膜中所含的微生物数量更高、比表面积 更大。生物膜比活性污泥具有更强的吸 附能力和降解能力，可以吸附和降解污 水中的各种污染物，具有速度快、效率 高的特点。
什么是生物膜？ （Biofilm）


微生物在滤料表面繁殖形成的膜状结构。是一个生态 系统。 结构由两部分组成
附着生物体 液膜
好氧微生物（膜外层）
控制活性污泥丝状膨胀的对策
控制溶解氧：溶解氧浓度一般应控制在2mg/L
以上。 控制有机负荷 活性污泥要保持正常状态， BOD 污泥负荷在 0.2～0.3kg/kgMLSS· d为宜。 改革工艺
北京市高碑店污水处理厂全貌
高碑店污水处理厂的一次沉淀地 （75m×28m×2.5m，共有24个，其出水进曝气 池）


为什么细菌会形成菌胶团？
？
b.


菌胶团的形成机理
粘性多糖的粘着作用
①
很多细菌荚膜相互间粘着时就会形成一个由许多细菌共有的大荚 膜，当细菌进入老龄后，细菌分泌的的粘稠多糖聚合物增多，更 加速了细菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。 活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片


②
纤维素性质多糖的勾连作用
菌胶团！
(1)

什么是好氧活性污泥
好氧活性污泥是在曝气状态下由多种多样的好氧微生 物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污 (废)水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形 成的絮状体或称绒粒。 活性污泥的形成是一种自然现象。 例如，如果向一桶含粪便污水中不断地加入空气，并 持续维持水中的溶解氧，那末经过一段时间后，就会 产生褐色絮花状的泥粒，在显微镜下会看到，污泥里 充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污 泥。 微生物在设备中呈悬浮状态
6.2.1好氧生物处理法Aerobic Biological Treatment
6.2.1.1废水的好氧生物处理概述
(1) 概念： 在有氧的条件下借好氧微生物的作用处理废水。
又叫废水生物处理。
废水中 有机物 O2 无机物，随水排出 有机物充足 微生物 细胞物质 有机物少
好氧 微生物
微生物增多
菌体死亡


(3)好氧活性污泥中的微生物群落


中心是能起絮凝作用的细菌形成的菌胶团，在其 上生长着其他微生物。如酵母菌、霉菌、放线菌、 藻类、原生动物和某些微型后生动物 ( 轮虫及线 虫等)。 A．菌胶团


在微生物学领域里，将动胶菌属形成的细 菌团块称为菌胶团。
在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液 的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为 菌胶团。
(4) 好氧活性污泥净化废水的作用机理
好氧活性污泥的净化作用机理见下图好氧活性污泥 吸附和降解

用框图表示见下图

活性污泥净化废水的作用机理
化学营养物 预处理
（一级处理）
生物处理
（二级处理）
曝气池
沉淀池
后处理
净水外排
污泥回流
污泥及余渣消化罐
活性污泥的优势： 泥水分 （1）可以连续反复使用 离良好
6.2.1.3生物膜法Aerobic Biofilm Processes
生物膜法又称固定膜法。是利用微生物群体
附着在固体填料表面而形成的生物膜来处理废水 的一种方法.主要去除废水中溶解的和胶体的有 机污染物。 生物滤池（以此为例）
包括：
生物转盘 生物接触氧化法
生物流化床
微生物为附着型
相对于活性污泥来说，在单位体积生物
厌氧微生物（接触滤料） 附着水层
流动水层
膜内生物不停挖洞，膜多孔。 大量有机物在好氧区被分解。
滤 料
厌氧区增厚使膜脱落，新膜形成
生物膜的基本结构和污染物降解过程
生物膜法的基本流程
生物膜法的类型 生物膜法根据其所用设备不同可分为生物滤 池、塔式滤池、生物转盘、生物接触氧化法 和生物流化床等。


(2) 好氧活性污泥的组成和性质

1）组成 好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物) 与其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成。 2）好氧活性污泥的性质 颜色以棕褐色为佳 黑色说明厌氧、白色说明无机物过 多 含水率在99％左右 密度为1.002~1.006 大小为0.02~0.2mm 比表面积为20~100cm2／mL之间 弱酸性(pH约为6.7) 当进水改变时，对进水pH的变化 有一定的承受能力。
(4) 废水好氧生物处理的方法
活性污泥法★、生物膜法★（生物滤池法、生物转盘法）
稳定塘（生物塘）法、污水灌溉。
6.2.1.2 好氧活性污泥法Activated Sludge Processes
活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术
什么是活性污泥？ 活性污泥中起主 要作用的是什么 物质？
？
曝气池中形成的污泥（土壤微生物群）！
含有阻止生物降解的表面 活性剂的洗涤剂
温度>18℃，长泥龄（>9天）利于该菌生长。
C
污泥膨胀
概念：活性污泥的性能发生变化，絮块漂浮水面，
比重减轻，随着水流而排出。该异常现象称之。
由丝状细菌和其它丝状微生物大量增殖引起称活性污泥丝
状膨胀。
造成的结果：稀薄污泥回流至曝气池。
出水BOD5升高。
活性污泥丝状膨胀的成因
6.2废水的微生物处理Microbiological Principle of Waste Treatment
我国是水资源不足的国家，人均占有量只有2600m3， 相当于世界人均水量的1/4； 据预测，到21世纪末我国城市用水量将增 加2～3倍。 城市的污水年排放量已达400亿吨，绝大部分未经处 理就直接排入江河湖海，造成水体不同程度的污染。 根据水体自净的原理，人们设计了污水的生物学处理 方法。
与废水 分离
通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下来。
(2)废水好氧生物处理作用对象 ●溶解的有机物——直接渗入细胞内被吸收 ●固体的、胶体的有机物——间接吸收
附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解 性物质，渗入细胞。
(3) 废水好氧生物处理的优缺点
●优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD5 80～90％ ●缺点：设备复杂
高碑店污水处理厂的曝气池（95m×28m×6m， 共有24座，其出水进二次沉淀池）
高碑店污水处理厂的二次沉淀池（直径50m， 有效深度4m，共有24座，其出水达标排放）
高碑店污水处理厂污泥消化池（直径20m， 有效深度25m，共有16座，消化好氧池排放的污 泥，每天可产生沼气近20000m3）
小口钟虫
c. 菌胶团中的细菌

菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气。它们多数 是革兰氏阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌属， 它们可占70％，生活污水好氧处理时菌胶团中的主 要细菌见下表
细菌名称 短杆菌属 固氮菌属 亚硝化单胞菌属 假单胞菌属 病原细菌 （偶尔） 细菌名称 微球菌属 黄杆菌属 无色杆菌属 节杆菌属 大肠埃希氏菌
（3）有足够大的孔隙率，使生物膜能随水通过孔 隙流到池底。保证有良好的通风。
（4）适合于生物膜的形成与黏附
（5）有较好的机械强度，不易变形与破碎。
滤料的材料：碎石、卵石、炉渣。
近年使用塑料滤料（聚氯乙稀、聚苯乙烯）
生物滤池的结构
布水系统
作用
是将废水均匀地喷洒在滤料上。 旋转布水器示意图 排水系统 滤床底部，作用是收集、排出处理后的废水 保证滤池通风。
好 氧 分 解
好 氧 微 生 物
污水
厌 氧 分 解
厌 氧 微 生 物
废水生物处理中的一些概念
废水生物处理法：利用微生物处理废水的方法。
根据对氧气的要求 处理废水的微生物 处理构筑物 好氧生物处理 厌氧生物处理ຫໍສະໝຸດ 生物处理单元：处理系统
生态系统：生物与生物、生物与非生物（环境）之间的相
互关系。 各类处理系统中的微生物都为混合培养的微生物系统
起因：污泥絮状体的结构不正常。
A 不凝聚
原因：■低溶氧、低pH值
絮体不稳定、破裂 细菌不凝聚，为游离个体。
■在过度曝气时，紊流剪切絮块成碎块。
现象：污泥在沉淀池中呈悬浮状，高浓度地随水流流出。 B 起泡沫（厚、棕色泡沫）
由“硬”洗涤剂的使用而引起诺卡氏菌属的丝状微生 物超量生长，气泡又附着在诺卡氏菌的菌体上。
(1) 生物滤池 A.结构 三个主要部分
滤床 布水系统 排水系统
池体
滤料
1 旋转布水器
2 滤料 3 集水沟
4 总排水沟
5 渗水装置 生物滤池的结构图
生物滤池的结构
滤料 滤料是生物膜赖以生存的载体。 滤料应具备以下特性： （1）能为微生物的栖息提供大量的表面积。
（2）能使废水以液膜状均匀分布在其表面。

污水的处理分为一级处理和二级处理，有时还
有三级处理。一级处理是预处理 ， 其功能是去 除砂、浮渣、浮油和除去部分悬浮物。 二级处理是去除水中的有机物 。
工业
废水
废水
生活
碳水化合物、 蛋白质、脂 肪、油脂、 有机酸、醇、 醛、酮、酚 碳水化合物
不含氮 物质
蛋白质
脂肪 洗涤剂
含氮 物质
微 生 物 参 与 分 解

，出水 好氧活性污泥由于是由有生命的微生物组成，能自
清澈 我繁殖，且易于分离，而化学药剂只能一次使用， 故活性污泥比化学混凝剂优越。



（2）可以降解水中的溶解性有机物，
这也是物理化学方法难以做到的。
(5) 好氧活性污泥运行中微生物造成的问题
常见故障：二次沉淀池中固液分离（泥水分离）出现问题。
细菌名称 动胶菌属 (优势菌) 丛毛单胞菌属 (优势菌) 产碱杆菌属 (较多) 棒状杆菌属 (较多) 芽孢杆菌属 产气杆菌属