生活污水处理技术—生物处理法

污水生物处理法介绍最初的污水处理采用的是极其简单的物理、化学处理设施，水中的杂物经过格栅等构筑物被截流，再经絮凝沉淀等工艺，污水得到初步处理，但水中有机物等得不到有效处理，处理效果极差。随着科学技术的发展，污水处理技术不断进步，现在生化处理由于其良好的处理效果和较强的实用性被普遍应用于废水处理。由于微生物具有来源广、易培养、繁殖快、对环境适应性强、易变异等特征，在特定条件下进行驯化，使之适应各种不同水质条件，从而通过微生物的新陈代谢使有机物无机化。加之用生化法促使污染物的转化工程与一般化学法相比优越得多，其处理废水的费用低廉，运行管理较为方便，所以生化处理是废水处理系统中最重要的过程之一，目前这种方法已广泛用于生活污水及工业有机废水的二级处理。一、活性污泥法1、普通活性污泥法是利用悬浮培养来处理废水的一种生物化学工程方法，用于去除废水中溶解的以及胶体的有机物质。活性污泥法是一种通常所称的二级处理方法。它接纳从前一级处理工艺的来水进行需氧生物氧化处理。活性污泥法是最常见的污水生物处理方法，污水在经过初步沉淀去除各种大块颗粒之后送到好氧反应池，在池中通过曝气或搅拌供给氧气。当污水停留在好氧反应池期间，一部分有机物被处理成无机物，即矿化；另一部分转化为微生物细胞物质(图1-2)。在活性污泥法中，严重影响处理效果的是污泥的沉降性能。如果活性污泥沉降性能差，由于丝状细菌和真菌的过分繁殖将导致活性污泥膨胀。为维持良好的处理效果，应当避免发生污泥膨胀。2、SBR法SBR法（序列间歇式活性污泥法）是一种改进的活性污泥法，它是由原始的间歇式污泥法发展而来，与其他活性污泥法相比，SBR法没有设置二沉池和污泥回流设备，布置更为紧凑，占地面积少，基建及运行费用较低，不易产生污泥膨胀问题，耐冲击负荷，处理效果稳定。SBR法典型的操作工序为：进水、反应、沉淀、排水、闲置等五个工序。整个工艺经厌氧、好氧缺氧三个阶段。根据出水情况可随时调整各工序的时间以达到最佳出水效果。3、活性污泥新工艺在SBR工艺的基础上加以优化变形，便发展形成了CASS（周期循环活性污泥工艺）、CAST（循环活性污泥工艺）、ICEAS（间歇式循环延时曝气活性污泥法）等形式的活性污泥新工艺。这些新工艺由于形式上的不同，具有了建设费用低、工艺流程短、占地面积少、运转费用省、有机物去除率高、出水水质好、管理简单，运行可靠、污泥产量低，污泥性质稳定、具有脱氮除磷功能、无异味等优点。二、生物膜法生物膜法是人们模仿土壤的自净过程而创造出来的并很早被人们应用于废水生物处理。早在十九世纪，1893年英国科贝特（Corbett）在索尔福德城创造了具有喷嘴布水装置的生物滤池（洒滴滤池），这也就是废水生物处理工程中最早出现的生物膜法滤池。根据废水和生物膜接触方式的不同，主要有一下几种处理方法：1、生物滤池生物滤池是在滤池中填充石子，炉渣或蜂窝状的塑料滤料。在滤料表面覆盖着一层生物膜，废水沿着滤料的空隙从上而下的流动，并带入空气，通过与生物膜的接触，废水中的有机物被吸附氧化。生物滤池工艺具有以下优点：污泥生成量少，运行费用低，对进行水质、水量负荷的冲击有较强的适应能力。但此工艺由于存在效率低，易发生滤池堵塞和环境卫生问题而影响了它的推广应用。2、生物接触氧化法生物接触氧化法是生物膜法处理污废水的一种，早期形式为淹没式好气滤池，即在曝气的废水流经填料层，使填料颗粒表面长满生物膜，废水和生物膜相接触，生物膜吸附和氧化废水中的有机物并同废水进行物质交换，从而使废水得到净化。生物接触氧化处理技术的另一项技术实质是采用曝气池相同的曝气方法，向微生物提供其所需要的氧，并起到搅拌的作用，这样，这种技术又相当于在曝气池充填供微生物栖接触氧化池构造息的填料，因此又称为“接触曝气法”。所以可以说，生物接触氧化是一种介于活性污泥与生物滤池两者之间的生物技术。也可以说是具有活性污泥法特点的生物膜法，兼具两者的优点。从70年代开始这种处理技术得到大发展。生物接触氧化工艺采用固定式生物填料作为微生物的载体，生长有微生物的载体淹没在水中，曝气系统为反应器中的微生物供氧。由于生物接触氧化法的微生物固定生长于生物填料上，克服了悬浮活性污泥易于流失的缺点，在反应器中能保持很高的生物量。3、生物转盘法生物转盘法是指一种在水平轴上装有圆形波纹状塑料介质的好氧附着生长式生物反应器，其中一部分（一般40%）淹没在水中，轴以每分钟1到2转的速度旋转使截止交替浸没在水中和暴露在空气中。微生物生长在介质上，并且代谢废水中可以生物降解有机物和含氮化合物。和滴滤池一样，产生的微生物从介质上脱落，被废水带入到沉淀池，在沉淀池中与处理后的出水分离。该方法运转稳定，动力消耗少，但低温对运行影响较大。4、生物流化床生物流化床处理系统的基本原理：废水和从生物流化床反应器出水的回流在冲氧设备进口处与空气混合后，从反应器的底部进入，自下而上通过反应器，使填料保持在流化的工作状态。经填料上的生物膜处理后的废水，除部分回流到冲氧设备进口处外，最后流入二次沉淀池，以便沉掉悬浮的生物量，排出合格的水。三、污水生物处理的前景通过几十年的研究与实践，污水生物处理法已成为一种比较完善的工艺。在池形、运行方式、曝气方式、载体等方面已经很难有较大的发展。因此，未来污水生物处理技术的两个大的方向分别为：1、膜分离技术的应用用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺的以下变化：①不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉降性能问题，从而使工艺控制大大简化；②曝气池的污泥浓度将大大提高从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物质的需要；③在同样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省处理厂的占地面积；④污泥浓度的提高，将要求较高的曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜分离而被大量采用。2、分子生物技术的应用目前分子生物技术已开始应用于污水处理领域。为搞清聚磷菌除磷的生化机理，已开始用分子诊断技术获取聚磷菌的遗传信息。现在从活性污泥中已发现的30多种丝状菌中，只有4种准确命名及生物分类学定位，因为这些丝状菌大部分无法进行分离纯培养。目前正用分子诊断技术进行这些丝状菌的生物学定位，以进一步准确了解其特性。