废水生物处理理论基础

污水处理基础理论知识
污水处理是为了减少或去除污水中的污染物质，使得水质达到
排放标准或可再利用的水质要求的工艺过程。

基本的污水处理理论
知识包括：
1. 污水的组成：污水主要由水和溶解在水中的有机物、无机物、悬浮物、微生物等组成。

有机物包括有机废料、油脂、蛋白质等，
无机物包括氮、磷等。

2. 污水处理的目标：污水处理的目标通常包括去除悬浮物、去
除有机物、去除氮、去除磷等。

不同的处理阶段会根据目标选择适
合的处理工艺。

3. 污水处理工艺：污水处理主要包括物理处理、化学处理和生
物处理等过程。

物理处理包括过滤、沉淀、调节pH等方法；化学处
理包括添加化学药剂进行沉淀、氧化等；生物处理主要是利用微生
物对污水中的有机物进行降解。

4. 污水处理设施：污水处理设施通常包括预处理单元、生物处
理单元和后处理单元。

预处理单元主要进行初步的物理处理，包括
格栅过滤和沉砂池等；生物处理单元是最关键的处理单元，包括接
触氧化池、活性污泥工艺等；后处理单元用于进一步去除污水中的
残余污染物，包括沉淀池、滤池等。

5. 污水处理的具体工艺：常见的污水处理工艺包括活性污泥法、人工湿地法、厌氧消化法、膜分离法等。

污水处理的工艺选择和设计要根据污水的水质、水量、排放标
准和经济因素等综合考虑。

污水处理的目的是减少对环境的污染，
保护水资源和人类健康。

第十三章废水生物处理的基本理论概念：①底物和基质：在废水生物处理中，废水中能在酶的催化作用下发生化学反应的物质②比基质利用率：每单位重量微生物体对基质的利用速率q=(dS/dt)u /X③产氯系数：单位质量的基质被利用后增长的微生物的质量Y=dX/dS④比增长速率：每单位重量的微生物的增长速率u=(dX/dt)g /X⑤污泥龄：曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数量之比值。

⑥内源呼吸系数Kd：指单位微生物体内单位反应时间内由于内源呼吸而消耗的微生物的量1、好氧生物处理和厌氧生物处理有何区别？答：①起作用的微生物不同。

好氧处理中是好氧微生物和兼性微生物起作用，而厌氧处理中有两大类群微生物起作用，先是厌氧菌和兼性菌，后是另一类厌氧菌。

②产物不同。

好氧处理中，有机物转化为CO2、H2O、NH3或NO2-、NO3-、PO43-、SO42-等，且基本无害，处理后的水无异臭。

厌氧处理中，有机物转化为CH4、NH3、胺化物或者氮气、H2S等，产物复杂，出水有异臭。

③反应速率不同。

好氧处理中，由于氧气作为电子受体，有机物氧化比较彻底，释放的能量多，因而有机物转化速率快，废水在设备内的停留时间短，设备体积小。

厌氧处理中有机物氧化不彻底，释放的能量少，所以有机物的转化速率慢，需要反应的时间长，设备体积庞大。

④对环境条件的要求不同。

好氧处理要求充分供氧，对环境条件要求不太严格。

厌氧处理要求绝对厌氧环境，对条件（PH、温度等）要求甚严。

2、在废水生物处理过程中，起作用的微生物主要有哪些？各种微生物所起的作用是什么？答：主要有：细菌（真细菌）（1吸附和分解有机物2为原生动物和微型后生动物提供良好的生存条件和附着场所）、古菌（用于有机废水的厌氧处理、用于极端水环境的生物修复工程）、真菌（在活性污泥曝气池中，真菌菌丝形成的丝状体对活性污泥的凝聚起着骨架作用）、藻类（利用光能CO2NH3PO43-生成新生细胞并释放氧气为水体供养）、原生动物（1起辅助净化作用2起指示生物作用）、后生动物（可对水体的污染状况做出定性判断）。

废水生化处理理论基础废水处理是指对工业、农业、生活等生产和生活活动中所产生的废水进行处理，将废水中的各种有害物质去除或降低，使其达到环境排放标准，保护环境、维护生态平衡。

废水处理技术较为复杂，其中生化处理是一种常用的处理方法。

本文将介绍废水生化处理的理论基础。

1. 废水生化处理概述废水生化处理是利用微生物的生物化学作用，将有机物质降解成较为稳定、不易污染环境的无机物质，以实现对废水的净化处理。

生化处理一般包括好氧生物处理和厌氧生物处理两种方式。

•好氧生物处理：好氧生物处理是指在充氧的条件下，利用好氧微生物将废水中的有机物质氧化分解为二氧化碳和水。

这种处理方式对细菌的要求较高，需要提供足够的氧气。

•厌氧生物处理：厌氧生物处理是指在没有氧气的条件下，利用厌氧微生物将废水中的有机物质降解成沼气、二氧化碳等产物。

这种处理方式对微生物的适应能力要求较高，处理效果也较好。

2. 废水生化处理原理废水生化处理的基本原理是将废水中的有机物质通过生物作用转化为无机物质。

有机物质能够为微生物提供能量和生长所需的碳、氮、磷等元素，而微生物则通过代谢作用将有机物质降解为无机物质。

生化处理的主要过程包括：•底物的降解：微生物利用底物（有机物质）作为碳源和能源，在水体中进行降解反应，生成底物降解产物和生物体。

•底物的转化：底物降解产物经过一系列酶类的作用，逐步转化为无害的终产物，如CO2、H2O等。

•生物体的生长：底物的降解还伴随着微生物的生长和繁殖，微生物的数量和种类变化也会影响处理效果。

3. 废水生化处理的关键技术废水生化处理的关键技术包括微生物培养、废水处理工艺设计、氧气供给等方面。

其中，微生物在生化处理中扮演着重要的角色，其培养和管理对处理效果至关重要。

•微生物培养：合理选择适应性强、活性高的微生物种类，进行培养和管理，提高其降解效率和处理能力。

•工艺设计：根据废水特性和处理要求设计合理的生化处理工艺，包括反应器设置、曝气方式、混合方式等。

污水处理基础理论知识1. 引言1.1 目的和范围1.2 定义2. 污水组成及特性分析2.1 主要污染物种类与含量- 生活废水中的有机物、无机盐等主要成分及其浓度。

- 工业废水中常见的重金属离子、化学品等主要成分及其浓度。

2.2 pH值和温度对污染物降解效果影响评估。

3.传统生态系统处理技术原理与应用3.１构筑湿地法（Constructed Wetland）- 原理：利用植被根系吸收营养元素，微生物在土壤内进行氧化还原反应来去除有害溶质；- 应用场景：适合于农村小区或乡镇工业排放标准较低且规模相对较小者。

３.２等流式厌氧消化器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)- 原理: 利用好氧/厌氧菌群共同作用下将可降解性有机质转变为沼液，并同时产出甲烷气体；- 应用场景：适合于高浓度有机废水处理，如酿造、制药等行业。

３.３活性污泥法(Activated Sludge Process, ASP) - 原理: 利用微生物对可降解的有机质进行吸收和分解，并通过沉淀去除悬浮颗粒物；- 应用场景：适合中小型城市及工业园区。

4. 先进污水处理技术原理与应用4.1 膜分离技术（Membrane Separation Technology）- 原理：利用不同孔径的膜材料将溶液或者悬浊液中的目标组分与其他成份隔离开来；- 应用场景：广泛应在海洋排放、纺织印染以及电子化学品等行业。

4.2 高级氧化过程 (Advanced Oxidation Processes, AOPs)- 原理: 利弊一种具备较强氧化还原能力举例紫外光/臭氧作为媒介剂实现无害转变;- 底层数字签名5.国内外相关政策法规5.１国家环境保护局《城市污水处理厂排放标准》5.２美国环境保护局《清洁水法案》6. 附件：- 图表：示意图、数据统计等。

- 相关研究论文和报告。

7. 法律名词及注释:- 污染物: 指对自然界的生态系统或者人类健康造成危害的固体、液体或气体；- 生活废水: 来源于居民日常生活中产出并含有各种有机质与无机盐溶解物以及悬浮颗粒物;- 工业废水: 含工业企事业单位在其产品制造过程中所使用，形成并经加工后直接排入大气，地面和地下淀积处，并能够引起一定程度损坏甚至丧失资源价值；。

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。

污水生物脱氮除磷的基本原理1.生物脱氮废水中存在着有机氮、NH3-N、NxO--N等形式的氮, 而其中以NH3-N和有机氮为主要形式。

生物脱氮是在微生物的作用下, 将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体的过程。

进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。

由于氨化反应速度很快, 在一般废水处理设施中均能完成, 故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。

1.1.氨化作用氨化作用是指将有机氮化合物转化为NH3-N的过程, 也称为矿化作用。

参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。

在好氧条件下, 主要有两种降解方式, 一是氧化酶催化下的氧化脱氨。

另一是某些好氧菌, 在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应在厌氧或缺氧的条件下, 厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。

RCH（NH2）COOH→RCH2COOH+NH1CH3CH（NH2）COOH→CH3CH（OH）COOH+NH3CH2（OH）CH（NH2）COOH→CH3COCOOH+NH31.2.硝化作用硝化作用是指将NH3-N氧化为NxO--N的生物化学反应, 这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成, 包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。

亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌。

发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3-N和N2O--N 的过程中获得能量, 碳源来自无机碳化合物, 如CO2-3.HCO-、CO2等。

硝化过程的三个重要特征:⑴NH3的生物氧化需要大量的氧, 大约每去除1g的NH3-N需要4.2gO2；⑵硝化过程细胞产率非常低, 难以维持较高物质浓度, 特别是在低温的冬季；⑶硝化过程中产生大量的质子（H+）, 为了使反应能顺利进行, 需要大量的碱中和, 理论上大约为每氧化需要碱度5.57g(以NaCO3计)。

1.3.反硝化作用反硝化作用是指在厌氧或缺氧（DO<0.3-0.5mg/L）条件下, NOx－-N及其它氮氧化物被用作电子受体被还原为氮气或氮的其它气态氧化物的生物学反应, 这个过程由反硝化菌完成[3--4]。

污水处理基础理论知识污水处理基础理论知识污水处理是指将人类或者动物代谢废物、工业或其他人工排放的废水通过一系列物理、化学、生物等过程的处理，最终达到可以安全排放的标准。

污水是一种具有污染性质的水体，如果不得当处理就会对环境和人类健康产生不良影响。

下面介绍一些污水处理的基础理论知识。

一、污水处理的目的污水处理主要是为了消除生活污水和工业污水的有害成分，通过逐步过滤、分离、净化过程，使污水达到规定的标准，最终实现其对环境的影响最小化。

污水处理的主要目的包括以下几个方面：1.降低污染物质的浓度和总量，进一步保护水体生态系统的健康。

2.防止有毒、有害物质直接或间接地通过水体进入食物链。

3.避免病原体、细菌等传染病的传播和人员伤害。

4.保证用水的安全和质量，具有良好的环境、经济和社会效益。

二、污水处理的步骤常规的污水处理主要分为以下几个步骤：1.初次处理：污水首先进入初次处理工段进行物理处理，主要是通过格栅机、格子板分离和物理破碎等方式去除大块杂物和废物。

2.沉淀：被去除掉的物质通过管道进入沉淀池，利用重力作用让悬浮颗粒物质沉淀下来。

3.生化处理：生物处理也叫水性生物反应器（SBR），将沉淀物与水混合沉淀池并通过生物转化作用降解有机物质。

4.沉淀二次：被降解掉的污染物质会通过泵等工具进入到第二个沉淀池，利用重力作用继续沉淀。

5.杀菌：将沉淀后的污染物质通过紫外线杀菌，杀菌后的水体就可以直接排放进入河流或者其他水体。

三、污水处理设施污水处理主要通过以下几种设施来实现：1.初次处理设施：主要设备有格栅机、格子板分离器、物理破碎器等，这些设施可将固体废物经过物理分离和处理使之达到物理标准。

2.污泥处理设施：生化池、沉淀池、重力法松花池、加药池、电解池等设施。

3.杀菌设施：UV消毒机、中压紫外线灯、低压紫外线灯等。

4.过滤器：主要包括砂滤器和活性炭过滤器两种方式，其主要作用是将污水处理中残留的杂质进行二次过滤。

5.反渗透机：这种设施能够将污水中高浓度的离子物质如盐、磷酸盐、重金属，通过压力让水通过反渗透膜层达到净化的效果。

污水处理技术之废水处理的基本知识所属行业: 水处理关键词：废水处理废水生化处理活性污泥废水的生化培养过程是一项错综复杂的工作，其理论基础涉及物理学、无机化学、有机化学、微生物学、流体力学等多种学科，尽管最早的活性污泥工艺迄今已有近百年的历史，但是诸多理论在学术界仍无定论。

因此，在本项目废水生化处理过程中，就要求操作及管理人员，在深入理论研究的基础上，结合公司废水具体情况，在生化培养过程中不断地进行探索实践，在做到系统正常运行，确保废水达标排放的前提下，提高其理论深度，丰富其实践经验，完成其技术储备。

废水生化处理调试是以微生物的培养为主要过程的工作，按照微生物的需氧情况可分为好氧处理、兼氧处理和厌氧处理；按照微生物的生长形式可分为活性污泥法和生物膜法；按照废水和微生物的形式可分为完全混合式、序批式等；按照其反应器形式则包括更多类型。

本人在结合理论废水处理工程实践的基础上，对废水生化处理过程中的影响因素、监测手段及控制参数等进行整理。

1、温度温度对生化培养过程起着至关重要的作用。

目前，尽管本项目废水处理工程尚未做到对生化系统控制温度的程度，但是各生化反应系统、各运行阶段中温度的测量和分析依旧对生化污泥驯化培养过程起到指导性作用，它能够为生化培养过程中各现象的解释提供依据，有助于帮助管理及操作人员对系统运行管理做出正确及时的判断。

温度在很大程度上影响活性污泥（包括厌氧、兼氧和好氧）中的微生物活性程度，并且对诸如溶解氧、曝气量等产生影响，同时对生化反应速率产生影响。

不同种类的微生物所生长的温度范围不同，约为5℃~80℃。

在此温度范围内，可分成最低生长温度、最高生长温度和最适生长温度。

以微生物适应的温度范围，微生物可分为中温性、好热性和好冷性三类。

中温微生物的生长温度范围在20℃~45℃，好冷性微生物的生长温度在20℃以下，好热性微生物的生长温度在45℃以上。

废水生化好氧生物处理，以中温细菌为主，其生长繁殖的最适温度为20℃~37℃。

第二章废水生物处理基本原理第一节废水好氧生物处理原理一、好氧生物处理的基本生物过程所谓“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。

好氧生物处理过程的生化反应方程式：①分解反应（又称氧化反应、异化代谢、分解代谢）异氧微生物CHONS + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +⋯+能量（有机物的组成元素）②合成反应（也称合成代谢、同化作用）C、H、O、N、S+ 能量C5H7NO2③内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）微生物C5H7NO2 + O2CO2+ H2O + NH3 + SO42- +⋯+能量在正常情况下，各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示：细菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻类：C5H8NO2；原生动物：C7H14NO3分解与合成的相互关系：1）二者不可分，而是相互依赖的；a、分解过程为合成提供能量和前物，而合成则给分解提供物质基础；b、分解过程是一个产能过程，合成过程则是一个耗能过程。

2)对有机物的去除，二者都有重要贡献；3）合成量的大小，对后续污泥的处理有直接影响（污泥的处理费用一般可以占整个城市污水处理厂的40~50%）。

不同形式的有机物被生物降解的历程也不同：一方面：结构简单、小分子、可溶性物质，直接进入细胞壁；结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物，再进入细胞内。

另一方面：有机物的化学结构不同，其降解过程也会不同，如：糖类；脂类；蛋白质二、影响好氧生物处理的主要因素①溶解氧（DO）：约1~2mg/l；②水温：是重要因素之一，在一定范围内，随着温度的升高，生化反应的速率加快，增殖速率也加快；细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时，会有不可逆的破坏；最适宜温度15~30︒C；>40︒C或< 10︒C后，会有不利影响。

污水处理技术中厌氧生物处理技术的基本原理1.厌氧生物处理过程解说厌氧生物处理又称厌氧消化，是在厌氧条件下由多种微生物共同作用，使有机物分解生成CH4和CO2的过程。

这种过程广泛地存在于自然界中，直到1881年法国报道了Louis Mouras发明的自动净水器，人类才开始利用厌氧消化处理污水，至今已有一百余年了。

20世纪60年代前人们认为厌氧消化的过程为两个阶段。

第一阶段称发酵阶段或产酸阶段，在此阶段中，不溶性的复杂有机物先在微生物作用下得到水解，继而被转化为简单的有机物，如脂肪酸、醇类、CO2和H2等，这一阶段起作用的微生物统称为发酵细菌或产酸细菌。

第二阶段称为产甲烷阶段，在此阶段中由产甲烷菌将第一阶段的产物转化为CH4和CO2。

人们在对厌氧消化过程及厌氧微生物的深入研究中发现，上述两个阶段学说并没有全面反映厌氧生物处理过程的全貌与本质。

研究表明，产甲烷菌能够利用甲酸、乙酸、甲醇、甲基胺类，在厌氧微生物方面的新发现基础上，1979年布利安特等提出了厌氧消化的三阶段理论（图2-1）。

图2-1 三阶段理论三阶段理论认为，厌氧消化过程是按以下步骤进行的。

第一阶段可称为水解发酵阶段，与两阶段理论相同，亦是在微生物的作用下复杂有机物进行水解和发酵的过程，多糖先水解为单糖，再通过酵解途径进一步发酵成乙醇和脂肪酸，如丙酸、丁酸、乳酸等，蛋白质则先水解为氨基酸再经脱氨基酸作用产生脂肪酸和氨。

第二阶段称为产氢、产乙酸阶段，是由一类专门的细菌称之产氢、产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇转化为CH3COOH、H2和CO2。

第三阶段称为产甲烷阶段，由产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2产生甲烷（CH4）。

研究表明，厌氧生物处理过程中约有20％CH4来自乙酸的分解，其余少量则产自H2和CO2的合成。

至今三阶段理论已被公认，是对厌氧生物处理过程较全面和较正确的描述。

厌氧废水处理是将环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来的综合系统的核心技术，是具有较好环境效益和经济效益的污水处理技术。