知識(shí)資料環(huán)境評(píng)價(jià)與環(huán)境規(guī)劃(十六)(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。PAGE第頁(yè)/共頁(yè)5．1．6生物化學(xué)處理主意1．好氧懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)處理主意在天然環(huán)境（土壤和水體）中，存在著大量微生物，它們具有氧化分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的龐大能力。水的生物化學(xué)處理法就是在人丁發(fā)明的有利于微生物生命活動(dòng)的環(huán)境中，使微生物大量繁殖，提高微生物氧化分解有機(jī)物效率的一種水處理主意。它主要用于去除污水中溶解性和膠體性有機(jī)物，降低水中氮磷等營(yíng)養(yǎng)物的含量。生物化學(xué)處理法分為好氧和厭氧2大類，分離利用好氧微生物和厭氧微生物分解有機(jī)物。從生物化學(xué)處理的工藝過(guò)程又可分為懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)和附著生長(zhǎng)系統(tǒng)2種。好氧懸浮生長(zhǎng)生物處理主意主要分為活性污泥法、氧化塘法。l）活性污泥法（1）基本原理。向生活污水中不斷注人空氣，維持水中有充足的溶解氧，經(jīng)過(guò)一段時(shí)光后，污水中即生成一種絮凝體。這種絮凝體是由大量繁殖的微生物構(gòu)成，易于沉淀分離，使污水得到澄清，這就是“活性污泥”?；钚晕勰喾ň褪且詰腋≡谒械幕钚晕勰酁橹黧w，在微生物生長(zhǎng)有利的環(huán)境條件下和污水充足接觸，使污水凈化的一種主意。污水和回流活性污泥一起進(jìn)人曝氣池，成為懸浮混合液，沿曝氣池注人壓縮空氣曝氣，使污水和活性污泥充足混合接觸，并供養(yǎng)混合液充足的溶解氧。這時(shí)污水中的有機(jī)物被活性污泥中的好氧微生物群體分解，然后混合液進(jìn)人二次沉淀池，活性污泥與水澄清分離，部分活性污泥回流到曝氣池，繼續(xù)舉行凈化過(guò)程，澄清水則溢流排放。因?yàn)樵谔幚磉^(guò)程中活性污泥不斷增長(zhǎng)，部分剩余污泥從系統(tǒng)中排出，以維持系統(tǒng)穩(wěn)定?；钚晕勰嗳コ杏袡C(jī)物，主要經(jīng)歷3個(gè)階段：①吸附階段，污水與活性污泥接觸后的很短時(shí)光內(nèi)水中有機(jī)物（BOD）疾馳降低，這主要是吸附作用引起的，因?yàn)樾鯛畹幕钚晕勰啾砻娣e很大（約2000－10000m2／m3混合液），表面具有多糖類軸液層，污水中懸浮的和膠體的物質(zhì)被絮凝和吸附疾馳去除，活性污泥的初期吸附性能取決于污泥的活性；②氧化階段，在有氧的條件下，微生物將吸附階段吸附的有機(jī)物一部分氧化分解獲取能量，一部分則合成新的細(xì)胞，從污水處理的角度看，不論是氧化還是合成都能從水中去除有機(jī)物，只是合成的細(xì)胞必須易于絮凝沉淀而能從水中分離出來(lái)，這一階段比吸附階段慢得多；③絮凝體形成與凝結(jié)沉淀階段，氧化階段合成的菌體有機(jī)體絮凝形成絮凝體，通過(guò)重力沉淀從水中分離出來(lái)，使水得到凈化。（二）影響活性污泥增長(zhǎng)的因素?；钚晕勰喾ㄊ撬w自凈過(guò)程的人工強(qiáng)化，要充足發(fā)揮活性污泥微生物的代謝作用，必須發(fā)明有利于微生物生長(zhǎng)繁殖的良好條件。影響活性污泥增長(zhǎng)的主要因素有以下2方面。Ⅰ．溶解氧?；钚晕勰喾ㄊ呛醚醯纳锾幚矸?。氧是好氧微生物生存的須要條件，供氧不足會(huì)妨礙微生物代謝過(guò)程，會(huì)造成絲狀菌等耐低溶解氧的微生物滋長(zhǎng)，使污泥不易沉淀，這種現(xiàn)象稱為污泥膨脹?；钚晕勰嗷旌弦褐腥芙庋鯘舛纫訸m令L左右為宜。Ⅱ。營(yíng)養(yǎng)物。微生物生長(zhǎng)繁殖必須一定的營(yíng)養(yǎng)物。碳元素的需要量普通以BOD5負(fù)荷率表示，它直接影響到污泥的增長(zhǎng)、有機(jī)物降解速率、耗氧量和沉淀性能。（3）評(píng)價(jià)活性污泥的指標(biāo)。活性污泥是由細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、部分少量的后生動(dòng)物等多種微生物群體組成的一個(gè)小生態(tài)系統(tǒng)。在性能良好的活性污泥中，占優(yōu)勢(shì)的主要是以菌膠團(tuán)存在的細(xì)菌和固著型纖毛類原生動(dòng)物，如鐘蟲(chóng)、蓋纖蟲(chóng)和等枝蟲(chóng)等。評(píng)價(jià)活性污泥，除舉行生物相的看見(jiàn)外，還使用以下指標(biāo)。Ⅰ．混合液懸浮固體（MLSS）。是指曝氣池中污水和活性污泥混合后的混合液懸浮固體數(shù)量，單位為mg／L，也稱混合液污泥濃度，是計(jì)量曝氣池中活性污泥數(shù)量的指標(biāo)。MthS是具有活性的微生物（Ma），微生物自身氧化的殘留物（Me），吸附在污泥上不能為生物降解的有機(jī)物（Mi）和無(wú)機(jī)物（Mii）四者的總量。Ⅱ．混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）。Ⅲ．污泥沉降比（SV％）。指曝氣池混合液在100mL量筒中靜置沉淀30min后，沉淀污泥占混合液的體積百分比。污泥沉降比反映曝氣池正常運(yùn)行時(shí)的污泥量，用以控制剩余污泥的排放，它還能及時(shí)反映出污泥膨脹等異常情況。IV．污泥指數(shù)（SVI）。污泥指數(shù)是污泥容積指數(shù)的簡(jiǎn)稱，是指曝氣池出口處混合液經(jīng)30min沉淀后，1g干污泥所占的容積，以毫升（mL）計(jì)。SVI值能較好地反映出活性污泥的松散程度（活性）和凝結(jié)、沉淀性能。對(duì)于普通城市污水，SVI在50－150左右。SVI值過(guò)低，說(shuō)明泥粒細(xì)小緊密，無(wú)機(jī)物多，缺乏活性和吸附能力；SVI值過(guò)高，說(shuō)明污泥難于沉淀分離。V．污泥齡（0s）。這是指曝氣池中丁作的活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量的比值，單位是天（d）。它表示新增長(zhǎng)的污泥在曝氣池中的平均停歇時(shí)光。污泥齡和細(xì)菌的增長(zhǎng)處于什么階段直接有關(guān)，以它作為生物處理過(guò)程的主要參數(shù)是很有價(jià)值的。（4）活性污泥系統(tǒng)生物過(guò)程動(dòng)力學(xué)特征?；钚晕勰喾ò凑瘴鬯谄貧獬刂械乃鳡顟B(tài)可分為徹低混合式和推流式兩種。在理論上，對(duì)于溶解有機(jī)物降解來(lái)說(shuō)，有回流的推流系統(tǒng)比有回流的徹低混合系統(tǒng)效果更好。但在實(shí)際中，因?yàn)榭v向蔓延的存在，很難得到真正的推流狀態(tài)，加之推流系統(tǒng)不如充全混合系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，從而縮小了這兩種方式在處理效果上的差別。（5）曝氣主意與曝氣池的構(gòu)造。Ⅰ．曝氣的機(jī)理?；钚晕勰喾ǖ恼＿\(yùn)行，除在曝氣池內(nèi)保持充足數(shù)量的活性污泥外，還需提供充沛的溶解氧，并保持活性污泥處于懸浮狀態(tài)。曝氣過(guò)程的目的就是將空氣中的氧強(qiáng)制溶解到曝氣池混合液中去，并提供相宜的攪拌。曝氣池內(nèi)氧的轉(zhuǎn)移速率受氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)和液體飽和溶解氧濃度和液體實(shí)際溶解氧濃度之差的影響。氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)因空氣量、水溫、攪拌方式、水質(zhì)等條件而變化?？s小氣泡直徑，延伸氣液接觸時(shí)光，更新液界面膜并減少膜厚度，都能增大氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)，從而增大氧轉(zhuǎn)移速率。第二，加大水深，增強(qiáng)空氣中氧含量（甚至純氧）等，都有助于加大液體的飽和溶解氧值，也能增大氧的轉(zhuǎn)移速率。Ⅱ．曝氣主意。通常采用的曝氣主意有鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣和鼓風(fēng)與機(jī)械并用式3種.Ⅰ）鼓風(fēng)曝氣。鼓風(fēng)曝氣是常用的曝氣方式，它由加壓設(shè)備、管道系統(tǒng)和蔓延裝置3部分組成。加壓設(shè)備普通是回轉(zhuǎn)式或離心式鼓風(fēng)機(jī)；蔓延裝置可分為小氣泡、中氣泡、大氣泡、水力剪切和機(jī)械剪切等類型。Ⅱ）機(jī)械曝氣。機(jī)械曝氣普通是利用裝設(shè)在曝氣池內(nèi)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，強(qiáng)烈地?cái)噭?dòng)水面，將空氣吸人水中，疾馳更新氣－液界面，使空氣中的氧溶人水中。機(jī)械曝氣設(shè)備可分為葉輪和轉(zhuǎn)刷兩類。Ⅲ．曝氣池的類型與構(gòu)造。曝氣池的構(gòu)造和形式無(wú)數(shù)，可從幾個(gè)方面舉行分類：從混合液的流型可分為推流式、徹低混合式和循環(huán)混合式3種；Ⅰ)退流式曝氣池。Ⅱ）徹低混合式曝氣池。Ⅲ）循環(huán)混合曝氣池（氧化溝）。循環(huán)混合式曝氣池多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，其平面形狀像跑道，轉(zhuǎn)刷設(shè)在直段上，轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)動(dòng)使混合液曝氣并在池內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，活性污泥呈懸浮狀態(tài)。氧化溝延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需另設(shè)二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)。間歇運(yùn)行可省去二次沉淀池，停止曝氣時(shí)，氧化溝作沉淀池用。剩余污泥通過(guò)設(shè)于溝內(nèi)的污泥收集器排除。普通采用兩個(gè)池，交替舉行曝氣和沉淀操作。氧化溝流程容易，施工方便，曝氣轉(zhuǎn)刷易制作，布置緊湊，是一種有前途的活性污泥處理方式。（6）活性污泥的運(yùn)行方式與維護(hù)管理。Ⅰ．普通活性污泥法。普通活性污泥法又稱傳統(tǒng)活性污泥法。曝氣池采用長(zhǎng)方形，水流形態(tài)為推流式。污水凈化的吸附階段和氧化階段在一個(gè)曝氣池中完成，進(jìn)口處有機(jī)物濃度高，沿池長(zhǎng)逐漸降低，耗氧量也是沿池長(zhǎng)逐漸降低，在池子起端，活性污泥普通處于生長(zhǎng)率的升高階段。曝氣池末端活性污泥普通進(jìn)人內(nèi)源呼吸期，它們的活動(dòng)能力削弱，容易在沉淀池中混凝、沉淀。同時(shí)污泥微生物因?yàn)樘幱谌狈I(yíng)養(yǎng)的饑餓狀態(tài)，回流人曝氣池后，對(duì)有機(jī)物有很強(qiáng)的吸附和氧化能力。所以普通活性污泥法對(duì)有機(jī)物（BOD）和懸浮物去除率高，可達(dá)到90％－95％，異常適用于處理要求高而水質(zhì)比較穩(wěn)定的廢水。它的主要缺點(diǎn)是：①不能適應(yīng)沖擊負(fù)荷；②耗氧量沿池長(zhǎng)前大后小，而空氣的供養(yǎng)是勻稱的，這就造成前段氧量不足而后段氧量過(guò)剩的現(xiàn)象，若要維持前段充足的溶解氧，則會(huì)造成后段大大超過(guò)需要，造成奢侈。此外，因?yàn)槠貧鈺r(shí)光長(zhǎng)，曝氣池體積大，占地面積和基建費(fèi)用也相應(yīng)增大。Ⅱ．階段曝氣法。階段曝氣法又稱逐步曝氣法，是為了克服普通法的第②個(gè)缺點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的。在階段曝氣法中，污水沿池長(zhǎng)分段多點(diǎn)進(jìn)人，使有機(jī)物負(fù)荷分布較為勻稱，對(duì)氧的需求也變得較為勻稱。微生物在有機(jī)物比較勻稱的條件下，能充足發(fā)揮分解有機(jī)物的能力。另一特點(diǎn)是污泥濃度沿池長(zhǎng)逐步降低，出流污泥濃度低，有利于二次沉淀池的運(yùn)行。因此，階段曝氣法可以提高空氣利用率和曝氣池的工作能力，并且能減輕二沉池的負(fù)荷。階段曝氣法異常適用于大型曝氣池及濃度高的廢水。Ⅲ．徹低混合法。其流程和普通法相同。徹低混合法有2個(gè)特點(diǎn)：①進(jìn)人曝氣池的污水趕緊與池內(nèi)原有濃度低的大量混合液混合，得到了很好的稀釋，所以進(jìn)水水質(zhì)的變化對(duì)污泥的影響將降低到很小程度，能較好地承受沖擊負(fù)荷；②池內(nèi)各點(diǎn)有機(jī)物濃度y）勻稱一致，微生物群的性質(zhì)和數(shù)量W）基本相同，池內(nèi)各部分工作情況幾乎徹低一致。因?yàn)槲⑸锷L(zhǎng)所處階段主要取決于廠：M，所以徹低混合法有可能把囫圇池子丁作情況控制在良好的同一條件下舉行，微生物活性能夠充足發(fā)揮，這一特點(diǎn)是椎流式曝氣池所不能具備的。徹低混合法分為加速曝氣法和延時(shí)曝氣法2種。加速曝氣法是一種利用處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)階段的微生物處理廢水的主意。因?yàn)槲⑸锘盍?qiáng)，分解有機(jī)物快，因而大大提高了曝氣池的處理能力。延時(shí)曝氣法的特征是曝氣時(shí)光長(zhǎng)（約l－3d），微生物生長(zhǎng)在內(nèi)源代謝階段，不但去除了水中污染物，而且氧化了合成的細(xì)胞物質(zhì)，基本上沒(méi)有污泥外排，省去了污泥處理設(shè)施，管理方便，處理效果穩(wěn)定。缺點(diǎn)是池容積大，曝氣時(shí)光長(zhǎng)，基建費(fèi)和動(dòng)力費(fèi)都較高。這種主意普通適用于要求高而又不便于污泥處理的中小城鎮(zhèn)或工業(yè)廢水處理。Ⅳ．生物吸附法。此法又稱接觸穩(wěn)定法或吸附再生法。前已述及，活性污泥法凈化水質(zhì)的第一階段是吸附階段，良好的活性污泥同生活污水混合后10－30min內(nèi)就能基本完成吸附作用，污水中的BOD。即可除去85％－90％。生物吸附法就是按照這一發(fā)現(xiàn)發(fā)展起來(lái)的。生物吸附法采用推流式流型。因?yàn)槲綍r(shí)光短，再生池和吸附池內(nèi)污泥濃度高，在相同污泥負(fù)荷時(shí)，生物吸附法兩池總?cè)莘e比普通法要小得多，而空氣量并不增強(qiáng)，因而可大大降低建造費(fèi)用。其缺點(diǎn)是處理效果稍差，不適用于含溶解性有機(jī)物多的廢水。（7）處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)?；钚晕勰喾ㄌ幚硐到y(tǒng)由曝氣池、曝氣設(shè)備、污泥回流設(shè)備和二次沉淀池等組成。一個(gè)殘破的工藝設(shè)計(jì)應(yīng)該包括：①流程的挑選；②曝氣池容積計(jì)算和工藝設(shè)計(jì)；③曝氣設(shè)備的汁算與設(shè)計(jì)；④回流污泥設(shè)備的計(jì)算和設(shè)計(jì)；⑤二次沉淀池的計(jì)算和設(shè)計(jì)等幾部分組成。在設(shè)計(jì)前應(yīng)控制設(shè)計(jì)必須的工藝參數(shù)或設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。對(duì)于生活污水或性質(zhì)相近的工業(yè)廢水，目前設(shè)計(jì)部門(mén)已總結(jié)出一套較為成熟的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)供設(shè)計(jì)時(shí)參考或使用。對(duì)于其他類型廢水，因?yàn)樗|(zhì)變化很大，往往需要舉行實(shí)驗(yàn)研究，才干提供設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)。偶爾舉行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，還需舉行多計(jì)劃的比較和優(yōu)化分析。1．曝氣池的容積。曝氣池容積的計(jì)算主意無(wú)數(shù)，多年來(lái)已經(jīng)提出了許多適用曝氣池設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和理論參數(shù)，其中最常用的兩個(gè)參數(shù)是：污泥齡和食物－微生物比（F／M）。F／M的變動(dòng)將會(huì)引起細(xì)菌生持久的變動(dòng)，從而影響到活性污泥法去除有機(jī)物的效果。因此，F(xiàn)／M是一個(gè)有重要意義的參數(shù)?；钚晕勰嘀形⑸锏臄?shù)量普通用曝氣池混合液懸浮固體（MDeS）或揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）來(lái)代表，而食物的量普通用BOD。表示。這樣F／M實(shí)際上可用單位時(shí)光內(nèi)供養(yǎng)處理系統(tǒng)的BOD，與曝氣池混合液懸浮固體或揮發(fā)性懸浮固體的比值來(lái)表示，這一比值常稱為污泥負(fù)荷。Ⅱ．曝氣系統(tǒng)。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要解決3個(gè)問(wèn)題：①蔓延設(shè)備的挑選和布置；②空氣管的布置和管徑的決定；③鼓風(fēng)機(jī)和壓氣機(jī)的規(guī)格和臺(tái)數(shù)。采用機(jī)械曝氣法時(shí)，設(shè)計(jì)上要決定曝氣機(jī)械的形式和規(guī)格。在解決這些問(wèn)題之前，首先要計(jì)算耗氧量和供氣量。Ⅲ．二次沉淀池。這是活性污泥系統(tǒng)的重要組成部分，用以澄清混合液和回收、濃縮活性污泥，二沉池的好壞直接影響出水水質(zhì)和回流污泥濃度，二次沉淀池有豎流、平流和輻流3種形式，也有采用斜板或斜管沉淀池的。2）氧化塘氧化塘又稱穩(wěn)定塘或生物塘，是一種類似池塘（天然的或人工修整的）的處理設(shè)備。氧化塘凈化污水的過(guò)程和天然水體的自凈過(guò)程很相近，污水在塘內(nèi)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)光緩慢流動(dòng)和停歇，通過(guò)微生物（細(xì)菌、真菌、藻類和原生動(dòng)物）的代謝活動(dòng)，使有機(jī)物降解，污水得到凈化。水中溶解氧主要由塘內(nèi)生長(zhǎng)藻類通過(guò)光合作用和塘表面的復(fù)氧作用提供。氧化塘可分為好氧氧化塘、兼性氧化塘、曝氣氧化塘和厭氧塘4類。（1）好氧氧化塘。好氧塘深度普通在0．3－0．sin，陽(yáng)光能透人塘底，塘內(nèi)存在藻類－細(xì)菌－原生動(dòng)物的共生系統(tǒng)。因?yàn)樵孱惞夂献饔冕尫叛鯕夂捅砻鎻?fù)氧作用，所有塘水都處于良好的好氧狀態(tài)，好氧異養(yǎng)微生物通過(guò)代謝活動(dòng)氧化有機(jī)物，代謝產(chǎn)物CO2作為藻類的碳源，藻類利用太陽(yáng)光能合成細(xì)胞并放出氧。好氧塘的處理效果受有機(jī)負(fù)荷、混合程度、叫值、營(yíng)養(yǎng)物、陽(yáng)光和溫度等因素的影響，尤其是溫度對(duì)好氧塘的運(yùn)行有顯著影響，冬季處理效率很低。（2）兼性塘。塘內(nèi)好氧反應(yīng)與厭氧（3）曝氣氧化塘。曝氣氧化塘是一種人工強(qiáng)化的氧化塘，它主要依賴安裝在塘面上的人工曝氣設(shè)備供氧，使好氧微生物在塘水中呈懸浮狀態(tài)。它的凈化機(jī)理與活性污泥法異常相似，但分離的污泥并不回流，靠延伸污水在塘中停歇時(shí)光來(lái)提高處理效率。所以曝氣氧化塘實(shí)質(zhì)上是一種介于氧化塘和延時(shí)曝氣活性污泥法之間的廢水處理主意。曝氣氧化塘分為好氧和兼性2種：在好氧曝氣氧化塘中，曝氣強(qiáng)度大，塘水所有保持好氧條件，微生物都處于懸浮狀態(tài)；而在兼性曝氣氧化塘內(nèi)，曝氣混合只限于塘的上層，池底呈厭氧狀態(tài)，上層增長(zhǎng)的污泥在這里被發(fā)酵分解。污水在曝氣氧化塘中停歇時(shí)光約3－8d，BOD5平均去除率在50％－90％之間。（4）水生生物氧化塘。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外逐漸發(fā)展水生生物塘，通過(guò)在塘內(nèi)種植具有除污功能的水生植物或養(yǎng)殖魚(yú)類等水生生物溉可強(qiáng)化氧化塘的凈化功能，又可使氧化塘得到利用，獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。Ⅰ．養(yǎng)魚(yú)氧化塘。氧化塘具有魚(yú)類生長(zhǎng)的良好條件，排人氧化塘的污水含有大量可作魚(yú)餌的有機(jī)物，在光合作用下，水中溶解氧充沛，塘內(nèi)繁殖的各種微生物和動(dòng)物性浮游生物又是魚(yú)類的良好食料。因此，在塘內(nèi)通過(guò)藻類＋浮游動(dòng)物一魚(yú)類這一食物鏈，污水被凈化，魚(yú)類得以生長(zhǎng)。養(yǎng)魚(yú)是氧化塘利用的最相宜主意。Ⅱ．水生植物氧化塘。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)多種水生植物具有凈化污水的作用，在塘內(nèi)種植水生植物可提高氧化塘凈化效率，這就是水生植物氧化塘。常種植的水生植物有水葫蘆、水浮蓮、水蔥、蘆葦、荷和蓮等。氧化塘因?yàn)榫哂谢ㄔO(shè)備費(fèi)和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)低，維護(hù)管理容易，適應(yīng)能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)污水資源化，使污水凈化與利用相結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，是一種有前途的污水處理主意。2．好氧附著生長(zhǎng)系統(tǒng)處理主意好氧附著生長(zhǎng)系統(tǒng)是使細(xì)菌等好氧微生物和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等好氧微型動(dòng)物附著在某些物料載體上舉行生長(zhǎng)繁殖，形成生物膜，污水通過(guò)與膜的接觸，水中的有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)被膜中生物攝取并分解，從而使污水得到凈化的過(guò)程。這種處理技術(shù)有代表性的處理工藝有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和生物接觸氧化等。l）生物膜的構(gòu)造及其降解機(jī)理當(dāng)污水與濾料等載體持久流動(dòng)接觸，在載體的表面上就會(huì)逐漸形成生物膜。生物膜主要由細(xì)菌（好氧菌、厭氧菌和兼性菌）的菌膠團(tuán)和大量的真菌菌絲組成。生物膜上線蟲(chóng)類、輪蟲(chóng)類以及寡毛類等微型動(dòng)物浮上的頻率也較高，在日光照耀的部位還生長(zhǎng)藻類，有些濾料中甚至還浮上昆蟲(chóng)類。所以，生物膜生長(zhǎng)繁育的生物類型豐盛，種類繁多，食物鏈長(zhǎng)而復(fù)雜是這種處理技術(shù)的顯著特征。2）生物濾池生物濾池從其構(gòu)造特征和凈化功能看可分成普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池3類。（1）普通生物濾池。普通生物濾池由池體。濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)4部分組成。普通生物濾池多為方形或矩形，池體用磚石砌筑，用于圍護(hù)的濾料普通應(yīng)高出濾料0．5－0．9m。（2）高負(fù)荷生物濾池。高負(fù)荷生物濾池是在解決和改善普通生物濾池在凈化功能和運(yùn)行中存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。高負(fù)荷生物濾池的BOD容積負(fù)荷是普通生物濾池的6－呂倍，水力負(fù)荷則為10倍，因此濾池的處理能力得到大幅度提高；又因?yàn)樗ω?fù)荷的加大可以及時(shí)沖刷過(guò)厚和老化的生物膜，促進(jìn)生物膜更新，防止濾料阻塞。但其出水水質(zhì)不如普通生物濾池，出水BOD5常大于30mg／L。（3）塔式生物濾池。塔式生物濾池是按照化學(xué)工程中氣體洗滌塔的原理設(shè)計(jì)的。因?yàn)闉V池高如塔，使池內(nèi)部形成拔風(fēng)狀態(tài)，因而改善了通風(fēng)。當(dāng)污水自上而下滴落時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈紊動(dòng)，使污水、空氣、生物膜三者接觸越發(fā)充足，可大大提高傳質(zhì)速度和濾池的凈化能力。塔式生物濾池因?yàn)樗畯纳舷蛳绿幵诹鲃?dòng)過(guò)程中，有機(jī)物濃度不斷降低，池內(nèi)各層生長(zhǎng)繁育著不同種屬的生物集群，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這種分層現(xiàn)象有助于有機(jī)污染物的降解。塔式濾池占地面積小，對(duì)水量水質(zhì)突變的適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)生污泥量少，具有一定硝化脫氮能力。缺點(diǎn)是一次投資較大，塔身高運(yùn)行管理不方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高。塔式生物濾池既適用于處理城市污水，也適用于處理能生物降解的工業(yè)廢水，常用作高濃度污水二段生化處理的第一段，它對(duì)含氰、睛、酚和醛廢水有一定凈化功能。3）生物轉(zhuǎn)盤(pán)（1）生物轉(zhuǎn)盤(pán)的構(gòu)造和工作原理。生物轉(zhuǎn)盤(pán)又稱旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器，它由盤(pán)片、接觸反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成。盤(pán)片成組串聯(lián)在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸支承在半圓形反應(yīng)槽兩端的支座上，距槽中水面10－25cm，由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。生物轉(zhuǎn)盤(pán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，污水在反應(yīng)槽中順盤(pán)片間隙流動(dòng)，盤(pán)片在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，污水中的有機(jī)污染物為轉(zhuǎn)盤(pán)上的生物膜所吸附，當(dāng)這部分盤(pán)片轉(zhuǎn)離水面時(shí)，盤(pán)片表面形成一層污水薄膜，空氣中的氧不斷地溶解到水膜中，生物膜中微生物吸收溶解氧，氧化分解被吸附的有機(jī)污染物。盤(pán)片每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，即舉行一次吸附一吸氧一氧化分解的過(guò)程。轉(zhuǎn)盤(pán)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，污染物不斷地被氧化分解，生物膜也逐漸變厚，衰老的生物膜在水流剪切力作用下脫落，并隨污水排至沉淀池。轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)也使槽中污水不斷地被攪動(dòng)充氧，脫落的生物膜在槽中呈懸浮狀態(tài)，繼續(xù)起凈化作用，因此生物轉(zhuǎn)盤(pán)兼有活性污泥池的功能。（2）生物轉(zhuǎn)盤(pán)系統(tǒng)布置形式。生物轉(zhuǎn)盤(pán)系統(tǒng)污泥不需回流，其工藝流程比較容易。生物轉(zhuǎn)盤(pán)系統(tǒng)是一種高效的生物處理技術(shù)，適用于不同濃度的廢水，處理程度高，不需要曝氣和污泥回流，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，近年來(lái)發(fā)展了不少新的工藝。4）生物接觸氧化法生物接觸氧化法是在曝氣池中設(shè)置填料，作為生物膜的載體，經(jīng)過(guò)充氧的廢水以一定的流速流過(guò)填料與生物膜接觸，利用生物膜和懸浮活性污泥中微生物的聯(lián)合作用凈化污水的主意。這種主意是介于活性污泥法和生物濾池兩者之間的生物處理法，所以又稱接觸曝氣法和吞沒(méi)式生物濾池。生物接觸氧化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，污水在填料中流動(dòng)，因?yàn)槠貧馑腥芙庋醭渑?，適于微生物生長(zhǎng)繁殖，所以生物膜上生物相豐盛，保持著較高濃度的生物量。據(jù)實(shí)測(cè)，每平方米填料表面生物量在100s以上，如拆算成MLSS，可達(dá)10g／L之多，能有效地提高污水的凈化效果。（1）生物接觸氧化裝置的構(gòu)造。生物接觸氧化裝置的中央處理構(gòu)筑物為接觸氧化池，它由池體、填料、布水裝置和曝氣系統(tǒng)等幾部分組成。接觸氧化池有分流式和占流式兩種池型，（2）生物接觸氧化裝置設(shè)計(jì)。生物接觸氧化池進(jìn)水BOD5濃度應(yīng)控制在100－300mg／L，濃陪大時(shí)用處理水回流稀釋。（3）生物流化床。生物流化床處理技術(shù)是借助流體（液體、氣體）使表面生長(zhǎng)著微生物的固體顆粒（生物顆粒）呈流態(tài)化，同時(shí)舉行去除和降解有機(jī)污染物的生物處理技術(shù)。是20世紀(jì)刀年代浮上的一種新型的生物接觸氧化裝置。生物流化床是以粒徑小于lmm的砂、焦炭、活性炭一類的顆粒材料為載體，填充于設(shè)備中，充氧的污水自下而上流動(dòng)，使載體流態(tài)化。生物膜附著在載體表面，因?yàn)檩d體粒徑小，比表面積高，能夠維持較高濃度的生物量。因?yàn)檩d體流化態(tài)，載體互相間的碰撞、摩擦，促進(jìn)了生物膜的更新。此生物流化床具有容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果好，占地少的特點(diǎn)。按照供氧、脫膜和床體結(jié)構(gòu)的不同，流化床有二相流化床和三相流化床兩種工藝。二相流化床系統(tǒng)中，在床體外設(shè)充氧設(shè)備和脫膜裝置。三相流化床是氣、液、固三相直接在流化床體內(nèi)舉行生化反應(yīng)，不另設(shè)充氧設(shè)備和脫膜裝置，載體表面的生物膜依賴氣體的攪動(dòng)作用，使顆粒之間激烈摩擦而脫落。3．厭氧生物處理法1）厭氧生物處理的機(jī)理與主要影響因素（1）厭氧生物處理的機(jī)理。有機(jī)物的厭氧分解（又稱厭氧消化）過(guò)程在微生物學(xué)上可分為前后兩個(gè)階段：酸性消化（或酸性發(fā)酵）階段和堿性消化（或堿性發(fā)酵）階段，分離由兩類微生物群體接替完成。1．酸性消化階段。厭氧消化過(guò)程中，首先發(fā)生的是酸性消化階段，參加這一階段的微生物主要是產(chǎn)酸細(xì)菌（又稱酸性腐化細(xì)菌或水解細(xì)菌），它們屬于兼性厭氧細(xì)菌和專性厭氧細(xì)菌。在這一階段中，不溶性的有機(jī)物在細(xì)菌釋放出的外酶的作用下水解成水溶性的有機(jī)物。接著，水解產(chǎn)物滲人細(xì)胞，在內(nèi)酶的作用下，轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性有機(jī)酸和醇、氨、硫化氫、二氧化碳。氫等無(wú)機(jī)物和能量。酸性消化的前期，因?yàn)榧?xì)菌首先分解的是碳水化合物，產(chǎn)生大量的有機(jī)酸，溶液的PH值疾馳下降至6以下，偶爾甚至可達(dá)5以下，稱為酸性發(fā)酵期。隨碳水化合物的減少，有機(jī)酸及含氮有機(jī)物開(kāi)始分解，生成氨、胺、碳酸鹽等堿性物質(zhì)小H值不再下降，并逐漸升高到6．6－6．8左右，同時(shí)放出硫化氫、哨跺、硫醇等惡臭氣體，稱為酸性減退期。產(chǎn)酸細(xì)菌對(duì)pH值及溫度的適應(yīng)性很強(qiáng)，幾分鐘到幾小時(shí)即可繁殖一代，多屬于異養(yǎng)型兼性細(xì)菌群。Ⅱ．堿性消化階段。酸性消化階段后期隨pH值的逐漸回升，甲烷細(xì)菌經(jīng)一段時(shí)光的適應(yīng)后，開(kāi)始分解有機(jī)酸，使溶液州值升高，產(chǎn)氣量增強(qiáng)，有機(jī)物厭氧分解進(jìn)人堿性消化階段，當(dāng)pH值達(dá)到7－7．5時(shí)，產(chǎn)氣量達(dá)到最大值。在堿性消化階段起主要作用的甲烷細(xì)菌是專一性很強(qiáng)的一類絕對(duì)厭氧菌。甲烷菌能利用產(chǎn)酸菌產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸、揮發(fā)醇、氫作為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，代謝產(chǎn)物為甲烷、二氧化碳、微量硫化。氫、氨和氫組成的氣體。正常的厭氧消化過(guò)程應(yīng)保持酸的形成速度與甲烷的形成速度相平衡。因?yàn)榧淄榧?xì)菌的世代期比產(chǎn)酸細(xì)菌長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性差，甲烷的形成速度較慢，所以堿性消化階段控制著囫圇系統(tǒng)的反應(yīng)速度，囫圇過(guò)程中必須維持行效的堿性消化條件。（2）影響厭氧生物處理的主要因素。Ⅰ．溫度。甲烷細(xì)菌對(duì)溫度的變化十分敏感，所以溫度是影響厭氧生物處理的主要因素。厭氧消化可按照細(xì)菌對(duì)溫度的適應(yīng)范圍分為低溫消化（5－15℃），中溫消化（30－35℃），高溫消化（50－55T）3類。高溫消化比中溫消化時(shí)光短，產(chǎn)氣率稍高，對(duì)寄生蟲(chóng)卵的殺滅率可達(dá)叨％，而中溫消化的殺滅率很低。但高溫消化耗熱量大，管理復(fù)雜，因此惟獨(dú)在衛(wèi)生要求較高時(shí)才考慮采用高溫消化。Ⅱ．酸堿度。甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)最相宜的pH范圍是6．8－7．2，若pH低于6或高于8，正常消化就遭到破壞。因此，消化系統(tǒng)內(nèi)必須存在充足的緩沖物質(zhì)，如重碳酸鹽，用以中和產(chǎn)酸細(xì)菌產(chǎn)生過(guò)量的酸。Ⅲ．負(fù)荷。負(fù)荷是厭氧處理中污水、污泥有機(jī)物舉行厭氧消化速率高低的綜合性指標(biāo)，是厭氧消化的重要控制參數(shù)。IV．碳氮比。有機(jī)物質(zhì)中的碳氮比（C／N）對(duì)消化過(guò)程有較大影響。碳氮比過(guò)高，組成細(xì)菌的氮量不足，消化液的緩沖能力較低PH值易下降；碳氮比太低，則氮量過(guò)高oH值可能升高到8．0以上，脂肪酸的鉸鹽堆積，對(duì)甲烷菌產(chǎn)生毒害作用。V．有毒物質(zhì)。污泥中的有毒物質(zhì)影響消化的正常舉行，因此必須鄭重控制有毒物質(zhì)排人城市污水系統(tǒng)。主要的有毒物質(zhì)是重金屬離子和某些陰離子。2）普通消化池污泥的消化處理是污泥穩(wěn)定化的有效主意，普通可分為厭氧消化和好氧消化2種。好氧消化是在延時(shí)曝氣活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。厭氧消化和好氧消化相比，固然有機(jī)物分解速度慢，分解不徹低，但它具有能耗小等優(yōu)點(diǎn)，依然是污泥穩(wěn)定處理最基本的主意。（1）污泥消化設(shè)備的構(gòu)造。常見(jiàn)的污泥消化池有傳統(tǒng)消化池和高速消化池2種。傳統(tǒng)消化池沒(méi)有攪拌，因而池內(nèi)污泥有分層現(xiàn)象。因?yàn)槲⑸锖陀袡C(jī)物得不到充足的接觸，僅一部分池容起作用，所以這種消化池消化時(shí)光長(zhǎng)，池容利用率低。此外，產(chǎn)酸菌大多擴(kuò)散于浮渣層，甲烷細(xì)菌在下面的泥層內(nèi)活動(dòng)，消化的速度較低，所以近年來(lái)傳統(tǒng)消化池已被效率更高的高速消化池所替代。高速消化池是用鋼筋混凝土建成的拱頂圓池，池徑普通為幾米至三四十米，柱體部分高約為直徑的一半，池底為圓錐形，便于排泥。為保待厭氧條件，保持池溫暖收集污泥氣，消化池都有頂蓋。頂蓋有固定和浮動(dòng)2種。固定蓋式消化池在加泥和排泥時(shí)，如操作不當(dāng)，易在池內(nèi)造成高壓或負(fù)壓，引起池體破碎，空氣滲人，影響反應(yīng)條件，嚴(yán)重時(shí)能引起爆炸。另外，固定蓋式消化池還需另設(shè)污泥氣貯氣罐。浮蓋式消化池頂蓋，可隨消化池內(nèi)污泥氣壓力的變化或污泥面高低變化而升降，運(yùn)行比較安全，不用另設(shè)貯氣罐。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)較高，運(yùn)行管理較棘手。（2）消化池的投產(chǎn)與運(yùn)行管理。消化池在投產(chǎn)時(shí)，首先須培養(yǎng)和馴化甲烷細(xì)菌，最方便的主意是用已運(yùn)行的消化池污泥接種，接種量最好能達(dá)到消化池有效容積的90％。如無(wú)條件，也可自行培養(yǎng)，培養(yǎng)主意有逐步培養(yǎng)法和一次培養(yǎng)法。3）厭氧接觸法此法又稱厭氧活性污泥法。污水經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)人厭氧消化池，池內(nèi)設(shè)有攪拌器，使細(xì)菌以懸浮絮體形式存在，污水在此與厭氧微生物充足接觸，微生物吸附、分解污水中有機(jī)物，并使分解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體從污泥中分離出來(lái)，經(jīng)氣水分離后進(jìn)人貯氣罐。污水污泥由消化池上部流出進(jìn)人沉淀池舉行固