◆廢水的生物化學(xué)處理是廢水處理系統(tǒng)中最重要的過程之一，簡稱生化處理。生化處理是利用微生物的生命活動(dòng)過程將廢水中的可溶性的有機(jī)物及部分不溶性的有機(jī)物有效地去除，使水得到凈化。事實(shí)上，我們對生化處理并不是很陌生的，天然的水體中存在著一條食物鏈，即大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米吃小蟲，小蟲吃微生物，微生物吃污水，如果沒有這條食物鏈，自然界就要亂套了。在天然的河流中，有著大量的、依靠有機(jī)物生活的微生物，它們?nèi)杖找挂沟貙⑷藗兣湃牒恿髦械挠袡C(jī)物（如工業(yè)廢水、農(nóng)藥化肥、糞便等等有機(jī)物質(zhì)）氧化或還原，最終轉(zhuǎn)化為無機(jī)物質(zhì)，如果沒有微生物的存在，我們周圍的河流，少則幾個(gè)月，多則一、二年，就會成為臭河了，只是由于微生物太微小太分散，以致人們的肉眼看不見罷了。而廢水的生化處理工程則是在人工條件下對這一過程的強(qiáng)化。人們將無以計(jì)數(shù)的微生物全部集中在一個(gè)池子內(nèi)，創(chuàng)造一個(gè)非常適合微生物繁殖、生長的環(huán)境（如溫度、pH值、氧氣、氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)），使微生物大量增殖，以提高其分解有機(jī)物的速度和效率。然后再往池內(nèi)泵入廢水，使廢水中的有機(jī)物質(zhì)在微生物的生命活動(dòng)過程中得到氧化降解，使廢水得到凈化和處理。與其他處理方法相比，生化法具有能耗低、不加藥、處理效果好、處理費(fèi)用低等特點(diǎn)。2、微生物是通過何種方式將廢水中的有機(jī)污染物分解去除掉的？
◆由于廢水中存在碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物，這些無生命的有機(jī)物是微生物的食料，一部分降解、合成為細(xì)胞物質(zhì)（組合代謝產(chǎn)物），另一部分降解氧化為水份，二氧化碳等（分解代謝產(chǎn)物），在此過程中廢水中的有機(jī)污染物被微生物降解去除。 ◆微生物除了需要營養(yǎng)，還需要合適的環(huán)境因素，如溫度、pH值、溶解氧、滲透壓等才能生存。如果環(huán)境條件不正常，會影響微生物的生命活動(dòng)，甚至發(fā)生變異或死亡。4、微生物最適宜在什么溫度范圍內(nèi)生長繁殖？
◆在廢水生物處理中，微生物最適宜的溫度范圍一般為16-30℃，最高溫度在37-43℃，當(dāng)溫度低于10℃時(shí)，微生物將不再生長。在適宜的溫度范圍內(nèi)，溫度每提高10℃，微生物的代謝速率會相應(yīng)提高，COD的去除率也會提高10%左右；相反，溫度每降低10℃，COD的去除率會降低10%，因此在冬季時(shí)，COD的生化去除率會明顯低于其它季節(jié)。 5、微生物最適宜的pH條件應(yīng)在什么范圍？
◆微生物的生命活動(dòng)、物質(zhì)代謝與pH值有密切關(guān)系。大多數(shù)微生物對pH的適應(yīng)范圍在4.5-9，而最適宜的pH值的范圍在6.5-7.5。當(dāng)pH低于6.5時(shí)，真菌開始與細(xì)菌競爭，pH到4.5時(shí)，真菌在生化池內(nèi)將占完全的優(yōu)勢，其結(jié)果是嚴(yán)重影響污泥的沉降結(jié)果；當(dāng)pH超過9時(shí)，微生物的代謝速度將受到阻礙。不同的微生物對pH值的適應(yīng)范圍要求是不一樣的。在好氧生物處理中，pH可在6.5-8.5之間變化；厭氧生物處理中，微生物以pH的要求比較嚴(yán)格，pH應(yīng)在6.7-7.4之間。6、什么叫溶解氧？溶解氧與微生物的關(guān)系如何?
◆溶解在水體中的氧被稱溶解氧。水體中的生物與好氧微生物，它們所賴以生存的氧氣就是溶解氧。不同的微生物對溶解氧的要求是不一樣的。好氧微生物需要供給充足的溶解氧，一般來說，溶解氧應(yīng)維持在3mg/L為宜，最低不應(yīng)低于2mg/L；兼氧微生物要求溶解氧的范圍在0.2-2.0mg/L之間；而厭氧微生物要求溶解氧的范圍在0.2mg/L以下。 ◆我們先來描述一個(gè)滲透壓的實(shí)驗(yàn)：用一張半滲透薄膜將兩種不同濃度的鹽溶液隔開，低濃度鹽溶液的水分子就會透過半滲透薄膜進(jìn)入高濃度鹽溶液，而高濃度鹽溶液的水分子也會透過半滲透薄膜進(jìn)入低濃度鹽溶液，但其數(shù)量要少，故高濃度鹽溶液一側(cè)的液面會升高，當(dāng)兩側(cè)液面的高差產(chǎn)生了足夠阻止水再流動(dòng)的壓力時(shí)滲透就會停止，這時(shí)兩側(cè)液面的高差產(chǎn)生的壓力就是滲透壓。一般來說，鹽分濃度越高，滲透壓越大。微生物在鹽水溶液中的情況與滲透壓的實(shí)驗(yàn)是相似的。微生物的單位結(jié)構(gòu)是細(xì)胞，細(xì)胞壁相當(dāng)于半滲透膜，在氯離子濃度小于等于2000mg/L時(shí)，細(xì)胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓，即使加上細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜有一定的堅(jiān)韌性和彈性，細(xì)胞壁可承受的滲透壓也不會大于5-6大氣壓。但當(dāng)水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時(shí)，滲透壓大約將增大至10-30大氣壓，在這樣大的滲透壓下，微生物體內(nèi)的水分子會大量滲透到體外溶液中，造成細(xì)胞失水而發(fā)生質(zhì)壁分離，嚴(yán)重者微生物死亡。在日常生活中，人們用食鹽（氯化鈉）腌漬蔬菜和魚肉，滅菌防腐保存食物，就是運(yùn)用了這個(gè)道理。工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于2000mg/L時(shí)，微生物的活性將受到抑止，COD去除率會明顯下降；當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于8000mg/L時(shí)，會造成污泥體積膨脹，水面泛出大量泡沫，微生物會相繼死亡。不過，經(jīng)過長期馴化，微生物會逐漸適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長繁殖。目前已經(jīng)有人馴化出能夠適應(yīng)10000mg/L以上氯離子或硫酸根濃度的微生物。但是，滲透壓的原理告訴我們，已經(jīng)適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物，細(xì)胞液的含鹽濃度是很高的，一旦當(dāng)廢水中的鹽分濃度較低或很低時(shí)，廢水中的水分子會大量滲入微生物體內(nèi)，使微生物細(xì)胞發(fā)生膨脹，嚴(yán)重者破裂死亡。因此，經(jīng)過長期馴化并能逐漸適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物，對生化進(jìn)水中的鹽分濃度要求始終保持在相當(dāng)高的水平，不能忽高忽低，否則微生物將會大量死亡。8、什么叫好氧生化處理？什么叫兼氧生化處理？二者有何區(qū)別？
◆生化處理根據(jù)微生物生長對氧環(huán)境的要求的不同，可分為好氧生化處理與缺氧生化處理兩大類，缺氧生化處理又可分為兼氧生化處理和厭氧生化處理。在好氧生化處理過程中，好氧微生物必須在大量氧的存在下生長繁殖，并降低廢水中的有機(jī)物質(zhì)；而兼氧生化處理過程中，兼氧微生物只需要少量氧即可生長繁殖并對廢水中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解處理，如果水中氧太多，兼氧微生物反而生長不好從而影響它對有機(jī)物質(zhì)的處理效率。兼氧微生物可適應(yīng)COD濃度較高的廢水，進(jìn)水COD濃度可提高到2000mg/L以上，COD去除率一般在50-80%；而好氧微生物只能適應(yīng)于COD濃度較低的廢水，進(jìn)水COD濃度一般控制在1000-1500mg/L以下，COD去除率一般在50-80%，兼氧生化處理和好氧生化處理的時(shí)間都不太長，一般都在12-24小時(shí)。人們利用兼氧生化和好氧生化之間的差別和相同之長，將兼氧生化處理和好氧生化處理組合起來，讓COD濃度較高的廢水先進(jìn)行兼氧生化處理，再讓兼氧池的處理出水作為好氧池的進(jìn)水，這樣的組合處理可以減少生化池的容積，既節(jié)省了環(huán)保投資又減少了日常的運(yùn)行費(fèi)用。厭氧生化處理與兼氧生化處理的原理和作用是一樣的。厭氧生化處理與兼氧生化處理的不同之處是：厭氧微生物繁殖生長及其對有機(jī)物質(zhì)降解處理的過程中不需要任何氧，而且厭氧微生物可適應(yīng)更高COD濃度的廢水（4000-10000mg/L）。厭氧生化處理的缺點(diǎn)是生化處理時(shí)間很長，廢水在厭氧生化池內(nèi)的停留時(shí)間一般需要40小時(shí)以上。9、生物處理在廢水處理工程上有哪些應(yīng)用？
◆生物處理在廢水處理工程上應(yīng)用得最廣泛最實(shí)用的技術(shù)有二大類：一類叫做活性污泥法，另一類叫做生物膜法?；钚晕勰喾ㄊ且詰腋钌锶后w的生化代謝作用進(jìn)行好氧的廢水處理形式。微生物在生長繁殖過程中可以形成表面積較大的菌膠團(tuán)，它可以大量絮凝和吸附廢水的懸浮的膠體狀或溶解的污染物，并將這些物質(zhì)吸收入細(xì)胞體內(nèi)，在氧的參與下，將這些物質(zhì)完全氧化放出能量、CO2和H2O?；钚晕勰喾ǖ奈勰酀舛纫话阍?g/L。而在生物膜法中，微生物附著在填料的表面，形成膠質(zhì)相連的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮狀結(jié)構(gòu)，微孔較多，表面積很大，具有很強(qiáng)的吸附作用，有利于微生物進(jìn)一步對這些被吸附的有機(jī)物分解和利用。在處理過程中，水的流動(dòng)和空氣的攪動(dòng)使生物膜表面和水不斷接觸，廢水中的有機(jī)污染物和溶解氧為生物膜所吸附，生物膜上的微生物不斷分解這些有機(jī)物質(zhì)，在氧化分解有機(jī)物質(zhì)的同時(shí)，生物膜本身也不斷新陳代謝，衰老的生物膜脫落下來被處理出水從生物處理設(shè)施中帶出并在沉淀池中與水分離。生物膜法的污泥濃度一般在6-8g/L。 為了提高污泥濃度，進(jìn)而提高處理效率，可以將活性污泥法與生物膜法結(jié)合起來，即在活性污泥池中添加填料，這種既有掛膜的微生物又有懸浮微生物的生物反應(yīng)器稱為復(fù)合式生物反應(yīng)器，它具有很高的污泥濃度，一般在14g/L左右。 ◆生物膜法和活性污泥法是以生化處理的不同反應(yīng)器形式，從外觀上看主要區(qū)別在于前者的微生物不需要填料載體，生物污泥是懸浮的，而后者的微生物是固定在填料上的，然而它們處理廢水、凈化水質(zhì)的機(jī)理是一樣的。另外，二者的生物污泥都是好氧活性污泥，而且污泥的組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，可以形成比較穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，其生活能量和消耗能量不象活性污泥法中的微生物那樣大，因此生物膜法的剩余污泥比活性污泥法要少。上海信誼百路達(dá)藥業(yè)有限公司的接觸氧化池采用生物膜法，而SBR生化池采用活性污泥法。 ◆從微生物角度來看，生化池中的污泥是由各種各樣有生物活性的微生物組成的一個(gè)生物群體。如果把污泥的泥粒放在顯微鏡下觀察，可以看到里面有多種微生物---細(xì)菌、霉菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物（如輪蟲、昆蟲的幼蟲和蠕蟲等），它們構(gòu)成一條食物鏈，細(xì)菌和霉菌能分解復(fù)雜的有機(jī)化合物，獲得自身活動(dòng)必需的能量并構(gòu)造自身。原生動(dòng)物以細(xì)菌和霉菌為食，又被后生動(dòng)物所消耗，后生動(dòng)物也可以直接依靠細(xì)菌生活。這種充滿微生物、具有降解有機(jī)物能力的絮狀泥粒就叫做活性污泥?；钚晕勰喑擞晌⑸锝M成之外，還含有一些無機(jī)物質(zhì)和吸附在活性污泥上不能再被生物降解的有機(jī)物（即微生物的代謝殘余物）?；钚晕勰嗟暮室话阍?8-99%?；钚晕勰嘞蟮\花一樣，具有很大的表面積，因此具有很強(qiáng)的吸附力和氧化分解有機(jī)物的能力。12、怎樣評價(jià)活性污泥法與生物膜法中的活性污泥？
◆活性污泥法與生物膜法的活性污泥生長情況的判別和評價(jià)是不一樣的。在生物膜法中，活性污泥生長情況的評價(jià)主要采用顯微鏡直接觀察生物相。在活性污泥法中，評價(jià)活性污泥生長情況的評價(jià)除了直接用顯微鏡觀察生物相外，常用的評價(jià)指標(biāo)還有：混合液懸浮固體（MLSS），混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS），污泥沉降比（SV），污泥沉降指數(shù)（SVI）等。13、在用顯微鏡進(jìn)行生物相觀察時(shí)，那一類微生物直接表明生化處理效果良好？
◆微型后生動(dòng)物（如輪蟲、線蟲等）的出現(xiàn)則表明微生物群落生長良好，活性污泥的生態(tài)系統(tǒng)比較穩(wěn)定，這時(shí)候的生化處理效果最佳，這就好比能經(jīng)常捕獲到大魚的河流里，小魚小蝦生長良好的情況一樣。 ◆混合液懸浮固體（MLSS）亦要稱為污泥濃度，它是指單位體積生化池混合液所含干污泥的重量，單位為毫克/升，用來表征活性污泥濃度。它包括有機(jī)物和無機(jī)物兩部分。一般來說SBR生化池內(nèi)MLSS值控制在2000-4000mg/L左右為宜。15、什么叫混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）？
◆混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）是指單位體積生化池混合液所含干污泥中可揮發(fā)性物質(zhì)的重量，單位也是毫克/升，由于它不包括活性污泥中的無機(jī)物，因此能較確切地代表活性污泥中微生物的數(shù)量。 ◆污泥沉降比（SV）是指曝氣池內(nèi)混合液在100毫升量筒中，靜止沉淀30分鐘后，沉淀污泥與混合液之體積比（%），因此有時(shí)也用SV30來表示。一般來說生化池內(nèi)的SV在20-40%之間。污泥沉降比測定比較簡單，是評定活性污泥的重要指標(biāo)之一，它常被用于控制剩余污泥的排放和及時(shí)反時(shí)污泥膨脹等異?，F(xiàn)象。顯然，SV與污泥濃度也有關(guān)系。 ◆污泥指數(shù)（SVI）全稱污泥容積指數(shù)，1克干污泥在濕態(tài)時(shí)所占體積的毫升數(shù)，其計(jì)算公式如下為：SVI＝SV*10/MLSSSVI剔除了污泥濃度因素的影響，更能反映活性污泥凝聚性和沉降性，一般認(rèn)為：當(dāng)60＜SVI＜100時(shí)， 污泥沉降性能好當(dāng)100＜SVI＜200時(shí)， 污泥沉降性能一般當(dāng)200＜SVI＜300時(shí)， 污泥由膨脹的趨勢當(dāng)SVI＞300時(shí)， 污泥已膨脹。 ◆溶解氧（DO）表示水中氧的溶解量，單位用mg/L表示。不同的生化處理方式對溶解氧的要求也不同，在兼氧生化過程中，水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之間，而在SBR好氧生化過程中，水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之間。因此，兼氧池操作時(shí)曝氣量要小，曝氣時(shí)間要短；而在SBR好氧池操作時(shí)，曝氣量和曝氣時(shí)間要大得多和長得多，而我們用的是接觸氧化，溶解氧控制在2.0-4.0mg/L。
19、廢水中溶解氧的含量與哪些因素有關(guān)？
◆水中溶解氧的濃度可以用Henry定律來表示：當(dāng)達(dá)到溶解平衡時(shí)：C=KH*P其中：C為溶解平衡時(shí)水中氧的溶解度；P為氣相中氧的分壓；KH為Henry系數(shù)，與溫度有關(guān)；增加曝氣努力使氧的溶解接近平衡，而同時(shí)活性污泥還會消耗水中的氧。因此廢水中實(shí)際溶解氧量與水溫、有效水深（影響壓力）、曝氣量、污泥濃度、鹽度等因素有關(guān)。 ◆生化過程中微生物所需的氧氣主要由羅茨風(fēng)機(jī)提供。
21、在生化過程中為什么需要經(jīng)常補(bǔ)充廢水中的營養(yǎng)物？
◆利用生化過程去除污染物的方法，主要是利用微生物的新陳代謝過程，而微生物的細(xì)胞合成等生命過程均需要有足夠量和種類營養(yǎng)物質(zhì)（包括微量元素）。對于化工類廢水來說，由于生產(chǎn)產(chǎn)品的單一性，因此廢水水質(zhì)的組成的成分也較為單一，缺乏微生物必要的營養(yǎng)物質(zhì)。比如講，***公司的生產(chǎn)廢水中只有碳和氮而沒有磷，這種廢水無法滿足微生物新陳代謝需要，因此必須添加廢水中磷完善微生物新陳代謝的過程，促進(jìn)微生物細(xì)胞的合成。這就像人在吃米飯、面粉的同時(shí)，還要攝入足夠量的維生素一樣。22、廢水中微生物所需的各營養(yǎng)元素之間的比例為多少？
◆微生物像動(dòng)物植物一樣也需要必要的營養(yǎng)物質(zhì)才能夠生長繁殖，微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)主要是指碳（C）、氮（N）、和磷（P），廢水中主要營養(yǎng)元素的組成比例有一定的要求，對于好氧生化一般為C:N:P＝100:5:1（重量比）。