第七章废水生物化学处理基础

污水生化处理引言概述：污水生化处理是一种通过利用微生物降解有机物质的方法，将污水中的有害物质转化为无害物质的过程。

这种处理方式在环保领域中具有重要的意义，可以有效地减少污水对环境的污染。

本文将从五个方面详细介绍污水生化处理的相关内容。

一、生化处理原理1.1 微生物降解污水生化处理的核心是利用微生物对污水中的有机物质进行降解。

微生物通过吸附、吸附解吸、酸化、脱氮、脱磷等一系列过程，将有机物质转化为无机物质，从而实现对污水的净化作用。

1.2 氧化还原反应在污水生化处理过程中，微生物通过氧化还原反应将有机物质降解为无机物质。

其中，氧化反应是有机物质被氧化为二氧化碳和水，而还原反应是无机物质被还原为有机物质。

这些反应通过微生物的代谢过程实现。

1.3 生化反应动力学污水生化处理的效果受到生化反应动力学的影响。

生化反应动力学研究微生物对有机物质降解的速率和效率，从而确定最佳的处理条件。

常用的动力学参数有降解速率常数、半饱和常数等。

二、生化处理工艺2.1 好氧生化处理好氧生化处理是指在富氧条件下进行的污水处理过程。

在好氧条件下，微生物通过氧化反应将有机物质降解为无机物质，同时释放出能量。

这种处理工艺适合于有机物质浓度较高的污水处理。

2.2 厌氧生化处理厌氧生化处理是指在缺氧或者无氧条件下进行的污水处理过程。

在厌氧条件下，微生物通过还原反应将有机物质降解为无机物质，同时释放出能量。

这种处理工艺适合于有机物质浓度较低的污水处理。

2.3 生化处理的辅助工艺生化处理过程中，往往需要借助一些辅助工艺来提高处理效果。

常见的辅助工艺包括曝气、混合、沉淀等。

这些工艺能够增加氧气供应、促进微生物的生长和降解，提高处理效率。

三、生化处理设备3.1 活性污泥法活性污泥法是一种常用的生化处理设备，通过悬浮生物膜将污水中的有机物质降解。

在活性污泥池中，微生物通过吸附和降解的方式将有机物质转化为无机物质，从而净化污水。

3.2 生物膜反应器生物膜反应器是一种将微生物附着在固定载体上进行生化处理的设备。

污水处理基础知识目录第一章总论 ..................................... 错误！未指定书签。

1、概论.................................................................................................. 错误！未指定书签。

2、常用术语 .......................................................................................... 错误！未指定书签。

2.1 污水 ......................................................................................... 错误！未指定书签。

2.2城市污水 .................................................................................. 错误！未指定书签。

2.3 生物化学需氧量（） ............................................................. 错误！未指定书签。

2.4 化学需氧量（） ..................................................................... 错误！未指定书签。

2.5 总有机碳（） ......................................................................... 错误！未指定书签。

2.6 总需氧量（） ......................................................................... 错误！未指定书签。

污水处理基础知识目录第一篇环保基本常识... １第一章水污染状况... １第一节水污染现状... １第二节水污染分类... ２第二章常用环保术语... ５第三章水处理技术概述... ６第二篇废水处理单元技术... ９第一章筛除... ９第二章水质水量调节... ９第三章沉淀和气浮... １４第一节沉淀... １４第二节气浮... １６第四章混凝和混凝剂... １８第五章中和及pH值的控制... ２３第六章膜法水处理技术... ２７第一节概论... ２７第二节膜分离过程... ２８第三节膜组件... ３４第七章废水生物处理技术... ３５第一节概论... ３５第二节生物脱氮工艺... ３５第三节MBR工艺... ３７第三篇水质分析... ３８第一章水质分析的基本方法... ３８第二章水样的采集、保存和预处理... ４５第三章常用监测项目的分析方法介绍... ５９第一节化学需氧量... ５９第二节溶解氧... ５９第三节五日生化需氧量... ５９第四节氨氮... ６０第五节显微镜的使用及微生物形态的观察... ６０第一篇环保基本常识第一章水污染状况第一节水污染现状水是自然界最普遍的物质,但又是生命存在和发展的必要条件;没有水就没有生命;如果地球上没有水,就会和月球一样,成为一个没有生命的死寂球体;所以,水对于人类来说是一种须臾也不能离开不可缺少的重要物质,它是人类环境的一个重要组成部分;人们的日常生活需要水;人体中含量最多的一种物质是水,它约占体重的三分之二;水是构成人类机体的基础,又是传递营养和新陈代谢过程的一种介质,水还起着放散热量、调节体温的作用;从医学的观点看,人类为维护正常生命,每人每天至少需要5升水;工业生产更是离不开水;据统计,工业用水一般要占城市用水量的80%左右;各种工业,无论是发电、冶金、化工、石油,还是纺织、印染、食品、造纸等等,可以说,几乎没有一种工业完全不需要水;“水是农业的命脉”,更是充分体现了水对农、林、牧、渔各业的重要性;但我国是水资源贫乏的国家,且南北分布不平衡;根据统计我国人均年淡水资源占有量为2720立方米,只相当于世界人均占有量的百分之一,排到世界第84位左右;而广大北方地区持续多年缺水已十分严重,该地区缺水总面积达58km2,人均水资源量仅相当于全国人均的1/5,而淮河流域包括京津两市的年人均水资源仅300m3,为全国人均水量的1/7;目前我国有200多个城市缺水,40多个城市严重缺水,每天缺水2000多万m3;由于缺水造成经济损失每年达200多亿元左右,水资源匮乏已成为统制社会经济发展的主要因素之一;但另一方面,我国目前年污水排放量为400亿m3,约每天排放污水1亿多m3,大量未经处理或经处理未达标的污水排入江河湖海,造成水体严重污染,全国85%436条河流受到不同程度污染,65%以上的人饮用受污染的水;水污染促使水资源短缺进一步加剧,形成恶性循环,危害生态环境,影响人民生活和身体健康,制约工业发展,据专家推测我国每年由于水污染造成的直接经济损失约150亿元,在1985-2000年间,水污染造成的损失达2735亿元;我国水污染现状是“局部有所改善,整体仍在恶化”,随着乡镇企业的发展和工业重心的转移,污染已有向农村、向内地转移的趋势,由地表水受污染向地下水受污染转移,我国的湖泊大多呈营养化,面积也不断萎缩,近海水域亦受污染,赤潮频发;例如,由于沿淮河数省1、2千家工厂排放废水,使淮河水质已劣于三类水标准,有时污水团下溯时迫使水厂暂时关门,老百姓饮用水都发生问题；太湖、滇池、巢湖等富营养化日趋严重,有时疯狂的藻类使水厂的取水管边造成堵塞;因此,治理水污染,保护水资源已是迫在眉睫的问题;第二节水污染分类一、自然污染和人为污染由于水的流动性很大,溶解能力又很强,因此在自然循环中水与大气、土地和岩石接触的每一个环节都会有各种杂质混入和溶入,使自然界几乎不存在纯粹的水;而特别是在社会循环中,更会有大量的社会和各种生产的废弃物排入水体,而使水受到污染;前面说过,自然环境是一个动态平衡体系,对其中各种物质的变化具有一定的自动调节能力和缓冲作用,这种能力称为“环境容量”;水体也有这种在一定程度下能自身降低污染程度的能力;通常称为水的自净能力;当进入水体的外来杂质含量超过了水体的自净能力而使水质恶化,对人类环境和水的利用产生不良影响,这就叫水的污染;水体作为一种宝贵的资源,用途是很多的;主要有：1生活和饮用给水,2工业用水包括冷却用水,3农业用水包括灌溉用水,4渔业用水,5水生生物和海生生物的生存和繁殖,6娱乐、旅游和水上运动,7水能利用8航运;各种不同的用途对水量和水质都有一定的要求;1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中所阐明的“水污染”是指水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变,从而影响水的有效利用;危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象;很明显,这里也是把水的污染与水的有效利用相联系的;水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染;自然污染主要是自然原因造成的;如特殊的地质使某些地区有某种化学元素大量富集,天然植物的腐烂过程中产生某种有害物质,以及降雨淋洗大气和地面后挟带各种物质流入水体等,都会影响当地水质;造成自然污染的有害物质含量一般称为自然本底值或背景水平;例如一般天然水中,氟的本底值为0.15～0.4毫克/升,镉的本底值为0.007～0.013毫克/升;人为污染是人类生活生产活动中产生的废物对水的污染;它们包括生活污水、工业废水、农田排水和矿山排水;此外,废渣和垃圾倾倒在水中或岸边,甚至堆积在土地上,废气排放到大气中,这些经降雨淋洗后流入水体,也会造成污染;当前,对水体造成较大危害的不是自然污染,而是人为污染;二、水体污染物质的分类和影响水污染主要可分化学性污染、物理性污染和生物性污染三大方面;1、化学性污染未经处理的工业废水、矿山废水、农田排水和生活污水主要有下列物质,如任意排入水体,就会引起水体化学性污染;1无机污染物质：污染水体的无机物质主要为酸、碱和一些无机盐类;酸污染主要来自矿山排水和工业废水,矿山排水中的酸主要是含硫矿物经空气氧化与水作用而形成;含酸多的工业废水有酸洗、粘胶纤维及酸法造纸等,雨水淋洗含二氧化硫较多的空气后,流入水体也能形成水体中酸的污染;碱污染主要来自碱法造纸,化学纤维生产、制碱、制革、炼油等工业废水;酸碱污染使水体的pH值发生变化,破坏其自然缓冲作用,抑制或杀灭细菌和其它微生物的生长,妨碍水体自净,还会腐蚀船舶和建筑物,影响渔业,破坏生态;矿山排水和一些工业废水中还常含有不少无机盐类;这些无机盐类大量排入水体后,将提高水的硬度和增加水的渗透压,降低水中的溶解氧,对淡水生物有不良影响;2无机有毒物质：污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的有毒物质,其中汞、镉、铅等危害性较大,其它还有砷特别是三价、钡、铬六价、硒四价、六价、钒、氟化物、氰化物等;有毒重金属在自然界中一般不会消失,也可能通过食物链而富集、积累;这类物质会直接作用于人体而引起严重的疾病或有促进慢性病的作用;3有机有毒物质：污染水体的有机有毒物质种类很多;主要是各种有机农药、多环芳烃、酚类等;这些物质来自农田排水和有关的工业废水;它们之中有些是化学性质稳定的,如有机氯农药和多氯联苯等都是自然界中本来没有而人工合成的物质,极难被生物所分解;有些有机物质如稠环芳烃和芳香胺等中有不少被认为是致癌物质;4需氧污染物质：生活污水、牲畜污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪、木质素和酚等有机物质可在微生物的生物化学作用下进行分解;在其分解过程中需要消耗氧气,故称之为需氧污染物质;如果这类污染物质排入水体过多,将会消耗水中的溶解氧,造成溶解氧缺乏,从而影响水中鱼类和其它水生生物的生长;水中的溶解氧耗尽后,有机物将时行一步恶化;需氧污染物质是水体中最大量、最经常和最普遍的一种污染物质;5植物营养物质：生活污水及某些工业废水中经常含有一定量的磷、氮等植物营养物质;施用磷肥和氮肥的农田排水中也会有残留的磷和氮;近一、二十年来,合成洗涤剂得到了大量的使用,因其中加有三聚磷酸盐等添加剂而使在含洗涤剂的污水中也含有不少的磷;水体中含磷、氮的量较高时,对一般河流的影响还不大,但对湖泊、水库、港湾、内海等水流漫的水域,则影响较大;这些水体内往往会因磷、氮等植物营养物质的含量过高而使藻类等浮游生物及水生物大量繁殖;这种情况称为水体的“富营养化”;一般认为：总磷和无机氮含量分别在20和300毫克/米3以上,就有可能出现富营养化作用;大量繁殖的藻类通常以兰绿藻为主等水生生物,使鱼类生活的空间减少,且这种兰绿藻不适宜作鱼类食料,有些还有毒性;藻类死亡腐败后又分解出大量营养物质,促使藻类进一步发展;如此恶性循环的结果,使水体外观呈红色和其它色泽,通气不良,溶解氧下降,引起水质恶化,鱼类大量死亡;在七十年代,北美的伊利湖就因富营养化问题而被美国一些环境研究者认为该湖正面临“湖泊死亡”阶段;日本漱湖内海频繁发生的“红潮”更被称为“死亡的水域”,经济损失极大;我国渤海和天津海于1975年和1977年也曾分别发生过红潮现象;1984年7月下旬又分别在南海珠江口海域和北部湾雷州半岛附近发现过两次红潮;富营养化作用一旦发生后,由于生物循环而延续的时间可能很长;且难于治理,因此已成为一个急待解决的难题;6油类污染物质：随着石油事业的发展,油类物质对水体的污染已日益增多;炼油和石油化工工业、海底石油开采、油轮压舱洗舱以及大气石油烃的沉降等都可使水体遭到严重的油污染,尤其海洋采油污染为最甚,影响水质、破坏海滩、危害水生生物,已受到各国关注;2. 物理性污染1悬浮物质污染：悬浮物质是指水中含有的不溶性物质,包括固体物质和泡沫等;它们是由生活污水、垃圾和一些工农业生产活动和采矿、采石、建筑、食品、造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流失所引起的;悬浮物质影响水质外观,妨碍水中植物的光合作用,减少氧气的溶入,对水生生物不利;如果悬浮颗粒上吸附一些有毒有害的物质,则更是有害;2热污染：来自热电厂、原子能发电站及各种工业过程中的冷却水,若不采取措施,直接排入水体,可能引起水温升高,溶解氧含量降低;水内存在的某些有毒物质的毒性增加;危害鱼类及水生生物的生长,此称为热污染;3放射性污染：大多数水体特别是海洋中在自然状态下都含有极微量的天然放射性物质,如钾40、铷87、铀238以及镭、氡等;本世纪四十年代以后,由于原子能工业的发展,放射性矿藏的开采、核爆炸的试验、核电站的建立以及同位素在医药、工业、研究等领域中的应用,使放射性废水、废物显著增加,其中对人体健康有重要意义的放射性物质有锶90、铯137、碘131等;3. 生物性污染生活污水,特别是医院污水,和某些工业废水污染水体后,往往可带入一些病原微生物;例如某些原来存在于人畜肠道中的病原微生物,如伤寒、副伤寒、霍乱、细菌性痢疾等都可通过人畜粪便的污染而进入水体,随水流动而传播、传染;常见污染水体的病毒则有肠道病毒、腺病毒和肝炎病毒等;某些寄生虫病如阿米巴痢疾、血吸虫病等以及钩端螺旋体引起的钩端螺旋体病等,也都可通过水进行传播;防止病原微生物对水体的污染;是保护环境、保障人体健康的一大课题;第二章常用环保术语一、环境“环境”这个词是相对人类的存在而言的,是给环境于人类周围的所在物理因素;化学因素,生物因素和社会因素的总和,一般是指由大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈共同组成的自然界;二、环境污染人类与环境构成体系是一个错综复杂的多元结构的平衡体系;人类改造自然的活动打乱原有的平衡,必然会引起一定的后果,虽然环境对一定的刺激有调节作用和缓冲能力,可以经过一系列的连锁反应,建立起新的动态平衡,但若超过了环境本身的缓冲能力,就会由量变而引起质变,从而改变了环境的性质和质量,导致人类的生活质量和生产能力下降,生产环境污染可分为两大：一类是工业生产、交通、运输和生活所排放的有毒有害物质超过了环境的自净能力而引起的环境污染;另一类是由于对自然资源不适当的开发活动引起的生态环境的破坏,主要表现为植被破坏、水土流失、土壤退化、沙漠化、气候异常等方面;三、微生物微生物是一类形体微小、结构简单、必须借助显微镜才能看清它们面目的生物;它包括细菌、病毒、藻类、原生动物和后生动物等生物,不是分类学的概念,而是一切微小生物的总称;四、生化处理生化处理也称为生物化学处理,简称为生化法;生化处理法是处理污水中应用最广泛且比较有效的一种方法,它是利用自然界中存在的各种微生物,将污水中有机物分解和向无机物转化,达到净化水质,消除其对环境污染和危害的目的;可分为好氧生化处理及厌氧生化处理两大类型;五、化学需氧量COD化学需氧量COD,是指在一定条件,用强氧剂处理水样时所消耗氧化剂的量,以氧的毫克/升表示;化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度;水中还原性物质包括有机物,亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等,而水被有机物污染是很普遍、主要的,因此化学需氧量也作为有机物相对含量的指标之一;六、生化需氧量BOD生化需氧量BOD是废水中可生物降解的那部分有机物在微生物作用下氧化分解所需的氧量;BOD5为五天生化需氧量,这相当于比较容易被微生物分解利用的有机物量,是指在温度20±1℃,培养5天,水中有机物被微生物降解所消耗的氧量,以氧的毫克/升mg/L表示;第三章水处理技术概述废水处理的目的,就是利用各种方法将污水中所含的污染物质分离出来,或将其转化为无害的物质,从而使污水得到净化;按废水净化程度可将处理分成三级：一级处理：除去油类、酸碱物质以及可以截留的悬浮物;二级处理：除去可溶性有机物和部分可溶性无机物以及经一级处理残留的悬浮物;三级处理：除去难降解的有机物和较高程度的除去可溶性N和P等无机物;按废水处理时的作用性质,可分成物理法、化学法和生物法;1. 物理法物理法主要是利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质,在其处理过程中不改变污染物的化学性质;常用的物理法有采用格栅、筛网、砂滤等方法截留各类漂浮物、悬浮物等；利用沉淀、气浮等方法分离比重与水不同的各类污染物质；利用离心法分离各类悬浮物质等;2. 化学法化学法是利用化学反应的作用,去除污染物或改变污染物的性质;它包括向废水中投加各类絮凝剂,使之与水中的污染物起化学反应,生成不溶于水或难溶于水的化合物,析出沉淀,使废水得到净化的化学沉淀法；利用中和过程处理酸性或碱性废水的中和法；利用液氯、臭氧等强氧化剂氧化分解废水污染物的化学氧化法；利用电解的原理,在阴阳两极分别发生氧化和还原反应,使水体达到以净化的电解法等;3. 生物法生物法也称为生物化学法,简称为生化法;生化处理法是处理污水中应用最广泛且比较有效的一种方法,它是利用自然界中存在的各种微生物,将污水中有机物分解和向无机物转化,达到净化水质、消除其对环境污染和危害的目的;第二篇废水处理单元技术第一章筛除筛除设备通常是指由金属栅条构成的格栅和金属筛网设备,一般安置在废水处理流程的前端,用以去除废水中较大的悬浮物、飘浮物、纤维物质和固体颗料物质,从而保证后续处理构筑物的正常运行,减轻后续处理构筑物的处理负荷;一、筛除设备的类型一格栅按格栅形状,可分为平面格栅和曲面格栅；按栅条间隙,可分为粗格栅50～100mm、中格栅10～40mm和细格栅3～10mm；按栅渣清除方式,可分为人工清除格栅、机械清除格栅和水力清除格栅;二筛网筛网设备按孔眼大小可分为粗筛网和细筛网；按工作方式可分为固定筛和旋转筛;二、设备和装置一常用的机械格栅设备1链条式格栅除污机2循环齿耙除污机3转臂式弧形格栅4钢丝绳牵引式格栅除污机二常用的筛网设备1固定式筛网2旋转筒筛第二章水质水量调节无论是工业废水,还是城市污水或生活污水,水量和水质在24小时之内都有波动;一般说来,工业废水的波动比城市污水大,中小型工厂的波动就更大,甚至在一日内或班产之间都可能有很大的变化;这种变化对污水处理设备,特别是生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的,甚至还可能遭到破坏;同样对于物化处理设备,水量和水质的波动越大,过程参数难以控制,处理效果越不稳定；反之,波动越小,效果就越稳定;在这种情况下,应在废水处理系统之前,设置均化调节池,用以进行水量的调节和水质的均化,以保证废水处理的正常进行;此外,酸性废水和碱性废水可以在调节池内中和；短期排出的高温废水也可通过调节以平衡水温;另外,调节池设置是否合理,对后需处理设施的处理能力、基建投资、运转费用等都有较大的影响;废水处理设施中调节作用的目的是：1提供对有机物负荷的缓冲能力,防止生物处理系统负荷的急剧变化；2控制pH值,以减小中和作用中化学品的用量；3减小对物理化学处理系统的流量波动,使化学品添加速率适合加料设备的定额；4当工厂停产时,仍能对生物处理系统继续输入废水；5控制向市政系统的废水排放,以缓解废水负荷分布的变化；6防止高浓度有毒物质进入生物处理系统;均化池类型均化是用以尽量减少污水处理厂进水水量和水质波动的过程;其构筑物为均化池,亦称调节池;调节池的形式和容量的大小,随废水排放的类型、特征和后续污水处理系统对调节、均和要求的不同而异;主要起均化水量作用的均化池,称为水量均化池,简称均量池；主要起均化水质作用的均化池,称为水质均化池,简称均质池;一般常有一种误解,认为沉淀池也可起均量或均质的作用,实际上沉淀池的作用主要是分离固体,既不能均量,均质的作用也很小,且无保证;一均量池常用的均量池实际是一座变水位的贮水池,来水为重力流出水由泵抽;池中最高水位不高于来水管的设计水位,水深一般2m左右,最低水位为死水位;见图3-1;图3-2为本法的一种变化——旁通贮留方式;贮留池移到泵后的旁通线上,泵房主泵按平均流量配置,多余的水量用辅助泵抽入贮池,在来水量低于平均流量时再回流入泵房集水井;这种作法适用于例如工厂两班生产而污水处理厂24h运行的情况;优点是贮留池不受来水管高程限制,一般为半地上式,施工和维护排渣均较方便；缺点是贮留池水量需两次抽升,多耗了能源;图3-1 均量池图3-2 旁通贮留方式二均质池最常见的一种均质池可称异程式均质池,为常水位,重力流;与沉淀池主要不同之处在于沉淀池水流每一质点流程都相同；而均质池中水流每一质点的流程则由短到长,都不相同,再结合进出水槽的配合布置,使前后时程的水得以相互混合,取得随机均质的效果;根据试验和工程实验,其效果是肯定的;这种均质池设在泵前、泵后均可;但应注意,这种池只能均质,不能均量; 由于均质的机理有很大的随机性;故均质池的设计关键在于从构造上使周期内先后到达的废水,有机会充分混合;以下为几种常用的池型;1. 同心圆平面布置方式见图3-3;2. 矩形平面布置方式见图3-4;图3-3 同心圆平面布置均质池图3-4 矩形平面布置均质池3. 方形平面布置方式见图3-5;以上均质池均有大量隔板,在水质清时,虽能保证均质作用,但当废水含杂质多时有维护问题,故隔板底宜距池底保持一定距离;根据试验及实践,在正方形及其他形式较小规模均质池中,隔板可以取消,而仍有明显均质效果;4. 结合沉淀池的沿程进水式我国近年也有将沉淀池与均质池相结合的作法,见图3-6;在这种池中,均质作用主要靠池沿的沿程进水,使同时进池的污水转变为前后出水,达到与不同时序的污水混合的目的;池中设泥斗及刮泥机,与一般沉淀池相同;根据运行实测结果看,均质效果也相当好;图3-5 方形平面布置均质池图3-6 均质沉淀结合式5. 回流式将均质池部分出水,用适当低扬程提升机械提升图3-7a,或用池后泵抽部分压力水当泵的能力较大,有富余能力时,见图3-7b回流至均质池端,重新沿程分配进水,可使均质效果提高;图3-7 回流式均质池。

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。

废水的生化处理方法一、专业术语1．化学需氧量（COD cr）化学需氧量是指在规定条件下用化学氧化剂（K2Cr2O7或KMnO4）氧化分解水中有机物时，与消耗的氧化剂当量相等的氧量(mg／L)。

当氧化剂用重铬酸钾(K2Cr2O7)时，由于重铬酸钾氧化作用很强，所以能够较完全地氧化水中大部分有机物(除苯、甲苯等芳香烃类化合物以外)和无机性还原物质(但不包括硝化所需的氧量)，此时化学需氧量用COD Cr，或COD表示；如采用高锰酸钾（KMnO4）作为氧化剂时，则称为高锰酸指数，写作COD Mn。

与BOD5相比，COD Cr能够在较短的时间内(规定为2小时)较精确地测出废水中耗氧物质的含量，不受水质限制，因此得到了广泛的应用。

缺点是不能表示可被微生物氧化的有机物量，此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧，造成一定误差。

如果废水中各种成分相对稳定，那么COD与BOD之间应有一定的比例关系。

一般说来，COD Cr＞BOD20＞BOD5＞COD Mn，其中BOD5／COD Cr可作为废水是否适宜生化法处理的一个衡量指标。

比值越大，该废水越容易被生化处理。

—般认为BOD5／COD Cr大于0.3的废水才适宜采用生化处理。

2．五日生化需氧量（BOD5）生化需氧量（BOD）是表示在有氧条件下，温度为20℃时，由于微生物(主要是细菌)的活动，使单位体积污水中可降解的有机物氧化达到稳定状态时所需氧的量(mg/L)。

BOD的值越高，表示需氧有机物越多。

20℃时在BOD的测定条件（氧充足、不搅动）下，一般有机物20天才能够基本完成在第一阶段的氧化分解过程（完成过程的99%）。

就是说，测定第一阶段的生化需氧量，需要20天，这在实际工作中是难以做到的。

为此又规定一个标准时间，一般以5日作为测定BOD的标准时间，因而称之为五日生化需氧量，以BOD5表示之。

BOD5约为BOD20的70%左右。

3．氨氮（NH3-N）氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮。

废水生化处理理论基础废水生化处理理论基础第一节废水处理微生物基础一般说来，废水中所含的污染物质是多种多样的，因此不能期望只用一种处理方法就能把所有的污染物质去除殆尽，往往需要由几种方法组成一个处理系统，才能完成所要求的处理功能。

废水生化处理是利用生物的新陈代谢作用，对废水中的污染物质进行转化和稳定、使之无害化的处理方法。

对污染物进行转化和稳定的主体是微生物。

所谓微生物是肉眼不能看见，只能凭借显微镜才能观察到的单细胞及多细胞生物。

从狭义角度说主要是指菌类生物，包括细菌、放线菌、真菌以及病毒等。

从广义角度说，除了菌类生物及病毒外；还包括藻类、原生动物和一些后生动物。

由于微生物具有来源广、易培养、繁殖快、对环境适应性强、易变异等待性，在生产上能较容易地采集菌种进行培养增殖，并在特定条件下进行驯化，使之适应有毒工业废水的水质条件，从而通过微生物的新陈代谢使有机物无机化，有毒物质无害化。

加之微生物的生存条件温和，新陈代谢过程中不需高温高压，它是不需投加催化剂的催化反应，用生化法促使污染物的转化过程与一般化学法相比优越得多，其处理废水的费用低廉，运行管理较方便；所以生他处理是废水处理系统中员重要的过程之一，目前，这种方法已广泛用作生活污水及工业有机废水的二级处理。

一、微生物的新陈代谢微生物在生命活动过程中，不断从外界环境中摄取营养物质，并通过复杂的酶催化反应将其加以利用，提供能量并合成新的生物体，同时又不断向外界环境排泄废物。

这种为了维持生命活动过程与繁殖下代而进行的各种化学变化称为微生物的新陈代谢，简称代谢。

各种生物的生命活动，如生长、繁殖、遗传及变异，都需要通过新陈代谢来实现，可以说，没有新陈代谢，就没有生命。

根据能量的释放和吸取，可将代谢分为分解代谢和合成代谢。

在分解代谢过程中，结构复杂的大分子有机物或高能化合物分解为简单的低分子物质或低能化合物，逐级释放出其固有的自由能，微生物将这些能量转变成三磷酸腺苷(ATP)，以结合能的形式储存起来。

《环境生物技术》课程教学大纲课程英文名称：Environmental biotechnology课程编号：1832172002课程计划学时：32学分：2课程简介：《环境生物技术》课程是为生物工程专业和环境工程专业的本科生所开设的一门专业选修课，是在学生具备了生物化学、微生物学或环境工程微生物学的基础知识之后才可进行选修的专业技术基础课。

该课程在这两个专业的本科生培养过程中占有比较重要的地位。

该课程主要讲述生物技术中的基因工程、发酵工程、酶工程以及细胞工程在环境污染的治理以及环境友好材料的生产中的应用，同时还包括生物农药等内容，所涉及的知识面较广。

其中重点为基因工程和发酵工程在环境治理中的应用，要求学生掌握基因工程和发酵工程原理和应用，为学生将来在环境科学领域的发展打下坚实的基础。

学生通过对本门课程的学习不仅是掌握了生物工程的基本技术在环境治理领域的应用，由于这些基本技术的原理是一致的，又可以将这些所学知识与食品生产、化工产品的生产以及在制药方面的应用联系起来，为学生将来在其他领域的发展可奠定一定的基础。

一、课程教学内容及教学基本要求第一章环境生物技术引论本章重点为生物技术发展简史的四个阶段，难点为生物技术发展简史的四个阶段所特有的代表性产品。

第一节生物技术的学科体系与发展简史本节要求了解生物技术的定义，生物技术的学科体系(考核概率10%)，理解生物技术的高新特征(考核概率30%)，掌握生物技术的发展简史(考核概率60%)。

1生物技术的定义2 生物技术的学科体系3 生物技术的发展简史4 生物技术的高新特征第二节环境生物技术的学科体系本节要求了解环境生物技术的定义，环境生物技术的学科体系(考核概率10%)，理解环境生物技术的层次性(考核概率30%)，掌握环境生物技术的主要研究范围 (考核概率60%)。

1 环境生物技术的定义2 环境生物技术的技术体系与学科结构3 主要研究范围第二章环境生物技术的生物学基础本章重点为微生物学、酶学以及生态学中的基础知识，难点为生态系统的自净作用。

污水处理系统必备知识一、基本知识1.废水的处理方法物理法：调节、格栅、沉淀、澄清、气浮、过滤、离心、磁分离、渗透和反渗透、超滤、曝气。

化学法：混凝沉淀、电解、消毒、中和、化学沉淀、氧化还原。

物理化学法：离子交换、吸附、萃取、吹脱、膜分离。

生物法：好氧生物法（活性污泥法、生物膜法）、厌氧生物法（厌氧接触工艺、厌氧生物滤池、水解酸化）。

组合法：将物理、化学、生物组合起来使用的方法。

推流式活性污泥法完全混合活性污泥法分段曝气活性污泥法吸附-再生活性污泥法延时曝气活性污泥法活性污泥法高负荷活性污泥法浅层曝气、深水曝气深井曝气活性污泥法纯氧曝气活性污泥法好氧SBR工艺生物滤池生物转盘生物膜法生物接触氧化法生物处理法生物流化床厌氧塘厌氧流化床厌氧接触工艺厌氧厌氧生物滤池UASB工艺水解酸化2.废水的预处理废水的预处理是以去除水中大颗粒污染物质和悬浮在废水中的油脂类物质为目的的处理方法。

常见的预处理方法包括格栅、沉砂池、隔油池及调节池等。

除油方法：加隔板、加斜板。

水质水量调节可设调节池。

3. 污水的处理级别一级处理：指经过简单的物理法处理后的水。

污水→格栅→沉砂池→沉淀池→排水二级处理：经一级处理后，再经过生化处理后的出水。

污水→格栅→沉砂池→初沉池→生物滤池→二沉池→排水三级处理：又称深度处理，二级处理后的出水再经过加药，过滤、消毒等其他技术，使出水达到更高的标准。

4.排水水质等级《地面水环境质量标准》GB3838—88将水分为五类，即Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类Ⅳ类、Ⅴ类。

Ⅰ类主要适用于源头水，国家自然保护区。

Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区，珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场地等。

Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区，一般鱼类保护区及游泳区。

Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体直接接触的娱乐用水区。

Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求区域。

5.水处理后的出路①回用②排放③零排放④改做它用6.基本术语、名词①水质指标A.PH值是溶液中氢离子活度的负对数。

废水生化处理详解全套1.什么叫废水的生化处理？废水的生物化学处理是废水处理系统中最重要的过程之一，简称生化处理。

生化处理是利用微生物的生命活动过程将废水中的可溶性的有机物及部分不溶性的有机物有效地去除，使水得到净化。

事实上，我们对生化处理并不是很陌生的，天然的水体中存在着一条食物链，即大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃小虫，小虫吃微生物，微生物吃污水，如果没有这条食物链，自然界就要乱套了。

在天然的河流中，有着大量的、依靠有机物生活的微生物，它们日日夜夜地将人们排入河流中的有机物（如工业废水、农药化肥、粪便等等有机物质）氧化或还原，最终转化为无机物质，如果没有微生物的存在，我们周围的河流，少则几个月，多则一、二年，就会成为臭河了，只是由于微生物太微小太分散，以致人们的肉眼看不见罢了。

而废水的生化处理工程则是在人工条件下对这一过程的强化。

人们将无以计数的微生物全部集中在一个池子内，创造一个非常适合微生物繁殖、生长的环境（如温度、PH值、氧气、氮磷等营养物质），使微生物大量增殖，以提高其分解有机物的速度和效率。

然后再往池内泵入废水，使废水中的有机物质在微生物的生命活动过程中得到氧化降解，使废水得到净化和处理。

与其他处理方法相比，生化法具有能耗低、不加药、处理效果好、处理费用低等特点。

2、微生物是通过何种方式将废水中的有机污染物分解去除掉的？由于废水中存在碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物，这些无生命的有机物是微生物的食料，一部分降解、合成为细胞物质（组合代谢产物），另一部分降解氧化为水份，二氧化碳等（分解代谢产物），在此过程中废水中的有机污染物被微生物降解去除。

3.微生物与哪些因素有关？微生物除了需要营养，还需要合适的环境因素，如温度、PH值、溶解氧、渗透压等才能生存。

如果环境条件不正常，会影响微生物的生命活动，甚至发生变异或死亡。

4、微生物最适宜在什么温度范围内生长繁殖？在废水生物处理中，微生物最适宜的温度范围一般为16-30o C r最高温度在37-43。

废水处理方法之生物处理法！废水的生物处理法废水处理生物法是利用污水中微生物自身新陈代谢功能，从而降解污水中的有机物，并转化为稳定无机物的一种处理技术。

其可以降低以BOD、COD等所表示的有机物的浓度，从而得到清净的水，还可以尽量减少产生的污泥量，可以除掉氮磷等营养盐类。

生物处理法是利用生物，也就是利用细菌或是原生动植物等代谢作用来处理各种工业、生活污水，使其废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质。

根据作用微生物的不同，生物处理又分为需氧生物处理法和厌氧生物处理法两种类型。

1.需氧生物处理法利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法。

当废水同微生物接触后，水中的有机物进入菌体内，在菌体内通过分解代谢过程被氧化降解，产生的能量供细菌生命活动的需要；一部分氧化中间产物通过合成代谢成为新的细胞物质，使细菌得以生长繁殖。

zui终产物是二氧化碳、水、氨、硫酸盐和磷酸盐等，处理完成时，还可产生硝酸盐。

2.厌氧生物处理法主要用于处理污水中的沉淀污泥，因而又称污泥消化，也用于处理高浓度的有机废水。

这种方法是在厌氧细菌或兼性（好氧兼厌氧）细菌的作用下将污泥中的有机物分解，zui后产生甲烷和二氧化碳等气体，这些气体是有经济价值的能源。

除此之外，废水的生物处理技术还可以分为生物化学法、生物絮凝法和生物吸附法。

1.生物化学法通过微生物处理含重金属废水，将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。

2.生物絮凝法利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。

微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外，具有絮凝活性的代谢物。

一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成，分子中含有多种官能团，能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。

3.生物吸附法利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。

利用胞外聚合物分离金属离子，有些细菌在生长过程中释放的蛋白质，能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。

污水处理基础知识全集污水处理基础知识全集1·污水处理概述1·1 污水的定义和分类●污水的定义：指由各种生活、工业和农业活动所产生的废水。

●污水的分类：包括生活污水、工业污水和农业污水等。

1·2 污水处理的重要性和目的●污水处理的重要性：保护环境、维护健康、可持续发展和水资源的合理利用。

●污水处理的目的：去除有害物质、减少污染物排放、回收可利用资源、保护水体生态系统。

1·3 污水处理的流程●污水收集和输送：收集污水并输送至处理厂。

●污水预处理：去除大颗粒物质、沉淀物和油脂。

●污水主处理：通过物理、化学和生物处理方法去除有机物、氮、磷和重金属等。

●污水次处理：进一步去除残余污染物和微生物。

●污泥处理：对处理过程中的污泥进行处理和处理后的气体排放。

●出水处理：对处理后的水进行消毒和达标排放。

2·污水处理工艺2·1 传统污水处理工艺●化学法：使用化学药剂对污水进行净化。

●物理法：利用物理方法（如沉淀、过滤和吸附）去除污水中的杂质。

●生物法：通过微生物的生物化学反应去除污水中的有机物质。

2·2 先进污水处理工艺●膜分离技术：利用不同孔径的膜对污水进行分离和过滤。

●生物膜技术：在膜上形成生物膜以提高处理效率。

●高级氧化技术：利用高能量的光和氧化剂去除难降解的有机物质。

●植物净化技术：利用植物对污水中的污染物进行吸收和转化。

●污泥厌氧消化：利用厌氧菌分解污泥并产生沼气。

3·污水处理设备与设施3·1 污水收集系统●管网系统：设计和构建污水收集的管道网络和设施。

●泵站：将污水从低处输送到处理厂的提升设备。

3·2 污水预处理设备●格栅：用于去除污水中的大颗粒杂质。

●沉砂池：利用重力原理去除污水中的沉淀物。

●油水分离器：用于分离污水中的油脂。

3·3 污水处理设备●活性污泥法：利用微生物将有机物质转化为无害物质。