上海交通大学：《生物技术与人类》通识课程教学资源（小论文）生物技术与污水处理.doc_大学文库

过程，能够将复杂的有机物转化为简单有机物。微生物的呼吸作用主要分为三类：有氧呼吸、无氧呼吸、发酵。一般来说，对污水的生物处理可主要分为好氧处理和厌氧处理。 1.2.1好氧处理好氧处理是好养生物在有游离氧的情况下，好氧微生物降解有机物，使污水稳定化、无害化的过程。一般来说，如果水中的有机物浓度不高，供养速率能够满足生物氧化的耗氧速率的时候，用好氧处理。好氧处理具有反应速度快、反应时间短、反应容器小、臭气小等有点。缺点为需要消耗大量能源 1.2.2厌氧处理厌氧处理是指厌氧微生物在没有游离氧的情况下，进行降解和稳定有机物的生物处理方法。厌氧处理能够将高分子的有机化合物转化为稳定的小型有机分子，并释放能量。厌氧处理不需另加碳源，耗费低，并且能够回收能量，剩余污泥量较少。但是厌氧处理速度较慢，需要的容积大，并且会散发出臭味。一般来说厌氧处理主要来处理高浓度的污水。 1.3微生物的营养类型微生物通过自身的生化反应能够将生活环境中的物质转化成自身所需要的物质，人类便可以通过所需要处理的水质来选择所需要的微生物。例如所处理的污水中含有大量的氮，则需要采用硝化细菌转化为硝态氮，再利用反硝化细菌转化为氮气除去。许多污水中存在难降解有机物，可以设置厌氧区和好氧区，利用厌氧微生物将大分子有机物转化为易降解的小分子有机物，再利用好氧菌除去。 2.活性污泥法 2.1活性污泥法原理活性污泥是对静置污水产生的絮凝状污泥，其中含有大量的微生物。在供养充分的情况下，活性污泥中的微生物能够利用污水中的有机物为原料，进行新陈代谢，从而消除水中的有机物。 2.2活性污泥法的基本工艺流程活性污泥法的主要反应发生在曝气池中。曝气池是一个生物反应器，污水和回流的活性污泥仪器进入曝气池，通过曝气设备能够将曝气池中提供充分的氧气。同时曝气设备起到了搅拌作用使得污泥处于悬浮状态，污水中的有机物能和活性

过程，能够将复杂的有机物转化为简单有机物。微生物的呼吸作用主要分为三类：有氧呼吸、无氧呼吸、发酵。一般来说，对污水的生物处理可主要分为好氧处理和厌氧处理。 1.2.1 好氧处理好氧处理是好养生物在有游离氧的情况下，好氧微生物降解有机物，使污水稳定化、无害化的过程。一般来说，如果水中的有机物浓度不高，供养速率能够满足生物氧化的耗氧速率的时候，用好氧处理。好氧处理具有反应速度快、反应时间短、反应容器小、臭气小等有点。缺点为需要消耗大量能源 1.2.2 厌氧处理厌氧处理是指厌氧微生物在没有游离氧的情况下，进行降解和稳定有机物的生物处理方法。厌氧处理能够将高分子的有机化合物转化为稳定的小型有机分子，并释放能量。厌氧处理不需另加碳源，耗费低，并且能够回收能量，剩余污泥量较少。但是厌氧处理速度较慢，需要的容积大，并且会散发出臭味。一般来说厌氧处理主要来处理高浓度的污水。 1.3 微生物的营养类型微生物通过自身的生化反应能够将生活环境中的物质转化成自身所需要的物质，人类便可以通过所需要处理的水质来选择所需要的微生物。例如所处理的污水中含有大量的氮，则需要采用硝化细菌转化为硝态氮，再利用反硝化细菌转化为氮气除去。许多污水中存在难降解有机物，可以设置厌氧区和好氧区，利用厌氧微生物将大分子有机物转化为易降解的小分子有机物，再利用好氧菌除去。 2. 活性污泥法 2.1 活性污泥法原理活性污泥是对静置污水产生的絮凝状污泥，其中含有大量的微生物。在供养充分的情况下，活性污泥中的微生物能够利用污水中的有机物为原料，进行新陈代谢，从而消除水中的有机物。 2.2 活性污泥法的基本工艺流程活性污泥法的主要反应发生在曝气池中。曝气池是一个生物反应器，污水和回流的活性污泥仪器进入曝气池，通过曝气设备能够将曝气池中提供充分的氧气。同时曝气设备起到了搅拌作用使得污泥处于悬浮状态，污水中的有机物能和活性

污泥进行充分的接触。在经过一段时间的反应之后，污水中的有机物得到降解，处理后的混合液进入到二沉池当中，进行泥水分离，所得到的就是处理后的清水。当一次处理不够降解有机物时，可以使二沉池的水一部分回流。 2.3活性污泥法的生物过程 2.3.1对有机物的去除过程在活性污泥法去除有机物的过程中，COD在处理初期降低的特别快，再逐渐变慢。在曝气初期，活性污泥因为微生物细胞壁外的黏液，具有极强的吸附性，使得和污水接触后大量有机物吸附到活性污泥上。随着曝气过程的延续，被活性污泥吸附的大量有机物被微生物所利用，微生物逐渐生长并降解其中的有机物。 2.3.2微生物代谢和泥水分离被微生物所利用的有机物先被氧化分解成中间产物，供微生物生长繁殖，并逐渐分解。一部分有机物随着好氧微生物的呼吸作用最终成为二氧化碳和水。另一部分有机物被微生物所稳定，转化为蛋白质等有机物供微生物生长繁殖。这两种途径均可降解水中的有机污染物，呼吸作用产物可直接排放，同化作用则储存在污泥中需要二次处理。活性污泥在达到污水中污染物去除的目标后需要进行泥水分离，整个过程在二沉池当中进行。泥水分离是活性污泥的最后处理过程，沉淀下来的污泥含有大量微生物，可以供给曝气池中的污泥。 2.4活性污泥法运行方式 2.4.1传统活性污泥法传统活性污泥法主要针对于曝气池的构造和工艺运行结构进行改进。主要方法有推流式活性污泥法、渐减曝气活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法、完全混合式活性污泥法等等。各种活性污泥法各有其优缺点，主要是针对曝气池进行改进。 2.4.2氧化沟氧化沟是活性污泥法的变形，污水和活性污泥能够在环状的曝气渠道中进行不断的循环流动。流动过程中有充分的曝气，是混合液充分混合并充满氧气，使得污水中的污染物得到降解。氧化沟与传统活性污泥法相比具有工艺流程简单。运行管理方便、处理效果稳定、污泥产率低等优势。 2.4.3SBR工艺

污泥进行充分的接触。在经过一段时间的反应之后，污水中的有机物得到降解，处理后的混合液进入到二沉池当中，进行泥水分离，所得到的就是处理后的清水。当一次处理不够降解有机物时，可以使二沉池的水一部分回流。 2.3 活性污泥法的生物过程 2.3.1 对有机物的去除过程在活性污泥法去除有机物的过程中，COD 在处理初期降低的特别快，再逐渐变慢。在曝气初期，活性污泥因为微生物细胞壁外的黏液，具有极强的吸附性，使得和污水接触后大量有机物吸附到活性污泥上。随着曝气过程的延续，被活性污泥吸附的大量有机物被微生物所利用，微生物逐渐生长并降解其中的有机物。 2.3.2 微生物代谢和泥水分离被微生物所利用的有机物先被氧化分解成中间产物，供微生物生长繁殖，并逐渐分解。一部分有机物随着好氧微生物的呼吸作用最终成为二氧化碳和水。另一部分有机物被微生物所稳定，转化为蛋白质等有机物供微生物生长繁殖。这两种途径均可降解水中的有机污染物，呼吸作用产物可直接排放，同化作用则储存在污泥中需要二次处理。活性污泥在达到污水中污染物去除的目标后需要进行泥水分离，整个过程在二沉池当中进行。泥水分离是活性污泥的最后处理过程，沉淀下来的污泥含有大量微生物，可以供给曝气池中的污泥。 2.4 活性污泥法运行方式 2.4.1 传统活性污泥法传统活性污泥法主要针对于曝气池的构造和工艺运行结构进行改进。主要方法有推流式活性污泥法、渐减曝气活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法、完全混合式活性污泥法等等。各种活性污泥法各有其优缺点，主要是针对曝气池进行改进。 2.4.2 氧化沟氧化沟是活性污泥法的变形，污水和活性污泥能够在环状的曝气渠道中进行不断的循环流动。流动过程中有充分的曝气，是混合液充分混合并充满氧气，使得污水中的污染物得到降解。氧化沟与传统活性污泥法相比具有工艺流程简单。运行管理方便、处理效果稳定、污泥产率低等优势。 2.4.3 SBR 工艺

SBR工艺与传统活性污泥法的区别是，SBR技术将污水和污泥完全混合，经过一定时间的反应后再同时将污水和污泥取出。虽然其工艺较之于传统活性污泥法繁琐，但现在自动控制技术的快速发展可以解决这个问题。而 SB法处理效果好，出水稳定，适应性强，污泥沉降性能好的特点使之能够更好的去处理污水。 3.生物膜法 3.1生物膜法原理生物膜法的净化机理与活性污泥法相同，都是利用微生物净化污水中有机污染物。与活性污泥法不同的是，生物膜法中微生物附着生长在填料或载体表面上，形成生物膜。污水与生物膜所接触而得到净化。 3.2生物膜法基本流程先采用初沉池去除大部分悬浮固体后再进入生物膜法反应器。生物膜法反应器中老化的生物膜不断脱落下来，随水流入二沉池被沉淀除去。当进水有机务浓度高时，生物膜增长较快，常采用出水回流来减小水力负荷，从而保持生物膜的更新和良好的生物活性。 3.3普通生物滤池普通生物滤池有被称为滴滤池，负荷较低，BOD去除效率高，但占地大，易于堵塞。普通生物滤池主要由池体、滤床、布水装置和排水系统构成，填料主要采用碎石等。 3.4生物转盘生物转盘是一种生物膜法处理技术，机理基本与生物滤池相同，但构造形势与生物滤池有着很大的区别。生物转盘是由垂直固定在水平轴上的一组圆形盘片和半圆形水槽所构成。微生物主要生长在盘片表面，形成了一层生物膜。工作时，污水流过水槽，电动机转动转盘，盘片上的生物膜和大气与污水轮替接触，浸没式吸附污水中的有机物，敞露时吸收大气中的氧气。当生物膜失去活性时由于水中的剪切力自动脱落，并流入到二沉池中。 4.自然生物处理系统 4.1生物稳定塘生物稳定塘对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似，是利用天然净化能力处理污水的生物措施。稳定塘自然生态系统由生物和非生物组成。在稳定塘中起主要作用的是细菌

SBR 工艺与传统活性污泥法的区别是，SBR 技术将污水和污泥完全混合，经过一定时间的反应后再同时将污水和污泥取出。虽然其工艺较之于传统活性污泥法繁琐，但现在自动控制技术的快速发展可以解决这个问题。而 SBR 法处理效果好，出水稳定，适应性强，污泥沉降性能好的特点使之能够更好的去处理污水。 3. 生物膜法 3.1 生物膜法原理生物膜法的净化机理与活性污泥法相同，都是利用微生物净化污水中有机污染物。与活性污泥法不同的是，生物膜法中微生物附着生长在填料或载体表面上，形成生物膜。污水与生物膜所接触而得到净化。 3.2 生物膜法基本流程先采用初沉池去除大部分悬浮固体后再进入生物膜法反应器。生物膜法反应器中老化的生物膜不断脱落下来，随水流入二沉池被沉淀除去。当进水有机务浓度高时，生物膜增长较快，常采用出水回流来减小水力负荷，从而保持生物膜的更新和良好的生物活性。 3.3 普通生物滤池普通生物滤池有被称为滴滤池，负荷较低，BOD 去除效率高，但占地大，易于堵塞。普通生物滤池主要由池体、滤床、布水装置和排水系统构成，填料主要采用碎石等。 3.4 生物转盘生物转盘是一种生物膜法处理技术，机理基本与生物滤池相同，但构造形势与生物滤池有着很大的区别。生物转盘是由垂直固定在水平轴上的一组圆形盘片和半圆形水槽所构成。微生物主要生长在盘片表面，形成了一层生物膜。工作时，污水流过水槽，电动机转动转盘，盘片上的生物膜和大气与污水轮替接触，浸没式吸附污水中的有机物，敞露时吸收大气中的氧气。当生物膜失去活性时由于水中的剪切力自动脱落，并流入到二沉池中。 4. 自然生物处理系统 4.1 生物稳定塘生物稳定塘对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似，是利用天然净化能力处理污水的生物措施。稳定塘自然生态系统由生物和非生物组成。在稳定塘中起主要作用的是细菌

和藻类。这种菌藻共生体可同时利用无机碳、氮、磷合成细胞物质，降解水中的污染物质。细菌通过降解作用将有机物转化为二氧化碳和自身的营养物质。而藻类则利用二氧化碳和细菌产生的无机氮磷生长，并向稳定塘类提供氧气。通过稀释作用、沉淀和絮凝作用、微生物代谢作用、水生动物作用、植物作用等等能够将水中的污染物稳定化逐渐消除。之后可将稳定塘中适当添加水生植物、鱼类、原生生物等等构成一个稳定的生态系统。 4.2人工湿地湿地处理系统是利用低洼湿地和沼泽地处理污水的方法。将污水投入到土壤经常处于饱和状态而且生长有芦苇等耐水植物的沼泽地上，在污水流动的过程中，污水得到净化。人工湿地是通过人为的控制，利用湿地复杂的特殊物理、化学、生物综合功能净化污水，且以净化污水为主要目的。人工湿地能保持全年较高的水力负荷，冬季也能运行，处理污水效果稳定有效可靠，出水BOD、SS也由于生物处理，投资费用低，且可以收割作物，美华景观等等。人工湿地的构造常常选用适合沼泽地生长的水生植物，例如芦苇等，繁茂的水生植物为微生物提供良好的栖息场所，并输送所需要的氧，使之保持正常的生理活动。 5.脱氮除磷 5.1生物法脱氮生物脱氮主要分为氨化、硝化、反硝化作用。氨化作用主要是通过有机氮化合物在氨化细菌分泌的水解酶催化作用下，水解断开肽键，使蛋白质分解成氨基酸硝化作用分两步进行，首先是在亚硝化细菌的作用下将氨转化为亚硝酸盐，在经过硝化细菌的作用将亚硝酸盐转化为硝酸盐。反硝化作用主要是通过反硝化细菌将硝酸离子和亚硝酸离子转化为氮气。生物法脱氮技术主要分为三段。第一段为普通曝气池除去BOD、COD,同时完成氨化的过程。第二段曝气池为硝化曝气池，将氨转化为硝酸根。第三段为反硝化反应器，在缺氧条件下，硝酸根被还原成氮气释放成大气中。 5.2生物法除磷生物法除磷主要是通过聚磷菌的代谢活动产生的。好氧条件下聚磷菌对污水中的溶解性磷酸盐过量吸收，进行沉淀分离。含有过量磷的污泥少部分以剩余污

和藻类。这种菌藻共生体可同时利用无机碳、氮、磷合成细胞物质，降解水中的污染物质。细菌通过降解作用将有机物转化为二氧化碳和自身的营养物质。而藻类则利用二氧化碳和细菌产生的无机氮磷生长，并向稳定塘类提供氧气。通过稀释作用、沉淀和絮凝作用、微生物代谢作用、水生动物作用、植物作用等等能够将水中的污染物稳定化逐渐消除。之后可将稳定塘中适当添加水生植物、鱼类、原生生物等等构成一个稳定的生态系统。 4.2 人工湿地湿地处理系统是利用低洼湿地和沼泽地处理污水的方法。将污水投入到土壤经常处于饱和状态而且生长有芦苇等耐水植物的沼泽地上，在污水流动的过程中，污水得到净化。人工湿地是通过人为的控制，利用湿地复杂的特殊物理、化学、生物综合功能净化污水，且以净化污水为主要目的。人工湿地能保持全年较高的水力负荷，冬季也能运行，处理污水效果稳定有效可靠，出水 BOD、SS 也由于生物处理，投资费用低，且可以收割作物，美华景观等等。人工湿地的构造常常选用适合沼泽地生长的水生植物，例如芦苇等，繁茂的水生植物为微生物提供良好的栖息场所，并输送所需要的氧，使之保持正常的生理活动。 5. 脱氮除磷 5.1 生物法脱氮生物脱氮主要分为氨化、硝化、反硝化作用。氨化作用主要是通过有机氮化合物在氨化细菌分泌的水解酶催化作用下，水解断开肽键，使蛋白质分解成氨基酸硝化作用分两步进行，首先是在亚硝化细菌的作用下将氨转化为亚硝酸盐，在经过硝化细菌的作用将亚硝酸盐转化为硝酸盐。反硝化作用主要是通过反硝化细菌将硝酸离子和亚硝酸离子转化为氮气。生物法脱氮技术主要分为三段。第一段为普通曝气池除去 BOD、COD，同时完成氨化的过程。第二段曝气池为硝化曝气池，将氨转化为硝酸根。第三段为反硝化反应器，在缺氧条件下，硝酸根被还原成氮气释放成大气中。 5.2 生物法除磷生物法除磷主要是通过聚磷菌的代谢活动产生的。好氧条件下聚磷菌对污水中的溶解性磷酸盐过量吸收，进行沉淀分离。含有过量磷的污泥少部分以剩余污

泥的形式排出。而在厌氧条件下，有机物再聚磷菌的作用下转化为乙酸酐，而活性污泥中的聚磷菌在厌氧状态下，体内的聚磷分解，重新释放到污水中。即厌氧释磷，好氧聚磷。除磷工艺由初沉池、厌氧池、好氧池、二沉池组成。污水在厌氧池中进行释磷，在好氧池中聚磷，在二沉池中将污泥沉淀，从而将磷除去。参考文献 [1]王晓莲，彭永臻，王淑莹，马勇.城市可持续污水生物处理技术[J].水处理技术，2004，(02)：106-109 [2]张永健，邢旭.传统活性污泥法与吸附一再生活性污泥法的比较[J].环境保护与循环经济，2008，(08)：22-24 [3]代学民，王霞，马云霞，邓大鹏.浅谈活性污泥法的发展和演变[J].河北建筑工程学院学报，2004，(02)：25-27. [4]庞子山.活性污泥法工艺系统优化设计模型及应用研究[D].重庆大学，2004. [5]林喆，赵庆祥，陆美红，祁世民，翟亚连.膜分离活性污泥法的研究[J].城市环境与城市生态，1994，(01)：6-11 [6]刘善东，钟辉，邹贤，朱佳兵，徐文轩.活性污泥法处理生活废水介绍及其展望 [7].浙江化工，2016,47(01)：39-42. [8]张磊，郎建峰，牛姗姗.生物膜法在污水处理中的研究进展[J].水科学与工程技术，2010，(05)：38-41. [9]蒙晓斌.生物膜法净化污水机理及其工艺特点探析[J].科技视界，2012，(27)： 358-359. [10]黄令.生物膜法在市政污水处理中的应用前景[J].科技与创新，2016，(10)： 37. [11]吕建亮^1，赵国平2，翟云鹏^2，刘福宁^2，杨宏伟^2.人工湿地在渭河（宝鸡段)水质净化中的应用与对策[J/OL].宝鸡文理学院学报（自然科学版)，2017，(04)：1-6(2017-06-28).http:/kns.cmki.net/kcms/detai1/61.1290. N.20170628.1021.001.html.D0I:10.13467/j.cnki.jbuns.2017.04.001 [12]任庆，张洪林，张晶，刘佳宁.人工湿地污水处理技术的应用[J].辽宁城乡环境科技，2004，(06)：3-5 [13]赵学敏，虢清伟，周广杰，许振成.改良型生物稳定塘对滇池流域受污染河流净化效果[J].湖泊科学，2010,22(01)：35-43 [14幻文湘华，钱易，顾夏声.生物稳定塘常规运行状态模拟与分析[J].环境科学， 1992,(03):2-6+94 [15]肖文涛.污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展[J].环境保护与循环经

泥的形式排出。而在厌氧条件下，有机物再聚磷菌的作用下转化为乙酸酐，而活性污泥中的聚磷菌在厌氧状态下，体内的聚磷分解，重新释放到污水中。即厌氧释磷，好氧聚磷。除磷工艺由初沉池、厌氧池、好氧池、二沉池组成。污水在厌氧池中进行释磷，在好氧池中聚磷，在二沉池中将污泥沉淀，从而将磷除去。参考文献 [1]王晓莲,彭永臻,王淑莹,马勇. 城市可持续污水生物处理技术[J]. 水处理技术,2004,(02):106-109 [2]张永健,邢旭. 传统活性污泥法与吸附—再生活性污泥法的比较[J]. 环境保护与循环经济,2008,(08):22-24. [3]代学民,王霞,马云霞,邓大鹏. 浅谈活性污泥法的发展和演变[J]. 河北建筑工程学院学报,2004,(02):25-27. [4]庞子山. 活性污泥法工艺系统优化设计模型及应用研究[D].重庆大学,2004. [5]林喆,赵庆祥,陆美红,祁世民,翟亚连. 膜分离活性污泥法的研究[J]. 城市环境与城市生态,1994,(01):6-11 [6]刘善东,钟辉,邹贤,朱佳兵,徐文轩. 活性污泥法处理生活废水介绍及其展望 [7]. 浙江化工,2016,47(01):39-42. [8]张磊,郎建峰,牛姗姗. 生物膜法在污水处理中的研究进展[J]. 水科学与工程技术,2010,(05):38-41. [9]蒙晓斌. 生物膜法净化污水机理及其工艺特点探析[J]. 科技视界,2012,(27): 358-359. [10]黄令. 生物膜法在市政污水处理中的应用前景[J]. 科技与创新,2016,(10): 37. [11]吕建亮^1,赵国平^2,翟云鹏^2,刘福宁^2,杨宏伟^2. 人工湿地在渭河(宝鸡段 ) 水质净化中的应用与对策 [J/OL]. 宝鸡文理学院学报 ( 自然科学版 ),2017,(04):1-6(2017-06-28).http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1290. N.20170628.1021.001.html. DOI：10.13467/j.cnki.jbuns.2017.04.001. [12]任庆,张洪林,张晶,刘佳宁. 人工湿地污水处理技术的应用[J]. 辽宁城乡环境科技,2004,(06):3-5 [13]赵学敏,虢清伟,周广杰,许振成. 改良型生物稳定塘对滇池流域受污染河流净化效果[J]. 湖泊科学,2010,22(01):35-43 [14]文湘华,钱易,顾夏声. 生物稳定塘常规运行状态模拟与分析[J]. 环境科学, 1992,(03):2-6+94 [15]肖文涛. 污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展[J]. 环境保护与循环经