污水處理生物技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：污水處理生物技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：污水生物處理技術(shù)；活性污泥法；生物膜法；固定化微生物技術(shù)

中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一污水現(xiàn)狀

1.1我國水污染的現(xiàn)狀

隨著我國城鎮(zhèn)化速度的加快, 城市生活污水的比例高達(dá)70%以上。人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生的污水主要含一些無毒有機(jī)物, 如糖類、淀粉、油脂、蛋白質(zhì)和尿素等,其中含氮、磷等植物營養(yǎng)元素較高。在一定的時(shí)間和空間范圍內(nèi),這些污染物質(zhì)大量排入天然水體并超過水體的自凈能力,導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。進(jìn)入水體的各種有機(jī)物使需氧菌大量繁殖,消耗溶解氧;也使得藻類及其他水生植物異常繁殖,引起水體透明度降低,溶解氧減少直至為零。此時(shí),需氧菌死亡,厭氧菌大量繁殖繼而分解,產(chǎn)生硫化氫、硫酸等物質(zhì),使水質(zhì)惡化、水體的功能退化、生態(tài)結(jié)構(gòu)破壞,這將會(huì)對(duì)我們所生存的環(huán)境產(chǎn)生長遠(yuǎn)的、無法估計(jì)的影響。所以,加強(qiáng)城市污水處理,對(duì)于保障城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義[2]。

1.2城市污水的來源

城市污水主要來源于城市居民生活中產(chǎn)生的污水、各工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水以及城市降水和部分受污染的地表水這三方面。生活污水含有較高的有機(jī)物，如淀粉、蛋白質(zhì)、油脂、氮、磷等無機(jī)物以及含病原微生物和較多的懸浮物。各工業(yè)企業(yè)在制造過程中產(chǎn)生的廢水排放量較大，污染含量高，較難進(jìn)行處理，對(duì)環(huán)境危害大。城市降水和受污染的地表水在城市污水中還沒有占到很大的比例，針對(duì)具體污水水質(zhì)選擇是否需要與其他污水混和稀釋后處理。

二微生物處理污水的機(jī)理及凈水方式

2.1微生物處理污水的機(jī)理

污水生物處理是除物理化學(xué)法外的另一類水處理方法，它利用微生物生命活動(dòng)過程對(duì)污水中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用，使污水得帶凈化的處理方法。微生物處理污水的機(jī)理：利用微生物處理污水是以光合菌群和酵母菌群為主導(dǎo)，協(xié)同其它有益微生物共同作用，產(chǎn)生抗氧化物質(zhì)，通過氧化還原發(fā)酵等途徑分解氧化有機(jī)物，把有害有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害無毒物質(zhì)。

2.2微生物凈化水質(zhì)的方式

微生物用于污水處理一般主要對(duì)污水有害化合物中的有機(jī)物質(zhì)起降解，轉(zhuǎn)化的作用。其凈水方式有:

1、降解作用:細(xì)菌、真菌和藻類都可以降解有機(jī)污染物。如好氧革蘭氏陰性桿菌和球菌可以降解石油烴、有機(jī)磷農(nóng)藥、甲草胺、氯苯等;霉菌可以降解石油烴、敵百蟲、撲草凈等;藻類可以降解多種酚類化合物。例如，1989年，美國阿拉斯加州最早大規(guī)模應(yīng)用微生物降解油輪擱淺后泄漏的3.8t原油，在投入特殊的氮、磷營養(yǎng)鹽后，促進(jìn)了當(dāng)?shù)厥徒到饩纳L和繁殖，加速了油污的分解。

2、共代謝:微生物的共代謝是指微生物能夠分解有機(jī)物基質(zhì)，但是卻不能利用這種基質(zhì)作為能源和組成元素的現(xiàn)象。這類微生物有假單胞菌屬、不動(dòng)桿菌屬、諾卡式菌屬、芽孢桿菌屬等。

3、去毒作用: 微生物通過轉(zhuǎn)化、降解、礦化、聚合等反應(yīng)，改變污染物的分子結(jié)構(gòu)，從而降低或去除其毒性。如有機(jī)磷農(nóng)藥馬拉硫磷可以在微生物的水解作用下，被分解為含有一酸或二酸的物質(zhì)但是，微生物的作用是復(fù)雜的，有些微生物在凈化作用的同時(shí)，也有毒化作用。這類微生物可以使無毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì)，從而產(chǎn)生新的污染。如三氯乙烯能夠在微生物作用下轉(zhuǎn)化為氯乙烯，這是強(qiáng)致癌物質(zhì)。

三微生物處理污水的方法

目前，污水的微生物處理主要有活性泥法，生物膜法，厭氧處理法，氧化塘法、固定化微生物技術(shù)處理污水等，其中最主要的和應(yīng)用最廣泛的是固定化微生物技術(shù)處理污水。

3.1活性泥法

是一種應(yīng)用最廣、工藝比較成熟的廢水生物處理技術(shù)。其處理裝置是由曝氣池和沉淀池兩個(gè)部分組成。曝氣池高度充氣，污水在其中和活性泥不斷混合，水中的有機(jī)質(zhì)被污泥吸附，部分被氧化分解，部分隨污泥進(jìn)入沉淀池。沉淀污泥部分回流再生，部分為剩余污泥被排除。

3.2生物膜法

生物膜法是利用生物濾池處理污水，最初是從酒滴池開始的，并不斷得到改進(jìn)，出現(xiàn)了塔式濾池，生物轉(zhuǎn)盤，浸沒法濾池等多種形式，其處理原理基本相同，都是依靠著生于固體介質(zhì)表面的微生物來凈化有機(jī)物的，因此，又稱生物過濾法。處理過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移:空氣中的氧廢水生物膜此法比活性污泥法產(chǎn)生的剩余污泥少。

3.3厭氧處理法

厭氧處理法是在無氧條件下由兼性厭氧菌和專性厭氧菌來降解有機(jī)污染物的處理方法。通常用于不溶性有機(jī)物質(zhì)，如纖維素含量高的污水，或高濃度的工業(yè)廢水，也經(jīng)常用于處理剩余污泥。厭氧生物處理一般分為四個(gè)階段: 水解，發(fā)酵，產(chǎn)乙酸，產(chǎn)甲烷。這些無機(jī)物質(zhì)主要是大量的生物氣體即沼氣。沼氣的主要成分是CH4和CO2。

3.4氧化塘法

又稱生物塘法或穩(wěn)定塘法，是利用一個(gè)天然的或人工修整的池塘，由于污水在塘內(nèi)

停留的時(shí)間較長，通過水中的微生物代謝活動(dòng)可以將有機(jī)物降解。在氧化塘中，廢水中的有機(jī)物主要是通過有機(jī)菌藻共生作用去除的。氧化塘中同時(shí)可以進(jìn)行好氧和厭氧性分解作用和光合作用，三種作用互相影響[3]。

3.5固定化微生物技術(shù)

3.5.1固定化微生物技術(shù)的介紹

固定化微生物技術(shù)是將微生物固定在載體上使其高度密集并保持其生物功能，在適宜的條件下增殖并滿足應(yīng)用之需的一種新的生物技術(shù)。這種技術(shù)應(yīng)用于污水處理有利于提高生物反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度，利于反應(yīng)后的固液分離，縮短處理的時(shí)間。固定化微生物方法多種多樣，但主要有結(jié)合固定化，交聯(lián)固定化，包埋固定化和系指微生物吸附在載體表面而固定化的方法[4]。

交聯(lián)固定化是利用兩個(gè)或兩個(gè)以上的功能基團(tuán)，使微生物菌體相互連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即使功能基團(tuán)直接與微生物細(xì)胞表面的反應(yīng)基團(tuán)如氨基、輕基等交聯(lián)，形成共價(jià)鍵而達(dá)到固定微生物的目的。由于形成共價(jià)建過程中，往往會(huì)對(duì)微生物細(xì)胞活性造成極大的影響，而且適用于此類固定化交聯(lián)劑大多昂貴，因此此法在應(yīng)用上受一定的限制。包埋固定化方法是使微生物包埋在半透性的聚合物或膜內(nèi)，或使微生物細(xì)胞擴(kuò)散進(jìn)人多孔性的載體內(nèi)部，這種固定化方法具有操作簡(jiǎn)單，能保持多酶系統(tǒng)，且對(duì)微生物細(xì)胞活性影響較少，是目前制備固定化微生物最常用、研究最廣的方法。固定化材料常有聚乙烯醇(PVA)，聚丙烯酞胺(ACAM)，聚乙烯乙二醇(PEG)、瓊脂、光硬化樹脂，海藻酸鈣、角叉萊膠等。除此之外，還有依靠微生物自身的絮凝作用而形成的固定化微生物，此法固定化需時(shí)長，受環(huán)境因子影響大。如升流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器中顆粒污泥的形成即屬于微生物的自身固定化過程。

3.5.2固定化微生物技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

與普通懸浮生物處理法相比,固定化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:能在生物處理裝置內(nèi)維持高濃度的生物量,提高處理負(fù)荷、減少處理裝置容積;污泥產(chǎn)量少;可選擇性地固定優(yōu)勢(shì)菌種,提高難降解有機(jī)物的降解效率;抗毒物毒性強(qiáng);對(duì)水質(zhì)及pH的變化有較好的穩(wěn)定性。這些優(yōu)點(diǎn)使固定化技術(shù)在廢水處理中受到重視,特別是在難降解和有毒廢水處理中表現(xiàn)出更大的潛力。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)固定化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究。根據(jù)所固定微生物的種類的不同,固定化方法也有所不同。常用的方法主要有3種:載體結(jié)合法、包埋法和交聯(lián)法。其中載體結(jié)合法中的物理吸附法和包埋法是目前研究最廣泛的方法上述各種微生物處理技術(shù)，由于污水中的污染物質(zhì)是多種多樣的，在某些方面都存在一定的不足，所以一般一種污水的處理需要聯(lián)合使用幾種方法。四微生物技術(shù)處理污水的研究熱點(diǎn)和特點(diǎn)

4.1微生物處理污水的研究熱點(diǎn)

極端微生物是指那些在一般生物不能生存的條件下(如高酸、高堿、高溫、低溫、高壓、高鹽等)能生存的微生物。由于其特殊的生理機(jī)制，在環(huán)境保護(hù)中具有極大的應(yīng)用價(jià)值。Sandra等的研究表明，嗜熱微生物可用來對(duì)高溫排放廢水直接處理，省去了冷卻的環(huán)節(jié)和花費(fèi)，并且從動(dòng)力學(xué)的角度講，提高溫度有利于提高反應(yīng)速率從而加快廢水出來的速度，縮短水力滯留時(shí)間，減少動(dòng)力消耗[5]。另有報(bào)道利用嗜堿細(xì)菌降解木質(zhì)素的研究[6]。極端微生物以其特殊的生理機(jī)制及其分泌的極端酶，正在成為研究熱點(diǎn)，隨著研究的深人將進(jìn)一步推動(dòng)極端微生物在污水處理中的應(yīng)用。

4.2微生物技術(shù)處理污水的優(yōu)點(diǎn)

1、節(jié)約水資源，降低能耗和成本；

2、利用有益菌群原液比一般凈化槽處理污水，大大縮短曝氣時(shí)間，提高工效；

3、治污效果顯著，如有機(jī)氮、金屬離子、混濁度、COD(化學(xué)需氧量)、BOD(生化需氧量)等均下降至國標(biāo)以下標(biāo)準(zhǔn)，而DO(溶解氧)上升，水質(zhì)得到改善；

4、處理污水中的重金屬等，消除毒害；

5、抑制病原菌，消除異味，改善空氣質(zhì)量；

6、可以清除糞尿惡臭，凈化生態(tài)環(huán)境，最大限度地減少畜禽的臭味，明顯地抑制了蚊蠅滋生。

利用微生物技術(shù)對(duì)環(huán)境治理尤其是對(duì)污水進(jìn)行處理在國內(nèi)已得到廣泛使用，但由于所用的微生物是天然微生物，處理效果不好。通過輻射誘變和化學(xué)誘變方法篩選出對(duì)污水有極高凈化能力的高效微生物，是微生物處理方法的發(fā)展方向，在我國將有很大的發(fā)展前景。

五對(duì)微生物技術(shù)的展望

固定化微生物技術(shù)在廢水處理等領(lǐng)域顯示出了較大的優(yōu)異性,引起了人們普遍的關(guān)注并對(duì)其進(jìn)行了廣泛的研究與應(yīng)用。它的優(yōu)勢(shì)主要是:

（1）容積小,使處理負(fù)荷大幅提高；

（2）污泥產(chǎn)量低[7]；

（3）有利于優(yōu)勢(shì)菌種的固定,提高降解效率；

（4）物質(zhì)的承受能力強(qiáng)；

（5）穩(wěn)定性好。

同時(shí)我們也應(yīng)該看到,要實(shí)現(xiàn)固定化微生物技術(shù)的工業(yè)化,還有許多問題需要進(jìn)一步研究解決:

（1）固定化載體的成本及使用壽命是決定其經(jīng)濟(jì)可行性的關(guān)鍵因素,因此,開發(fā)適合于固定化微生物細(xì)胞的高效生化反應(yīng)器和廉價(jià)固定化微生物載體,如何提高載體的使用壽命都有待解決[8]；

（2）固定化微生物細(xì)胞球在廢水處理過程中可能對(duì)某些懸浮物質(zhì)或高分子物質(zhì)處理效果欠佳,還可能出現(xiàn)發(fā)脹上浮或堵塞粘結(jié)等現(xiàn)象,所以需對(duì)廢水進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)預(yù)處理,或與其他工藝組合使用,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)以達(dá)到最佳處理效果；

第2篇：污水處理生物技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]聚乙烯醇 固化微生物 生活污水

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）08-0312-01

0 引言：

在我國經(jīng)濟(jì)水平不斷增長的今天，工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，這在一定程度上危害了生態(tài)環(huán)境，促使水資源受到嚴(yán)重污染。我國政府為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的宏偉目標(biāo)，近幾年在積極致力于污水處理中，為提高水資源利用率而努力。聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)是處理生活污水的一種有效技術(shù)，聚乙烯醇無毒、價(jià)廉、抗微生物分解、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，使其適合應(yīng)用于生活污水處理中。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)有效的處理生活污水，需要制備有效的聚乙烯醇載體，促使聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)可以充分發(fā)揮作用。對(duì)此，筆者在下文就聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)對(duì)生活污水的處理進(jìn)行分析。

1 聚乙烯醇載體的制備

對(duì)于聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)中聚乙烯醇載體的制備主要是通過交聯(lián)方法得到的。交聯(lián)是水溶性聚乙烯醇材料改性及制備聚乙烯醇載體的重要步驟。在聚乙烯醇載體制備中所應(yīng)用的教練方法有三種，即物理交聯(lián)、化學(xué)交聯(lián)、輻射交聯(lián)法。其中，輻射交聯(lián)法在不需要任何添加劑的作用就可以達(dá)到交聯(lián)的目的，但其在交聯(lián)的過程中可能具有殺菌和誘變的作用，不利用微生物載體的制備。所以，在固定化微生物載體制備中很少應(yīng)用到輻射交聯(lián)法。以下筆者就物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)這兩種方法進(jìn)行分析。

1.1 物理交聯(lián)

對(duì)聚乙烯醇進(jìn)行物理交聯(lián)處理中所采用的方法是冷凍解凍法。此種方法是利用聚乙烯醇鏈間的氫鍵、微晶區(qū)及大分子鏈間的纏結(jié)形成三維網(wǎng)絡(luò)，以此來增強(qiáng)聚乙烯醇與微生物的融合性，促使其可以在固定化微生物中存在，有效才處理生活污水中的污染物。對(duì)于冷凍解凍法的應(yīng)用，主要是將聚乙烯醇溶液放置在-20℃～-80℃低溫和室溫下反復(fù)進(jìn)行冷凍―解凍，促使聚乙烯醇材料內(nèi)部形成微晶區(qū)作為物理交聯(lián)點(diǎn)，在利用聚乙烯醇鏈間的氫鍵、大分子鏈間的纏結(jié)形成三維 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，促使聚乙烯水凝膠強(qiáng)度增強(qiáng)，使其形成聚乙烯醇載體，并保證此載體具有開孔率高、含水率大等特點(diǎn)，在固定化微生物中作為載體而有效應(yīng)用。

1.2 化學(xué)交聯(lián)

相對(duì)于聚乙烯醇物理交聯(lián)法來說，化學(xué)交聯(lián)是更為有效的教練方法，其可以保證聚乙烯醇載體具有較強(qiáng)的水溶性、故穩(wěn)定性。因?yàn)?，化學(xué)交聯(lián)是由聚乙烯醇的羥基與多官能團(tuán)物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的過程。在聚乙烯醇化學(xué)交聯(lián)中最常用的方法是聚乙烯醇―硼酸法，其可以使聚乙烯醇形成共價(jià)交聯(lián)的多孔凝膠，大大增強(qiáng)聚乙烯水凝膠強(qiáng)度，促使可以作為具有較強(qiáng)應(yīng)用性的固定化微生物載體。聚乙烯醇―硼酸法的應(yīng)是將聚乙烯醇材料與硼酸發(fā)生反應(yīng)，使聚乙烯醇形成單二醇型建，增強(qiáng)聚乙烯醇分子的鏈接，實(shí)現(xiàn)聚乙烯醇共價(jià)交聯(lián)，最終獲得聚乙烯水凝膠（如圖一所示）。利用聚乙烯醇―硼酸法來獲得聚乙烯醇載體，可以使所獲得的聚乙烯醇載體具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度、良好的彈性、較長的使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于提高聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)應(yīng)用性有很大作用。當(dāng)然，在利用此種方法來獲得聚乙烯醇載體，會(huì)使硼酸對(duì)某些微生物有毒害的作用，促使細(xì)胞活性降低，在使用的過程中應(yīng)當(dāng)慎重考慮這一點(diǎn)?？傮w上來講，聚乙烯醇―硼酸法是制備聚乙烯醇載體的一種非常有效的化學(xué)交聯(lián)法，值得廣泛的應(yīng)用。

2 聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)對(duì)生活污水的處理研究

在我國經(jīng)濟(jì)有很大程度發(fā)展的今天，我國水污染日益嚴(yán)峻。我國要想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展這一宏偉目標(biāo)，就需要加強(qiáng)水污染處理，盡可能的提高水資源利用。生活污水處理是解決水污染問題中的重要部分之一。相對(duì)于難降解、濃度高、含有重金屬的廢水來說，生活污水還是比較容易處理的。那么，以下就利用聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)處理生活污水進(jìn)行分析。

2.1 含氮生活污水的處理

以往對(duì)于含氮廢水的處理，主要是利用好氧硝化和厭氧硝化兩個(gè)過程來完成的。但由于這兩個(gè)過程對(duì)時(shí)間和溶解氧條件要求較高，使得含氮廢水處理效果并不是非常好。在聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)可以有效應(yīng)用的今天，利用此種方法來處理含氮廢水，可以大大提高含氮廢水處理效果。在含氮廢水處理方面，所應(yīng)用的聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)是其可以同時(shí)固定自養(yǎng)好氧的硝化菌和異養(yǎng)厭氧的反硝化菌，通過載體內(nèi)部的溶解氧梯度形成外部好氧內(nèi)部厭氧的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)在好氧反應(yīng)器內(nèi)的同時(shí)硝化反硝化脫氮。利用聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)來處理含氮廢水，可以有效的脫氮，促使含氮廢水得到有效處理，這充分的說明此種技術(shù)在生活污水處理方面有很大作用。

2.2 污染物降解處理

利用聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)來處理生活污水，主要是對(duì)活性污泥予以有效的處理，促使水變得清澈、干凈。在對(duì)生活污水中污染物降解處理過程中，所采用的處理方法主要是聚乙烯醇-硼酸法。此種方法的有效應(yīng)用，可以在污染物固定化后，活性污泥對(duì)溫度和pH值的適應(yīng)范圍變寬；在優(yōu)選條件下連續(xù)運(yùn)行，盡可能的被去除，從而達(dá)到處理生活污水的目的。聚乙烯醇-硼酸法處理生活污水的主要內(nèi)容是以聚乙烯醇（PVA）為包埋材料，以含2%的飽和硼酸作為交聯(lián)劑，采用包埋和交聯(lián)聯(lián)合應(yīng)用的微生物固定化方法固定馴化后的活性污泥，以網(wǎng)格塑料片作為支撐體，制備成固定化生物膜。生物膜活性恢復(fù)后，組裝固定化微生物反應(yīng)器，對(duì)生活污水進(jìn)行處理?？傊垡蚁┐脊潭ɑ⑸锛夹g(shù)的有效應(yīng)用可以對(duì)生活污水予以有效的處理，促使生活污水可以再次被應(yīng)用，這將大大提高水資源利用率，緩解日益匱乏的水資源，為促進(jìn)我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。

3 結(jié)束語

聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)是處理生活污水的一種有效技術(shù)，聚乙烯醇無毒、價(jià)廉、抗微生物分解、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，使其適合應(yīng)用于生活污水處理中。在對(duì)生活污水予以處理的過程中所應(yīng)用的聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)生活污水污染物情況，科學(xué)合理的應(yīng)用此技術(shù)來處理，這可以充分發(fā)揮聚乙烯醇載體的作用，促使生活污水得到有效的處理。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)將得到創(chuàng)新和發(fā)展，更加有效的應(yīng)用與生活污水處理中，高質(zhì)高效的完成生活污水處理，促使水資源利用率得以提高，為實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。

參考文獻(xiàn)：

[1] 祝麗思.聚乙烯醇固定化微生物技術(shù)對(duì)生活污水脫氮的研究[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2014（11）.

[2] 劉海琴，韓士群，李國鋒.固定化復(fù)合微生物對(duì)廢水的脫氮效果[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（06）.

[3] 劉茹，索虎勤，李明，席鳳霞，何化平.三門峽城市供水安全現(xiàn)狀分析及評(píng)價(jià)[A].第三屆全國河道治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)交流研討會(huì)?？痆C].2011.

[4] 黃龍，韓春元，田娟，劉杰.不同處理能力人工濕地凈化效果的比較[A].四川省環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)二一一年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].2011.

第3篇：污水處理生物技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)技術(shù)；環(huán)境工程；污水處理；具體運(yùn)用

中圖分類號(hào)：X703.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近些年來，各地在構(gòu)建污水處理項(xiàng)目時(shí)，更多運(yùn)用了膜生物反應(yīng)的新型技術(shù)措施。具體而言，膜生物反應(yīng)器設(shè)置了分離膜，這種技術(shù)措施在本質(zhì)上取代了傳統(tǒng)污水處理，有利于構(gòu)成更完整的組合單元。運(yùn)用膜生物反應(yīng)的方式來處理各行業(yè)排放的污水，通?？梢垣@得更良好的出水水質(zhì)，裝置運(yùn)行平穩(wěn)并且易于操作。相比于傳統(tǒng)技術(shù)，膜生物反應(yīng)具備顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因而廣泛適用于各領(lǐng)域的污水處理。從環(huán)境工程角度來講，可以適當(dāng)運(yùn)用膜生物反應(yīng)的措施來保障出水質(zhì)量，從而在根源上提升污水處理的實(shí)效性。

一、膜生物反應(yīng)的基本技術(shù)原理

在污水處理領(lǐng)域，膜生物反應(yīng)指的是在分離膜組件的輔助下，構(gòu)成生物單元的組合，這類新型的處理手段建立在生物處理與二沉池技術(shù)的基礎(chǔ)上。與傳統(tǒng)技術(shù)手段相比，膜生物反應(yīng)更加適用于污水處理，因此也表現(xiàn)出顯著的實(shí)效性。膜生物反應(yīng)的基本裝置為膜生物反應(yīng)器，在此基礎(chǔ)上密切結(jié)合了膜分離與生物處理，體現(xiàn)了技術(shù)結(jié)合的優(yōu)勢(shì)。由此可見，膜生物反應(yīng)誕生于膜分離技術(shù)，與此同時(shí)也吸收了生物處理的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。這樣做有利于在根源上保障污水處理的良好效果，確保達(dá)到優(yōu)良的轉(zhuǎn)化率。

相比于傳統(tǒng)的污水處理措施，膜生物反應(yīng)具備了更強(qiáng)的處理性能。從現(xiàn)狀來看，膜生物反應(yīng)器具體包含了萃取反應(yīng)器、曝氣裝置以及膜分離裝置。在這其中，典型的應(yīng)當(dāng)屬于膜分離反應(yīng)器，這種類型的反應(yīng)器具備生物特征。具體在運(yùn)行時(shí)，膜生物反應(yīng)器又包含了一體式以及分離式的不同類型，分類依據(jù)就在于放置生物膜的不同位置。此外，厭氧與好氧的反應(yīng)器都可以適用于污水處理。

二、具體技術(shù)類型

第一類為曝氣生物濾池。膜生物反應(yīng)的過程中，可以設(shè)置曝氣生物濾池作為反應(yīng)的支持。在組合工藝的前提下，生物濾池還可以與氣浮工藝密切結(jié)合，從而在根源上降低水體內(nèi)部的污染物總量。曝氣生物濾池的處理措施適合運(yùn)用于膠體或者洗滌劑等雜質(zhì)，這種狀態(tài)方便了各環(huán)節(jié)的污水處理。通常情況下，污水處理很容易消耗較多負(fù)荷，如果能改造為曝氣生物濾池的處理方式，那么還可以在最大限度內(nèi)降低工作負(fù)荷，對(duì)于生物膜導(dǎo)致的污染也可以進(jìn)行延緩。

第二類為動(dòng)態(tài)的內(nèi)循環(huán)反應(yīng)。近些年來，技術(shù)人員對(duì)膜生物反應(yīng)裝置進(jìn)行了相應(yīng)改造，在此基礎(chǔ)上誕生了動(dòng)態(tài)式的內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)。動(dòng)態(tài)反應(yīng)器可以運(yùn)用微網(wǎng)材料來制作生物膜，因此有利于減小造價(jià)。此外，內(nèi)循環(huán)動(dòng)態(tài)反應(yīng)也充分運(yùn)用了活性污泥，在進(jìn)行過濾和處理時(shí)建立了循環(huán)利用網(wǎng)絡(luò)。從目前現(xiàn)狀來看，通常選擇側(cè)向曝氣的方法來處理污水，然而這種情況下將會(huì)降低錯(cuò)流速度。為了加以改進(jìn)，可以設(shè)計(jì)為豎向流動(dòng)的曝氣裝置結(jié)構(gòu)，經(jīng)過改造后的內(nèi)循環(huán)裝置就能避免短流問題。

第三類為組合式污水處理。除了上述兩類膜生物反應(yīng)方式，技術(shù)人員還可以選擇組合式的膜生物處理技術(shù)。在組合優(yōu)化的前提下，密切結(jié)合MBR與EGSB的兩類技術(shù)，從而體現(xiàn)了組合技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。具體的措施為：對(duì)于污水在進(jìn)行先期處理時(shí)可以運(yùn)用EGSB裝置，通過這種方式來處理有機(jī)廢水，進(jìn)而表現(xiàn)出良好的處理實(shí)效。這是因?yàn)?，EGSB裝置可在最大限度內(nèi)去除污水含有的COD。然而對(duì)于廢水中的氨氮與懸浮物，就需要借助MBR處理器來輔助進(jìn)行，這樣做將會(huì)彌補(bǔ)傳統(tǒng)污水處理的弊病。

三、運(yùn)用中的優(yōu)勢(shì)與缺陷

從現(xiàn)狀來看，更多企業(yè)已經(jīng)逐步認(rèn)可并且接受了環(huán)境工程中的膜生物反應(yīng)處理方式，對(duì)此在處理污水時(shí)也體現(xiàn)了優(yōu)良的整體效果。然而不應(yīng)當(dāng)忽視，膜生物反應(yīng)畢竟屬于新興的一類污水處理手段，具體在工程運(yùn)用中仍暴露了某些缺陷，亟待加以改進(jìn)。詳細(xì)地說，污水處理運(yùn)用的膜生物反應(yīng)包含了如下優(yōu)勢(shì)與弊?。?/p>

（一）污水處理的優(yōu)勢(shì)

膜生物反應(yīng)可以高效分離污水與沉淀物，因此不必配備額外的過濾單元或者沉淀池等。從這個(gè)角度來講，膜生物反應(yīng)器有利于節(jié)省占地，同時(shí)最大限度地避免了污泥沉降。技術(shù)人員在進(jìn)行處理時(shí)，可以觀察到高濃度的MLSS，這種狀態(tài)也符合了系統(tǒng)容積的特征。膜生物反應(yīng)系統(tǒng)本身具有優(yōu)良的抗負(fù)荷性能，因而尤其適用于工業(yè)排放的各類有機(jī)廢水，獲得了良性的處理實(shí)效。在膜生物反應(yīng)裝置內(nèi)部，生物反應(yīng)的性能也可以獲得大幅提升。對(duì)于污水反應(yīng)池而言，通?？蛇_(dá)每升10000MG的MLSS濃度，這種狀態(tài)下有機(jī)廢水就可以完全被清除，水體懸浮物也會(huì)因此變得很低。

除此以外，膜生物反應(yīng)還能分離微生物與廢水本身，尤其適合分離活性污泥。在生物膜的腔體內(nèi)部，廢水呈現(xiàn)為緩慢流動(dòng)的狀態(tài)，進(jìn)水與出水槽密切連接。然而，在生物膜的外側(cè)可以保持生物菌的順利流動(dòng)，進(jìn)而分離了微生物與工業(yè)廢水，確保符合最根本的處理指標(biāo)。膜生物反應(yīng)器對(duì)于傳氧效率可以進(jìn)行適當(dāng)提高，在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置了透氣性的生物膜，這類介質(zhì)具有相對(duì)較低的阻力，尤其適合運(yùn)用于高壓污水的處理。這種情況下，反應(yīng)器可以完全堵截污泥，符合零排放的指標(biāo)。

（二）現(xiàn)存技術(shù)缺陷

膜生物反應(yīng)具備較多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，然而在污水處理的進(jìn)程中也暴露了缺陷。這是因?yàn)樯锬ず苋菀孜交旌项w粒物以及其他有害元素，因此尤其需要格外關(guān)注生物膜的清潔度。經(jīng)過特定的處理階段后，生物膜將會(huì)遭受污染，與之相應(yīng)的透水量也變得較低。技術(shù)人員對(duì)此在進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，關(guān)鍵點(diǎn)就在于延長生物膜的可用期限；即便生物膜受到污染，仍然可以保持通水量。從目前來看，這個(gè)難題仍處在不斷探究中，對(duì)此有必要投入更多精力來進(jìn)行解決。

結(jié)論

現(xiàn)階段的污水處理不能缺少膜生物技術(shù)作為基本支持，通過膜生物反應(yīng)的手段和措施來提供水質(zhì)保障，這樣做有利于在最大限度內(nèi)杜絕水質(zhì)污染，體現(xiàn)了污水處理的綜合效益。由此可見，環(huán)境工程適合運(yùn)用膜生物反應(yīng)的配套技術(shù)，這種新型技術(shù)也具備優(yōu)良的推廣利用前景。然而具體在運(yùn)用時(shí)，膜生物反應(yīng)的相關(guān)技術(shù)并沒有真正實(shí)現(xiàn)完善，仍然有待長期的提高與改進(jìn)。在污水處理的未來實(shí)踐中，技術(shù)人員還需要摸索經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而服務(wù)于膜生物反應(yīng)的綜合質(zhì)量提升。

參考文獻(xiàn)

[1]關(guān)萬里，韓文萍，劉小惠.膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的應(yīng)用分析[J].低碳世界，2016（28）：11-12.

[2]郝永濤.膜生物法污水處理工程技術(shù)規(guī)范[J].中華紙業(yè)，2012（22）：89-90.

[3]孫健.歐盟推廣膜生物反應(yīng)污水處理技術(shù)成果@著[J].農(nóng)村財(cái)政與財(cái)務(wù)，2012（2）：47-48.

第4篇：污水處理生物技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：微藻;生物質(zhì)能;脫氮除磷;耦合技術(shù)

收稿日期：2011-08-29

作者簡(jiǎn)介：傅曉娜（1988―），女,四川成都人,四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)碩士研究生。

通訊作者：姚剛(1957―)，男,河南商城人,德籍華人,高級(jí)研究員,客座教授,博士生導(dǎo)師,主要從事環(huán)境工程各方向和環(huán)境管理方面的

研究工作。

中圖分類號(hào)：X701

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944(2011)11-0100-05

1引言

水資源危機(jī)是指淡水消耗量超過可用淡水資源量的20%,而事實(shí)上,全球的淡水消耗量在1995年就已經(jīng)超過20%,達(dá)到了27%~30%。我國人口眾多,水資源匱乏,用水需求旺盛,但水體污染嚴(yán)重,尤其是氮、磷等化學(xué)物質(zhì)排放到水體,引起藻類異常繁殖,造成水質(zhì)富營養(yǎng)化問題,長期不能得到有效解決。與此同時(shí),全球40%的人口嚴(yán)重缺水,水資源的可持續(xù)利用問題迫在眉睫。經(jīng)過凈化處理的可再生水可用作于城市和農(nóng)村的非飲用水,如灌溉用水、景觀用水,部分還可作為工業(yè)用水,不失為解決水資源緊張問題的新途徑。因此,開發(fā)利用高效、低成本的水質(zhì)深度處理技術(shù),是解決水資源危機(jī)的重要手段之一。

早在20世紀(jì)50年代,Oswald和Gotaas就提出利用微藻處理污水的想法。近幾年來,國內(nèi)外對(duì)進(jìn)一步發(fā)揮藻類凈化污水的潛力進(jìn)行了大量研究,在藻類凈化污水的機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展［1］。與傳統(tǒng)方法相比,利用藻類處理污水可以克服傳統(tǒng)污水處理方法易引起的二次污染、潛在營養(yǎng)物質(zhì)丟失、資源不能完全利用等弊端,同時(shí)能夠有效去除造成水體富營養(yǎng)化的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),具有廣闊的應(yīng)用前景。利用微藻產(chǎn)油作為生物柴油來源的構(gòu)想,早在1980年就有相關(guān)學(xué)者提出,但并未受到重視。直到近年來因原油價(jià)格的攀升,開發(fā)再生能源的意識(shí)逐漸提高,微藻生物質(zhì)能有著能源密度高、易儲(chǔ)運(yùn)、含硫低等優(yōu)點(diǎn),可以直接作為民用燃料和內(nèi)燃機(jī)燃料,以微藻生產(chǎn)生物柴油的想法受到各界關(guān)注。

2微藻污水處理技術(shù)

2.1微藻對(duì)氮、磷的去除原理

中國湖泊的富營養(yǎng)化問題嚴(yán)重,巢湖、太湖、滇池等幾大湖泊中氮磷含量較高,造成硅藻、藍(lán)藻、綠藻等藻類大量繁殖,不僅會(huì)使水中溶解氧降低,而且藻類釋放的藻毒素亦會(huì)影響水生生物的生長繁衍。但同時(shí)微藻可以用來去除污水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),并以有機(jī)物的形式將其儲(chǔ)存在藻細(xì)胞中［2］。微藻細(xì)胞利用二氧化碳和碳酸鹽等作為碳源,通過光合作用進(jìn)行自養(yǎng)生長,水中的氨氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮等無機(jī)氮和各類有機(jī)氮便合成藻體氨基酸和蛋白質(zhì)等必須營養(yǎng)物質(zhì)。水中的磷可直接被藻細(xì)胞吸收,并通過多種磷酸化途徑轉(zhuǎn)化成ATP、磷脂等有機(jī)物（圖1）。

圖1微藻對(duì)氮、磷的吸收原理示意

同時(shí),微藻的光合作用造成水體pH值升高,導(dǎo)致正磷酸鹽和NH3•H2O分別通過形成沉淀和揮發(fā)的形式去除,從而間接去除氮磷。此外,微藻光合作用形成的高pH值,也可起到一定的消毒作用［3］。

2.2微藻對(duì)重金屬的去除原理

重金屬種類較多,具有微量、穩(wěn)定、毒性大等特點(diǎn),通過食物鏈在生物體內(nèi)富集,不僅會(huì)危害水生生物的生長繁衍,也是造成多種人體疾病的罪魁禍?zhǔn)?是潛在危害性最大的水體污染物之一［4］。可通過各種水生植物和微生物,尤其是微藻細(xì)胞的生物吸附、積累、排泄、凈化4個(gè)步驟來去除重金屬。

微藻細(xì)胞對(duì)中重金屬的吸收是包含了物理、化學(xué)、生物反應(yīng)和各種機(jī)理的復(fù)雜過程。根據(jù)該過程是否消耗能量,微藻對(duì)重金屬的吸收方式可分為主動(dòng)和被動(dòng)吸收兩種方式,前者是指新陳代謝的藻類與金屬之間的相互作用,重金屬離子通過主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞奖晃盏轿⒃寮?xì)胞內(nèi),吸收速度慢,持續(xù)時(shí)間長,不可逆,需要細(xì)胞新陳代謝提供能量;后者則是通過物理和化學(xué)反應(yīng)將重金屬離子吸引到微藻細(xì)胞表面,吸附速度慢,持續(xù)時(shí)間短,可逆,不需要能量［5］。

微藻細(xì)胞壁的組成對(duì)重金屬離子的吸收起決定作用。微藻的細(xì)胞壁是由多糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)組成,因此它具有很高的黏度和較大的表面積且呈負(fù)電性。這些組成陳分包含了許多容易和重金屬離子結(jié)合的基團(tuán),如羧基,酰胺基,羥基,硫代醇,硫代醚,咪唑,磷基,硫基等。其次,微藻細(xì)胞膜具有高選擇性和半透性,這對(duì)生物吸附吸收重金屬的效率有決定性作用。目前被廣泛接受的微藻對(duì)重金屬的吸收機(jī)理主要有表面絡(luò)合,離子交換,氧化還原,微沉降等。

3微藻生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù)

微藻細(xì)胞的主要化學(xué)成分是脂類、纖維素、木質(zhì)素和蛋白質(zhì)等,其中脂類是制備生物質(zhì)燃料的主要成分。生長在海水中的綠藻,能積累大量游離的甘油以平衡環(huán)境中的鹽濃度,其甘油的含量可占自身干重的50%~60%［6］。藻細(xì)胞通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為生物能,通過不同的藻細(xì)胞加工方式可生產(chǎn)各種生物燃料。一方面,利用高溫高壓液化技術(shù)或超臨界CO2萃取技術(shù)可獲得藻細(xì)胞中的油脂,再通過酯交換技術(shù)將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅峒柞?即生物柴油;另一方面,藻細(xì)胞在無氧條件下可直接熱解制備生物質(zhì)油、焦炭、合成氣及氫氣等多種生物燃料［3］。通過微藻獲得生物能源的途徑(圖2)。

圖2微藻制油原理示意

3.1微藻培養(yǎng)系統(tǒng)

目前,常見的微藻培養(yǎng)系統(tǒng)可分為開放式和封閉式,其選擇需要考慮許多因素,如微藻的生物特性、氣候狀況、目標(biāo)產(chǎn)物種類與土地、人工、能源、用水、營養(yǎng)源等各項(xiàng)成本［7］。

3.1.1開放式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)

開放式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)是在戶外利用陽光進(jìn)行培養(yǎng),適用于傳統(tǒng)活性污泥法、氧化塘法與批量微藻生產(chǎn)的結(jié)合,培養(yǎng)快速生長的藻細(xì)胞和可耐受極限環(huán)境(高濃度重碳酸鈉、高鹽度等)的藻細(xì)胞,大致分為大型池、開放式槽體、圓形培養(yǎng)池及高效藻類塘跑道型培養(yǎng)池等4種形態(tài)。這種培養(yǎng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于能耗低、基建投入少、運(yùn)行成本低,微藻產(chǎn)量大,缺點(diǎn)在于培養(yǎng)環(huán)境易受外界溫度、天氣、光照等的影響,以及其他藻種、細(xì)菌及原生動(dòng)物的污染［7］,要控制這些條件以適應(yīng)微藻的生長和達(dá)到污水處理的效果,操作上比較困難,且微藻的產(chǎn)率較低。

目前應(yīng)用較廣泛的開放式系統(tǒng)是高效藻類塘,通過“藻菌共生系統(tǒng)”可以同時(shí)去除污染水體中的有機(jī)物、重金屬和氮磷等營養(yǎng)物（圖3）。開放式系統(tǒng)在廣大農(nóng)村和小城鎮(zhèn)的污水處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。在德國、法國、新西蘭、以色列、南非、新加坡、印度、玻利維亞、墨西哥和巴西等國家都有高效藻類塘的應(yīng)用,并取得了良好的運(yùn)行效果。

圖3高效氧化塘藻菌共生塘系統(tǒng)示意

3.1.2封閉式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)

封閉式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)主要指微藻光生物反應(yīng)器,可用于自營、異營或混營培養(yǎng),而且在戶內(nèi)或戶外都可實(shí)施,可分為管式(垂直、水平、螺旋)、圓柱式、薄板式和聚乙烯袋式。光生物反應(yīng)器可人為控制藻細(xì)胞生長條件,從而獲得高產(chǎn)率品質(zhì)穩(wěn)定的藻細(xì)胞生物質(zhì),且可避免雜藻污染,后續(xù)分離純化所花費(fèi)的成本也可減少,但建設(shè)、運(yùn)行成本高,規(guī)模放大難度較大缺點(diǎn)。

封閉式系統(tǒng)的微藻培養(yǎng)技術(shù)有活性藻系統(tǒng)和藻類固定化技術(shù)。前者采用人工強(qiáng)化培養(yǎng)出高濃度的藻液,然后再光生物反應(yīng)器中利用污水進(jìn)行藻類的繼續(xù)培養(yǎng)的系統(tǒng)。該方法對(duì)有機(jī)物的降解效果好,且能有效去除顆粒污染物和氮、磷等營養(yǎng)物［8］。后者是通過包埋法或吸附法,將藻類細(xì)胞聚集成團(tuán)或固定在載體上,其中包埋法應(yīng)用較廣泛。該技術(shù)具有微藻細(xì)胞濃度高、反應(yīng)速度快、去除效率高、藻細(xì)胞易于收獲等優(yōu)點(diǎn),在微藻處理污水中有廣闊的應(yīng)用前景。

3.1.3藻種選擇

早在1978年,美國的能源部燃料發(fā)展就設(shè)立了水生生物計(jì)劃(ASP)項(xiàng)目,專門研究微藻生物質(zhì)能,包括沼氣、甲烷和生物柴油,主要采用開放式微藻培養(yǎng)系統(tǒng),在1978年到1996年將近20 年的時(shí)間里,科研人員從3 000株藻中篩選了300株高油脂含量的咸水藻種(大多是綠藻和硅藻)。20世紀(jì)80年代初美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)牽頭并聯(lián)合多個(gè)單位進(jìn)行了可用于生產(chǎn)生物柴油的微藻的調(diào)查與篩選研究,運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)開發(fā)出海洋工程微藻,實(shí)驗(yàn)室條件下脂質(zhì)含量超過60%,戶外生產(chǎn)達(dá)40%以上,每畝年產(chǎn)1~2.5t柴油［6］。同一時(shí)期,日本、德國和法國也在進(jìn)行微藻培養(yǎng)的研究,主要方向是封閉式微藻光生物反應(yīng)器［3］。表1列出了幾種微藻的產(chǎn)油效率,產(chǎn)油效率是微藻作為生物質(zhì)能源潛能的主要表征形式。

在我國,用于生物質(zhì)燃料生產(chǎn)的微藻細(xì)胞的篩選和改良工作也取得了一定的成果。清華大學(xué)生物技術(shù)研究所通過異養(yǎng)轉(zhuǎn)化細(xì)胞工程技術(shù)控制C/N,獲得高脂含量、葉綠素消失、細(xì)胞變黃的異養(yǎng)小球藻細(xì)胞,其脂含量高達(dá)細(xì)胞干重的55%,是自養(yǎng)藻細(xì)胞的4倍。

然而高含油藻種不一定能在生活污水二級(jí)出水條件下正常生長并積累油脂,欲實(shí)現(xiàn)污水處理系統(tǒng)從處理工藝向生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)化,藻種的篩選與馴化是研究工作的前提與重點(diǎn)。針對(duì)水質(zhì)深度凈化與高價(jià)值生物質(zhì)生產(chǎn)相耦合的目的,藻種篩選的依據(jù)應(yīng)為:在生活污水二級(jí)處理出水的條件下生長速率快、氮磷去除效率高、生物質(zhì)產(chǎn)量高以及單位微藻生物量的油脂產(chǎn)量高等?；谏鲜鲈瓌t,李鑫,胡洪營等人在不同污水處理廠二級(jí)出水中篩選、分離得到了橢圓小球藻(Chlorella ellipsoidea YJ1)、貧營養(yǎng)型二型柵藻(Scenedesmus sp.LX1)等多株藻種［9,10］,它們對(duì)生活污水二級(jí)處理出水中的氮磷去除效率均在90%以上,單位藻細(xì)胞的脂質(zhì)含量在33%~42%之間。

2011年11月綠色科技第11期

3.2微藻細(xì)胞的收集和油脂提取

3.2.1微藻細(xì)胞的收集和分離

污水處理中的微藻細(xì)胞的收集是實(shí)現(xiàn)污水系統(tǒng)發(fā)展微藻生物質(zhì)能的重要環(huán)節(jié),因?yàn)樵寮?xì)胞非常小,本身密度與水接近,且培養(yǎng)液很稀,要收獲一定量的藻細(xì)胞就要處理大量的液體,培養(yǎng)后的藻液需要濃縮100倍~1 000倍之后才能在工業(yè)上得以利用［11］。微藻的分離濃縮是高耗能過程,藻細(xì)胞分離濃縮的能耗是僅次于微藻培養(yǎng)的第2大成本消耗［12］。因此藻細(xì)胞的分離濃縮方式成為很多研究者的關(guān)注熱點(diǎn),也是實(shí)際工程中必須面對(duì)和解決的問題。

微藻收集主要的方法有自然沉降、絮凝沉降、氣浮、固定化、離心分離、膜分離、過濾、濃縮、壓濾等,表2列出了幾種常見的微藻收集方法。

表2微藻收集方法

方法分離效果

自然沉降可去除50%~80%的藻細(xì)胞

絮凝沉降隨著pH升高和無機(jī)磷酸鹽沉淀,藻細(xì)胞自絮凝;但化學(xué)絮凝劑成本高,使出水鹽度偏高;通過細(xì)菌產(chǎn)生生物絮凝劑,是目前研究熱點(diǎn)之一;不適于體積小,生長快的藻類

氣浮加明礬20~30mg/L,可去除99%的藻細(xì)胞

固定化固定化微藻團(tuán)易分離,但成本高,可能發(fā)生藻細(xì)胞外泄

電解絮凝小電流(0.3kW•h/L)使藻細(xì)胞懸浮,藻細(xì)胞分離率可達(dá)到95%

過濾/離心分離效果好,但成本高

膜分離分離效果好,技術(shù)較成熟,但需注意膜污染問題

其中,絮凝沉淀/氣浮、過濾離心、固定化是較常用的藻細(xì)胞分離方式,但成本較高,同時(shí)藻細(xì)胞固定化容易帶來藻細(xì)胞外泄的問題。膜分離是一種有潛力的藻細(xì)胞分離收獲方式,在反應(yīng)器之后通過膜分離截留藻細(xì)胞以獲得低氮磷含量的清水,同時(shí)通過濃藻液的回流實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)藻細(xì)胞的高密度培養(yǎng),可實(shí)現(xiàn)耦合系統(tǒng)對(duì)于出水水質(zhì)及微藻光生物反應(yīng)器中藻細(xì)胞高密度培養(yǎng)的要求。然而沒有哪一種方法是萬能的,對(duì)于價(jià)值較低的產(chǎn)品可以使用重力沉降的方法,或是配合絮凝進(jìn)行,但對(duì)于價(jià)值較高的產(chǎn)品則可使用離心的方法［13］。

3.2.2微藻細(xì)胞的油脂提取

有機(jī)溶劑萃取是常用的藻細(xì)胞油脂提取方法,主要包括甲醇/氯仿法［14］、乙醚/石油醚法［15］和正己烷法［16］等。按照萃取時(shí)藻細(xì)胞的狀態(tài)不同,又可分為干法萃取和濕法萃取。Lardon等人通過生命周期評(píng)價(jià)(Life cycleassessment,LCA)的方法對(duì)正己烷干法萃取和濕法萃取藻細(xì)胞油脂的效率及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析,表明油脂提取的能耗在生物柴油生產(chǎn)總能耗中占有很大比例(干法萃取和濕法萃取的能耗分別占總能耗的90%和70%),因此油脂提取技術(shù)的改進(jìn)對(duì)耦合系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性具有直接影響［16］。

另外,油份提取后的藻渣還可繼續(xù)利用,如用作肥料滋養(yǎng)農(nóng)田,或進(jìn)行厭氧發(fā)酵,可獲得甲烷、氫氣和乙醇等能源。有研究甚至認(rèn)為,當(dāng)單位藻細(xì)胞的油脂含量低于40%時(shí),為了獲得最大的能量收益,所有藻細(xì)胞生物質(zhì)應(yīng)該全部用于厭氧發(fā)酵［17］。

4進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)

4.1國內(nèi)外研發(fā)新進(jìn)展

利用微藻處理污水在國內(nèi)外早有應(yīng)用,如德國、法國、新西蘭、玻利維亞、以色列、新加坡、印度和巴西等已先后建成藻菌-共生大型氧化塘系統(tǒng),用于處理一般市政廢水和農(nóng)村污水,比利時(shí)也有利用微藻處理養(yǎng)殖廢水。美國早在20世紀(jì)50年代便提出利用藻類去除氮磷等營養(yǎng)物的概念,并基于此進(jìn)行了大量研究,基于藻細(xì)胞污水處理技術(shù)有了快速的發(fā)展［18,19］。在微藻生物質(zhì)能方面,國內(nèi)外許多企業(yè)和機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了大規(guī)模的試驗(yàn),有得甚至已開始推廣應(yīng)用。雪佛蘭(Chevrolet)公司在2006年與美國聯(lián)邦研究員建立合作伙伴,共同研發(fā)微藻生物油;殼牌(Royal Dutch Shell)公司與夏威夷一家名為HR的微藻生物油公司聯(lián)合成立了一家新公司,名為Cellana,在夏威夷1億hm2的海面培養(yǎng)海藻,用于生產(chǎn)生物質(zhì)燃料;埃克森美孚(Exxon Mobil)公司計(jì)劃在未來5~6年投資6億美元,用于研究與一般化石燃料兼容性良好的微藻生物燃料;日本國際貿(mào)易與工業(yè)部在1999和2000期間,資助了名為創(chuàng)新技術(shù)地球研究(Earth Research of Innovative Technology)的項(xiàng)目,用微藻來固定CO2,并初步研究光生物反應(yīng)器。我國河北新奧科技發(fā)展有限公司,在內(nèi)蒙古建立了一個(gè)生態(tài)微藻培養(yǎng)基地,面積將在2013年達(dá)到280hm2,并計(jì)劃在2014年實(shí)現(xiàn)微藻生物油產(chǎn)業(yè)化;中石化與中科院于2009年開始共同實(shí)施微藻生物柴油技術(shù)系列項(xiàng)目,研究微藻光生物反應(yīng)器;中石油和中科院也在合作研發(fā)微藻生物柴油技術(shù)。

在微藻污水處理與微藻生物質(zhì)能的耦合方面,美國已經(jīng)開始嘗試用市政廢水和煤煙廠大規(guī)模培養(yǎng)產(chǎn)油微藻,并取得了較好的物質(zhì)和能量循環(huán)效果。胡洪營等人設(shè)計(jì)了利用污水資源生產(chǎn)微藻產(chǎn)油的耦合系統(tǒng),以2008年的污水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)培養(yǎng)微藻細(xì)胞每年生產(chǎn)生物柴油的潛力進(jìn)行估算,得出如果全國范圍內(nèi)的生活污水全部采用他們?cè)O(shè)計(jì)的耦合系統(tǒng)進(jìn)行處理與生產(chǎn)生物柴油,則生活污水中所含有的氮磷除去供給活性污泥微生物的生長后,剩余部分所培養(yǎng)的藻細(xì)胞每年生物柴油的生產(chǎn)潛力約為397萬t［20］。

雖然微藻培養(yǎng)具有凈化效率高、系統(tǒng)建造運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。另外,藻類在污水凈化過程中產(chǎn)生大量的氧氣,可減少水體因缺氧而形成的惡臭氣味,因此用藻類處理污水在水質(zhì)的改善中有廣泛的應(yīng)用前景。作為一種生物質(zhì)能源的原料,微藻亦有許多其他原料不可比擬的優(yōu)點(diǎn),首先是種類繁多,便于取材;其次是藻類光合作用效率高,生長周期短;另外微藻的培養(yǎng)不需要占用糧食產(chǎn)地,并且和其他生物質(zhì)能源一樣,相對(duì)于化石能源,能減少或消除二氧化碳等溫室氣體的排放,并有可能解決海洋和湖泊的富營養(yǎng)化問題,環(huán)境效益高。但是要實(shí)現(xiàn)微藻污水處理與生物質(zhì)能源生產(chǎn)耦合技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,仍存在一些問題有待解決。

4.2發(fā)展趨勢(shì)

(1)新型藻種的選育和改良。繼續(xù)篩選具有高效凈化能力且營養(yǎng)價(jià)值高的微藻。

(2)光生物反應(yīng)器的構(gòu)建與規(guī)模化。將微藻光生物反應(yīng)器與污水處理相結(jié)合,開發(fā)適合于可規(guī)?；\(yùn)轉(zhuǎn)的高效生物反應(yīng)器,實(shí)現(xiàn)污染控制與資源化利用相結(jié)合。

(3) 固定化載體的開發(fā)。目前,包埋法固定化載體主要有天然高分子凝膠(如瓊脂、海藻酸鈣等)和有機(jī)合成高分子凝膠載體(如聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(ACAM)等)。天然高分子對(duì)生物沒有毒害,傳質(zhì)性能較好,但是強(qiáng)度較低;有機(jī)合成高分子凝膠強(qiáng)度較大,但其傳質(zhì)性能稍差,在包埋時(shí)有時(shí)可能會(huì)影響細(xì)胞活性。因此,開發(fā)復(fù)合型固定化載體,改善其性能,是藻類固定化技術(shù)研究的重要內(nèi)容［21］。今后還需弄清固定化微藻的生理生化特性及其凈化機(jī)制,研究固定化微藻的保存、活化方法,為批量生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

(4)藻類生長繁殖條件的控制。由于微藻培養(yǎng)和污水處理耦合系統(tǒng)的前期投資較大,必須滿足微藻最佳的培養(yǎng)條件和污水處理最低的運(yùn)行成本,既要選擇合適的光照方式,提高光能利用率,選用合適的培養(yǎng)系統(tǒng),達(dá)到最大的培養(yǎng)數(shù)量,又要考慮出水水質(zhì)和環(huán)境條件對(duì)污染物的影響等。

(5)降低制油成本。高昂的生產(chǎn)成本是利用微藻生產(chǎn)生物柴油所面臨的最大問題,其中藻類培養(yǎng)耗資巨大,而藻類的收集、分離和脂質(zhì)提取又是耗能最大的環(huán)節(jié),假設(shè)采用含油量為30%(細(xì)胞干重)的微藻來生產(chǎn)生物柴油,那么從培養(yǎng)、收集、提煉到成品,成本約為19.1元/L。而我國2008年0號(hào)柴油的價(jià)格只有6.1元/L,此價(jià)格還包含了稅收、利潤、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用。

(6)油脂提取技術(shù)的改良。高等植物種子中的油脂大都屬于中性脂,易于通過壓榨的方式提取,因此提取后的油脂基本上不存在極性脂及色素。而微藻細(xì)胞小,難以采取常規(guī)的壓榨方式以獲取油脂,用有機(jī)溶劑來提取,油脂中不可避免地存在著色素及磷脂等極性脂,為后續(xù)提煉等過程帶來了相當(dāng)大的隱患。

5結(jié)語

微藻污水處理技術(shù)與微藻生物質(zhì)能生產(chǎn)技術(shù),可以算是一項(xiàng)環(huán)境友好的集成創(chuàng)新技術(shù),大多還處于概念提出和試驗(yàn)階段。盡管目前仍然存在上述許多亟待解決的問題,但這些問題同時(shí)也是目前的研究重點(diǎn)和未來的發(fā)展方向,一旦突破了這些障礙,相信在水資源和能源日趨緊張的形勢(shì)下,這項(xiàng)工藝將迎來更廣泛和良好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

［1］

張書平,白曉弘.低壓低產(chǎn)氣井排水采氣工藝技術(shù)［J］.天然氣工業(yè),2005,25(4):106~109.

［2］ 張靜霞.利用微藻處理污水的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2008(4):61~62.

［3］ 胡洪營,李鑫,楊佳.基于微藻細(xì)胞培養(yǎng)的水質(zhì)深度凈化與高價(jià)值生物質(zhì)生產(chǎn)耦合技術(shù)［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2009,18(3):1 122~1 127.

［4］ Cai Zhuoping,Duan Shunshan.Micro-algal Bio-sorption on the Heavy Metals in Polluted Waters［J］.生態(tài)科學(xué),2008,27(6):211~212.

［5］ Cochrane E L,Lu S,Gibb S W,et al.A comparison of low-cost bio-sorbents and commercial sorbents for the removal of copper from aqueous media［J］.Journal of Hazardous Materials,2006,137(1):198~206.

［6］ 李玉芳,伍小明.利用微藻開發(fā)生物能源前景廣闊［J］.精細(xì)化工原料及中間體,2010(6):17~18.

［7］ 王文軒.微藻-綠色生物能源［J］.穿行天下資源,2009(7):11.

［8］ 況琪軍,譚渝云.活性藻系統(tǒng)對(duì)氮磷及有機(jī)物的去除研究［J］.中國環(huán)境科學(xué),2001,21(3):23~29.

［9］ 楊佳,胡洪營.城市二級(jí)出水條件下橢圓小球藻YJ1(Chlorella ellipsoidea YJ1)的脂肪含量變化及其對(duì)氮磷的去除特性的初步研究［C］//中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì).2008中國水環(huán)境污染控制與生態(tài)修復(fù)技術(shù)高級(jí)研討會(huì)論文集.廣州:中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì),2008.

［10］ 李鑫,胡洪營,甘柯.氮元素對(duì)貧營養(yǎng)型二形柵藻LX1生長及去除氮磷特性的影響研究［C］//中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì).2008中國水環(huán)境污染控制與生態(tài)修復(fù)技術(shù)高級(jí)研討會(huì)論文集.廣州：中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)，2008.

［11］ Molina Grima E,Belarbi E.-H,Acin Fernndez F G,et a.l.Recovery of micro algal biomass and metabolites:process options and economics ［J］.Biotechnology Advances,2003(20):491~500.

［12］ Wang B,Li Y,Wu N,et al.CO2 bio-mitigation using microalgae［J］.Applied Micro-biological Biotechnology,2008(79):707~718.

［13］ 王清,都基峻,石應(yīng)杰,等.培養(yǎng)藻類制取生物能源的研究,四川環(huán)境,2009,28（5）：21~22.

［14］ Bligh E G,Dyer W J.A rapid method of total lipid extraction and purification ［J］.Canadian Journal of Physiology,1959(37):911~917.

［15］ Converti A,Casazza A A,Ortiz E Y,et al.Effect of temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production［J］.Chemical Engineering and Processing,2009(48):1 146~1 151.

［16］ Lardon L,HéLias A,Sialve B,et al.Life-cycle assessment of biodiesel production from Microalgae［J］.Environmental Science&Technology,2009,43(17):6475~6481.

［17］ Bruno S,Nicolas B,Olivier B.Anaerobic digestion of micro-algae as a necessary step to make micro algal biodiesel sustainable ［J］.Biotechnology Advances,2009(27):409~416.

［18］ Hamouri B E,Jellal J,Outabiht H.The performance of a high-rate algal pond in the Moroccan climate ［J］.Water Science and Technology,1995,31(12):67~74.

［19］ Mallick N.Biotechnological potential of immobilized algae for wastewater N,P and metal removal:A review［J］.BioMetals,2002(15):377~390.

第5篇：污水處理生物技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù)廢水生物處理生物修復(fù)水處理劑

引言

隨著工業(yè)的高速發(fā)展，水環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重地威脅著人類的生存環(huán)境，制約著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，水污染控制成為全世界共同關(guān)注的問題。目前的水處理技術(shù)中，生物處理法已成為世界各國控制水污染的主要手段，尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)將成為水污染控制領(lǐng)域重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段，主要應(yīng)用于廢水處理、生物修復(fù)以及微生物水處理劑等方面。

1現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn)

現(xiàn)代生物技術(shù)是指以DNA技術(shù)為先導(dǎo)，包括微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程和生物修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的一系列生物高新技術(shù)的統(tǒng)稱[1，2]。其中每個(gè)方面都有其特定的理論基礎(chǔ)和不同的應(yīng)用領(lǐng)域，但它們之間又相互補(bǔ)充和銜接，形成一個(gè)完整的體系。

生物技術(shù)的特點(diǎn)大致有[3]：①以生物為對(duì)象，不依賴地球上的有限資源,而是著眼于再生資源的利用；②在常溫、常壓下進(jìn)行，過程簡(jiǎn)單，可連續(xù)化操作，并可節(jié)約能源，減少環(huán)境污染；③開辟了生產(chǎn)高純度、優(yōu)質(zhì)、安全可靠的生物制品的新途徑；④可解決常規(guī)技術(shù)和傳統(tǒng)方法不能解決的問題；⑤可定向地按人們的需要?jiǎng)?chuàng)造新物種、新品種和其他有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生命類型。

2現(xiàn)代生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

廢水生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)過程對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術(shù)發(fā)展迅速，好氧法、厭氧生物法以及生物發(fā)酵法已趨于成熟，所以，這里只介紹固定化等新興技術(shù)。

2.1固定化微生物技術(shù)固定化微生物技術(shù)是生物工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)。進(jìn)入80年代后國內(nèi)外開始應(yīng)用這種具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)來處理工業(yè)廢水和分解難生物降解的有機(jī)物質(zhì)，一些具有特異性的優(yōu)勢(shì)菌種不斷得到改造或創(chuàng)造，將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進(jìn)行固定化后，菌體密度提高，大大提高了處理效率，尤其是對(duì)難降解有毒物質(zhì)有明顯優(yōu)勢(shì)。王增長等人利用新研制的聚集—交聯(lián)固定化細(xì)胞技術(shù)，將篩選的高效優(yōu)勢(shì)脫色菌種固定在活性污泥上，投加于“厭氧—好氧—生物濾池”工藝流程中，處理印染廢水，結(jié)果表明：出水色度極低，處理后的水可回用[4]。

2.2生物強(qiáng)化處理技術(shù)為了提高廢水處理的效果，而向廢水中投加從自然界中篩選的優(yōu)勢(shì)菌種或通過基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質(zhì)。主要強(qiáng)化方法有：①高濃度活性污泥法，以高污泥濃度和長泥齡來促進(jìn)對(duì)難分解物質(zhì)的處理，加快反應(yīng)速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法，是在普通活性污泥中加入無機(jī)鹽，多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉)，形成生物鐵絮凝體活性污泥，具有高濃度活性污泥法的特點(diǎn)，主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法，綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，使二者產(chǎn)生協(xié)同增效作用。在該系統(tǒng)中，每g活性炭去除1～3gCOD，分解廢水毒性能力明顯增強(qiáng)，同時(shí)提高脫氮水平。

2.3生物反應(yīng)器技術(shù)生物反應(yīng)器技術(shù)，是現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向?，F(xiàn)代化的新型生物膜反應(yīng)器，其共同特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)裝有比表面大的載體，有利于微生物附著生長形成生物膜，供氣或供給的其他反應(yīng)條件優(yōu)越，污染物具有充分的時(shí)間與微生物接觸，有利于增強(qiáng)微生物的分解代謝能力。目前，2000m3的反應(yīng)器已經(jīng)問世。雖然其處理能力較低，造價(jià)較高，但其管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低，所以歐美地區(qū)約有7%的污水處理廠采用該技術(shù)[6]。

3生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)[7]是利用生物，特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現(xiàn)場(chǎng)降解為CO2和H2O或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的工程技術(shù)系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解，但微生物可將其轉(zhuǎn)移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進(jìn)程，常常采用許多強(qiáng)化措施，使自然生態(tài)系統(tǒng)維持原狀的前提下，使受污染的環(huán)境得以修復(fù)。研究表明，生物修復(fù)與傳統(tǒng)的物化法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：①經(jīng)濟(jì)，僅為物化法30%-50%；②對(duì)環(huán)境影響小，不產(chǎn)生二次污染，遺留問題少；③最大限度地降低污染物的濃度；④修復(fù)時(shí)間較短，就地修復(fù)，操作方便。

生物修復(fù)中主要涉及兩大問題，即有效性和安全性評(píng)價(jià)。為提高有效性今后將應(yīng)用分子微生物學(xué)分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復(fù)的安全性評(píng)價(jià)水平，需發(fā)展鑒定微生物的分子生物技術(shù)，以確定微生物在環(huán)境中的去留和基因[8]。

4微生物水處理劑

微生物水處理劑主要集中在以下幾個(gè)方面：①微生態(tài)制劑。微生態(tài)制劑是一種由優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的微生物菌群、繁殖促進(jìn)劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑，已經(jīng)在保健領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。用于環(huán)境凈化的微生態(tài)制劑由于其應(yīng)用范圍廣、使用安全、無副作用，為區(qū)域環(huán)境保護(hù)提供了新的重要手段。歐美近年來加快了這方面的研究開發(fā)，已有采用微生態(tài)制劑原位修復(fù)水體的成功實(shí)例[9]。②生物吸附劑。生物吸附劑是廢水生物處理的一個(gè)新的發(fā)展方向，主要有兩大類：一類是高比表面積和高吸附率的生物體吸附水中的污染物；另一類是集生物吸附和生物降解能力為一體凈化廢水中的污染物的生物吸附劑。目前生物吸附劑的固定化技術(shù)使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復(fù)利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術(shù)，通過微生物發(fā)酵，抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價(jià)的水處理劑，這些是無機(jī)或有機(jī)合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點(diǎn)是降解性能好，成本低，無二次污染等。目前，已篩選出19種具有絮凝能力的微生物，其中，霉菌8種，細(xì)菌5種，放線菌5種，酵母菌1種[10]。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，微生物水處理劑的開發(fā)與應(yīng)用具有良好的前景。

現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域已顯示出獨(dú)特的魅力和應(yīng)用前景。但筆者認(rèn)為，今后應(yīng)從四個(gè)方面進(jìn)行深入研究：①分離、篩選和培養(yǎng)高效降解菌，利用微生物共代謝作用、多菌種協(xié)同作用降解難降解污染物；②構(gòu)建高效反應(yīng)器，優(yōu)化運(yùn)行條件，探索新技術(shù)新方法；③開發(fā)高效、無毒、廉價(jià)、可大批量生產(chǎn)的微生物水處理劑；④著力實(shí)踐和推廣生物修復(fù)示范工程，為生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供有力的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]李亞一.生物技術(shù)[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社.1994.1.

[2]王凱軍.發(fā)達(dá)國家環(huán)境生物技術(shù)研究規(guī)劃簡(jiǎn)介[J].給水排水.1996.22（9）：7-9.

第6篇：污水處理生物技術(shù)范文

［關(guān)鍵詞］生活污水地埋式園藝化PASG 工藝城市污水處處理

前言：目前，我國的水污染問題非常嚴(yán)峻，水污染情況已經(jīng)嚴(yán)重危及到我國人民的基本的正常生產(chǎn)與生活，水環(huán)境治理已經(jīng)迫在眉睫。同時(shí)由于小區(qū)處理水量小，管理水平有限，所以盡可能選用無污泥或少污泥的處理工藝，以避免因污泥處理不當(dāng)造成二次污染。為此，現(xiàn)已有許多學(xué)者致力于分散式處理模式的研究，并取得了較為理想的效果。

一、PASG的簡(jiǎn)介

地埋式園藝化高效污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)稱PASG（P:地埋式，A:以厭氧處理為主體，S:以綜合生物濾池為輔助措施，G:花園式園林式），是由成都瑞一達(dá)科技有限公司聯(lián)合相關(guān)高校共同開發(fā)并完善的新型污水就地分散處理技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)在于采用能耗最低、剩余污泥量少的二級(jí)生化處理工藝路線，能夠大幅降低運(yùn)行費(fèi)和基本上消除二次污染，增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)各種污水水質(zhì)的適用性，確保出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。我公司在四川省郫縣安靖鎮(zhèn)方碑村四社低槽溝末端污水處理工程就是采用PASG處理工藝。

二、PASG技術(shù)工藝流程、技術(shù)原理

PASG技術(shù)的工藝流程見下圖：

因綜合污水的水質(zhì)較為復(fù)雜，在前設(shè)立調(diào)節(jié)隔渣池，后接初級(jí)沉淀系統(tǒng)，以確保后續(xù)工藝的順利進(jìn)行，且如遇突況還能起到抗負(fù)荷沖擊的作用。通過除渣并均勻混合后的污水由水泵提升至厭氧池處理進(jìn)行厭氧生化處理，厭氧生化池內(nèi)裝放填料，并加入高效優(yōu)勢(shì)菌種。厭氧微生物附著于填料的表面生長，當(dāng)廢水推流通過填料層時(shí)，在填料表面的厭氧生物膜作用下，廢水中的有機(jī)物被降解，并產(chǎn)生少量沼氣，沼氣從池頂部溢出。第一級(jí)厭氧生化池對(duì)于廢水中的COD去除率能達(dá)到60%-80%。第一級(jí)厭氧生化處理后的一部分廢水通過格柵沖洗泵返回對(duì)調(diào)節(jié)隔渣池和厭氧生化池的格柵網(wǎng)進(jìn)行沖洗，另一部分廢水通過工藝控制泵提升后進(jìn)入第二級(jí)綜合生化池。

綜合生化池內(nèi)主要填充顆粒狀硬質(zhì)催化填料，并加入優(yōu)勢(shì)菌種及菌種載體。綜合生化池的硬質(zhì)催化填料中，含多種金屬混合體，其微弱的電池效應(yīng)緩慢釋放金屬離子。有不少的酶含有金屬離子，而且金屬離子往往是酶活性中心的組成部分，對(duì)酶的催化功能起重要作用。例如：α-淀粉酶的Ca2+，谷氨酸脫氫酶的Zn2+，過氧化氫酶中的Fe2+等等。通過增加或改變酶分子中所含的金屬離子，主要是二價(jià)金屬離子。例如：Ca2+，Mg2+，Mn2+，Zn2+，Co2+，Cu2+，F(xiàn)e2+等使酶的特性和功能發(fā)生改變，置換修飾，可使酶的活力提高并增加酶的穩(wěn)定性，并可控制優(yōu)勢(shì)菌群的生長方向，向有利除氮脫磷的方向偏離，向有利減緩生長繁殖的方向偏離，使綜合生化系統(tǒng)達(dá)到既能有效的除氮脫磷，又安全不會(huì)引發(fā)堵塞問題出現(xiàn)。

綜合生化池設(shè)置風(fēng)機(jī)一臺(tái)，以無壓的方式對(duì)該段工藝進(jìn)行供氧，并由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制供氧量。通過控制污水的溶解氧量，在綜合生化池中營造出溶解氧梯度分布環(huán)境，實(shí)現(xiàn)菌膜的厭氧、兼氧、好氧三種共生狀態(tài)，以去除污水中的NH3-N并深度去除COD；同時(shí)培養(yǎng)原生動(dòng)物，使污水中的P得以富集并最終脫離水體。綜合生化處理系統(tǒng)具有很強(qiáng)的生物脫氮能力，對(duì)低濃度的生活污水處理效果尤為突出，經(jīng)綜合生化處理系統(tǒng)處理后的出水達(dá)標(biāo)排放。

考慮到出水部分最后作為景觀用水，其余排放至小流域，如果長期進(jìn)行消毒的話，水體里會(huì)殘留有一定的余氯，對(duì)河道生物可能會(huì)造成一定影響，所以消毒設(shè)施應(yīng)該設(shè)立，但不一定隨時(shí)使用。

三、PASG技術(shù)的先進(jìn)性、創(chuàng)新點(diǎn)

（一）PASG技術(shù)的先進(jìn)性：

PASG技術(shù)的特點(diǎn)是以厭氧生化為主，輔以綜合生物處理的工藝路線。厭氧生化過程本身是一種不需要供氧、不需要耗能的過程，該過程污泥產(chǎn)量很低，基本沒有剩余污泥。同時(shí)，某些厭氧菌還有能力降解一些難于被好氧菌降解的有機(jī)污染物。在2000年申請(qǐng)PASG技術(shù)的專利之前課題組就進(jìn)行了國內(nèi)外文獻(xiàn)資料的查新工作，國家專利部門經(jīng)過一年的考查，確認(rèn)了本技術(shù)在國內(nèi)的先進(jìn)性。PASG技術(shù)將“污水治理工程與景觀園林工程同步建設(shè)形成生態(tài)環(huán)保公園”的新理念應(yīng)用實(shí)際，具有污染物去除率高、基本上沒有剩余污泥不產(chǎn)生二次污染和投資省、運(yùn)行維護(hù)成本低的優(yōu)勢(shì)，在國際上處于先進(jìn)行列，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)在國內(nèi)也處于領(lǐng)先水平。

此外，PASG技術(shù)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本技術(shù)由于整套設(shè)施可埋于地下，地表土壤可再利用為生態(tài)環(huán)保綠化或其他用地。因此，該技術(shù)使污染治理與生態(tài)環(huán)保得到完善結(jié)合。

2、就地分散處理可利用城鎮(zhèn)不規(guī)則零星用地，克服了集中處理建設(shè)投資大、管理費(fèi)用高、占地搬遷等弊病。

3、適用性強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定。由于目前生活污水水質(zhì)復(fù)雜，對(duì)處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響很大。本技術(shù)采用一級(jí)高效厭氧生化處理，以解決生活污水中混入的難處理、難降解的有機(jī)污染物的削減問題。因此，本技術(shù)不僅對(duì)單純的生活污水有很好的處理效果，對(duì)夾雜少量工業(yè)污染物的高濃度生活污水也有極強(qiáng)的降解能力。在利用本技術(shù)建成的工程中，有的已穩(wěn)定運(yùn)行8年。

4、本技術(shù)采用污泥產(chǎn)率低的生化菌種，基本上不產(chǎn)生剩余污泥，可以在數(shù)年內(nèi)不需要處理剩余污泥，減少了二次污泥，降低了運(yùn)行成本。

（二）PASG技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)：

1、由于通常的厭氧過程是一種非常緩慢的過程，而且對(duì)操作條件有較嚴(yán)格的要求。因此PASG技術(shù)采用高效生物技術(shù)和與之相適應(yīng)的工藝流程，把生活污水的生物處理過程由低效、高耗變?yōu)楦咝А⒌秃牡倪\(yùn)行系統(tǒng)，這在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

2、國外已有一些國家開始采用以厭氧為主的工藝技術(shù)處理城市生活污水；但是，厭氧處理之后往往還不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，那么，采用什么樣的經(jīng)濟(jì)有效方法才能使厭氧處理后的出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)呢？目前，這個(gè)問題在國際上還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，尚在研究之中。我們的PASG技術(shù)中的第二級(jí)的綜合生化處理系統(tǒng)較好地解決了這個(gè)問題。

3、通常情況下，厭氧處理后污水的NH3-N的濃度還很高，但是CODcr濃度已經(jīng)較低了，這種情況不利于NH3-N的去除，因?yàn)橐话愕纳锵趸c反硝化反應(yīng)，需要一定量的糖分參與代謝。我們的PASG技術(shù)中二級(jí)的綜合生化處理系統(tǒng)較好地解決了CODcr濃度較低的情況下去除NH3-N的難題。

4、PASG技術(shù)中二級(jí)的綜合生化處理系統(tǒng)的工藝狀況類似人工快滲和滴濾，兩者的填料系統(tǒng)都有菌膜生長到一定程度后容易堵塞的問題，我們用篩選的優(yōu)勢(shì)菌種和添加緩釋催化劑，有效的解決了系統(tǒng)堵塞問題，使系統(tǒng)能放心的埋于地下。在已經(jīng)建成的系統(tǒng)中，最長已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行8年，完全超越了人工快滲和滴濾的生化系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡需要的3個(gè)月到2年。

四、運(yùn)行成本及效益

經(jīng)該技術(shù)處理的生活污水出水COD等主要指標(biāo)優(yōu)于V類水體水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。處理費(fèi)用為0.1~0.15元/m3，比采用常規(guī)技術(shù)的0.55~0.60元/m3低許多。若以一10000m3/日污水處理項(xiàng)目計(jì)算，每年就可以節(jié)省費(fèi)用150萬元，加上中水就地回用，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是明顯的。其它水處理工藝也可建成地埋式工程，但投資及運(yùn)行成本偏高，如采用A/O法處理“中國第一水鄉(xiāng)”周莊古鎮(zhèn)生活污水的地埋式工程，投資成本為8714元/噸，污水處理成本為 0.931 元 / 噸。郫縣安靖鎮(zhèn)方碑村四社低槽溝末端污水PASG處理工藝工藝的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表 1。PASG 工藝處理安靖鎮(zhèn)方碑村四社生活污水的投資為 2000 元 / 噸，直接運(yùn)行費(fèi)僅為 0.11 ～ 0.15 元 / 噸，經(jīng)濟(jì)效益極為顯著?；瘜W(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、懸浮物（SS）和總磷（P）的去除率分別達(dá)到96.8%、96.6%、92.3%和 81.1%。正常運(yùn)行期間，可以減少化學(xué)需氧量的排放約為282.87t/a、懸浮物約為 51.10t/a、氨氮約為28.12t/a、總磷約為3.36t/a。方碑村四社生活污水 PASG 處理工程對(duì)減少污染物排放量、節(jié)約土地資源、減輕小流域水環(huán)境污染、改善農(nóng)村生活環(huán)境質(zhì)量起到了積極的推動(dòng)作用。

五、存在問題及改進(jìn)方法

（一）PASG技術(shù)中二級(jí)綜合生化系統(tǒng)中的硬質(zhì)催化填料的加工，有部分需要在現(xiàn)場(chǎng)完成，這樣，現(xiàn)場(chǎng)的施工管理質(zhì)量直接影響到污水處理工藝質(zhì)量。因此，進(jìn)一步開發(fā)改進(jìn)本技術(shù)中硬質(zhì)催化填料為定型產(chǎn)品，非常有利于工程工藝質(zhì)量控制。

（二）PASG技術(shù)雖然取得了很好效果，但還有需要改進(jìn)完善的地方，下一步的工作將從以下兩方面展開：1、在最佳水力停留時(shí)間確定的前提下，保持污染物去除率在穩(wěn)定的水平；2、進(jìn)一步提高TN，TP的去除效率。

六、 小 結(jié)

第7篇：污水處理生物技術(shù)范文

關(guān)鍵詞:生活污水處理技術(shù)研發(fā)

1.前言

加強(qiáng)生活污水的處理,是城市環(huán)境綜合整治的重要組成部分,也是社會(huì)主義環(huán)境建設(shè)的重要內(nèi)容。生活污水造成的環(huán)境污染不僅是水源地潛在的安全隱患,還會(huì)加劇淡水資源的危機(jī),使耕地灌溉得不到有效保障,危害人民的生存發(fā)展。因此,加強(qiáng)生活污水收集、處理與資源化設(shè)施建設(shè),避免因生活污水直接排放而引起的水體、土壤和農(nóng)產(chǎn)品污染,確保水源的安全和人民身心健康。

2.生活污水處理技術(shù)研發(fā)

2.1生物接觸氧化法

生物接觸氧化法,是一種介于活性污泥法和生物膜法的污水生物處理技術(shù),兼?zhèn)鋬烧叩膬?yōu)點(diǎn)。其主要構(gòu)筑物為生物接觸氧化池,池內(nèi)充填填料。已經(jīng)充氧的污水以一定的流速流經(jīng)被其浸沒的填料,在填料上形成生物膜。污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的作用下,有機(jī)污染物得到去除,污水得到凈化。由于池內(nèi)具備適于微生物棲息增殖的良好環(huán)境條件,因此,生物膜上生物相豐富、食物鏈長、微生物濃度高、活性強(qiáng),不產(chǎn)生污泥膨脹,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接觸氧化法具有多種凈化功能,除有效地去除有機(jī)物外,如運(yùn)行得當(dāng),還能夠脫氧和除磷。生物接觸氧化法的關(guān)鍵部位是填料。傳統(tǒng)的蜂窩狀塑料管較易堵塞,現(xiàn)在常采用吊掛式軟性填料和懸浮或半懸浮球形填料,能有效地防止堵塞,且面積較大,處理效果好。

2.2厭氧生物濾池

厭氧生物濾池是一種內(nèi)部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝置。厭氧微生物附著載體的表面生長,當(dāng)污水自下而上升式通過載體所構(gòu)成的固定床層時(shí),在厭氧微生物作用下,污水中的有機(jī)物得以厭氧分解,并產(chǎn)生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型,填料的發(fā)展迅速,其工藝流程為:進(jìn)水沉淀池厭氧消化池厭氧生物濾池拔風(fēng)管氧化溝進(jìn)氣出水井排水。污水經(jīng)沉淀池預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬跸剡M(jìn)行水解和酸化,可提高污水的可生化性,為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。在拔風(fēng)系統(tǒng)作用下,生物濾池處于兼氧狀態(tài),阻止了污水中甲烷細(xì)菌的產(chǎn)生,使整個(gè)系統(tǒng)仍處于酸性階段,而氧化溝內(nèi)溶解氧一般可穩(wěn)定在1.5―2.8 mg/L,污水在此進(jìn)一步好氧處理。拔風(fēng)系統(tǒng)是處理過程的關(guān)鍵。其主要優(yōu)點(diǎn)是不耗能、造價(jià)低、管理簡(jiǎn)單、無噪聲、無異味、掛膜快、剩余污泥量少、出水水質(zhì)好、運(yùn)行效果穩(wěn)定。

2.3土壤滲濾技術(shù)

地下土壤滲濾法在我國日益受到重視。中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)所“八五”、“九五”期間的研究表明,在我國北方寒冷地區(qū)利用地下土壤滲濾法處理生活污水是可行的,且出水能夠作為中水回用;1992年北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院對(duì)地下土壤毛管滲濾法處理生活污水的凈化效果和綠地利用進(jìn)行了研究;清華大學(xué)在2000年國家科技部重大專項(xiàng)中,首先在推廣應(yīng)用地下土壤滲濾系統(tǒng),取得了良好效果:對(duì)生活污水中的有機(jī)物和氮、磷等均具有較高的去除率和穩(wěn)定性,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分別大于80%、90%、90%和98%。 除此以外,浙江、廣東、天津和江蘇等地還分別在無動(dòng)力、地埋式厭氧處理系統(tǒng)、雨污分離管網(wǎng)輸送集中處理和生物投菌治理污水等技術(shù)方式應(yīng)用方面進(jìn)行了探索與嘗試,也都取得了一定的進(jìn)展。

2.4土壤毛管滲濾系統(tǒng)

該系統(tǒng)將污水投配到土壤表面具有一定構(gòu)造的滲濾溝中,污染物通過物理、化學(xué)、微生物的降解和植物的吸收利用得到處理和凈化。美國、日本、澳大利亞、以色列、俄羅斯和西歐等國一直十分重視該系統(tǒng)的研究和應(yīng)用,在工藝流程、凈化方法和構(gòu)筑設(shè)施等方面做到了定型化和系列化,并編制了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。該技術(shù)對(duì)懸浮物、有機(jī)物、氨氮、總磷和大腸桿菌的去除率均較高,一般可達(dá)70%―90%[7](P953-964),而且基建投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)簡(jiǎn)便,整個(gè)系統(tǒng)埋在地下,不會(huì)散發(fā)臭味,能保證冬季較穩(wěn)定的運(yùn)行,便于污水的就地處理和回用。因此,對(duì)于水資源供需矛盾日益緊張、生活污水污染日趨嚴(yán)重的地區(qū),該技術(shù)具有很強(qiáng)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

2.5微生物改性竹炭復(fù)合水處理技術(shù)

“微生物改性竹炭復(fù)合水處理技術(shù)”是南京林業(yè)大學(xué)的成果。主要有三個(gè)核心技術(shù):獨(dú)特的高效微生物菌群、高分子生物填料――生物帶和高效載體――生物改性竹炭。高效微生物菌群制備的高效微生物菌劑,具有高效性、針對(duì)性、靈活性、快速啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。高分子填料生物帶具有比表面積大,達(dá)到5萬m2/m3,掛膜速度快,表面呈正極性;斷面上由外及里形成了好氧、兼性厭氧和厭氧三種反應(yīng)區(qū),可以去除氮、磷、有機(jī)物等多種污染物質(zhì);單位容積固定的生物量高;安裝固定簡(jiǎn)單,運(yùn)用形式靈活等優(yōu)點(diǎn)。生物改性竹炭可以增加微生物和水體中污染物的接觸時(shí)間,能夠?yàn)槲⑸锶郝涮峁┓倍喽m宜的附著和寄居的場(chǎng)所,從而在生物量、生物相等方面大大加強(qiáng),系統(tǒng)降解污染物的效率得以提高。據(jù)悉,這項(xiàng)技術(shù)噸水投資僅為850元～900元(生活污水或工業(yè)和生活混合污水),比傳統(tǒng)污水處理工藝節(jié)省10～15%。運(yùn)行成本低,經(jīng)測(cè)算,運(yùn)行成本僅為傳統(tǒng)工藝的50%左右,一般運(yùn)行費(fèi)用低于0.3元/噸。處理效果可以穩(wěn)定到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),并且可以實(shí)現(xiàn)廢水回用。

2.6硅藻精土處理技術(shù)

本技術(shù)采用物理選礦法得到的硅藻含量≥92%的硅藻精土,通過加入表面處理劑,改性制成處理各種水質(zhì)的硅藻土水處理劑。這種水處理劑具有很強(qiáng)的吸附性,能將污水中的有機(jī)物和無機(jī)物吸附后很快絮凝沉降至底部并形成餅狀,獲得可循環(huán)使用的清水,而餅狀的沉渣可徹底分離。這種處理技術(shù),投資小、占地少、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、耗電和成本低、污染物去除率高,適應(yīng)性及連續(xù)處理能力強(qiáng),不僅具有傳統(tǒng)工藝的綜合優(yōu)點(diǎn),而且克服了傳統(tǒng)污水處理工藝的不足,還具有沉渣可徹底分離并回收利用的特點(diǎn)。

2.7生活污水凈化沼氣池技術(shù)

小型生活污水凈化沼氣池應(yīng)用常溫厭氧發(fā)酵技術(shù),按照“多級(jí)自流,逐級(jí)降解”的原理,建立Ⅰ級(jí)厭氧發(fā)酵―Ⅱ級(jí)兼性消化過濾的新裝置。它由厭氧發(fā)酵、兼性消化過濾、污水回流和填料等工藝組成。生活污水中大部分有機(jī)物經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣,發(fā)酵后的污水進(jìn)入兼性消化過濾池,部分未分解的有機(jī)物得到進(jìn)一步降解。沉淀下來的部分有機(jī)質(zhì)和活性污泥回流到厭氧發(fā)酵池內(nèi)提高厭氧發(fā)酵的效果,將達(dá)到凈化處理的目的。生活污水凈化沼氣池是一種小型分散化污水治理裝置,具有投資少,效果好,運(yùn)行無需能源支持等特點(diǎn)。目前該技術(shù)在漣水、東海等地得到廣泛應(yīng)用,成效較為顯著。

2.8跌水充氧生物接觸氧化技術(shù)

跌水充氧生物接觸氧化技術(shù)的原理是,生活污水首先進(jìn)入?yún)捬跽託獬?一方面,經(jīng)過厭氧發(fā)酵,將復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化成低分子揮發(fā)性脂肪酸,進(jìn)而產(chǎn)生甲烷和二氧化碳;另一方面,利用反硝化菌和原水中的碳源進(jìn)行反硝化;經(jīng)過厭氧處理后的污水用泵提升進(jìn)入多級(jí)跌水充氧接觸氧化池。接觸氧化池分多格串行,內(nèi)裝組合填料,其充氧采用跌水充氧方式,借助生長在填料上的微生物去除有機(jī)物;經(jīng)過跌水池的污水一部分回流入?yún)捬醭?另一部分進(jìn)入水耕蔬菜型人工濕地,進(jìn)一步去除氮磷等物質(zhì)。

參考文獻(xiàn):

第8篇：污水處理生物技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：膜生物；反應(yīng)技術(shù)；污水處理

Abstract： With the continuous development of China's economy and society， people's life continuously improved the standard of living， at the same time the survival of the natural environment had more stringent protection requirements， therefore， the membrane bioreactor technology was widespreadly used in sewage disposal. In this paper， the advantages and disadvantages of membrane biological reaction technology were analyzed， and several membrane biological reaction technologies used in environmental engineering wastewater were discussed.

Keywords： membrane bioreactor； reaction technology； wastewater treatment

在進(jìn)行污水和廢水處理中，使用最為廣泛的系統(tǒng)就是膜生物反應(yīng)器，膜生物反應(yīng)器屬于新型的污水處理系統(tǒng)，其可以將膜分離技術(shù)和生物反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)合，并通過膜生物反應(yīng)器中的膜組件有效將廢水中的污泥進(jìn)行清除，從而提高污水處理的質(zhì)量。因此，膜生物反應(yīng)器在廢水處理站的使用是非常重要的，同時(shí)為了避免膜生物反應(yīng)器出現(xiàn)故障，污水處理相關(guān)人員和企業(yè)應(yīng)該對(duì)膜生物反應(yīng)器進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)和養(yǎng)護(hù)工作。

1 膜生物反應(yīng)器的分類及特點(diǎn)

一般情況下膜生物反應(yīng)器中的膜組件在運(yùn)行過程中發(fā)揮著不同的作用，因此，根據(jù)膜組件的不同作用對(duì)膜生物反應(yīng)器進(jìn)行分類，大致可以分為：萃取膜生物反應(yīng)器、分離膜生物反應(yīng)器等[1]，其中在污水處理中使用最多的就是分離膜生物反應(yīng)器。膜生物反應(yīng)器的分類方式并不是只有這一種，還可以按照膜生物反應(yīng)器使用時(shí)放置的位置對(duì)其進(jìn)行分類，大致可以分為一體式膜生物反應(yīng)器和分體式膜生物反應(yīng)器。另外還可以根據(jù)膜生物反應(yīng)器使用方法和膜生物反應(yīng)器對(duì)氧氣的需求量等進(jìn)行分類。

在污水處理中膜生物反應(yīng)器具備超強(qiáng)的除污能力，因此其被污水處理體系廣泛應(yīng)用。膜生物反應(yīng)器對(duì)污水處理的基本原理是通過傳統(tǒng)的膜分離技術(shù)及廢水處理技術(shù)研究并結(jié)合而形成的新型處理技術(shù)。這種污水處理系統(tǒng)具備工作穩(wěn)定、除污能力強(qiáng)、處理量大等特點(diǎn)，在一定程度上提高了污水處理工作的效率和質(zhì)量。

2 膜生物反應(yīng)技術(shù)在污水處理中常見的運(yùn)用技術(shù)

2.1 內(nèi)部循環(huán)動(dòng)態(tài)生物反應(yīng)技術(shù)

動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器的膜基底采用的是價(jià)格低廉的微網(wǎng)材料，對(duì)污水處理采用活動(dòng)污泥的過濾性進(jìn)行水體污染物的清除?，F(xiàn)階段我國一般使用側(cè)向曝氣動(dòng)態(tài)膜生物處理系統(tǒng)。為了避免內(nèi)循環(huán)動(dòng)態(tài)生物反應(yīng)器出現(xiàn)短流或者流速較小的故障，相關(guān)人員可以使用外筒曝氣垂直流向的動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器。同時(shí)，在日常污水處理時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)該對(duì)部循環(huán)動(dòng)態(tài)生物器進(jìn)行故障檢測(cè)的維修工作，使其可以正常的運(yùn)行[2]。

2.2 曝氣生物濾池、氣浮、膜生物反應(yīng)器組合技術(shù)

曝氣生物濾池、氣浮、膜生物反應(yīng)器組合技術(shù)采用得到是組合工藝，在污水處理中其可以降低水中膠體、洗滌劑等污染物的含量，從而大幅度降低后續(xù)的污水處理難度，并對(duì)后續(xù)的污水處理工作提供便利，最能體現(xiàn)這一點(diǎn)的就是可以延緩曝氣生物濾池、氣浮、膜生物反應(yīng)器的膜污染物[3]。

3 膜生物反應(yīng)技術(shù)在污水處理中運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)

3.1 污泥產(chǎn)率低

在污水處理中使用膜生物反應(yīng)技術(shù)，可以使水中存在的污泥在生物反應(yīng)器內(nèi)部全部攔截，從而使污水中的排泥實(shí)現(xiàn)零排放。

3.2 增強(qiáng)傳氧效率

在膜生物反應(yīng)器中的曝氣裝置，因?yàn)槠洳捎昧诵滦偷耐笟饽ぃ赃@種透氣膜的傳質(zhì)阻力較小，同時(shí)這種透氣膜在高壓情況下還能繼續(xù)工作，并且不受氣泡大小和停留時(shí)間長等阻礙。這種透氣膜不但可以提高污水處理的效率，還可以保證供氧系統(tǒng)正常工作。

3.3 提升生物反應(yīng)器中硝化細(xì)菌的滯留生長

在污水處理中使用膜生物反應(yīng)技術(shù)可以防止硝化細(xì)菌的流失[4]，并維持反應(yīng)器中的硝化細(xì)菌始終處于高濃度狀態(tài)，增強(qiáng)硝化速度。

3.4 達(dá)到微生物和廢水分離的效果

在污水處理中使用膜生物反應(yīng)技術(shù)可以達(dá)到微生物和廢水分離的效果。因?yàn)槟ど锓磻?yīng)器的工作原理就是使用膜將微生物和廢水進(jìn)行分離，所以，在使用膜生物反應(yīng)技術(shù)處理污水時(shí)，污水從膜生物反應(yīng)器中流出而微生物卻被攔截，從而有效的將二者進(jìn)行分離。

3.5 分離效率高

在污水處理中使用膜生物反應(yīng)技術(shù)可以有效提高廢水和污染物的分離效率。因?yàn)槟ど锓磻?yīng)器在污水處理過程中不會(huì)出現(xiàn)污泥沉降的問題，而且反應(yīng)器的體積也較小，從而使膜生物反應(yīng)器在分離污染物時(shí)具備較高的分離效率。

4 膜生物反應(yīng)技術(shù)在污水處理中運(yùn)用的缺點(diǎn)

在污水處理中使用膜生物反應(yīng)技術(shù)并不是沒有缺點(diǎn)的。因?yàn)槟ど锓磻?yīng)技術(shù)在污水處理過程中比傳統(tǒng)的污水處理工藝會(huì)攔截更多的污染物，所以，膜在長時(shí)間使用之后，會(huì)出現(xiàn)堵塞的情況，導(dǎo)致通水量降低。另外，當(dāng)膜出現(xiàn)堵塞的情況之后，就需要相關(guān)人員對(duì)膜生物反應(yīng)器進(jìn)行檢測(cè)和維修工作，而且對(duì)膜附著污染物進(jìn)行清除是一項(xiàng)繁瑣復(fù)雜的工作，從而增加污水處理相關(guān)企單位的人力、物力、時(shí)間，導(dǎo)致水處理成本增加。

5 Y束語

綜上所述，雖然我國對(duì)膜生物反應(yīng)器的研究還處于初級(jí)階段，但是隨著我國科技技術(shù)的不斷發(fā)展，膜生物反應(yīng)器在污水處理中一定會(huì)發(fā)揮更大的作用，從而提高我國處理污水的質(zhì)量和膜生物反應(yīng)器處理污水的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]關(guān)萬里，韓文萍，劉小惠，等.膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的應(yīng)用分析[J].低碳世界，2016（28）：11-12.

[2]楊炎鋒.膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的應(yīng)用[J].建筑?建材?裝飾，2016（13）：236-237.

第9篇：污水處理生物技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】太陽能微動(dòng)力；農(nóng)村生活污水處理；無動(dòng)力多級(jí)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)；全自動(dòng)微動(dòng)力；人工濕地處理系統(tǒng)

農(nóng)村污水治理受地理?xiàng)l件、生活方式、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度等多方面因素的影響，一直是環(huán)境保護(hù)中的一道難題。中國長期城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)導(dǎo)致在污水處理方面城鄉(xiāng)之間差別顯著：在城市，污水不但有完善的收集、處理技術(shù)和設(shè)施，而且國家頒布系統(tǒng)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)加以控制；而占全國總面積近90%的廣大農(nóng)村，96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)[1]。統(tǒng)計(jì)顯示，中國農(nóng)村每年產(chǎn)生的生活污水量約為80 億t[2]。未經(jīng)處理的生活污水通過點(diǎn)源和非點(diǎn)源排放，將各類污染物帶入河流，嚴(yán)重污染各類水源，導(dǎo)致出現(xiàn)了包括藍(lán)藻、水華等諸多生態(tài)環(huán)境問題。中國農(nóng)村人口數(shù)量大，居住分散，造成農(nóng)村生活污水量大且難于收集，并且由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高，大部分農(nóng)村地區(qū)沒有采取任何生活污水的收集和處理措施。農(nóng)村污水已經(jīng)對(duì)農(nóng)村地區(qū)居住環(huán)境和人群身體健康造成了越來越大的威脅，成為了威脅國家水環(huán)境安全的重要因素。由于農(nóng)村生活污染源分散，不易集中，村鎮(zhèn)居民環(huán)保意識(shí)差，加上經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)落后，治理上也存在較大困難。因此，農(nóng)村生活污水已成為影響水體環(huán)境質(zhì)量的重要污染源。目前中國75%的天然和人工水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化[3]，而且這一趨勢(shì)正在不斷惡化中。如何治理農(nóng)村生活污水已成為國家和廣大民眾關(guān)心的焦點(diǎn)之一。

目前，國內(nèi)采用的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)主要有無動(dòng)力多級(jí)厭氧發(fā)酵技術(shù)、人工濕地污水處理技術(shù)及常規(guī)微動(dòng)力技術(shù)等。

1.無動(dòng)力多級(jí)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)

無動(dòng)力多級(jí)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)主要由2格以及2格以上的厭氧池串聯(lián)組成，其中各池之間靠管道連通，污水在池內(nèi)停留的時(shí)間為5～7天。生活污水經(jīng)過厭氧處理，生活污水中懸浮物可以沉淀，難降解有機(jī)污染物被厭氧微生物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物。該系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)單，抗沖擊能力強(qiáng)，運(yùn)行簡(jiǎn)便，非常適宜目前我國當(dāng)前資金短缺、能源不足的農(nóng)村生活污水處理；但占地面積大、出水水質(zhì)不理想。

2.人工濕地處理系統(tǒng)

人工濕地處理系統(tǒng)是由人工優(yōu)化模擬濕地系統(tǒng)而建造的具有自然生態(tài)系統(tǒng)綜合降解凈化功能，且人為監(jiān)督控制的廢水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)景觀效果好，投資省，但要較大的土地面積來保證處理效果，而且人工濕地構(gòu)造較為復(fù)雜，如何既能保證處理出水水質(zhì)又能在缺少運(yùn)維管理的情況下不發(fā)生堵塞等較為普遍的情況仍然不能很好的得到解決。

3.全自動(dòng)微動(dòng)力

“全自動(dòng)微動(dòng)力”污水處理工藝以成熟可靠的A2/O工藝為基礎(chǔ)，通過在生化池中掛設(shè)生物填料，增大污泥負(fù)荷，增加微生物著床面積，提高污水處理效率。

污水在厭氧池中進(jìn)行水解酸化過程，增加污水B/C，提高污水可生化性，減小后續(xù)反應(yīng)時(shí)間與處理能耗；缺氧池內(nèi)利用兼氧微生物來降解廢水中的污染物，反硝化菌成為優(yōu)勢(shì)菌種，進(jìn)行反硝化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)污水的脫氮；在好氧池中，通過適當(dāng)曝氣，有機(jī)物被好氧微生物進(jìn)一步生化降解，濃度繼續(xù)下降；同時(shí)氨氮被硝化，聚磷菌在好氧條件下大量吸收污水中的磷并貯存于體內(nèi)，最后通過沉淀池排放剩余污泥達(dá)到系統(tǒng)除磷的目的；最后進(jìn)入濕地濾池，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等共同作用進(jìn)行深化處理。

該工藝根據(jù)農(nóng)村居民的生活規(guī)律及來水量特點(diǎn)，間歇性的開啟曝氣、回流等設(shè)備，使污水處理系統(tǒng)在滿足出水水質(zhì)的前提下最大程度的節(jié)省能耗。整個(gè)系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程通訊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，無需專人值守，具有自動(dòng)化程度高、占地面積小、污水處理效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但該系統(tǒng)后續(xù)的運(yùn)營管理要求較高且產(chǎn)生一定的運(yùn)行費(fèi)用（主要是電費(fèi)），在農(nóng)村地區(qū)缺乏專業(yè)工程技術(shù)人員的條件下很難長時(shí)間正常穩(wěn)定運(yùn)行。

4.太陽能微動(dòng)力污水處理技術(shù)

太陽能微動(dòng)力污水處理技術(shù)由浙江浙大水業(yè)有限公司聯(lián)同浙江大學(xué)共同研究開發(fā)，該工藝以傳統(tǒng)“A2/O”工藝為基礎(chǔ)，根據(jù)太陽能光伏發(fā)電的特點(diǎn)，吸納“A2/O”工藝中的關(guān)鍵因素整合開發(fā)形成的一種全新工藝，整套工藝的動(dòng)力來源由太陽能微動(dòng)力污水處理設(shè)備。該設(shè)備以太陽能為能源，利用太陽能光伏板光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，為污水處理中的曝氣、攪拌、回流等提供動(dòng)力。同時(shí)，將設(shè)備運(yùn)行管理智能化，通過遠(yuǎn)程通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，達(dá)到遠(yuǎn)程控制、無人值守的目的。以適應(yīng)農(nóng)村基層缺乏專業(yè)技術(shù)管理人員的實(shí)際情況。

工藝流程說明

集中收集而來的污水首先進(jìn)入污水處理系統(tǒng)內(nèi)的厭氧池，在厭氧池內(nèi)污水完成水解酸化過程、產(chǎn)乙酸過程。通過水解和酸化過程，提高原污水的可生化性，從而減少后續(xù)反應(yīng)的時(shí)間和處理的能耗。

經(jīng)過厭氧池處理的污水進(jìn)入缺氧池。缺氧池內(nèi)利用兼氧微生物來降解廢水中的污染物。從好氧池回流的硝化液含有一定的溶解氧，改變了污水中的溶氧濃度，使污水形成較好的缺氧環(huán)境，反硝化菌在缺氧池利用新進(jìn)入的污水中豐富的有機(jī)物作碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將回流混合液中的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣，實(shí)現(xiàn)污水的脫氮。

接著污水進(jìn)入生物接觸氧化池，對(duì)污水中的有機(jī)物實(shí)行進(jìn)一步的降解。設(shè)計(jì)采用生物接觸氧化法作為好氧處理的工序。生物接觸氧化法又稱淹沒式生物濾池，是活性污泥法與生物濾池復(fù)合的生物膜法，池內(nèi)設(shè)有填料，填料上長滿生物膜，經(jīng)過人工曝氣的污水以一定的流速流過池內(nèi)填料，通過與生物膜的不斷接觸，在生物膜的作用下，污水得到凈化。在生物接觸氧化池中，通過曝氣設(shè)備對(duì)池內(nèi)污水進(jìn)行適當(dāng)曝氣，在生物接觸氧化池內(nèi)進(jìn)行好氧生化處理。在好氧生化處理中，有機(jī)物被微生物進(jìn)一步生化降解，濃度繼續(xù)下降；氨氮被硝化，NH3-N濃度顯著下降，隨著硝化過程的進(jìn)行，污水中NO3-N的濃度增加；活性污泥中聚磷菌在好氧條件下大量吸收污水中的磷，把它轉(zhuǎn)化成不溶性多聚正磷酸鹽在體內(nèi)貯存起來，最后通過沉淀池排放剩余污泥達(dá)到系統(tǒng)除磷的目的。

在經(jīng)過接觸好氧反應(yīng)后，污水中的污染有機(jī)物已經(jīng)被微生物基本消解，進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀，利用重力沉降將污水中的懸浮顆粒從水中去除，降低污水中懸浮物的濃度。

經(jīng)沉淀池處理后的水最后進(jìn)入濕地濾池進(jìn)行深化處理，濕地處理技術(shù)依靠物理、化學(xué)、生物的協(xié)同作用完成水的凈化過程，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)水的高效凈化。

對(duì)于產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)底泥，定期清理后，可放入堆肥場(chǎng)進(jìn)行堆肥，堆肥熟化后再作為有機(jī)肥進(jìn)行利用。

5.結(jié)語

太陽能微動(dòng)力污水處理系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)：

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，大大節(jié)省了土地資源，有效防止了土地資源的浪費(fèi)。

（二）采用太陽能綠色能源，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，并明顯降低運(yùn)行成本。

（三）采用微電腦全自動(dòng)控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程通訊，與全自動(dòng)微動(dòng)力處理工藝相比，運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行管理方便、出水水質(zhì)穩(wěn)定。

適合在農(nóng)村污水處理領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 關(guān)亮炯.我國水污染現(xiàn)狀及治理對(duì)策[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2004，14（6）：80-82.

[2] 嚴(yán)巖，孫宇飛，董正舉，等.美國農(nóng)村污水管理經(jīng)驗(yàn)及對(duì)我國的啟示.