水处理工程师必懂的废水处理知识（四）

三十三、生物处理在废水处理工程上有哪些应用？

生物处理在废水处理工程上应用广泛的技术有二大类：一类叫做活性污泥法，另一类叫做生物膜法。

活性污泥法是以悬浮状生物群体的生化代谢作用进行好氧的废水处理形式。微生物在生长繁殖过程中可以形成表面积较大的菌胶团，它可以大量絮凝和吸附废水的悬浮的胶体状或溶解的污染物，并将这些物质吸收入细胞体内，在氧的参与下，将这些物质完全氧化放出能量、CO2和H2O。活性污泥法的污泥浓度一般在4g/L。

而在生物膜法中，微生物附着在填料的表面，形成胶质相连的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮状结构，微孔较多，表面积很大，具有很强的吸附作用，有利于微生物进一步对这些被吸附的有机物分解和利用。在处理过程中，水的流动和空气的搅动使生物膜表面和水不断接触，废水中的有机污染物和溶解氧为生物膜所吸附，生物膜上的微生物不断分解这些有机物质，在氧化分解有机物质的同时，生物膜本身也不断新陈代谢，衰老的生物膜脱落下来被处理出水从生物处理设施中带出并在沉淀池中与水分离。生物膜法的污泥浓度一般在6-8g/L。

为了提高污泥浓度，进而提高处理效率，可以将活性污泥法与生物膜法结合起来，即在活性污泥池中添加填料，这种既有挂膜的微生物又有悬浮微生物的生物反应器称为复合式生物反应器，它具有很高的污泥浓度，一般在14g/L左右。

三十四、生物膜法和活性污泥法有哪些异同之处？

生物膜法和活性污泥法是以生化处理的不同反应器形式，从外观上看主要区别在于前者的微生物不需要填料载体，生物污泥是悬浮的，而后者的微生物是固定在填料上的，然而它们处理废水、净化水质的机理是一样的。另外，二者的生物污泥都是好氧活性污泥，而且污泥的组成也具有一定的相似性。此外，生物膜法中的微生物，由于是固定在填料上的，可以形成比较稳定的生态系统，其生活能量和消耗能量不象活性污泥法中的微生物那样大，因此生物膜法的剩余污泥比活性污泥法要少。上海信谊百路达药业有限公司的接触氧化池采用生物膜法，而SBR生化池采用活性污泥法。

三十五、什么叫活性污泥?

从微生物角度来看，生化池中的污泥是由各种各样有生物活性的微生物组成的一个生物群体。如果把污泥的泥粒放在显微镜下观察，可以看到里面有多种微生物---细菌、霉菌、原生动物和后生动物（如轮虫、昆虫的幼虫和蠕虫等），它们构成一条食物链，细菌和霉菌能分解复杂的有机化合物，获得自身活动所需的能量并构造自身。原生动物以细菌和霉菌为食，又被后生动物所消耗，后生动物也可以直接依靠细菌生活。这种充满微生物、具有降解有机物能力的絮状泥粒就叫做活性污泥。

活性污泥除了由微生物组成之外，还含有一些无机物质和吸附在活性污泥上不能再被生物降解的有机物（即微生物的代谢残余物）。活性污泥的含水率可达百分之九十九。活性污泥象矾花一样，具有很大的表面积，因此具有很强的吸附力和氧化分解有机物的能力。

三十六、怎样评价活性污泥法与生物膜法中的活性污泥？

活性污泥法与生物膜法的活性污泥生长情况的判别和评价是不一样的。

在生物膜法中，活性污泥生长情况的评价主要采用显微镜直接观察生物相。

在活性污泥法中，评价活性污泥生长情况的评价除了直接用显微镜观察生物相外，常用的评价指标还有：混合液悬浮固体（MLSS），混合液挥发性悬浮固体（MLVSS），污泥沉降比（SV），污泥沉降指数（SVI）等。

三十七、在用显微镜进行生物相观察时，那一类微生物直接表明生化处理效果良好？

微型后生动物（如轮虫、线虫等）的出现则表明微生物群落生长良好，活性污泥的生态系统比较稳定，这时候的生化处理效果良好，这就好比能经常捕获到大鱼的河流里，小鱼小虾生长良好的情况一样。

三十八、什么叫混合液悬浮固体（MLSS）？

混合液悬浮固体（MLSS）亦要称为污泥浓度，它是指单位体积生化池混合液所含干污泥的重量，单位为毫克/升，用来表征活性污泥浓度。它包括有机物和无机物两部分。一般来说SBR生化池内MLSS值控制在2000-4000mg/L左右为宜。

三十九、什么叫混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）？

混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）是指单位体积生化池混合液所含干污泥中可挥发性物质的重量，单位也是毫克/升，由于它不包括活性污泥中的无机物，因此能较确切地代表活性污泥中微生物的数量。

四十、污泥沉降比（SV）？

污泥沉降比（SV）是指曝气池内混合液在量筒中，静止沉淀30分钟后，沉淀污泥与混合液之体积比，因此有时也用SV30来表示。一般来说生化池内的SV在0.2-0.4之间。污泥沉降比测定比较简单，是评定活性污泥的重要指标之一，它常被用于控制剩余污泥的排放和及时反时污泥膨胀等异常现象。显然，SV与污泥浓度也有关系。

四十一、污泥指数（SVI）？

污泥指数（SVI）全称污泥容积指数，1克干污泥在湿态时所占体积的毫升数，其计算公式如下为：

　　SVI＝SV*10/MLSS

SVI剔除了污泥浓度因素的影响，更能反映活性污泥凝聚性和沉降性，一般认为：

　　当60＜SVI＜1 00时，污泥沉降性能好

　　当1 00＜SVI＜200时，污泥沉降性能一般

　　当200＜SVI＜300时，污泥由膨胀的趋势

　　当SVI＞300时，污泥已膨胀

四十二、溶解氧（DO）表示什么?

溶解氧（DO）表示水中氧的溶解量，单位用mg/L表示。不同的生化处理方式对溶解氧的要求也不同，在兼氧生化过程中，水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之间，而在SBR好氧生化过程中，水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之间。因此，兼氧池操作时曝气量要小，曝气时间要短；而在SBR好氧池操作时，曝气量和曝气时间要大得多和长得多，而我们用的是接触氧化，溶解氧控制在2.0-4.0mg/L。

四十三、废水中溶解氧的含量与哪些因素有关？

水中溶解氧的浓度可以用Henry定律来表示：当达到溶解平衡时：C=KH*P

其中：C为溶解平衡时水中氧的溶解度；P为气相中氧的分压；KH为Henry系数，与温度有关；增加曝气努力使氧的溶解接近平衡，而同时活性污泥还会消耗水中的氧。因此废水中实际溶解氧量与水温、有效水深（影响压力）、曝气量、污泥浓度、盐度等因素有关。

四十四、生化过程中微生物所需的氧气由谁提供？

生化过程中微生物所需的氧气主要由罗茨风机提供。

四十五、在生化过程中为什么需要经常补充废水中的营养物？

利用生化过程去除污染物的方法，主要是利用微生物的新陈代谢过程，而微生物的细胞合成等生命过程均需要有足够量和种类营养物质（包括微量元素）。对于化工类废水来说，由于生产产品的单一性，因此废水水质的组成的成分也较为单一，缺乏微生物必要的营养物质。比如讲，生产废水中只有碳和氮而没有磷，这种废水无法满足微生物新陈代谢需要，因此要添加废水中磷完善微生物新陈代谢的过程，促进微生物细胞的合成。这就像人在吃米饭、面粉的同时，还要摄入足够量的维生素一样。

四十六、废水中微生物所需的各营养元素之间的比例为多少？

微生物像动物植物一样也需要必要的营养物质才能够生长繁殖，微生物所需要的营养物质主要是指碳（C）、氮（N）、和磷（P），废水中主要营养元素的组成比例有一定的要求，对于好氧生化一般为C:N:P＝1 00：5:1（重量比）。

四十七、为什么会有剩余污泥产生？

在生化处理过程中，活性污泥中的微生物不断地消耗着废水中的有机物质。被消耗的有机物质中，一部分有机物质被氧化以提供微生物生命活动所需的能量，另一部分有机物质则被微生物利用以合成新的细胞质，从而使微生物繁衍生殖，微生物在新陈代谢的同时，又有一部分老的微生物死亡，故产生了剩余污泥。

四十八、怎样估算剩余污泥的产生量？

在微生物的新陈代谢过程中，部分有机物质（BOD）被微生物利用合成了新的细胞质以替代死亡了的微生物。因此，剩余污泥的产生量配被分解了的BOD数量有关，两者之间是有关联的。

工程设计时，一般都考虑每处理一公斤BOD5，产生0.6-0.8公斤的剩余污泥:，折算成含水率为百分之八十的干污泥则为3-4公斤。

四十九、什么叫生物炭法（PACT法）？

有些难以生物降解的制药废水，其生化处理出水中的COD要达到一 级排放标准以下是比较困难的，因此生化处理出水应再采用颗粒活性炭吸附处理技术以保证出水达标是不可缺少的。但是，颗粒活性炭吸附处理法有一个致命的弱点即处理成本太高，其根本原因是颗粒活性炭吸附处理COD的动态吸附容量在百分之十左右（重量百分比），即一吨活性炭只能吸附处理废水中的COD在一百公斤左右。由于颗粒活性炭再生困难，处理成本高，因此颗粒活性炭处理技术的应用推广在国内还并不普遍。那么是不是可以开发一种新的技术，这种技术可以大幅度地提高活性炭的动态吸附容量，有效地降低废水的处理成本呢？

由杜邦公司开发的生物炭法工艺（PowderedActivated

CarbonTreatmentProcess）就是这种新技术的代表之一。生物炭法简称“PACT法”，或“PACSBR生化法”，被国外认为是有发展前途的新型的废水生化处理工艺，

在生化进水中（或在曝气池内）投加粉末活性炭与回流的含炭污泥一起在曝气池内混合，从污泥浓缩池中排出的剩余污泥进污泥脱水装置。在曝气池内，活性污泥附着于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面积及其很强的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，特别在活性污泥与粉末活性炭界面之间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高，从而也提高了COD的降解去除率。一般来说在PACT系统内，即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.0-3.5公斤COD。而且，PACT法能处理生物难以降解的有毒有害的有机污染物质。