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污水處理生物技術(shù)范文第1篇

[關(guān)鍵詞]城市污水；微生物技術(shù)；處理；應(yīng)用

中圖分類號：TG322 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01

目前，微生物處理技術(shù)主要應(yīng)用在對生活污水以及工業(yè)廢水處理中，并且取得了很好的反響。微生物處理技術(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)性和沉降性，并且吸附能力和降解能力較強(qiáng)，因此使用微生物技術(shù)處理污水將成為必然的趨勢，其不僅能減少投入的成本，并且對環(huán)境不會產(chǎn)生二次污染。

一、城市污水的性質(zhì)

隨著城市化建設(shè)的不斷加快，水污染問題越來越嚴(yán)重。城市污水主要是指排入城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)中的污水，其中包含生活污水、城市降雨徑流以及工業(yè)廢水等。人們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的水稱為生活污水，生活污水主要成分是無毒有機(jī)物，例如：淀粉、蛋白質(zhì)、糖類以及油脂等，并且其中還包含植物營養(yǎng)元素，例如：氮和磷等。生活污水與工業(yè)廢水相比，前者相對穩(wěn)定一些，并且濃度較低。當(dāng)生活污水中的污染物質(zhì)排入到天然水體中的時候，其自凈能力超過了水體本身，從而使水體富營養(yǎng)化。工業(yè)廢水中主要包括循環(huán)冷卻水沖洗廢水以及工藝廢水等。工業(yè)廢水的性質(zhì)差別較大，并且毒性較高，因此對工業(yè)廢水處理的難度非常大。城市降雨徑流是指雨水和冰雪融化水。有些城市設(shè)置了污水管道和雨水管道，而降雨徑流是流到雨水管道中的，如果將降雨徑流和城市污水一起進(jìn)行處理的話，當(dāng)雨水量較大的時候，會超過截流干管的輸送能力，甚至?xí)^污水處理廠的處理能力，從而使大量的污水出現(xiàn)溢流的現(xiàn)象，這會對環(huán)境產(chǎn)生極大的影響。

二、微生物處理污水的原理

微生物處理污水的原理如圖1所示：

微生物凈化污水的過程主要是指在污水處理裝置中采用不同性能的微生物，并且讓它們相互配合，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的過程。當(dāng)城市污水進(jìn)入污水處理裝置中的時候，微生物會發(fā)揮其作用。微生物在一定條件下，能夠?qū)λw進(jìn)行分辨，判斷出水體的成分，從而有選擇性的進(jìn)行處理，并且不斷地進(jìn)行有規(guī)律的改變。微生物區(qū)系對污水中的有機(jī)物或者是有毒物質(zhì)進(jìn)行分解和氧化等處理，從而對污水起到凈化的作用。污水經(jīng)過處理后，可流入河道或者被二次使用。污水經(jīng)過微生物處理后，會生成大量的廢渣和生物膜的殘余物，這些物質(zhì)可以通過厭氧處理，從而生成可被利用的沼氣以及有機(jī)肥料。

三、微生物技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

（一）微生物酸化廢水處理技術(shù)

1、技術(shù)原理

一些有機(jī)物經(jīng)過水解和發(fā)酵之后會形成有機(jī)酸，其能夠調(diào)節(jié)溶液的pH值，并且利用這種水解發(fā)酵對造紙黑液進(jìn)行處理，降低其pH值，從而使其滿足后續(xù)生化處理的要求，這個過程就稱為微生物酸化法。目前微生物酸化是比較新型的廢水處理技術(shù)。微生物能夠?qū)σ恍┯袡C(jī)物進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化為小分子的化合物，并且將一些能夠合成高分子化合物轉(zhuǎn)化為容易降解的低分子化合物。微生物酸化技術(shù)會涉及到很多反應(yīng)，具體包括水化分解、微生物代謝反應(yīng)以及酶系統(tǒng)等，微生物酸化技術(shù)就是以這些反應(yīng)為條件，讓它們相互促進(jìn)、相互合作完成的。微生物酸化作用其實(shí)質(zhì)也是一種酶促生化反應(yīng)。

2、 微生物酸化技術(shù)的應(yīng)用

微生物酸化法能夠?qū)κ曳ㄒ约皦A法稀黑液進(jìn)行厭氧預(yù)處理，但是必須要求其pH值較低。微生物酸化技術(shù)能夠去除污水中的一部分有機(jī)物，經(jīng)過微生物酸化技術(shù)處理后的有機(jī)物，能夠被好氧生物分解。因此微生物酸化技術(shù)在目前污水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。微生物酸化技術(shù)能夠減少好氧段單元的鼓風(fēng)量，并且能夠降低對能源的消耗，同時也會減少投入的成本。在使用微生物酸化技術(shù)的時候，水解酸化菌能夠分解出起泡的物質(zhì)。這就使下一個階段的泡沫相對少一些，從而不會出現(xiàn)溢出的現(xiàn)象。

（二）微生物絮凝劑技術(shù)

1、微生物絮凝劑技術(shù)的特點(diǎn)

首先，微生物具有一定的高效性和無毒性。微生物絮凝劑技術(shù)與其他常用絮凝劑相比，在同等劑量的情況下，前者對活性污泥的絮凝速度影響較大，并且能夠增大絮凝速度，同時利用過濾法能夠除去絮凝沉淀物。我國一些企業(yè)會將微生物絮凝劑應(yīng)用到食品和醫(yī)藥的生產(chǎn)中，這就表明微生物絮凝劑是無毒的。其次，微生物絮凝劑技術(shù)不能對環(huán)境造成二次污染。微生物菌體分泌出的生物高分子物質(zhì)稱為微生物絮凝劑，其屬于天然資源，因此對微生物絮凝劑的應(yīng)用不會對環(huán)境造成污染，并且危害不到其他的生物，從而不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。最后，微生物絮凝劑技術(shù)投入的成本相對較低。微生物絮凝劑是生物菌體，并且也是有機(jī)高分子，和其他化學(xué)絮凝劑相比，相對便宜一些。生物發(fā)酵產(chǎn)生微生物絮凝劑，而化學(xué)絮凝劑是通過人工合成的，因此在其他化學(xué)絮凝劑生產(chǎn)的過程中，會用到一些原材料以及生產(chǎn)工藝，同時也會消耗能源，從這可以看出，微生物絮凝劑投入成本相對較低。

2、微生物絮凝劑技術(shù)的應(yīng)用

（1）能夠脫掉廢水的顏色。目前，我國對城市污水進(jìn)行處理過程中，雖然能將生化需氧量降低，但是依然不能很好的對可溶性色素溶液進(jìn)行脫色。而微生物絮凝劑恰恰能解決這個問題。微生物絮凝劑由微生物脫硫菌種生成之后，其具有一定的絮凝沉淀效果，并且對于一些高分子絮凝劑不能除去的顏色，微生物絮凝劑卻可以對其進(jìn)行有效的脫色。

（2）能夠處理畜產(chǎn)廢水。在畜產(chǎn)廢水中生化需氧量較高，因此對其進(jìn)行處理過程是非常困難和復(fù)雜的。采用高分子絮凝劑對其進(jìn)行處理，雖然處理效果比較好，但是會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，而微生物絮凝劑不僅可以對畜產(chǎn)廢水進(jìn)行有效的處理，而且不會污染到環(huán)境，同時經(jīng)過微生物絮凝劑處理后的廢水是非常清澈的。

（3）對膨脹污泥的處理。如果用活性污泥對工業(yè)廢水進(jìn)行處理，則會形成容易膨脹的活性污泥，這會嚴(yán)重影響到處理的效果。而用微生物絮凝劑正好解決的這一問題，其不僅可以對活性污泥膨脹的問題進(jìn)行有效的處理，還可以改善污泥的沉降性能，防止污泥發(fā)生解絮的現(xiàn)象。例如：對甘草制藥廢水進(jìn)行處理的時候，會生成活性污泥，并且其會發(fā)生膨脹，如果向其中加入微生物絮凝劑，污泥的膨脹就會逐漸的被消除，還可以改善甘草制藥廢水的沉降性能。

結(jié)語：

隨著人們生活水平的不斷提升，人們對生活品質(zhì)也有了更高的要求，而對于水污染問題人們也越發(fā)的重視。當(dāng)前在污水處理中應(yīng)用最廣泛的就是微生物處理技術(shù)，微生物種類非常多，并且分布非常廣泛，同時微生物是天然的資源庫，因此在城市污水處理中，微生物技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，并且起到了保護(hù)環(huán)境的作用。

參考文獻(xiàn)

污水處理生物技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：污水處理；生物處理技術(shù)；膜處理技術(shù)；現(xiàn)狀；

中圖分類號：U664.9+2文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

引言

可持續(xù)發(fā)展路線的實(shí)施，增加了我國各級政府對環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識和治理力度。城市污水處理，作為一個城市發(fā)展程度的重要標(biāo)志，其實(shí)施效果已經(jīng)成為了評價城市發(fā)展程度的重要指標(biāo)。城市污水處理的效果不僅僅關(guān)系到城市所在地周邊的環(huán)境保護(hù)，更關(guān)系到下游城市人們的身體健康以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展。加快城市污水處理建設(shè)，加快城市污水處理新技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)城市和諧發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展路線的實(shí)施，是目前我國城市污水處理相關(guān)部門的首要任務(wù)。

1.我國城市污水處理現(xiàn)狀分析 目前我國城市污水處理的面臨著重要的考驗(yàn)，現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足日益增加的城市污水量。而工業(yè)廢水、日常生活排放污水在城市內(nèi)部的流向?qū)α鹘?jīng)城市的河流以及淺層地下水也都有著不同程度的污染。這也使得我國多數(shù)城市水源受到污染，加大了城市生活用水處理的費(fèi)用，加劇了我國城市廢水污染程度。近年來為了加快我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施、促進(jìn)我國水資源優(yōu)化、保護(hù)環(huán)境，我國很多城市已經(jīng)開始了對城市內(nèi)污水流向的治理，減少污水在城市內(nèi)流向?qū)\層地下水的污染。同時大力應(yīng)用新的廢水處理技術(shù)，加快污水處理建設(shè)，為我國可持續(xù)發(fā)展路線的實(shí)施打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

2污水生物處理技術(shù)研究

2.1AB法工藝 AB法是吸附生物降解法的簡稱,是聯(lián)邦德國亞琛大學(xué)B.Bohnke教授于20世紀(jì)70年代中期,在傳統(tǒng)兩段活性污泥法和高負(fù)荷活性污泥法基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新工藝,屬超高負(fù)荷活性污泥法。該工藝將曝氣池分為高負(fù)荷段(A段)和低負(fù)荷段(B段)兩段。A段以生物絮凝吸附作用為主,停留時間約20～40min,發(fā)生不完全氧化反應(yīng),去除BOD達(dá)50%以上;B段與常規(guī)活性污泥法相似,負(fù)荷較低,泥齡較長。AB法A段效率很高,并有較強(qiáng)的緩沖能力;B段起到出水把關(guān)作用,處理穩(wěn)定性較好。對于高濃度的污水處理,AB法具有很好的適用性,并有較高的節(jié)能效益,尤其在采用污泥消化和沼氣利用工藝時,優(yōu)勢最為明顯。但是AB法工藝對運(yùn)行管理有較高要求,污泥產(chǎn)量也較大,這必將增加污泥后處理的投資和費(fèi)用,另外由于A段去除了較多BOD可能造成碳源不足,難以實(shí)現(xiàn)脫氮工藝?？傮w而言,AB法工藝較適合于污水濃度高、具有污泥消化等后續(xù)處理設(shè)施的大中規(guī)模的城市污水處理廠,對于有脫氮要求的,一般不宜采用。

2.2A2O(Anaerobic/Anoxic/Oxic)法工藝 A2O(厭氧-缺氧-好氧)法工藝同時具有去除有機(jī)物、脫氮、除磷的效果,處理成本較低,已積累一定的設(shè)計和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),故在國內(nèi)外大中型城市污水處理廠常有采用。A2O法工藝原理是磷在厭氧區(qū)被釋放,在好氧區(qū)被吸收,達(dá)到除磷目的;污染物在好氧區(qū)被氧化降解,去除COD和BOD5,同時在硝化菌作用下,有機(jī)氮轉(zhuǎn)化的氨氮繼續(xù)轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮和硝酸氮,含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化脫氮。該工藝主要優(yōu)點(diǎn)是對COD、BOD5、SS等具有較高的去除率,對脫氮除磷也具有較高的去除效果,具有運(yùn)行費(fèi)用低、占地少,出水水質(zhì)好等特點(diǎn);其缺點(diǎn)是運(yùn)行管理要求較高,投資較大,節(jié)能差。針對其不足,改良的A2O工藝、UCT(University of Capetown)工藝、倒置的A2O工藝及多點(diǎn)進(jìn)水的A2O工藝等不斷出現(xiàn),在一定程度上或在某一方面使運(yùn)行效果有所改善。

2.3SBR(Sequencing Batch Reacto)法工藝 SBR工藝也叫序批式活性污泥法,是集進(jìn)水、曝氣、沉淀在一個池子里完成,一般由多個池子構(gòu)成一組,各池工作狀態(tài)輪流變換運(yùn)行。其最根本的特點(diǎn)是處理工序不是連續(xù)的,而是間歇的、周期的,污水一批一批地經(jīng)過進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水,然后又周而復(fù)始,其核心技術(shù)是SBR反應(yīng)池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無污泥回流系統(tǒng),典型的SBR工藝沉淀時停止進(jìn)水,靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質(zhì)。SBR工藝早在20世紀(jì)初已有應(yīng)用,但由于SBR對自動化控制要求很高,人工管理的困難和煩瑣,稍有故障就不能運(yùn)行,未能廣泛推廣應(yīng)用。近幾年,SBR經(jīng)過不斷演變和改良,又產(chǎn)生或同期發(fā)展為CASS(Cyclic Activated Sludge System)、CAST(Cyclic Activated SludgeTechnology)和MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)等工藝,進(jìn)一步增強(qiáng)了除磷脫氮效果,改良的SBR工藝可以發(fā)揮節(jié)省用地、提高出水水質(zhì)指標(biāo)的優(yōu)勢,隨著自動化技術(shù)的發(fā)展和PLC控制系統(tǒng)的普及化,SBR類工藝的工程應(yīng)用又進(jìn)入了一個新的時代。

2.4Carrousel氧化溝工藝 Carrousel(卡魯塞爾)氧化溝是一種單溝式環(huán)型氧化溝,在氧化溝的頂端設(shè)有垂直表面曝氣機(jī),兼有供氧和推流攪拌的作用,污水在溝道內(nèi)轉(zhuǎn)折巡回流動,處于完全混合狀態(tài),有機(jī)物不斷氧化得以去除。該氧化溝一般設(shè)有獨(dú)立的沉淀池和污泥回流系統(tǒng)。Carrousel氧化溝具備一般氧化溝的共同優(yōu)點(diǎn),工藝流程簡單,抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng),出水水質(zhì)較穩(wěn)定;其獨(dú)特之處在于:單臺曝氣設(shè)備功率大,數(shù)量較少,投資較少,維護(hù)點(diǎn)相對較少,更易于維護(hù)。其不足之處:由于表曝機(jī)數(shù)量少,溝內(nèi)混合液自由流程很長,由紊流導(dǎo)致的流速不均有可能引起污泥沉淀,影響運(yùn)行效果;單溝氧化溝維持溶解氧較高,加之單點(diǎn)供氧強(qiáng)度較大,耗能稍高。Carrousel氧化溝結(jié)構(gòu)和設(shè)備簡單,管理方便,適用于中小規(guī)模的城市污水處理。

2.5膜生物反應(yīng)器 膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù),兼有活性污泥法和固定細(xì)胞法二者的優(yōu)點(diǎn)。其顯著優(yōu)點(diǎn)為出水水質(zhì)優(yōu)于傳統(tǒng)生物處理工藝,且污泥產(chǎn)率低。20世紀(jì)80年代以來,該技術(shù)愈來愈受到重視,已成為研究的熱點(diǎn)之一。

結(jié)束語

總之，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源將越來越少，對水的關(guān)注也會越來越多，如何才能最大化的節(jié)約水資源，減少水源污染，將成為我們共同關(guān)注的話題。日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和污染水源將成為世界關(guān)注的話題，通過研究發(fā)現(xiàn)提出對污染水凈化技術(shù)有待于研究，雖然在理論上是可行的，但是還有待于人們?nèi)ミM(jìn)一步的實(shí)踐證明。

參考文獻(xiàn)

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污水處理生物技術(shù)范文第3篇

[關(guān)鍵詞]膜生物反應(yīng)器；污水處理；技術(shù)

中圖分類號：X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）09-0373-02

1 MBR（膜生物反器）發(fā)展歷程

MBR（膜生物反應(yīng)器）在我國污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代初。20多年來，MBR技術(shù)在我國的應(yīng)用主要經(jīng)歷5個階段。①1990～2000年：小試、中試以及示范工程。②2000～2003年：小規(guī)模實(shí)際應(yīng)用（單個工程規(guī)模達(dá)百噸/日級）。2003～2006年：中等規(guī)模實(shí)際應(yīng)用（單個工程規(guī)模達(dá)千噸/日級）。④2006～2010年：2006年我國第一座萬噸/日級的MBR工程在北京密云縣污水處理廠投入運(yùn)行，開始了萬噸/日級規(guī)模工程的推廣應(yīng)用。⑤2010年至今：應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大（總累計處理規(guī)模超過百萬噸/日）。2006年以來，我國大型MBR（萬噸/日以上級）的增長情況良好。2010年后，大型MBR的數(shù)量和規(guī)模明顯加快，大型MBR的總規(guī)模在2010年突破100萬噸/日，2014年突破400萬噸/日，2015年有望達(dá)到700萬噸/日。MBR現(xiàn)主要用于市政污水、工業(yè)廢水和受污染地表水的處理中。

2 厭氧膜生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)配置及優(yōu)劣勢

對于厭氧膜生物反應(yīng)器的組成構(gòu)件有很多，就是到現(xiàn)在為止我們研究相對較多的是平板膜組件和中空纖維膜組件，對于這兩種不同組件每一種都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。但是在工業(yè)中污水的處理較多的使用中空纖維膜組件。厭氧膜生物反應(yīng)器技術(shù)在處理生活污水中有著很多的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)我們把這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用在生活污水處理中的時候，它能很好的實(shí)現(xiàn)固液分離，從而達(dá)到很好的處理效果，使出水水質(zhì)很好。當(dāng)我們在使用一項(xiàng)新的技術(shù)時，我們經(jīng)常做的事情就是與過去的技術(shù)相互比較，于是可以得到，厭氧膜生物反應(yīng)器的突出優(yōu)點(diǎn)有：

（1）當(dāng)生活污水中有很多的固體廢棄物的時候，使用厭氧膜生物反應(yīng)器技術(shù)，可以很好的分離固體廢棄物，對固體廢棄物處理效果良好，而且很能很好的把固體和液體分離，達(dá)到我們滿意的處理結(jié)果；（2）在使用厭氧膜生物反應(yīng)器的時候，這項(xiàng)技術(shù)比較容易讓人上手，關(guān)鍵是操作起來沒有那么困難，另外還能很好的控制水力停留時間；（3）在整個操作過程當(dāng)中，還有利于保護(hù)微生物，使微生物不會那么容易流失，而且還能控制污泥濃度；（4）由于厭氧膜生物反應(yīng)器中，運(yùn)用到了生物技術(shù)，所以在使用這項(xiàng)技術(shù)的時候，可以使某些細(xì)菌得到增殖，從而能夠更好的使污水達(dá)到理想的處理效果，這不僅提高了一些細(xì)菌的數(shù)量，還使得更多的有機(jī)物得到了充分的分解；（5）在使用厭氧膜生物反應(yīng)器的時候，會使最終處理的廢水中污泥的含量低于預(yù)想的結(jié)果，大大降低了污泥處理的費(fèi)用；（6）使用平板膜的過程中，會產(chǎn)生一定的作用力，而這項(xiàng)作用力可以使污泥絮體的體積有一定的減小，由于該平板膜的快速運(yùn)動，使污泥的傳氧速度大大提高。

3 厭氧膜生物反應(yīng)器工藝研究

3.1 AnMBR典型工藝

前面總結(jié)了典型的厭氧膜生物反應(yīng)器的工藝及其處理的廢水類型。AnMBR是由厭氧反應(yīng)器和膜分離耦合而成，常用的厭氧反應(yīng)器有4大類：完全混合厭氧反應(yīng)器（CSTR）、厭氧流化床（AFBR）、升流式厭氧污泥床（UASB）以及厭氧污泥膨脹床反應(yīng)器（EGSB）。CSTR―MBR設(shè)備操作簡單，成本較低，應(yīng)用廣泛，但出水水質(zhì)較差，易造成嚴(yán)重的膜污染。相比，CSTR―MBR、UASB―MBR具有污泥顆粒較大，膜污染程度低的特點(diǎn)，在高濃度有機(jī)工業(yè)廢水處理的應(yīng)用中具有很大的潛力。EGSB―MBR和AFBR―MBR由于添加了載體，懸浮污泥濃度較低，上清液中溶解性微生物產(chǎn)物（SMP）明顯少于CSTR―MBR，膜污染程度較低。但由于載體膨脹所需能耗較大，在反應(yīng)器的設(shè)計時載體的種類、顆粒大小的選擇等對膜污染和運(yùn)行成本有較大的影響。AnMBR工藝主要采用微濾和超濾膜，以中空纖維膜為主，平板膜和管式膜也有少量應(yīng)用。根據(jù)膜組件的設(shè)置位置，AnMBR分為外置式和浸沒式，由于浸沒式占地小、能耗低，多數(shù)研究集中于浸沒式AnMBR，但外置式具有膜組件易清洗和拆卸的特點(diǎn)，常用于膜污染較嚴(yán)重的污水處理工藝。膜材料主要為有機(jī)聚合物，包括聚偏氟乙烯（PVDF），聚醚砜（PES）和聚乙烯（PE）。此外，動態(tài)膜利用膜表面污染物形成的泥餅層作為分離層，一定程度上使膜污染在MBR工藝中由缺陷轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢，且具有易清洗、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，在AnMBR工藝中具有潛在、良好的應(yīng)用前景將動態(tài)微網(wǎng)膜材料應(yīng)用于AnMBR處理城市污水以及高濃度垃圾滲濾液，均得到了較好的處理效果。處理城市污水穩(wěn)定運(yùn)行時化學(xué)需氧量（COD）去除率穩(wěn)定在79.4%±10.4%；處理高濃度垃圾滲濾液時COD去除率穩(wěn)定在62.2%±1.8%。但仍存在通量不穩(wěn)定、出水水質(zhì)波動較大等缺陷，對其研究還需進(jìn)一步完善。AnMBR工藝的處理對象主要包括低濃度城市污水和高濃度有機(jī)廢水，對不同AnMBR工藝在不同類型污水處理中的應(yīng)用以及處理效果做了較為詳細(xì)的總結(jié)。高濃度有機(jī)廢水的處理主要采用CSTR―MBR和UASB―MBR兩種工藝類型，而AFBR與膜技術(shù)結(jié)合后具有更高的傳質(zhì)效率和微生物濃度，適于低濃度城市污水處理，近年來受到關(guān)注。采用實(shí)驗(yàn)室級浸沒式AFBR―MBR處理城市污水，采用顆粒活性炭（GAC）作為載體，由于GAC對膜表面有沖刷作用，膜污染潛勢低，在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大反應(yīng)器規(guī)模至中等規(guī)模，可實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定運(yùn)行（485天），尤其冬季低溫運(yùn)行時，COD的去除率達(dá)90%以上，甲烷產(chǎn)量穩(wěn)定，期間沒有對膜進(jìn)行化學(xué)清洗，為AFBR―MBR工藝處理低濃度城市污水提供了一個很好的范例。

3.2 AnMBR的工藝運(yùn)行效果及影響因素

（1）污染物的去除效果

由于膜的截留作用，AnMBR對有機(jī)污染物和固體懸浮物（SS）的去除效果相比傳統(tǒng)厭氧工藝有明顯改善。AnMBR工藝在處理一些低濃度合成或?qū)嶋H城市污水以及高濃度有機(jī)廢水時的操作條件和運(yùn)行效果有明顯改善。

（2）產(chǎn)甲烷率

通過厭氧消化將污水中的COD轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄檫M(jìn)行回收利用，產(chǎn)生能量，是厭氧技術(shù)最重要的優(yōu)點(diǎn)之一，由此AnMBR工藝的產(chǎn)甲烷率成為運(yùn)行效果好壞的關(guān)鍵指標(biāo)。甲烷產(chǎn)率受反應(yīng)器構(gòu)型、進(jìn)水水質(zhì)、運(yùn)行條件等影響較大，不同的溫度、水力停留時間（HRT）等條件下的甲烷產(chǎn)率和純度差別較大。據(jù)不完全統(tǒng)計，環(huán)境溫度為25～30℃條件下城市污水處理過程中，典型AnMBR工藝的甲烷量為0.1～0.6L/gCOD，純度在50%～80%之間。

（3）影響因素

不同類型反應(yīng)器處理城市污水時的典型工藝參數(shù)，包括污泥停留時間（SRT）、水力停留時間（HRT）、有機(jī)負(fù)荷以及溫度。An-MBR均在長SRT下（>30天）運(yùn)行，而不同類型的反應(yīng)器運(yùn)行的HRT范圍差別較大。CSTR―MBR運(yùn)行所需HRT較長（>10h）；UASB―MBR的HRT一般在10h左右；AFBR―MBR穩(wěn)定運(yùn)行的HRT最短，均不超過8h。污泥負(fù)荷會隨HRT的縮短而增加，可能會對AnMBR的COD去除率、產(chǎn)甲烷率和純度有所影響。但也有研究結(jié)果表明，HRT的降低對出水COD影響不大，這很大程度歸功于膜的截留作用。溫度對厭氧生物降解過程影響較大，高溫時（55℃）微生物活性較高，溫度下降，微生物活性隨之降低，水解速率下降，導(dǎo)致COD的去除率和產(chǎn)甲烷率均降低。尤其當(dāng)溫度降至15℃以下時，甲烷在水中的溶解度升高，使得甲烷回收率急劇下降。但也有研究發(fā)現(xiàn)，長期低溫運(yùn)行可改變厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)微生物群落結(jié)構(gòu)，氫型產(chǎn)甲烷菌成為優(yōu)勢菌群，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)甲烷。除溫度和HRT之外，甲烷回收率還受進(jìn)水COD與硫酸鹽比值的嚴(yán)重影響。該比值為6.3gCOD/gS―SO4時，甲烷回收率為57.4%，而在沒有硫酸鹽存在的情況下，甲烷回收率可提高至83%（33℃）。因此，為提高產(chǎn)甲烷率，可從調(diào)節(jié)HRT和溫度，降低進(jìn)水硫酸鹽等方面著手。

3.3 AnMBR膜污染研究

（1）膜污染機(jī)理及影響因素

溶解性微生物產(chǎn)物SMP及其組成成分是有關(guān)MBR膜污染研究中最受關(guān)注的污染物之一，許多研究結(jié)果表明，污泥混合液上清液中的溶解性及膠體物質(zhì)對膜污染阻力的貢獻(xiàn)占到20%～90%。相比AeMBR，AnMBR的混合液理化性|有所差異，主要表現(xiàn)在厭氧污泥顆粒粒徑較小，膠體和溶解性有機(jī)物濃度較高，導(dǎo)致膜過濾性相對較差。長期運(yùn)行結(jié)果顯示，對于膜孔較小的超濾膜，主要的膜污染機(jī)理為泥餅層的形成，在AnMBR運(yùn)行初期，滲透性下降速率較快；而對于孔徑較大的微濾或超濾膜，更易發(fā)生膜孔阻塞，長期運(yùn)行時膜污染更加嚴(yán)重。對于浸沒式AnMBR，結(jié)合性胞外聚合物（EPS）、絮狀污泥以及混合液中的無機(jī)物在膜表面泥餅層的形成過程中起主導(dǎo)作用。通過對AnMBR膜表面泥餅層的深入解析，發(fā)現(xiàn)EPS組分中的中性疏水性物質(zhì)更易在膜表面沉積，成為泥餅層的主要成分。對SMP和溶解性EPS的截留，尤其是對其中糖脂蛋白的截留，是造成AnMBR膜污染膜孔阻塞的主要原因。研究者將AeMBR和AnMBR在相似操作條件下運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)AnMBR混合液上清液中SMP的含量高達(dá)600mg/L，是AeMBR的5～6倍，且AnMBR混合液SMP組分中蛋白質(zhì)和多糖的比例是AeMBR的2.3倍。

（2）膜污染控制手段

膜材料表面改性和膜組件優(yōu)化。膜材料表面改性可改變膜表面的親疏水性，達(dá)到降低膜污染潛勢的目的，表面改性的主要手段包括等離子體處理（空氣、O2、N2等）、表面涂層（表面活性劑吸附）、表面移植（如紫外光誘導(dǎo)移植技術(shù)）等。納米材料用于膜表面改性技術(shù)引起廣泛關(guān)注，比如將TiO2。納米顆粒加入以PVDF為基膜的膜表面，該膜對蛋白質(zhì)有較好的抗污染性。膜組件構(gòu)型的優(yōu)化，有利于改善反應(yīng)器的水動力學(xué)條件，減緩膜污染。采用雙軸旋轉(zhuǎn)浸沒式AnMBR處理啤酒廢水，利用膜的旋轉(zhuǎn)，有效改變膜表面三相流特性，減少膜面污染物的沉積，減小泥餅層厚度，穩(wěn)定運(yùn)行時通量可達(dá)30L/（m2?h），降低膜污染的同時降低能耗。

污泥混合液理化性質(zhì)調(diào)控。（1）運(yùn)行條件的優(yōu)化。AnMBR運(yùn)行過程中污泥混合液理化性質(zhì)主要受溫度、HRT、SRT等運(yùn)行條件的影響。研究表明，運(yùn)行溫度的變化嚴(yán)重影響厭氧微生物活性，引起混合液中EPS組成、溶解性有機(jī)物濃度以及顆粒粒徑等的變化，從而影響膜污染潛勢。高溫條件下（55℃），混合液EPS產(chǎn)量降低，厭氧污泥不易聚集，顆粒粒徑減??；而溫度較低時（低于35℃），混合液中SMP濃度顯著升高，影響膜過濾性。AnMBR一般在長SRT和短HRT下運(yùn)行，混合液中顆粒大小會隨HRT的縮短而減小，EPS和SMP的濃度增加，膜污染速率加快；但延長HRT，產(chǎn)水量減少，運(yùn)行成本增加。由于產(chǎn)甲烷厭氧微生物生長較慢，延長SRT可以提高甲烷產(chǎn)率，但是過長的SRT會使得SMP濃度增加，混合液顆粒粒徑減小，更易發(fā)生膜污染。因此，選擇合適的SRT和HRT，對同時提高反應(yīng)器性能并較好控制膜污染至關(guān)重要。

吸附劑、混凝劑等的添加。載體的添加，如活性炭、沸石等，一方面能夠通過吸附作用，增加微生物與污染物的作用時間，提高微生物活性，改善混合液理化性質(zhì)，降低溶解性物質(zhì)和膠體顆粒的濃度，同時提高出水水質(zhì)；另一方面載體顆粒對膜表面有較強(qiáng)的沖刷作用，能有效減輕膜污染。但是載體的過量投加也會對膜的過濾性產(chǎn)生負(fù)面影響，且載體的成本和對生物環(huán)境的長期影響需要進(jìn)一步考慮。添加絮凝劑可使污泥呈團(tuán)粒狀、顆粒增大，明顯改善污泥性狀、減緩膜污染。此外，嘗試包埋技術(shù)固定微生物有利于減少懸浮態(tài)污泥濃度，降低EPS和SMP，也是調(diào)控污泥混合液理化性質(zhì)的有效手段。

水動力學(xué)條件的優(yōu)化。（1）反應(yīng)器構(gòu)型優(yōu)化選擇合適的工藝，優(yōu)化反應(yīng)器構(gòu)型，也是改善水動力學(xué)條件、控制膜污染的有效手段。開發(fā)一種新型厭氧旋轉(zhuǎn)盤膜生物反應(yīng)器（ARMBR），該工藝在浸沒式厭氧膨脹床MBR膜組件中間放置旋轉(zhuǎn)盤，通過載體與膜表面的充分碰撞，來減緩膜污染。反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行100天，沒有進(jìn)行膜清洗，通量控制在11L/（m2?h）。另外，不同反應(yīng)器構(gòu)型運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的EPS和SMP含量及成分也有較大差別。（2）提高膜面流速在分置式構(gòu)造中，提高錯流速率，增大膜表面剪切力，能夠有效去除膜表面的泥餅層，但流速過大，會造成污泥顆粒變小，SMP濃度升高，使膜污染加劇，影響出水水質(zhì)。在浸沒式構(gòu)造中，通常采用產(chǎn)生的生物沼氣噴射的方式控制膜污染，但當(dāng)生物沼氣產(chǎn)量較小，且不穩(wěn)定時，對膜污染的控制效果有限。

臨界通量運(yùn)行是控制水動力學(xué)條件和膜污染的有效手段。調(diào)研結(jié)果顯示，在AnMBR的長期運(yùn)行中，為減輕膜污染，多數(shù)研究者采取低于臨界通量的運(yùn)行方式，處理低濃度城市污水時通量一般低于10L/（m2?h），處理高濃度有機(jī)廢水時通量可能更低。而大型AeMBR處理城市污水的運(yùn)行通量范圍一般在15～20L/（m2?h），因此，盡管低通量運(yùn)行的膜污染情況較好，但產(chǎn)水量較低，造成實(shí)際噸水運(yùn)行成本升高。

（4）膜的清洗

用于AnMBR膜清洗的方式主要包括物理清洗和化學(xué)清洗。反應(yīng)器運(yùn)行期間，定期采用間歇運(yùn)行和反沖洗等物理清洗技術(shù)，可以有效減輕膜污染。利用新型在線超聲技術(shù)對AnMBR膜進(jìn)行清洗，結(jié)果顯示膜表面泥餅層阻力下降達(dá)80.4%，說明該物理清洗技術(shù)可以有效降低膜表面泥餅層阻力，控制膜污染。然而，當(dāng)物理清洗無法恢復(fù)膜過濾性時，需采用化學(xué)清洗技術(shù)減輕膜污染，常用的用于AnMBR膜污染清洗的化學(xué)藥劑有次氯酸鈉（NaClO）、鹽酸、檸檬酸、氫氧化鈉、乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）等。

4 結(jié)語

飲用水水源的污染日益嚴(yán)重，對人類的健康帶來了極大的危害，對凈水技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。水資源是人類生存所必須的重要資源，由于人類在工業(yè)生產(chǎn)和生活中，制造了大量的污染物質(zhì)，嚴(yán)重污染了水Y源，同時也危害了人們的健康，所以，相關(guān)部門需加大污水處理，保障水資源的健康。

參考文獻(xiàn)

[1] 李永志.采用膜生物反應(yīng)器技術(shù)進(jìn)行工業(yè)污水處理[J].科技資訊，2013（17）：134-135.

污水處理生物技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：固化微生物；廢水；處理

引言

固定化微生物細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)的手段將游離微生物細(xì)胞定位于限定的空間區(qū)域，并使其保持活性反復(fù)利用的方法，在化工、印染、發(fā)酵生產(chǎn)、能源、醫(yī)藥等行業(yè)應(yīng)用廣泛。

一、固定化載體的選擇

1.1 固定化載體的分類及性能比較

目前，用來作為固定化微生物的載體有：有機(jī)高分子載體、無機(jī)高分子載體和復(fù)合載體三類。其中有機(jī)高分子載體分為天然和人工合成兩類。常見的天然有機(jī)高分子載體有瓊脂、角叉萊膠、明膠、海藻酸鈉等；常見的人工合成的有機(jī)高分子載體有聚丙烯酰胺凝膠（ACAM）、聚乙烯醇凝膠（PVA）、光硬化樹脂、聚丙烯酸凝膠等。常見的無機(jī)載體有多孔玻璃、多孔硅酸鹽、石英砂、生物活性炭（BAC）、硅藻土等。

天然有機(jī)高分子載體對生物無毒性，傳質(zhì)性能好，但機(jī)械強(qiáng)度較低，在厭氧條件下易被微生物分解；人工合成的有機(jī)高分子載體一般強(qiáng)度較大，但傳質(zhì)性能較差，微生物固定時對其活性影響較大，聚乙烯醇與瓊脂、明膠和丙烯酰胺凝膠相比較，具有機(jī)械強(qiáng)度較高、傳質(zhì)性能較好，生物毒性較低和固定操作容易等優(yōu)點(diǎn)。無機(jī)載體具有機(jī)械強(qiáng)度大、對微生物無毒性、不易被微生物分解、耐酸堿、成本低、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。由于有機(jī)載體和無機(jī)載體各有優(yōu)缺點(diǎn)，在許多性能方面兩類載體可以互補(bǔ)，因而，就有了復(fù)合載體材料，它是將兩類載體結(jié)合起來，以改進(jìn)載體性能，降低成本，提高廢水處理效果。以聚乙烯醇（PVA）、累托石、海藻酸鈉（SA）作為固定化載體材料，硼酸和氯化鈣作為交聯(lián)劑，將菲的降解菌（茄鐮孢菌）包埋制備固定化微生物小球，考察了各種材料的用量，微生物包埋量，PVA投加量，交聯(lián)時間等因素對微生物小球活性的影響，及固定化茄鐮孢菌小球的機(jī)械強(qiáng)度和傳質(zhì)性能。結(jié)果表明，聚乙烯醇和累托石復(fù)合載體可作為包埋固定微生物的優(yōu)良材料。

1.2固定化載體選擇的原則

固定化載體的選擇直接影響所固定微生物的生物活性等性能，所以，固定化微生物技術(shù)的使用對載體的選擇有一定的要求，在選擇載體的過程中，應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則。

（1）固定化過程簡單，常溫下易于成型，固定化過程及固定化后對微生物無毒，生物滯留量高；

（2）具有生物相容性，不能干擾生物分子的功能，基質(zhì)通透性好，傳質(zhì)性能優(yōu)良；

（3）物化穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度高，抗微生物分解，沉淀分離性能好；

（4）價格低廉，壽命長。

二、固定化微生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

近年來，固定化微生物技術(shù)因其特有的優(yōu)勢，引起廣泛的關(guān)注。固定化生物技術(shù)開始迅速發(fā)展，并已取得了階段性的成果。此項(xiàng)技術(shù)在處理含重金屬離子廢水、含氮廢水、含難降解有機(jī)廢水的處理等方面都得到了很好的應(yīng)用。

2.1固定化微生物技術(shù)在印染廢水中的應(yīng)用

印染、造紙廢水的水量大，污染物質(zhì)也比較復(fù)雜，是比較難處理的工業(yè)廢水。周林成[1]等人采用固定化微生物工，對混凝沉淀后退漿工序的印染廢水進(jìn)行了現(xiàn)場中試處理研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在水力停留時間（HRT）為20h的條件下，對于進(jìn)水化學(xué)需氧量（CODCr）為1.0～1.2g/L的退漿廢水，經(jīng)過兩級水解酸化、兩級好氧處理后，其出水CODCr

2.2含重金屬離子廢水的處理

重金屬污染對生物的影響越來越嚴(yán)重，由于固定化后的微生物，穩(wěn)定性能好，抗毒性強(qiáng)，因此被廣泛用于去除廢水中的重金屬離子。

李杰[2]等人采用固定化微生物SBR反應(yīng)器和普通活性污泥SBR反應(yīng)器處理投加了Cr6+的生活污水，考察了固定化微生物去除COD及Cr6+的能力及抗毒性。結(jié)果表明：在保證對COD的去除率較穩(wěn)定的條件下，固定化微生物與普通活性污泥所能承受的Cr6+濃度分別為70mg/L和1.9mg/L。

羅曉虹[3]等人利用聚丙烯酰胺與殼聚糖形成的互融聚合物網(wǎng)絡(luò)凝膠固定非活性的銅綠假單胞菌，研究了這種固定化微生物顆粒對Cu2+的吸附特性。結(jié)果表明，該固定化微生物對Cu2+的吸附很迅速，在40min內(nèi)吸附基本達(dá)到平衡。

2.3含氮廢水的處理

微生物去除氮和氨，一般是通過好氧微生物的硝化反應(yīng)過程。和厭氧微生物的反硝化反應(yīng)過程。呂志剛[4]等人采用聚乙烯醇（PVA）為載體的包埋固定化微生物處理低濃度氨氮絮凝余水，在HRT為3h之內(nèi)從地表水環(huán)境質(zhì)量V類水標(biāo)準(zhǔn)以外達(dá)到了I類水標(biāo)準(zhǔn)，在較短的水力停留時間成功實(shí)現(xiàn)了氨氮的去除。周珊[4]等人以竹炭為載體，將硝化菌、反硝化菌等微生物固定在竹炭上，研究竹炭固定化微生物對氨氮的去除及影響因素。結(jié)果表明：竹炭固定化微生物處理氨氮水樣存在竹炭吸附和微生物脫氮兩種作用。對于初始氨氮質(zhì)量濃度≤200mg?L-1的水樣，調(diào)節(jié)水樣pH為8，控制水樣溶解氧質(zhì)量濃度為1mg?L-1左右，竹炭固定化微生物系統(tǒng)中可發(fā)生同時硝化―反硝化作用，氨氮去除率可達(dá)70%以上。

2.4酚類及醇類廢水的處理

陶凌燕[5]等人采用聚乙烯醇（PVA）―硼酸法制作固定化活性污泥小球，從溫度、濃度和pH 3方面比較了固定化活性污泥和游離活性污泥對氯苯酚降解效果的影響。研究表明：固定化活性污泥降解對氯苯酚的最適宜溫度為25℃～35℃，最適pH為6～8；固定化活性污泥對氯苯酚的降解速度大于游離活性污泥。孫翔[6]等人以苯酚模擬廢水為研究對象，采用苯酚馴化后的優(yōu)勢菌群，利用竹炭作為載體，用竹炭固定化微生物處理含酚廢水。實(shí)驗(yàn)表明，在苯酚濃度為40mg/L低濃度廢水，在投菌量為100mL/10g竹炭，竹炭量為10g/100mL污水的條件下經(jīng)5h處理后，苯酚和COD的去除率分別為95%和70%。

三、結(jié)束語

固定化微生物技術(shù)在污水處理中越來越受到重視，未來要加強(qiáng)菌種的選育和馴化，創(chuàng)造條件培養(yǎng)微生物，并結(jié)合污水處理的設(shè)備和其他工藝達(dá)到良好的處理效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]]周林成，李彥鋒，白雪，等.固定化微生物工藝處理印染廢水[J].蘭州大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，44（5）：63-68.

[2]李杰、王志盈、毛玉紅.固定化微生物抗Cr6+毒性能力及其去除特性研究[J].工業(yè)水處理.2008，24（1）.

[3]羅曉虹、戴松林、李雪芳.固定化銅綠假單胞菌吸附Cu2+的特性[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù).2008.31（11）.

[4]周珊、周匯、單勝道.竹炭固定化微生物去除水樣中氨氮的研究[J].農(nóng)業(yè)科學(xué).2009，46（6）.

污水處理生物技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)，制漿造紙廢水，廢水處理

制漿造紙工業(yè)對環(huán)境所造成的污染問題日益突出，其廢水排放量占全國工業(yè)廢水排放總量的10%左右，污染嚴(yán)重，需要二次處理。隨著國家對環(huán)境保護(hù)的重視以及民眾環(huán)保意識的不斷提高，制漿造紙行業(yè)已將降低有害物質(zhì)作為重要課題。生物處理是常用的制漿造紙廢水處理技術(shù)，已被許多工廠采用。該技術(shù)的原理是利用厭氧和好氧微生物將廢水中的溶解性有機(jī)物分解為二氧化碳和水等穩(wěn)定的無機(jī)物，實(shí)現(xiàn)COD去除，達(dá)到凈化水體的目的。根據(jù)參與作用的微生物種類和供氧情況，分為好氧生物處理和厭氧生物處理及好氧厭氧組合處理三大類。生物處理方法運(yùn)行費(fèi)用低廉，與其他方法組合可以大大提高造紙廢水的處理效率。

1.好氧生物處理法

好氧生物處理法即在有氧條件下，好氧微生物(主要是好氧菌)以水中的多種有機(jī)污染物作為生長、繁殖和新陳代謝等生命活動的物質(zhì)與能量來源，同時達(dá)到去除BOD的方法。根據(jù)好氧微生物在水體中和工作方式不同，可分為活性污泥法和生物膜法兩類。

1．1 活性污泥法

經(jīng)初次沉淀后的廢水與由二次沉淀池來的回流污泥在曝氣池起端進(jìn)入池內(nèi)，通過擴(kuò)散或機(jī)械曝氣進(jìn)行充分混合與曝氣，并通過活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去除廢水中的有機(jī)物。該法適用于處理要求高而水質(zhì)較穩(wěn)定的廢水。

由于普通活性污泥法曝氣時間比較長，當(dāng)活性污泥繼續(xù)向前推進(jìn)到曝氣池末端時，廢水中有機(jī)物已幾乎被耗盡，污泥微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝期，它的活動能力也相應(yīng)減弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中殘剩的有機(jī)物數(shù)量少。處于饑餓狀態(tài)的污泥回流入曝氣池后又能夠強(qiáng)烈吸附和氧化有機(jī)物，所以普通活性污泥法的BOD和懸浮物去除率都很高，達(dá)到90～95%左右。

普通活性污泥法也有它的不足之處，主要是：①對水質(zhì)變化的適應(yīng)能力不強(qiáng)；②所供的氧不能充分利用，曝氣池相對龐大、占地多、能耗費(fèi)用高。有研究表明通過活性污泥工藝改良，可以明顯改善生物系統(tǒng)污泥沉降性能及處理效果。

（1）SBR工藝

SBR（Sequencung Batch Reactors）是近年來在國內(nèi)外廣泛重視和研究日趨增多的一種污水生物處理新技術(shù)。SRB反應(yīng)器的運(yùn)行通常包括5個階段：①進(jìn)水階段——加入基質(zhì)；②反應(yīng)階段——基質(zhì)降解；③沉淀階段——泥水分離；④排放階段——排上清液；⑤閑置階段——活性恢復(fù)。這5個階段都在曝氣池內(nèi)完成，從第一次進(jìn)水到第二次進(jìn)水稱為一個工作周期。

SRB每個工作周期中各個階段的運(yùn)行時間、運(yùn)行狀態(tài)可以根據(jù)污水性質(zhì)、排放規(guī)律與出水要求等進(jìn)行調(diào)整。其操作簡單，應(yīng)用靈活，經(jīng)濟(jì)可行，能有效地去除常規(guī)活性污泥法難以去除的污染物，并能有效地克服活性污泥法污泥膨脹等問題。甲醇去除率達(dá)100%，COD去除率88%。據(jù)某些專家估算，SRB法投資運(yùn)行成本要比常規(guī)活性污泥法節(jié)省30%。加拿大已成功應(yīng)用SRB技術(shù)處理造紙廠多種廢水；上海新倫造紙廠采用SRB技術(shù)進(jìn)行廢水處理并實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

（2）HCR工藝

HCR(High Performance Compact Reactor) 是好氧生物處理技術(shù)的一個飛躍，它融合了當(dāng)今的高速射流曝氣、物相強(qiáng)化傳遞、紊流剪切等技術(shù)，并具有深井曝氣和流化污泥床的特點(diǎn)。因此，其空氣氧的轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)器的容積負(fù)荷大，水力停留時間短，是當(dāng)前為西方國家所廣泛接受的一種高效好氧生物處理方法。

HCR系統(tǒng)主要包括：集成反應(yīng)器、兩相噴頭、沉淀池以及配套的管路和水泵等。集成反應(yīng)器為圓形容器，其外筒兩端被封閉，連接著各種管道；內(nèi)筒兩端開口，兩相噴頭安裝在反應(yīng)器上部的正中央。循環(huán)水泵提升高壓水流經(jīng)噴頭射入反應(yīng)器，由于負(fù)壓作用同時吸入大量空氣。水流和氣流的共同作用又使噴頭下方形成高速紊流剪切區(qū)，把吸入的氣體分散成細(xì)小的氣泡。富含溶解氧的混合污水經(jīng)導(dǎo)流筒達(dá)到反應(yīng)器底部后，又向上返流形成環(huán)流，再經(jīng)剪切向下射流，如此循環(huán)往復(fù)運(yùn)行。于是，污水被反復(fù)充氧，氣泡和微生物菌團(tuán)被不斷剪切細(xì)化，并形成致密細(xì)小的絮凝體。

據(jù)研究表明紙廠廢水采用HCR工藝處理，其中懸浮物去除率和脫色率均在95%以上，BOD和COD的去除率也都在80%以上，其主要運(yùn)行效果參數(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法比較得出，HCR工藝在充氧速率、容積負(fù)荷、污泥負(fù)荷、沉淀池表面負(fù)荷、剩余污泥產(chǎn)率、水力停留時間等方面都具有明顯優(yōu)勢。

HCR工藝存在的問題：一是能耗，當(dāng)污水 COD去除率在80%及其以下時，所需能耗低且效益好；如果COD的去除率要求過高，其能耗就直線升高。因此，在實(shí)際工作中也不能盲目地選用HCR工藝。第二個問題是泡沫，HCR在處理某些廢水時，也和常規(guī)好氧工藝一樣會產(chǎn)生泡沫，設(shè)計時必須考慮這一因素。

1．2 生物膜法

生物膜法是一大類生物處理法的總稱，共同的特點(diǎn)是微生物附著在介質(zhì)(濾料)表面上，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機(jī)物被微生物吸附轉(zhuǎn)化為H2O、 CO2、 NH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化，所需氧氣一般直接來自大氣，生物膜法的處理效果和活性污泥法的處理效果差不多，與活性污泥法相比，其產(chǎn)生的污泥膨脹和剩余污泥量少，以及占地少和運(yùn)行管理簡便等優(yōu)點(diǎn)。

目前采用生物膜技術(shù)的工藝也很多，常用的有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化法以及生物流化床或膨脹床等多種工藝，本論文主要介紹一下接觸氧化法以及生物流化床。

（1）生物流化床法

生物流化床是70年代開發(fā)的一種新型生物膜法處理工藝；以比重大于1的細(xì)小惰性顆粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等為載體；廢水以較高的上升流速使載體處于流化狀態(tài)；生物固體濃度很高，傳質(zhì)效率也很高，是一種高效的生物處理構(gòu)筑物。

生物流化床具有以下優(yōu)點(diǎn)：① 生物固體濃度高(10~20g/l)，因此容積負(fù)荷較高(7~8kgBOD5/m3.d以上)，水力停留時間可大大縮短，基建費(fèi)用較??；② 無污泥膨脹或其它生物膜法中的濾料堵塞；③ 能適應(yīng)不同濃度范圍的廢水，能適應(yīng)較大的沖擊負(fù)荷；④ 由于容積負(fù)荷和床體高度較大，占地面積較小。這些優(yōu)點(diǎn)使它越來越受到水處理界的重視，目前已在生活污水和多種工業(yè)廢水的處理上得到應(yīng)用。近年來，內(nèi)循環(huán)生物流化床研究得較多，還有人把流化床反應(yīng)器與膜分離技術(shù)結(jié)合起來，建立了好氧流化床膜反應(yīng)器，處理出水水質(zhì)較高。

（2）生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物膜法之間的生物處理工藝。兼有活性污泥法與生物膜法優(yōu)點(diǎn)，其機(jī)理是在曝氣反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置填料，池內(nèi)既有活性污泥又有生物膜，形成密集的生物群體，較多的增加了廢水與生物接觸的面積，連續(xù)曝氣和生物膜的及時更新，增強(qiáng)了生物的活性?？萍颊撐?。生物接觸氧化池底曝氣對污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，以保證污水同浸沒在污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。生物接觸氧化法中微生物所需的氧通過鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長，促進(jìn)生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨出水流出池外，廢水中污染物在此過程中被微生物分解消耗，從而使廢水得到凈化處理。

生物接觸氧化法具有以下特點(diǎn)：①由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，故生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷；②由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；③剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡便；④處理能力高，處理效果穩(wěn)定?？萍颊撐摹?/p>

2．厭氧生物處理法

2．1 厭氧生物處理廢水的基本原理

厭氧發(fā)酵處理的基本原理是將溶解在廢水中的有機(jī)物，通過微生物作用使其轉(zhuǎn)化成為生物氣體，主要成分為甲烷，可作為工廠燃料燃燒以產(chǎn)生熱量加以利用。

由于一般處理廢水方法費(fèi)用較高，特別是好氧發(fā)酵的動力消耗大，而且還要花費(fèi)很多費(fèi)用來處理生物污泥；而在厭氧生物處理過程中,復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解和轉(zhuǎn)化為簡單、穩(wěn)定的化合物,同時釋放能量,其中大部分能量以甲烷的形式出現(xiàn)。厭氧生物處理是一種有效、簡單、費(fèi)用低廉的低成本處理技術(shù)，是將廢水處理與能源回收相結(jié)合的一種技術(shù)；同時由于新的更加嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)對制漿和造紙工廠廢水排放的限制，所以這些因素都促使制漿和造紙工廠采用厭氧處理廢水。

2．2 厭氧生物處理廢水的新工藝與技術(shù)

目前采用厭氧技術(shù)處理廢水的工藝也很多，造紙業(yè)早使用的兩種厭氧系統(tǒng)：厭氧接觸工藝CSTR（continuous stirred tank）和上流式污泥床工藝UASB（Up-flow Anaerobic SludgeBed）。目前具有高傳質(zhì)效率和污泥濃度，高反應(yīng)器負(fù)荷的具有代表的新型反應(yīng)器有：流化床FB（Fluidised Bed）、膨脹顆粒污泥床EGSB（Expanded Granular SludgeBed）和內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器IC（InternalCirculation reactiors）。下面就介紹一下UASB和內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器IC兩種厭氧生物處理廢水的方法。

（1）UASB方法

在厭氧處理領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的是UASB反應(yīng)器，它是由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進(jìn)入氣室，集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

UASB的主要優(yōu)點(diǎn)是：

①UASB內(nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為20－40gVSS/1；②有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵時，容積負(fù)荷一般為10kgCOD/m3.d左右；③無混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運(yùn)動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也有一定程度的攪動；④污泥床不填載體，節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵賽問題；⑤UASB內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，通?？梢圆辉O(shè)污泥回流設(shè)備。

主要缺點(diǎn)是：

①進(jìn)水中懸浮物需要適當(dāng)控制，不宜過高，一般控制在100mg/l以下；②污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象，影響處理能力；③對水質(zhì)和負(fù)荷突然變化較敏感，耐沖擊力稍差。

UASB工藝近年來在國內(nèi)外發(fā)展很快，應(yīng)用面很寬，在各個行業(yè)都有應(yīng)用，生產(chǎn)性規(guī)模不等?？萍颊撐?。實(shí)踐證明，它是污水實(shí)現(xiàn)資源化的一種技術(shù)成熟可行的污水處理工藝，既解決了環(huán)境污染問題，又能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

（2）內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器IC

內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(Internal Circulation Reactiors 簡稱IC)是由荷蘭Paques公司于20世紀(jì)80年代中期在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上開發(fā)成功的高效厭氧反應(yīng)器。它也存在厭氧細(xì)菌聚集形成的“顆粒污泥”，也是上流式顆粒污泥處理系統(tǒng)。廢水在反應(yīng)器中也是自下而上流動，污染物被細(xì)菌吸附并降解，凈化過的水從反應(yīng)器上部流出。事實(shí)上，IC反應(yīng)器可以簡單化地理解為兩個上下組合在一起的UASB反應(yīng)器，一個是下部的高負(fù)荷部分，一個是上部的低負(fù)荷部分。IC反應(yīng)器與UASB的最大不同之處是，廢水處理中由COD轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的生物氣的引出分為兩個階段，下部產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生一個水和污泥的循環(huán)回流，由此引起的強(qiáng)烈的攪拌作用和高的上流速度，極大地改善了污染物從液相到顆粒污泥的傳質(zhì)過程，因此有極高的凈化效率，這是內(nèi)循環(huán)Internal Circulation reactiors一詞的由來。

內(nèi)循環(huán)(IC)厭氧反應(yīng)器目前已經(jīng)成功用于造紙工業(yè)廢水處理，與UASB相比它具有以下優(yōu)點(diǎn)：有更高的負(fù)荷和凈化效率，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上；占地面積小，其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/4-1/3左右，大大降低了反應(yīng)器的基建投資；抗低溫能力強(qiáng)，IC反應(yīng)器由于含有大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴(yán)重；具有緩沖pH的能力，內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第1厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對pH起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)pH保持最佳狀態(tài)，同時還可減少進(jìn)水的投堿量；內(nèi)部自動循環(huán)，不必外加動力，節(jié)省了動力消耗；出水穩(wěn)定性好；啟動周期短，IC反應(yīng)器啟動周期一般為1～2個月，而普通UASB啟動周期長達(dá)4～6個月；沼氣利用價值高，反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度高，CH4為70％～80％，CO2為20％～30％，其它有機(jī)物為1％～5％，可作為燃料加以利用。

結(jié)論：

制漿造紙廢水具有濃度高、水量大、色度深、含纖維懸浮物多、BOD和COD含量高等特點(diǎn)。生物法處理制漿造紙廢水具有效率高、成本低、二次污染少等優(yōu)點(diǎn),今后隨著造紙工業(yè)和生物技術(shù)的迅猛發(fā)展以及對環(huán)境質(zhì)量要求的提高,生物處理技術(shù)必將在制漿造紙工業(yè)廢水處理中得到更廣泛的應(yīng)用，研究高效、低耗、技術(shù)簡單的制漿造紙廢水生物處理技術(shù)是一個非常有前途的課題。

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