一(yi)、微生物營養(yang)平衡

在污水處(chu)理(li)過程中，微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)和代(dai)謝需要多種營養(yang)物(wu)(wu)質，碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)、氮(dan)源(yuan)(yuan)(yuan)、磷源(yuan)(yuan)(yuan)的比例(li)(li)對(dui)其(qi)活性(xing)和處(chu)理(li)效(xiao)果影響(xiang)顯著。通常(chang)認(ren)為，活性(xing)污泥法處(chu)理(li)系統中，微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)適宜(yi)的營養(yang)比例(li)(li)為 BOD?：N：P = 100：5：1 。BOD?代(dai)表可(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降解的碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)，當污水中實際碳(tan)(tan)氮(dan)磷比例(li)(li)偏離此值(zhi)，且(qie)碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)相對(dui)不足時，需投加碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)以(yi)維(wei)持微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的正常(chang)代(dai)謝和繁殖。比如在一些食品加工(gong)廢水處(chu)理(li)中，可(ke)能氮(dan)、磷含量較低，碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)相對(dui)充足，但(dan)在與其(qi)他廢水混合(he)處(chu)理(li)或(huo)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)脫(tuo)氮(dan)除磷過程中，若碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)比例(li)(li)不符合(he)需求，就可(ke)能需要調整碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)投加量。

不同(tong)微(wei)生物的特殊(shu)需(xu)求

不同(tong)種類的(de)(de)微生(sheng)物對(dui)碳(tan)源(yuan)的(de)(de)需(xu)求(qiu)(qiu)存在(zai)差異。除(chu)了常(chang)見的(de)(de)異養(yang)(yang)菌利用有機碳(tan)源(yuan)進行生(sheng)長，自養(yang)(yang)菌如硝化細菌雖然不依賴有機碳(tan)源(yuan)作為能(neng)源(yuan)，但在(zai)生(sheng)態系(xi)統中與異養(yang)(yang)菌相互關聯(lian)。當(dang)進行同(tong)步硝化反(fan)硝化等復雜(za)處理工藝時，需(xu)要考慮不同(tong)菌群對(dui)碳(tan)源(yuan)的(de)(de)綜合需(xu)求(qiu)(qiu)。例(li)如反(fan)硝化聚磷(lin)菌，在(zai)缺氧(yang)條(tiao)件下同(tong)時進行反(fan)硝化和吸(xi)磷(lin)，對(dui)碳(tan)源(yuan)的(de)(de)類型和數量有特定要求(qiu)(qiu)，以實現高效的(de)(de)脫氮除(chu)磷(lin)。

二(er)、水質特性(xing)分析(xi)

通過(guo)檢測污水中(zhong)碳(tan)(tan)源(yuan)相關指標來(lai)判(pan)斷碳(tan)(tan)源(yuan)的充足(zu)程(cheng)度。BOD?能直接反(fan)映可(ke)(ke)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)的有機(ji)碳(tan)(tan)含量，但測定(ding)時間較(jiao)(jiao)長。COD（化學需(xu)氧(yang)量）可(ke)(ke)快速測定(ding)，包含了可(ke)(ke)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)和難生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)的有機(ji)物(wu)(wu)，通過(guo)分析 COD 中(zhong)可(ke)(ke)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)部分（BOD?/COD 比(bi)值），能更好了解(jie)污水中(zhong)實際可(ke)(ke)被微生(sheng)物(wu)(wu)利(li)用的碳(tan)(tan)源(yuan)量。若該比(bi)值較(jiao)(jiao)低(di)(di)，且 BOD?含量不能滿足(zu)微生(sheng)物(wu)(wu)營養需(xu)求(qiu)，就可(ke)(ke)能需(xu)要投(tou)加碳(tan)(tan)源(yuan)。例如制藥廢水，其 COD 高(gao)但 BOD?/COD 比(bi)值低(di)(di)，意味(wei)著難生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)有機(ji)物(wu)(wu)多，微生(sheng)物(wu)(wu)可(ke)(ke)利(li)用碳(tan)(tan)源(yuan)少，可(ke)(ke)能需(xu)額外投(tou)加碳(tan)(tan)源(yuan)。

氮磷及其他污染(ran)物

污水(shui)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)、磷(lin)(lin)等污染(ran)物含量與(yu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)源(yuan)投加緊密相關(guan)。在(zai)脫氮(dan)(dan)過程中(zhong)(zhong)，反硝化細(xi)菌利用碳(tan)(tan)(tan)(tan)源(yuan)將硝態氮(dan)(dan)還原(yuan)為氮(dan)(dan)氣，碳(tan)(tan)(tan)(tan)源(yuan)不足(zu)會(hui)導(dao)致反硝化不完全，總氮(dan)(dan)去除率低。例如，當污水(shui)中(zhong)(zhong)總氮(dan)(dan)含量較(jiao)高，而碳(tan)(tan)(tan)(tan)源(yuan)相對不足(zu)時，為了提高脫氮(dan)(dan)效率，需投加碳(tan)(tan)(tan)(tan)源(yuan)。同樣，在(zai)生物除磷(lin)(lin)過程中(zhong)(zhong)，聚(ju)磷(lin)(lin)菌在(zai)厭(yan)氧條件(jian)下釋磷(lin)(lin)需要充(chong)足(zu)的碳(tan)(tan)(tan)(tan)源(yuan)，若碳(tan)(tan)(tan)(tan)源(yuan)缺乏(fa)，會(hui)影響磷(lin)(lin)的去除效果。

三、處理工藝與目(mu)標

不(bu)同(tong)污水處理工(gong)藝(yi)對碳源(yuan)的需求(qiu)和(he)(he)利(li)用(yong)方(fang)式(shi)不(bu)同(tong)。例如 A2/O（厭氧(yang) - 缺氧(yang) - 好氧(yang)）工(gong)藝(yi)，厭氧(yang)段(duan)聚磷菌(jun)釋磷需要(yao)(yao)易生物降解的碳源(yuan)，缺氧(yang)段(duan)反硝化需要(yao)(yao)碳源(yuan)作(zuo)為電子供體。與單純的好氧(yang)活性污泥法(fa)相比，A2/O 工(gong)藝(yi)對碳源(yuan)的數量和(he)(he)質(zhi)量要(yao)(yao)求(qiu)更高(gao)。在選擇(ze)碳源(yuan)投加時，需根據(ju)工(gong)藝(yi)特點，確保碳源(yuan)在各(ge)處理單元(yuan)合(he)理分配(pei)和(he)(he)有效(xiao)利(li)用(yong)。

出水水質標準

污水處(chu)理(li)廠的(de)(de)(de)出水必須滿足相應(ying)的(de)(de)(de)水質標(biao)(biao)(biao)準(zhun)，如國家或地方的(de)(de)(de)排放標(biao)(biao)(biao)準(zhun)，或特(te)定(ding)的(de)(de)(de)回用標(biao)(biao)(biao)準(zhun)。若處(chu)理(li)目標(biao)(biao)(biao)對(dui)總氮(dan)、總磷、COD 等指(zhi)標(biao)(biao)(biao)要求嚴格，為確保(bao)達(da)標(biao)(biao)(biao)排放，需根據實際水質與(yu)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)的(de)(de)(de)差距(ju)，合理(li)投加碳(tan)源(yuan)以(yi)強化處(chu)理(li)效果。例(li)如，對(dui)于要求達(da)到一(yi)級 A 排放標(biao)(biao)(biao)準(zhun)的(de)(de)(de)污水處(chu)理(li)廠，若總氮(dan)指(zhi)標(biao)(biao)(biao)接近限值(zhi)且碳(tan)源(yuan)不足，投加碳(tan)源(yuan)可進一(yi)步提(ti)高反(fan)硝(xiao)化效率(lv)，確保(bao)總氮(dan)穩定(ding)達(da)標(biao)(biao)(biao)。

四(si)、處(chu)理系統運行狀態下不同情況的調整

活性(xing)(xing)(xing)(xing)污泥(ni)(ni)的(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)指標能(neng)(neng)反映微生(sheng)物(wu)(wu)對(dui)碳源的(de)利用情況。SV30（30 分(fen)鐘沉降比）、SVI（污泥(ni)(ni)體(ti)積指數）可(ke)反映活性(xing)(xing)(xing)(xing)污泥(ni)(ni)的(de)沉降性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和結(jie)構。若 SV30 異常(chang)升高、SVI 增大，可(ke)能(neng)(neng)意味著活性(xing)(xing)(xing)(xing)污泥(ni)(ni)結(jie)構松(song)散(san)，微生(sheng)物(wu)(wu)代謝異常(chang)，此(ci)時即使(shi)碳源理論(lun)量充足，也可(ke)能(neng)(neng)需要調(diao)整碳源投(tou)(tou)加，改善活性(xing)(xing)(xing)(xing)污泥(ni)(ni)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。此(ci)外，通過顯微鏡觀察活性(xing)(xing)(xing)(xing)污泥(ni)(ni)中微生(sheng)物(wu)(wu)的(de)種類、數量和活性(xing)(xing)(xing)(xing)，如原生(sheng)動物(wu)(wu)、后生(sheng)動物(wu)(wu)的(de)種類和數量變化，可(ke)判斷(duan)微生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)(xing)(xing)(xing)，進(jin)而調(diao)整碳源投(tou)(tou)加策(ce)略。

若污(wu)水中碳(tan)氮磷比(bi)(bi)例嚴重失調，碳(tan)源(yuan)相對氮源(yuan)和磷源(yuan)過(guo)少，微生(sheng)物(wu)因缺乏足(zu)夠(gou)碳(tan)源(yuan)，無法正常(chang)合成(cheng)細胞物(wu)質(zhi)與提供能(neng)(neng)(neng)量(liang)，導致(zhi)活性(xing)(xing)污(wu)泥結構松散，使得 SV30 異(yi)常(chang)升高、SVI 增(zeng)大。例如，在一些以含氮工業廢(fei)水為主的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)水中，碳(tan)氮比(bi)(bi)可(ke)能(neng)(neng)(neng)遠低于適宜的(de)(de)(de)(de)(de) 100：5 ，此時(shi)微生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)長代謝受到抑(yi)制，活性(xing)(xing)污(wu)泥性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)變差。這種(zhong)情況下，需要增(zeng)加碳(tan)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)投加量(liang)。補充碳(tan)源(yuan)能(neng)(neng)(neng)夠(gou)滿足(zu)微生(sheng)物(wu)生(sheng)長代謝對碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)需求，有助于微生(sheng)物(wu)恢復正常(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)理功能(neng)(neng)(neng)，重新形成(cheng)結構緊(jin)密的(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)污(wu)泥絮體。例如，可(ke)以適量(liang)投加甲醇(chun)、乙酸鈉(na)等(deng)易(yi)被微生(sheng)物(wu)利用的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)源(yuan)，觀察(cha)活性(xing)(xing)污(wu)泥性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)恢復情況，根據 SV30、SVI 等(deng)指(zhi)標的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)，逐步調整碳(tan)源(yuan)投加量(liang)，直至活性(xing)(xing)污(wu)泥性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)恢復正常(chang)。

當(dang)污水中(zhong)碳源(yuan)(yuan)過(guo)(guo)(guo)多(duo)，而(er)其他(ta)(ta)(ta)營養(yang)物(wu)(wu)質(zhi)相(xiang)對不足時(shi)，可能會引發絲(si)狀菌(jun)的過(guo)(guo)(guo)度(du)繁(fan)(fan)殖。絲(si)狀菌(jun)比表面積大(da)，在碳源(yuan)(yuan)豐富的環境下(xia)具(ju)有競爭優(you)勢，大(da)量(liang)絲(si)狀菌(jun)穿插(cha)在活性污泥(ni)絮體(ti)(ti)之間(jian)，使(shi)絮體(ti)(ti)結構變(bian)得松散，體(ti)(ti)積膨脹，從而(er)導致 SV30 異常(chang)升高(gao)、SVI 增大(da)。比如，在一(yi)些食品加(jia)(jia)工廢水處理中(zhong)，如果碳源(yuan)(yuan)投加(jia)(jia)過(guo)(guo)(guo)量(liang)，且氮源(yuan)(yuan)相(xiang)對缺乏，就容易出現(xian)這種情況。此時(shi)應減(jian)少碳源(yuan)(yuan)的投加(jia)(jia)量(liang)。降(jiang)低碳源(yuan)(yuan)濃(nong)度(du)，削弱絲(si)狀菌(jun)的生(sheng)(sheng)長優(you)勢，抑制(zhi)其過(guo)(guo)(guo)度(du)繁(fan)(fan)殖。同時(shi)，可以適當(dang)補充氮源(yuan)(yuan)、磷源(yuan)(yuan)等(deng)其他(ta)(ta)(ta)營養(yang)物(wu)(wu)質(zhi)，調整(zheng)污水中(zhong)的營養(yang)比例，使(shi)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)群(qun)落結構恢復平(ping)衡(heng)。在減(jian)少碳源(yuan)(yuan)投加(jia)(jia)后(hou)，密(mi)切(qie)關(guan)注(zhu)活性污泥(ni)的變(bian)化(hua)，如通過(guo)(guo)(guo)顯微(wei)鏡觀察絲(si)狀菌(jun)數(shu)量(liang)的變(bian)化(hua)，結合 SV30、SVI 指標，判(pan)斷(duan)處理效果，必(bi)要時(shi)進一(yi)步微(wei)調碳源(yuan)(yuan)及其他(ta)(ta)(ta)營養(yang)物(wu)(wu)質(zhi)的投加(jia)(jia)量(liang)。

污(wu)水(shui)中(zhong)突然(ran)進(jin)入(ru)重金(jin)屬離子（如汞、鎘等(deng)）、有毒(du)有機物(wu)(wu)（如酚類、氰化物(wu)(wu)等(deng)），會抑制(zhi)或(huo)毒(du)害活性(xing)污(wu)泥中(zhong)的微生(sheng)物(wu)(wu)，破壞(huai)微生(sheng)物(wu)(wu)的細胞結構(gou)和生(sheng)理(li)功(gong)能，導(dao)致活性(xing)污(wu)泥解(jie)體，SV30 和 SVI 異(yi)常。這種情況下，問題并非出在碳(tan)源的多少上。

曝(pu)氣(qi)過量(liang)或不足都可(ke)能影(ying)響活性污泥性能。曝(pu)氣(qi)過量(liang)產生的剪(jian)切力會破壞活性污泥絮體結構；曝(pu)氣(qi)不足則導致(zhi)微生物缺氧，代謝異常。例如，曝(pu)氣(qi)池中溶解氧長期(qi)高于(yu) 6mg/L（正常 2 - 4mg/L）或低(di)于(yu) 1mg/L，都可(ke)能使活性污泥出現問(wen)題(ti)。

溫(wen)度驟(zou)變或長(chang)期處于不(bu)適宜微(wei)生(sheng)物生(sheng)長(chang)的范圍(wei)，會影(ying)響微(wei)生(sheng)物體內酶的活(huo)性(xing)(xing)，進而影(ying)響其代謝和生(sheng)長(chang)，導致活(huo)性(xing)(xing)污泥性(xing)(xing)能變差(cha)。如在冬季，水溫(wen)過低(di)，微(wei)生(sheng)物活(huo)性(xing)(xing)降低(di)，可(ke)能出現 SV30 升高、SVI 增大的現象。

五(wu)、系統沖擊與(yu)恢復(fu)

污水(shui)處理系統(tong)可能面(mian)臨(lin)水(shui)質、水(shui)量沖擊，如(ru)工(gong)業廢水(shui)的突然排放或暴雨(yu)導(dao)致水(shui)量激增。沖擊會影響微(wei)生(sheng)物的活(huo)(huo)性和處理效果。在系統(tong)受(shou)到沖擊后，微(wei)生(sheng)物需要一定時(shi)間恢復(fu)，此(ci)時(shi)投加碳源可幫助(zhu)微(wei)生(sheng)物快(kuai)速適應變化，恢復(fu)處理能力。例如(ru)，當進(jin)水(shui)水(shui)質突然變化，有毒有害物質抑制微(wei)生(sheng)物活(huo)(huo)性，投加適量碳源可提供能量，促進(jin)微(wei)生(sheng)物修復(fu)和增殖，使系統(tong)盡(jin)快(kuai)恢復(fu)正常運行。

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