环境工程微生物
一、名词解释
1.自净作用：污染物进入环境（水体、土壤、大气等）后，由于环境自身的物理、化学、生物因素作用，即在没有人为因素干扰的条件下，使污染物质的浓度下降直至消除，使污染环境又恢复到原来本地状况的现象。
2.生化作用：生物有机体对无机或有机污染物的氧化分解作用，即无机或有机污染物通过（微生物）的氧化分解作用在介质中被彻底消除。
3.生物放大：某种污染物质或难分解的物质被生物机体吸收后，随着食物链营养级的提高，其浓度在机体内逐级浓缩或增大的现象。
4.污染环境：正常环境中介入了对生物有害的物质（有机物、无机物），这些有害物质叫做污染物，有些污染物可抑制或杀死微生物，但是反过来，某些微生物也具有抗污染物毒性的能力，即能够分解污染物。
5.指示生物：利用微生物的生长状况等来评价环境质量。
6.COD：1L水中所有的有机物和无机性还原物质在一定条件（加热、酸化）用化学氧化剂氧化时所消耗的氧的毫克数。
7.BOD：1L水中的有机物在有氧的条件下被好氧性微生物氧化降解所消耗的氧的毫克数。
8.固相酶：就是把特异性的酶从生物细胞中提取出来，经提纯，利用一个载体将其固定，被固定的酶叫固相酶。
9.MPN法：最大可能数法或液体稀释法，适用于测定水环境中一些特殊类群的细菌数量，通过在培养中细菌的变化，计算其数目。
10.微生物的污染生态学： 研究微生物与污染环境相互关系、相互作用规律的科学或者说是污染环境对微生物的影响以及微生物对污染环境的反影响，研究这种微生物生命现象的科学。
11.富营养化：水域中含有N盐、P盐，促使水体中藻类的大量繁殖，使藻类过速增长，同时也导致了异氧微生物代谢活性增加，耗尽了水体中的溶解氧，是水质恶化变质，影响水生生物的生存。
12.腐化污泥：颜色黑，易散发臭味，它引起大颗粒活性污泥上浮，主要是由于曝气池中有死角，造成长时间的沉积污泥，厌氧消化产生CH4、H2S。
13.污水处理：采用各种方法、手段及技术把污染物质从水体中分离出来或将污染物质转化为无害物质，从而改良污水水质，使污水得到净化。
14.污水灌溉（污水土地处理）：利用土壤中的颗粒物将悬浮物截留下来，然后用微生物降解，但重金属离子、油类及特殊污染物质不可直接灌溉，对重金属离子也不可用稀释法处理。
15.活性污泥：是指经过人工专门培养和驯化的微生物群体，包括细菌、放线菌、真菌、丝状细菌和原生动物等，他们以褐色、肉眼可见的絮状泥粒形式存在。
16.活性污泥法：在充分曝气供氧条件
下，以处理的污水作为培养基，对微生物（活性污泥）进行连续培养的过程，或者说连续发酵的过程，污水的污染物质不断被降解，使污水不断被净化。
17.回流污泥：把二次沉淀池中沉入池底的污泥用泵打回到曝气池中。
18.污泥回流比：回流到曝气池中的污泥量和进入到曝气池中的污水量之比。
19.SBR：序批式活性污泥法，只有一个池子，污水在其中进行吸附，氧化等过程。
20.活性污泥沉降比SV30：曝气池中的混合液在100ml量筒内经30min沉降后，活性污泥的体积与100ml混合液体积之比。
21.污泥指数SVI：曝气池中的混合液在量筒内经30min沉降后，沉降污泥的体积和沉降污泥干重之比，ml/g
22.活性污泥浓度MLSS：每升曝气池中混合液所含有的干污泥重，g/L
23.生物相：组成活性污泥的所有生物种类，包括细菌、放线菌、真菌、原生动物和藻类。
24.生物膜法：利用生长在固体滤料表面上的生物膜处理污水的方法。
25.生物膜：由微生物群体组成的粘液状薄膜，薄膜是细菌分泌的多糖类物质组成的，生物膜表面有细菌、放线菌、原生动物、丝状细菌，生物膜附着在滤料表面。
26.挂膜：把微生物培养在滤料上，形成很薄的一层生物膜。
27.生物转盘：利用在圆盘表面上生长的生物膜处理污水的装置。
28.生物接触氧化法：将滤料完全浸没在废水中，属于完全淹没式构筑物，并且需要曝气的生物膜处理污水生物方法。
29.生物流化床：是利用很小的沙砾、焦炭、硬质塑料作为生物载体，并把载体完全淹没在污水中，用强大的水流或气流是载体不断滚动，使滤料在床体内呈流化状态的生物膜的污水处理方法。
30.HRT：水力停留时间，指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。
31.LAS：直链烷基苯磺酸盐。
32.菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团。
33.赤潮：由于水体富营养化的作用，使水中藻类大量繁殖，特别是红藻最多，覆盖整个水面，使水面呈现红色。
34.ABS：十二烷基苯磺酸钠。
35.PCB：多氯联苯。
36.微生物的协同氧化：指微生物在有它可利用的唯一碳源存在时和唯一碳源并存的但是原来不能被利用的物质，也能被微生物代谢分解的现象
38.活性污泥膨胀：活性污泥的沉降性能变差，SVI上升，活性污泥在二次沉降池沉降困难，泥面上升，严重时污泥上溢流失，处理效果急剧下降，这种现象称为活性污泥膨胀。
38.大肠杆菌值：水样中可检测出1个大肠杆菌的最小的水的
毫升数。
39.大肠杆菌指数：1L水中所含大肠杆菌数。
40.生物处理：主要是指通过组成活性污泥和生物膜中的微生物分泌的胞外酶和胞内酶对污染物质的氧化降解作用，使污水中的污染物质被消除。
41.微生物的细胞活性：指微生物细胞的生理状态和功能
二、简答
1.举例说明微生物之间相互作用关系?
①共生：两者之间相互依赖，相依为命，离开谁也不能生存；例如，甲烷细菌＆甲烷伴生菌
②寄生：一种生物生活在另一种生物的表面或体内，并从后者的细胞组织或体液中获得营养，使后者发病或死亡；例如，蛭弧菌＆欧式杆菌
③互生：二者在一起生活更好。但分开后也能生活；例如，氨化细菌＆硝化细菌
④拮抗：两种微生物生活在一起，一种微生物分泌一种特殊的代谢产物，使环境条件发生改变，抑制或杀死另一种微生物；例如，乳酸菌＆其他细菌
⑤猎食：一种微生物直接吞噬另一种微生物；例如，轮虫吞食上万个细菌/小时
2.Ames试验原理及过程？
原理：利用鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型his-菌株能发生回复突变的性能来检测被检物的致突变型与致癌性。
方法：在培养皿中进行，多采用纸片点试法和平板渗入法来检测环境污染物的致突变性。
常用的鼠伤寒沙门氏菌五种株型：TA98,TA100，TA1535，TA1537，TA1538
操作方法：
①做底层培养基（一定无his），无菌操作均匀平铺涂板
②上层培养基（培养基+菌悬液TA98、107个/ml），先在底层培养基上滴约0.5ml菌悬液，再倒入合适温度的琼脂培养基，摇晃使其混合均匀并平铺培养基
③配制不同浓度的待测样品，用无菌滤纸小片分别沾取不同浓度的待测样品，然后贴在上层培养基的不同区域，并用沾取蒸馏水的小滤纸片做空白对照
④37℃，暗处培养48h，进行培养
⑤观察结果，若滤纸片周围长菌，则说明该浓度的待测样品有致突变性
3.绘画说明活性污泥法工艺流程？
4.C、N循环及微生物的作用？
②N循环：固氮细菌包括 水中好氧区固氮——蓝绿细菌
厌氧区固氮——光合细菌；巴氏固氮梭菌
5. 大肠菌群为什么作为我国生活饮用水指标？
①大肠杆菌的生理特征与肠道病原菌类似，而且它们在外界的生存时间基本一致
②大肠杆菌在粪便中的数量较多
③检测技术较简单
6.生物接触氧化法的特点、缺点及高效原理？
特点：
①兼有活性污泥法的特点，添料完全浸没在污水当中，紊流强烈，加速生物膜的更新换代，脱落下来的生物膜悬浮在液体中，也起到氧化降解的作用（即微生物量大）
②负荷高，处理水在氧化池或装置中滞留时间短
③出水水质好且稳定
④动力消耗较低，比活性污泥节省动力约30%左右，添料可以增加对氧的传递，且不使用污泥回流装置，所以电耗下降
⑤不发生活性污泥膨胀和滤料堵塞，可充分发挥丝状细菌对有机物的降解作用
⑥占地面积小，适合城市采用
⑦抗冲击负荷能力强，对进水的水质，水量负荷急剧变化适应性也强
缺点：①进水负荷过高，生物膜过厚，所以需要定期冲刷，防止发生滤料堵塞。
②采用组合式填料（软硬均有）影响均匀布气和搅拌，使DO分布不均匀。
高效原理：①气流强大，加速生物膜的剥落和更新
②传质条件好，因为有填料
③充氧效率高
④有较高的生物膜浓度
⑤可充分发挥丝状细菌氧化降解的作用
7.原生生物在污水处理中的作用？
①能够促进菌胶团的絮凝作用，菌胶团絮凝成活性污泥才能有较大表面积，有良好的沉降性能，才能将水与泥分离
②能够吞食游离细菌以及微小颗粒，来降低污水的浊度，改善水质
③可以代谢污水中的有机物，可直接代谢可溶性有机化合物
④在整个生物处理工程中，它可作为指示生物
8. 利用发光细菌检测待测物毒性
原理：发光细菌是致病性的革兰氏阳性菌，是兼性厌氧菌，在适当条件下，能发出肉眼可见的光（蓝绿色），当该菌接触到毒物或环境改变时，会影响或干扰其正常的代谢，降低发光强度。可用发光仪测定，毒物的毒性越大，浓度越高，种类越多，对发光强度的影响越大。在一定范围内，有毒物的浓度与发光强度呈一定函数关系。在微生物的对数期其发光能力越强，通过发光强度变化，可评定待测毒性。
常用试验菌种：明亮发光杆菌
细菌发光测定法：①培养明亮发光杆菌至对数期——制成菌悬液
②试验组：菌悬液1ml+培养液+待测物进行适温培养（20min左右），用发光测定仪测光强度
③对照组：菌悬液1ml+培养液+蒸馏水进行适温培养（20min左右）
④计算：抑光率=【（对照组光强—试验组光强）/对照组光强】*100%
抑光率越大，待测物毒性越强
9.重要有机物的可生物降解的规律？
①碳水化合物降解规律：碳链越短，分子量越小，越容易被降解；反之越难被降解
②烃类化合物降解规律：直链烃比支链易被降解；碳链越长越易被降解；正构烷烃比异构易被降解；链烃比环烃易被降解
③酚类化合物降解：能降解酚类化合物为假单胞菌、动胶杆菌、酵母菌、放线菌
④塑料降解：塑料
分子结构复杂，分子量大，支链太多，交错也多，且不溶于水，难降解，生产时加入淀粉，可利用协同代谢作用降解塑料
⑤化学农药生物降解
⑥氰类化合物：有机氰比无机氰易降解，能降解氰（胶）的微生物是好氧性的。
10.微生物对农药的作用方式？
①活化作用：本来无毒的农药分子撒到土壤后，经微生物转化。产生代谢产物对杂草和害虫有杀害作用。
②消效作用：本来是无毒的农药分子，经微生物转化改变其分子结构变成了另一种无毒分子，而失去农药的作用。
③去毒作用：本来是有毒的农药分子，经微生物转化改变农药分子结构，使农药失去活性。
④结合作用：微生物的细胞代谢产物与农药分子结合，形成更为复杂的物质，是农药失去活性。
⑤降解作用：农药分子经微生物分解作用后，最终变成CO2和H2O。
⑥改变毒性谱：某些农药对一类有机体有毒，但它们被微生物代谢后，得到的产物能抑制完全不同的另一种有机体，使农药的毒性发生了改变，这种作用往往对人类有害。
11. 深井曝气池的特点及高效性原理？
深井曝气发除具有活性污泥法的特点外还具备一些独特的优点：
1）占地面积小：当前由于人口增加和用水量的增大，现代城市污水管道设备正在扩大，并处于超负荷状态，另一方面建设用地紧张，污水处理现场不易扩大，因此，占地面积小对拥挤的城市来说更具有实用价值。
2）深井埋于地下，受外界气候影响小，有利于稳定运行：水温是影响废水生化处理的重要因子，温度与微生物的新陈代谢有极密切关系。温度低微生物生长不好，处理效果会下降，温度过高也不好，在适宜的范围内，温度低于10℃，高于35℃处理效果也会降低。若增高至38~39℃则活性污泥结构松散。而在深井内的水温受气候变化影响较小，不论在严寒的冬季还是炎热的夏天，井温都可在10~30℃之间，COD去除率可保持在70%左右。
3）深井中溶解氧浓度高，氧的转移速度快：根据亨利定律，空气中的氧在水中溶解度与压力成正比，与温度成正比，压力每增加1公斤/厘米3，溶解氧可增加50~100%。井越深，气泡所承受的静压力越大，氧的溶解度越高。在深井中，曝气部位越深，空气中的氧的分压也越高，因而增加了氧转移的推动力和转移速度。
缺点：有人认为深井曝气法，由于井体渗漏可能污染地下水的问题，有待进一步的研究。
12.MPN法 P8
1）配制适宜的选择性培养基
2）用10倍稀释法接种，然后进行培养
3）观察结果：培养后，观察试管底部是否有黑色沉淀，有——有硫酸盐还原菌，反之则无
4）确定计算的数量指标：选
择三个试管均有黑色沉淀且稀释倍数最高的一组为第一个指标，在读出此后两组产生黑色沉淀的数目，组成一个三位数。
5）查表找出数量指标数
6）计算
13.富营养化的危害
1.影响水体的侵氧作用。由于藻类大量生长繁殖，可将水面完全覆盖，影响大气中氧进入水体中，使水中溶解氧含量减少，影响水生生物的生存。
2.水体中正常的生态平衡被破坏。由于大量藻类及其尸体，使水体中有机物浓度升高，藻类分泌有机物扩散到水域中去，使水域中有机物破坏，给异养微生物提供大量养料，促进异养微生物大量生长繁殖，分解有机物，大量消耗水中溶解氧导致水体严重缺氧，使水生生物大量死亡。
3.鱼类呼吸困难，窒息死亡。有的藻类很小，一般大部分都是原核生物如夜光虫，鞭毛虫等。很小，可黏住鱼类鳃孔，使鱼类呼吸困难，窒息死亡。另外，水中溶解氧减少，也使鱼类缺氧死亡。
4.藻毒素可引起水生生物死亡。有些藻类可分泌藻毒素，如鱼腥藻，念珠藻，可使水生生物死亡。这些藻毒素还可在鱼、贝类体内残留，通过食物链进入人体，使人类中毒。
5.形成强烈的致癌物。水中硝酸盐被还原成亚硝酸盐，吸入胃肠被转化为亚硝胺，通过食物链进入人体。
14.汞污染与汞在自然界的转化 P12/280
1.汞污染状况
自然状况下，汞含量较低，地表水
很少工业用汞。如生产电池、农药、路灯、聚乙烯材料、仪表、制碱业等，主要以HgCl2形式排放，毒性非常强。HgCl2→CH3Hg(条件为厌氧、梭状芽孢杆菌)→鱼体→人体→水俣病。年开采一万吨左右，50%排入环境中，强抗微生物作用。
2.汞的生物学转化
在微生物的作用下可发生甲基化作用和抗汞作用。
①甲基化作用：无机汞转化为有机汞，即元素Hg、离子Hg→甲基汞或二甲基汞的作用称为甲基化作用。元素Hg→CH3Hg(厌氧、甲烷菌)，离子汞HgCl2→CH3Hg（厌氧、梭状芽孢杆菌），主要发生在河流、湖泊、海洋底泥中。汞的甲基化作用与钴氨素有关，经研究证明，钴氨素营养缺陷型细菌不能将HgCl2转化为CH3Hg。
②抗汞作用：将甲基汞转化为离子汞或元素汞的作用，即通过微生物的作用清除汞毒和汞害。在厌氧条件下，CH3Hg→Hg+CH4，假单胞菌抗汞能力强，降解作用弱
15.汞污染对生物的危害
1）Hg能杀死多种微生物，抑制细菌氨化和硝化作用，100
ppm汞溶液抑制细菌脱氢酶的活性，有机汞对细菌的毒害作用比无机汞高20倍以上。
2）施用合汞农药时，当用量为1~200g/公顷，就会影响土壤微生物的物质转化，使施用的有机肥料不能熟化分解。
3）水体中的蓝绿细菌对Hg非常敏感，当水中含汞量为0.001ppm时就会影响蓝绿藻的光合作用。
4）汞能抑制植物细胞的有丝分裂，使植物死亡。
5）用0.008ppm汞溶液，海洋中的鱼类4天内全部死亡，0.8ppm时，1天内全部死亡，鱼苗忍性更差。
6）汞引起人的水俣病，汞在人体内基本不能被代谢。
16.污水处理的基本方法、原理、程序 P17
基本方法：按作用原理和处理程度划分
按作用原理：物理法——最简单，利用物理作用将水体中的悬浮固体、浮油从污水中分离出来，常见的有沉淀、筛滤、过滤、气浮、反渗透等。
化学法——利用化学反应去除各种形态的污染物质，可去除悬浮固体，胶体物质，可溶性物质。常见的有中和、氧化还原、点解、汽提、混凝、萃取、吸附、离子交换、电渗透、絮凝等。
多用于处理工业废水，大部分物质通过化学法处理后可回收，
但费用昂贵，生活用水不用此法。
生物法——生化法，利用微生物的代谢作用，即氧化分解作用，使污水中呈溶解状态和胶体状态的有机污染物转化成稳定的无害物质，按微生物对氧的要求分好氧和厌氧处理。经济实用、费用低
好氧：活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、土地处理系统
厌氧：厌氧活性污泥法、厌氧生物膜法
生活污水与工业废水中污染物多种多样，形态各异，因此只能采用单一方法，只能根据水中污染物的具体情况，选择不同方法，用各种方法联合作用，达到要求。
按处理程度：
一级处理——预处理，简单处理，只能去除污水中呈悬浮状态的固体物质和油膜，经一级处理BOD5只能去除30%，大部分污染物不能去除，一级处理不能排放，物理法只能完成一级处理的目的和要求，是污水处理的必经过程。
二级处理——生物/生化处理，利用微生物分解作用大幅度去除水体中溶解性状态及胶体状态的有机物，BOD5去除90%，处理后可达国家排放标准。
不同二级处理法：活性污泥法、生物膜法、氧化塘法
一二级处理是城市污水处理厂常用方法，合成为常规处理法。
三级处理——高级处理，处理二级处理不能去除的物质，如N,P,S，去除导致水体富营养化的物质，三级处理多种多样，包括生物脱氮、脱磷，利用光合作用，还可利用化学法（活
性炭吸附、离子交换、电渗透等）经三级处理的污水，BOD5可降到5ppm以下，在二级处理后进行，处理后可实现中水回用的目的。
污泥处理——污泥是污水处理的副产品，不及时处理可造成二次污染，采用厌氧消化处理（利用厌氧微生物作用，产生大量沼气，还要浓缩、脱水、干化、压饼等）
17.污水处理工艺系统
应遵守原则：先易后难，先简后繁，先处理大块固体，悬浮物，浮油，先用物理法，处后再用生物法、化学法
城市污水处理厂：以去除BOD5，物质为主要目的，处理设备核心是生物处理设备-----曝气池
18.摇床实验、模型实验
1、将废水配制成不同浓度的培养液（COD酚毒物含量一定）——定量
在培养基内接种活性污泥或菌种，控制一定环境（PH、温度）、摇床震荡（供充足氧气），24h后，下摇床测COD酚量，前后比较COD、酚量，可标出微生物降解COD酚的百分率，从而判断该生物的可生化性。
这是通过对某一污染物的去除率，判断可生化处理性的静态实验（非流动水）
2、模型实验——定量
实验室建小型曝气池，污水连续排入排出，调好进水量PH，曝气量（按实际测定），运行参数调配好，找到最可靠的运行参数，测定比较进水情况和出水情况（如COD,BOD,毒物浓度），属动态实验
3、微生物培养实验——定性了解
在平皿中把废水中的污染物配成已知浓度的固体培养基，接种微生物菌种，适宜条件下培养，观察培养基的菌落数（浊度），菌落数越大，可生化处理性越好。
一般工作：先按水质指标，再用摇床实验和模型实验。
19.综合处理的好处 （工业废水和生活污水混在一起处理）
1）建设和运行费用较低：一定要建设大型污水处理厂，它比分散建设小型污水处理厂要节省开支，同时中小型污水处理厂一定要建调节池（工业废水成分单一，微生物难以生长）还要加一些化学药剂，使N、P、S等成一定比例。
2）处理效果好、运行稳定：在污水处理中，中小型企业的工业废水在水量和水质一天内有很大变化，给污水处理厂带来很大困难，水质变化频繁，微生物也不易存活，混合处理时，水质水量稳定均衡，促进协同代谢，将某些不易降解的降解。
3）占地面积小、不影响环境卫生：分散建厂会占用更多的土地，且小型处理厂多建在室内，影响城市布局和环境，大型建在郊区，远离城市，对城市环境卫生影响小。
4）易于管理、节省工作人员：小型的管理，维护人员多，大型的有条件配备精通高技术的人员。
综上，综合处理是城市污水处理的发展方向。
20.污水生物处
理基本原理、四种作用
原理：主要通过组成活性污泥和生物膜中的微生物分泌的胞外酶和胞内酶对污染物质的氧化降解作用使污水中的污染物质被消除，在好氧条件下，污染物质最终被微生物分解成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ。在厌氧条件下，污染物最终被微生物分解成CH4，H2S,N2，CO2，和H2O以及有机酸和醇。无论是好氧还是厌氧条件，最终都是将污染物质转化为气体，从水中逸出。
由四个连续过程进行的，缺一不可，四种作用：
（１）絮凝作用：在废水生物处理中，细菌常以絮凝体形式存在。废水进入生物反应池后，废水中的产荚膜细菌可分泌出粘液性物质，并相互粘连形成菌胶团。菌胶团又粘连在一起，絮凝成活性污泥或粘附在载体上形成生物膜。活性污泥或生物膜是微生物群体存在的形式。
（２）吸附作用：发生在微小粒子表面的一种物理化学的作用过程。微生物个体很小，并且细菌也具有胶体粒子所具有的许多特性，如细菌表面一般带有负电荷，而废水中有机物颗粒常带正电荷，所以它们之间有很大的吸引作用。颗粒的和胶体的有机污染物一旦粘附于活性污泥，即可通过固液分离的方法，将这些污染物从废水中清除出去。
（３）氧化作用：发生在微生物体内的一种生物化学的代谢过程。
（４）沉淀作用：废水中有机物质在活性污泥或生物膜的氧化分解作用下无机化后，处理后水往往排至自然水体中，这就要求排放前必须经过泥水分离。
21.污水好气性处理的类型
（１）活性污泥法：应用最多，处理效果好，活性污泥法有不同结构形式：传统活性污泥法，渐减曝气法，阶段曝气法，延时曝气法，吸附再生法，完全混合式曝气法，深井曝气法，两极活性污泥法，序批式活性污泥法（SBR）
（２）生物膜法：利用生长在固体滤料上的生物膜的方法来处理污水。
（３）氧化塘法：包括氧化沟，利用菌藻共生处理污水的方法，占地面积大，不适合城市采用，处理周期长，处理效率低，运行方便，费用低。
（４）土地处理法：是一种以土壤为介质的净化污水的方式，污水进入土壤后，一部分挥发，其余不断下渗，通过土壤颗粒渗析，将颗粒截留，被土壤中微生物降解去除，发现到现在有湿地处理法。
22.厌氧处理法优点
（1）厌氧处理污水废物稳定化程度高。用好氧处理，有机物大部分转化为活性污泥，不稳定，仍具污染性，会造成二次污染，用厌氧处理，有机物大部分转化为CH4和CO2，很少有活性污泥产生，很容易从水中逸出，所以矿性程度高，稳定性强。
（2）活性污泥生成率低。因为厌氧菌（产甲烷菌）生长速度慢，世代
长，所以活性污泥生成率低，用厌氧处理可以节省经费，不需要活性污泥的运行费用。
（3）需要营养物质。厌氧不需要向废水中投加其他营养物质。
（4）不需要曝气充氧。削减动力（不消耗动力）运行成本减少一半。
（5）可以产生沼气（能源）提高经济效益，减少处理费用。
23.活性污泥主要优势菌
（1）假单胞菌属 分解有机物能力特别强，几乎所有有机物都能被分解，几乎在各类废水处理中都有假单胞菌存在。
特点：革兰氏染色阴性，无芽孢，极生鞭毛，一根或丛生，它是一种短小杆菌，宽不到1UM，长不到1.5UM，能产生水溶性色素，有荧光（淡蓝色），在水中能形成絮体（由于能分泌多糖类粘液），菌落呈S型。
（2）动胶菌属——较常见的菌属可降解酚
特点：可在菌体外分泌多糖类粘液，可把其他菌粘连在一起。对形成活性污泥起到非常重要作用。a无芽孢 极生鞭毛 在菌胶团中菌体成群，是一种短小杆菌，菌落成S型。
上两者对酚和苯等有机物有极强的分解能力
（3）芽孢杆菌属——最常见的菌属
分泌有机物能力强，数量最多，可抵抗不良环境。水质水量发生变化时也可存在。鞭毛 菌落呈R型（粗糙）菌落干燥 不易挑取
（4）产碱杆菌属
分解氮化物能力非常强 分解乳制品废水 分解N化物产碱
特点：周生鞭毛 无芽孢 菌落S型
（5）节细菌——优势均属
特点：培养过程中菌体形态可以变化（球形?杆型）（由于培养条件，环境，底物不同）在处理乳制品（含高蛋白）污水时降解有机物能力强
根据条件（如菌龄）革兰氏染色有时呈阴性有时呈阳性无鞭毛 不能形成芽孢 菌落S型（光滑）以菌胶团形式存在 絮状 肉眼可见 一般用孔雀绿染色
总结：不同种类细菌，形成菌胶团形状不同（微生物的遗传特性，环境不同）
同种细菌 处理不同污水 菌胶团形状不同 处理含N废水→分枝状；处理农药废水→球状
不同进水形式，形成菌胶团形状不同
活性污泥是一个群体，包括藻类，原生动物，细菌等 是微生物的栖息地。
24.细菌形成菌胶团的意义（活性污泥的意义）
（1）细菌形成菌胶团（活性污泥）是对原生动物自卫的一种形式，避免原生动物对单个细菌的的吞食作用。Eg：一个轮虫可吞食12万个/d单个游离细菌，形成活性污泥，原生动物吞食不了从而保护细菌。
（2）形成活性污泥后，细菌吸附有机物能力增强有非常重要的生态学意义。菌胶团贮存微生物所需要的营养，抵抗不良环境，环境变化时特别是干燥环境时保存营养，延长细菌生命力。
（3）在污水处理当中，细菌形成活性污泥后，
使细菌的沉降性能变好。短时间内在二沉池中使泥水很好分离，形成活性污泥是污水处理中非常重要的作用，有非常重要的生态学意义。
25.活性污泥中微生物的分离步骤
1.制备培养基 ：根据要求不同，制备不同的培养基 需进行无菌操作
eg:一般细菌——牛肉膏蛋白胨培养基 放线菌——高氏培养基 霉菌——查氏培养基
2 取样：把曝气池中的活性污泥膜以无菌操作手段接种到无菌采样瓶中（要事先准备好冰瓶）。将其放入冰瓶中带回。最好马上分离。否则放在4℃冰箱内保存，最好24小时内分离。
3 样品稀释：用无菌移液管把样品取出10ml带有灭菌玻璃珠的无菌水中（三角瓶）充分震荡1小时。将使躲在活性污泥中的细菌游离出来，再次稀释样品一般来讲到10-10
4 分离培养：将无菌培养皿准备好，用无菌移液管去0.1的菌液，使其与培养液充分混匀（一个稀释做三个平行）倒置培养。32℃培养箱中培养24小时（放线菌48小时）
5 菌种的纯化：把分离出来的菌落，仔细观察：菌落大小、颜色、隆起情况、透明度、边缘情况、光滑(s型)/粗糙(r型).荧光、分泌色素情况（有无水溶色素）、气味、通过观察把不同的菌落挑出来。
6 纯种鉴定：纯种标志：球菌——大小一致 杆菌——粗细一致 长短可能不一致（菌龄不同）
一般纯种鉴定工作复杂：
（一）进行个体形态观察：①细菌大小（测微尺）球菌直径杆菌长宽②形状③是否有芽孢（着生位置）④荚膜⑤革兰氏染色（G+/G-）⑥鞭毛染色（周生、极生、单生）
（二）群体形态观察 菌落大小，形态，颜色，光泽，透明度，粘稠度，边缘特征，
干燥/湿润，R/S，水溶性色素，厚薄程度，荧光
（三）生理生化特征——①生理特征 ②生化特征
①a细菌利用各种营养物质的能力（碳源，单糖，多糖，双糖脂肪酸，醇类，氮源，蛋白质，氨基酸，硝酸盐，铵盐，蛋白胨）
b细菌对生活条件要求（呼吸类型，温度，PH）
②a糖的发酵实验 葡萄糖 果糖 乳糖
b吲哚实验 利用色氨酸能力
c Vp反应(乙酸酰甲基甲醇)生成红色——阳性 无现象——阴性
d MR反应（产酸反应）：甲基汞指示剂 变红—正反应 无现象—负反应
e 接触 氧化 硝酸盐还原反应 牛奶 水解淀粉 分解明胶 柠檬酸盐产
H2 s 产氨分解油脂
26.传统活性污泥法特点、优点
特点：1）曝气池前端有机物浓度高，沿池长方向有机物浓度逐渐降低。
2）曝气池前端微生物需氧量高，沿池长方向微生物需氧量逐渐降低。
3）污水在曝气池中停留5~6个小时，与活性污泥一起流进二沉池，泥水分离，清水排走
4）BOD5去除95%左右，排出的水有机物含量低，溶解氧高，COD去除80%左右，处理效果比较好。
缺点：对水质水量冲击负荷抵抗力差 供氧不能合理利用，造成供氧浪费
浪费动力，消耗能源 曝气池体积庞大，占地面积大，基建费用高
27.活性污泥影响因子
影响活性污泥的环境条件有：
① 废水中的各种理化因素：温度、pH、溶解氧、营养物质、毒物
② 生物因素：各种生物之间的相互影响，如猎食、拮抗、寄生
上述任何一个因素的变化都会对活性污泥产生一定的反应
1）温度——曝气池中的污水温度
最适宜温度为25~30℃，在一定的范围内，温度升高，细菌生长繁殖加速，但细菌都有最低生长和最高生长温度的限制，超过限度对细菌生长有影响。
要严防高温废水进入曝气池中（初沉池进行调节）
当进水温度在60℃左右时，活性污泥半小时内几乎全部死亡
温度低于15℃处理效果就会受到影响，有机物质降解率极低。
曝气池中的温度不能波动太大，温度波动不要超过10℃，否则影响污水处理效果。
2）溶解氧（DO）——污水好氧处理十分主要的因素，曝气池中的溶解氧量不能太高也不能太少
（1）溶解氧过多
可加速活性污泥的氧化过程，而活性污泥要进行内源呼吸使活性污泥老化，结构松散，絮体破坏，失去了吸附和氧化能力。
溶解氧过多还会使曝气池中硝酸盐增多。主要是由于细菌氨化作用产生NH3，氨再氧化形成了硝酸盐，含硝酸盐废水和活性污泥一起流入二沉池后，又由于二沉池缺乏氧，在厌氧条件下，反硝化细菌会生长，进行反硝化作用，产生N2气，会把活性污泥带到水面，使大块污泥上浮，随水排出，使污泥流失影响处理效果。
（2）溶解氧过少
活性污泥的氧化速度缓慢，氧化力不强，BOD降解率差，处理水达不到要求的排放标准。
在曝气池中会发生厌氧发酵，产生CH4、H2S，使活性污泥中毒死亡，活性污泥也可做为厌氧菌的发酵底物，使污泥腐败，结构松散。
使丝状细菌大量生长繁殖，会引起活性污泥膨胀。
（3）综上，在污水处理正常运行中，要供给的溶解氧量和活性污泥对氧的要求量应达到平衡，或稍微留有余地，一般要去除一公斤BOD5要求应有一公斤氧，在正常运转中曝气池中溶解氧控制在2~4mg/l,出水溶解氧不能低于0.5mg/l
3）pH
最适pH是7~8，因为细菌和原生动物要求的pH是中性偏碱，当曝气池中的pH波动不太大时，在处理过程中微生物能自动调节pH
至接近中性。
但在正常处理运转过程中，pH值不宜突然变化太大，过酸或过碱的废水进入曝气池，活性污泥会适应不了，活性降低，甚至死亡。
pH=3~ 5 时，活性污泥呈白褐色；pH=7~ 9 时，活性污泥呈黄褐色（正常）；
pH=9~11时，活性污泥呈粉红色。
4）营养物质——有机物质或者说是污染物质，包括C、N、S、P等
碳源：活性污泥对碳源需求量较大，以BOD5计算不应少于100mg/l。如果碳源不足，活性污泥粘着性差，影响活性污泥的絮体形成，使活性污泥吸附氧化能力降低。
氮源：构成菌体蛋白质和核酸的成份，也是遗传物质基础的组成成份（RNA、DNA）是不可缺少的，微生物对氮的需要量一般是碳源的1/25。生活污水氮源丰富，工业废水氮源很少，加入生活污水或尿素补充氮源，加铵盐补充也可以。
磷源和硫源：磷酸盐和硫酸盐，因为活性污泥需要的磷和硫量较少，一般污水中不缺乏，活性污泥对磷和硫的需求量是C:N:P:S=100:5:1:1或BOD5:N:P:S=100:5:1:1
5）毒物——对活性污泥有抑制和杀害作用的物质均属毒物
主要毒物有：重金属离子、Hg、Cu、As、Cr。
重金属离子Hg>0.5mg/l、Cu>1mg/l、Cr>2~5mg/l、As>0.2mg/l
特殊的工业废水缺少磷、硫，适当补充可加磷酸盐，硫酸盐。
酚最高浓度不能超过250mg/l 氯最高浓度不能超过50mg/l
胺基物最高浓度不能超过100mg/l 硝基物最高浓度不能超过50mg/l
H2S>10~20ppm时，活性污泥就会死亡 ABS-对活性污泥有毒，严格控制进入曝气池
DDT-对活性污泥毒性作用大，严格控制
28.吸附再生法特点、优点
主要特点：设有污泥再生池，回流污泥打入再生池，活性污泥在再生池里处于缺乏养料供应的情况下，进行曝气，这样可使活性污泥处于饥饿状态，再把饥饿状态的活性污泥重新打入曝气池，这时活性污泥对有机物吸附和氧化能力特别强（饥不择食）。提高了对水质水量的冲击负荷抵抗能力。
两种工艺：
优点：
1）污水与活性污泥在吸附曝气池内混合，接触1-2h，活性污泥把污水中的有机物吸附，氧化，降解。提高对水质水量的冲击负荷。
2）吸附再生法污泥回流量大，回流比在50-100%，基本上不排泥。
3）吸附池和再生池的总容积比普通活性污泥法还小，降低处理厂投资和运行管理费用。
4）由于污泥回流量大，抗冲击符合能力强，适合处理悬浮物、胶体物质多的污水。
29. 氧化池净化污水的机理
通过菌藻共生作用完成，包括细菌氧化作用，藻类作用等等
1）细菌氧化作用，C,N,P,H等都是细菌生长繁殖需要的元素
2）
藻类光合作用：有光条件下，将细菌代谢产物合成自身细胞并释放二氧化碳
3）水体中PH升高：水中碳酸释放的二氧化碳被藻类消耗，使不断生成OH- PH升高
4）塘底的厌氧分解作用：塘底存在大量微生物，发生厌氧消化作用，产酸菌将复杂的有机物分解，再由产甲烷菌还原为甲烷和水，气体从水中溢出。
5）去除重金属离子：通过较高的PH值下形成难溶盐或不溶的氢氧化物沉淀至池底淤泥或被水生生物通过食物链富集作用而除去
6）消除病原菌和寄生虫卵：被紫外线光照杀死，或沉入塘底，由于细菌之间存在拮抗作用，使沉入塘底的病原菌不易增殖而逐渐死亡
30.活性污泥性质评价SV30、SVI、MLVSS、MLSS
为保证活性污泥经常具有吸附氧化降解有机物的性能和活性污泥的沉降性能，除要给活性污泥提供适宜的生活条件外，还要用一些简便的方法监测活性污泥的性质。
一 测定活性污泥沉降比SV30
曝气池混合液在100ml量筒内经30min沉降后，活性污泥的体积与100ml混合液体积之比。
? 运转正常情况下，活性污泥沉降比为15~30%
? 活性污泥沉降比不正常有两种情况：
1）当沉降比SV30>30%
表示曝气池中总污泥量较多，需要排泥，或控制污泥回流量，否则由于活性污泥过多，好氧量大，而造成供氧不足，会引起厌氧发酵影响污水处理效果。
当活性污泥沉降比>90%，而不是由于活性污泥过多造成的。是由于活性污泥沉降性能差，活性污泥不下沉而悬浮在水中，这就表明了曝气池运转不正常，可能发生了活性污泥膨胀现象，使活性污泥流失，严重影响污水处理效果。
2）当沉降比SV30
表明曝气池中污泥量不足，有机物氧化不彻底，也要影响污水处理效果，加大污泥回流量，或增加进水营养物质浓度
或者由于活性污泥颗粒紧密，无机物过多，絮体形成不好，吸附氧化能力低
或者由于进水中碳源少，氮源多，C:N比很小，应加大碳源。
二 污泥指数SVI
曝气池中的混合液在量筒中经30分钟沉降后，沉降污泥的体积和一克干污泥之比，ml/g
测定污泥干重的方法：减重法或称称量法。
先把定量滤纸烘干至恒重，反复烘几次称重无变化，再用烘干后的滤纸过滤沉降的活性污泥，然后放到105℃烘箱中一直把污泥烘至恒重，求得沉降污泥的干重。
滤纸重+污泥干重-滤纸重=污泥干重(g)
如：曝气池中的混合液在100ml量筒中经30分钟沉降后沉降比为30%,沉降后的污泥烘干后，污泥干重为0.305g，求污泥指数。SVI=30/0.305=98.4ml/g
沉降性能良好的活性污泥：SVI 50~100；一般：SVI 100~200
；不好：SVI 200以上
1、 活性污泥指数过高——活性污泥松散，体积膨大，比重变小，沉降性能差，使活性污泥长期浮在水中，这样的活性污泥进入二沉池后不能下沉，泥水不能分离，这种现象叫做活性污泥膨胀，会严重影响污水处理效果，会造成活性污泥的大量流失。
2、活性污泥指数过低——活性污泥颗粒细小，紧密，无机物质多，污泥没有活性比重大，容易下沉，这样的活性污泥吸附氧化能力都很差，也达不到污水处理要求的效果。
三 活性污泥浓度 MLSS ——每升曝气池中的混合液所含有的干污泥重，用g/l表示。
正常曝气池中的活性污泥浓度在3~4g/l。
1、如果污泥浓度大，说明曝气池中的污泥量多，要排泥，或控制污泥的回流量。否则会造成供氧不足，会导致活性污泥内源呼吸，使污泥腐败，失去吸附氧化的作用。
2、污泥浓度太小，说明曝气池中污泥量小，要加大污泥回流量，来补充污泥，否则有机物也会氧化不彻底。
四 污泥灰分 NVSS
曝气池混合液中的干污泥，放在茂福炉中经600~700℃灼烧后剩下的重量称污泥灰分，用%数表示灰分占干污泥的百分数。测定污泥灰分也用减重法，用古氏坩埚测定。
正常情况下：生活污水活性污泥灰分为20~30% 工业废水活性污泥灰分为30~40%
五 挥发性污泥MLVSS
曝气池混合液中的干污泥经600~700℃灼烧后失去的重量叫挥发性污泥，用%表示。即挥发性污泥占干污泥重的百分比。
在正常情况下，挥发性活性污泥是70~80%，挥发性活性物主要是指可被微生物降解的那部分有机物的含量，主要是BOD5物质。
31.活性污泥膨胀情况原因及控制治理方法
原因：
（1）与水温、DO的关系
丝状菌在水温高、DO较低的情况下生长良好，而活性污泥中其他细菌受到抑制，所以污泥膨胀常常发生在夏季。气温高、水温高、DO低，丝状菌大量生长繁殖，引起膨胀。
当曝气池中DO在0.6mg/l以下时，就可能引起污泥膨胀。
气温很低，也会发生。其主要原因是曝气池运转不正常，曝气量不够或进水负荷突然。
（2）与进水水质负荷有关系
当进水低于100ppm，曝气池中有机物浓度很低，在这种情况下丝状菌仍能良好的生长，其他细菌因营养不足而受到抑制。这时细菌要进行内源呼吸，细菌解体死亡而吸水膨胀。
当进水含有毒物质浓度较高，对污泥均有毒性作用，使污泥中毒死亡、解体。
（3）与曝气池中的污泥量有关
当曝气池中污泥量很大，进水有机负荷又低，使活性污泥陷于饥饿状态，最后导致微生物死亡，而引起活性污泥膨
胀。
（4）与进水C:N有关系
当进水C:N比值很大时，碳源多、氮源少，这时细菌代谢不正常，同时微生物转化碳源为脂类，贮存在体内而使比重变小，沉降困难，发生活性污泥膨胀。
（5）与进水pH值有关
当进水pH值过高或过低，对活性污泥影响很大，使活性污泥不正常，引起活性污泥死亡，而引起膨胀。
（6）与曝气池的造型有关系
完全混合式系统的曝气池，比其他系统的曝气池容易引起活性污泥膨胀，其原因尚未真正搞清楚，可能和回流区的回流缝太大有关系，使曝气区的空气窜到沉淀区，使气体携带污泥上浮，而沉不下去。
控制和治理活性污泥膨胀的方法
① 控制污泥膨胀方法
控制进水有机负荷，使活性污泥处于稳定运行的环境。
废水要连续的进入曝气池，不能断流、间断曝气和闷曝，使曝气池中溶解氧稳定在2~4ppm。
控制进水CN比，C:N=25:1
控制进水pH ，pH值要稳定在6~9
控制进水温度，温度最好稳定在25℃左右。
② 治理活性污泥膨胀的方法
1）若丝状菌引起的膨胀，则采用化学药剂处理，由于丝状细菌对化学药剂较敏感，所以采用合适剂量，即可杀死丝状细菌，又不至于过多损伤活性污泥常用的药物及剂量如下：
漂白粉：按有效氯为活性污泥重量0.5~0.8%，水中余氯为1ppm时，球衣细菌在30min内死亡，余氯为0.5ppm时，球衣细菌在120min内死亡。
加废碱液，使曝气池中的pH上升，至8.5~9.0左右维持一段时间（0.5-1h），丝状菌体萎缩、断裂，最后死亡。
还可以想曝气池中投加硫酸铜和双氧水杀死丝状细菌
2）如果不是丝状菌引起的活性污泥膨胀
向曝气池中投加回流污泥，使回流污泥附着在膨胀的污泥上，促使膨胀污泥下沉。
向曝气池中投加惰性固体（粘土、活性炭、消石灰等），增加污泥重量，使活性污泥下沉。
向曝气池中投加絮凝剂，Fe(OH)3、FeCl3和其他有机絮凝剂，使污泥下沉。
当活性污泥膨胀特别严重时，会有倒灌，重新培养活性污泥这会给工厂经济带来损失。
32.活性污泥培养和驯化，接种培养法
当污水处理厂建成投产时，首先要培养活性污泥。然后确定最佳生态条件的试运行工作。通过试运行确定最佳运行条件，找出最合理的运行参数，以达到高效处理污水的目的。
活性污泥是一个微生物团体，包括细菌、放线菌、等，活性污泥培养要有菌种、微生物、适合的条件。
接种培养法：选择近地址并且性质与要培养的污泥性质相似的活性污泥做接种菌。
用现成的活性污泥做接种菌，取水质相近的干污泥进行活化（简便、节省时间）
例如：1吨干
污泥（粉碎）→52m3（加河水400t、漂染厂废水112t、生活污水8t、PH6-9，温度30℃、BOD5300-500ppm）→进行闷曝活化2-3天（不进水也不出水），活性污泥即被活化→逐渐减少河水量同时增加漂染厂废水量，再进行3-4个周期的闷曝，直至进水完全适应漂染厂废水，此时活化后的活性污泥已适应漂染厂废水。
注意：1.一定要取水质相同或相近的干污泥；
2.考虑取泥场址的距离问题，以保证生物活性。
异步培养驯化法——培养活性污泥和驯化活性污泥分开进行，先培养，再驯化
培养活性污泥——驯化活性污泥——同步培养驯化法——特种菌的选育法
操作步骤：试管斜面菌种---三角瓶摇床---10L发酵罐---扩大1000L发酵罐---再扩大10000L发酵罐---投入曝气池---形成特异性活性污泥
33.生物相及其在实际中应用
1.生物相的活动状态和生产运行条件有密切关系
①在曝气池中，DO在1-3ppm时，钟虫可以正常生活，当DO
②当进水有机负荷增加时，钟虫活动缓慢迟钝，体内没消化的食物也增多，而后虫体死亡
③当进水PH增高时，钟虫不活动，纤毛环停止摆动，轮虫虫体缩进背甲里
④当曝气池温度低于15℃，原生动物数量明显减少，低于10℃时，原生动物完全消失，钟虫在低温条件下不活动
2.同一种生物数量的增减情况
①钟虫的出现表示污水的处理效果好，当活性污泥膨胀时，丝状细菌剧增，钟虫明显减少
②轮虫的出现表示污水的处理效果好，当污泥老化解禁时污泥松散，污泥絮体被破坏，会为轮虫提供养料，造成轮虫的恶性增殖
3.生物相的种类变化
①当游泳型纤毛虫增多时，出水水质不好，处理效果差，COD/BOD达不到标准
②当丝状细菌大量增加时→污泥膨胀，辐射变形虫增多，水质好
生物相可指示污水处理的运转情况，需每天观察
34.生物滤池与活性污泥比较优缺点
1）生物滤池的优点——利用生物滤池法处理污水
不会发生污泥膨胀 污泥生成量少，可以减轻污泥处理的负担
不用曝气供氧，自然通风供氧，可以节省资源 对水质水量冲击负荷的抵抗力强很多
塔式生物滤池的占地面积小，适于5城市采用 没有泡沫生成
可以充分发挥丝状细菌氧化降解有机物的能力 运行费用低，省电
2）缺点——滤料易堵塞 处理的水量没有活性污泥法大 池式生物滤池占地面积大
和活性污泥法比较，同样规模，处理同样水量，生物滤池法基建投资比较大
有滤池蝇飞散，影响环境卫
生
35.生物相
污水处理效果好时，生物相分层现象明显，当进水浓度变化时，生物相在塔内上下移动。
1.当进水有机负荷增高时，生物相向下移动；反之，生物相向上移动
2.当发现塔内同一截面（同一高度）的生物相差别很大时，说明布水不均匀，或者某一处出现堵塞现象
3.当处理效果良好时，游离的细菌非常少
4.当塔内面通风不良或水温较高，水中DO下降，生物膜会变黑，看是否有硫丝菌
36.活性污泥上浮、泡沫问题
上浮：活性污泥法处理污水，在运转正常情况下，二沉池的出水一般会含有少许的悬浮污泥，絮凝良好的活性污泥二沉池正常的流失率一般小于0.5%，出水SS小于10~20mg/l，若出水SS大于30mg/l，活性污泥流失率大于0.5%，即说明运行可能出现问题，其往往是因为大块或小颗粒污泥上浮所引起的。
1）大块污泥上浮：当二沉池断断续续发现有拳头大小污泥上浮，引起的原因主要有两种。
反硝化污泥：上浮污泥色泽较淡，有时带有铁锈色，曝气池内硝化程度较高，含氮化合物经氨化作用及硝化作用被转化成硝酸盐的废水进入二沉池，进行反硝化作用，NO3—N2产生N2呈小气泡集结在污泥上，最终使污泥大块上浮
改进办法：加大回流比，使二沉池污泥得到更新，或减少沉淀池污泥层。
多排泥降低污泥浓度。
还可适量减少曝气池的充氧量，这样降低NO3-作用，减少硝酸盐形成。
腐化污泥：污泥成黑色，并有强烈的臭味
产生原因是二沉池有死角，造成长时间积泥，即产生厌氧硝化，产生H2S、CO2、H2、CH4等气体，集结在污泥上，使污泥上浮。
解决办法：消除死角区的污泥；增大污泥回流比；排出多余的污泥。
2）小颗粒污泥上浮——飘泥：小颗粒污泥不断随着出水带出二次沉淀池的现象
原因还有以下几种。
进水水质pH、毒物等突变，使污泥中毒造成解絮，使泥飘走。
污泥因缺乏营养或充氧过度，而造成老化，这是由于污泥内源呼吸造成的，使污泥老化、破碎，使污泥飘走。
机械曝气叶轮转速过高，使活性污泥絮体破碎，使泥漂浮，飘走。
解决办法：要弄清原因，分别对待，采取措施。
活性污泥上浮现象不能和活性污泥膨胀混为一谈
上浮是发生在二沉池的水面上，反映在二沉池
膨胀是发生在曝气池，反映在二沉池
泡沫：用活性污泥法处理污水，特别是处理纺织、印染废水，在曝气叶轮的剧烈搅拌下会产生大量泡沫。泡沫浮在曝气池表面，有时可达一半以上，影响曝气池的复氧作用，使曝气池溶解氧含量下降，影响处理效果。
控
制措施：1 可在曝气池上方，安装喷洒管网，用压力水喷洒打破泡沫。
2 定时投加除泡剂，主要是油类，投加量在0.5~1.5mg/l的范围内。
37.生物膜发优缺点、形成过程
优点：①污泥产生量少，对二沉池压力小 ②对水质水量冲击负荷抵抗能力比活性污泥强
③不会发生污泥膨胀 ④不需要曝气供氧，耗能少，节省动力
⑤运行管理比较方便、容易
缺点：①处理效率没有活性污泥高 ②处理污水量少
③占地面积大 ④易堵塞，不是全淹没在水中，易散发臭味
形成过程：①初生阶段：有稀少的细菌附着在滤料表面，代谢活动产生粘性物质，形成薄的粘液层，开始时，膜密度低
②生物膜的生长阶段：污水中有机物质丰富，DO充足，温度适宜，微生物生长繁殖非常快，薄膜逐渐成熟变厚，DO完全穿透生物膜，整个生物膜处于好氧状态，吸附氧化能力强
③生物膜成熟阶段：生物膜不断生长繁殖，不断加厚，DO进入膜内受限制，里层好氧微生物不断死亡，处于缺氧或厌氧状态，厌氧微生物逐渐生长繁殖，好养和厌氧同化作用、异化作用同时进行，厌氧微生物同化作用差、但是矿化能力强，可产生大量气体，此阶段生物膜的氧化降解能力不如生长阶段
④生物膜老化阶段：生物膜不断加厚，内部厌氧层不断扩大，产生气体多，是生物膜与滤料接触不紧密，加之水流冲击使生物膜要脱落
⑤生物膜完全脱落阶段：产生大量气体，使生物膜完全鼓起来，直至脱落，后又有新的生物膜生长，不断重复
38.塔式生物滤池P42 工作原理 P43 结构
构造：塔壁、滤料、补水系统、通风系统、排水系统（滤料最重要）
塔壁——围挡滤料，里层刷耐腐蚀材料，外层表面设有观测窗口，2m左右一个 目的：采样
滤料——比池式生物滤池要求严格，除了抗腐蚀外，还要比重轻，塑料做塔式生物滤池滤料，将其做成各种形状，在不同高度要求设置格栅（承托滤料和生物膜）
布水系统——一般用连续旋转式布水器，布水均匀，水由塔顶向下滴落，冲刷脱落的生物膜，使滤料不易堵塞
通风系统——自然通风供氧，由于塔体比较高，有拨风效果，通风系统能满足微生物氧化降解有机物的须氧要求，为保证自然通风要求，塔底有一定空间周围有通风口，其有效面积不得小于滤池截面的7.5%~10%
排水系统——塔底有集水器，收集水到二沉池
工作原理：
生物膜的吸附氧化作用：布水器均匀布水，污水沿滤料空隙向下流动，经过生物膜，污水中的有机物和毒物被生物膜吸附氧化，
同时由于自然拨风，空气由下而上运动，经废水进入生物膜，被微生物利用，有机物氧化分解产生的二氧化碳等气体溢出，由下而上排出
自然供氧满足生物膜的需要：塔式生物滤池采用自然通风，通风孔有效面积不得小于滤池截面的7.6%~10%，通过自然拨风，空气连续不断的自下而上的通过生物膜，足以满足生物膜对氧的需求，氧气溶解在水中形成溶解氧，供给生物膜使用。
生物膜的脱落与再生：老化的生物膜附着性差，加之有水流冲刷力，使生物膜不断脱落，脱落的生物膜随水进入塔底集水池，流入二沉池，而新的生物膜不断产生，因此使生物膜一直保持很高的活性。
附着水层与流动水层有机物的传递：由于生物膜的吸附作用，在生物膜表面有一层薄的附着水层，附着水层中有机物大部分被氧化，使有机物浓度比流动水层中的有机物浓度低很多。正是由于这种浓度差，当污水在生物膜表面流动时，有机物便会从流动层转移到有机物浓度低的附着层，进一步被生物吸附。然而，有机物被不断的转移，吸附，降解
39.生物转盘运行和构造应符合要求
①当处理水质水量变化较大的工业废水一定要调节调节池
调节池 用于调节水质水量，环境变化大的营养不均衡 ph变化大的污水
②当处理特殊工业废水（其中含有大量的ss）调节池放在初沉池后
③一个氧化槽内不一定只有一个盘片40％~45％的盘片面积浸没在水中其余暴露在空气中（吸附氧化交替进行）
生物转盘结构 1盘片：硬质塑料 玻璃钢 竹子（我国南方）
2转轴：支承盘片并带动其旋转的重要部件 由电机控制转速可人为设定
3氧化槽：又叫曝气槽 由钢筋水泥混凝土或钢板（外层涂防腐材料）做成。呈与盘片外形基本稳合的半圆形
生物转盘由几个盘片串联组成贯穿于轴 轴两端固定 盘片间距相等，间距＞15mm，盘片直径为1~4米厚度在1~2mm。转轴到氧化槽中污水的液面距离为15~20mm，盘片边缘到氧化槽底部距离为20~35mm，盘片凹凸不平波纹状可增大表面积，即增大了生物膜的表面积，使氧化降解能力提高。
应符合要求
①盘片上的微生物大量生长繁殖（盘片要凹凸不平）表面积变大有利于污水的处理
②污水与生物膜接触良好即转盘在转动过程中，使生物膜与污水的接触保持一定时间，所以要控制转盘的转速既不能太快又不能太慢，将其控制在合理范围内
③能连续不断的更新生物膜使其保持活性
④使氧化槽内充分曝气。当有机复杂有机含量较高时可根据要求适当在氧化槽底部加曝气装置
40.影响生物转盘有机物去除因素
1.转盘表面的负荷对有机物去除的影
响
（1）水力负荷：进入氧化槽的水量，每天每平方米的转盘表面积可承受的污水的体积。一般应控制在0.1-0.3m3/(m2.d)
（2）有机负荷：每天每平方米的转盘表面积可承受的有机物的公斤数。BOD5控制在1000-7000mg/l，COD控制在3000-10000mg/l
（3）毒物负荷：每天每平方米的转盘表面积可承受毒物的克数。酚500mg/l,氰200mg/l。
2.污水在氧化槽中滞留时间（SRT）对有机物去除的影响
一般来说，滞留时间越长，有机物去除效果好，但是停留时间增长会使处理效率降低，实验测得SRT=15h，BOD5去除率44.5%，SRT=25h，BOD5去除率95%，SRT=35h，BOD5去除率97.8%。综合考虑，SRT=25h最为合适。
3.生物转盘的级数对有机物去除的影响
多级生物转盘中，转盘的级数对污水处理效果影响很大
以及转盘因污水有机物浓度高，生物膜厚，氧化降解速度快，随转盘级数的增高，有机物的浓度逐渐降低，到第四级转盘，生物膜相对比较薄，吸附氧化能力弱
所以有机污染物主要集中在第一、第二级转盘中去除
4.生物转盘的转速对有机物去除的影响
转盘速度快：（1）可增加生物膜与空气、污水接触的机会，提高生物膜的吸附氧化的能力
（2）加速对氧化槽污水的搅动，将空气带入氧化槽，增加污水的DO，使脱落的生物膜氧化能力提高
（3）有利于冲刷生物膜，使生物膜及时脱落更新，始终处于活性较强状态。
在一定范围内，增大转速可提高污水处理效果
转速一般控制在0.8-3rad/min，线速度20m/min
转速太快，不仅增加动力消耗，还会使DO过多引起生物膜内源呼吸老化
41.生物转盘与生物滤池活性污泥比较
1.生物转盘与活性污泥比较所具有的优点
（1）生物转盘由于生物膜附着在转盘上，不会发生污泥膨胀现象
（2）生物转盘抗负荷能力强，所以适合处理高浓度有机废水
（3）生成的污泥量小，可减轻对剩余生物膜的处理负担，节约污泥处理费用
（4）不用通风设备，不用曝气供氧，靠转盘的转动直接供养，DO充足
（5）转盘表面附着大量丝状细菌，可充分发挥丝状细菌对有机物的降解作用
（6）处理印染厂，纺织厂排出的含起泡剂的废水，可大量减少泡沫的产生
2.生物转盘与生物滤池比较所具有的优点
（1）生物转盘法的生物膜与废水接触均匀，而塔式生物滤池布水时，废水易沿塔壁流动，往往出现塔壁流量大，中间流量小，生物膜与废水接触不均匀
（2）生物转盘抗负荷能力比生物滤池强
（3）生物转盘不会发生滤料堵塞，处理效果比较稳定
（4）生物转盘处理效率比生物滤池高
（5）可以充
分发挥丝状细菌氧化降解有机物的作用
3.生物转盘的缺点
（1）由于生物转盘在转动过程中55-60%暴露在空气中，散热面积大，寒冷地区比不易推广使用
（2）生物转盘在转动过程中能使挥发性物质暴露在空气中，使其挥发造成区域大气污染
（3）生物转盘法与塔式生物滤池相比，占地面积比较大
（4）生物转盘法是由电机带动转轴进行旋转，若转盘较重时，动力消耗大，电力消耗大
（5）生物转盘发处理水量小，处理效率不够高
42.生物流化床特点
1.特别适合处理高浓度有机废水，BOD5可达10000ppm以上，流化床内生物污泥量最大可达到30-40g/l，因此，吸附氧化降解有机物能力特别强，要求有很高的溶解氧浓度，要纯氧曝气和强烈布气；
2.处理的效率高，一般在15min内就可以完成活性污泥法4h才能完成的工作，效率高出活性污泥法的15-20倍
3.占地面积小，特别适合大城市使用
4.投资少，节约开支
5.流化床不会发生活性污泥膨胀和滤料堵塞这些问题，可充分发挥丝状细菌的作用
6.在床体内进行生化反应，不会散发丑味
7.主要缺点是：动力消耗大，处理的水量少，大型废水处理厂较难使用
43.颗粒化污泥成熟标志
①颗粒化污泥大量形成，由下至上充满整个反应器，反应器内呈现两个污泥浓度分布均匀的反应区，即污泥区和悬浮区，其间有明显的界线。
②颗粒污泥的沉降性能良好，污泥有球状、杆状、针状或不十分规律的颗粒体，颗粒污泥直径一般为0.1~3mm，最大可达5mm。
③颗粒污泥在光学显微镜下的观察大部分为多孔结构，内部有相当大的自由空间的比例，是为气体和基质交换提供的场所。颗粒状污泥表面还有一层透明的胶状物，表面上有占优势的甲烷八叠球菌（60%以上），中间层有甲烷丝状菌，另外还有甲烷球菌和杆菌，比较好的颗粒污泥表面甲烷细菌应占厌氧菌的40~50%。
1