微生物的生长规律
废水中的生物处理过程实际上可看作是一种微生物的连续培养过程，即不断给微生物补充食物，使其数量不断增加。微生物的生长规律可用细菌的生长曲线来反映，此曲线可划分为四个生长时期，如图6-1所示。
图6-1 废水中细菌生长曲线
1.延滞期
这是细菌培养的最初时期。在这个时期，细菌刚接入新鲜培养液中，对新的环境还有一个适应过程，所以，在此时期细菌的数量基本不增加，生长速度接近于零。在污水生物处理过程中，这一时期一般在细菌的培养驯化时或处理水质突然发生变化后出现，能适应的细菌则能够生存，不能适应的细菌则被淘汰，此时细菌的数量有可能减少。
2.指数期（生长率上升阶段）
细菌的代谢活动经调整后适应了新的培养环境，由于环境中的营养物质相当丰富，细菌的生长不受营养物质的限制，以最快的速度增大，生物量按几何级数增加，故又称对数增长期。在此期间，废水中的有机物以最快的速度进行氧化和合成，污泥的增长速度与生物量呈正比，与有机物浓度无关。此阶段的活性污泥处于新生期，活性最大，氧化能力最强，但凝聚沉淀性能却相当差。增长速度的快慢取决于细菌自身的生理机能。(https://www.daowen.com)
在对数增长期，细菌对污水处理能力强，处理速度快，运行效率高，可缩短处理时间，减少处理容积，但要维持在对数增长期，必然要供给细菌较多的营养，这就要求进水的有机物含量较高，因此，出水中有机物含量也相应较多，出水水质较差。
3.稳定期（生长率下降阶段）
在这个时期，环境中的营养物质急剧下降，因此，微生物的生长直接受到营养物质浓度的限制，其增长速度与有机物浓度呈正比，并随有机物浓度的减少而不断下降，细菌总数达到最大值。但由于培养基中底物逐渐消耗，代谢产物逐渐积累，并对细菌产生抑制和毒害作用，致使细菌开始死亡。虽然仍有新分裂的细菌产生，但细菌总数基本保持不变，呈现一个动态平衡。在此期间，污泥量达到最大值，其氧化能力减弱，但凝聚和沉降性能增强。
此阶段对营养及氧的要求低，运行稳定，废水中有机物消耗比较彻底，有机物去除率高，处理效果好，污泥处理量少。但由于污水在处理装置中需要停留时间长，设备容积要大，占地面积也大，电能消耗高，因此，投资和运行费用都较高。
4.衰亡期
此阶段中食物已经耗尽，代谢产物大量积累，对细菌的毒害也越来越大，造成细菌大量死亡，细菌只能大量分解自己细胞内的营养物质，使污泥量不断减少，生长曲线显著下降。此时的污泥处于衰弱期，活性较差。本阶段初期，污泥的凝聚沉淀性能较好，絮凝体形成迅速，至后期，因污泥中无机成分大量增加，污泥易碎，活性差，凝聚和沉淀性能也差。
上面所述的生长曲线只是反映了细菌的生长与底物浓度之间的依赖关系。在污水处理中，污泥的增长规律取决于有机物浓度（F）和生物量（M）的比例关系。不同生长阶段的污泥，其要求的F/M值也不一样。所以，只要控制F/M值，就可使污泥处于某一个生长阶段。因此，选择与控制适宜的F/M值，成为废水生物处理的重要指标。
