廢水的生化培養(yǎng)過(guò)程是一項(xiàng)錯(cuò)綜復(fù)雜的工作，其理論基礎(chǔ)涉及物理學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、微生物學(xué)、流體力學(xué)等多種學(xué)科，盡管最早的活性污泥工藝迄今已有近百年的歷史，但是諸多理論在學(xué)術(shù)界仍無(wú)定論。廢水生化處理調(diào)試是以微生物的培養(yǎng)為主要過(guò)程的工作，按照微生物的需氧情況可分為好氧處理、兼氧處理和厭氧處理；按照微生物的生長(zhǎng)形式可分為活性污泥法和生物膜法；按照廢水和微生物的形式可分為完全混合式、序批式等；按照其反應(yīng)器形式則包括更多類型。
1、溫度
溫度對(duì)生化培養(yǎng)過(guò)程起著至關(guān)重要的作用。目前，盡管本項(xiàng)目廢水處理工程尚未做到對(duì)生化系統(tǒng)控制溫度的程度，但是各生化反應(yīng)系統(tǒng)、各運(yùn)行階段中溫度的測(cè)量和分析依舊對(duì)生化污泥馴化培養(yǎng)過(guò)程起到指導(dǎo)性作用，它能夠?yàn)樯囵B(yǎng)過(guò)程中各現(xiàn)象的解釋提供依據(jù)，有助于幫助管理及操作人員對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行管理做出正確及時(shí)的判斷。 溫度在很大程度上影響活性污泥（包括厭氧、兼氧和好氧）中的微生物活性程度，并且對(duì)諸如溶解氧、曝氣量等產(chǎn)生影響，同時(shí)對(duì)生化反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。不同種類的微生物所生長(zhǎng)的溫度范圍不同，約為5℃~80℃。在此溫度范圍內(nèi)，可分成最低生長(zhǎng)溫度、最高生長(zhǎng)溫度和最適生長(zhǎng)溫度。以微生物適應(yīng)的溫度范圍，微生物可分為中溫性、好熱性和好冷性三類。中溫微生物的生長(zhǎng)溫度范圍在20℃~45℃，好冷性微生物的生長(zhǎng)溫度在20℃以下，好熱性微生物的生長(zhǎng)溫度在45℃以上。 廢水生化好氧生物處理，以中溫細(xì)菌為主，其生長(zhǎng)繁殖的最適溫度為20℃~37℃。當(dāng)溫度超過(guò)最高生物生長(zhǎng)溫度時(shí)，會(huì)使微生物的蛋白質(zhì)迅速變性及酶系統(tǒng)遭到破壞而失去活性，嚴(yán)重者可使微生物死亡。低溫會(huì)使微生物的代謝活力降低，進(jìn)而處于生長(zhǎng)繁殖停止?fàn)顟B(tài)，但仍保存其生命力。 厭氧生物處理中的中溫性甲烷菌最適溫度范圍在20℃~40℃之間，高溫性為50℃~60℃，厭氧生物處理常采用溫度33℃~38℃和50℃~57℃。
2、pH值
不同的微生物有不同的pH值適應(yīng)范圍。例如細(xì)菌、放線菌、藻類和原生動(dòng)物的pH值適應(yīng)范圍是在4~10之間。大多數(shù)細(xì)菌適宜中性和偏堿性（pH值6.5~7.5）環(huán)境；氧化硫化桿菌喜歡在酸性環(huán)境，它的最適pH值為3，亦可以在pH值1.5的環(huán)境中生活；酵母菌和霉菌要求在酸性或偏酸性的環(huán)境中生活，最適pH值3.0~6.0，適應(yīng)pH值范圍為1.5~10之間。 廢水生物處理過(guò)程保持最適pH值范圍是十分重要的。如用活性污泥法處理廢水，曝氣池混合液的pH值達(dá)到9.0時(shí)，原生動(dòng)物將由活躍轉(zhuǎn)為呆滯，菌膠團(tuán)粘性物質(zhì)解體，活性污泥結(jié)構(gòu)遭到破壞，處理效率顯著下降。如果進(jìn)水pH值突然降低，曝氣池混合液呈酸性，活性污泥結(jié)構(gòu)也會(huì)變化，二沉池中出現(xiàn)大量浮泥現(xiàn)象。
培養(yǎng)優(yōu)良、馴化成熟的生物系統(tǒng)具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷的能力，但如果pH值在大幅度內(nèi)變化，則會(huì)影響反應(yīng)器的效率，甚至對(duì)微生物造成毒性而使反應(yīng)器失效，因?yàn)閜H值的改變可能引起細(xì)胞電荷的變化，進(jìn)而影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和微生物代謝中酶的活性。
綜上所述，在生物系統(tǒng)處理廢水過(guò)程中，應(yīng)提供微生物最佳的pH值范圍，以使其在最優(yōu)化條件下運(yùn)行。
3、化學(xué)需氧量（COD）
COD的測(cè)試方法嚴(yán)格遵守廢水水質(zhì)分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法?；瘜W(xué)需氧量是用化學(xué)氧化劑氧化水中的有機(jī)污染物時(shí)所消耗的氧化劑量，用氧量（mg/L）表示?；瘜W(xué)需氧量越高，也表示水中有機(jī)污染物越多。常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀和高錳酸鉀。以高錳酸鉀作氧化劑時(shí)，測(cè)得的值稱CODMn或簡(jiǎn)稱OC。以重鉻酸鉀作氧化劑時(shí)，測(cè)得的值稱CODCr，或簡(jiǎn)稱COD。如果廢水中有機(jī)物的組成相對(duì)穩(wěn)定，則化學(xué)需氧量和生化需氧量之間有一點(diǎn)個(gè)比例關(guān)系。一般說(shuō)，重鉻酸鉀化學(xué)需氧量與第一階段生化需氧量之差，可以粗略的表示為不能被需氧微生物分解的有機(jī)物。
COD的測(cè)試分析是廢水處理調(diào)試運(yùn)行工作的重要組成部分，一方面掌握工藝流程中各處理單元的進(jìn)出水情況，確保進(jìn)水穩(wěn)定，不至于產(chǎn)生較大的波動(dòng)和對(duì)系統(tǒng)的沖擊；另一方面，通過(guò)各處理單元前后進(jìn)出水的COD變化情況，了解處理單元的處理效果和效率。其重要作用可總結(jié)為以下三點(diǎn)：
1）提供詳細(xì)的進(jìn)出水濃度，使管理人員根據(jù)濃度變化情況相應(yīng)的對(duì)運(yùn)行工況作出調(diào)整，保證廢水處理系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行；
2）作為一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，反映各處理單元的運(yùn)行情況及處理效率等；
3）為整個(gè)系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象及異常情況的分析判斷及合理解釋提供依據(jù)。
