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第十章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理PPT课件

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第十章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理PPT课件

第十章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理PPT课件
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完全混合 式曝气池
出水 沉淀池
回流污泥
剩余污泥
完全混合式活性污泥法
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接触氧化稳定法 又称吸附再生活性污泥法或生物吸附法
进水
此法主要适用于处理含 悬浮物和胶体物较多的 废水。
接触氧化池
出水 沉淀池
稳定池
回流污泥 剩余污泥
接触氧化稳定法
在接触氧化池（吸附池）内，活性污泥和废水充分接触，有
机物被活性污泥吸附后，混合液流入沉淀池进行固液分离，
曝气池
出水 沉淀池
回流污泥 剩余污泥 分段布水推流式活性污泥法
②废水分段注入，提高了曝气池对冲击负荷的适应能力。
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完全混合式活性污泥法
混合液在曝气池内充分混合循环流动，进行吸附和氧化分解。
特点： 1. 耐冲击负荷性强，可 处理浓度较高的废水， 进水 只要适当延长曝气时间 即可。适于处理工业废 水。 2. 可把曝气池的工况控 制在最佳的位置上。
第十章 水环境污染控制与污染治理的生态工
程及微生物学原理
水污染控制是环境污 染治理的重要内容
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1
城市污水处理根据处理对象与深度的不同： 一级处理：物理方法去除污水中粗大固体物及悬浮物。 二级处理：主要去除水中有机物，常称生化处理。 三级处理：亦称深度处理。
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2
.
3
10.1 污水生物处理中的生态系统
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26
10.1.1 好氧活性污泥法
六、原生动物与微型后生动物的作用
1、指示作用
原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类、捕食游离细菌。 其出现的顺序反映了处理水质的好坏（这里的好坏是指有机物的 去除），最初是肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水 质良好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩虫、聚缩虫、 盖纤虫等。

水环境污染控制和治理微生物原理

水环境污染控制和治理微生物原理
式中 C5H7NO2——微生物细胞组织的化学式
水环境污染控制和治理微生物原理
2.微生物的代谢
第三章第一节
内源呼吸或自身氧化：微生物对自身的细胞 物质进行氧化分解，并提供能量。
C 5 H 7 N 2 n 5 O n 2 酶 O 5 n2 C 2 n 2 O H O n3 N H H
废水
格栅
沉砂池
垃圾 处理
沉渣 处理
沉淀池Leabharlann 生物 处理二次 沉淀池
部分污泥回流
三级 处理
一级处理出水
污泥 处理
二级处理出水 三
级
污泥 浓缩
水处
沉渣 理 处理 出
城市废水：生活污水和工业废水组成
mg/l 原水 三级 二级 一级
污染指标 处理程度 一级（预）处理 二级处理 三级处理
SS
COD
BOD
NH4-N TP PH
第九章 水环境污染控制与治理的生态 工程及微生物学原理
第一节 污、废水生物处理中的生态系统 第二节 活性污泥丝状膨胀和丝状膨胀控制对策 第三节 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物
群落
水环境污染控制和治理微生物原理
第九章 水环境污染控制与治理的生态 工程及微生物学原理
重点掌握：污、废水生物处理中的生态 系统组成、降解污染物机理、厌氧三阶 段理论。
其他微生物吸收或吞食未分解彻底的有机物。
水环境污染控制和治理微生物原理
第三章第一节
3.活性污泥的沉淀分离 泥水分离:在二沉池内进行,泥水分离效果影响出水 水质。若泥水不经分离或分离效果不好,由于活性污 泥本身是有机体,进入自然水体后将造成二次污染。 从沉淀池排出的活性污泥也要进行妥善处理。
水环境污染控制和治理微生物原理

水污染防治技术ppt课件

水污染防治技术ppt课件
微生物对物质降解与转化的特点 微生物对污染物降解与转化的途径 影响微生物对物质降解转化作用的要素 微生物对常见污染物的降解与转化 有机污染物的生物可降解性及其评价方
法
微生物对物质降解与转化的特点:
微生物个体微小，比外表积大，代谢速率大； 种类繁多，分布广泛，代谢类型多样； 微生物具有多种降解酶； 微生物繁衍快，易变异，顺应性强； 微生物具有宏大的降解才干；
包括：有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。水被有机 物污染是很普遍的，故COD也作为有机物相对含量的目的 之一。 在规定条件下，强氧化剂重铬酸钾K2Cr2O7可氧化大多数 常见的有机污染物，故在实践运用中常把COD Cr 的测定 值近似地代表废水中的全部有机物。
1.2 生物对污染净化Байду номын сангаас理 1.2.1微生物对污染物降解与转化
有机物，动物性营养的原生动物可吞食有机颗粒、 游离细菌及其它微小生物 促进絮凝和沉淀作用 指示作用：可作为处置系统运转管理的目的 真菌
活性污泥净化反响的影响要素
溶解氧〔DO〕 曝气池出口处的混合液的DO浓度坚持在2mg/L左
右，可使活性污泥坚持良好的净化功能。 水温 活性污泥微生物的最适温度范围：15～30℃。 营养物质 微生物对氮和磷的需求量可按BOD：N：P＝100：
废水的好氧生物处置 活性污泥法
活性污泥法的原理
活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处置有 机废水的一类好氧生物处置方法。
注：微生物絮体由好气性微生物〔细菌、真菌、 原生动物和后生动物〕及其代谢和吸附的有机物、 无机物组成。
活性污泥的净化反响过程
活性污泥系统对有机底物的降解是经过几个阶段 和一系列作用完成的。包括以下阶段：
厌氧生物处置的影响要素

水污染控制工程 ppt课件

水污染控制工程 ppt课件

第11章 循环冷却水处理
水垢的形成及控制，腐蚀及控制，微生物及控制。
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第12章 废水生化处理理论基础
生化处理
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。
处理的对象
生活污水及工业有机废水中的有机物。
在微生物经过对数期大量繁殖后使培养液中的底物逐渐被消耗再加上代谢产物的不断积累从而造成了不利于微生物生长繁殖的食物条件和环境条件致使微生物的增长速度逐渐减慢死亡速度逐渐加快微生物数量趋于稳定
第1章 总论
一、废水的分类
根据废水的来源分为：生活污水及工业废水，工业废水又根 据废水的污染程度分为生产废水（轻）及生产污水（重）。 生活污水与工业废水混合排入城市污水管道即为城市污水
排入土壤的含油废水： 土层对油污吸附和过滤，在土壤形成油膜，破坏土壤的团粒 结构。 排入污水厂的含油废水： 影响活性污泥及生物膜的正常代谢过程，影响排水设备及管 道的正常工作，要求含油浓度不能大于30～50mg/L。 除油的方法： 浮油及重油—重力分离法（隔油沉淀法） 分散油及乳化油—气浮法、混凝沉淀或气浮法 溶解油—生物处理法等
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第5章 深层过滤
作用原理
含悬浮物的水流过具有一定空隙率的过滤介质，水中的悬浮物 被截留在介质表面或内部而除去。
处理的对象
浓度比较低的悬浊液中微小颗粒（悬浮物）。
滤池的类型
（1）慢滤池（<4m/h） （2）快滤池（4-10m/h） （3）高速滤池（10-60m/h）
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一、快滤池的构造
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一、沉淀的类型及特征 自由沉淀 絮凝沉淀

水环境污染控制与治理的生态工程及微生物原理

水环境污染控制与治理的生态工程及微生物原理
一般城市污水处理中，MLSS在2000-3000mg/L， 工业废水在3000 mg/L左右，高浓度工业废水 在3000-5000 mg/L。
1ml好氧活性污泥中的细菌数在107-108个。
显微镜下的活性污泥
第一节 污〔废〕水生物处理中的微生物生态系统 〔续〕
〔二〕 好氧活性污泥净化废水的作用机理 主要有两方面的作用：吸附有机物
• 甲烷发酵的微生物群落与有氧环境中的不同，它 们是由分解蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素等的专 性厌氧菌和兼性厌氧菌及专性厌氧的产甲烷菌等 组成。
第三节 厌氧生物处理中的微生物群落 〔续〕
甲烷发酵理论与机制〔四阶段理论〕：
第一阶段：水解和发酵性细菌群
将复杂有机物如纤维素、淀粉等水解为单糖后，再酵解为 丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨； 将脂类水解为各种低级脂肪酸和醇，如乙酸、丙酸、丁 酸、长链脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨和硫化氢等。
厌氧活性污泥：由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机 杂质交织在一起形成的颗粒污泥。
厌氧活性污泥的微生物种类、组成、构造及污泥颗粒等性 质，与厌氧消化处理的效果好坏有很大关系。
二、光合细菌处理高浓度有机废水
BOD5在10000mg/L以上的高浓度有机废水〔浓粪便水、 豆制品废水、食品加工废水、屠宰废水等〕可用有机光合 细菌〔PSB〕处理。因有机光合细菌只能利用脂肪酸等低 分子化合物，所以，先要用水解性细菌将碳水化合物、蛋 白质和脂肪水解为脂肪酸、氨基酸、氨等物质。利用光合 细菌处理的BOD5 去除效果可达95%，甚至达98%。
第二节 活性污泥丝状膨胀及其控制对策 〔续〕
一 活性污泥丝状膨胀的成因 〔一〕活性污泥丝状膨胀的致因微生物
由于丝状细菌极度生长引起的活性污泥膨 胀称为活性污泥丝状膨胀。活性污泥丝状 膨胀的致因微生物种类很多，常见的有： 诺卡氏菌属、浮游球衣菌、微丝菌属、发 硫菌属、贝日阿托氏菌属等。

第三章-水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理

第三章-水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
处理及其微生物群落
堆肥法
●堆肥法、堆肥化和堆肥
堆肥化使依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌 和真菌等微生物，有控制地促进可生物降解的 有机物向稳定的腐殖质转化的过程。堆肥是堆 肥化的产品。堆肥是优质的土壤改良剂和农肥。 堆肥法就是利用堆肥化过程来处理城市的生活 垃圾及其他有机固体废弃物的方法。
●好氧堆肥
甲烷发酵理论与机制
甲烷发酵理论与机制（四阶段理论）
第一阶段：水解和发酵性细菌群 将复杂有机物如纤维素、淀粉等水解为单糖后，再酵解为丙酮酸；
将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨；将脂类水解为各 种低级脂肪酸和醇，如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸、乙醇、 二氧化碳、氢、氨和硫化氢等。 第二阶段：产氢和产乙酸细菌群 把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。 第三阶段：两组生理特性不同的专性厌氧的产甲烷菌群 一组将氢气和二氧化碳合成甲烷或一氧化碳和氢气合成甲烷；另 一组是将酸脱羧生成甲烷和二氧化碳，或利用甲酸、甲醇及甲基 胺裂解为甲烷。 第四阶段：同型产乙酸细菌 将氢气和二氧化碳转化为乙酸。 厌氧活性污泥：由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质 交织在一起形成的颗粒污泥。 厌氧活性污泥的微生物种类、组成、结构及污泥颗粒等性质，与 厌氧消化处理的效果好坏有很大关系。
去除的方法有，化学法：加CaO和Ca(OH)2生 成CaSO4沉淀，若加少量的FeCL3，效果更佳。
厌氧微生物方法：用SBR法，利用在厌 氧条件下，硫酸盐还原菌发生反硫化作 用，以SO42-为最终电子受体，利用有机 物为供氢体，将SO42-还原成H2S从水中 溢出。
第四节 有机固体废弃物的微生物
2.2好氧生物膜的净化作用原理
2.3好氧生物膜中的培养
自然挂膜法 活性污泥挂膜法 优势菌种挂膜法

水环境污染控制与治理的生态工程及微生物原理

（一）好氧生物膜中的微生物 1．好氧生物膜
好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物 粘附在生物滤池滤料上或生物转盘盘片上的一层带粘性、薄 膜状的微生物混合群体。是生物膜法净化污水的工作主体。
2．好氧生物膜中的微生物及其功能 生物膜生物：以菌胶团为主；净化和降解作用； 膜面生物：固着型纤毛虫和游泳型纤毛虫，起促进滤池净化
一、好氧活性污泥法
（一）好氧活性污泥中的微生物
1. 好氧活性污泥的组成和性质
好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微 生物（兼有少量厌氧微生物）与污（废）水中的有机和无机 固体物混凝交织在一起所形成的絮状体。
（1）组成： 微生物（好氧、兼性及少量厌氧） + 固体杂质 （有机和无机）
（2）性质：絮状，大小为0.02-0.2mm，比表面积在20100cm2/ml；
第二节 厌氧环境中活性污泥的微生物群落
高浓度有机废水或剩余活性污泥多用厌氧消化法处理。高浓度有 机废水还可用有机光合细菌处理。
（一）厌氧消化－甲烷发酵
沼气发酵，已有年的研究历史，常用于将城市的垃圾、粪便、 污水、工业废水及生物处理的剩余污泥等的处理，并从中获得可 燃性气体——沼气（甲烷，CH4）。常用的构筑物为发酵罐或消化 池。 甲烷发酵的微生物群落与有氧环境中的不同，它们是由分解 蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素等的专性厌氧菌和兼性厌氧菌及专 性厌氧的产甲烷菌等组成。
4．好氧活性污泥中微生物的浓度和数量
常用MLSS（混合液悬浮固体）或MLVSS（混合液挥发性悬 浮固体）来表示。 一般城市污水处理中，MLSS在20003000mg/L，工业废水在3000 mg/L左右，高浓度工业废水在 3000-5000 mg/L。
1ml好氧活性污泥中的细菌数在107-108个。

水污染及其治理ppt课件演示文稿


离子交换法Ion Exchange
• 离子交换法是利用离子交换剂，把水 中的离子与离子交换剂中可扩散的离 子进行交换作用，使水得到软化的方 法。 • 天然水通过软化器时，器内的钠型阳 离子交换树脂即与水中的钙镁离子置 换产出软化水,其残余硬度 ≤0.03mmol。
2R-Na+Ca2+(Mg2+)→2R2-Ca(Mg)+2Na+
Hardness of water • 水的硬度是指水中所含的钙、镁离子的 总量（一般以碳酸钙来计算）。表示水 中结垢物质的含量的指标。 • 硬度单位：mg/L（毫克每升）， mmol/L(毫摩尔每升)。
硬度
永久硬度与暂时硬度
• 在天然水中Ca2+、Mg2+以碳酸盐、重碳酸盐 形式存在，所构成的硬度叫“碳酸盐硬度 （KH）” ，可通过煮沸而转变成碳酸盐沉淀 除去，又称 “暂时硬度Temporary Hardness ” 。 • 以硫酸盐、氯化物形式构成的硬度叫“非碳酸 盐硬度”，又叫 “永久硬度permanent hardness”。 • 这两种硬度就组成“总硬度（GH）”。
• • • • 重金属污染 有机物污染 水体富营养化 Eutrophication 热污染 Thermal Pollution
何谓水污染？
• 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征的改变，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称为水污染。 • 水的污染有两类： – 一类是自然污染； – 另一类是人为污染。当 – 前对水体危害较大的是 人为污染。
3 30 6 1.5 0.02 0.1 0.001 0.005 0.05 0.05 0.2 0.01 0.5 0.3 5000
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产气杆菌属
动胶菌属
球衣菌属
活性污泥中的纤毛虫—游泳型污泥中的纤毛虫—固着型
活性污泥中的鞭毛虫
原生动物—累枝虫（固着型纤毛虫群体型）
后生动物—轮虫、颤蚓和线虫
活性污泥系统中原生动物的演替
植鞭毛虫 → 肉足虫 → 动鞭毛虫 → 小型游泳型纤毛虫 → 大型游 泳型纤毛虫 →匍匐型纤毛虫→固着型纤毛虫 → 轮虫。
❖ 生物活性 ❖ 自我繁殖
10.1.1 好氧活性污泥法
2．好氧活性污泥的存在状态
完全混合式曝气池 以悬浮状态存在，均匀分布
推流式曝气池 随推流方向而有变化
进水 初沉池
曝气池
二沉池 出水
污泥
回流污
泥
活性污泥法的基本流程
剩余污 泥
10.1.1 好氧活性污泥法
3、好氧活性污泥中的微生物群落 菌胶团：好氧活性污泥的结构和功 能的中心，起絮凝作用的细菌形成 的细菌团块，其上同时生长着其他 微生物，组成一个生态系统。
指示生物
一般都以钟虫属作为活性污泥法的特征指示生物。
其它微生物 ❖ 真菌主要为霉菌，与水质有关，常出现于pH偏低
的废水中，与絮状体的形成和污泥膨胀均有联系。 真菌在废水处理中的应用： ① 处理某些特殊工业废水； ② 固体废弃物的堆肥处理。 ❖ 藻类较少 ❖ 病毒、立克次氏体等也混于活性污泥中。
10.1.1 好氧活性污泥法
• 纤维素性质多糖的勾连作用
将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时， 在其外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些 物质的成分也是多糖，这些纤维素从何而来？
他们既可能是细菌的分泌物，也可能是粘性多糖的演化产物。 他们不但具有粘着性，还具有缠绕勾连的作用，在它们的作 用下，各种细菌密布在这些网格状纤维之中，随这些纤维素 状多糖的数量不断增加，就形成了真正意义上的菌胶团。
1ml 好 氧 活 性 污 泥 中 的 细 菌 数 在 107-108个。
10.1.1 好氧活性污泥法
二、好氧活性污泥净化废水的作用机理
吸附阶段 物理吸附、生物吸附
降解阶段
水解大分子有机物，在渗透膜 的作用下，进入细胞体内，并在 酶的作用下要么被降解，要么被 同化成细胞本身。
原生动物和微型后生动物 吞食有机物和游离细菌
酚类(邻苯二酚)
有机污染物好氧微生物处理的一般途径
废水生物处理中涉及的微生物代谢过程主要有： ① 化能异养型代谢：在废水生物处理中最主要的代谢形式，主要用于对废水中
有机物的去除，包括主要的好氧细菌和厌氧细菌； ② 化能自养型代谢：也是废水生物处理中常见的一种代谢形式，主要包括硝化 细菌（将氨氮氧化为亚硝酸盐，或进一步氧化为硝酸盐）、氢细菌（对其的应
10.1.1 好氧活性污泥法
1、好氧活性污泥的组成和性质 ❖ 颜色：生活污水一般为黄褐色，工业污水则与水质有关； ❖ 含水率在99%，比重1.002-1.006； ❖ 具有沉降性能； ❖ 絮状，大小为0.02-0.2mm，比表面积在20-100cm2/ml；
❖ pH在6-7，弱酸性，具一定的缓冲能力。
• 含能说：如果营养不足，能量含量低，细菌的运动性能减弱， 则细菌之间易以凝聚，从而形成菌胶团。
菌胶团中的细菌
动胶团属 (优势菌)
短杆菌属
微球菌属
丛毛单胞菌属 (优势菌)
固氮菌属
黄杆菌属
产碱杆菌属 (较多)
亚硝化单胞菌属 无色杆菌属
棒状杆菌属 (较多)
假单胞菌属
节杆菌属
芽孢杆菌属
病原细菌(偶尔) 大肠埃希氏菌
10.1.1 好氧活性污泥法
生物成分
❖ 细菌：动胶菌属、丛毛单胞菌、假单胞菌是主要优势种， 大多以菌胶团的形式存在；
❖ 原生动物：纤毛虫类、鞭毛虫类和肉足虫类 ❖ 真菌：不占优势 ❖ 后生动物：轮虫类和线虫类，偶尔有寡毛类、甲壳类和腹
毛类 ❖ 其它生物：藻类
菌胶团的形成机理
• 粘液说：荚膜或黏液层是形成菌胶团的原因
4．好氧活性污泥中微生物的浓度和数量
常用MLSS（混合液悬浮固体浓度） 或MLVSS（混合液挥发性悬浮固体 浓度）来表示。
一 般 城 市 污 水 处 理 中 ， MLSS 在 2000-3000mg/L ， 工 业 废 水 在 3000 mg/L左右，高浓度工业废水 在3000-5000 mg/L。
10.1 污水生物处理中的生态系统
废水的生物处理的方法很多，根据微生物与氧 的关系可分为好氧处理和厌氧处理。根据微生物 在构筑物中处于悬浮状态或固着状态，可分为活 性污泥法和生物膜法。活性污泥和生物膜是净化 污（废）水的工作主体。
生物处理的基本类型
生物塘
No Image
好氧处理的基本原理
酮基己二酸
在微生物学领域里，习惯将动胶菌属形 成的细菌团块称为菌胶团。
在水处理工程领域内，则将所有具有荚 膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成 的菌胶团块都称为菌胶团。
菌胶团的形成是由这类细菌遗传特性所决定的。菌 胶团的形状有球形、蘑菇形、椭圆形、分支状、垂 丝状及不规则形。
上述各种菌胶团在活性污泥中均有，形成菌胶团的 典型细菌为动胶菌属的细菌。
SS 污 染 物 质
DS
吸附 SS
吸收 活 性 污 泥 颗 粒
氧化 CO2、H2O、NH3
SO42 -、 PO4 3 -
合成 新活性污泥颗粒
吞食 DS
摄食 氧化
活性污泥中 的微型动物 合成
CO2、H2O、NH3 SO4 2 -、 PO4 3 -
用还处在研究阶段）、铁细菌等； ③ 光合异养型代谢：利用光合细菌以高浓度有机废水为基质生产菌体蛋白；
④ 光合自养型代谢：在废水生物处理中少有应用。
10.1.1 好氧活性污泥法
一、好氧活性污泥中的微生物群落 1.好氧活性污泥的组成和性质
絮状体： 微生物（好氧、兼性厌氧、少量
厌氧）+有机和无机固体 物=絮状体或称绒粒
第十章 水环境污染控制与污染治理的生态工程及 微生物学原理
污水处理概况与类型
根据处理对象与深度的不同，有三级处理： 一级处理：过滤、沉淀等物理方法去除污水中粗大固 体物及悬浮物，又称沉淀处理。 二级处理：主要去除水中有机物，常称生物处理或生 化处理。 三级处理：亦称深度处理，通过活性炭吸附、臭氧消 毒和生物脱除等物理、化学和生物学方法去除氮磷营养 盐、难降解物质、病原体等污染物。