜色用色度作为指标。色度可由悬浮固体、胶体或溶解物质组成。生活污 水的颜色常呈灰色。但当污水

26、中的溶解氧降低至零，污水所含有机物腐烂，则水色 转呈黑褐色并有臭味。 生产污水的色度视工矿企业的性质而异， 差别极大， 如印染、 造纸、农药、焦化、冶金及化工等的生产污水，都有各自的颜色。（三）臭味 生活污水的臭味只要由有机物腐败产生的气体造成。工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成。臭味给人以感观不悦，甚至会危及人体生理，呼吸困难，倒胃胸 闷，呕吐等。（四）固体含量 固体物质按存在形态的不同可分为：悬浮的、胶体的和溶解的三种；按性质的 不同可分为：有机物、无机物与生物体三种。固体含量用总固体量作为指标（ TS ）。悬浮固体（SS）或叫悬浮物是指在污水中呈颗粒状的污染物质。粒径在1.0卩m以上的

27、称为粗分散性悬浮固体（包括乳化物质和油珠）;粒径在0.11.0 之间的 称为细分散性悬浮固体。胶体（粒径在0.10.001 之间）和溶解固体（DS ）或称为溶解物也是由有 机物与无机物组成。二、污水的化学性质及指标 污水中的污染物质，按化学性质可分为无机物与有机物；按存在形态可分为悬 浮状态与溶解状态。（一）无机物污染指标无机物包括酸碱度，氮、磷、及重金属离子等。1 酸碱度酸碱度用PH值表示。PH值等于氢离子浓度的负对数。PH = 7时，污水呈中 性；PH7时，数值越大，碱性越强。当PH值超出69 的范围时， 会对人、畜造成危害， 并对污水的物理、 化学及生物处理产生不利影响。2总氮 TN、

28、氨氮 NH3-N 、凯氏氮 TKN（1）总氮TN :为水中有机氮、氨氮和总氧化氮（亚硝酸氨氮及硝酸氨氮之和） 的总和。有机污染物分为植物性和动物性两类：城市污水中植物性有机污染物如果 皮、蔬菜叶等，其主要化学成分是碳（ C） ，由 BOD5 表征；动物性有机污染物包 括人畜粪便、动物组织碎块等，其化学成分以氮（N）为主。氮属植物性营养物质，是 导致湖泊、 海湾、水库等缓流水体富营养化的主要物质， 成为废水处理的重要指标。（2） 氨氮NH3-N :氨氮是水中以NH3和NH4+形式存在的氮， 它是有机氮 化物氧化分解的第一部产物。 氨氮不仅会促使水体中藻类的繁殖， 而且游离的 NH3 对鱼类有很强

29、的毒性， 致死鱼类的浓度在 0.22.0 mg/L 之间。 氨也是污水中重要 的耗氧物质，在硝化细菌的作用下，氨被转化成 NO2 和n NO3 ，所消耗的氧量成 硝化需氧量（3） 凯氏氮 TKN ：是氨氮和有机氮的总和。测定 TKN 及 NH3-N ，两者之差 即为有机氮。3 总磷 TP 总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。与总氮类似，磷也属植物性营养植 物，是导致缓流水体富营养化的主要物质，受到人们的关注，成为一项重要的水质 标准。4重金属离子 城市污水中的重金属主要有汞、铬、镉、铅等。汞的毒性强，产生毒性的剂量 小，而且极易沉淀， 在污水和污泥再利用过程中， 容易通过食物链富集， 危害人

30、体， 如水俣病，骨通病等。镉、铬、铅都会对人体造成严重的伤害，会导致慢性中毒。有机物污染指标1生化需氧量 BOD生化需氧量是在指定的温度和时间段内， 在有氧条件下由微生物 （主要是细菌） 降解水中有机物所需的氧量。由于将有机物完全降解需要历时 100 天以上，实际上 采用20 C下，20天的生化需氧量BOD20为代表。生产应用时20天过长，一般采 用20C下5天的BOD5作为衡量污水中可生物降解有机物的浓度指标。对于城市 污水，其BOD5约为BOD20的70%80%。2化学需氧量 COD尽管BOD5是城市污水中常用的有机物浓度指标，但是存在分析上的缺陷：5 天的时间过长， 难以及时指导实践；

31、污水中难生物降解的物质含量高时， BOD5 测定误差较大；工业废水中往往含有抑制微生物生长繁殖的物质， 影响测定结果。 因此有必要采用 COD 这一指标作为补充或代替。 COD 的测定， 是将污水置于酸性 条件下，用强氧化剂重铬酸钾将污水中的有机物氧化为 CO2、H2O 所消耗的氧量， 用 CODcr 表示，一般写成 COD 。重铬酸钾的氧化性极强，水中有机物绝大部分被 氧化。化学需氧量的优点是能够更清楚地表示污水中有机物的含量，并且测定时间 短，不受水质的限制。缺点是不能像 BOD 那样表示出微生物氧化的有机物量。另 外还有部分无机物也被氧化，并非全部代表有机物含量。城市污水的 COD 大于

32、 BOD20, 两者的差值大致为难于生物降解的有机物 量。在城市污水处理分析中，把 BOD5/COD 的比值作为可生化性指标。当 B0D5/C0D X）.3时，可生化性较好，适宜采用生化处理工艺。3总需氧量 TOD由于有机物的主要组成元素是 C、H、0、N、S 等。被氧化后，分别产生C02、H20、N02和S02，所消耗的氧量称为总需氧量 TOD。T0D 的测定原理是将一定数量的水样， 注入含氧量已知的氧气流中， 再通过以铂刚为触媒的燃烧管，在900 C高温下燃烧，使水样中含有的有机物被燃烧氧化， 消耗掉氧气流的氧，剩余的氧用电极测定并自动记录。氧气流原有含氧量减去剩余 含氧量即等于总需氧量T

33、0D，测定时间仅需几分钟。4总有机碳 T0C总有机碳 T0C 是目前国内、外开始使用的另一个表示有机物浓度的综合指标。 T0C 的测定原理是先将一定数量的水样经过酸化， 用压缩空气吹脱其中的无机 碳酸盐，排除干扰，然后注入含氧量已知的氧气流中，再通过以铂刚为触媒的燃烧 管，在900 C高温下燃烧，把有机物所含的碳氧化成 C02，用红外气体分析仪记录 C02 的数量并折算成含碳量即等于总有机碳 T0C 值。三、污水的生物性质及指标污水生物性质的检测指标有大肠菌群数 （或称大肠菌群值）、大肠菌群指数、 病 毒及细菌总数。（一）大肠菌群数（大肠菌群值）是每升水样中所含有的大肠菌群数目，以个/L计；大

34、肠菌群指数是查出1个大肠菌群所需要的最少水量，以毫升（mL）计 可见大肠菌群数与大肠菌群指数是互为倒数，即1000大肠菌群指数二 大肠菌群数（mL）大肠菌群数作为污水被粪便污染程度的卫生指标，原因有：大肠菌群与病原菌都存在与人类肠道系统内，它们的生活习性及在外界环境中的存活时间都基本相 同。每人每日排泄的粪便中含有大肠菌约 10114X1011个，数量大大多于病原菌, 但对人体无害；由于大肠菌的数量多，且容易培养检验，但病原菌的培养检验十 分复杂与困难。故此，常采用大肠菌群数作为卫生指标。水中存在大肠菌，就表明 受到粪便的污染，并可能存在病原菌。（二）病毒污水中已被检出的病毒有100多种。检出

35、大肠菌群，可以表明肠道病原菌的存 在，但不能表明是否存在病毒及其他病原菌（如炭疽杆菌） 。因此还需要检验病毒 指标。病毒的检验方法目前主要有数量测定法与蚀斑测定法两种。（三）细菌总数细菌总数是大肠菌群数，病原菌，病毒及其他细菌数的总和，以每毫升水样中 的细菌菌落总数表示。细菌总数愈多，表示病原菌与病毒存在的可能性愈大。因此 用大肠菌群数、病毒及细菌总数等 3个卫生指标来评价污水受生物污染的严重程度 就比较全面。下表为城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002 ）中规定的基本控制 项目最高允许排放浓度:表】垒本拧制项目最高允许排族诫度H均位）表】垒本拧制项目最高允许排族诫度H均位）

36、序号基本控制项目一级标准二级标准三级标准A标准B标准1化学需氧量（C0D）50601QQi2(yi:2生化需氧量（BOD心10203060“3悬浮物（SS）102030504动植物油135205石油类135156阴禽子农面活性剂0.5125总氮以N计）1520B氢氮（以N计严5 (8)S (15)25 (30)-9总磷2005年吃月31 H就建设的1.535（以P计沏06年1月1 H起建设的0,513510色度（稀释倍数）3030405011pH6-912粪大肠菌群数（个儿）103101101-第2.4节污水处理方法及工艺流程污水处理的基本方法，就是采用各种技术与手段，将污水中所含的污染物质分

37、 离去除、回收利用，获将其转化为无害物质，使水得到净化。现代污水处理技术，按原理可分为物理处理法，化学处理法和生物化学处理法 3类。物理处理法：利用物理作用分离污水中称悬浮状态的固体污染物质。方法有： 筛滤法，沉淀法，上浮法，气浮法，过滤法和反渗透法等。化学处理法：利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质 （包括悬浮的、溶解的、胶体得等）。主要方法由中和、混凝、电解、氧化还原、 汽提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。化学处理法多用于处理生产污水。生物化学处理法：是利用微生物的代谢作用，是污水中呈溶解、胶体状态的有 机污染物转化为稳定的无害物质。主要方法可分为两大类，即利用好氧微

38、生物作用前者广的好氧法（好氧氧化法）和利用厌氧微生物作用的厌氧法（厌氧还原法）泛用于处理城市污水及有机性生产污水，其中有活性污泥法和生物膜法两种；后者 多用于处理高浓度有机污水与污水处理过程中产生的污泥，现在也开始用于处理城 市污水与低浓度有机污水。城市污水与生产污水中的污染物是多种多样的， 往往需要采用几种方法的组合， 才能处理不同性质的污染物与污泥，达到净化的目的与排放标准。现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级、和三级处理。 一级处理，要求去除污水中称悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只 能完成一级处理的要求。经过一级处理后的污水， BOD 一般可去除 30% 左右，达

39、 不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物质（即 BOD 、COD 物 质），去处率可达 90% 以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理，是在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和氮能够 导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法， 砂滤法，活性炭吸附法、 离子交换法和电渗析法等。 三级处理是深度处理的同义语， 但两者又不完全相同，三级处理常用于二级处理之后。而深度处理则以污水回收、 再用为目的，在一级或二级处理后增加的处理工艺污泥是污水处理过程中的产物。城市污水处理产生的污泥含有大量有机物，富二级处理

40、（物理处理）污水就程曲泥流程消化气（沼气）生物处理设备K（活迭逻业弊理徑法）消奉一排放或三级处理污渥涓化池干燥设备污渥处理有肥分，可以作为农肥使用，但又含有大量细菌、寄生虫卵一级从生产污水中带来 的重图2-1城市污水处理典型流程金属离子等，需要作稳定与无害化处理。污泥处理的主要方法是减量处理 （如浓缩、 脱水等），稳定处理（如厌氧消化法、好氧消化法等），综合利用（如消化气利用， 污泥农业利用等），最终处置（如干燥焚烧，填地投海、建筑材料等）。城市污水处 理的典型流程见图2-1 0生产污水的处理流程，随工业性质，原料、成品及生产工艺不同而不同，具体处理方法与流程应根据水质与水量及处理的对象，经调

41、查研究或试验后决定。（有关污水处理具体相关知识参看本教材第四、五章）。第3章污水处理微生物学基础第3.1节细菌一、细菌的形态和构造去除废水中BOD直接有用的微生物的代表是细菌。 细菌也称之为Bacteria，也 是最小的微生物，在形态学上是最单纯的。虽然用光学显微镜能够确认其存在，但 是，一般如果不进行生理学试验就不能鉴定。细菌按其形体进行大的分类有：球菌、杆菌、逗点形菌、螺旋菌。球菌是球状的细菌，根据球 的排列方式，可分为双球菌、链球菌、四链球菌、八链 球菌、葡葡球菌等。活性污泥中，球菌不大量出现。杆 菌是圆柱体的细菌，有端部钝圆的、有钝圆而短的（短杆菌）、端部尖的等。螺旋菌菌体细长呈扭转螺

42、旋状。活性 污泥中出现的细菌大部分属于普通杆菌和短杆菌。大部 分球菌直径为0.51.0 pm，杆菌大约为0.51.0至1.02.0 pm的居多。细菌是最低等的单细胞生物。细胞通常很显著地分化为核和细胞质。核主要承 担遗传方面的机能，细胞质与代谢有关。细菌细胞也不例外，与高等植物相比没有 什么不同的图3 1细胞的构造地方。不过，不存在用核膜隔开的核和线粒体。因为细菌和蓝A鞭毛B荚膜C细胞藻类（蓝菌类）中不存在核膜，这些微生物被叫做原核生物。D细胞质膜E核物膜F细胞质与此相反，原核生物以外的生物由于具有用核膜隔开的核而被称之为真核生物。在图31中示出细菌细胞的构造。细胞膜是包围在菌体外侧的膜状构造

43、，从内侧有 细胞质膜、细胞壁、黏液层或荚膜形成的三层壳。细胞质膜为能调节细胞与外界之 间物质交换的半透膜。细胞壁是位于细胞质外侧的坚固的膜。细胞质是被细胞膜包 围的复杂的胶质系。在细胞质内，含有象核糖一类与代谢有关的深颗粒和贮藏物质 的多糖类、脂质等的颗粒。如果环境条件恶劣，细菌就形成抱子。抱于是耐久型的 细菌，与发育型比较代谢活动缓慢，但是，对于温度和药物的抵抗性很强。能够制 造抱子的细胞知道的有杆菌属（Bacillus）和梭菌属（Clostridium）。形成抱子后，残余 菌体部分就崩溃了。鞭毛是细菌的运动器官，具有从数根到数十根的鞭毛的细菌种 类很多。当荚膜物质相融合成一团块，内含许多细

44、菌时，称为菌胶团。并不是所有的细菌都能形成菌胶团，凡是能够形成菌胶团的细菌，贝U称为菌胶团细菌。不同细菌形 成不同形状的菌胶团，有分枝状的、垂丝状的、球形的、椭圆形的、蘑菇形的，片状的以及各种不规则形状的。（如图32）菌胶团细胞包藏在胶体物 质内，一方面对动物的吞噬起保护作用， 同时也增强了它对不良环境的抵抗能力。 菌胶团是活性污泥（废水生物处理构筑物曝 气池中所形成的污泥）的重要组成部分，有较强的吸附和氧化有机物的能力， 在废水生物处理中具图3 2菌胶团有较为重要的作用。一般说，处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要可根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来判断。新生菌胶团（即新形成的

45、菌胶团）颜色较浅，甚至无色透明，但有旺盛的生命力，氧化分解有机物的能力强。老化了 的菌胶团，由于吸附了许多杂质，颜色较深，看不到细菌单体，而象一团烂泥似的, 生命力较差。一定种的细菌在适宜环境条件下形成一定形态结构的菌胶团，而当遇 到不适宜的环境时，菌胶团就发生松散，甚至呈现单个细胞，影响处理效果。因此, 为了使废水处理达到较好的效果，要求菌胶团结构紧密，吸附、沉降性能良好。这 就必须满足菌胶团细菌对营养及环境的要求。二、细菌的生理特性细菌的生理特性，主要从三方面来分析：（1）营养；（2）呼吸；（3）其他环境因素 对它们生活的影响。（一）细菌的营养新陈代谢是维持生命的各种活动（如生长、繁殖、运

46、动等）过程中，生物化学变 化（包括物质的分解合成）的总称。细菌的新陈代谢，是细菌不断地从外界环境摄取 其生长与繁殖所必需的营养物质，同时又不断地将自身产生的代谢产物（废物）排泄到外界环境中去的过程。新陈代谢包括两个作用，即同化作用和异化作用。同化作用一一吸收能量，进行合成反应，将吸收的营养物质转变为细胞物质。新陈代谢 -异化作用 一一分解反应，放岀能量，是将自身细菌物质和细胞内的营养物质分解的过程。异化作用和同化作用是密切配合的；异化作用为同化作用提供物质基础及能量 来源，同化作用又为异化作用提供基质。细菌种类繁多，各种细菌要求的营养物质不尽相同，自然界中的所有物质几乎 都可以被这种或那种细菌

47、所利用，甚至对一般机体有毒害的某些物质，如硫化氢、 酚等，也是某些细菌的必需营养物。因此，细菌的营养类型是多种多样的。但就某 一细菌来说，它们对其必需的营养物有特定的要求。般讲，细菌所需的营养物质必须包括组成细胞的各种原料和产生细菌进行生 命活动所需能量的物质。在细菌细胞内，除含有大量水分 （约占8085%）外，还含 有约1520%的干物质。在这些干物质中蛋白质约占 80%，碳水化合物约占4%, 脂肪约占 57%，灰分元素约占 10%左右，还有少量微生素等。另外细胞中还含 有镁、钾、钙、铁、锰、铜、锌、钴等元素，因为这些元素含量极少，故常称微量 元素。蛋白质由碳、氢、氧、氮等元素所组成，碳水化

48、合物和脂肪由碳、氢、氧组 成。灰分元素是菌体内无机盐类的主要组成成分，其中以磷、硫的含量较高，碳和 氮是构成菌体成分的重要元素，碳化合物也是大多数细菌所需能量的来源。水是很 好的溶剂，细菌的营养物质须溶解于水才能渗透到菌体，菌内的一切生理过程包括 分泌、排泄等也都需要水。无机盐和维生素是调节代谢作用所不可缺少的，无机盐 也是构成菌体的成分。第 3.2 节 活性污泥的微生物 活性污泥主要是由细菌和原生动物构成的。此外还伴有臭菌类、轮虫类、线虫 类。表 43 中所示为活性污泥和其它生物处理中出现的微生物种类的比较。另外， 图 326 中也表示出活性污泥中的食物关系。污水中含有的溶解性有机物，被细菌

49、和真菌类直接摄取，但是微型动物不能以 这些有机物为营养源。因此，认为污水的净化是以细菌和腐生营养性微生动物为主 体，但是实际上， 如果原生动物、 微小后生动物等完全动物营养性的微生物不共存， 污水的净化不可能完成。活性污泥是 2001000 pm的不定型的絮状体，主要是细 菌凝集而成的。在这种絮状体的周围附着或匍匐着微型动物。如果把曝气池的混合 液静置，通常在 510 分钟内，上液清与活性污泥就能分离。曝气槽与池沼一样完全是水中环境，但是由于曝气进行不断地激烈搅拌，对于 大型生物的生存是非常不利的。为此，出现在活性污泥中的微生物的大小，约为 lp m左右。在活性污泥法中，由于各种微生物与废水一

50、起流动，所以增殖速度小的微 生物（td在25日以上），在曝气槽中还没有增殖时就被清洗流掉。与生物膜比较， 活性污泥中出现的种类范围狭小，特别是微小后生动物出现的频度小。这种微生物 相构成的不同，对处理特性有显著的影响。一、活性污泥中的微生物量在活性污泥法中，因为有机物被各种微生物所摄取，所以与净化有关的微生物浓度应该是最重要的操作条件。不过由于活性污泥中含有很多不活性物质，单独把 微生物取出来测定其浓度是不可能的。而且把各种微生物分别测定就更困难了。这 样一来，微生物浓度不容易测定，就成为活性污泥处理难于合理地管理的因素之一。 例如即使进入活性污泥中的砂和蔬菜屑，也都被测定为MLSS虽然存在这

51、样的问题，但是目前还不得不用测定 MLSS或MLVSS来表示生物浓度。由于在 MLVSS 测定中要花费时间，因此，采用以 MLSS为主。出现各种生物处理中的微生物的比较表3-1微生物的种类活性污泥法生物膜迭氧化塘法厌气性处理:细菌CCeccCC真菌类rcrr亠藻类rr+co鞭毛虫类+c-+r肉质虫类+ctr-纤毛虫类-缘毛类CCCC下毛类C十r ,吸管虫类rrrr其它纤毛虫类十1crV微小后生动物轮虫类rcIT线虫类:r+rr募毛类i.BL1 rr+rr其它后生劲物rrr1CC 出现的量非常多； c大量出现+一一般出现rr出现的非常少;没有出现 r少量出现rr出现的非常少;没有出现 r少量出现

52、城市污水的活性污泥中，每ImgMLSS的COD（重铬酸钾法）为0.831.12mg（平均0.93mg），蛋白含量为2535 % （平均30%），如果与微生物体比较这 些值明显很小。另外表32中计数了细菌 和原生动物，所示的数量是 用各种微生物的平均重量 计算的微生物体量。表明 这些微生物在MLSS中所 占的比例非常之小。在这种测定方法中还存在着是否有一部分活性污泥细菌没有被计数和是否有相当大量的图3 3活性污泥中微生物的食物关系比平均重量大的微生物存在的问题。生活污水处理的活性污泥中的微生物体量表3 2MLSS (mg/L )占优势微型动物细菌量(mg/l )微型动物量（mg/l）微生物总量（

53、mg/l ）1100194061026003800小口钟虫小口钟虫小口钟虫旋轮虫（特定种）红斑颤体虫92 (8.3)48 (2.4)62 ( 10.1 )112 (4.2 )168 (4.4 )43 (3.9 )31 (1.6 )20 (3.2 )216 (8.3)494 ( 13.0 )135 (12.2 )79 (4.0 )82 (13.4 )328 (12.6 )662 (17.4 )平均(5.9 )(6.0)(11.9 )（）内是在MLSS中的比例（%）二、活性污泥中的微生物在活性污泥反应中的作用在活性污泥中存活的原生动物有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫等 3 类。原生动物的 主要摄食物件是细

54、菌 ,因此 ,出现在活性污泥中的原生动物 ,在种属上和数量上是随处 理水的水质和细菌的状态变化而变化的。在活性污泥系统启动的初期 ,活性污泥尚未得到良好的培育 , 混合液中游离细菌 居多,处理水水质欠佳 ,此时出现的原生动物 ,最初为肉足虫类 （如变形虫 ）占优势 ,继之 出现的则是游泳型的纤毛虫 ,如豆形虫 ,肾形虫,草履虫等。而当活性污泥菌胶团培育 成熟,结构良好 ,活性较强 ,混合液中的细菌多已 “聚居”在活性污泥上 ,处理水水质良 好,此时出现的原生动物则将以带柄固着 （着生）型的纤毛虫 ,如钟虫 ,等枝虫 ,独宿虫 , 聚缩虫和盖纤虫等为主。通过显微镜的镜检 ,能够观察到出现在流行性

55、污泥中的原生物 ,并辨别认定其种 属,据此能够判断处理水质的优劣 ,因此 ,将原生动物称之为流行性污泥系统中的指示 性生物。此外，原生动物还不断地摄食水中的游离细菌， 起到了进一步净化水质的作用。 后生动物（主要指轮虫）在活性污泥处理系统中是不经常出现的，仅在处理水 质优异的完全氧化型的活性污泥系统，如延时曝气活性污泥系统中出现，因此，轮 虫的出现是水质非常稳定的标志。在活性污泥处理系统中，净化污水的第一承担着，也是主要承担者是细菌，而 摄食处理水中游离细菌，使污水进一步净化的原生动物则是污水净化的第二承担 者。通过显微镜镜检，活性污泥原生动物的生物相，是对活性污泥质量评价的重要 手段之一。三

56、、原生动物(一)原生动物的形态及生理特性 原生动物是动物界中最低等的单细胞动物。它们的个体都很小，长度一般在100300即 之间，少数大的种类的长度可达几个毫米，而个别小的种类的长度则只有几个微米，每个细胞常只有一个细胞核，少数种类也有两个或两个以上细胞核 的。原生动物在形态上虽然只有一个细胞，但在生理上却是一个完善的有机体，能 和多细胞动物一样行使营养、呼吸、排泄、生殖等机能。其细胞体内各部分有不同 的分工，形成机能不同的“胞器”。例如：行动胞器 伪足、鞭毛和纤毛等；消化、营养胞器 废水生物处理中原生动物的营养方式有以下几类： (1)动物 性营养：以吞食细菌、真菌、藻类或有机颗粒为主，大部分

57、原生动物采取这种营养 方式； (2)植物性营养：与植物的营养方式一样，在有阳光的条件下，可利用二氧化 碳和水合成碳水化合物， 只有少数的原生动物采取这种营养方式， 如植物性鞭毛虫； (3)腐生性营养：以死的机体、腐烂的物质为主。有些动物性营养的原生动物具有胞 口、胞咽等；排泄胞器 大多数原生动物具有专门的排泄胞器 伸缩泡。伸缩泡一伸一 缩，即可将原生动物体内多余的水分及积累在细胞内的代谢产物排出体外；感觉胞器 一般原生动物的行动胞器就是它的感觉胞器。个别的原生动物有 专门的感觉器官 眼点。污水处理中常见的原生动物有三类：肉足类、鞭毛类和纤毛类。1 、肉足类肉足类原生动物 (Sarcodina)

58、 只有细胞质本身形成的一层薄膜。 它们大多数没有固定的形状，少数种类为球形。细胞质可伸缩变动而形成伪足，作为运足和摄食的 胞器。绝大部分肉足类都是动物性营养。肉足类原生动物没有专门的胞口，完全靠 伪足摄食，以细菌、藻类、有机颗粒和比它本身小的原生动物为食物。可以任意改变形状的肉足类为根足变形虫， 一般就叫做变形虫(Amoeba)。还有 一些体形不变的肉足类，呈球形，它的伪足呈针状，如辐射变形虫(Amoeba radiosa) 和太阳虫(Actinophrys)等(图 34)。2、鞭毛类这类原生动物因为具有一根或一根以上的鞭毛，所以统称鞭毛虫或鞭毛类原生 动物(Mastigophora)。鞭毛长

59、度大致与其体长相等或更长些，是运动器官。鞭毛虫 又可分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫。(1)植物性鞭毛虫 多数有绿的色素体，是仅有的进行植物性营养的原生动物此外，有少数五色的植物性鞭毛虫，它们没有绿的色素体，但具有植物性鞭毛虫所图3 4几种肉足类原生动物图3 5绿眼虫1 变形虫；2 辐射变形虫；3 太阳虫专有的某些物质，如坚硬的表膜和副淀粉粒等，形体一般都很小，它们也会进行动物性营养。在自然界中绿色的种类较多，在活性污泥中则无色的植物性鞭毛虫较多最普通的植物性鞭毛虫为绿眼虫(Euglenaviridis)。它是植物性营养型，有时能 进行动物或腐生性营养。最适宜的环境是a中污性小水体，同时也能适应

60、多污性水体。在生活污水中较多，在寡污性的静水或流水中极少。在活性污泥中和生物滤 池表层滤料的生物膜上均有发现，但为数不多。此外还有杆囊虫(Pernaemafrichophorum)，它的鞭毛比绿眼虫粗，利用溶解于水中的有机物进行腐生性营养； 还有一种衣滴虫，有两根鞭毛和两个伸缩泡(图35)。(2)动物性鞭毛虫，这类鞭毛虫体内无绿色的色素体，也没有表膜、副淀粉粒等图3 6动物性鞭毛虫1 梨波豆虫；2 跳侧滴虫；3 活泼锥滴虫植物性鞭毛虫所特有的物质。一般体形很小。它们是靠吞食细菌等微生物和其它固 体食物生存的，有些还兼有动物或腐生性营养。在自然界中，动物性鞭毛虫生活在 腐化有机物较多的水体内。在