好氣性污水處理有兩種方法，一種是活性污泥法，一種是生物膜法。從生物處理的基點——微生物轉化有機物的功能來看，這兩種方法的區別在于微生物存在狀態的不同。在活性污泥法中，微生物以絮狀結構懸浮在所需凈化的污水中，經充分混合而成為混合液；在生物膜法中，微生物以生物膜的形態附著在固體填料表面上與所需凈化的污水接觸。生物接觸氧化法是在生物濾池的基礎上發展起來的，從生物膜固定和污水流動來說，相似于生物濾池法。從污水充滿曝氣池和采用人工曝氣看，它又相似于活性污泥法。所以生物接觸氧化法的特點介于生物濾池法和活性污泥法。

在生物接觸氧化法中，微生物主要以生物膜狀態固著在填料上，同時又有部分絮體或破碎生物膜懸浮于處理水中。氧化池中生物膜的重量一般在６．２－１４克／升之間，而活性污泥法中活性污泥重量一般在２－３克／升之間。從微生物活性來看，生物膜的活性大于懸浮狀微生物。生物接觸氧化法生物膜的耗氧率比活性污泥法高。因此，生物接觸氧化法中，承擔有機物轉化功能的微生物主要集中在生物膜上。

附著在填料表面的生物膜對廢水的凈化作用：最初稀疏的細菌附著于填料表面，隨著細菌的繁殖逐漸形成很薄的生物膜。在溶解氧和食料（有機物）都充足的條件下，微生物的繁殖十分迅速，生物膜逐漸加厚。生物膜的厚度通常為１．５——２．０毫米，其中從表面到１．５毫米深處為好氣菌。１．５毫米深處到內表面與填料壁相連接的部分為弱厭氣菌。廢水中溶解氧和有機物擴散到生物膜為好氣菌利用。但是，當生物膜長到一定厚度時，溶解氧無法像生物膜內擴散，好氣菌死亡、溶化，而內層的厭氣菌得以繁殖。經過一段時間后，厭氣菌在數量上亦開始下降，加上新陳代謝氣體的逸出，使內層生物膜出現許多空隙，附著力減弱，終于大塊脫落。在脫落的填料表面上，新的生物膜又重新生長發展。實際上新陳代謝過程在氧化池生物膜發展的每一個階段都是同時存在的，這樣就保證了處理構筑物去除有機物的能力，使之穩定在一個水平上。

2、兼有活性污泥法的特點

生物接觸氧化法的固定生物膜與一般的生物膜不同，在氧化池中采用曝氣方法，不僅提較充分的溶解氧，而且由于曝氣攪動加速了生物膜的更新，從而更加提高生物膜的活力和氧化能力。另外，曝氣會形成水的紊流，使固著在填料上的生物膜可以連續地、均勻地與污水相接觸，避免生物濾池中存在的接觸不良的缺陷。

我廠氧化池按采用推流式設置，則兼有推流式活性污泥法的特點。水在池子內不斷地延著池的縱向逐步推流至出口，使生物膜上的微生物與污水中的有機物得到充分的混合和接觸，從而使污水逐漸凈化，即進口端cod值最大，以后逐漸減少，出口端為最小。

氧化池不同高度的生物相情況

層次

生物相

較多的游仆蟲，少量楯纖充、漫游蟲，較多的游泳期鐘蟲

少量鐘蟲，大量游仆蟲，少量漫游蟲

少量鐘蟲，大量游仆蟲，個別楯纖蟲

少量鐘蟲，大量游泳期鐘蟲

大量游仆蟲和游泳期鐘蟲

大量游泳期鐘蟲，少量游仆蟲

大量游泳期鐘蟲，少量游仆蟲、絲狀菌、等枝蟲、固著型鐘蟲

注：第一層為最底層，每層厚度20厘米，諸層都有菌膠團。

3、生物降解有機污染物的動力學

在污水的生物處理中凈化反應是相當復雜的，但把它作為一個微生物反應來考慮，用數學公式加以模式化的話，則一般地可以分為bod基質高濃度和低濃度兩種情況。當bod（有機物）基質高濃度時，與微生物數量相比，微生物的營養物質遠遠超過微生物生長所需。也就是說微生物的生長不受營養物質的限制，而受自身生理機制的限制，與微生物活度呈一次反應式。此時，微生物是對數增殖狀態，處于生長率上升階段。

當bod（有機物）基質低濃度時，微生物的增殖已經不再受自身生理機制的限制，而是由于bod基質濃度低，營養不足，處于生長率下降階段。所以，微生物的增殖速度(伴隨著bod降解速度)由有機物濃度所左右，并服從一次反應式。

所以，生物接觸氧化法兼有活性污泥法的特點。實際中，往往根據具體情況使微生物處于生長率上升階段后期或內原呼吸階段。

4、生物相及其演變規律

接觸氧化法生物膜上的生物相是豐富的，起作用的微生物包括許多門類，由細菌、真菌、原生動物、后生動物組成比較穩定的生態系。生物相中數量最多的生物是細菌。它們的形態有：①游離菌。大多為體形較小的桿狀菌，有時也可能是比較大型而自身又能運動的螺旋菌。細菌的種屬因處理的污水種類不同而異，一般生長繁殖的細菌有無色桿菌屬、假單孢菌屬、芽孢桿菌屬、產堿桿菌屬等。它們多數在掛膜培菌初期出現，然后消失。②菌膠團。它是低等細菌建立的膠粘物，有良好的吸附能力，對被吸附的有機物加以分解利用，使有機物無機化。菌膠團多半呈垂絲狀，也有蘑菇狀、分枝狀。③絲狀菌。這是由低等細菌密切結合的高等細菌。絲狀菌多數是真菌球衣細菌，是生物膜中起重要作用的微生物。它們的菌絲體較長，常呈亂發狀。球衣菌絲體粗細一致，固著不運動，用結晶紫染色可見衣鞘和衣鞘內的圓柱形細胞，有時還可見有假分枝。絲狀菌的繁殖和廢水的硝化有著密切聯系。在生物接觸氧化法中，絲狀菌是固著在填料表面它的繁殖不僅不會引起活性污泥法中的那種污泥膨脹，反而使出水水質變好。

生物膜中的真菌主要是鐮刀霉菌、地霉菌和各類酵母菌等。真菌對某些人工合成的有機物（如丙烯腈等）有一定的降解能力。在正常運行和生物膜降解能力良好是，生物相中占優勢的原生動物以固著性的纖毛蟲為主，如鐘蟲、小口鐘蟲、等枝蟲、蓋纖蟲、無柄鐘蟲等。有時有游泳性纖毛蟲，如草履蟲、豆形蟲、漫游蟲等。此外還有匍匐性的楯纖蟲、游仆蟲，以及鐘蟲游泳體等。運轉穩定時，生物膜上的生物相也是相對穩定的，細菌和原生動物之間存在著制約關系。一方面原生動物纖毛蟲吞噬細菌，抑制細菌群體的蔓延；另一方面細菌被破壞后，又不斷地繁殖生長，這就需要以廢水中的大量有機物作為食料，從而凈化了廢水。所以，原生動物纖毛蟲特別是鐘蟲、等枝蟲、蓋纖蟲是生物接觸氧化系統運轉良好的又價值的指示性生物。在運行時，若有機物負荷或營養狀況有較大變化，則原生動物的固著性鐘蟲、等枝蟲突然消失，絲狀菌稀少，菌膠團結構松散，而游泳性草履蟲、鐘蟲游泳體大量出現，出水水質變差；反之，若原來出水水質較差，一旦出現鐘蟲、等枝蟲，絲狀菌叢生，菌膠團結構緊密，而游泳性纖毛蟲減少，則說明環境條件有了改善，出水水質變好。

與活性污泥法不同的是，在生物接觸氧化法中生物膜上出現了數量較多的后生動物如輪蟲、線蟲、紅斑瓢體蟲。這些是食死肉為主的動物，能軟化生物膜，促使生物膜脫落，從而經常保持活性和良好的凈化功能。當輪蟲類等后生動物數量多且活躍，個體肥大，則處理后出水水質好；反之，則處理效果差。一旦發現生物呆滯，個體死亡，則預示著處理效果即將急劇下降。

三、運轉和管理

①有機負荷

有機負荷是反應生物接觸氧化法凈化效能的重要指標。由于各種廢水的濃度、組成不同，因此從廣義上說，有機負荷應當包括具有抑制作用并足以影響處理效果的一切物質。能被微生物分解的污染物質數量用bod表示，這一數值近似地等于各種物質所能生成能量的總和，所以有機負荷是指生物接觸氧化處理中單位數量微生物所能處理的bod數量（投加的、接受的）。

有機負荷有三種不同的表示方法：單位填料容積的污染物質負荷量（填料容積負荷）；單位填料面積的污染物質負荷量（填料表面積負荷）；接觸氧化池單位容積的污染物負荷量（氧化池容積負荷）。常用的是填料容積負荷。即bod容積負荷=

單位時間內供給生物膜的有機物數量（bod）i

填料總體積

②pH值

生物接觸氧化法作為一種生物處理方法來說，環境條件對生物膜的影響是重要的，有時甚至是決定性的。其中ph值是重要的環境因素之一。適合于微生物生長的ph值范圍如下：

ph值

適合于生長繁殖的微生物和污泥性能

2.0

大部分霉菌，污泥的沉淀性不良

3—5

霉菌及細菌，污泥呈白褐色

污泥呈黃褐色，沉淀性與透明度都很好

8—10

污泥呈黃褐色，但透明度惡化

9—11

污泥呈粉紅色，微生物增殖減少

雖然ph值的最廣范圍為4—10，但由于異常的ph值能夠損害細胞表面的滲透功能和細胞內的酶反應，因此適宜的ph值范圍應為6—8。

生物接觸氧化法對ph值的適應性比較強。當污水的ph值為8—10時，微生物任然有適應能力，對處理效果影響不大。ph值為10—10.5時，則對處理效果有影響。當受到ph值沖擊時（如ph值＞11），微生物是不能適應的，在這種情況下反應最敏感的是生物相。鐘蟲呈呆滯狀態或消失，菌膠團解體，松散模糊，游離菌、豆形蟲、草履蟲增多。cod和bod去除率下降。但是，當受到高ph值沖擊后，若能及時采取措施（如加酸中和）將污水ph值調整至10以下，則生物相的恢復比活性污泥法快。一般只需5—5天氧化池的工況即可恢復。同樣，當污水ph值為5—6時，生物接觸氧化池仍然有一定的適應能力。

ph值不僅影響細菌的生長繁殖，而且影響有毒物質的含量。如重金屬離子的溶解度因ph值的不同變化很大。此外，氨在堿性條件下形成的nh3，毒性較nh4+為強。氰在酸性條件下形成hcn，在堿性條件下形成氰酸鹽，毒性作用減弱。

總的來說，無機質由ph值左右其離子化，從而影響其毒害作用。

③接觸停留時間

在生物接觸氧化處理條件下，氧化分解速度或硝化速度對接觸時間的依賴性很大。微生物對有機物的轉化過程與微生物機體的化學過程緊密地聯系著，所以，無論是將復雜的有機物分解氧化為簡單的無機物，或者是比較簡單的分解氧化產物合成復雜的細胞物質，都需要一定的時間。從降低廢水有機物含量這一角度來說，有機物轉移到生物膜所需的時間是重要的。這個轉移實質上是將微生物對廢水中的有機物吸著吸附過程。這個轉移一般能夠在廢水同生物膜接觸后數分鐘內完成。但是，生物處理對廢水中有機物的凈化作用，不僅是由于生物吸附與吸著作用，更重要的是吸附吸著后的氧化分解和細胞合成作用，使有機物無機化。被吸附在生物膜上的有機物，經氧化分解與合成全部轉化為穩定物質所需時間較長（數小時乃至數十天）。因此，處理時間愈長，微生物對有機物的吸著、吸附、降解作用愈徹底，處理水bod殘留愈小，處理效果愈好；反之亦然。

④溫度

溫度對生物處理有一定的影響。溫度高，微生物活力強，新陳代謝旺盛，氧化愈呼吸作用強，處理效果較好；反之，溫度較低，微生物的生命活動受到抑制，處理效率受到影響。在生物接觸氧化法處理廢水時，由于接觸停留時間比活性污泥法短，因此，處理過程中污水受氣溫的影響不大，主要起作用的是水溫。

水溫對處理效果的影響主要是對氨氮的去除。因為當硝化或完全硝化時，廢水中的氨氮被氧化呈亞硝酸鹽或硝酸鹽。而硝化細菌的繁殖常常受許多因素（水質、溫度、ph值）的影響，其中與溫度的關系最大。

不同溫度時生活污水的氨氮去除速度

⑤供氧

一般供氧多有利于有機物的降解。當進水溶解氧較高時，則生物降解速度快，溶解氧迅速減少，是出水溶解氧不會很多。當進水溶解氧較低時，則生物降解速度慢，溶解氧消耗少，出水仍有少量溶解氧。

溶解氧與處理水質有關。

溶解氧與水溫有關。

溶解氧一般在3—6毫克/升。

四、維護管理要點

與活性污泥法相比較，生物接觸氧化法的運轉管理有其特殊性。在活性污泥法處理中，整個處理系統的工作狀態可通過曝氣池、二次沉淀池和處理水水質來檢測判斷。當曝氣池效能降低時，處理水質急劇地惡化，因而在變化初期就可以發現異常情況。但在生物接觸氧化法處理中，即使氧化池污泥蓄積，填料局部發生堵塞，經沉淀池處理的處理水水質變化仍然是緩慢的，而不是簡單地惡化。生物接觸氧化系統的工況變化首先表現在氧化池出水中懸浮物質增加，水質混濁。同時由于流經填料的水流阻力增大，氧化池水位上升。

生物接觸氧化池比活性污泥法維護管理方便，其要點是防止剩余生物膜堵塞填料。為此，在運轉管理上應注意如下幾點。

1、原水

①生物接觸氧化法對沖擊負荷的適應能力是強的，但仍需調節好原水水質與水量。

②盡量除去原水中的各種懸浮物，特別是纖維狀懸浮物，以防填料堵塞。

③測定氮、磷等營養物質含量，特別是處理生產廢水時，要充分調查生產狀況，掌握排水量和濃度的變化幅度。

2、氧化池

①要仔細地觀察氧化池內的顏色、氣泡、臭氣、懸浮污泥和曝氣等狀況。一旦發現不正常，應立即采取相應措施。

②通風量瞬時增大易引起生物膜脫落，因此，通風量宜徐徐增加。

③氧化池反沖洗排泥時，特別是氧化池幾乎排空的時候如反沖洗不充分，會使填料支架上附著污泥增加荷重，因此必須在排水的同時，用壓力水沖洗填料支架，使附著污泥完全沖掉。

3、沉淀池

①與曝氣池相同，要仔細地觀察工況，及早發現狀態變化。

②實施活性污泥法的維護管理辦法，如堅持少排泥、勤排泥和定期排泥等。

生物接觸氧化工藝-生物接觸氧化法

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