第一章 概 述
生物处理的意义
1.1.1 生物处理的目的和重要性
废水生物处理的目的：
1) 絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；
2) 稳定和去除废水中的有机物；
3) 去除营养元素氮和磷。
废水生物处理的重要性：
1)城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；
2)废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；
3)目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；
4)大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。
1.1.2 微生物在废水生物处理中的作用
微生物在废水生物处理中主要有三个作用：
1)去除有机物（以COD或BOD5表示），去除其它无机营养元素如N、P等；
2)絮凝沉淀和降解胶体状固体物；
3)稳定有机物。
微生物代谢过程简介
微生物代谢所需要的几个基本要素：
能源：光营养型、化能型；
碳源：自养型、异养型；
无机营养元素——N、P、S、K、Ca、Mg等
有时还需要一些特殊的有机营养物（也称生长因子，如维生素、生物素等）
废水生物处理涉及的微生物代谢过程：
化能异养型代谢；
化能自养型代谢；
光合自养型代谢；
1.1.4 生物处理中的重要微生物
细菌：
细菌——包括了真细菌(eubacteria)和古细菌(archaebacteria)
——是废水生物处理工程中最主要的微生物；
根据需氧情况不同：
好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌；
根据能源碳源利用情况的不同：
光合细菌——光能自养菌、光能异养菌；
非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌
根据生长温度的不同：
低温菌((10oC~15 oC)、中温菌(15 oC ~45 oC)和高温菌(>45 oC)
真菌：
真菌的三个主要特点：
1)能在低温和低pH值的条件生长；
2)在生长过程中对氮的要求较低（是一般细菌的1/2）；
3)能降解纤维素。
真菌在废水处理中的应用：
1)处理某些特殊工业废水；
2)固体废弃物的堆肥处理
原生动物、后生动物：
原生动物主要以细菌为食；
其种属和数量随处理出水的水质而变化，可作为指示生物。
后生动物以原生动物为食；
也可作为指示生物。
生物处理法在废水处理中的地位
1.2.1 有机物在废水中的存在形式及其主要去除方法
A、有机物在废水中的存在形式：
颗粒状有机物(>1(m)：可以采用机械沉淀法进行去除的颗粒物
胶体状有机物(Colloids)(1nm~100nm)：不能采用机械沉淀法进行去除的较小的有机颗粒物
溶解性有机物(Soluble orgnics)(<1nm)：以分散的分子状态存在于水中的有机物
B、废水中有机物含量的表示：
① BOD5：在20℃，5天培养期，可生物降解有机物被微生物氧化所需要的氧量。
BODU：在20℃，废水中全部可生物氧化有机物需氧量；
在有氧的条件下，可生物降解有机物的降解，可分为两个阶段（总生化需氧量、硝化需氧量）如图
第一阶段：碳氧化阶段，即在异氧菌的作用下，含碳有机物被氧化为CO2、H2O
，含氮有机物被氧化（或称氨化）为NH3，与此同时，合成新细胞；
第二阶段：硝化阶段，即在亚硝化菌的作用下，NH3被氧化为NO2-、H2O，再在硝化菌的作用下，NO2-被氧化为NO3-
生物氧化过程中的主要反应：
1 1）有机物质氧化（呼吸）反应：
CxHyOz + O2 → CO2 + H2O + 能量
2）无机物质氧化（呼吸）反应：
NH4+ + 2O2 → NO3
