活性污泥微生物组成、作用、增值规律、净化过程及影响因素

活性污泥中微生物群体包括：细菌、真菌、原生动物、后生动物，主要是细菌。

活性污泥中的原生动物

纯菌种的间歇增殖规律已经学过——《水微生物学基础》，细胞增长过程中存在“对数增长期、减速增长期、内源呼吸期”。

同样，在多种菌种共存的条件下，活性污泥的增长的过程，存在适应期、对数增长期、减速增长期、内源呼吸期。

下面从有机物量F、微生物量M、耗氧速率（有机物降解速率）、污泥活性四个方面分析各个阶段特征。

1) 适应期

也称调整期、吸附期，底物投入后，微生物在新环境下与底物接触，先吸附但不分解，适应环境，酶系统发生变化，不分裂，但个体增大。时间较短5-15min。书上提到后期会发生增值，因量太少，一般不考虑。

2) 对数增长期

吸附后，F/M高＞2.2，在O2充足的条件下，降解速度很快、生物增长也很快，耗氧量最大，污泥活性很强但松散、凝聚沉降性较差。

3) 减速增长期

随着F↓、M↑、使得F/M↓，底物的量限制着微生物增长速度，增长速度越来越缓慢，部分微生物不得不分解体内营养及不易降解的有机物，逐渐活性变差、沉降絮凝性提高，某点处微生物数量达到最高、总降解速度最快，维持一定时间后，环境中已很少有营养可被摄取，进入内源呼吸期。

4) 内源呼吸期

F/M很小，充分曝气，混合液中营养耗尽，几乎全部微生物只能分解体内营养以维持生命，活性变差、凝聚沉降性好，出现原生动物、污泥量减少、水变清。

由以上分析看，要利用活性污泥净化污水，必须发挥其吸附性、降解性、凝聚沉降性，但对数增长期凝聚沉降性差、内源呼吸期降解太慢，只有减速增长期的末端同时具备较好的降解性、沉降性、供氧条件也容易满足。因此传统活性污泥法系统（普通曝气池）将反应条件控制在减速增长起末端。

生物处理的实质是污染物（营养物）被转化为无机物和细胞质，活性污泥法即是如此。其净化反应过程复杂，包括物理、化学、物化、生化等。

污水处理厂活性污泥生化池

1) 初期吸附

发生在5-10min内，吸附率达到70%，但是并未降解，只是转移。原因是存在物理吸附、生物吸附。怎样才能实现较好的吸附，与微生物活性、内部基质“饥饿”程度、外部基质浓度梯度、水力学条件有关。

2) 微生物代谢

大分子+胞外酶→小分子→进入细胞壁→完成新陈代谢。

3) 沉降分离

在基质及能量不足的情况下，活性污泥自身凝聚、沉降分离。营养物应有一定的比例，一般认为BOD5∶N∶P=100∶5∶1。BOD∶N∶无机盐=100∶5∶2。

1) 营养物质平衡

营养物包括：碳、氮、磷、无机盐类、生长素等。

碳源（COD、BOD）需求最多。

氮源（N2、NH3、NO3-、蛋白质、胨、氨基酸）组成微生物细胞内蛋白质和核酸。

磷源是合成核蛋白、卵磷脂及其他磷化合物的重要元素，代谢、物质转移、能量转移必不可少。需要的是无机磷

无机盐需求少，但不可缺，主要的无机盐包括P、K、Mg、Ca、Fe、S，他们参与细胞结构的组成、能量的转移、控制原生质的胶态等；微量的包括Cu、Zn、Co、Mn、Mu，它们是酶辅基的组成部分、是酶的活化剂。

营养物应有一定的比例，一般认为BOD5∶N∶P=100∶5∶1。

BOD∶N∶无机盐=100∶5∶2。

污水处理过程中，如果营养比例不合适，需要人工投加相应的物质，特别是在系统启动阶段更为重要。

2) 溶解氧条件

好氧环境要求溶解氧浓度DO≥2mg/L，缺氧环境DO=0.5-1.0mg/L，厌氧环境DO=0。

污水处理厂在线仪表

3) pH值

4) 水温

5) 有毒物质