水的生物处理法(卷名：土木工程)
biological process in water treatment
用生物特别是细菌改善水质或污泥性质的水处理方法。主要用于废水处理，能减少或稳定有机污染物，从而改善废水的耗氧性，也能去除某些无机污染物，例如氮和磷。
生物处理法种类繁多（见表），可以氧和微生物的存在情况为准绳进行识别和区分。在有溶解氧条件下进行的过程称需氧生物处理过程；反之，称厌氧生物处理过程。虽无溶解氧，但有含氧酸根(如硝酸根)供氧的过程，称无氧氧化生物处理过程。因为这时有机物代谢途径与有氧生物处理过程雷同，只是氧的来源不同，产物也有所不同而已。微生物群以泥花状态悬浮在水中的过程称活性污泥或悬浮生长过程。微生物群沿固体表面生长的过程，称生物膜或附着生长过程。活性污泥法和生物膜法是废水生物处理的两大方法。单元方法可以组合起来成为生物处理组合过程，例如活性污泥法、生物塘和灌溉的组合。
需氧生物处理过程 活性污泥法 一般指需氧活性污泥法，是废水生物处理法中使用最多的方法。需氧活性污泥过程也可用于消化污泥，称需氧污泥消化法；因为不需要回流污泥，所以不设置后沉淀池。
生物膜法 一般指需氧生物膜法。最早出现的主要是生物滤池，可以看作是土壤自净现象的强化。60年代以来又出现了生物转盘和曝气生物滤池；由于塑料填料的问世，生物滤池的构造也有发展，出现了塔式滤池。
生物塘 一种有控制的净化废水的池塘，是有意识地运用湖泊自净现象于废水处理的设施。除曝气生物塘应用表面曝气器外，其余不用设备。有厌氧、需氧、兼性之分。需氧生物塘习惯上称氧化塘。
土地处理 是城市污水灌溉法的延伸，有意识运用土壤自净能力的废水处理方法，起处理作用的是土壤和作物。有灌溉、漫灌和快渗等三种方法(见土地处理法)。
无氧氧化生物处理过程 通常指反硝化过程。需要去除氮素，以防止需氧生物处理法污水厂出水造成承接水体富营养化时采用。先使需氧生物处理过程进展到废水中的氨，基本上都已转化为硝酸根(称硝化过程)。然后，在无氧情况下，让反硝化细菌把硝酸根中的氮素转化为氮气（称反硝化过程）。采用反硝化过程时，常在需氧生物处理法的流程中于生物器后插入一个反硝化生物器。
厌氧生物处理过程 习惯上用于处理污泥，称污泥消化，自曝气污泥消化法问世后，又称厌氧污泥消化法。因为生物器(污泥消化池)需要加温而且消化时间长（不搅拌的池子一般采用30天，充分搅拌的池子也要10天以上），所以长期来厌氧生物处理过程没有用于废水处理。70年代才开始用于高浓度有机废水，流程和普通活性污泥过程相同，可称厌氧活性污泥过程。到80年代又开始了用于处理城市污水的研究，为了降低生物器的污水逗留时间，大多采用厌氧生物滤池过程，流程和一般附着生长过程相同。为了改善出水的品质，常和需氧生物处理过程串联使用。
生物处理法的基本机理 生物处理法种类虽多，却有一个共同的基本机理。这就是它们都运用细菌的代谢来降低废水的耗氧性或转化有害物质为无害物质（如氨的硝化和反硝化），废水和细菌必须密切接触。
在生物处理过程中，废水或污泥里的有机物的变化可用下面的概念予以概括：并不是所有的有机物细菌都能代谢的。从耗氧性看，不能代谢的有机物进入环境时不会造成缺氧状况，它们的减少与否是无关紧要的。细菌代谢有机物时取得生长所需要的物质和能量，产物是新的机体和化合物或单质。参与全过程的，一般不是一种细菌，往往也不是一种微生物；通常存在着多种细菌和多种微生物交替繁殖的情况。经过生物处理，废水中可代谢（可降解）有机物的浓度降低了，并产生了新的“污泥”(机体及附着物)。有机物浓度降低的程度和新生污泥的多少，决定于采用的方法和处理的深度。分离污泥后，废水就清澈稳定。
细菌获得能量的主要机制有三类：呼吸(有氧)、无氧呼吸和发酵。需氧生物处理过程中细菌主要从呼吸取得能量;无氧氧化过程中，主要从无氧呼吸取得能量；厌氧过程中，主要从发酵取得能量。在呼吸中有机物降解的终点产物是无机物CO2、H2O、NH3、PO婯、SO厈等。在发酵中有机物的代谢明显的分为两步：先是腐生细菌代谢天然高分子有机物，产物是有机酸、醇等；然后厌氧的甲烷细菌代谢酸、醇为甲烷和二氧化碳等。整个过程的有机物降解产物是CO2、CH4、NH3、H2S、中间产物和腐殖质等。无氧氧化过程，一般是指反硝化过程，是有氧过程的后续过程。终点降解产物一般是CO2、H2O和N2。不论是哪类生物处理过程，有机物降解产物除氨外进入环境时不再消耗氧气，所以说它们是稳定的。然而，新生机体却是不稳定的。微生物内部有自体物质的代谢；微生物死亡时成为无生命的有机物，参与代谢；不同种的微生物之间有食物链关系。这些代谢常统称为内源代谢。因此，从理论上看，通过需氧代谢过程，废水中的可代谢有机物似乎是有可能全部无机化的。这就是有人设想的完全氧化过程。但是实践表明，即使在需氧过程中，内源代谢并不能把全部新生机体转化为无机物，有一部分最终产物是稳定的有机物，统称腐殖质。
从废水处理的角度看，耗氧性有可能基本上消除，但是新生污泥总是有的。同时，从消除耗氧性看，新生污泥的多少是无关紧要的，关键是要同废水分离。由此可见，在生物处理过程中，虽然生物器起首要作用，但是后沉淀池也同样重要，不可忽视。
从自然界物质循环的规律看，传统的生物处理过程转化污染物的作用并不完全，只完成了物质循环中的有机物无机化，因此由于废水处理厂出水的污染，而引起某些水体出现富营养化是可以理解的。然而生物塘和废水灌溉结合起来，却有可能使废水中有机物通过无机化转变为可以资用的生物，从而完成物质循环的全过程，实是一种理想的废水处理过程。