第十章 污（废）水深度处理和微污染水预处理中的微生物学原理

1. 污、废水为什么要脱氮除磷？

答：氮和磷是生物的重要营养源。但水体中氮磷过多，危害极大。最大的危害是引起水体富营养化。蓝藻、绿藻等大量繁殖后引起水体缺氧，产生毒素，进而毒死鱼虾等水生生物和危害人体健康。使水源水质恶化。不但影响人类生活，还严重影响工农业生产。

2. 微生物脱氮工艺有哪些？

答：有A/O、A2/O、A2/O2、SBR等。

3. 叙述污、废水脱氮原理。

答：脱氮首先利用设施内好氧段，由亚硝化细菌的消化作用，将NH3转化为NO3—N。再利用缺氧段经反硝化细菌将NO3—N反硝化还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界物质循环。水中含氮物质大量减少，降低出水潜在危险性。

4. 参与脱氮的微生物有哪些？它们有什么生理特征？

答：硝化作用段微生物：

氧化氨的细菌：专性好氧菌，在低氧压下能生长。氧化NH3为HNO2，从中获得能量共合成细胞和固定CO2。温度范围5~30摄氏度，最适温度25~30摄氏度，pH范围5.8~8.5，最适pH为7.5~8.0。

氧化亚硝酸细菌：大多数在pH为7.5~8.0，温度为25~30摄氏度。

反硝化作用段细菌：

反硝化细菌：所有能以NO3为最终电子受体，将HNO3还原为氮气的细菌。

5. 什么叫捷径反硝化？在生产中它有何意义？

答：即消化作用产生HNO2后就转入反硝化阶段。可缩短曝气时间，节省运行费用。

6. 脱氮运行管理中要掌握哪几个关键才能获得高的脱氮效果？

答：硝化段运行操作：

(1) 泥龄

(2) 要供给足够氧

(3) 控制适度的曝气时间（水力停留时间）

(4) 在硝化过程中，消耗了碱性物质NH3，生成HNO3，水中pH下降，对硝化细菌生长不利。

(5) 温度

反硝化段运行操作：

(1) 碳源（电子供体/供氢体）

(2)  pH（由碱度控制）

(3) 最终电子受体NO2-和NO3-

(4) 温度

(5) 溶解氧

7. 何谓积磷菌？有哪些积磷菌？叙述它的放磷和吸磷的生化机制。

答：某些微生物在好氧时能大量吸收磷酸盐合成自身核酸和ATP，而且能逆浓度梯度过量吸磷合成储能的多聚磷酸盐颗粒于体内，供其内源呼吸用。称这些细菌为聚磷菌。有深红红螺菌，着色菌属，浮游球衣菌，贝日阿托氏菌属等。

厌氧释放磷的过程：产酸菌在厌氧或缺氧条件下分解蛋白质。脂肪、碳水化合物等大分子有机物为三类可快速降解的基质。聚磷菌则在厌氧条件下，分解体内的多聚磷酸盐产生ATP，利用ATP以主动运输方式吸收产酸菌提供的三类基质进入细胞内合成PHB。与此同时，释放出PO43-于环境中。

好氧吸磷过程：聚磷菌在好氧条件下，分解机体内的PHB和外源基质，产生质子驱动力，将体外的PO43-输送到体内合成ATP和核酸，将过剩的PO43-聚合成细胞储存物：多聚磷酸盐。

8. 有哪些除磷工艺？在运行操作中与脱氮有何不同？

答：Bardenpho生物除磷工艺，Phoredox工艺，A/O及A2/O，UCT工艺，VIP工艺，旁硫除磷——Phostrip工艺，SBR法等。

在一种废水中同时除磷和脱氮，就要合理调整泥龄和水力停留时间，兼顾硝化细菌和反硝化细菌及除磷菌的生理要求，使其和谐生长繁殖。若只需除磷不需脱氮用化学法加药剂除磷。

9. 为获得好的除磷效果要掌握哪些运行操作条件？

答：要求NO2-和NO3-极低，溶解氧在0.2mg/L以下，氧化还原电位低于150mV，温度30摄氏度左右，pH在7~8。

10. 为什么要对微污染水源水预处理？有哪些预处理工艺？

答：尽管污染物浓度低，但经自来水厂原有的混凝，沉淀，过滤，消毒的传统工艺处理后，未能有效去除污染物，只能去除20%~30%COD。尤其是致癌物的前体物如烷烃类残留在水中，经加氯处理后产生卤代烃三氯甲烷和二氯乙酸等三致物。氨氮较高，导致供水管道中亚硝化细菌增生，促使NO2-浓度增高，残留有机物还可能引起管道中异养菌滋生。导致水中细菌不达标，长期饮用影响健康。

采用膜法生物处理：生物滤池，生物转盘，生物接触氧化法，生物接触氧化法，生物流化床等。

11. 在微污染水源水中大概有些什么污染物？来自何处？

答：污染物：有机物，氨氮，藻类分泌物，挥发酚，氰化物，重金属，农药等。

污染源：未经处理的工业废水，生活污水，农业灌溉和养殖业排放水，还有未达排放标准的处理水。

12. 在微污染水源水预处理系统中有哪些微生物群落？举一例。

答：需要一个由适应贫营养的异样除碳菌，硝化细菌和反硝化细菌，藻类，原生动物和微型后生动物组成的生态系。

在东江—深圳微污染水源水预处理系统中，微生物有贫营养异养菌，亚硝化细菌，硝化细菌，反硝化细菌，藻类，霉菌。原生动物有：钟虫，变形虫，太阳虫等。微型后生动物有：旋轮虫等。

13. 哪些水需要消毒？有哪些消毒方法？

答：饮用水，游泳池水，医院污水，桶装矿泉水，优质水，纯净水等需要消毒。

方法：煮沸法，加氯消毒，臭氧消毒，过氧化氢消毒，紫外辐射杀菌，微电解杀菌杀藻等。

14. 加氯消毒怎么会产生“三致”物？

答：致癌物的前体物如烷烃类残留在水中，经加氯处理后产生卤代烃三氯甲烷和二氯乙酸等三致物。