西建大市政工程复试污水重点.doc

这些都是重点但是不一定很全，大概是90%的重点。
而且第十七章污泥的重点没有，因为讲污泥的是另一个老师，他没有课件，也没说重点，你可以看看水质工程学第17章。觉得污泥的处置目的考过，一个是减量化，一个是稳定化。污泥那章里重点不多。
加油！祝你考研成功！

12.2 化学沉淀
为去除水中某些离子（阳离子、阴离子），向水中投加阴离子、阳离子使之对应形成难溶盐而沉淀去除的方法。
13.1.1 活性污泥法的概念与基本流程
（1）活性污泥
由微生物（活的、死的）、有机物、无机物等组成，结构疏松、比表面积很大、褐色絮凝体；具有吸附并降解水中胶体性、溶解性有机物的活力，且自身凝聚沉降性能很好。
（2）活性污泥法
以水中有机物为基质，在水环境中有O2的情况下，依靠微生物吸附分解有机物，形成凝聚和沉降性较好的生物絮体，沉降分离后使污水得到净化。这种水处理方法称活性污泥法。
（3）基本流程
回流污泥
剩余污泥
处理水
曝气系统（O2）
污水
活性污泥反应器
曝气池
二沉池

图13-1 活性污泥法的基本流程
系统组成：曝气池、二沉池、曝气系统、污泥回流系统、剩余污泥处理。
曝气池：是消耗溶解氧、污染减少、微生物增长的一个环境场所。
二沉池：泥水分离场所。
13.1.2 活性污泥的形态与组成
形态：絮绒装、颗粒状，黄褐色
13.1.3 活性污泥微生物及其作用
活性污泥中微生物群体包括：细菌、真菌、原生动物、后生动物，主要是细菌。微生物以有机物为起点就形成了食物链：图13-2。
污水中有机物、N、P营养物
溶解态
悬浮态
细菌真菌
原生动物
后生动物
处理出水
剩余污泥
食物移动
产物移动

图13-2 活性污泥微生物群体的食物链
13.1.4 活性污泥微生物的增值规律
纯菌种的间歇增殖规律已经学过——《水微生物学基础》，细胞增长过程中存在“对数增长期、减速增长期、内源呼吸期”。
同样，在多种菌种共存的条件下，活性污泥的增长也表现为p369图13-4反映的过程，存在适应期、对数增长期、减速增长期、内源呼吸期。
下面从有机物量F、微生物量M、耗氧速率（有机物降解速率）、污泥活性四个方面分析各个阶段特征。
① 适应期 也称调整期、吸附期，底物投入后，微生物在新环境下与底物接触，先吸附但不分解，适应环境，酶系统发生变化，不分裂，但个体增大。时间较短5~15min。
书上提到后期会发生增值，因量太少，一般不考虑。
② 对数增长期 吸附后，F/M高＞2.2，在O2充足的条件下，降解速度很快、生物增长也很快，耗氧量最大，污泥活性很强但松散、凝聚沉降性较差。
③ 减速增长期 随着F↓、M↑、使得F/M↓，底物的量限制着微生物增长速度，增长速度越来越缓慢，部分微生物不得不分解体内营养及不易降解的有机物，逐渐活性变差、沉降絮凝性提高，某点处微生物数量达到最高、总降解速度最快，维持一定时间后，环境中已很少有营养可被摄取，进入内源呼吸期。
④ 内源呼吸期 F/M很小，充分曝气，混合液中营养耗尽，几乎全部微生物只能分解体内营养以维持生命，活性变差、凝聚沉降性好，出现原生动物、污泥量减少、水变清。
由以上分析看，要利用活性污泥净化污水，必须发挥其吸附性、降解性、凝聚沉降性，但对数增长期凝聚沉降性差、内源呼吸期降解太慢，只有减速增长期的末端同时具备较好的降解性、沉降性、供氧条件也容易满足。因此传统活性污泥法系统（普通曝气池）将反应条件控制在减速增长起末端。
如何控制：有机物量F~微生物量M之间的比例，即负荷。一是原水浓度，二是回流污泥。
13.1.5 活性污泥净化污水的过程
生物处理的实质是污染物（营养物）被转化为无机物和细胞质，活性污泥法即是如此。其净化反应过程复杂，包括物理、化学、物化、生化等。
（1）初期吸附
发生在5~10min内，吸附率达到70%，但是并未降解，只是转移。原因是存在物理吸附、生物吸附。
怎样才能实现较好的吸附，与微生物活性、内部基质“饥饿”程度、外部基质浓度梯度、水力学条件有关。
5~15min
时间
BOD

有机物BOD变化曲线
（2）微生物代谢
15min后发生降解过程，图13-5（p372）。
大分子+胞外酶→小分子→进入细胞壁→完成新陈代谢。
（3）沉降分离
在基质及能量不足的情况下，活性污泥自身凝聚、沉降分离。

营养物应有一定的比例，一般认为BOD5∶N∶P=100∶5∶1。
BOD∶N∶无机盐=100∶5∶2。
13.1.6 环境因素对活性污泥微生物的影响
（1）营养物质平衡
营养物包括：碳、氮、磷、无机盐类、生长素等。
碳源（COD、BOD）需求最多。
氮源（N2、NH3、NO3-、蛋白质、胨、氨基酸）组成微生物细胞内蛋白质和核酸。
磷源是合成核蛋白、卵磷脂及其他磷化合物的重要元素，代谢、物质转移、能量转移必不可少。需要的是无机磷
无机盐需求少，但不可缺，主要的无机盐包括P、K、Mg、Ca、Fe、S，他们参与细胞结构的组成、能量的转移、控制原生质的胶态等；微量的包括Cu、Zn、Co、Mn、Mu，它们是酶辅基的组成部分、是酶的活化剂。
营养物应有一定的比例，一般认为BOD5∶N∶P=100∶5∶1。
BOD∶N∶无机盐=100∶5∶2。
污水处理过程中，如果营养比例不合适，需要人工投加相应的物质，特别是在系统启动阶段更为重要。
（2）溶解氧条件
好氧环境要求溶解氧浓度DO≥2mg/L，缺氧环境DO=0.5~1.0mg/L，厌氧环境DO=0。
（3）pH值
（4）水温
（5）有毒物质
13.2 活性污泥的性能指标及参数
13.2.1 活性污泥的性能指标
（1）控制微生物量的指标
① 混合液悬浮固体浓度MLSS
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii， mg/l （13-4）
测定：定量混合液（1L）、过滤、烘干、称重。
② 混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS
MLSS=Ma+Me+Mi， mg/l （13-5）
测定：先测定MLSS，灼烧、称重灰分、减重即MLVSS。
，代表有机性的比例，也代表活性。生活污水f = 0.75。
（2）控制沉降性能的指标
良好的活性污泥在30min内可完成絮凝沉淀、成层沉淀过程，然后进入压缩沉降过程。
① 污泥沉降比SV
污泥沉降比SV——混合液在100ml量筒中静沉30min后，沉淀污泥的体积占原混合液体积的百分数，（%）。
（%）
② 污泥容积指数SVI
污泥容积指数SVI——曝气池出口混合液静沉30min后，1g干污泥所占污泥区的体积，ml/g。
（ml/g）
SVI值，反映活性污泥的松散程度、浓缩凝聚性、沉降性。
过大，污泥松散、有机物多、活性强、沉降性差、有膨胀可能；
过小，污泥密实、有机物少、活性差、易凝聚沉降；
一般介于70~100之间较好。
（3）评判活性的指标
活性即氧化能力，可用耗氧速率表示。
比耗氧速率SOUR——单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧的量，mgO2/(gMLVSS·h)或mgO2/(gMLSS·h)。
SOUR/OUR大小与DO浓度、底物浓度及可生化性、污泥龄等有关。
一个系统正常情况下OUR波动不大，突然下降时，说明原水中难降解物质突然增多、或有毒物进入。可以作为自动报警。
OUR一般介于8~20 mgO2/(gMLVSS·h)。仪器检测或计算，注意水温。
13.2.2 活性污泥法的设计与运行参数
（1）BOD污泥负荷Ns、BOD容积负荷Nv
Ns——单位时间、单位量的活性污泥所接受的有机物量。
，kgBOD/kgMLSS·d （13-8）
Nv——单位时间、单位容积曝气池所接受的有机物量。
，kgBOD/m3·d （13-9）
——单位时间、单位量的活性污泥所降解的有机物量。
，kgBOD/kgMLSS·d
——单位时间、单位容积曝气池所降解的有机物量。
，kgBOD/m3·d
NV = NSX （13-10）
前两个称为承受负荷，后两者称为处理负荷。

（2）污泥龄（生物平均停留时间）
污泥龄——污泥（微生物）在曝气池中的平均停留时间，d，SRT。
，d 污泥替换时间 （13-11）
∵ △X = QwXr + (Q - Qw)Xe
∴ （13-13，13-14）
（3）污泥回流比
回流比R——从二沉池返回到曝气池的回流污泥量QR与污水流量Q之比，常用%表示。
（13-16）
（4）曝气时间
污水接受曝气的时间t，即污水在曝气池中的平均停留时间，HRT。
t = V/Q = HRT （13-18）
曝气时间决定处理效果，当然与能耗、池容有关。
（5）控制优势菌的参数

13.3.2 反应动力学的理论基础
（1）有机物降解与活性污泥微生物增殖
曝气池是一个完整地反应体系，体系物料平衡图如下：

曝气池内，微生物增殖↑，是因为降解有机物↓，同时存在微生物内源代谢导致生物量减少。即：
微生物增殖速率 = 降解有机物合成的生物量速率 — 内源代谢速率
对于完全混合式活性污泥系统，曝气池中的微生物量物料平衡关系式如下：
每日池内微生物污泥增殖量=每日生成的微生物量—每日自身氧化掉的量
∴ （13-23）
式中，S0——原水BOD浓度；
Se——处理出水BOD浓度；
Q——日处理水量，m3/d；
V——曝气池容积，m3；
X——曝气池中污泥平均浓度，mg/L。
（2）有机物降解与需氧量
同样，曝气池内，因为降解有机物↓，就要消耗溶解氧O2↓，同时微生物内源代谢也消耗溶解氧。即：
∵ 每日总需氧量 = 每日降解有机物耗氧量 + 每日自身氧化需氧量
∴ （13-29）
式中，a——降解需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量，kgO2/kgBOD；
b——自身氧化需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，kgO2/kgMLSS；
S0、Se、Q、V、X 同前。
13.4.9 选择器活性污泥法
选择器（Selector Activated Sludge，简写SAS）是近年来发展和重视的，用来防止好氧生物反应器内，因丝状菌过量繁殖引起的污泥膨胀（污泥沉降性变差）。
方 式：在好氧池前设置HRT很小的小反应区，图13-20，13-21。原水、回流污泥一同进入形成高负荷环境，导致丝状菌营养不足而抑制其过量生长。
形式：好氧选择器、缺氧选择器、厌氧选择器。
选择原理：
好氧选择器（曝气供氧），由于二沉池回流污泥中的菌胶团细菌已经处于“饥饿”状态，具有较强的吸附能力，与原水接触后在5~15min的时间内可以大量吸附原水中的有机物，结果菌胶团细菌竞争获得较多营养基质，丝状菌缺乏营养。混合液进入完全混合曝气池后，易被利用的基质已经吸附储存于菌胶团内，供氧合适的情况下将快速繁殖，增长速率很快，而丝状菌由于缺乏营养被抑制，避免了污泥膨胀。
缺氧选择器（搅拌），绝大部分菌胶团细菌能利用回流污泥中所含硝酸盐中的化合态氧作为电子受体进行繁殖，而丝状菌（球衣菌）无此能力，受到抑制。
厌氧选择器（搅拌），大部分丝状菌（球衣菌）是好氧菌，绝对厌氧条件下肯定被抑制。而绝大部分菌胶团细菌是兼性菌，在厌氧条件下也可繁殖。因为厌氧环境会产生H2S，丝硫菌易繁殖，发生丝硫菌污泥膨胀，所以厌氧选择器的HRT要短。

13.4.10 其他活性污泥法工艺
（1）多级串联活性污泥法
对于高浓度有机废水，可采用多级反应串联方式，各级的负荷、工况不同，发挥不同微生物的优势。成本较高。
（2）深井/水曝气活性污泥法
水中的溶解氧浓度与气体中氧（O2）的分压成正比，因此采取深井/水曝气，DO饱和值要高得多。目的是为提高溶解氧浓度。
（3）浅层曝气活性污泥法
前面一直讲深水曝气有利于提高溶解氧浓度，为什么又出现浅层曝气？
理论基础：气泡在形成或破碎的瞬间，向水中传递氧的速率最快，而与在液体中的移动过程无关。但是移动过程会增加形成或破碎机会。
因此，出现表面曝气（表曝机、射流曝气等曝气方式）。效率高、节能。

13.5 曝气及曝气系统
强化生物处理很重要的环节是高效供氧。
曝气的作用：①供氧（空气、氧气）；
②搅拌（使得溶解氧、微生物、基质均匀分布，充分接触；泥水充分混合、稀释）。
曝气方法：鼓风曝气（风机、输气管、扩散装置）；
机械曝气（叶轮、水跃）；
溶气曝气（射流器、溶气泵）；
联合曝气。

∴
B．表面曝气——无水深影响
（15-77）

13.6.1 活性污泥的培养驯化
（1）工程验收
（2）培养与驯化
生活污水及类似废水——直接培养；工业废水——培养 + 驯化。
方式：异步培培训法、同步培训法、接种培训法。
①异步培训法：先培养，后驯化。加入生活污水或粪便水使多种菌种大量繁殖，然后用原水驯化，筛选优势菌。
稳妥、周期长；适合工业废水类。
②同步培训法：培养开始时即加入部分原水，逐渐加大原水比例，同时完成培养和驯化。
时间短、易波动；适合生活污水类。
③接种培训法：选择相同原水的已建污水厂的活性污泥进行接种，运行。
快速、稳定，要有种泥来源。
注意事项：培养和驯化过程中，定时检测、记录、观察；
菌种营养物比例协调（投加N、P等）；
产物及时排除（换水）。
13.6.3活性污泥法系统运行的异常情况
（1）污泥膨胀
正常的活性污泥沉降性能良好，含水率99%以上。当污泥变质时，污泥不易沉降、SVI增高、污泥结构松散、体积膨胀，含水率上升、澄清液减少，颜色也有异常，这种现象叫污泥膨胀。
分类：① 丝状菌膨胀，丝状菌大量繁殖引起。
② 非丝状菌膨胀，菌胶团内积累大量高粘性多糖类物质，结合水异常增多、比重减轻。
原因：丝状菌大量繁殖，水温偏高、缺氧、pH值低、搅拌小。结合水异常增多，营养比例失调、缺乏无机盐类微量元素。
（2）污泥解体
处理水质浑浊、污泥絮体细小，称污泥解体。
原因：主要是系统中进入了有毒物质，也有运行不当造成的（过量曝气）。
（3）污泥腐化
二沉池中由于污泥在死角长期滞留，会产生厌氧发酵生成气体（H2S、CH4），从而使污泥块状上浮，此时污泥腐败变黑、产生恶臭，这种现象叫污泥腐化。
（4）污泥上浮
另外有一种污泥上浮现象并不是由于污泥腐败造成，而是由于曝气池内污泥龄过长、硝化进程过高，混合液中含有较多的硝态氮（硝酸铵），进入二沉池后由于缺氧会在池底部发生反硝化，脱出氮气附于污泥上，从而使污泥比重降低、整块上浮，此时污泥颜色变化不大、也无恶臭，这种现象叫污泥上浮。
污泥腐化和污泥上浮都发生在二沉池，但二者之间有本质区别。
污泥腐败主要是由于在二沉池中有一些死角，污泥长期滞留后便发生厌氧发酵，生成气体的有H2S、CH4，气体附着于污泥上使其上浮。
污泥上浮又叫反硝化浮泥，是由于含有较多的硝态氮的混合液进入二沉池后，会在缺氧的池底部发生反硝化过程，氮气附于污泥上，从而使污泥上浮。
（5）泡沫问题
产生泡沫的过程中会带走大量污泥，积累在池子表面飞溅，影响卫生。
分类：化学泡沫、生物泡沫。
化学泡沫：乳白色，洗涤剂、表面活性剂。易解决（喷水消泡、除泡剂）
生物泡沫：黄褐色，丝状菌中诺卡氏菌等。难解决（消毒、及时排泥）

13.7 活性污泥法的脱氮除磷原理及应用
氮磷的双重性：氮、磷是植物营养性物质，也是微生物生长必需的物质，水中氮磷较多时将导致湖泊、水库、海湾等缓流水体富营养化。
13.7.1 脱氮原理与工艺技术
水体中的氮，分为有机氮（Organic-N）、无机氮（Inorganic-N）。
有机氮包括：蛋白质、多肽、氨基酸、尿素等。
来源于生活污水、农业废弃物、工业废水。
有机氮极不稳定，无论有氧或无氧，在微生物的作用下很快会分解为氨氮；如果氧充足，会继续氧化为亚硝酸盐氮与硝酸盐氮。——最终为无机氮。
无机氮包括：氨氮（NH4+-N）、亚硝态氮（NO2--N）、硝态氮（NO3--N）。
来源于有机氮转化、农业施肥、工业废水。
无机氮直接引起水体富营养化。
氮及其化合物指标（以N计，mg.L）
分类
总氮
凯氏氮
氨氮
亚硝态氮
硝态氮
表示
TN
KN
NH3-N
NO2--N
NO3--N
定义
四种含氮化合物的总量
有机氮、氨氮之和
游离氨（NH3）与离子状态铵盐（NH4+）之和
亚硝酸盐氮
硝酸盐氮
意义
含氮水平
生物处理时，氮是否充足；需氧量计算。
是否存在生物作用
溶解氧水平
溶解氧水平
生活污水
40~50mg/L
40
25
0.01~0.05
1.0~2.0
测定：比色法可测NO3--N、NO2--N、NH3-N、TN、有机氮=KN- NH3-N。
氮的脱除技术分为：物理化学脱氮技术，生物脱氮技术。
（1）氨的吹脱处理（物化法）
原理：水中氨氮有氨离子（NH4+）和游离氨（NH3），存在平衡关系：
（13-84）
（2）生物脱氮原理
利用微生物作用对氮进行吸收、转化。传统活性污泥细菌去除氮20~40%、去除磷10~30%。
强化生物脱氮途径有，同化——氨化——硝化——反硝化。
① 同化作用
微生物将部分NH4+-N和Org-N吸收为细胞组分。量少，氮只占细胞本身重量的12.5%。不是主要途径
② 氨化作用
有机氮化合物在氨化菌作用下，分解转化为氨氮，称“氨化反应”。 氨化是脱出羧基和氨基的过程。

氨化菌是异养菌，有好氧菌、也有兼性菌和厌氧菌。因此有机氮很容易被氨化。
③ 硝化作用
亚硝酸菌利用氧将氨氮转化为亚硝酸氮、硝酸菌利用氧将亚硝酸氮转化为硝酸氮，这一过程叫硝化。
1）硝化过程
（13-86）
（13-87）
（13-88）
亚硝酸菌和硝酸菌均为化能自养菌，统称硝化细菌。属革兰氏染色阴性、不生芽孢的短干菌和球菌，以CO2为碳源，从无机物的氧化中获取能量。生长速率很低（因为NH4+-N和NO2--N氧化过程产能底）。研究问题热点
2）影响硝化反应的环境因素
温度
溶解氧
硝化细菌——好氧菌，DO影响反应速率和细菌增长速度。一般DO≥2mg/L。
碱度和pH
C/N比
硝化细菌比增速率很慢，比其它异养菌底一个数量级，污水中的C/N过高（COD/TKN=10~15），对硝化细菌基质竞争不利。
泥龄短时易被洗脱排出。
有毒物质
常规毒物对其有害，氨及亚硝酸对其也有毒性，消化污泥上清液回流水就抑制活性20%左右。
④ 反硝化作用
在缺氧/厌氧条件下，兼性异养菌将硝酸氮又转化为亚硝酸氮、继而还原为氮气（N2、N2O、NO）释放出来，这一阶段使氮脱除，叫反硝化。
1）反硝化过程
反硝化细菌——异养兼性厌氧菌，自然界很多。包括变形杆菌、假单胞杆菌、小球菌。在有分子氧（O2）存在时，利用O2呼吸降解有机物，无O2时利用NO2-、NO3-作为电子受体。

NOx-N的还原包括同化作用（合成细胞）和异化作用（分解脱氮为N2），异化反硝化为主，占到总脱氮量的70~75%。
例如以甲醇为电子供体，反应式如下：

2）影响反硝化反应的环境因素
温度
影响反硝化细菌的比增长速率，及活性。一般20~40℃。
溶解氧
O2抑制反硝化菌活性，与硝态氮竞争电子供体。一般DO＜0.3mg/L。
另外，反硝化菌体内某些酶只有在有氧条件下合成，成了矛盾，所以要求好氧厌氧交替工作。
碱度和pH
如反应式，反硝化过程产生[OH-]，积累碱度，正好补充硝化过程中消耗的碱度。
反硝化细菌对pH也敏感，适宜pH=7.0~7.5活性最强，pH不适宜时活性下降，pH值波动是致命的。
碳源有机物
有机物是反硝化反应的碳源，也是电子供体，消耗量很大。要求原水中提供或人工加入。成为目前反硝化脱氮的障碍，许多人研究。
C/N比
理论上，还原1g硝酸氮——需要碳源2.86g（BOD5），一般原水中的都不够。
有毒物质
反硝化细菌抗毒性能力＞硝化细菌，与一般好氧异养菌相同。所以毒性瓶颈在消化过程。

（3）生物脱氮工艺
有机氮→氨氮→亚硝氮→硝态氮→亚硝氮→氮气
好氧处理 + 缺氧处理，营造交替运行即可。
按生物固定场所分为：
悬浮生长型——活性污泥法、氧化沟等；
附着生长型——生物滤池、生物转盘、生物流化床。无需污泥回流、生物量高。
1）传统脱氮工艺
三级生物脱氮系统
设置“曝气池—中间沉淀池”+“硝化池—中间沉淀池”+“反硝化池—中间沉淀池”+ 二沉池。3个中间沉淀池和回流系统。
生物环境好，处理效果好，系统复杂，造价高，已经淘汰。
二级生物脱氮系统
设置“曝气硝化池—中间沉淀池”+“反硝化池—中间沉淀池”+二沉池。2个中间沉淀池和回流系统。
生物环境好，处理效果好，系统复杂，造价高，已经淘汰。
单级生物脱氮系统
二沉池
N2
出 水
剩余污泥
原 水
原水或甲醇
氧化
氨化
硝化

反硝化脱氮
回流污泥

图13-35 传统单级生物脱氮系统
特点：克服了多级系统的复杂性。
但仍然是“氧化——硝化——反硝化”顺序。
问题：硝化阶段需要加碱；
反硝化阶段需要加酸，反硝化碳源不足；
控制难，运行费高。
2）前置反硝化脱氮工艺
为了克服传统生物脱氮系统的缺陷， 20世纪80年代后期产生了前置反硝化工艺，并得到应用。（例如A/O工艺）
（缺氧池）
回流污泥
二沉池
N2
出 水
剩余污泥
原 水
硝化回流液（内循环）
氧化
氨化
硝化

反硝化脱氮
（好氧池）

图13-36 A/O生物脱氮系统
特点：缺氧池中，缺氧环境、回流水提供硝态氮、原水提供碳源，加上搅拌，脱氮效果好。
好氧池中，好氧环境、原水碳源已经降低、负荷小、氧化及硝化彻底，需氧量少、BOD去除率高。
反硝化产生的碱度供硝化反应利用，提高硝化效率，无需调pH值。
基建费和运行费较低。
问题：两套回流系统，回流量造成池子容积较大。
13.7.2 除磷原理与工艺技术
水体中的磷，分为有机磷（Organic-P）、无机磷（Inorganic-N）。
无机磷直接引起水体富营养化。
有机磷与无机磷总和称总磷，表示为TP，以PO43-计，单位mg/L。

除磷技术分为化学除磷、生物除磷。
（1）化学除磷
常用化学药剂：钙盐、铁盐、铝盐。（熟石灰Ca(OH)2、硫酸铝、铝酸钠、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁等）
（2）生物除磷
① 概念
生物除磷依靠聚磷菌PAO（如不动细菌）完成，聚磷菌在好氧条件下，能够过量、超过其生理需要从外部环境中摄取磷，将磷以聚合态贮存在菌体内形成高磷污泥，通过排泥而除磷。
② 机理
除磷机理尚不完全清楚。目前解释：在厌氧条件下，聚磷菌吸收有机物释放磷，自身繁殖；在好氧条件下，则过量吸收磷（聚磷菌增多、过量贮备）。通过这一交替方式，聚磷菌增殖、水中磷进入污泥，好氧后立即排泥，即除磷。
③ 影响生物除磷效果的因素
1）厌氧/好氧交替条件
反复的“厌氧——好氧——厌氧——好氧”环境利于聚磷菌成为优势菌。
厌氧条件释放磷，好像对处理不利？。引入的目的：厌氧条件下纯好氧菌被抑制，而聚磷菌能存活，并且繁殖，在之后的好氧条件下才能大量吸收磷。
厌氧释磷越彻底——好氧吸磷越充分。
2）硝酸盐和易降解有机物
厌氧环境下存在反硝化，反硝化菌与聚磷菌竞争基质（易降解有机物），影响聚磷菌贮存有机物，引起好氧阶段吸磷能力减弱。硝酸盐的存在，抑制厌氧阶段聚磷菌释磷，进而影响聚磷菌贮存有机物，及好氧吸磷。
3）污泥龄
污泥龄宜短不宜长，过长泥量少且有可能再次释磷。
4）温度与pH
温度T=10~30℃较好，pH=6~8。
5）BOD/TP
BOD/TP越高，厌氧释磷越彻底。最好有较多的易降解有机物，会诱导聚磷菌大量释磷。一般要求BOD/TP≥20。
对原水进行水解酸化，再厌氧释磷，效果更好。
（3）生物除磷工艺流程
① Phostrip除磷工艺
图13-38，原水——好氧聚磷——厌氧释磷——对释磷水化学除磷。
适合单纯除磷工艺，要同时降解有机物及脱氮时不适合。
② 厌氧—好氧除磷工艺
比较经典的A/O工艺，图13-39。

（好氧池）
（厌氧池）
回流污泥（含磷污泥）
（二沉池）
出 水
含磷剩余污泥
原 水
曝气池
降解有机物
吸磷

释放磷

图13-39 厌氧/好氧（A/O）除磷工艺流程

特征：遵循生物除磷原理；污泥含磷率4%。
问题：除磷率再难提高，特别是BOD/TP较低时；
二沉池中易产生二次释磷，须及时排放剩余污泥。

13.7.3 同步脱氮除磷工艺
氮的去除要求反应器为 “好氧单元→→厌氧单元”
磷的去除要求反应器为 “厌氧单元→→好氧单元”
看上去矛盾，如果采用前置反硝化系统，则二者可以合并。
这是同步脱氮除磷工艺基础。
（1）Bardenpho 脱氮除磷工艺
基于脱氮除磷的基本原理，形成了A—O—A—O串联工艺。

（厌氧）
（厌氧）
（好氧）
（好氧）
原水
A2
A1
回流污泥（含磷污泥）
二沉池
出 水
含磷剩余污泥
脱氮
释放磷
降解BOD
硝化
吸收磷
脱氮
释放磷
吸收磷
硝化
降解BOD

O1
O2

图13-00 多级（A/O）脱氮除磷工艺流程

特征：利用基本原理，反复脱氮除磷。
问题：工艺流程过长；
A1池，碳源充足、但NOx—N不足，脱氮效果一般；可降解有机物充足、释磷充分；
O1池，主要降解有机物、硝化，因积累NOx—N，吸磷较弱；
A2池，与A1池相反，脱氮效果好；但因可降解有机物不足，释磷不充分；
O2池，主要吸磷，低负荷下硝化、降解BOD。
总体来看，效率较低。

研究：目前，有些研究者试图强化多级A/O工艺同步脱氮的效果，请查资料了解研究思路（改善每个单元的营养及环境条件）。

（2）A-A-O法同步脱氮除磷工艺
又称A2/O，厌氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic），如图13-40。
原水
回流混合液2Q（含硝态氮）
（厌氧）
（缺氧）
（好氧）
A2
A1
回流污泥（含磷污泥）
二沉池
出 水
含磷剩余污泥
释放磷
摄取可降解有机物
脱氮
吸收磷
硝化
降解BOD

O

图13-40（A2/O）法同步脱氮除磷工艺流程
特征：利用基本原理，提供最佳脱氮、除磷的条件和环境。
A1池，原水中可降解有机物充足，回流污泥浓度高，释磷充分；
A2池，回流使NOx—N充足，原水碳源充足，高效脱氮；
O 池，主要吸磷，低负荷下硝化、降解BOD。
效果较好，效率不高。邓家村污水处理厂采用。
问题：工艺流程仍然很长；
回流系统庞大，耗能是其主要障碍。
以上两种工艺，除磷及脱氮效果难以提高，特别是（N、P）/BOD比值较高时，因此还需继续研究新型高效的工艺。

图14-1 生物膜法基本流程

系统组成：初沉池、生物膜反应器、二沉池、供氧/通风系统、水回流系统、剩余污泥处理。
生物膜反应器：是消耗溶解氧、污染转移转化、微生物增长的环境场所。
初沉池：去除原水中的悬浮物。
二沉池：脱落生物膜分离场所。
14.4 生物转盘
14.4.1 概述
也是生物膜技术，载体为一组圆盘、表面粗糙、半浸水、机械转动。
14.4.2 生物转盘
（1）构造
图14-13，由盘片、转轴、反应槽、驱动装置组成。
（2）净化机理
大气直接供氧，其它同生物膜基本原理。
（3）流程
生物转盘
剩余污泥
处理水
污水
初沉池
二沉池

可多个并联、多级串联，筛选优势菌；用于小水量、工业废水处理。

14.6 生物流化床

按照使载体流动的动力来源的不同，分为以液流作为动力的两相流化床和以气流作为动力的三相流化床。两相生物流化床技术是以液流动力促使载体在床内循环，主要用于污水的厌氧处理；三相生物流化床技术是以气体作为载体在床内循环的动力，主要用于污水的好氧处理。

15.1.2 特点
见p502表15-1。
主要优点：①能耗小、运行费低；②产泥量少、污泥稳定；③可回收能源。
主要缺点：①启动慢、占地大； ②对环境要求严格； ③产生臭味。
15.2 厌氧生物处理的基本原理
15.2.1 复杂有机物的厌氧降解途径
（4）产甲烷
（3）产氢产乙酸
（2）酸化
（1）水解
复杂有机物
（碳水化合物、蛋白质、脂肪等）
简单有机物
（简单糖类、氨基酸、肽等）
挥发性脂肪酸和醇
（丙酸、丁酸、戊酸、乙醇等）
CH4、CO2
乙酸
同型产乙酸
(甲醇、H2、CO2)

图15-2 有机物厌氧生物代谢途径
15.2.2 水解阶段
水 解：将水中非溶解性有机物及大分子转化为小分子有机物；
作 用 者：产酸细菌的胞外水解酶；
影响因素：温度、HRT、有机物的组成、有机颗粒的大小、pH值、氨的浓度、产物积累等。
水解速度：与温度、底物成分及浓度有关，一般较慢。
关键是影响Kh，如何影响有待研究。
15.2.3 产酸发酵阶段（酸化）
酸 化：将水解产物（简单有机物）转化为酸和醇，有机物既是电子受体也是电子供体的生物降解过程——称发酵；
作 用 者：产酸细菌；大多数有芽孢，抗毒性抗冲击。
影响因素：同水解。
产酸速度：一般较快，与温度、底物成分及浓度有关。
15.2.4 产氢产乙酸阶段
产氢产乙酸：将乙酸以外的有机酸和醇转化为乙酸、氢、CO2；
作 用 者：产氢产乙酸细菌（HPA）；
影响因素：底物浓度、产物积累、pH值等。
速 度：较快。
15.2.5 产甲烷阶段
产 甲 烷：将乙酸、甲酸、甲醇、甲胺、氢、CO2转化为沼气（CH4、CO2）；
作 用 者：产甲烷细菌；
影响因素：严格厌氧、底物浓度、碱度、pH值等。
速 度：较慢。
整个系统复杂，对于易降解有机物，产甲烷阶段是限速步骤；
对于难降解有机物，水解阶段是限速步骤。
15.2.6 其他厌氧生物处理过程
（1）硫酸盐还原过程
在厌氧条件下，废水中含有硫酸盐时存在硫酸盐还原过程。即：

产生臭味、抑制影响正常的厌氧反应。
浓度较低时常规厌氧反应即可；浓度较高时，工艺上先进行硫酸盐还原，减轻对产甲烷过程的影响，或者化学法沉淀去除硫酸盐。
（2）反硝化与厌氧氨氧化
在厌氧条件下，废水中含有硝酸盐和亚硝酸盐时存在反硝化过程。存在氨时发生厌氧氨氧化。