鲁盛环保主产：地埋式一体化污水处理设备、气浮机、二氧化氯发生器、加药装置。
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在好氧条件下，废水中有机物的去除主要是由哪几个生物过程完成的？请分别给出其反应方程式。
(1) 分解反应（氧化反应、异化代谢、分解代谢）
CHONS(有机物的组成元素)+O2→CO2+H2O+NH3+SO42-+…+能量
(2) 合成反应（合成代谢、同化作用）
CHONS+能量→C5H7N02（细胞物质）
(3) 内源呼吸（细胞物质的自身氧化）
C5H7N02+ O2→CO2+H2O+NH3+SO42-+…+能量
有机物质在生物体细胞内氧化分解产生二氧化碳、水，并释放出大量能量的过程称为生物氧化。又称细胞呼吸或组织呼吸。
特点：生物氧化和有机物质体外燃烧在化学本质上是相同的，遵循氧化还原反应的一般规律，所耗的氧量、终产物和释放的能量均相同。
（1）是在细胞内进行酶催化的氧化过程，反应条件温和（水溶液中PH约为7和常温）。
（2）在生物氧化的过程中，同时伴随生物还原反应的产生。
（3）水是许多生物氧化反应的供氧体，通过加水脱氢作用直接参与了氧化反应。
（4）在生物氧化中，碳的氧化和氢化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传递给氧并终生成水。
（5）生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都有特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步反应的模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能源利用率。
（6）生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。
厌氧生物滤池 厌氧生物滤池是密封的水池，池内放置填料，污水从池底进入，从池顶排出。该工艺能耗少，操作简便，处理能力较强，滤池内可以保持很高的微生物浓度，不需另设泥水分离设备，出水SS较低。存在问题是滤料费用高，滤料容易堵塞，生物膜很厚，须严格控制进水悬浮固体浓度。马传军等在春季低温条件下采用牡蛎贝壳为滤料，研究厌氧生物滤池处理生活污水效果。结果表明，污水温度为14〜16°C,进水COD浓度为500〜600mg/L, HRT为14h时，COD去除率可达83%。
好氧生物处理技术
好氧生物处理技术是在有氧条件下，利用好氧微生物(包括兼性微生物)的作用对污染物进行处理的方法，去除率可达到90%以上，一般比较 适合经济条件较好或对出水要求较高的村庄。适合农村生活污水处理的好氧工艺有生物转鼓、生物转盘、SBR、生物滤池、氧化沟等.
生物接触氧化池
生物接触氧化池是生物膜法的一种。该技术将污水浸没全部填料，氧气、污水和填料三相接触过程中，通过填料上附着生长的生物膜去除污染物。生物接触氧化池操作管理方便，比较适合农村地区使用。
污水处理的生物法污水处理的生物法是利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水。通过人为的创造适于微生物生存和繁殖的环境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有机物的效率。
优点：与化学法相比，微生物处理法具有经济、高效的优点，并可实现无害化、资源化，所以长期以来始终占重要位置。
缺点：生物法需要基建，占地面积大，水量比较大的话合适。
从污水处理的历史来看,早期的污水处理都是物理法、化学法,简单的说就是机械隔离,投加絮凝剂,物理自由沉淀,但是这样的办法导致药耗量很大,污泥量极大,所以之后的污水处理普遍转向生物法,即通过活性污泥来分解污水中的有机物。污水处理厂分一级、一级强化、二级、三级等,只有在二级及以后的才是采取生物法。
预处理技术 农村生活污水来源多且分散，建议遵循雨污分流原则。雨水通过管道或排水沟单独收集，然后直接排入生态系统进行处理或灌溉农田等。生活污水的收集和预处理，建议保留化粪池或村民门口附近的坑塘。化粪池不仅可以起到收集污水的作用，同时还可以通过微生物新陈代谢作用除去部分有机质。
生物处理技术
生物处理技术是利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解态或胶体态的有机污染物转化为稳定的无害物质。农村生活污水有机物含量相对偏高，有毒有害物质含量少。处理工艺常常以生物处理为核心。目前生物单元处理生活污水技术已经较成熟, 而且很多新型工艺不断被研制出来。生物处理技术包括厌氧处理、好氧处理2大类。
厌氧生物处理技术
厌氧生物处理技术无需曝气充氧，产泥量少，是一种低成本、易管理的污水处理技术，能够满足农村生活污水处理的技术要求。农村污水处理中常见工艺有厌氧生物滤池和复合厌氧处理技术。
污水处理的物理法污水处理的物理法是通过沉淀，过滤处理，净化污水。
优点：不需要害怕会残留化学物质（污水处理所用的）、物理法速率较快，只是准备工作较多。
缺点：可能会处理的不干净。
污水处理的化学法
污水处理的化学法是指向废水中加入化学药剂如明矾等化学药品，使其与污染物发生化学反应而生成无害物的过程。
优点：化学法不必基建、且原污水中的物质处理的干净、时间周期较长，可持续性不错。
缺点：运行期间需要添加化学药剂，可能会残留化学物质（污水处理所用的）、前期准备周期慢。
人工湿地(Constructed Wetlend)是20世纪70年代发展起来的一种污水处理技术，它是通过基质-土壤-微生物的综合作用实现对污染物去除，其中微生物是对污染物进行吸附和降解的主要生物群体和承担者，微生物在湿地基质中与其他动物和植物共生体的相互关系往往起着核心作用.由于其具有良好的污染物去除效果，可观的经济效益和广泛的适用性，已经引起世界各国研究者的重视. 人工湿地中微生物的作用是净化污水的主要因素.微生物广泛存在于自然生态系统中，根据其生长温度特性可分为：低温微生物、中温微生物和高温微生物3类.低温微生物是指在极端低温环境下能够生长的微生物，它们具有独特的生理机制和特殊的代谢产物，主要分为嗜冷菌(Psychrophilies)和耐冷菌(Psychrotrophs)两类.前者是必须生活在低温条件下，即在0 ℃下生长繁殖，适温度不超过15 ℃，高温度不超过20 ℃的微生物，后者是能在低温条件下生长，在0～5 ℃下可生长繁殖，高生长温度可达20 ℃的微生物.在寒冷的冬季这些低温微生物在人工湿地生态系统中起着非常重要的作用，为人工湿地污水处理提供了崭新的应用前景.
国外对低温微生物处理污水技术的研究起步较早，我国从20世纪90年代初开始针对低温微生物资源(主要是南极及深海微生物)的初步收集、调查与研究工作.目前对低温微生物的研究与开发较少，力量还比较薄弱，其研究也没有达到一定的深度，有关人工湿地低温菌的研究更少.本实验研究了低温菌Pseudomonas flava WD-3在冬季接种到人工湿地后对污水的处理效果，并构建污水处理动力学模型，其成果必将为解决寒冷地区冬季人工湿地的污水处理提供理论基础和技术支持，对于解决我国日益严重的水污染和缺水的问题有着十分重要的意义.
完全混合式曝气池：又称连续(流)搅拌曝气池。是池内各点水质和微生物保持均匀混合的曝气池。当废水与回流污泥进入曝气池后，立即同池内原有混合液充分混合，使池内各点水质与微生物构成基本相同。这种类型的曝气池与二次沉淀池可分建或合建。加速曝气法和延时曝气法均为完全混合式曝气池，其耐冲击负荷能力较推流式曝气池强，但处理效果稍差。有人认为：推流式的底物（污染物）浓度由原水浓度（高）逐步降到出水浓度（低），氧化速率由高到低；而完全混合式的底物浓度与出水相当，氧化速率较低。 EDI（Electrodeionization） 是一种具有革命性意义的水处理技术，它巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合，无需酸碱，而能连续制取高品质纯水，能广泛应用于电力、医药、化工、电子等行业。EDI系统使用合格的反渗透产品水作原水，电导率<30μS/cm>。 在用电渗析进除盐处理时，先将电渗析器两端的电极接上直流电，水溶液就发生导电现象，水中的盐类离子在电场的作用下，各自向一定方各移动。阳离子向负极，阳离子向正极运动。在电渗析器内设置多组交替排列的阴、阳离子交换膜，此膜在电场作用下显示电性，阳膜显示负电场，排斥水中离子而吸附阳离子，在外电场的作用下，阳离子穿过阳膜向负极方向运动；阴膜显示正电性，排斥水中的阳离子，而吸附了阴离子，在外电场的作用下，阴离子穿过阴膜而向正极方向运动。这样，就形成了去除水中离子的淡水室和离子浓缩的浓水室，将浓排放，淡水即为除盐水。这一过程为电渗析除盐原理。
溶解性有机物(Dissolved Organic Matter，DOM)影响着水处理工艺的许多方面，并且还是在加氯消毒过程中形成消毒副产物的主要前体物，近30年来逐渐成为环境水质学和水处理工艺研究的重点和难点.DOM的组成非常复杂，长期以来一直缺乏恰当的方法对其进行完全的逐一分析.近年发展起来的XAD树脂吸附分级法为研究有机物不同组分的特性提供了一种有效手段.与传统化学分析、电化学分析和色谱分析等技术相比，荧光光谱技术具有灵敏度高、选择性好、且不破坏样品结构的优点，已被广泛用于垃圾渗滤液、河流、城市污水等不同水体中DOM的研究.荧光区域积分(Fluorescence Regional Integration，FRI)法是一种结合荧光图谱中不同激发-发射波长区域下的体积定量分析法，该方法被广泛应用于定量分析荧光图谱及确定DOM的结构和组成研究中.因此，本研究利用树脂吸附分级法，以锦州市W污水处理厂为研究对象，进行不同处理单元污水中DOM的分级分离，并采用FRI法分析城市污水处理过程中DOM组分中荧光物质的去除状况.生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
通过短时厌氧环境的生化特性、厌氧/缺氧环境倒置效应和小型系统平行对比试验，较系统地研究了倒置A2/O工艺的原理和工艺特点。指出：聚磷菌厌氧有效释磷水平的充分与否，并不是决定其在后续曝气条件下过度吸磷能力的充分必要条件。推进聚磷菌过度吸磷的本质动力与厌氧区HRT和厌氧环境的厌氧程度有关
常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧(A1)/缺氧(A2)/好氧(O)的布置形式。该布置在理论上基于这样一种认识，即：聚磷微生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力具有极端重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。但是，①由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际上只有一少部分经历了完整的释磷、吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于除磷是不利的；②由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的脱氮效果；③由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响，为了避免该影响而开发的一些新工艺(如UCT等)趋于复杂化；④实际运转经验表明，按照缺氧—好氧两段设计的脱氮工艺系统也常常表现出良好的除磷能力。因此，常规生物脱氮除磷工艺(A1/A2/O)布置的合理性值得进一步探讨。
在传统污水生物脱氮除磷工艺中，反硝化菌和聚磷菌均为异养茵，其生长需要足够的碳源. 我国典型城市污水属于低碳源污水(COD<200 mg ·L-1、 COD/TN<5、 COD/TP<25)，对保证城市污水处理厂氮、 磷达标排放是一大瓶颈，因此应投加外部碳源以满足脱氮除磷的需要. 污水处理厂常利用乙酸、 葡萄糖、 甲醇和乙醇作为外加碳源、 投加化学药剂和采用分段进水方式提高脱氮除磷效果，但是上述方法将导致污水厂运行成本升高. 城市剩余污泥厌氧发酵产生的挥发性脂肪酸(VFA)可用作提高污水营养物去除效果的替代碳源. 到目前为止人们已经研究了利用含VFA的污泥水解液或污泥发酵液作为外加碳源强化污水脱氮除磷的效果. 邹胜男等利用剩余污泥水解酸化液为外加碳源处理低碳氮比污水，在曝气生物滤池(BAF)中NH+4-N和TN的去除率分别超过98%和75%. Gao等搭建了一个包含两步污泥碱性发酵和A2/O反应器的连续系统，终使TN和TP的去除率分别高达80.1%和90.0%.
污泥膨胀的原因活性污泥所处的环境发生了不利的变化，丝状菌的过度繁殖。正常的活性污泥中都含有一定丝状菌，它是形成活性污泥絮体的骨架材料。活性污泥中丝状菌数量太少或没有，则不能形成大的絮凝体，沉降性能不好；丝状菌过度繁殖则形成丝状菌污泥膨胀。在正常情况下，菌胶团的生长速率大于丝状菌的生长速率，不会出现丝状菌的过度繁殖；但在恶劣环境中，丝状菌由于其表面积较大，抵抗恶劣环境的能力比菌胶团细菌强，其数量会超过菌胶团细菌，从而过度繁殖导致丝状菌污泥膨胀。恶劣环境指水质、环境因素及运转条件的指标偏高偏低。另一个原因是菌胶团生理活动异常，导致活性污泥沉降性能的恶化是进水中含有大量的溶解性有机物，使污泥负荷太高，缺乏N、P或DO不足，细菌会向体外分泌过量的多糖类物质，这些物质含有很多氢氧基而具有亲水性，使泥水结合率高达400％，呈黏性的凝胶状，使活性污泥在沉淀阶段不能有效进行泥水分离。
污泥膨胀的控制措施
（1）加入絮凝剂，增强活性污泥的絮凝性能，加速泥水分离，但投加量不能太多，否则可能破坏微生物的生物活性。
（2）向生化池中投加杀菌剂，投加量由小到大，并随时观察微生物相和测定SVI值，当发现SVI值低于大允许值时应立即停止投加。
（3）在生化池入口投加粘泥、消石灰、消化泥，提高活性污泥的沉降性能和密实性。
（4）使进入生化池污水处于新鲜状态，采取预曝气措施，同时起到吹脱硫化氢等有害气体的作用，提高进水的pH值。
（5）加大曝气强度，提高混合液DO浓度，防治局部缺氧和厌氧。
（6）补充N、P等营养，保持系统的C、N、P等营养的平衡。
（7）在生化池前增设生物选择器。其作用是防治生化池内丝状菌过度繁殖。
好氧颗粒污泥具有沉降性能好、 污泥浓度高，易于固液分离，便于提高污水处理效率，降低污水处理成本等优点而备受关注. 由于其特殊的颗粒球状结构导致了污泥内外形成溶解氧(DO)浓度差，这便为好氧颗粒污泥工艺能够实现同步去除COD、 氮和磷提供了合适的条件. 据报道，DO是影响污水生物脱氮除磷的影响的关键因素之一，过低的DO会影响其硝化速率，易导致亚硝态氮积累，从而影响系统除磷效果; 而过高的DO又会致使反应器出水硝态氮含量过高，并且能耗较大. 虽然低DO有利于污泥系统同步硝化反硝化的形成，但是关于低DO下，好氧颗粒污泥(AGS)系统处理生活污水同步脱氮除磷的长期运行特征至今报道不多; 关于好氧颗粒污泥中的生物种群构成，尤其是处理低COD/N比生活污水好氧颗粒系统中生物种群结构分析，更是鲜见报道. 一些研究学者采用原位荧光杂交技术(FISH)研究污水处理系统中脱氮除磷菌群的构成; 还有学者采用聚合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)分析反应器中的生物种群的演变特征及主要菌群等. 然而，以前的研究由于缺乏高通量技术分析结果，其结果仅限于氨氧化细菌和亚硝化细菌(NOB)等个别菌群的分析，而缺乏相对完整的颗粒污泥系统生物种群构成信息. 了解生物反应器内主要功能菌群的构成有利于了解生化反应和工艺调控. 近年来具有低成本、 高通量、 自动化程度高等特点的高通量测序技术逐渐发展起来，该技术能一次对多达几百万条DNA分子进行序列测定，同时也可以对一个物种的转录组和基因组进行细致的分析. 并且该技术已经开始在污水处理系统中用于种群结构分析. 因此，本实验在序批式活性污泥反应器中接种好氧颗粒污泥，构建成AGS-SBR系统，主要研究该系统在低DO下，处理低COD/N比生活污水的同步脱氮除磷的长期稳定运行特性，并采用高通量测序技术解析稳定运行期间的主要菌群构成，以期为该工艺应用于处理低COD/N比生活污水的实际工程及工艺调控提供可靠的实验依据.性污泥的培养
所谓活性污泥的培养，就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件，包括营养物质、溶解氧、适宜的温度和碱度等，在这种情况下，经过一段时间，就会有活性污泥形成，并后达到处理废水所需要的污泥浓度。
对于城市污水，菌种和营养物质都存在，可以直接用城市污水进行培养。首先将污水经过粗格栅，细格栅，沉砂池等预处理设施后引入生化处理池。在生化池中给以合适的溶解氧和酸碱度，在温暖季节，先使曝气池充满生活污水，闷曝（即曝气而不进水）数小时后即可连续进水。进水量从小到大逐渐增加，连续运行数天后就会出现絮状物。培养期间，由于污泥尚未大量形成，污泥浓度较低，故应控制曝气量，使之大大低于正常运转的曝气量。
活性污泥的生物组成
活污泥中的生物十分复杂，我们可以借助显微镜观察活性污泥微生物的状况来判断废水处理的运行情况。活性污泥的 微生物主要由细菌组成，其数量可占微生物总质量的90％～95％左右，细菌主要由菌胶团丝状细菌，它们构成活性污泥的骨架。微型动物附着生长于其上或遨游于其间。细菌、原生动物与其他的微生物叫上废水中的 悬浮物等类杂质混合在一起，形成了具有很强吸附分解有机物能力的絮状体——活性污泥。
细菌——细菌在活性污泥中起主导作用，有多种细菌存在，主要的优势细菌有：产碱菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、微球菌属、假单胞菌属、动胶菌属和球衣菌属等。在活性污泥中，细菌大多以菌胶团的形式存在，呈游状态的较少。菌胶团是由细菌分泌的胞外聚合物将细菌包裹在内的黏性团块，使细菌具有抵御外界不利因素的能力和抵抗其他细菌吞噬的作用，也赋予了活性污泥凝聚和沉淀的性能。
原生动物——大多数原生动物生活在絮凝体中和细菌一起在污水净化中起主要作用，表示处理过程良好的指示性生物由三大类：纤毛虫类、鞭毛虫类和肉足类。
此外还有真菌类和后生动物，它们在活性污泥中都不占优势。
活性污泥法运行中污泥膨胀与对策
污泥膨胀的表现：污泥膨胀时SVI值异常升高，出水SS值大幅增高，也导致BOD5和COD超标。
常用的联用方式是将预臭氧化加入传统的混凝工艺中，可以通过提高原水的可混凝性，来达到提高后续工艺中污染物去除效率的目的.虽然适量的臭氧可以起到改善废水中悬浮颗粒的絮凝性能，在一定程度上减少混凝剂投加量的作用，但是预臭氧-混凝技术对有机物的去除有很大的局限性. Chang等和Yan等研究认为较低的预臭氧剂量是有益的，如果剂量过大会恶化后续的混凝效果. Liu等甚至认为预臭氧化对混凝几乎没有促进作用，而且降低了后续混凝工艺对DOC的去除效率.通常臭氧通过两种途径与有机污染物发生作用;一是臭氧分子与有机污染物通过亲电反应或亲核反应直接氧化作用，该反应进程缓慢，选择性强;二是臭氧在水中氢氧根(OH-)、有机污染物或某些无机物等引发剂的作用下生成羟基自由基(·OH)，间接与水中有机污染物发生作用，该反应速度快，选择性低，其反应动力学常数在108~1010 L·(mol·s)-1之间.而臭氧氧化效率的提升可以通过采用与双氧水、紫外线和金属离子等联用的方式，以提高·OH的产率来实现[24].李华等研究认为臭氧-紫外联合预处理的矿化作用主要是通过·OH实现的，·OH对溶解性腐殖酸的团聚结构产生破坏作用，从而促进对有机物的去除效率.吴国枝等研究了臭氧与光催化和超声等高级氧化技术的不同组合方法对苯酚的降解效果，结果表明联用技术的协同作用生成了更多的强氧化剂·OH，从而更好地降解水中的有机物.鉴于此本研究建立臭氧-混凝耦合处理工艺，使混凝剂和臭氧化在一个体系中同时作用.金属盐混凝剂水解产生的金属离子和一些金属化合物，可以作为催化剂促进·OH的产生，从而提高溶解性有机物的去除效率.活性污泥的甄别和培养量
污泥的甄别
（1）膨胀污泥通过测定污泥体积指数（SVI）可以了解活性污泥沉降絮凝的性能，一般规定污泥沉降体积指数在200ml/g以上，而且筒内污泥层的浓度从5mg/L起变为压密相的污泥称为膨胀污泥，一种是由丝状菌引起的，另一种是非丝状菌引起的。
（2）上升污泥在30min沉降实验的测定时间内，沉降良好但数小时内污泥又上升，如果用棒搅拌对上升污泥加以破坏立即再沉淀。这种现象是由已进行硝化反应的污泥混合液进入沉淀池后产生反硝化作用，并在反硝化过程中产生的氮气附着在泥上而使其上浮引起的。
（3）腐化污泥有时候，虽然没有发生硝化和反硝化过程，但沉淀下去的污泥再次上浮。这种现象是因为已经沉淀的污泥变成厌氧状态，并产生硫化氢，二氧化碳和甲烷、氢气等气体，结果这些气体将污泥推向表层而发生的。
（4）解絮污泥对混合液进行沉淀时，虽然大部分污泥容易容易沉淀下去，但上清液中仍然有一种能使水混浊的物质。这种现象可以认为是由于毒物的混入、温度急剧变化、废水pH值突变等的冲击引起的，使污泥絮体解絮。通过减少污泥回流量能使解絮现象得到某种的控制。
（5）污泥发黑这种情况是DO过低，有机物厌氧分解释放H2S，其与Fe生成FeS引起的。可以增加回流量或增加曝气量。
（6）污泥变白生物镜检会发现丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖，如果进水pH过低，曝气池pH小于6引起的丝状菌大量生成，只要提高进水pH就能改善。
（7）过渡曝气污泥 由于曝气使细小的气泡粘附于活性污泥絮体上而引起的一种现象。上浮的污泥经过几分钟后与气泡分离而再次沉淀下来。
