廢水中有許多有機物質，含有十幾種、幾十種，甚至上百種有機物質的廢水也是能經常遇到的，如果對廢水中的有機物質一一進行定性定量的分析，既耗時間，又耗藥品。那么能不能只用一個污染指標來表示廢水中所有的有機物質及其它們的數量呢？

環境科學工作者經過研究發現，所有的有機物質都有二個共性：一是它們至少都由碳氫組成；二是絕大多數的有機物質能夠化學氧化或被微生物氧化，它們的碳和氫分別與氧形成無毒無害的二氧化碳和水。廢水中的有機物質不論是在化學氧化過程中還是在生物氧化過程中都要消耗氧，廢水中的有機物質愈多，則消耗的氧量也愈多，二者之間是呈正比例關系的。

于是環境科學工作者們將廢水用化學藥劑氧化時所消耗的氧量稱為化學需氧量，即COD；而將廢水用微生物氧化所消耗的氧量稱為生物需氧量，即BOD。由于COD和BOD能夠綜合性地反映廢水中所有有機物質的數量，且分析比較簡單，因此被廣泛地應用于廢水分析和環境工程上。

實際上，COD并不是單單表示水中的有機物質的，它還能表示水中具有還原性質的無機物質，如：硫化物、亞鐵離子、亞硫酸鈉，甚至氯根離子等。譬如講，如果鐵炭池出水中的亞鐵離子在中和池中沒能完全被去除掉的話，則生化處理出水中由于有亞鐵離子的存在，出水COD可能會超標。

化學需氧量（COD）是指廢水中能被氧化的物質在被化學氧化劑氧化時，所需要的氧量，以氧的毫克/升作為單位。它是目前用來測定廢水中有機物含量的一種最常用的手段。COD分析中常用的氧化劑有高錳酸鉀（錳法CODMn）和重鉻酸鉀（鉻法CODCr），現在常用重鉻酸鉀法。廢水在強酸加熱沸騰回流條件下對有機物實行氧化，用硫酸銀作催化劑時可以使大多數的有機物的氧化率提高到85-95%。如果廢水中含有較高濃度的氯根離子，應該用硫酸汞將氯離子屏蔽掉，以減少對COD的測定干擾。

生化需氧量也可以表征廢水被有機物污染的程度，最常用的為5日生化需氧量，以BOD5表示，它表示廢水在微生物存在下進行生化降解5日內所需要的氧的數量。今后我們將經常使用5日生化需氧量。

有的有機物是可以被生物氧化降解的（如葡萄糖和乙醇），有的有機物只能部分被生物氧化降解（如甲醇），而有的有機物是不能被生物氧化降解的而且還具有毒性（如銀杏酚、銀杏酸、某些表面活性劑）。因此，我們可以把水中的有機物分成2個部分，即可以生化降解的有機物和不可生化降解的有機物。

通常認為COD基本上可表示水中的所有的有機物。而BOD為水中可以生物降解的有機物，因此COD與BOD的差值可以表示廢水中生物不可降解部分的有機物。

B/C是BOD5與COD比值的縮寫，該比值可以表示廢水的可生化降解特性。如果CODNB表示COD中的不可生物降解部分，則廢水中不可為微生物生物降解的有機物所占的比例可用CODNB/COD表示。

BOD5/COD與CODNB/COD之間有如下表所示的關系：

當BOD5/COD≥0.45時，不可生物降解的有機物僅僅占全部有機物的20%以下，而當BOD5/COD≤0.2時，不可生物降解的有機物已占全部有機物的60%以上。

因此，BOD5/COD值常常被作為有機物生物降解性的評價指標。

B/C在環境工程上有著非常重要而實用的意義。

pH實際上是水溶液中酸堿度的一種表示方法。平時我們經常習慣于用百分濃度來表示水溶液的酸堿度，如1%的硫酸溶液或1%的堿溶液，但是當水溶液的酸堿度很小很小時，如果再用百分濃度來表示則太麻煩了，這時可用pH來表示。pH的應用范圍在0-14之間，當pH＝7時水呈中性；pH＜7時水呈酸性，pH愈小，水的酸性愈大；當pH＞7時水呈堿性，pH愈大，水的堿性愈大。

世界上所有的生物是離不開水的，但是適宜于生物生存的pH值的范圍往往是非常狹小的，因此國家環保局將處理出水的pH值嚴格地規定在6-9之間。

水中pH值的檢測經常使用pH試紙，也有用儀器測定的，如pH測定儀。

一般來說，廢水中的有機物質和無機物質的含量是很小很小的，如果用百分濃度或其他濃度來表示則太麻煩太不方便了，譬如一噸廢水中往往只有幾克、幾十克、幾百克甚至幾千克污染物質，其單位即為克/噸（g/T），如將噸換算成升即為毫克/升（mg/L）。計算時可參考下表換算：

生化處理前的處理一般都習慣地叫作預處理。由于生化法處理費用比較低、運行比較穩定，因此一般的工業廢水都采用生化法處理，廢水的治理也以生化法作為主要的處理手段。

但廢水中含有某些對微生物有抑制、有毒害的有機物質，因此廢水在進入生化池之前必須進行必要的預處理，目的是將廢水中對微生物有抑制、有毒害的物質盡可能地削減或去除，以保證生化池中的微生物能正常地運行。

預處理的目的有二個：一是將廢水中對微生物有抑制有毒害、有抑制作用的物質盡可能地消減和去除或轉化為對微生物無害或有利的物質，以保證生化池中的微生物能正常運行；其二是在預處理過程中削減COD負荷，以減輕生化池的運行負擔。

預處理工藝是鐵炭微電解與Fe2+/Fe3+還原氧化法，形成的無數個微小的鐵炭原電池有利于氧化還原反應的進行，可將廢水中的有毒有害物質破壞去除，在中和沉淀過程中還可以通過二價鐵與三價鐵在堿性條件所形成的活性絮體吸附廢水中的有機物質以削減COD負荷，保證后續的生化處理系統能正常地運行。

廢水集水池的作用是匯集、儲存和均衡廢水的水質水量。各個車間的生產廢水，其排出的廢水水量和水質一般來說是不均衡的，生產時有廢水，不生產時就沒有廢水，甚至在一日之內或班產之間都可能有很大的變化，特別是精細化工行業的廢水，如果清濁廢水不分流，則工藝濃廢水與輕污染廢水的水質水量變化很大，這種變化對廢水處理設施設備的正常操作及處理效果是很不利的，甚至是有害的。

因此廢水在進入主要污水處理系統前，都要設置一個有一定容積的廢水集水池，將廢水儲存起來并使其均質均量，以保證廢水處理設備和設施的正常運行。

廢水中許多比重大于1的雜質懸浮物、大顆粒、易沉降的懸浮物都可以用自然沉降、離心等方法去除。

但比重小于1的、微小的甚至肉眼無法看到的懸浮物顆粒則很難自然沉降，如膠體顆粒是10-4～10-6mm大小的微粒，在水中非常穩定，它的沉降速度極慢，沉降1m需耕時200年。沉降慢的原因有二個，（1）一般來說，膠體粒子都帶有負電荷，由于同性相斥的原因，從而阻止膠體微粒間的接觸，不能被彼此粘合，懸浮于水中。（2）膠體粒子表面還有一層分子緊緊地包圍著，這層水化層也阻礙和隔絕膠體微粒之間的接觸，不能被彼此粘合，懸浮于水中。

要使膠體顆粒沉淀，就要促使膠體顆粒相互接觸，使之成為大的顆粒，亦即凝聚起來，使其比重大于1而沉淀。

采用的方法有很多種，工程上常用的技術有：凝聚法、絮凝法和混凝法。

在廢水中投加帶正離子的混凝藥劑，大量正離子在膠體粒子之間的存在以消除膠體粒子之間的靜電排斥，從而使微粒聚結，這種通過投加正離子電解質的方法，使得膠體微粒相互聚結的過程稱為凝聚。常用地凝聚劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、明礬、氯化鐵等。

絮凝是在廢水中加入高分子混凝藥劑，高分子混凝藥劑溶解后，會形成高分子聚合物。這種高聚物的結構是線型結構，線的一端拉著一個微小粒子，另一端拉著另一個微小粒子，在相距較遠兩個粒子之間起著粘結架橋的作用，使得微粒逐漸變大，最終形成大顆粒的絮凝體（俗稱礬花），加速顆粒沉降。常用的絮聚劑有聚丙烯酰胺（PAM）、聚鐵（PE）等。

聚鐵在混凝過程中形成氫氧化鐵絮體具有很好的吸附廢水中有機物質的能力，實驗數據表明，廢水用聚鐵絮凝吸附后，可以去除廢水中COD的10%-20%左右，這樣可以大大地減輕生化池的運行負擔，有利于處理廢水的達標排放。另外，用聚鐵進行混凝預處理可以將廢水中對微生物有毒害、有抑制作用的微量物質去除，以保證生化池中的微生物能正常運行。在諸多混凝藥劑中，聚鐵的價格相對來說比較便宜（25-300元/噸），因此處理成本比較低廉，比較適合工藝廢水的預處理。

聚鐵是酸性物質，腐蝕性很強，因此處理設備應做好防腐處理。

凝聚與絮凝結合在一起使用的過程為混凝過程。混凝在實驗或工程上被經常應用，如先在水中投加硫酸亞鐵等藥劑，消除膠體粒子之間的靜電排斥，然后再投加聚丙烯酰胺（PAM），使得微粒逐漸變大，形成肉眼可見的礬花，最后產生沉降。

利用多孔性固體（如活性炭）或絮體物質（如聚鐵）將廢水中的有毒有害物質吸附在固體或絮體的表面上或微孔內，達到凈化水質的目的，這種處理方法稱作為吸附處理。吸附的對象可以是不溶性固體物質，也可以是溶解性物質。吸附處理的效率高，出水水質好，因此常作為廢水深度處理。也可在生化處理單元中引入吸附處理，以提高生化處理效率（如PACT法就是其中的一種）。

鐵炭處理法又稱鐵炭微電解法或鐵炭內電解法，它是金屬鐵處理廢水技術的一種應用形式，用鐵炭法作為預處理技術來處理有毒有害、高濃COD廢水具有一種獨特的效果。鐵炭法的處理機理目前尚未完全清楚，現在比較認同的一種解釋是：在酸性條件下，鐵與炭之間形成無數個微電流反應池，有機物在微電流的作用下被還原氧化。

鐵炭出水再用石灰或石灰乳中和，生成的Fe(OH)2膠體絮狀物對有機物具有很強的絮凝吸附能力。因此，鐵炭法是綜合應用了鐵的還原性質、鐵炭的電化學性質和鐵離子的絮凝吸附作用，正是這三種性質的共同作用，使用鐵炭法具有很好的處理效果。

鐵炭法的缺點是：

（1）鐵屑在酸性介質中長期浸泡后易于板結成塊，造成堵塞，形成溝流，使操作困難，處理效果降低；

（2）鐵在酸性條件下溶出的鐵量較大，加堿中和后產生的泥渣量較多。

硫酸調節成pH為2廢水經過鐵炭處理后，硫酸成為硫酸亞鐵，廢水的pH值從2升高至5-6，那么鐵炭出水為什么還要用石灰粉進行中和處理呢？或者中和處理時是不是可以少加一些石灰粉呢？

鐵炭出水中含有大量的硫酸亞鐵，如果不予去除的話，會影響后續生化池中微生物的生長繁殖，因此我們必須要用石灰將廢水的pH值從5-6再調高至9以上，使水溶性的硫酸亞鐵轉化成不溶性的氫氧化亞鐵與硫酸鈣，然后通過混凝沉降的方法使它們沉淀下來，以保證進入生化池的廢水中不含硫酸亞鐵。

中和處理時是不是可以少加石灰粉呢？我們可以在化驗室做一個對比實驗。取相同數量的鐵炭進水（pH在2左右）和鐵炭出水（pH在5-6）分別放置于二個燒中，然后分別計量地加入石灰粉進行中和混凝，二個燒杯中的廢水的pH值都調節至9時，我們可以發現二個燒杯中所投加的石灰粉的數量是一樣的。這是因為鐵不是中和藥劑，硫酸所轉化成的硫酸亞鐵還是酸性物質，硫酸亞鐵在中和過程中轉化成氫氧化亞鐵與硫酸鈣時所耗用的石灰粉是一點也不能少的。因此，鐵炭出水中和處理時是不可以少加石灰粉的。

通過化學反應（如：中和）和物化處理（如：加藥混凝）所產生的污泥習慣上都稱作為化學污泥。鐵炭出水經過中和混凝處理后形成的污泥主要由氫氧化亞鐵與硫酸鈣組成。污泥的產生量可以通過投加的硫酸與石灰粉的量來計算。工程上也可以利用經驗進行估算。一般來說，鐵炭進水的pH如果在2左右，則中和混凝后每噸廢水所產生的化學污泥量（含水率80%）在50公斤左右。

廢水的生物化學處理是廢水處理系統中最重要的過程之一，簡稱生化處理。生化處理是利用微生物的生命活動過程將廢水中的可溶性的有機物及部分不溶性的有機物有效地去除，使水得到凈化。

事實上，我們對生化處理并不是很陌生的，天然的水體中存在著一條食物鏈，即大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米吃小蟲，小蟲吃微生物，微生物吃污水，如果沒有這條食物鏈，自然界就要亂套了。

在天然的河流中，有著大量的、依靠有機物生活的微生物，它們日日夜夜地將人們排入河流中的有機物（如工業廢水、農藥化肥、糞便等等有機物質）氧化或還原，最終轉化為無機物質，如果沒有微生物的存在，我們周圍的河流，少則幾個月，多則一、二年，就會成為臭河了，只是由于微生物太微小太分散，以致人們的肉眼看不見罷了。

而廢水的生化處理工程則是在人工條件下對這一過程的強化。人們將無以計數的微生物全部集中在一個池子內，創造一個非常適合微生物繁殖、生長的環境（如溫度、pH值、氧氣、氮磷等營養物質），使微生物大量增殖，以提高其分解有機物的速度和效率。然后再往池內泵入廢水，使廢水中的有機物質在微生物的生命活動過程中得到氧化降解，使廢水得到凈化和處理。與其他處理方法相比，生化法具有能耗低、不加藥、處理效果好、處理費用低等特點。

由于廢水中存在碳水化合物、脂肪、蛋白質等有機物，這些無生命的有機物是微生物的食料，一部分降解、合成為細胞物質（組合代謝產物），另一部分降解氧化為水份，二氧化碳等（分解代謝產物），在此過程中廢水中的有機污染物被微生物降解去除。

微生物除了需要營養，還需要合適的環境因素，如溫度、pH值、溶解氧、滲透壓等才能生存。如果環境條件不正常，會影響微生物的生命活動，甚至發生變異或死亡。

在廢水生物處理中，微生物最適宜的溫度范圍一般為16-30℃，最高溫度在37-43℃，當溫度低于10℃時，微生物將不再生長。

在適宜的溫度范圍內，溫度每提高10℃，微生物的代謝速率會相應提高，COD的去除率也會提高10%左右；相反，溫度每降低10℃，COD的去除率會降低10%，因此在冬季時，COD的生化去除率會明顯低于其它季節。

微生物的生命活動、物質代謝與pH值有密切關系。大多數微生物對pH的適應范圍在4.5-9，而最適宜的pH值的范圍在6.5-7.5。當pH低于6.5時，真菌開始與細菌競爭，pH到4.5時，真菌在生化池內將占完全的優勢，其結果是嚴重影響污泥的沉降結果；當pH超過9時，微生物的代謝速度將受到阻礙。

不同的微生物對pH值的適應范圍要求是不一樣的。在好氧生物處理中，pH可在6.5-8.5之間變化；厭氧生物處理中，微生物以pH的要求比較嚴格，pH應在6.7-7.4之間。

溶解在水體中的氧被稱溶解氧。水體中的生物與好氧微生物，它們所賴以生存的氧氣就是溶解氧。不同的微生物對溶解氧的要求是不一樣的。好氧微生物需要供給充足的溶解氧，一般來說，溶解氧應維持在3mg/L為宜，最低不應低于2mg/L；兼氧微生物要求溶解氧的范圍在0.2-2.0mg/L之間；而厭氧微生物要求溶解氧的范圍在0.2mg/L以下。

我們先來描述一個滲透壓的實驗：用一張半滲透薄膜將兩種不同濃度的鹽溶液隔開，低濃度鹽溶液的水分子就會透過半滲透薄膜進入高濃度鹽溶液，而高濃度鹽溶液的水分子也會透過半滲透薄膜進入低濃度鹽溶液，但其數量要少，故高濃度鹽溶液一側的液面會升高，當兩側液面的高差產生了足夠阻止水再流動的壓力時滲透就會停止，這時兩側液面的高差產生的壓力就是滲透壓。一般來說，鹽分濃度越高，滲透壓越大。

微生物在鹽水溶液中的情況與滲透壓的實驗是相似的。微生物的單位結構是細胞，細胞壁相當于半滲透膜，在氯離子濃度小于等于2000mg/L時，細胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓，即使加上細胞壁和細胞質膜有一定的堅韌性和彈性，細胞壁可承受的滲透壓也不會大于5-6大氣壓。但當水溶液中的氯離子濃度5000mg/L以上時，滲透壓大約將增大至10-30大氣壓，在這樣大的滲透壓下，微生物體內的水分子會大量滲透到體外溶液中，造成細胞失水而發生質壁分離，嚴重者微生物死亡。在日常生活中，人們用食鹽（氯化鈉）腌漬蔬菜和魚肉，滅菌防腐保存食物，就是運用了這個道理。

工程經驗數據表明：當廢水中的氯離子濃度大于2000mg/L時，微生物的活性將受到抑止，COD去除率會明顯下降；當廢水中的氯離子濃度大于8000mg/L時，會造成污泥體積膨脹，水面泛出大量泡沫，微生物會相繼死亡。

不過，經過長期馴化，微生物會逐漸適應在高濃度的鹽水中生長繁殖。目前已經有人馴化出能夠適應10000mg/L以上氯離子或硫酸根濃度的微生物。但是，滲透壓的原理告訴我們，已經適應在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物，細胞液的含鹽濃度是很高的，一旦當廢水中的鹽分濃度較低或很低時，廢水中的水分子會大量滲入微生物體內，使微生物細胞發生膨脹，嚴重者破裂死亡。

因此，經過長期馴化并能逐漸適應在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物，對生化進水中的鹽分濃度要求始終保持在相當高的水平，不能忽高忽低，否則微生物將會大量死亡。

生化處理根據微生物生長對氧環境的要求的不同，可分為好氧生化處理與缺氧生化處理兩大類，缺氧生化處理又可分為兼氧生化處理和厭氧生化處理。在好氧生化處理過程中，好氧微生物必須在大量氧的存在下生長繁殖，并降低廢水中的有機物質；而兼氧生化處理過程中，兼氧微生物只需要少量氧即可生長繁殖并對廢水中的有機物質進行降解處理，如果水中氧太多，兼氧微生物反而生長不好從而影響它對有機物質的處理效率。

兼氧微生物可適應COD濃度較高的廢水，進水COD濃度可提高到2000mg/L以上，COD去除率一般在50-80%；而好氧微生物只能適應于COD濃度較低的廢水，進水COD濃度一般控制在1000-1500mg/L以下，COD去除率一般在50-80%，兼氧生化處理和好氧生化處理的時間都不太長，一般都在12-24小時。

人們利用兼氧生化和好氧生化之間的差別和相同之長，將兼氧生化處理和好氧生化處理組合起來，讓COD濃度較高的廢水先進行兼氧生化處理，再讓兼氧池的處理出水作為好氧池的進水，這樣的組合處理可以減少生化池的容積，既節省了環保投資又減少了日常的運行費用。

厭氧生化處理與兼氧生化處理的原理和作用是一樣的。厭氧生化處理與兼氧生化處理的不同之處是：厭氧微生物繁殖生長及其對有機物質降解處理的過程中不需要任何氧，而且厭氧微生物可適應更高COD濃度的廢水（4000-10000mg/L）。厭氧生化處理的缺點是生化處理時間很長，廢水在厭氧生化池內的停留時間一般需要40小時以上。

生物處理在廢水處理工程上應用得最廣泛最實用的技術有二大類：一類叫做活性污泥法，另一類叫做生物膜法。

活性污泥法是以懸浮狀生物群體的生化代謝作用進行好氧的廢水處理形式。微生物在生長繁殖過程中可以形成表面積較大的菌膠團，它可以大量絮凝和吸附廢水的懸浮的膠體狀或溶解的污染物，并將這些物質吸收入細胞體內，在氧的參與下，將這些物質完全氧化放出能量、CO2和H2O。活性污泥法的污泥濃度一般在4g/L。

而在生物膜法中，微生物附著在填料的表面，形成膠質相連的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮狀結構，微孔較多，表面積很大，具有很強的吸附作用，有利于微生物進一步對這些被吸附的有機物分解和利用。

在處理過程中，水的流動和空氣的攪動使生物膜表面和水不斷接觸，廢水中的有機污染物和溶解氧為生物膜所吸附，生物膜上的微生物不斷分解這些有機物質，在氧化分解有機物質的同時，生物膜本身也不斷新陳代謝，衰老的生物膜脫落下來被處理出水從生物處理設施中帶出并在沉淀池中與水分離。生物膜法的污泥濃度一般在6-8g/L。

為了提高污泥濃度，進而提高處理效率，可以將活性污泥法與生物膜法結合起來，即在活性污泥池中添加填料，這種既有掛膜的微生物又有懸浮微生物的生物反應器稱為復合式生物反應器，它具有很高的污泥濃度，一般在14g/L左右。

從微生物角度來看，生化池中的污泥是由各種各樣有生物活性的微生物組成的一個生物群體。如果把污泥的泥粒放在顯微鏡下觀察，可以看到里面有多種微生物---細菌、霉菌、原生動物和后生動物（如輪蟲、昆蟲的幼蟲和蠕蟲等），它們構成一條食物鏈，細菌和霉菌能分解復雜的有機化合物，獲得自身活動必需的能量并構造自身。

原生動物以細菌和霉菌為食，又被后生動物所消耗，后生動物也可以直接依靠細菌生活。這種充滿微生物、具有降解有機物能力的絮狀泥粒就叫做活性污泥。

活性污泥除了由微生物組成之外，還含有一些無機物質和吸附在活性污泥上不能再被生物降解的有機物（即微生物的代謝殘余物）。活性污泥的含水率一般在98-99%。活性污泥象礬花一樣，具有很大的表面積，因此具有很強的吸附力和氧化分解有機物的能力。

活性污泥法與生物膜法的活性污泥生長情況的判別和評價是不一樣的。

在生物膜法中，活性污泥生長情況的評價主要采用顯微鏡直接觀察生物相。

在活性污泥法中，評價活性污泥生長情況的評價除了直接用顯微鏡觀察生物相外，常用的評價指標還有：混合液懸浮固體（MLSS），混合液揮發性懸浮固體（MLVSS），污泥沉降比（SV），污泥沉降指數（SVI）等。

微型后生動物（如輪蟲、線蟲等）的出現則表明微生物群落生長良好，活性污泥的生態系統比較穩定，這時候的生化處理效果******，這就好比能經常捕獲到大魚的河流里，小魚小蝦生長良好的情況一樣。

混合液懸浮固體（MLSS）亦要稱為污泥濃度，它是指單位體積生化池混合液所含干污泥的重量，單位為毫克/升，用來表征活性污泥濃度。它包括有機物和無機物兩部分。一般來說SBR生化池內MLSS值控制在2000-4000mg/L左右為宜。

混合液揮發性懸浮固體（MLVSS）是指單位體積生化池混合液所含干污泥中可揮發性物質的重量，單位也是毫克/升，由于它不包括活性污泥中的無機物，因此能較確切地代表活性污泥中微生物的數量。

污泥沉降比（SV）是指曝氣池內混合液在100毫升量筒中，靜止沉淀30分鐘后，沉淀污泥與混合液之體積比（%），因此有時也用SV30來表示。一般來說生化池內的SV在20-40%之間。污泥沉降比測定比較簡單，是評定活性污泥的重要指標之一，它常被用于控制剩余污泥的排放和及時反時污泥膨脹等異常現象。顯然，SV與污泥濃度也有關系。

污泥指數（SVI）全稱污泥容積指數，1克干污泥在濕態時所占體積的毫升數，其計算公式如下為：

  SVI＝SV*10/MLSS

SVI剔除了污泥濃度因素的影響，更能反映活性污泥凝聚性和沉降性，一般認為：

  當60＜SVI＜100時，污泥沉降性能好

  當100＜SVI＜200時，污泥沉降性能一般

  當200＜SVI＜300時，污泥由膨脹的趨勢

  當SVI＞300時，污泥已膨脹

溶解氧（DO）表示水中氧的溶解量，單位用mg/L表示。不同的生化處理方式對溶解氧的要求也不同，在兼氧生化過程中，水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之間，而在SBR好氧生化過程中，水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之間。因此，兼氧池操作時曝氣量要小，曝氣時間要短；而在SBR好氧池操作時，曝氣量和曝氣時間要大得多和長得多，而我們用的是接觸氧化，溶解氧控制在2.0-4.0mg/L。

水中溶解氧的濃度可以用Henry定律來表示：當達到溶解平衡時：C=KH*P

其中：C為溶解平衡時水中氧的溶解度；P為氣相中氧的分壓；KH為Henry系數，與溫度有關；增加曝氣努力使氧的溶解接近平衡，而同時活性污泥還會消耗水中的氧。因此廢水中實際溶解氧量與水溫、有效水深（影響壓力）、曝氣量、污泥濃度、鹽度等因素有關。

生化過程中微生物所需的氧氣主要由羅茨風機提供。

利用生化過程去除污染物的方法，主要是利用微生物的新陳代謝過程，而微生物的細胞合成等生命過程均需要有足夠量和種類營養物質（包括微量元素）。對于化工類廢水來說，由于生產產品的單一性，因此廢水水質的組成的成分也較為單一，缺乏微生物必要的營養物質。比如講，***公司的生產廢水中只有碳和氮而沒有磷，這種廢水無法滿足微生物新陳代謝需要，因此必須添加廢水中磷完善微生物新陳代謝的過程，促進微生物細胞的合成。這就像人在吃米飯、面粉的同時，還要攝入足夠量的維生素一樣。

微生物像動物植物一樣也需要必要的營養物質才能夠生長繁殖，微生物所需要的營養物質主要是指碳（C）、氮（N）、和磷（P），廢水中主要營養元素的組成比例有一定的要求，對于好氧生化一般為C:N:P＝100:5:1（重量比）。

在生化處理過程中，活性污泥中的微生物不斷地消耗著廢水中的有機物質。被消耗的有機物質中，一部分有機物質被氧化以提供微生物生命活動所需的能量，另一部分有機物質則被微生物利用以合成新的細胞質，從而使微生物繁衍生殖，微生物在新陳代謝的同時，又有一部分老的微生物死亡，故產生了剩余污泥。

在微生物的新陳代謝過程中，部分有機物質（BOD）被微生物利用合成了新的細胞質以替代死亡了的微生物。因此，剩余污泥的產生量配被分解了的BOD數量有關，兩者之間是有關聯的。

工程設計時，一般都考慮每處理一公斤BOD5，產生0.6-0.8公斤的剩余污泥（100%），折算成含水率為80%的干污泥則為3-4公斤。

有些難以生物降解的制藥廢水，其生化處理出水中的COD要達到國家一級排放標準（100mg/L）以下是比較困難的，因此生化處理出水應再采用顆粒活性炭吸附處理技術以保證出水達標是不可缺少的。但是，顆粒活性炭吸附處理法有一個致命的弱點即處理成本太高，其根本原因是顆粒活性炭吸附處理COD的動態吸附容量在10%左右（重量百分比），即一噸活性炭只能吸附處理廢水中的COD在100公斤左右。

由于顆粒活性炭再生困難，處理成本高，因此顆粒活性炭處理技術的應用推廣在國內還并不普遍。那么是不是可以開發一種新的技術，這種技術可以大幅度地提高活性炭的動態吸附容量，有效地降低廢水的處理成本呢？

由杜邦公司最先開發的生物炭法工藝

（PowderedActivatedCarbonTreatmentProcess）就是這種新技術的代表之一。生物炭法簡稱“PACT法”，或“PACSBR生化法”，被國外認為是最有發展前途的新型的廢水生化處理工藝，

在生化進水中（或在曝氣池內）投加粉末活性炭與回流的含炭污泥一起在曝氣池內混合，從污泥濃縮池中排出的剩余污泥進污泥脫水裝置。在曝氣池內，活性污泥附著于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面積及其很強的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，特別在活性污泥與粉末活性炭界面之間的溶解氧和降解基質濃度有了很大幅度的提高，從而也提高了COD的降解去除率。一般來說在PACT系統內，活性炭吸附處理COD的動態吸附容量在100-350%（重量百分比），即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.0-3.5公斤COD。而且，PACT法能處理生物難以降解的有毒有害的有機污染物質。