生物处理技术

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生物处理技术范文第1篇

关键词：生物技术，制浆造纸废水，废水处理

制浆造纸工业对环境所造成的污染问题日益突出，其废水排放量占全国工业废水排放总量的10%左右，污染严重，需要二次处理。随着国家对环境保护的重视以及民众环保意识的不断提高，制浆造纸行业已将降低有害物质作为重要课题。生物处理是常用的制浆造纸废水处理技术，已被许多工厂采用。该技术的原理是利用厌氧和好氧微生物将废水中的溶解性有机物分解为二氧化碳和水等稳定的无机物，实现COD去除，达到净化水体的目的。根据参与作用的微生物种类和供氧情况，分为好氧生物处理和厌氧生物处理及好氧厌氧组合处理三大类。生物处理方法运行费用低廉，与其他方法组合可以大大提高造纸废水的处理效率。

1.好氧生物处理法

好氧生物处理法即在有氧条件下，好氧微生物(主要是好氧菌)以水中的多种有机污染物作为生长、繁殖和新陈代谢等生命活动的物质与能量来源，同时达到去除BOD的方法。根据好氧微生物在水体中和工作方式不同，可分为活性污泥法和生物膜法两类。

1．1 活性污泥法

经初次沉淀后的废水与由二次沉淀池来的回流污泥在曝气池起端进入池内，通过扩散或机械曝气进行充分混合与曝气，并通过活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去除废水中的有机物。该法适用于处理要求高而水质较稳定的废水。

由于普通活性污泥法曝气时间比较长，当活性污泥继续向前推进到曝气池末端时，废水中有机物已几乎被耗尽，污泥微生物进入内源代谢期，它的活动能力也相应减弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中残剩的有机物数量少。处于饥饿状态的污泥回流入曝气池后又能够强烈吸附和氧化有机物，所以普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到90～95%左右。

普通活性污泥法也有它的不足之处，主要是：①对水质变化的适应能力不强；②所供的氧不能充分利用，曝气池相对庞大、占地多、能耗费用高。有研究表明通过活性污泥工艺改良，可以明显改善生物系统污泥沉降性能及处理效果。

（1）SBR工艺

SBR（Sequencung Batch Reactors）是近年来在国内外广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术。SRB反应器的运行通常包括5个阶段：①进水阶段——加入基质；②反应阶段——基质降解；③沉淀阶段——泥水分离；④排放阶段——排上清液；⑤闲置阶段——活性恢复。这5个阶段都在曝气池内完成，从第一次进水到第二次进水称为一个工作周期。

SRB每个工作周期中各个阶段的运行时间、运行状态可以根据污水性质、排放规律与出水要求等进行调整。其操作简单，应用灵活，经济可行，能有效地去除常规活性污泥法难以去除的污染物，并能有效地克服活性污泥法污泥膨胀等问题。甲醇去除率达100%，COD去除率88%。据某些专家估算，SRB法投资运行成本要比常规活性污泥法节省30%。加拿大已成功应用SRB技术处理造纸厂多种废水；上海新伦造纸厂采用SRB技术进行废水处理并实现达标排放。

（2）HCR工艺

HCR(High Performance Compact Reactor) 是好氧生物处理技术的一个飞跃，它融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点。因此，其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短，是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法。

HCR系统主要包括：集成反应器、两相喷头、沉淀池以及配套的管路和水泵等。集成反应器为圆形容器，其外筒两端被封闭，连接着各种管道；内筒两端开口，两相喷头安装在反应器上部的正中央。循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器，由于负压作用同时吸入大量空气。水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区，把吸入的气体分散成细小的气泡。富含溶解氧的混合污水经导流筒达到反应器底部后，又向上返流形成环流，再经剪切向下射流，如此循环往复运行。于是，污水被反复充氧，气泡和微生物菌团被不断剪切细化，并形成致密细小的絮凝体。

据研究表明纸厂废水采用HCR工艺处理，其中悬浮物去除率和脱色率均在95%以上，BOD和COD的去除率也都在80%以上，其主要运行效果参数与传统活性污泥法比较得出，HCR工艺在充氧速率、容积负荷、污泥负荷、沉淀池表面负荷、剩余污泥产率、水力停留时间等方面都具有明显优势。

HCR工艺存在的问题：一是能耗，当污水 COD去除率在80%及其以下时，所需能耗低且效益好；如果COD的去除率要求过高，其能耗就直线升高。因此，在实际工作中也不能盲目地选用HCR工艺。第二个问题是泡沫，HCR在处理某些废水时，也和常规好氧工艺一样会产生泡沫，设计时必须考虑这一因素。

1．2 生物膜法

生物膜法是一大类生物处理法的总称，共同的特点是微生物附着在介质(滤料)表面上，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机物被微生物吸附转化为H2O、 CO2、 NH3和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般直接来自大气，生物膜法的处理效果和活性污泥法的处理效果差不多，与活性污泥法相比，其产生的污泥膨胀和剩余污泥量少，以及占地少和运行管理简便等优点。

目前采用生物膜技术的工艺也很多，常用的有生物滤池、生物转盘、接触氧化法以及生物流化床或膨胀床等多种工艺，本论文主要介绍一下接触氧化法以及生物流化床。

（1）生物流化床法

生物流化床是70年代开发的一种新型生物膜法处理工艺；以比重大于1的细小惰性颗粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等为载体；废水以较高的上升流速使载体处于流化状态；生物固体浓度很高，传质效率也很高，是一种高效的生物处理构筑物。

生物流化床具有以下优点：① 生物固体浓度高(10~20g/l)，因此容积负荷较高(7~8kgBOD5/m3.d以上)，水力停留时间可大大缩短，基建费用较小；② 无污泥膨胀或其它生物膜法中的滤料堵塞；③ 能适应不同浓度范围的废水，能适应较大的冲击负荷；④ 由于容积负荷和床体高度较大，占地面积较小。这些优点使它越来越受到水处理界的重视，目前已在生活污水和多种工业废水的处理上得到应用。近年来，内循环生物流化床研究得较多，还有人把流化床反应器与膜分离技术结合起来，建立了好氧流化床膜反应器，处理出水水质较高。

（2）生物接触氧化法

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物膜法之间的生物处理工艺。兼有活性污泥法与生物膜法优点，其机理是在曝气反应池内设置填料，池内既有活性污泥又有生物膜，形成密集的生物群体，较多的增加了废水与生物接触的面积，连续曝气和生物膜的及时更新，增强了生物的活性。科技论文。生物接触氧化池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。生物接触氧化法中微生物所需的氧通过鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，促进生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外，废水中污染物在此过程中被微生物分解消耗，从而使废水得到净化处理。

生物接触氧化法具有以下特点：①由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，故生物接触氧化池具有较高的容积负荷；②由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；③剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；④处理能力高，处理效果稳定。科技论文。

2．厌氧生物处理法

2．1 厌氧生物处理废水的基本原理

厌氧发酵处理的基本原理是将溶解在废水中的有机物，通过微生物作用使其转化成为生物气体，主要成分为甲烷，可作为工厂燃料燃烧以产生热量加以利用。

由于一般处理废水方法费用较高，特别是好氧发酵的动力消耗大，而且还要花费很多费用来处理生物污泥；而在厌氧生物处理过程中,复杂的有机化合物被降解和转化为简单、稳定的化合物,同时释放能量,其中大部分能量以甲烷的形式出现。厌氧生物处理是一种有效、简单、费用低廉的低成本处理技术，是将废水处理与能源回收相结合的一种技术；同时由于新的更加严格的环保法规对制浆和造纸工厂废水排放的限制，所以这些因素都促使制浆和造纸工厂采用厌氧处理废水。

2．2 厌氧生物处理废水的新工艺与技术

目前采用厌氧技术处理废水的工艺也很多，造纸业早使用的两种厌氧系统：厌氧接触工艺CSTR（continuous stirred tank）和上流式污泥床工艺UASB（Up-flow Anaerobic SludgeBed）。目前具有高传质效率和污泥浓度，高反应器负荷的具有代表的新型反应器有：流化床FB（Fluidised Bed）、膨胀颗粒污泥床EGSB（Expanded Granular SludgeBed）和内循环反应器IC（InternalCirculation reactiors）。下面就介绍一下UASB和内循环反应器IC两种厌氧生物处理废水的方法。

（1）UASB方法

在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器，它是由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

UASB的主要优点是：

①UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；②有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；③无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；④污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；⑤UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。

主要缺点是：

①进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；②污泥床内有短流现象，影响处理能力；③对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。

UASB工艺近年来在国内外发展很快，应用面很宽，在各个行业都有应用，生产性规模不等。科技论文。实践证明，它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺，既解决了环境污染问题，又能取得较好的经济效益，具有广阔的应用前景。

（2）内循环反应器IC

内循环厌氧反应器(Internal Circulation Reactiors 简称IC)是由荷兰Paques公司于20世纪80年代中期在UASB反应器的基础上开发成功的高效厌氧反应器。它也存在厌氧细菌聚集形成的“颗粒污泥”，也是上流式颗粒污泥处理系统。废水在反应器中也是自下而上流动，污染物被细菌吸附并降解，净化过的水从反应器上部流出。事实上，IC反应器可以简单化地理解为两个上下组合在一起的UASB反应器，一个是下部的高负荷部分，一个是上部的低负荷部分。IC反应器与UASB的最大不同之处是，废水处理中由COD转化产生的生物气的引出分为两个阶段，下部产生的气体产生一个水和污泥的循环回流，由此引起的强烈的搅拌作用和高的上流速度，极大地改善了污染物从液相到颗粒污泥的传质过程，因此有极高的净化效率，这是内循环Internal Circulation reactiors一词的由来。

内循环(IC)厌氧反应器目前已经成功用于造纸工业废水处理，与UASB相比它具有以下优点：有更高的负荷和净化效率，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上；占地面积小，其体积相当于普通反应器的1/4-1/3左右，大大降低了反应器的基建投资；抗低温能力强，IC反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重；具有缓冲pH的能力，内循环流量相当于第1厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对pH起缓冲作用，使反应器内pH保持最佳状态，同时还可减少进水的投碱量；内部自动循环，不必外加动力，节省了动力消耗；出水稳定性好；启动周期短，IC反应器启动周期一般为1～2个月，而普通UASB启动周期长达4～6个月；沼气利用价值高，反应器产生的生物气纯度高，CH4为70％～80％，CO2为20％～30％，其它有机物为1％～5％，可作为燃料加以利用。

结论：

制浆造纸废水具有浓度高、水量大、色度深、含纤维悬浮物多、BOD和COD含量高等特点。生物法处理制浆造纸废水具有效率高、成本低、二次污染少等优点,今后随着造纸工业和生物技术的迅猛发展以及对环境质量要求的提高,生物处理技术必将在制浆造纸工业废水处理中得到更广泛的应用，研究高效、低耗、技术简单的制浆造纸废水生物处理技术是一个非常有前途的课题。

参考文献：

[1]李显,康蔡卫. 介绍了 HCR废水处理新技术的特点 [J].广东造纸,1997. 4:24 - 26.

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[3] 贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].中国轻工业出版社,1999.

生物处理技术范文第2篇

【关键词】水解酸化；生物处理；研究进展；发展趋势

引言

随着工业的发展，特别是随着石油、化工、塑料及纤维等工业的发展，造成的水污染相当严重，污水成分已愈来愈复杂，大量结构复杂、难降解的有机物质和有毒物质进入废水和城市污水中，很难在短时间内被常规生物处理系统中的微生物分解氧化[1]。为了解决高浓度、高毒性、难降解有机废水的处理问题，国内外学者们通过水解酸化并投加具有特定功能的微生物、营养物或基质类似物。目前。常见的污水的生物处理技术可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。厌氧处理系统虽然具有剩余污泥少，成本低，能产生可利用的甲烷气等优点，但是其处理过程不稳定，不易控制，反应器初次启动缓慢，特别是出水COD浓度高，较难达到排放标准，故在厌氧生物处理系统后一般还需串联好氧处理系统，运用这种串联系统虽然使出水水质得到了改善，但由于厌氧段采用甲烷化，对操作和运行条件要求严格，原水中大量易于降解的物质（如有机酸等）在厌氧处理系统中被甲烷化，剩余的主要是难降解或厌氧消化的剩余产物，因此，后续的好氧处理尽管负荷较低，但是处理效率也很低。直到80年代后出现了水解（酸化）好氧生物处理工艺，即从污水中获取养分，同时降解和利用有害物质，对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物起到降解作用，从而达到提高废水处理效果[2]。该方法与生物技术处理相结合，加上生物处理法具有消耗少、运转费用低、工艺简单、操作管理方便和无二次污染等显著优点，这种所谓新兴治理方式得到了越来越多人的重视，并在全世界范围内得到了积极发展和应用，也取得了良好的经济和社会效益[3]。

1.水解酸化-生物处理技术的机理

1.1水解酸化机理

废水厌氧生物处理技术是指在分子氧不存在的条件下，通过厌氧微生物包括兼性厌氧微生物的作用，将废水中各种复杂的有机物质分解成甲烷和二氧化碳等物质的过程。厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物分解为简单的、稳定的化合物，并释放能量。其中，大部分能量以甲烷的形式被释放，而只有少量的有机物质转化为一个新的细胞成分。

大分子有机物的厌氧降解过程可以分为四个阶段，即水解阶段、发酵（或酸化）阶段、产氢产乙酸阶段与产甲烷阶段。水解阶段是将非溶解性的复杂的聚合物转化为溶解性的简单的单体或二聚体的过程。发酵阶段则是将溶解性有机物转化为以挥性为主的末端产物的降解过程，在发酵阶段，有机物化合物同时作为电子和电子供体，因此这一降解过程也称为酸化。在产氢产乙酸阶段中，发酵阶段的产物在产氢产乙酸菌的作用下被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。在最后的产甲烷阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

水解酸化处理是指将厌氧过程控制在厌氧生物处理的第一和第二阶段，即水解阶段与发酵阶段，在水解酸化处理阶段，兼性的水解产酸菌可以利用H2O电离的H+和OH-将复杂的有机物分子中的C-C打开，一端加入H+一端加入OH-，可以将长链水解为短链、支链水解为直链，环状结构水解为成直链或支链，从而把复杂的有机物转化为简单的无机物，提高污水的可生化性。

水解酸化的反应式一般可以写作以下形式：

R-X+H2O―>R-OH+X-+H+

其中，R表示大分子有机物的主体碳链，X表示分子中的极性基团。水解酸化工艺的优点除了将大分子有机物分解为小分子，减少后续工艺的运行时间外，还可以大幅度去除废水中的悬浮物和有机物，能够较好的抗冲击负荷，保证后续工艺的进水稳定性，并且产泥量小，易处理。水解酸化工艺的不足之处为，单独运行无法达到出水水质的要求，一般要与其他工艺联用。

1.2活性污泥法机理

活性污泥净化废水，主要依靠悬浮于水中的多孔性胶体絮状污泥。它是多种细菌组成的，至少有50多种。活性污泥中还含有多种原生动物，在曝气槽中装有各式曝气设备，进行强制通风，不断的提供氧气。净化作用分两部分：首先是活性污泥的表面吸附作用。包括物理吸附、电吸附和化学吸附作用，能吸附细小悬浮物、有机胶体和溶解性有机物。其次是生物氧化作用，被吸附的物质在细菌体内氧化分解，排出二氧化碳、水和氨，并繁殖细菌本体，使污泥恢复吸附能。曝气槽中，还繁殖有多种原生动物，它们不但食掉有机物，还以细菌为食料，以抑制过多污泥产生。活性污泥一般的流程是这样的：首先，废水流经一级处理系统除去硬渣、砂石和部分纤维等悬浮物。而后进入活性污泥曝气池，同时空气不断地通入池中，以维持废水中的溶解氧在l.0mg/L左右，并控制污泥浓度在6000-3000mg/L[4]。此时溶解性有机物被大量降解。最后，夹杂着活性污泥的废水进入沉淀池进行固液分离，上清液排出系统流入排放水体，沉淀的污泥一部分回流入曝气池，另一部分进入污泥处理系统。活性污泥法一般BOD负荷可达3-5kgBOD/（m3・d），其BOD去除率为60-70%，COD去除率仅为40%。

1.3生物膜法机理

膜生物反应器是将膜分离技术和生物技术有机地结合在一起，以膜技术的高效分离作用取代传统活性污泥法中的二沉池，实现传统工艺所无法比拟的泥水分离和污泥浓缩效果，消除了污泥膨胀的影响，并可大幅度提高曝气池中活性污泥的浓度，省却了污泥回流系统，反应器在高容积负荷和低污泥负荷、长泥龄运行下，大大减少了剩余污泥量，并通过膜的高效截留作用，可以使废水中大分子难降解成分截留在反应器内，延长了反应时间，大大提高了难降解有机物的降解率，并实现对悬浮物、病原菌和病毒的有效去除，提高处理出水水质，在通常情况下，其处理出水无需进行消毒处理即可达到相关的卫生标准[5]。

1.4生物接触氧化法机理

生物接触氧化法中，填料表面全为生物膜所布满，由于丝状菌的大量滋生微生物有可能形成一个呈立体结构的密集生物网而附着在填料上，同时由于曝气吹脱使部分絮体或碎裂微生物膜以悬浮状态存在于污水中。起初附着于填料表面只有少量的微生物，由于微生物的不断繁殖，在具备充足的溶解氧和丰富的营养物质的情况下，生物膜变得越来越厚。这是好氧菌通过吸收扩散到生物膜内溶解氧和有机物用于自身的生长代谢的作用。当生物膜厚度生长到一定程度的时候，生物膜内层不能支撑其表面的生物群体时，这时好氧菌开始死亡随之溶化，此时内层的厌氧菌开始得以繁殖发展。厌氧菌经过了一段时间的积累后其数量开始减少，又由于有代谢气体从内部跑出，便使得内层生物膜表面由于这种作用产生了出现许多孔道，生物膜的附着力明显降低，并成块的脱落下来，在脱落的填料表层，微生物又重新积聚成为生物膜，这样就使微生物能够保持良好的活性，新陈代谢处于良性循环。从而能够取得稳定的去除效率。生物接触氧化法中固着的生物膜不同于一般生物膜。生物膜的厚度取决于水中有机物的浓度和曝气量，通过在氧化装置中采用曝气方式，不仅为生物膜提供了较充足的DO，而且由于曝气的搅动作用，也使生物膜的更新速度加快，这样使得膜的活力与氧化能力会得到有效的提高。并且由于空气不断地打入水中，其不断的搅动水体能使污水形成了紊流，这样便使得污水与固着在填料上的微生物可以有效的相接触，对于生物滤池中可能存在接触不良的这种现象，通过曝气大大降低了其发生率。

2.水解酸化-生物处理技术的应用

随着生物处理技术的日益成熟，已广泛应用在多种废水的处理中.主要通过提高目标污染物的去除效果，改善污泥性能、减少污泥产量、缩短系统的启动时间，增强耐冲击负荷的能力和系统的稳定性、添加生物酶，加快反应进行。

李海英等为期1个月的连续处理造纸漂白废水试验表明，固定化细胞的酶活性及可吸附有机卤素（AOX）去除率均高于自由菌液，对温度和pH的适应范围较宽；在停留时间为2.4h时，其去除率可稳定在80%左右[6]；

乔庆霞等选育优势菌处理含氯漂白废水中段水相对浓度为50%，pH为7.0，菌液量为2ml时，对废水中有机氯化物和COD的综合处理效果较好[7].生物增强作用比一般的废水处理方法更能提高系统对BOD5，COD，TOC或某种特定难降解物的去除效果。

韩长秀等利用投加高效菌种强化法处理牛奶废水，在延时曝气、曝气塘和氧化沟3种不同的处理系统，都提高了BOD5，COD的去除率[8]；

刘晖用该方法处理马铃薯废水时，TOC的去除率达到98%；通过在活性污泥法中投加苯酚降解菌，在40d内处理系统对苯酚的去除率保持在95%～100%，而没有采用生物强化的中苯酚的去除率降低到40%，提高苯酚的去除率[9]；

林俊岳在附着生长生物床中，加入降解BTX（苯、甲苯、二甲苯）的混合优势菌，生物增强系统的去除效果提高7mg/L BTX；生物增强作用不仅可以有效地消除污泥膨胀，增强污泥沉降性能，且可减少污泥产量，一般可使污泥容积降低20%左右[10]。

D.RenateHuebner.改善出水水质，减少污泥排放和污泥处理的能耗.结果表明，接种生物增强剂运行3周就可消除污泥膨胀现象[11]；

潘景盛在大规模废水处理中，使用生物增强剂后，污泥床厚度下降到2m左右，降低能耗，控制臭气的产生，缩短系统的启动时间，达到较高的快速处理效果，增强系统的耐冲击负荷能力以及处理系统的稳定性[12]。

3.结语

从国内外废水生物处理法的研究与应用现状来看，不断推出更好的生物处理工艺，去除污水中溶解和胶体的有机物质的效率越来越高，污水出水水质好，达到排放标准，已成为在现代废水处理的研究热点。废水生物处理向着更先进、更高效、更节能、自动化程度更高的方向发展，细胞及微生物固定化技术的应用、新型填料与载体的开发应用、节能技术突出等领域取得长足的进展。该方法具有提高难降解有机物的去除率、改善污泥性能、缩短系统的启动时间、增强系统的运行稳定性和耐冲击负荷能力，显著提高水处理范围和水处理能力，具有工艺简单、经济、处理能力强、占地面积少、运行方式灵活等优点，是一种投资省、运行费用低、处理效率高的废水处理的新工艺。该技术广泛应用于生活污水、纺织、屠宰、造纸、核污染等废水处理.然而目前建造的废水处理工程与设施的投资和昂贵的运行、管理费用成为废水处理工程中的瓶颈。如何改善载体的结构，提高对微生物的附着能力、加强传质、提供更大的孔隙率和比表面积，改善材质以降低生产成本及运行成本等将成为这一领域中较为集中的研究课题。因此，生物强化技术与传统生物处理技术相结合，成为废水生物处理的必然趋势，对经济与环境的可持续发展具有深远的历史意义！

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生物处理技术范文第3篇

[关键词]污水处理 生物技术 降解

中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0221-01

当前，我国污水处理行业中常用的活性污泥方法存在着处理成本较高、对水质和水量的适应性较差，容易导致二次污染等问题。而生物处理法是通过充分利用微生物的新陈代谢作用，将水体中的废物进行分解、吸收，从而达到治理污染的目的。该方法与传统的物理法、化学法相比，其不但成本较低、效率较高，而且操作相对简单，没有二次污染，已经在城市生活污水及工业污水处理中得到了较为广泛的应用。

1、污水处理的深远意义

在我国城镇化速度加快的背景下，城市产生了大量的污水，其中生活污水占到污水总量的70%以上。而生活污水中通常含有大量的有机物，包括糖类、淀粉、油脂、蛋白质和尿素等物质，这些物质不含毒，但是其中包括大量的含氮、磷等植物营养元素。在对应的时间和空间范围中，这些污染物质大量的涌入自然水体中，从而超过了天然水体的自净能力，使得水体出现富营养化。这时，水体中的大量有机物使得好氧菌大量繁殖，将水中的溶解氧消耗，同时使得其他的水生植物迅速增加，导致水体透明度下降，直到使得水体中的好氧菌下降至零。这时，好氧菌开始死亡，而厌氧菌则开始大量繁殖，将其中的有机物分解，产生硫化氢、硫酸等物质，导致水体质量恶化、水体自净功能退化，生态结构遭到破坏，最终对周围环境产生永久性的破坏。因此，做好城市污水处理工作，对保证城市可持续发展具有重要意义。

2、污水处理中生物技术应用的特点

在传统的污水处理生物技术中，使用的处理方法主要包括活性污泥法、厌氧处理法等。这些方法能够将水体中的大部分有机物去除，而且操作程序较为简单，具有稳定性相对较高的特点，在较长一段时间内一直被用作关键的污水处理技术。但是，其也存在着适应性较差、容易造成二次污染等问题。随着生物科学技术的持续发展，先进的生物技术开始在污水处理中得到应用。例如，当前新型的污水处理生物技术包括微生物处理技术、生物修复技术、固定化微生物技术等。从大量的污水处理实践来看，与传统的生物处理技术相比，新的生物技术不但处理费用较低，而且对环境的二次影响较小，能够加速对污水的处理和修复，在实际处理中获得了良好的效果。例如，其具有处理效率高、固液分离效果好的特点。

3、污水处理生物技术的具体应用

根据上文分析，与新型的生物技术相比，虽然传统生物技术存在一定的不足，但是其依然具有一定的优势和特点。所以，在污水处理过程中，要联合传统生物处理技术和新型生物处理技术，使得整个处理过程更加全面、合理，在保证处理质量的同时，确保处理过程的经济性。

3.1 生物修复技术及其应用

在污水的处理过程中，生物修复技术一直主要用于被石油污染的土壤。我国的石油总量虽然较多，但是因为人口众多，与世界各国的人均石油占有量相比一直处于较低水平。石油是社会经济发展的重要资源，而石油污染也时困扰人们的重要问题。通过使用生物修复技术，能够对石油进行充分讲解。同时，生物修复技术还能够在地下水、废水的处理中得到因公。利用微生物的分解作用，能够将被石油污染的水体中的有害物质讲解或者转化成为无害物质。其中，主要是将污染物降解（转化）成为水、无污染物质、二氧化碳等。在处理过程中，不论是讲解还是转化，均能够达到污水处理的目的。该生物技术具有时间短、效率高的特点，在工程应用中受到人们的青睐。

3.2 生物强化技术及其应用

生物强化技术的特点在于操作程序简单、具有较强的针对性、成本较低，而且事实效率较高，所以在当前的污水处理过程中得到了较为广泛的应用。生物强化技术不但能够氧化并分解有机物，同时还能够有效的实现凝聚与沉降功能，使得其中的活性污泥可以从混合液当中离析出来，通过澄清之后获得清洁的水体。随着新型填料技术的开发和应用，并随着配套技术的持续和完善，与之相配套的其他生物技术和工艺得到了快速应用和发展。在实际的使用过程中，为了达到提高处理效果、降低处理成本的目的，人们开始开发并实施其他的氧化技术。例如，城市工业生产中产生的焦化废水由于成分较为复杂，而且其中含有大量的无机物和有机物，一直被当作为难以讲解的工业废水。在传统的处理过程中一般通过投放高效菌种，然后通过固定法、高效降解微生物法等强化技术之后进行处理。使用这种处理技术时，因为分散性更加均匀，使得整个反应过程更快，微生物的呼吸速率得到提高，这不但增强了微生物的活性，同时还降低了生物处理的控制成本和费用。同时，由于混合菌的讲解能力要高于单一菌种，因此该种处理技术的讲解能力和讲解速度都得到明显提升，并且其稳定性及抑制其他杂菌生长等性能得到明显改善，这使得该中强化处理技术的污水处理技术的净化效果也更佳。

3.3 生物膜法技术及其应用

生物膜法又被称作为固定生长法，其是与活性污泥法相媲美的一种污水好氧生物处理技术。该种处理技术的实质是：含有污染物以及微生物的废水在具体的载体表层流动，一定时期之后，废水中的微生物将会附着在这些载体的表层，并通过增值、生长，最终成长、形成一层膜状的生物污泥，即生物膜。因为废水当中包含有机污染物，其可以作为营养物质而被生物膜中的微生物吸收，最终使得废水得以净化、微生物自身种群也得以繁衍、增值。

生物膜法主要包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、曝气生物滤池、生物流化床等不同类型的工艺方式。其中，使用生物滤池的废水处理方法的优点在于其工艺相对简单，而且操作程序单一。但是，该种处理技术和工艺也存在一定的缺点：由于微生物长期附着在滤料的固定表层生长，不能随着环境的改变而将反应器当中的菌类生物量进行调整，这也使得其没有一个有效的方式对处理后的水质进行控制。一旦增加废水的浓度或者流量，会使得出水水质不可控。当温度降低之后，基质的去除速率同样会下降，导致污水的处理效果下降。所以，在设计的过程中要根据实际情况综合采用不同的处理技术，使得污水处理能力更加全面。

参考文献：

[1]闫茹.污水处理生物技术的应用[J].城市建设与理论研究，2014（10）.

生物处理技术范文第4篇

[关键词]城市污水；微生物技术；处理；应用

中图分类号：TG322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01

目前，微生物处理技术主要应用在对生活污水以及工业废水处理中，并且取得了很好的反响。微生物处理技术具有较高的经济性和沉降性，并且吸附能力和降解能力较强，因此使用微生物技术处理污水将成为必然的趋势，其不仅能减少投入的成本，并且对环境不会产生二次污染。

一、城市污水的性质

随着城市化建设的不断加快，水污染问题越来越严重。城市污水主要是指排入城镇污水系统中的污水，其中包含生活污水、城市降雨径流以及工业废水等。人们日常生活中产生的水称为生活污水，生活污水主要成分是无毒有机物，例如：淀粉、蛋白质、糖类以及油脂等，并且其中还包含植物营养元素，例如：氮和磷等。生活污水与工业废水相比，前者相对稳定一些，并且浓度较低。当生活污水中的污染物质排入到天然水体中的时候，其自净能力超过了水体本身，从而使水体富营养化。工业废水中主要包括循环冷却水冲洗废水以及工艺废水等。工业废水的性质差别较大，并且毒性较高，因此对工业废水处理的难度非常大。城市降雨径流是指雨水和冰雪融化水。有些城市设置了污水管道和雨水管道，而降雨径流是流到雨水管道中的，如果将降雨径流和城市污水一起进行处理的话，当雨水量较大的时候，会超过截流干管的输送能力，甚至会超过污水处理厂的处理能力，从而使大量的污水出现溢流的现象，这会对环境产生极大的影响。

二、微生物处理污水的原理

微生物处理污水的原理如图1所示：

微生物净化污水的过程主要是指在污水处理装置中采用不同性能的微生物，并且让它们相互配合，从而实现物质循环的过程。当城市污水进入污水处理装置中的时候，微生物会发挥其作用。微生物在一定条件下，能够对水体进行分辨，判断出水体的成分，从而有选择性的进行处理，并且不断地进行有规律的改变。微生物区系对污水中的有机物或者是有毒物质进行分解和氧化等处理，从而对污水起到净化的作用。污水经过处理后，可流入河道或者被二次使用。污水经过微生物处理后，会生成大量的废渣和生物膜的残余物，这些物质可以通过厌氧处理，从而生成可被利用的沼气以及有机肥料。

三、微生物技术在污水处理中的应用

（一）微生物酸化废水处理技术

1、技术原理

一些有机物经过水解和发酵之后会形成有机酸，其能够调节溶液的pH值，并且利用这种水解发酵对造纸黑液进行处理，降低其pH值，从而使其满足后续生化处理的要求，这个过程就称为微生物酸化法。目前微生物酸化是比较新型的废水处理技术。微生物能够对一些有机物进行处理，将其转化为小分子的化合物，并且将一些能够合成高分子化合物转化为容易降解的低分子化合物。微生物酸化技术会涉及到很多反应，具体包括水化分解、微生物代谢反应以及酶系统等，微生物酸化技术就是以这些反应为条件，让它们相互促进、相互合作完成的。微生物酸化作用其实质也是一种酶促生化反应。

2、 微生物酸化技术的应用

微生物酸化法能够对石灰法以及碱法稀黑液进行厌氧预处理，但是必须要求其pH值较低。微生物酸化技术能够去除污水中的一部分有机物，经过微生物酸化技术处理后的有机物，能够被好氧生物分解。因此微生物酸化技术在目前污水处理中得到了广泛的应用。微生物酸化技术能够减少好氧段单元的鼓风量，并且能够降低对能源的消耗，同时也会减少投入的成本。在使用微生物酸化技术的时候，水解酸化菌能够分解出起泡的物质。这就使下一个阶段的泡沫相对少一些，从而不会出现溢出的现象。

（二）微生物絮凝剂技术

1、微生物絮凝剂技术的特点

首先，微生物具有一定的高效性和无毒性。微生物絮凝剂技术与其他常用絮凝剂相比，在同等剂量的情况下，前者对活性污泥的絮凝速度影响较大，并且能够增大絮凝速度，同时利用过滤法能够除去絮凝沉淀物。我国一些企业会将微生物絮凝剂应用到食品和医药的生产中，这就表明微生物絮凝剂是无毒的。其次，微生物絮凝剂技术不能对环境造成二次污染。微生物菌体分泌出的生物高分子物质称为微生物絮凝剂，其属于天然资源，因此对微生物絮凝剂的应用不会对环境造成污染，并且危害不到其他的生物，从而不会对环境产生二次污染。最后，微生物絮凝剂技术投入的成本相对较低。微生物絮凝剂是生物菌体，并且也是有机高分子，和其他化学絮凝剂相比，相对便宜一些。生物发酵产生微生物絮凝剂，而化学絮凝剂是通过人工合成的，因此在其他化学絮凝剂生产的过程中，会用到一些原材料以及生产工艺，同时也会消耗能源，从这可以看出，微生物絮凝剂投入成本相对较低。

2、微生物絮凝剂技术的应用

（1）能够脱掉废水的颜色。目前，我国对城市污水进行处理过程中，虽然能将生化需氧量降低，但是依然不能很好的对可溶性色素溶液进行脱色。而微生物絮凝剂恰恰能解决这个问题。微生物絮凝剂由微生物脱硫菌种生成之后，其具有一定的絮凝沉淀效果，并且对于一些高分子絮凝剂不能除去的颜色，微生物絮凝剂却可以对其进行有效的脱色。

（2）能够处理畜产废水。在畜产废水中生化需氧量较高，因此对其进行处理过程是非常困难和复杂的。采用高分子絮凝剂对其进行处理，虽然处理效果比较好，但是会对环境产生二次污染，而微生物絮凝剂不仅可以对畜产废水进行有效的处理，而且不会污染到环境，同时经过微生物絮凝剂处理后的废水是非常清澈的。

（3）对膨胀污泥的处理。如果用活性污泥对工业废水进行处理，则会形成容易膨胀的活性污泥，这会严重影响到处理的效果。而用微生物絮凝剂正好解决的这一问题，其不仅可以对活性污泥膨胀的问题进行有效的处理，还可以改善污泥的沉降性能，防止污泥发生解絮的现象。例如：对甘草制药废水进行处理的时候，会生成活性污泥，并且其会发生膨胀，如果向其中加入微生物絮凝剂，污泥的膨胀就会逐渐的被消除，还可以改善甘草制药废水的沉降性能。

结语：

随着人们生活水平的不断提升，人们对生活品质也有了更高的要求，而对于水污染问题人们也越发的重视。当前在污水处理中应用最广泛的就是微生物处理技术，微生物种类非常多，并且分布非常广泛，同时微生物是天然的资源库，因此在城市污水处理中，微生物技术都得到了广泛的应用，并且起到了保护环境的作用。

参考文献

生物处理技术范文第5篇

【关键词】农村生活污水 污水收集 污水处理

1.生活污水的特征与及出水水质要求

生活污水主要来自于厨房、沐浴、洗涤和冲厕等，污水的数量、成分、污染物浓度和农村居民的生活习惯和生活水平密切相关。通常农村生活污水主要有如下特征：有机物含量较高，可生化性好，重金属物质含量低，水质水量变化大。

针对当地生活污水排放的特征，需要在保证出水水质满足国家排放标准的前提下，满足“经济、高效、简便易行”的原则，根据实际情况选取污水处理工艺。在我区工程建设中，工程区域内农村生活污水经污水收集管网收集后统一进入分散式污水处理站，各处理站处理后的尾水就近排入附近河道中，受纳水体为镇、村级河道。出水水质要求按照《上海市农村生活污水处理工程出水水质暂行规定》中的标准执行，对于水源保护区，处理尾水应当达到规定的一级标准；对于非水源保护区，处理尾水应当达到规定的二级标准。

2.农村污水收集方法

我国大部分农村缺乏完善的排水设施，因此需要结合当地地形条件、因地制宜的采用不同模式收集污水，主要有以下的方式：

2.1 住户分散收集模式

单户收集模式适用于住户居住分散，地势起伏的农村地区。划分不同区域，单户或邻近的几户铺设污水管网，将厨房和厕所污水经过管道排到自己建造的粪池后沼气池中。

2.2 镇村集中收集模式

这种模式的适用条件是地势平缓，居住集中的农村地区。镇村统一铺设污水管网，污水进行收集后，进入镇村污水处理站集中收集。

2.3市政统一收集模式

这种模式适用于镇村内有市政污水管道直接穿过，或是依靠重力流一次排入市政管网的农村地区。镇村统一铺设污水管网，污水收集后接入附近的市政管网，进入污水处理厂统一处理。

我区工程建设按照纳管优先原则，根据各镇、村地理位置，周围有或相距已建市政污水管网较近的市政污水管道的采取优先纳管，不能纳管根据污水水量和水质，选用先进、可靠、经济、有效的就地处理技术，达标排放。

3.农村污水处理技术

3.1技术选择原则

由于农村地区经济技术薄弱，缺少足够的资金和专业的技术管理人员，所以农村生活污水处理方式不能套用城镇污水处理方式，须结合农村实情和生活污水特点科学决策，在选择农村生活污水处理方式时，应当遵循以下原则。

3.1.1 因地制宜原则

农村生活污水处理不能拘泥于一种方式，需要结合镇村的人口、地形、气候、排放要求和经济水平等要素，通过分析选择简单、经济的处理技术。如在经济发达、用地不足的镇村可选择厌氧、好氧组合而成的一体化处理设施；在用地充裕、气候适宜的地区，可选择人工湿地的生态处理技术。

3.1.2 维护管理简便原则

在经济技术相对落后的农村地区，由于缺乏专业技术人员，往往发生生活污水处理设施建成投产后却无法实现科学维护和管理的现象。因而在农村适宜选择维护需求量少，日常操作简单，管理便捷的处理技术。

3.1.3 减低运营费用原则

由于我国农村的生活污水处理设施费用十分受限，缺少稳定的经费来源，城镇污水处理中最常采用的好氧处理技术运营费用高，限制了其在农村地区的推广应用。因此，在符合条件的区域，应当尽可能采用生态或厌氧和生态处理技术，实现污水处理耗能的最大效益。

3.2 污水处理技术方法

目前，我国生活污水处理技术可分为三类：生物处理技术、生态处理技术和物化处理技术。

3.2.1 生物处理技术

3.2.1.1 好氧生物处理技术

依据污泥的生长状态，好氧生物处理技术可分为活性污泥法和生物膜法两大类。其中活性污泥法的运营成本较高并存在污泥膨胀问题，不适合在农村地区使用，而生物膜法易于维护管理且没有污泥膨胀问题，在用地不足时可选择采用。

3.2.1.2厌氧生物处理技术

厌氧生物处理技术无需曝气充氧，产泥量小，是一种成本低，易管理的污水处理技术，满足了农村生活污水的技术要求

①污水净化沼气池。污水净化沼气池是由沼气池和厌氧生物滤池串联组成，可由几户合建或单建，这种污水净化沼气池的处理效果显著，具有布置灵活、出水水质稳定的优点。

②厌氧生物滤池。由于厌氧生物滤池的工程投资和运行成本低，且对维护人员要求低，目前已在农村广泛应用。

③复合厌氧处理技术。这是结合了厌氧活性法和厌氧生物膜法的处理技术，经由厌氧活性污泥和生物膜的共同作用，污水中污染物的除去效率大大提高，这种技术已成功应用于农村生活污水处理。

3.2.2 生态处理技术

①人工湿地。人工湿地处理系统来自于对自然湿地的模拟，通过利用自然生态系统中植物、基质和微生物的共同作用实现水的净化。人工湿地处理系统具有净化效果好、工艺设施简单、维护管理便捷、运营成本低的优势，适用于远离城市污水管网、缺乏资金和人才但土地资源丰富的农村地区。

②土地处理。土地处理技术是在人工调控下利用土壤、植物和微生物的协同作用下实现净化水和回收利用污水中营养物质的处理方法。由于地下渗滤系统布水设施隐藏于地下，无损地面景观，受天气影响小。缺点是负荷控制不当会造成堵塞；防渗不好就会污染地下水；此外若是设计进出水系统埋于地下，投资成本相对较高。

③稳定塘。稳定塘是经过人工适当休整后的污水池塘，它利用自然水体的的自净原理，使污水中的污染物进行多级转换、降解和去除。稳定塘的投资少、成本低，无需污泥处理，缺点是负荷低、占地大、受气候影响大、处理效果不稳定。

3.2.3 物化处理技术

污水物化的处理方法有：混凝、气浮、吸附、离子交换、电渗析、超滤等。其中混凝技术相对符合农村要求。它的优势是能够根据污水中污染物的性质，选择合适的絮凝剂确保污水中的污染物高速去除。但对有机物和氮的处理能力较弱且在运营过程中需要不断投放药剂，因而运营成本较高。

近年来，在配合我区社会主义新农村建设、村庄改造建设中，根据区内各镇选定工程区域实际先后采用了“（交大滤池+高负荷人工湿地）工艺”、“土壤渗滤污水处理系统工艺”等一体化污水处理装置等多项较成熟技术的农村生活污水处理工程。

4.结束语

随着环境污染的日益加剧，农村已成为我国环境整治的新阵地。农村的生活污水已成为破坏农村环境的主要污染源。我国十分重视农村生活污水收集和处理技术研究工作，不断开发了许多技术方法和工艺，并在实际工程中推广应用，为农村环境质量改善提供重要技术支持。做好农村污水污泥处理问题，防止产生第二次污染，需要在已有的工作基础上，根据各地自然环境、经济条件和技术条件，立足实际建立具有地域特点的完整技术体系。

参考文献

[1]辉，郑正，王勇.农村生活污水处理技术探讨[J].环球科学与技术.2005.28（1）：78-81

[2]张增胜，杨耀芳，徐功娣.农村生活污水分手处理技术研究进展[J].污水防治技术.2008，21（6）：65-67.