廢水生物處理原理詳解

廢水的生化處理是通過(guò)微生物的新陳代謝作用來(lái)處理廢水中的污染物質(zhì)，一般可以分為兩大類(lèi)，即好氧處理和厭氧處理。好氧處理是在曝氣的作用下利用好氧微生物的新陳代謝活動(dòng)去除廢水中的污染物，常見(jiàn)的好氧處理工藝有活性污泥法，CASS,CAST,SBR,MBR,接觸氧化，氧化溝等法;厭氧處理是在隔絕氧氣的情況下利用厭氧微生物的新陳代謝作用去除廢水中的污染物，常見(jiàn)的厭氧工藝有水解酸化，UASB,ABF,IC等。

一、廢水生物處理的目的和重要性

1.廢水生物處理的目的廢水生物處理的主要目的有以下3點(diǎn)

①絮凝和去除廢水中不可自然沉淀的膠體狀固體物;

②穩(wěn)定和去除廢水中的有機(jī)物;

③去除營(yíng)養(yǎng)元素氮和磷。

2.廢水生物處理的重要性

①城市污水中約有60%以上的有機(jī)物只有用生物法去除才經(jīng)濟(jì);

②廢水中氮的去除一般來(lái)說(shuō)只有依靠生物法;

③目前世界上已建成的城市污水處理廠(chǎng)有90%以上是生物處理法;

④大多數(shù)工業(yè)廢水處理廠(chǎng)也是以生物法為主體的。

二、微生物在廢水生物處理中的作用

微生物在廢水生物處理中主要有三個(gè)作用：

1.去除溶解性有機(jī)物(以COD或BOD5表示)(將其轉(zhuǎn)化成CO2和H2O)，去除其它溶解性無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素如N(最終轉(zhuǎn)化為N2氣)、P(轉(zhuǎn)化為富含磷的剩余污泥從水中分離出來(lái))等;

2.絮凝沉淀和降解膠體狀固體物(某些難降解顆?；蚰z體狀有機(jī)物，可以通過(guò)微生物產(chǎn)生的胞外多聚物等具有絮凝效果的物質(zhì)發(fā)生沉淀，與剩余污泥一同被排出系統(tǒng);或通過(guò)吸附較長(zhǎng)期地滯留在系統(tǒng)內(nèi)而被緩慢降解);

3.穩(wěn)定有機(jī)物(某些有毒有害難降解有機(jī)物可以被微生物初步分解或部分降解，而減輕毒性作用或得到部分穩(wěn)定，或最終被*轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物而得到穩(wěn)定)。

三、微生物代謝過(guò)程簡(jiǎn)介

1.廢水生物處理過(guò)程中微生物代謝過(guò)程示意圖

2.微生物代謝的基本要素

1.能源：化學(xué)能，或光能——化能營(yíng)養(yǎng)型、光能營(yíng)養(yǎng)型;

2.碳源：有機(jī)碳，或無(wú)機(jī)碳——異養(yǎng)型、自養(yǎng)型;

3.無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素——又分為宏量元素，如：N、P、S、K、Ca、Mg等，在處理工業(yè)廢水時(shí)，N、P元素與所需要去除的有機(jī)污染物之間的營(yíng)養(yǎng)平衡問(wèn)題有時(shí)會(huì)很關(guān)鍵，必要時(shí)就需要在進(jìn)行中投加一定量的N、P;以及微量元素，如Fe、Co、Ni、Mo等，微量元素對(duì)于某些特殊的細(xì)菌如產(chǎn)甲烷細(xì)菌等的生長(zhǎng)十分重要，因此在設(shè)計(jì)和運(yùn)行厭氧生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)給予足夠的重視，否則會(huì)出現(xiàn)所謂的“微量元素缺乏癥";

4.特殊有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物(也稱(chēng)生長(zhǎng)因子，如維生素)：對(duì)于某些特殊細(xì)菌，某些特殊的維生素對(duì)其生長(zhǎng)的影響會(huì)很大，因此，在必要時(shí)應(yīng)考慮補(bǔ)充。

3.廢水生物處理中涉及的微生物代謝過(guò)程主要有

1.化能異養(yǎng)型代謝：在廢水生物處理中最主要的代謝形式，主要用于對(duì)廢水中有機(jī)物的去除，包括主要的好氧細(xì)菌和厭氧細(xì)菌;

2.化能自養(yǎng)型代謝：也是廢水生物處理中常見(jiàn)的一種代謝形式，主要包括硝化細(xì)菌(將氨氮氧化為亞硝酸鹽，或進(jìn)一步氧化為硝酸鹽)、氫細(xì)菌(對(duì)其的應(yīng)用還處在研究階段)、鐵細(xì)菌等;

3.光合異養(yǎng)型代謝：利用光合細(xì)菌以高濃度有機(jī)廢水為基質(zhì)生產(chǎn)菌體蛋白;

4.光合自養(yǎng)型代謝：在廢水生物處理中少有應(yīng)用。

四、廢水生物處理中的微生物

1.細(xì)菌

主要包括真細(xì)菌(eubacteria)和古細(xì)菌(archaebacteria);是廢水生物處理工程中最主要的微生物;

真細(xì)菌

古細(xì)菌

根據(jù)需氧情況不同：好氧細(xì)菌、兼性細(xì)菌和厭氧細(xì)菌;

根據(jù)能源碳源利用情況的不同：光合細(xì)菌——光能自養(yǎng)菌、光能異養(yǎng)菌;非光合細(xì)菌——化能自養(yǎng)菌、化能異養(yǎng)菌;

根據(jù)生長(zhǎng)溫度的不同：低溫菌(10oC~15oC)、中溫菌(15oC~45oC)和高溫菌(>45oC)。

2.真菌

真菌的三個(gè)主要特點(diǎn)：

1.能在低溫和低pH值的條件生長(zhǎng);

2.在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)氮的要求較低(是一般細(xì)菌的1/2);

3.能降解纖維素。

真菌在廢水處理中的應(yīng)用

1.處理某些特殊工業(yè)廢水;

2.固體廢棄物的堆肥處理

3.原生動(dòng)物、后生動(dòng)物

原生動(dòng)物主要以細(xì)菌為食;其種屬和數(shù)量隨處理出水的水質(zhì)而變化，可作為指示生物。

后生動(dòng)物以原生動(dòng)物為食;也可作為指示生物。