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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 主要内容 一、污、废水生物处理中的生态系统 二、活性污泥膨胀及控制对策 三、厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落 第一节污、废水生物处理中的生态系统 （一）好氧活性污泥的组成和性质 1. 好氧活性污泥的组成 概念：是指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）及其吸附的有机的和无机的固体物质混凝交织在一起形成的絮状体。 组成 ①具有代谢功能的微生物群体Ma（好氧、兼氧、厌氧） ②微生物内源代谢、自身氧化的残留物Me ③由污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质Mi ④由污水挟入的无机物质Mii 3.好氧活性污泥中的藻类 藻类在活性污泥主要分布于水气交界处，数量少。 4. 好氧活性污泥中的真菌 在活性污泥中常含有酵母和霉菌，它们能在酸性条件下生长繁殖，且需氧量比细菌少，所以在处理某些特种工业废水及有机固体废渣中起到重要作用。但总的来讲，在废水处理中真菌种类并不多，数量也较少。常见的为酵母、假丝酵母、青霉菌和镰刀霉菌。 污泥不同培养期指示生物 活性污泥培养成熟衡量指标 活性污泥（菌胶团）全面形成大颗粒絮凝团，结构紧密，沉降性能极好，SV30≥50%，SVI在100mL/g左右。 钟虫等固着型纤毛虫大量出现，并相继出现楯纤虫、漫游虫、轮虫等。 生活污水—进水BOD5150~250mg/L，曝气池MLSS维持2000mg/L，溶解氧维持1~2mg/L; 工业废水—进水BOD5200~300mg/L，曝气池MLSS维持3000mg/L，溶解氧维持2~3mg/L. 二、好氧生物膜法 概念：利用生物填料表面附着的生物薄膜进行污染物降解的生物处理法。 于19世纪末，在研究土壤净化污水的过滤田的基础上，开发并应用于生产。由于效果不如后来出现的活性污泥法，一度被长期搁置，60年代以后，由于新型合成材料的大量生产和环境保护对水质要求的进一步提高，生物膜法又获得了新的发展。 ——好氧生物膜法构筑物有 普通滤池 高负荷生物滤池 塔式生物滤池 生物转盘 生物接触氧化法(即浸没滤池法)。 生物滤池和填料 （一）好氧生物膜中的微生物群落 1. 好氧生物膜 好氧生物膜是指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体。 生物滤池（塔）中的微生物分层特征表 （二）好氧生物膜的培养 1. 自然挂膜法 用泵将含自然菌种的工业废水慢流速打入生物滤池 →循环3~7d →慢性连续进水 →达到设计水量，完成生物膜培养 →正式运行 2. 活性污泥挂膜法 用泵将活性污泥与废水的混合物慢速打入生物滤池 →循环3~7d →慢性连续进水 →达到设计水量，完成生物膜培养 →正式运行 3. 优势菌种挂膜法 从自然环境或废水处理中筛选、分离获得优势菌种，与废水充分混合，用泵慢速打入生物滤池 →循环3~7d →慢性连续进水 →达到设计水量，完成生物膜培养 →正式运行 同一类型废水好氧活性污泥法与生物滤池法处理效果对比 好氧活性污泥法与生物滤池法优缺点对比 第二节 活性污泥膨胀及控制对策 提问：什么是活性污泥膨胀？ 正常污泥：由许多具有絮凝作用的絮凝细菌—菌胶团细菌占优势，辅以少量丝状细菌，大量钟虫类的固着型纤毛虫、旋轮虫等组成。 活性污泥膨胀：正常的活性污泥颗粒体积膨胀，继而分裂为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面飘泥严重，出水水质急剧变差的现象。 活性污泥膨胀的本质：污泥密度变小或黏附能力下降。 ——分为两类： 非丝状菌污泥膨胀 丝状菌污泥膨胀 1. 非丝状菌污泥膨胀 ① 曝气力度过大，污泥碎裂膨胀 提问：原因——？ 气泡夹带，密度降低；气泡机械破碎；细菌处于对数期多糖分泌减少 ②缺氧、厌氧膨胀漂泥 提问：原因——？ 二沉池底部淤泥厌氧产气（反硝化产生N2、CH4) ③进水水质有过量的表面活性物质和油脂类化合物； 提问：原因——？ 油及泡沫降低污泥密度 ④生物中毒（pH波动大、补碱过量、温度过高、CODcr浓度骤然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有机酚、硫化物、重金属及卤化物过高等）导致污泥膨胀 原因——？ 细菌——休克死亡、粘液分泌减少 ⑥BOD/N过高 污泥膨胀常见丝状菌：诺卡氏菌属、浮游球衣菌属、微丝菌属、发硫菌属、贝日阿托氏菌属、亮发菌等。 主导原因 ——丝状细菌（球衣菌、硫细菌）或真菌优势过度生长。 诱因：环境条件促进丝状菌优势生长 A. 曝气池DO长期维持在较低（＜0.1~0.2mg/l） B. 水温过高（＞25℃）、pH过低（＜6.5） C. 硫化物过高 硫细菌（丝状菌一种）以硫化氢为食 D. 营养失衡： 废水C/N比高，N少；无机金属离子较少 原因——菌丝体储备营养物稀少、表面积大，在稀溶液中争