污水处理方法-生物处理法

污水处理方法-生物处理法
环境10-2 郑兴14
摘要：研究污水的微生物处理就是研究微生物对废水中的有机物、营养盐类及重金属等物质去处的微生物学原理及其规律，并加以实际应用的一门科学。

通过人为的创造适于微生物生存和繁殖的环境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有机物的效率。

它则作为末端处理装置广泛应用于各行业的废水处理中。

与物理法、化学法相比，微生物处理法具有经济、高效的优点，并可实现无害化、资源化，所以长期以来始终占重要位置。

关键词：污水处理生物处理活性污泥生物膜法效率
正文
一生物处理法的分类
1好氧生物处理2 活性污泥3 普通活性污泥法3 高浓度活性污泥法4 接触稳定法5氧化沟6 SBR 7生物膜法8普通生物滤池9 生物转盘10生物接触氧化法11厌氧生物处理法12 厌氧滤器工艺
好氧生物处理：利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。

微生物利用水中存在的有机污染物为底物进行好氧代谢，经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处理。

污水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。

活性污泥：活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。

活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微
生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。

其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。

生物膜法：生物膜法是一种处理污水的好氧生物方法，是一大类生物处理方法的统称。

共同的特点是微生物附着在作为介质的滤料表面，生长成为一层由微生物构成的膜。

污水与之接触后，其中的溶解性有机污染物被生物膜吸附，进而被为什么氧化分解，转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞质，污水得以净化。

生物膜法通常无需曝气，微生物所需氧气直接来自大气。

二常用的两种方法：活性污泥和生物膜发
1影响活性污泥性能的环境因素
溶解氧——溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜（2—4mg/L）。

水温——维持在15～25摄氏度，低于5摄氏度微生物生长缓慢。

营养料——细菌的化学组成实验式为C5H7O2N，霉菌为C10H17O6原生动物为C7H14O3N，所以在培养微生物时，可按菌体的主要成分比例供给营养。

微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮，此外，还需要微量的钾，镁，铁，维生素等。

碳源--异氧菌利用有机碳源，自氧菌利用无机碳源。

2活性污泥法工艺原理：
1)曝气池：作用：降解有机物（BOD5）
2) 二沉池：作用：泥水分离。

3) 曝气装置：作用于①充氧化②搅拌混合
4) 回流装置：作用：接种污泥
5) 剩余污泥排放装置：作用：排除增长的污泥量，使曝气也内的微生物量平衡。

混合液：污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。

3活性污泥系统有效运行的基本条件是：
废水中含有足够的可溶性易降解有机物；混合液含有足够的溶解氧；活性污泥在池内呈悬浮状态；活性污泥连续回流，剩余污泥及时排放，维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；。

进水中不含有对微生物有毒有害的物质
生物膜法是属于好养生物处理的方法，它是将废水通过好氧微生物和原生动物，后生动物等在载体填料上生长繁殖形成的生物膜，吸附和降解有机物，使废水得到净化的方法。

根据装置的不同，生物膜法可分为生物滤池、生物转盘、接触氧化法和生物流化床等四类。

在石油和化学工业的废水处理中，其中应用最多的是接触氧化法。

1生物膜净化污水的机理
（1）、生物膜的构造特征生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层)＋附着层(高亲水性)。

（2）、降解有机物的机理
①微生物：沿水流方向为细菌——原生动物――后生动物的食物链或生态系统。

具体生物以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等，含有大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、独缩虫等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜管虫等），它们起到了污染物净化和清除池内生物（防堵塞）作用。

②污染物：重→轻(相当多污带→α中污带→β中污带→寡污带)。

③供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向流动，向生物膜表面供氧。

④传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进行，部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H2S，NH3等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO3－－N、NO2－－N 等经厌氧层发生反硝化，产生的2也向外而散入大气中。

⑤生物膜更新：经水力冲刷，使膜表面不断更新（DO及污染物），维持生物活性（老化膜固着不紧）
2、生物膜法的特征
（1）、微生物相方面：
①微生物的多样化：生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫组成（滤池蝇具有抑制生物膜过速增长的功能）。

②生物的食物链长：生物膜上的食物链要长于活性污泥，因此污泥量少于活性污泥系统。

③能够存活时间长的微生物：SRT与HRT无关，因此硝化菌和亚硝化菌也得以繁衍、增殖，因此生物膜法的各种工艺都具有硝化功能，采取适当运行方式，可脱氮。

④分段运行与优势菌种：生物膜法多分多段运行，每段繁衍与本段水质相适应的微生物。

（2）、处理工艺方面的特征
①对水质、水量变动有较强的适应性：一段时间中断进水，对生物膜也不会有致命影响，通水后易恢复。

②污泥沉淀性良好：污泥比重较大，且颗粒较大，易沉淀；但厌氧层过厚时，脱落的细小非活性悬浮物分散于水中，使水的澄清度下降。

③微生物量多，处理能力大、净化功能强：附着生长，故生物膜含水率低，单位池容的生物量是活性污泥法的5~20倍，因而具有较大处理能力，净化功能显著提高。

④能够处理低浓度废水：生物膜能处理活性污泥法不能处理的低浓度污水和微污染的原水，使B0D5降至5~10mg/L。

⑤易于维护运行，节能，动力费用低；如生物转盘、生物滤池等，去除单位BOD的耗电量较少。

三活性污泥的优缺点
优点：不设初次沉淀池，Ａ－Ｂ作为各自独立的处理过程，均有各自独立的污泥回流系统，因此易于培养各自有力的微生物群体，所以处理效果较稳定。

对BOD5、COD、SS、N、P 的去除率一般高于普通活性污泥法；段的负荷较高，抗冲击能力较强、对PH 值和有毒物质的缓冲能力较强，水利停留时间较短，细菌繁殖较快；A 段吸附能力较强，对重金属、难降解的有机物和营养物质有一定的吸附能力；投资少、能耗少，此工艺适合分步建设，可以缓冲建设资金上的困难；A-B工艺不仅适用于新厂建设，还适用于旧厂的扩建。

缺点：这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，
可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。

传统的SBR工艺对自动化控制要求很高, 并需要大量的电控阀门和机械滗水器, 稍有故障将不能运行, 一般必须引进全套进口设备。

由于一池有多种功能, 相关设备不得已而闲置, 曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。

池子总体容积也不减小。

因为以上等不足SBR工艺由此衍生了许多改进型工艺，如CAST，MSBR等。

四生物膜法的优缺点
生物膜法具有以下优点：
1)微生物多样化，生物的食物链长，有利于提高污水处理效果和单位面积的处理负荷；
2)优势菌群分段运行，有利于提高微生物对有机污染物的降解效率和增加难降解污染物的去除率，提高脱氮除磷效果；
3)对水质、水量变动有较强的适应性，耐冲击负荷力增强；
4)污泥沉降性能好，易于固液分离，剩余污泥产量少，降低了污泥处理费用，进而降低投资费用。

5)适合低浓度污水的处理；
6)易于维护，运行管理方便，耗能低。

但是与活性污泥法相比，生物膜法对环境温度的要求较高，气温过高或过低都会影响生物膜的活性，引起生物膜的坏死和脱落。

另外，由于生物膜需要附着在滤料上才能够对污水起到净化作用，因此载体的比表而积对生物膜处理的效果有着很大的影响，如果选用的滤料比表面积达不到要求，想要达到预期的处理效果就需要增加处理池的而
积，使投资费用增大。

生物膜法中使用的滤料属于消耗品，需要对其进行周性的更新，增大了运行期间的管理费用同时，生物膜法对_L 艺设计和运行条件的要求较为严格，一旦发生问题，便会引起滤料的破损和堵塞，降低出水的水质。

结束语：目前．对生物膜法的机理和作用研究还不太成熟，国内外科研工作者从微生物菌种、膜反应器、曝气生物滤池、滤料等方面进行科研工作。

特别是对微生物对物质的代谢机理、微生物的群落结构和功能、曝气生物滤池和膜反应器的创新改进及滤料的选择应用。

这些都将直接影响生物膜法对污水的处理能力。

因此，在物理化学和生物学因素等方面的基础上，深化探索研究，不断提高生物膜法对污水中各种元素的处理能力，为生物修复技术提供一定的理论依据。

随着生物膜研究的不断深入和进步，生物膜法在自然环境和废水生物处理中必将发挥越来越重要的作用。