污水生物處理系統中的主要微生物第一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日普通活性污泥法的基本流程剩余污泥排水污泥回流曝氣池二沉池初沉池污水第二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日11.1污水生物處理的基本原理好氧處理厭氧處理一、污水生物處理的基本原理二、污水生物處理的基本類型三、污水生物處理系統中的微生物懸浮生長型：活性污泥法附著生長型：生物膜法生物處理構筑物中包含著一個完整的生態系統。利用微生物處理污水的方法叫生物處理法。第三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日第四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日一、污水的好氧生物處理11.2有機污染物好氧生物處理的基本

原理及其主要的微生物

好氧生物處理是在有氧的情況下，利用好氧微生物的作用來進行的。二、活性污泥法處理構筑物內的微生物（一）活性污泥生態學其常見微生物細菌：假單胞菌、無色菌、黃桿菌……絲狀菌：硫細菌、霉菌……原生動物：鐘蟲、蓋纖蟲、等枝蟲……后生動物：輪蟲第五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日對于正常城市污水的活性污泥混合液，一般：活性污泥中微生物的數量細菌：占主體，可占混合液干重90~95%；線蟲：平均100個左右/mL；輪蟲：100~200個/mL；

一般為：107~109個/mL；其它后生動物：100個以下/mL；原生動物：可達5000~20000個/mL，其中70~90%為纖毛類；固纖可達1000個以上/mL第六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日對于正常運行的活性污泥，如果出現輻射變形蟲、多核變形蟲等（肉足蟲）增多，可能會出現活性污泥絮體變小，出水會混濁、SS升高。如果這類微生物急增，須進行相應的工藝調整（減小回流污泥量和曝氣量）活性污泥中微生物種類、數量的改變具有重要的指示作用在活性污泥恢復過程中，會出現漫游蟲、斜管蟲、尖毛蟲等（游泳型纖毛蟲）一旦出現絲狀菌增殖的趨勢，4~7天后SVI就會急劇上升，甚至會超過200（活性污泥膨脹）第七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日SVI(污泥體積指數)：指曝氣池混合液經30min靜沉后,相應的1g干污泥所占的容積(以mL計)。即:SVI=SV30/MLSS,

SVI正常以70~100為宜0min15min30min第八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日

活性污泥絮體（絮粒）大小（二）活性污泥法運行中微生物造成的問題微結構宏結構

活性污泥絮體結構

（平均直徑）：大粒：>500m中粒：50~500m細小：<50m：絮體形成菌，直徑<75m：絲狀菌骨架一般為50~1000m第九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日活性污泥絮體的宏結構——絲狀菌適量第十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日活性污泥絮體的宏結構——絲狀菌過量第十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日絲狀菌適量的活性污泥絮體第十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日絲狀菌過多的活性污泥絮體第十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日針狀絮體第十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日（1）現象1、不凝聚（或污泥解體）曝氣過量造成絮體碎裂，或者毒物進入，沖擊負荷，造成細菌不能凝聚成絮體二沉池中出現細小的上浮顆粒，出水混濁，無泥水界面。（2）原因針對性處理（3）對策第十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日2.1、針狀絮凝物泥齡高細小密實的絮凝體、出水有混濁（尚清澈），但有針絮隨水流走（2）原因增大剩余污泥排放，適當提高有機負荷率（F/M）（3）對策（1）現象2、微小絮體第十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日（1）現象2.2、散落狀絮凝物泥齡低（污泥未成熟）二沉池表面可看到松散的絮狀物懸浮，但出水尚清澈，沉速較慢。（2）原因減小剩余污泥排放量，適當降低F/M（3）對策第十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日（1）現象*3、污泥腐化有死角區產生厭氧有大塊污泥上浮，污泥腐敗變黑、有惡臭。（2）原因消除死角、改進刮泥設備等（3）對策第十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日（1）現象*4、污泥上浮二沉池停留時間過長、硝酸鹽濃度較高，產生了反硝化。污泥在二沉池中呈塊狀上浮（2）原因增加回流污泥量或及時排泥，在曝氣池末端增加供氧（3）對策第十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日對于泡沫問題，應認真觀察分析，確認泡沫種類及產生原因，對癥下藥。5、泡沫（1）啟動泡沫。在污泥培養過程中出現這種現象，是正常情況。（2）反硝化泡沫。（3）生物泡沫。

某些諾卡氏菌屬的絲狀菌與生物泡沫形成有關的微生物第二十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日（1）噴灑水（2）減小SRT，增加剩余污泥量，將絲

狀微生物排出處理系統（3）生物選擇器生物泡沫消除辦法第二十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日（1）現象6、絲狀菌引起的污泥膨脹DO濃度過低、污泥負荷率低、曝氣池進水中含有較多化糞池出水，營養不足、低pH值（pH<6.5）膨脹后污泥不易沉淀，SVI值增高，污泥的結構松散和體積膨脹，含水率上升，澄清液稀少（但較清澈），鏡檢絲狀菌多（2）原因第二十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日活性污泥的絲狀菌膨脹的機制在不利的環境中，絲狀菌的適應性、競爭力強有機負荷沖擊有機負荷的高或低DO低低分子可溶性有機物氮磷營養素的不足有機負荷的影響第二十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日活性污泥的絲狀菌膨脹的對策控制污泥負荷：控制負荷在

0.2～0.45kgBOD5/(kgMLSS·d)之間為宜控制營養比例：BOD5∶N∶P＝100∶5∶1控制DO：曝氣池出口的DO在2mg/L以上加氯、臭氧或過氧化氫投加混凝劑：石灰、FeCl3、高分子絮凝劑。改善污泥的絮凝同時也會增加絮體的強度第二十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日胞外多聚物（ECP）分泌過多，呈糊狀或果凍狀外觀7、非絲狀菌引起的污泥膨脹又稱菌膠團膨脹或黏性膨脹發生的比較少，約占污泥膨脹的10%。溫度在20℃以上時易發生絲狀菌膨脹，而在低溫（15℃以下）、高負荷情況下，可能發生菌膠團膨脹第二十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日普通生物濾池、高負荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化等三、生物膜法及其主要微生物（一）好氧生物膜中微生物群落生物膜微生物：菌膠團為主生物膜面生物：固著型纖毛蟲、游泳型纖毛蟲濾池掃除生物：輪蟲、線蟲、寡毛類第二十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日生物濾池第二十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日生物轉盤第二十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日第二十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日生物接觸氧化第三十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日第三十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日（二）生物膜中微生物的演替規律

若以溶解氧控制考慮生態演替規律的話，主要體現在從生物外表面到濾料(或盤片)表面優勢微生物種群變化順序上，即按好氧→兼性→厭氧的順序變化。第三十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日

總之，沿水流方向，生物膜上的微生物呈現種類依次增多，數量依次減少的變化。微型動物基本上按照鞭毛蟲→游泳型纖毛蟲→固著型纖毛蟲→輪蟲、線蟲的順序出現。

若以有機營養因子控制生態演替規律，主要體現在沿廢水流向出現的優勢微生物種群。在生物濾池的下層(或轉盤前邊盤片)，有機物濃度高，生物膜厚，主要由菌膠團菌組成；在中層(或盤片)，有機物濃度開始降低，開始大量出現絲狀菌，并伴有少量的原生動物，鞭毛蟲、游泳型纖毛蟲等。在上層(或盤片)如有機物濃度減少，生物膜變薄，種類多，數量少，有柄纖毛蟲和輪蟲占優勢。

第三十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日11.3有機污染物厭氧生物處理的基本原理及其主要微生物一、參與厭氧處理的微生物一般分為兩大類：（1）不產甲烷的微生物

（2）產甲烷細菌有機物（多糖、脂肪、蛋白質）丙酸、丁酸等脂肪酸及乳酸、芳香酸等有機酸、醇類等H2+CO2乙酸CH4（1）發酵細菌（4）同型產乙酸菌（3）產甲烷菌20%4%（2）產氫產乙酸菌第三十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日厭氧接觸工藝第三十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日二、厭氧處理的主要控制因素產甲烷細菌對于溫度和酸堿度的反應都相當敏感。一般的產甲烷細菌都是中溫性的、最適宜的溫度在25～40℃之間，高溫性產甲烷細菌的適宜溫度則在50～60℃之間。在廢水厭氧分解處理構筑物內，常采用30～35℃的發酵溫度。第三十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日產甲烷細菌生長最適宜的pH范圍約在6.8～7.2產酸細菌適宜的pH范圍較廣，在4.5～8之間在實際運行中，有機酸的控制較pH值更為重要，因當酸量積累至足以降低pH值時，厭氧處理的效果已經顯著下降，甚至停止產氣。在用厭氧法處理廢水的應用中，常保持處理構筑物內的pH值在6.5～7.5（最好在6.8～7.2）。三、厭氧處理的各種反應器應用最普遍的是消化池接觸消化池、厭氧生物濾池、UASB、EGSB等第三十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日厭氧消化池第三十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日UASB反應器——升流式厭氧污泥床第三十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日UASB反應器第四十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日EGSB反應器——厭氧顆粒污泥膨脹床第四十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日污水好氧池

BOD5、硝化二沉池剩余污泥排水污泥回流缺氧池

反硝化混合液回流A/O生物脫氮工藝污水好氧池

BOD5、硝化二沉池剩余污泥排水污泥回流缺氧池

反硝化一、生物脫氮11.4無機污染物生物處理的基本原理及其主要微生物Anoxic/Oxic，簡稱A/O工藝第四十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日（1）污泥齡（SRT）:大于20~30d（2）溶解氧（DO）：活性污泥DO>2mg/L（4）pH：氨氧化菌：7.0~7.8；亞硝酸氧化菌：7.7~8.1（5）營養物質：

BOD5/TN、氨氮濃度均影響硝化細菌的比例生物膜DO>3mg/L（一）硝化過程的主要影響因素（3）溫度：12℃下降，5℃停止；

30℃活性最大，超過30℃酶變性

（6）毒物：重金屬、有機物第四十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日（二）反硝化過程的主要影響因素（1）營養物質

BOD5/TN>3（2）溶解氧（DO）活性污泥：DO<0.5mg/L；

生物膜：DO<1.5mg/L（3）溫度最佳溫度40℃，適宜溫度20~40℃（4）pH

最適范圍：7.0~7.5第四十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日二、生物除磷異染顆粒化學組分為多聚偏磷酸鹽，為磷源和能源貯藏物厭氧分解釋放Pi，好氧吸收Pi合成PHB聚β-羥基丁酸鹽，是一種碳源和能源的貯藏物有機物厭氧代謝的產物第四十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日

能量

能量有機物（BOD5）PHBCO2、H2O有機物：異染顆粒Pi異染顆粒P的變化：厭氧－好氧活性污泥法（Anaerobic/Oxic，A2/O法）除磷工藝流程圖回流污泥厭氧池好氧池出水初沉池初沉污泥二沉池PHA：聚β-羥基鏈烷酸PHA：PHB+PHV（聚β-羥基戊酸），以PHB為主剩余污泥第四十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日（1）DO/氧化還原電位影響生物除磷的主要因素（2）溫度：影響不大（4）NOx－N：NO3－N<0.2mg/L（3）pH：中性－弱堿性（5）C源：BOD5/TP>15（20~30）（6）SRT：短些好(3.5~7d)厭氧池：Eh>0時不能釋磷Eh應控在-200~-300mV好氧池：DO>2mg/L第四十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日缺氧好氧二沉池進水回流污泥剩余污泥出水厭氧混合液回流厭氧/缺氧/好氧脫氮除磷工藝Anaerobic/Anoxic/Oxic，簡稱A2/O工藝第四十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日生物脫氮工藝的進展短程硝化反硝化控制溫度、泥齡、DO、pH等節約需氧量、減少有機碳源、縮短反應時間、減少反應器容積NH3-NNO2--NNO3--NN2硝化硝化反硝化第四十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日生物脫氮工藝的進展厭氧氨氧化（ANAMMOX）與短程硝化組合：亞硝化–厭氧氨氧化組合工藝0.5NH4++0.75O2→0.5NO2-

+H++0.5H2O0.5NH4++0.5NO2-→0.5N2+H2ONH4++0.75O2→0.5N2+H++1.5H2O厭氧氨氧化菌NH4++NO2-→N2+2H2O第五十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日缺氧好氧二沉池進水回流污泥剩余污泥出水厭氧混合液回流厭氧/缺氧/好氧脫氮除磷工藝Anaerobic/Anoxic/Oxic，簡稱A2/O工藝第五十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日倒置A2/O工藝生物除磷工藝的進展針對同步脫氮除磷中硝酸鹽對厭氧釋磷影響的改進缺氧好氧二沉池進水污泥回流剩余污泥出水厭氧混合液回流第五十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日UCT工藝好氧二沉池進水回流污泥剩余污泥出水厭氧硝化混合液回流缺氧缺氧混合液回流第五十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日改良型UCT（MUCT）工藝缺氧好氧二沉池進水回流污泥(50%~100%)剩余污泥出水厭氧硝化混合液回流（100%~200%）缺氧缺氧混合液回流（100%~200%）第五十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期日反硝化除磷機理新機理發現導致的