導語：如何才能寫好一篇污水處理生物技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：污水處理；生物技術；應用

中圖分類號：U664.9+2 文獻標識碼：A

1、生物膜法技術

生物膜法是令微生物附著在惰性濾料上，形成膜狀的生物污泥，從而對污水起到凈化效果的生物處理方法。生物膜法技術在20世紀六十年代開始出現(xiàn)，起初主要應用于工業(yè)廢水處理包括高負荷生物濾池、塔式生物濾池等方面，后來擴展到接觸氧化法，并廣泛運用在紡

織、印染、化纖等化工行業(yè)的廢水處理。其中，接觸氧化法因填料做不到經(jīng)久耐用、成本低廉，且對大型池的均勻布水布氣存在技術困難等，在城市污水處理工程中無法得到廣泛應用。研究結果顯示，高負荷生物濾池、固體接觸法和生物曝氣濾池法等生物膜法技術的突破和投入使用，表明生物膜法在市政污水處理上的良好前景。首先來看這兩項技術的原理。高負荷生物濾池、固體接觸，英文簡稱TF/SC，屬于美國的城市污水處理標準技術，國內由國家市政工程西北設計研究院與蘭州鐵道學院聯(lián)合開發(fā)，通過在試驗室、中間試驗和工程生產試驗等各個環(huán)節(jié)實施全流程試驗，獲得完整的設計參數(shù)后，并建設兩座污水量為10×104m3/d的規(guī)模處理廠投入實用。生物濾池則屬于用卵石或塑料填料的深式、塔式濾池，國內研究結果表明，卵石填料的負荷是TF/SC工藝是否高效的關鍵指標，它的原理是攔截回流污泥，使之與生物濾池混合曝氣，然后進行生物絮凝、生物吸附兩種生物反應，把廢水中的細小顆粒和凝聚能力較差的生物膜集合凝固，與此同時，還能吸附、降解掉其中的有機污染物，這種工藝處理污水時，在固體接觸池中的停留時間不長，美國為30分鐘左右，國內設計時長多為45分鐘。其次，由于生物濾池、固體接觸池和絮凝沉淀池都處于高負荷狀態(tài)，停留時間短，所以工程造價低，能耗少。數(shù)據(jù)顯示，運用TF/SC工藝處理污水的工程總投資比傳統(tǒng)的活性污泥法降低約20%，而且污泥量減少20%多，大量節(jié)省了污泥處理費用。其三，除成本降低外，生物膜法還具備耐沖擊、運行穩(wěn)定、操作簡單等特點。由于我國城市污水處理廠數(shù)量少，污水處理率低，需要大量建設，而目前城建資金來源不足，必須采用新技術降低工程造價，所以，生物膜法在國內城市污水處理的應用前景十分廣闊。

2、活性污泥技術

活性污泥技術近20年來正朝著高效快速、低耗節(jié)能和多功能方而發(fā)展，該技術主要利用好氣性微生物及其吸附和絮凝的其他生物，如：細菌、真菌、藻類和原生動物等的代謝作用，分解廢水中的N，P 營養(yǎng)，降解污水中的有機、有害污染物，吸附有毒金屬，使出水水質基木或完全達到二級生物處理廠的出水標準并能再利用。提高單位體積內好氣性微生物的濃度及其與其他活性生物的比例；控制好系統(tǒng)的污泥循環(huán)速度、回用以及溶氧濃度是確保和提高該技術處理效果的關鍵。Frank及其同伴于活性污泥系統(tǒng)中添加人工培養(yǎng)的蛋白核小球藻處理初始COD濃度約為300mg/L的污水，結果，出水中COD的殘留量為19-20mg/L，去除率91% 一95.4%，平均92.7%。未離心活性污泥的COD平均去除率為85%，最高90%；再澄清出水中COD的最高去除率為88.5%，平均82.5%。出水中有機氮平均維持在2.2mg/L，最低值為1.0mg/L，去除效果顯著。Su等在室內條件下研究了活性污泥反應系統(tǒng)對有機污染物和重金屬（Zn，Cd，Ni）的生物吸收作用，結果證實，活性污泥系統(tǒng)對BOD 的平均去除率達85% 以上，r=0.825；對COD 的去除率75% 以上，r=0.756；對重金屬的生物吸附速度極快，在試驗的第一個30分鐘，溶液中的可溶性金屬即可減少70%，其吸附等溫線（Sorptionisotherm）完全依從平衡濃度大于0.05mg/L 的弗洛伊德等溫線。Mcshan 研究了實驗室規(guī)模的活性污泥系統(tǒng)對有毒瀝濾液中的鹵代苯氧化合物及締合氯化苯酚的處理，結果含10% 瀝濾液（TOC=280mg/L）的出水中苯酚和氯化苯酚的去除率達99.5%；TOC減少84%；相對毒性降低76%。活性污泥的性能隨污水濃度的增加而下降，當TOC濃度增至378mg/L 時，對苯酚和氯化苯酚的去除率為76%。Darker 等設計了好氣、缺氧、缺氧一好氣、厭氣一缺氧一好氣4種不同類型的實驗室規(guī)模過剩P活性污泥生物去除系統(tǒng)，針對有毒污染物的歸宿問題進行了探討，結果該設計可使有毒物及石油精煉過程中產生的其它有害污染物明顯減少。系統(tǒng)中COD的平衡程度，各處理單元的實施參數(shù)，以及污水的來源和成份等均對活性污泥系統(tǒng)的處理效果產生影響。Manuel等利用活性污泥程序處理綠色橄欖加工廢水獲得成功，在常規(guī)污水COD濃度為200-300mg/d.m3 條件下，去除率為75%-85%，但對聚苯的去除率不高。延長停留時間、升高系統(tǒng)的溫度，處理效果增強。吳啟偉的研究結果顯示，活性污泥技術可使生活污水中的BOD5和SS的濃度減少到國家《污水綜合排放標準》中的一級標準，去污效果十分顯著。Ren 報道了一種序批式活性污泥法（SBR）的污水處理效果，該法與傳統(tǒng)的連續(xù)流式活性污泥法（CFS）的不同之處在于進水為間隙式。結果表明，SBR法在中小型常規(guī)污水處理領域較CFS法更具優(yōu)越性：耐沖擊負荷，污泥不易膨脹，對N，P的去除效率高。SBR法目前已在美國、澳大利亞、日木、西德等國家廣泛用于生活污水及工業(yè)廢水的處理，并在一定程度上取代了CFS法，但在我國，SBR法目前仍處于實驗階段，離國際水平尚有一定差距。

3、細胞固定化技術

細胞固定化技術始于20世紀80年代，要點是利用物理或化學的手段將游離細胞定位于限定的空間區(qū)域，使其成為一種既保持本身代謝活性，又可在連續(xù)反應后回收和反復利用的生物體系。通常用作固定細胞的載體材料有：藻蛋白酸鈣、瓊脂、角叉藻膠、聚丙烯酞胺、多孔硅石，以及聚乙烯或聚氨醋泡沫等，被固定對象有細菌或藻類，依實際條件選定。細胞被固定后，其合成代謝活性和光合強度提高，平均呼吸速率降低，對毒物、有機污染物的耐受力增強，對N，P及重金屬的吸收、富集、去除能力提高，這些優(yōu)點確保了細胞固定化技術廣泛用于燃料、肥料、印染、選礦和啤酒等生產廢水和城鎮(zhèn)污水的處理。高效、經(jīng)濟、簡易實用、選擇性好是其特點，木節(jié)著重論述被固定細胞為藻類的藻類固定化技術的應用效果。

4、“wT 一FG“生物法技術

污水生化處理單元，用以除去污水中的污染物質。城市污水生化處理方法一般有：活性污泥法、生物膜法?！皐T一FG”生物法污水處理技術是生化處理法之一。生物膜法是附著型生物處理技術，由于占地面積過大及環(huán)境衛(wèi)生條件較差等因素，在城市污水處理廠中較少采

用。當前國內城市污水處理工藝較多采用活性污泥法。活性污泥法主要是懸浮生物處理法，其主要污水處理工藝有：普通曝氣法（常規(guī)活性污泥法）、AB 法、氧化溝法、SBR 法、A/O 法、A，/O 法等?！皐T 一FG”生物法污水處理技術，是近年來在我國推廣應用的一項高科技生

物工程技術。它是聯(lián)合使用“FG一12”菌劑和“wT一21”助劑兩項高科技產品，讓其在先進的生化反應池中產生強大的聯(lián)動作用，使生化反應池中保持高活性微生物菌群絕對優(yōu)勢。這些針對水體污染物優(yōu)勢菌種的高濃度微生物菌群，具有高效、快速的生物降解性能，使水

體中各類污染物得到高效降解去除。

結束語:

綜上所述，本人就現(xiàn)階段我國污水處理生物技術做了淺要分析，隨著上述技術的廣泛應用，相信在不久的將來，會有更加經(jīng)濟、高效、實用的新型技術問世，使我國的污水處理技術更上一個新臺階。

參考文獻：

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關鍵詞：微生物技術、污水處理、污染、凈化、應用

隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，污水處理成為社會廣泛關注的問題，尤其是近幾年來，河流及飲用水污染事件層出不窮。目前我國在處理污水問題上普遍采用物理化學法，相對于微生物處理技術來說，這種方法見效慢、有殘留，并且可能造成二次污染，處理效果不佳。而微生物作為一種有機生物，能夠通過自身的新陳代謝徹底分解污染物，不對水質造成傷害，這也是微生物污水處理技術在近幾年中快速發(fā)展的根本原因。

在具體的應用上，由于微生物種類繁多，處理方法和技術的選擇必須要根據(jù)污水的性質、污染程度等多個因素制定，從而保證污水處理的高效性。

一、我國污水處理現(xiàn)狀

我國的污水主要可以分為生活污水和工業(yè)污水兩大類，但近些年來，隨著我國工業(yè)化進程的不斷推進以及排水管網(wǎng)的泄漏等問題，這兩類污水開始出現(xiàn)融合的趨勢，因此我國的污水處理是一個綜合的過程。我國住房和城鄉(xiāng)建設部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截止2014年初，全國城市建成的污水處理廠共計1736座，污水處理率達89.34%；縣城污水處理廠共計1504座，污水處理率僅有76.25%。從整體上說，污水處理廠覆蓋的區(qū)域在污水處理方面取得了一定的成效，但是對我國的國土面積而言，這些處理廠難以實現(xiàn)全面治理。

此外，污水處理技術的落后以及資金短缺等問題也在一定程度上制約著我國污水處理事業(yè)的進程，尤其在微生物污水處理這種新型的技術層面，相關的應用仍未達到因地制宜的效果。

二、微生物污水處理機制與凈化原理

針對不同的污染物，微生物的凈化方式也有所差異，主要包括以下三種：（1）降解有機物，部分細菌、真菌、藻類可通過吞食將污水中一些復雜的有機物轉化為簡單的無機物分子，從而實現(xiàn)各種生命元素在的自然循環(huán)，維持生態(tài)平衡。這種方式可有效處理尿素、氨基酸、蛋白質等含氮有機物，從而凈化城市生活污水。（2）代謝作用，污水中存在大量不能被微生物食用的有機污染物，其中有些可以作為代謝能源來維持微生物的生命活動。例如，一些放線菌和桿菌在從廣泛存在于餐廳污水的脂肪中獲取新陳代謝所需能量的過程實際上也起到了污水凈化的作用。（3）去毒素作用，微生物主要通過改變污染物的分子結構減弱其毒性。如對于洗衣粉中的有毒磷元素，微生物可以通過將無機磷酸鹽拆分為無毒性的有機酸和二氧化碳來去除。但是由于污水成分和微生物分解過程都較為復雜，這種處理方式可能產生有毒的中間物質，造成二次污染，因此在應用過程中必須要進行嚴格的監(jiān)視。

三、微生物污水處理技術的應用

1.微生物吸附技術

微生物吸附技術是利用某些微生物的化學結構特性，將自身或者其分泌物與污水中的懸浮物質（如金屬離子）結合在一起，形成一種活性生物吸附劑，再人為地進行固液分離。這種技術較為新穎，并且價格低廉，目前多應用于大面積重金屬污水的處理。

微生物吸附技術在應用過程中受到很多因素的影響：（1）溫度和pH值，這兩個因素會嚴重影響污水中重金屬離子的化學狀態(tài)和微生物的活性，從而影響氧化還原過程和沉淀反應等；（2）吸附時間，研究表明，微生物吸附重金屬的過程僅需幾個小時（酵母菌吸附鎘離子、鋅離子的時間約為3小時），一般而言，適當延長吸附時間可以提高吸附效率，因此在應用中要在保持細胞活性的前提下適當平衡吸附時間；（3）共存離子，污水的成分往往較為復雜，凈化水質的一個關鍵在于保留原有的無害物質，如鈣離子、鈉離子、鉀離子等輕金屬離子，這就需要對污水成分和微生物的吸附性做一個全面的了解，防止過渡凈化。

2.微生物絮凝技術

微生物在生長和代謝過程中會產生一些功能性多糖和糖蛋白等具有絮凝功能的高分子有機物，可用于污水污泥的處理，有些微生物本身也是高效的絮凝劑，上世紀八十年代從紅平紅球菌得到的NOC-1使其研究最詳盡、效果最好的生物絮凝劑。

絮凝技術主要可以應用于：（1）農業(yè)污水處理，農業(yè)廢水中BOD含量較多，因而處理難度較高，傳統(tǒng)處理技術難以奏效，而微生物絮凝劑對TN和TOC的去除率達到45%和75%，在一定程度上提高了處理效果；（2）廢水脫色處理，可溶性色素的去除一直是廢水處理的難點，絮凝劑通過對色素的絮凝沉淀來實現(xiàn)污水脫色，處理后的水質澄澈透明，方法也相對安全高效。

微生物絮凝劑作為無毒環(huán)保的污水處理用劑，應用前景廣闊，但是其成本相對較高，技術上也面臨更高的難度，因此這種方式目前仍未實現(xiàn)普遍應用。

3.固定化酶和固定化細菌技術

固定化酶和固定化細菌技術統(tǒng)稱為固定化微生物技術，它指的是在保持生物活性的前提下，通過將游離的微生物固定于限定的載體來提高微生物濃度并反復利用的方法。固定方式包括包埋法、交聯(lián)法、自固定化法、符合固定化法等，@種技術的優(yōu)點在于微生物密度高、設備小型化、產物易分離，成本較低，目前被廣泛應用于包括水污染、大氣污染、土壤污染在內的環(huán)境污染問題?？傮w來說，固定化技術應用的限制較少，但是在一些復雜的污水處理問題中，為了保證治理效率和循環(huán)利用，微生物和載體都必須具備高度的環(huán)境適應能力，因此針對不同的水質，要合理選擇微生物和載體。

4.高效降解菌技術

高效降解菌技術實際上是對以上三種技術的延伸，高效降解菌指的是利用生物工程的培養(yǎng)技術，對具有降解能力的細菌進行一段時間的人工培育和多代選擇，最終得到強化的菌群。相比于原始的降解菌來說，經(jīng)過培育和篩選的菌群具備更強的適應能力和繁殖能力，污水處理的效率也大大增強。

除了同種菌類的培育，不同細菌的共同培養(yǎng)也是當前生物技術研究的一個重要領域，它旨在將不同細菌的特性結合在一起形成一種更為高效和全面的污水處理技術。但是這種技術可能會引發(fā)一些未知的生物風險，在相關研究不夠深入的前提下絕不可貿然應用于實踐當中。

5.電極生物膜法

這種技術的原理是，將微生物固定在電極表面，由于微生物有吸附生長的特性，其表面會生成一層生物膜。在接通電流后，污水中的雜質由于受到生物膜的吸附而接觸到電流，從而被降解為其他物質。研究結果表明，這種方式對氮、磷等污染物有較好的去除效果，成本低廉，目前在城鄉(xiāng)生活污水處理領用的應用比較廣泛。除了脫氮效果理想以外，電極生物膜法還能實現(xiàn)雜質的反硝化，為解決當前城市污水因反硝化和釋磷作用引發(fā)的惡性競爭有機物問題提供了思路。

電極生物膜法的缺點在于對設備和技術的要求較高，電流的強弱會影響微生物的活性，從而弱化其對污染物的吸附效果，在廣泛應用之前應該進行適量的試驗，尋求最佳方案。

結語

總體來說，相對于傳統(tǒng)污水處理技術而言，微生物技術的處理效果理想，安全性較強，不易形成二次污染，而且有效避免了水資源浪費的現(xiàn)象。因此，其在污水處理事業(yè)中的應用已經(jīng)成為不可逆轉的趨勢。當然，目前微生物污水處理技術仍然存在一些技術上的難關和條件的限制，這有待于生物工程科學的發(fā)展和相關領域的深入研究。對社會而言，積極提倡應用微生物來治理污水有利于促進微生物技術的完善，有利于推進我國污水治理的進程，最終實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。

參考文獻：

[1]吳昊.關于微生物在污水處理中的應用[J].生物技術世界，2015.06

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1 城市含磷含氮污水的環(huán)境危害

城市污水具有危害人類健康，污染環(huán)境的破壞性影響性；根據(jù)來源主要可以被分為生活污水和工業(yè)污水兩部分；其中含有的氮和磷物質不僅會加劇水物質的富營養(yǎng)化，氮磷等物質還會發(fā)生反應生成具有超強好氧性的氨氮物質來降低水物質的氧含量，不僅如此，含有氮磷等物質的污水由于反應所生成的某些含氮化合物對于人類和自然界的其他生物也都是有毒害性影響的，為此，國際上規(guī)定的氮磷的排放量也日漸嚴格。

2 生物除磷脫氮相對關系研究

雖然國際上對于污水治理技術研究很早就開始了，但是采用生物脫氮除磷技術進行污水處理卻是近二十年才新興的。生物除磷脫氮技術具有良好的市場前景，因為它比起污水處理常用的物理化學技術較為經(jīng)濟實惠，可以有效的節(jié)約成本；還能將我們較為熟悉的二級生物污水治理技術充分進行高效率高質量的改進改善，也正因為如此，生物除磷脫氮技術才成為現(xiàn)今使用率最高，發(fā)展前景最好的污水處理技術。

2.1 生物除磷結構流程以及技術原理

2.1.1 技術原理通常情況下生物處理活性污泥里面，磷含量僅占污泥干燥狀態(tài)下比重的百分之二左右。然而，如果處于厭氧一好氧進行變換的狀態(tài)下，污泥里面的一微生物就會發(fā)生變化，釋放出比平常高很多的磷含量。

2.1.2 污水處理生物除磷技術系統(tǒng)

一般通過污泥的厭氧需氧變化進行除磷的技術流程（如圖1所示）比較簡單，只要就是在厭氧池里面進行化學物質聚磷菌的反應代謝后從而減緩BOD含量同時得到物質磷。然后再經(jīng)過需氧反應器的化學物質聚磷菌的需氧呼吸活動，在對物質BOD進行氧化作用后通過轉變?yōu)榫酆狭姿猁}來把磷物質有效地儲存在污水的異養(yǎng)菌聚磷菌里面。通過國內外對生物除磷技術的研究進行調查，我們發(fā)現(xiàn)各國學者所使用技術機理雖然標準不一樣，所獲得的技術形式卻是多種多樣。圖1：基本除磷技術流程圖

2.2 生物脫氮結構流程以及技術原理

2.2.1 污水處理生物脫氮原理

將污水處理的生物脫氮技術依據(jù)反應類型劃分，可以分成氨的硝化作用和反硝化兩種類型。一般進行硝化作用就主要是指將氨作為電子變化的供方，而將分子氧視為電子的受方，通過進行氮從兼具負三價電子的物質NH4反應變化成帶有正三價電子的NO2一以及帶有正五價電子的NO3。然而本質上僅僅是發(fā)生了水下氮的化合態(tài)形態(tài)轉變，根本將水中氮的實際含量進行改變，反應性質就是避免污水水體發(fā)生富養(yǎng)化現(xiàn)象，但污染問題根本沒得到處理。與此相對的反硝化卻恰恰相反，通過污水中硝酸鹽物質作為氮電子受方，讓碳源成為氮電子的實際供方，這期間雖然也是通過硝酸鹽里面的氮電子變化，可不同的是這個反應過程生成了氣態(tài)氮（如N2、N2O），氣體可以從污水中揮發(fā)出去，從而真正實現(xiàn)氮的治理。

2.2.2 污水處理生物脫氮技術系統(tǒng)

生物脫氮系統(tǒng)的基本流程如下圖2所示。缺氧反應器是脫氮工藝的核心，通過污水中的一些有機物當做氮電子進行轉移的供方，將反應產生的物質硝酸鹽氮當做氮電子進行轉移的受方進而充分把污水中的氮脫掉。只是為了保證反應過程的正常進行，必須保證該反應中有充足的碳源如下圖圖3所示。隨著社會的發(fā)展，生物脫氮技術也在不斷進步，現(xiàn)如今這種技術在概念以及技術工藝方面都發(fā)生了全新的變化比如時下比較盛行的生物脫氮短程硝化反硝化反應方法、硝化反硝化同時進行反應的生物脫氮以及生物脫氮的厭氧氨氧化技術等等。圖2：生物脫氮系統(tǒng)基本流程圖3：脫氮處理基本過程結構圖

2.3 城市污水處理生物除磷脫氮技術之間關系

（1）SRT（即污水污泥齡）方面的技術矛盾：我們首先分析一下除磷技術，根據(jù)除磷技術使用的系統(tǒng)反應原理，污水中SRT與磷含量成反比關系，較長時效的SRT會由于有機物質的缺失而出現(xiàn)磷物質的自我消融，甚至由于物質自融后污水處理后的排泥量逐步減少而影響我們對污水中磷含量的去除效率；然而對于脫氮技術來看，由于脫氮主要是進行硝化以及反硝化反應，其中硝化反應主要依靠自養(yǎng)型好氧菌，反硝化反應主要依靠兼性菌，雖然兩個反應相比較而言前者所需SRT較大，可是為了實現(xiàn)兩個反應的效率最大化，一定比例內通常是呈現(xiàn)SRT與脫氮技術的正比關系。

（2）碳含量的需求矛盾：生物脫氮因為兩個反應中硝化反應必須達到一定標準的碳氮配比，而反硝化反應由于主要利用硝酸鹽作為氮電子反應變化的承受方，不需一定標準的碳含量污水中含碳量物質完全可以滿足，所以只需達到硝化反應的碳氮標準即可；然而對于除磷技術只需要污水中某些有機質以及微生物達到一定配比就可以，基本是不需要碳物質的。

（3）硝酸鹽對于兩項技術的互反性影響：我們知道脫氮工藝需要硝酸鹽，但是除磷工藝硝酸鹽在厭氧反應只會產生阻礙發(fā)酵反應甚至大量消耗除磷工藝過程中所必須的低分子有機物質。雖然現(xiàn)在有些除磷工藝技術比如開普敦研發(fā)的UCT除磷技術已經(jīng)通過加大反硝化解決回流污泥問題從而充分控制了硝酸鹽對除磷工藝的影響，但是，硝化鹽對于除磷脫氮兩方面污水處理技術理論上的影響還是存在。

3 城市污水處理對生物除磷脫氮技術的改進需求

通過上文我們了解到生物除磷脫氮技術是存在很多矛盾的，為了更好地進行污水治理工作，我們需要充分均衡生物除磷脫氮工藝，研究可以將除磷與脫氮緊密相連的綜合性污水處理技術，雖然現(xiàn)在已經(jīng)有很多改進性技術，比如為了解決碳物質引起的除磷脫氮矛盾，一般是將工藝進行順序倒敘把原來放在技術后面的缺氧反應部分提到最前面，同時將厭氧反映部分放到工藝的最后。這樣就可以讓工藝中需要一定標準碳量的脫氮菌最先接觸到碳物質，充分將反硝化反應進行速度提升。與此同時，還可以將原有的硝酸鹽對除磷的干擾性降低。除此之外還有一項實踐證明效果顯著的新工藝就是污水除磷脫氮同步氧化溝技術（如下圖圖4所示）。這個新技術主要通過將活性污泥處理反應進行加時， 從而實現(xiàn)減少甚至充分把控污水中污染物質，以及簡化了工藝流程，節(jié)約操作成本等目的，目前我國已經(jīng)在四川新都修建了新技術展示的示范性工程。下面就探討一下除磷脫氮組合技術改進方向問題：圖4：污水除磷脫氮處理同步氧化溝技術3.1 新技術研究設想：

①氧環(huán)境轉換設想：因為生物除磷應該在好氧、厭氧相互適時變換的條件下進行，生物脫氮要在分開后的好氧、缺氧環(huán)境下進行反應。為此我們可以參考圖五結構將氧氣分為好氧、缺氧、厭氧三種環(huán)境。并根據(jù)氧環(huán)境的改變，以及改進進水或回流等方法進行技術整合，現(xiàn)今類似的組合工藝主要有UCT、SBR、氧化溝以及生物轉盤等。圖5②技術組合分布改進設想：運用城市污水處理過程中除磷工藝的厭氧好氧性作為原理進行常溫環(huán)境下污水氨氮發(fā)生亞硝酸化反應以及目前使用比較多的ANAMMOX和CANON等技術，實現(xiàn)高效率，高質量，低消耗的綜合技術需要對操作流程進行污水循環(huán)治理。

4 結論

城市污水處理生物技術中，除磷脫氮工藝是最為復雜最為艱難的，但是相信只要我們能對生物除磷脫氮進行有效研究，并充分做好除磷脫氮技術間的平衡問題，城市污水生物除磷脫氮技術一定會為污水處理帶來更高效率以及更高的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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關鍵詞：生物接觸氧化；SBR；人工濕地；穩(wěn)定塘；鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理

Abstract: Through the analysis of Hebei Province town profiles and sewage discharge status, put forward SBR, biological contact oxidation, oxidation ditch, artificial wetland, stabilization pond sewage treatment technology applicable to other towns, and the advantages and disadvantages of each technique, application scope and technical and economic indexes are analyzed and studied, the township sewage treatment plant process selection principle and way undertook discussing.

Key words: biological contact oxidation; SBR; artificial wetland; stabilization pond; the township sewage treatment

中圖分類號：U664.9+2

0 前言

河北省共有有鄉(xiāng)鎮(zhèn)1719個（不含城關鎮(zhèn)及納入城市統(tǒng)計的鄉(xiāng)鎮(zhèn)），其中建制鎮(zhèn)754個，鄉(xiāng)965個。全省建制鎮(zhèn)規(guī)模普遍較小，除霸州市勝芳鎮(zhèn)、三河市燕郊鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)現(xiàn)狀人口在5萬人以上外，80%以上鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)（或鄉(xiāng)政府駐地）人口在2萬人以下。因此，河北省鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模普遍較小，日處理污水量一般小于2000噸。

河北省鄉(xiāng)鎮(zhèn)排水基礎設施薄弱，由于其社會組織結構、經(jīng)濟發(fā)展狀況和生活水平與生活習慣等與城鎮(zhèn)有較大的不同和差距，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理在水質水量、建設規(guī)模、處理工藝選擇、工程建設和投資、運行管理等方面與城鎮(zhèn)污水處理相比有較大的區(qū)別，不能盲目按照城鎮(zhèn)污水處理工程建設的模式。

如何選擇適宜鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的小型污水處理技術，關鍵問題在于適于目前河北省鄉(xiāng)鎮(zhèn)的實際情況，除能達到國家排放標準的要求外，更重要的是簡單易行、運行管理方便、投資及運行費用低 [1]。

1 河北省鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理現(xiàn)狀

1.1 建制鎮(zhèn)排水現(xiàn)狀[2]

隨著經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水排放量迅速增加。2010年，河北省有集中供水的599座鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水排放總量為19750.2萬噸，折算成平均日綜合污水排放量為54.1萬噸/日。

1.2 污水處理現(xiàn)狀

目前，一些規(guī)模較大、工業(yè)基礎較好的鄉(xiāng)鎮(zhèn)已建成了污水處理設施，截止2010年，全省省鄉(xiāng)鎮(zhèn)已建成污水處理廠16座，綜合處理能力20.6萬噸/日，年集中處理量2453.8萬噸，污水處理率僅為12.4%?，F(xiàn)狀污水處理廠大部分依托工業(yè)園區(qū)的興建，規(guī)模在1萬噸以上，多采用氧化溝、SBR等工藝。

河北省大多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)模普遍較小，無工業(yè)園區(qū)，污水排放以生活污水為主，而現(xiàn)狀鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠依托工業(yè)園區(qū)興建，不具有借鑒意義，適用的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理實例較少。

2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的適用技術

2.1 污水處理技術的分類

污水處理系統(tǒng)包括物理處理單元（一級處理）、生物處理單元（二級處理）和深度處理單元（三級處理）三部分。其中，一級處理主要包括格柵渠、沉砂池和沉淀池等；二級處理工藝主要有普通活性污泥法、氧化溝法、SBR及其變形工藝、接觸氧化法、曝氣生物濾池、人工濕地等；三級處理工藝主要有混凝沉淀、過濾、臭氧氧化、活性炭吸附和自然處理法（人工濕地、土地處理和穩(wěn)定塘等）。

2.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理適用技術

（1）生物接觸氧化

生物接觸氧化是生物膜法的一種，應用較為廣泛。該技術是在池體中填充填料，污水浸沒全部填料，氧氣、污水和填料三相接觸過程中，通過填料上附著生長的生物膜去除污水中的懸浮物、有機物、氨氮、總氮等污染物的一種好氧生物技術[3]。在規(guī)模較小時，可采用成套一體化設備，可節(jié)約占地和方便實施。

生物接觸氧化池優(yōu)點：結構簡單，占地面積小；污泥產量少，無污泥回流，無污泥膨脹；生物膜內微生物量穩(wěn)定，生物相豐富，對水質、水量波動的適應性強；操作簡便、較活性污泥法的動力消耗少；對污染物去除效果好。

生物接觸氧化池不足：加入生物填料導致建設費用增高；可調控性差；對磷的處理效果較差，對總磷指標要求較高的地區(qū)應配套建設出水的深度除磷設施。

單位經(jīng)濟指標：噸水占地0.5～1m2，噸水投資1800～2800元，噸水運行成本0.5～1.2元。

適用范圍：生物接觸氧化裝置宜建在室內或地下，并采取一定的保溫措施保證冬季運行效果。該工藝適用于經(jīng)濟較為發(fā)達，有一定的財力，土地資源短缺的地區(qū)。

（2）序批式生物反應器（SBR）

序批式生物反應器（SBR）集進水、曝氣、沉淀、出水于一池中完成，間歇運行，工藝簡單。由于只有一個反應池，不需二沉池、回流污泥及設備，可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現(xiàn)除磷脫氮的目的。SBR工藝發(fā)展速度極快，并衍生出許多SBR工藝的變形，如ICEAS工藝、CAST工藝、DAT－DAT工藝、UNITANK工藝等[4]。

SBR的優(yōu)點：具有工藝流程簡單，運轉靈活，基建費用低等優(yōu)點，能承受較大的水質水量的波動，具有較強的耐沖擊負荷的能力，通過調整運行方式，可實現(xiàn)即能去除有機物，又能除磷脫氮。

SBR的不足：SBR的工作周期通常包括進水、反應（曝氣）、沉淀、排水和空載五個階段，需要自動控制，因此對自控系統(tǒng)的要求較高；間歇排水，池容的利用率不理想；在實際運行中，廢水排放規(guī)律與SBR間歇進水的要求存在不匹配問題，特別是水量較大時，需多套反應池并聯(lián)運行，增加了控制系統(tǒng)的復雜性。

單位經(jīng)濟指標：對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠，噸水占地1.2～1.8m2，噸水投資2000～2700元，噸水運行成本1.0～1.6元。

適用范圍：適用于污水量不大、間歇排放、出水水質要求較高，且經(jīng)濟較為發(fā)達地區(qū)，土地資源不足的鄉(xiāng)鎮(zhèn)應用。

（3）氧化溝

氧化溝是普通活性污泥法的一種變型，因污水和活性污泥在溝中不斷循環(huán)流動，也稱其為“循環(huán)曝氣池”。氧化溝通常按延時曝氣條件運行，以延長污水和生物固體的停留時間和降低有機污染負荷。氧化溝通常使用臥式或立式的曝氣和推動裝置。通過調整氧化溝不同區(qū)域的供氧量，氧化溝具有較高的脫氮功能。此外，在氧化溝前增加厭氧池，也可提高除磷效率[5]。氧化溝的類型很多，針對鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟和技術特征，宜采用帕斯韋爾（Pasveer）氧化溝和一體化氧化溝。

氧化溝的優(yōu)點：氧化溝一般不設初沉池，結構與設備簡單；低負荷運行，沖擊負荷，剩余污泥量少；處理效果好；運行管理簡便；應用范圍廣。

氧化溝的不足：長污泥齡運行情況下有時出水中懸浮物較高，影響出水水質；相對其他好氧生物處理工藝，傳統(tǒng)氧化溝的占地面積大、耗電量高；采用表面曝氣時，冬季易結冰。

單位經(jīng)濟指標：對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠，噸水占地為1.5～2.5m2，噸水投資為2500～3000元，噸水運行成本為1.2～1.8元。

適用范圍：適用于污染物濃度相對較高、處理規(guī)模較大，且經(jīng)濟較為發(fā)達、土地資源緊張的鄉(xiāng)鎮(zhèn)應用。

（4）人工濕地

人工濕地是一種通過人工設計、改造而成的半生態(tài)型污水處理系統(tǒng)，主要由土壤基質、水生植物和微生物三部分組成。人工濕地按其內部的水位狀態(tài)可以分為表流濕地和潛流濕地，而潛流濕地又可以按水流方向分為水平潛流濕地和垂直潛流濕地[6]。

表流濕地處理系統(tǒng)的優(yōu)點是投資及運行費用低，建造、運行和維護簡單，但占地面積大，冬季表流濕地表面易結冰，夏季易繁殖蚊蟲，并有臭味。潛流濕地的優(yōu)點在于占地面積小，且衛(wèi)生條件好，但建設費用較高。河北省冬季氣候寒冷，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠適宜采用潛流濕地。

人工濕地的優(yōu)點：投資費用省，運行費用低，維護管理簡便，水生植物可以美化環(huán)境，調節(jié)氣候，增加生物多樣性。

人工濕地的不足：污染負荷低，占地面積大，設計不當容易堵塞，處理效果受季節(jié)影響，隨著運行時間延長除磷能力逐漸下降。

單位經(jīng)濟指標：采用潛流濕地，其噸水占地4～6m2，噸水投資1800～2500元，噸水運行成本僅為0.2～0.3元，

為防止提高出水水質，防止人工濕地堵塞，人工濕地前段應增加預處理，采用生化預處理單元時，可選用生物接觸氧化、曝氣生物濾池、SBR等工藝，增加生化預處理單元后，噸水投資增加1000～2000元，噸水運行成本增加0.6～0.8元。

（5）土地處理

污水土地處理是在人工控制條件下將污水投配在土地上，通過土壤-植物系統(tǒng)，經(jīng)物理、化學和生物等一系列的凈化過程，使污水得到凈化的污水處理方法。土地處理根據(jù)污水的投配方式及處理過程的不同，可以分為慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流和地下滲濾系統(tǒng)四種類型。

土地處理系統(tǒng)的優(yōu)點：土地處理對污水的緩沖性能較強，工程簡單，基建投資省，污水處理能耗低，維護方便，處理成本低，還可以與農業(yè)利用相結合，利用水肥資源，澆灌綠地、農田，使土壤肥力增加，提高農作物產量。

土地處理系統(tǒng)的不足：停留時間長，占地面積大；處理效果不穩(wěn)定，受季節(jié)、氣溫、光照等自然因素影響大；防滲處理不當，可能污染地下水；此法不能用于過高濃度污水的處理，否則會引起臭味和蟲滋生。

單位經(jīng)濟指標：慢速滲濾和快速滲濾系統(tǒng)的主要成本是布水管網(wǎng)或渠道的修建費用。快速滲濾處理系統(tǒng)出水進行回用時，要安裝地下排水管或管井，開挖土方量、人工費、材料費都會有所增加，但回收的水質較好，可用于綠地澆灌或農業(yè)灌溉，形成經(jīng)濟效益，在一定程度上彌補了高造價的缺陷。一般而言，土壤滲濾系統(tǒng)造價在100～400元/m2。

適用范圍：適用于資金短缺、土地面積相對豐富的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在凈化污水的同時可實現(xiàn)對其的資源化利用而獲取經(jīng)濟效益。

（6）穩(wěn)定塘

穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，是一種利用水體自然凈化能力處理污水的生物處理設施，主要借助了水體的自凈過程來進行污水的凈化。穩(wěn)定塘有多種類型，可按照塘的使用功能、塘內生物種類和供氧途徑等進行分類，一般可分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘和生態(tài)塘。

穩(wěn)定塘的優(yōu)點：結構簡單，出水水質好，投資成本低，無能耗或低能耗，運行費用省，維護管理簡便。

穩(wěn)定塘的不足：負荷低，污水進入前需進行預處理，占地面積大，處理效果隨季節(jié)波動大，塘中水體污染物濃度過高時會產生臭氣和滋生蚊蟲。

單位經(jīng)濟指標：穩(wěn)定塘修建的主要成本是塘體的挖掘和防滲處理。在好氧塘和生態(tài)塘中種植一些觀賞性水生植物會增加一些費用。為了減少成本，可以在地勢低洼的地方進行修建，也可對鄉(xiāng)鎮(zhèn)原有的蓄水塘進行改建而成，挖掘時也宜采用機械作業(yè)以減少成本。如果土壤的入滲率較低，也可以采用就地夯實的辦法作防滲。穩(wěn)定塘投資造價約100～150元/m2。

適用范圍：適用于在干旱、半干旱地區(qū)，資金短缺、土地資源相對豐富的鄉(xiāng)鎮(zhèn)?？煽紤]采用荒地、廢地、劣質地，以及坑塘和洼地等建設穩(wěn)定塘處理中低污染物濃度的生活污水。

（7）成套一體化設備

污水處理成套一體化設備一般采用地埋式、半地下式或地上式設置，采用設備廠家提供的成套設備，采用的污水處理工藝分類有生物接觸氧化、曝氣生物濾池、MBR等。

成套一體化設備的優(yōu)點：占地面積小、工藝流程簡單，運行管理方便，處理效果好。

成套一體化設備的缺點：投資和運行費用較高，采用地埋式布置時，維修較困難。

單位經(jīng)濟指標：占地不大于0.6m2，噸水投資3000～3500元，噸水運行成本1.2～1.5元。

3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝選擇

3.1 工藝流程的選擇原則

污水處理工藝流程包括一級處理、二級處理和三級處理三部分，河北省鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝流程的選擇應根據(jù)出水水質要求的不同要求確定：

污水處理廠出水用于農業(yè)灌溉時，可執(zhí)行GB 18918-2002二級標準，采用一級處理和二級處理即可滿足排放標準的要求。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠出水直接排入海河流域內的水體時，執(zhí)行GB 18918-2002一級A標準，應采用三級處理，需對污水處理廠二級出水進行深度處理。

3.2 污水處理工藝選擇

（1）一級處理工藝

在一級處理工藝單元中，宜將格柵、調節(jié)池、沉砂池及提升泵房進行一體化設計。日處理能力在1000噸以下時，一級處理工藝單元可簡化為一組，并設超越設施。

（2）二級處理工藝

日處理能力在1000～2000噸范圍內的污水處理設施，可選用SBR 系列工藝、人工濕地、土地處理及成套污水處理設備等。

日處理能力在1000噸以下時，宜采用技術成熟的國產成套設備[7]。

（3）深度處理工藝

鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水二級處理出水不能滿足水環(huán)境要求時，可采用混凝沉淀和過濾工藝進一步處理，在條件許可的情況下，可采用濕地系統(tǒng)和穩(wěn)定塘等自然凈化技術。

4 結論及建議

4.1河北省鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模普遍較小，且鄉(xiāng)鎮(zhèn)排水基礎設施薄弱，選擇簡單易行、運行管理方便、投資及運行費用低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理技術成為關鍵。

4.2鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的適合技術包括生物接觸氧化、SBR、氧化溝、人工濕地、土地處理、穩(wěn)定塘等，應根據(jù)當?shù)貧夂蛱攸c、經(jīng)濟發(fā)展水平，充分考慮當?shù)貙嶋H，選擇適宜的污水處理工藝。

4.3鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝流程應根據(jù)出水水質的不同要求確定，污水處理廠出水用于農業(yè)灌溉時，采用兩級處理即可滿足排放標準的要求；當鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠出水直接排入海河流域內的水體時，應對污水處理廠二級出水進行深度處理。

4.4在污水一級處理工藝單元中，宜將格柵、調節(jié)池、沉砂池及提升泵房進行一體化設計；日處理能力二級處理工藝1000～2000噸范圍內，可選用SBR 系列工藝、人工濕地、土地處理及成套污水處理設備等，日處理能力在1000噸以下時，宜采用技術成熟的國產成套設備。

參考文獻

[1] 朱思誠，村鎮(zhèn)建設中污水處理設施的選擇，環(huán)境污染與防治，網(wǎng)絡版，第10期，2006年10月；

[2] 河北省鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設統(tǒng)計資料（2010年），河北省住房和城鄉(xiāng)建設廳；

[3] 劉幫華、何順安、何彥君等，生物接觸氧化法在生活污水處理中的應用，石油和化工，Vo1.28No.6，2009年9月；

[4] 張自杰主編.排水工程（下冊）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000；

[5] 楊紅、楊云龍，淺析氧化溝工藝發(fā)展，山西建筑，第32卷，第3期，2006 年2月；

[6] 張統(tǒng)、王守中，村鎮(zhèn)污水處理適用技術，北京，化學工業(yè)出版社，2010；

篇5

摘 要：聚乙烯醇在生物活性高分子研究中的作用日趨重要，把聚乙烯醇應用于生活污水處理，可以有效地提高水資源利用率。本文就聚乙烯醇固定化微生物技術載體制備、改性及其在生活污水中的應用分析。

關鍵詞：聚乙烯醇;固化微生物;生活污水

0 概述

隨著工業(yè)化、城市化進程的加快，越來越嚴重的生水污水給環(huán)境帶來的污染對人類的可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴峻挑戰(zhàn)，探討新型高效的廢水處理工藝成為可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實需要。聚乙烯醇被認為是酶及微生物的有效固定載體，這一載體具有無毒、價格低廉、抗微生物分解和較高的機械性強度等優(yōu)點而備受歡迎。聚乙烯醇固定化微生物處理生活污水需要制備良好的聚乙烯醇作為載體，進而實現(xiàn)生活污水的預期處理效果。

1 PVA載體制備原理及方法

水溶性PVA材料改性及制備PVA的載體是通過交聯(lián)法獲取的，根據(jù)交聯(lián)方法的不同，可以將PVA載體的制備方法分為物理交聯(lián)、化學交聯(lián)、輻射交聯(lián)三種方法。其中，輻射交聯(lián)法在交聯(lián)過程中容易產生殺菌和誘變作用，對于微生物載體的制備不利。因此，實際運用中較少應用輻射交聯(lián)，一般會運用物理交聯(lián)和化學交聯(lián)方式制備PVA載體。

（1）物理交聯(lián)。PVA物理交聯(lián)的方法是冷凍解凍法，這一方法獲取的PVA載體具有開孔率高、含水率大等優(yōu)勢。物理交聯(lián)法凝膠成型是利用PVA鏈間的分子間氫鍵和分子內氫鍵、微晶區(qū)以及大分子鏈間的纏結，最終形成了三維網(wǎng)絡，增強PVA溶液與微生物的融合性。對于冷凍解凍法的應用，主要是將聚乙烯醇溶液放置在-20℃～-80℃低溫和室溫下反復進行冷凍――解凍，促使聚乙烯醇材料內部形成微晶區(qū)作為物理交聯(lián)點。物理交聯(lián)法對微生物活性影響不大，不需要采用化學交聯(lián)試劑，但通過物理交聯(lián)法所取得的PVA制備載體具有較大的水溶性，但穩(wěn)定性不好。

（2）化學交聯(lián)?；瘜W交聯(lián)法比PVA物理交聯(lián)法更為有效，能夠使材料的機械性強度高，彈性好，使命也更長，這對于提高聚乙烯醇固定化微生物技術應用性有很大作用。其原理是由PVA的烴基與多官能團物質反應而形成交聯(lián)結構的過程?；瘜W交聯(lián)法制備PVA載體中最常使用的是PVA-硼酸法，這種方法的原理是PVA與硼酸發(fā)生反應生成單二醇型鍵，生成單二醇型鍵之后通過共價交聯(lián)形成多孔凝膠并將微生物細胞包埋在凝膠網(wǎng)格中，最終獲得PVA水凝膠（如圖1）。然而，在利用化學交聯(lián)法來獲得聚乙烯醇載體，會使硼酸對某些微生物有毒害的作用，降低了殘余細胞的活性，另外，由于載體的硬化時間長，容易在制備過程中發(fā)生粘連膨脹，難以成為均勻的球體，在使用的過程中應當慎重考慮這一點。但PVA―硼酸法是制備聚乙烯醇載體的一種非常有效的化學交聯(lián)法，值得在現(xiàn)實應用中廣泛推廣。

2 PVA固定化微生物技術對生活污水的處理研究

加強生活污水處理是解決水污染問題中的重要部分之一。相對于難降解、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?，F(xiàn)實中會經(jīng)常運用PVA固定化微生物技術處理生活污水。

（1）污染物降解處理。使用PVA固定化微生物技術來處理生活污水，其原理是對活性污泥予以有效的處理，先讓生活污水變得清澈、干凈。在對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PVA-硼酸法，待污染物固定化后，活性污泥對溫度和pH值的適應范圍變寬，并在優(yōu)選條件下連續(xù)運行，盡可能的被去除，實現(xiàn)污水處理效果。聚乙烯醇-硼酸法處理生活污水的主要內容是以聚乙烯醇（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。生物膜活性恢復后，組裝固定化微生物反應器，對生活污水進行處理。聚乙烯醇固定化微生物技術的有效應用可以對生活污水予以有效的處理，促使生活污水可以再次被應用，這將大大提高水資源利用率，緩解日益匱乏的水資源，為促進我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。

（2）含氮生活污水的處理。利用PVA固化微生物技術處理含氮生活廢水，能夠有效提升處理效果。在含氮廢水處理方面，PVA固定化微生物技術可以同時固定自養(yǎng)好氧的硝化菌和異養(yǎng)厭氧的反硝化菌，通過載體內部的溶解氧梯度形成外部好氧內部厭氧的環(huán)境，實現(xiàn)在好氧反應器內的同時硝化反硝化脫氮，促使含氮廢水得到有效處理。

3 結語

PVA固定化微生物技術能夠有效處理生活污水，該技術具有無毒、價廉、抗微生物分解、機械強度高等優(yōu)點，使其適合應用于生活污水處理中。在對生活污水予以處理的過程中所應用的聚乙烯醇固定化微生物技術，根據(jù)生活污水污染物情況，科學合理的應用此技術來處理，充分發(fā)揮聚乙烯醇載體的作用，提升生活污水處理效果，實現(xiàn)水資源利用率的提高，為實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。

參考文獻：

[1]祝麗思.聚乙烯醇固定化微生物技術對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.固定化復合微生物對廢水的脫氮效果[J].江蘇農業(yè)科學，2006（06）.

篇6

關鍵詞 城市；污水處理；發(fā)展趨勢

中圖分類號 X703 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)072-0237-01

隨著城市的發(fā)展加快，城市生活用水量不斷增加，污水量也會隨之提升。城市生活污水與工業(yè)廢水不同，這是人們?yōu)榱司S持生活水平而排放的污水統(tǒng)稱。城市生活污水不僅具有很大的排放量，而且在種類上也比較多。通常城市生活用水的來源是家庭、商業(yè)設施、公共設施等等，主要是糞便與生活洗滌用水組成。根據(jù)相關數(shù)據(jù)，我們可以得知每人每日生活污水量排出為150-400L，因此，生活污水量與城市生活水平有著緊密的關系。

城市生活污水污染物主要來源是有機物，包含了：礦物油、蛋白質、淀粉、糖類等等。也會有一些病毒、寄生蟲卵、病原菌。無機鹽類的磷酸鹽、硅酸鹽、鈉、鉀、鈣等等。城市生活污水的化學需氧量、磷量都會較高。普通污水廠對生活污水進行生化與物理處理之后，會將化學與生物需氧量大大的降低，之后總磷量與總氮量依然會比較高。假如將這類水質排放到自然界中，會導致水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化，促進藻類大量繁殖生長，嚴重時會出現(xiàn)水滑與赤潮，必然會污染環(huán)境。

城市污水處理需要經(jīng)過三級處理，一級處理：主要將生活污水中懸浮狀態(tài)的固定污染物清除。而物理處理技術也只能達到第一級處理的要求。經(jīng)過一級處理之后，暫時水還沒有達到可以排放的標準，直觀來講，一級處理主要為二級處理打下基礎，做好準備。二級處理：將水中可溶解的有機污染物與膠體進行處理。二級處理針對這些污染物，清除率高達了90%以上，可以使其水達到排放標準。三級處理：深層次處理水中難以清除的有機物，以及氮和磷等能夠使其水體出現(xiàn)富樣化的可溶性無機物等等。三級處理之后，可以將水中的污染物基本清除。本文筆者嘗試性介紹了幾種種城市常用主流處理方法：

1 活性泥技術的分析

直觀來講，活性泥技術主要是利用活性污泥將水中的有機物清除。首先，曝氣池中回流的城市污水與活性污泥同時進入，同時將空氣打入曝氣池中，促進活性污泥與城市污水混合，曝氣池中存在很多微生物，通過吸附、混合液之后，進入第二次沉淀池進行分離操作。最終，可以將凈化的水排放，經(jīng)過分離環(huán)節(jié)后的部分活性污泥又經(jīng)過回流系統(tǒng)，注入到曝氣池中，而其他部分需要從污水處理系統(tǒng)中排出。我們來看，活性泥技術主要的設備比較少，包含了曝氣池與二次沉淀池。在活性泥技術不斷發(fā)展的過程中，還創(chuàng)新了更多的方法。例如：SBR與AB法，以SBR法為基礎，還發(fā)明了CAST法，這就是所謂的循環(huán)式活性污泥技術。

目前CAST法是比較先進的城市生活污水處理技術，有這些優(yōu)勢：一是，高效的同步硅化；二是，針對生物選擇區(qū)的設置上，有利于對污泥膨脹進行限制；三是，相對完善的生物除磷系統(tǒng)；四是，針對負荷抗沖擊來講效果顯著。

這種技術雖然先進也挺實用，但是還處于發(fā)展階段，各方面功能功效還不夠完善，因此，要有更加深入的分析，需要研究其原理、操作等方面，使其不斷發(fā)展與完善，更是目前必須解決的問題。作為新技術的主要代表，CAST技術具有很好的發(fā)展前景，而活性泥技法作為基礎技術，無論從實用角度來看，還是發(fā)展前景，目前來說還是很具勢力的。

2 生物接觸氧化法的分析

生物接觸氧化法是指將一定數(shù)量的填料安裝在生物接觸氧化池內，為了更好地將污水實現(xiàn)凈化的目的，利用填料上的生物膜與供應的氧氣發(fā)生生物氧化作用，以此對污水中的有機物進行分解。因此，生物接觸氧化法是目前城市污水處理中非常重要的方法之一。

生物接觸氧化法是一種能將有機水高級凈化的處理工藝。不僅僅包含了生物膜法的一些特征，而且還具有活泥性法的優(yōu)勢。這種方法不僅非常適用于城市生活污水處理，而且還能在工業(yè)廢水與養(yǎng)殖污水中發(fā)揮一定程度的作用等等，目前已經(jīng)逐步取得了一定的經(jīng)濟效益與處理效果。生物接觸氧化法具有的優(yōu)勢包含了：高效節(jié)能、耐沖擊負荷等等，大力推薦普及到各大城市污水處理體系中。

生物接觸氧化法是城市生活污水經(jīng)過處理后的關鍵環(huán)節(jié)，也是整個處理過程中的重要環(huán)節(jié)。通過生物接觸氧化法處理之后，可以有效除去亞硝酸、硫化氫等有害物質，特別對污水后期處理工藝上有很大的推動作用。

生物接觸氧化法與一般生物膜對比起來，此類方法主要以生物膜來將污水中的有機物進行吸附，然后利用微生物與供應的氧氣發(fā)生氧化作用，最終將污水進行凈化。

氧化池內的生物膜由絲狀菌、菌膠團與真菌等微生物組成。生物接觸氧化法不同于普通生物膜法，主要區(qū)別在于填料的應用，直觀來講就是在氧化池內微生物的狀態(tài)不同。例如：活性污泥技術中的絲狀菌，與生物凈化作用的好壞有著密切的關系。但是在生物接觸氧化法中，因為有填料的存在，導致絲狀菌成為立體結構，將廢水接觸的表面面積增加了，最大限度的提高了凈化能力。

生物接觸氧化法具有以下特征：一是，具有膜法的優(yōu)勢，剩余的污泥量較少；二是，容積負荷比較高，抗沖擊符合能力強；三是，包含了活性污泥處理技術的優(yōu)勢，設置供氧機械設備，將生物活性提升起來，降低泥齡；四是，能將其他技術不能分解的物質進行分解與處理；五是，易于管理，將污泥上浮與出現(xiàn)膨脹等情況的弊端進行有效避免。

生物接觸氧化法優(yōu)勢很多，但也有一些弊端，首先是濾料間水流相對緩慢，水沖擊力度不夠高。生物膜只能自行脫落，余下的污泥不容易被排走，滯留在濾料之間很容易導致水質惡化，必定影響污水處理功效。另外，建筑物的維修與濾料的更換都相對麻煩。但是，筆者相信隨著科學技術的不斷發(fā)展與研究，這些問題必然能得到很好解決。

生物接觸氧化法不僅簡單而且高效，屬于比較靈活的污水處理技術。目前，這種技術被推廣使用到造紙、印刷與化工醫(yī)藥等領域當中，隨著廣大技術人員的研究與技術本身的更新，新型生物接觸氧化技術將得到充分的開發(fā)而應用到更多的領域中，提升社會經(jīng)濟效益，在未來的城市污水處理中大放光彩。

除了以上兩種常用的城市污水處理技術之外，另外還有這幾種：一是，BAF技術處理，即是曝氣生物濾池處理技術，這項技術目前在發(fā)達國家得到廣泛使用。該技術具有清除SS、COD、BOD、AOX、除磷、硝化、脫氮等優(yōu)勢。二是，MBR工藝，即是，膜-生物反應器工藝，是膜分離技術與生物技術有機結合的新型城市污水處理技術。充分利用膜分離設備將生化反映池中的活性污泥與大分子有機物截留下來，將二次沉淀省掉。比普通生物處理法更具有優(yōu)勢，是目前城市污水處理新型技術之一。這兩種技術，目前在我國發(fā)展的空間較小，但是隨著時代的發(fā)展，必然也會成為主流處理技術，對于提高城市污水處理能力有著不可替代的作用。

參考文獻

篇7

關鍵詞 生態(tài)塘；污水；深度處理技術；現(xiàn)狀；前景

中圖分類號 X703 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)051-0134-02

目前，人們越來越重視利用生物技術的方法來處理污染物，生態(tài)塘就是其中的一種。它的主要特點就是投資和管理費用相對低廉、操作方便和對污染水體的凈化效果好等，是經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)治理污水和實施污水資源化循環(huán)利用的有效途徑。

1 生態(tài)塘的原理

生態(tài)塘的生物作用的過程都是以太陽能為初始能源、以活性蛋白酶為催化劑的酶促反應，由于此類蛋白酶的高效催化特性，即使是在常溫常壓以及幾乎中性的溶液環(huán)境條件下都能進行徹底的反應，其能量的傳遞和轉化是通過生態(tài)塘中的食物鏈和食物網(wǎng)得以實現(xiàn)，不僅大大簡化了污染治理的條件，操作簡便，費用低廉，不需要過多投入，而且絕大多數(shù)污染物經(jīng)過這般處理后，最終產物基本都是穩(wěn)定的無毒無害物質，如二氧化碳、水和甲烷等，部分產物還可以作為新生的能源物資加以利用，同時還可以獲得大量水產，經(jīng)濟效益相當客觀，而且對于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展也大有益處。

2 生態(tài)塘的應用現(xiàn)狀

2.1 生態(tài)塘的國外應用現(xiàn)狀

生態(tài)塘在國外包括國外很多發(fā)達國家的應用都是相當廣泛的。如美國的最早應用可以追溯到1901年，當時是在德克薩斯州的圣安東尼奧市建成并投入使用。到目前為止，在美國的中小社區(qū)已經(jīng)建成的生態(tài)塘系統(tǒng)已有12?000多座之多，其發(fā)揮的功能占美國污水處理總量的25%。還比如德國的慕尼黑，該市在1920年就建成了當時歐洲最早的污水凈化養(yǎng)魚塘系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)一直沿用到現(xiàn)在，到目前為止，德國建成的生態(tài)塘系統(tǒng)已有3?000多座。還比如法國已有2?000多座。在前蘇聯(lián)，小城鎮(zhèn)污水處理的主要任務也是由生態(tài)塘系統(tǒng)來完成的。另外，還有很多國家都建有大量的生態(tài)塘系統(tǒng)投入了使用，如加拿大、印度、巴西、沙特阿拉伯、以色列和約旦等等，不勝枚舉。

2.2 生態(tài)塘的國內應用現(xiàn)狀

和國外相比，我國利用生態(tài)塘系統(tǒng)來進行污水的處理起步較晚，發(fā)展也相對比較緩慢。我國對生態(tài)塘系統(tǒng)的最早研究和試驗是在20世紀50年代末，然而直到70年代才基本上形成一定的規(guī)模。當時最大的原因也是迫于污水的排放量隨著城市化進程的加快而日益增大，一方面是要解決這個問題，另一方面為解決農田的污水灌溉安全問題。基于這樣的原因，當時不僅加大了現(xiàn)成坑塘的利用程度，更是修整了大量的廢舊河道，改造為廢水塘庫加以補充利用。80年代是我國利用生態(tài)塘系統(tǒng)處理污水的高峰期，當時相關的配套技術也得以突飛猛進的發(fā)展，尤其是在農村和郊區(qū)應用最為廣泛，比較成功的案例如山東的東營、膠州和廣東的番禺等。由于經(jīng)驗的累計，促進技術向更加成熟的方向發(fā)展，涌現(xiàn)了一大批當時相當具有價值的研究成果，比如對生物處理的機理有了更深入的掌握、更熟悉其運行規(guī)律和優(yōu)化設計等。發(fā)展到如今，我國大概有幾百個城市都已經(jīng)開始在利用生態(tài)塘系統(tǒng)在進行這污水的處理工作，都取得了比較成功的結果。但與國外的生態(tài)塘系統(tǒng)比較的話，從設計、建造、運行和生態(tài)功能等方面，都還顯得粗糙和落后，未能達到最理想的狀態(tài)。

3 生態(tài)塘的技術現(xiàn)狀

現(xiàn)目前，生態(tài)塘對污水處理的主要任務體現(xiàn)在脫氮除磷和資源再生循環(huán)利用兩個方面，包括三方面的關鍵技術，一是遴選出具有高效污水凈化能力的水生植物；二是更加優(yōu)化菌藻配伍降污能力；三是優(yōu)化高效曝氣復氧技術等。

3.1 高效凈化植物的遴選細化

水生凈化植物的選擇直接影響生態(tài)塘的凈化效果，在選擇的時候要結合當?shù)氐淖匀画h(huán)境條件，綜合考慮各方面的因素。具體的遴選方法可參照以下原則。

1）首先應該考慮的就是水生凈化植物自身的生態(tài)適應能力。其適應能力最直接的表現(xiàn)就是能在能夠在需要凈化的水體環(huán)境當中正常地生長，在植物引種的時候特別應注意這樣的問題，植物對不同環(huán)境有不同的適應能力，因此要做到因地制宜，保證植物的正常生長。

2）凈化植物具有發(fā)達的根系。發(fā)達的根系不僅有利于降低水體的富營養(yǎng)程度，更能為微生物提供足夠的寄生場所，而增加微生物的種群群落能更進一步提高對污水的凈化能力。

3）凈化植物的選擇應該充分考慮塘系的結構和運行費用。這方面可以盡量優(yōu)先考慮本地植物，一是方便管理，二是也能有效控制成本和日常管理工作量，另外就是本地的植物更強的適應性也能增加其抗惡劣氣候災害和病蟲害的能力。

4）選用對溫差喜好不同的植物進行配伍種植，以免在季節(jié)交替后出現(xiàn)水生凈化植物的空白期而導致水質變化大幅落差。

5）選擇生長周期更長的多年生水生植物。這樣能盡量減少植物的更換頻率從而降低系統(tǒng)的運行成本。

在滿足以上基本要求的基礎上，應充分考慮植物的種群特性、去污能力、營養(yǎng)需求以及景觀美學等多方面的因素合理配伍，形成最佳的脫氮去磷效果。

3.2 優(yōu)化菌藻配伍提高降污能力

菌藻共生方式處理污水的基本原理就是，首先污水中的需氧菌通過氧化分解的作用，把污水中的有機污染物分解，通過代謝產生出二氧化碳、無機氮和磷化合物等，而這些物質恰好正是藻類可以利用到的營養(yǎng)物質，通過光合作用，藻類物質再把這些物質充分吸收為自己的組分，同時釋放出氧氣供需氧菌繼續(xù)氧化分解有機物。整個過程是一個循環(huán)式的過程，以此形成菌藻共生去污的特殊效果。

1）活性藻系統(tǒng)。對活性藻系統(tǒng)的研究源于以色列人Shelef&AZOV等人，他們在這個領域做了大量的工作并使該技術得以發(fā)展?；钚栽逑到y(tǒng)本質上也是依據(jù)菌藻共生的原理，首先是合理選擇菌藻的種類，在此基礎上，通過控制菌類和藻類的比例關系，充分利用藻類的自身供氧來減少人工供氧量，這樣在很大程度上降低了污水處理的成本。本系統(tǒng)還可以采用菌藻大量繁殖的方式來凈化污水，同時提高了水生副產品的產量，因此又被稱為高速氧化塘。此系統(tǒng)的缺點就是菌類和藻類的比例控制上，首先就是確定最佳比例要進行大量繁雜的復配過程，另外就是即使確定了比例，維系該比例也存在一定的技術難度。

2）高效藻類塘。高效藻類塘是美國加州大學伯克利分校的Oswald提出并發(fā)展的。它主要有四方面的主要特征以區(qū)別于傳統(tǒng)的生態(tài)塘：①較淺的深度，一般在0.3 m～0.6 m之間，而傳統(tǒng)生態(tài)塘為0.5 m～2.0 m；②安裝有連續(xù)攪拌設備；③停留時間短，比普通生態(tài)塘短7倍～10倍；④塘寬度小，分有狹長廊道，能很好配合攪拌設備，提高污水混合的均勻度，很好調節(jié)塘液的溫度以及氧和CO2濃度，使脫氮的效果更加理想。以上的所有特征不僅大大減少了生態(tài)塘的占地面積，而且非常有利于菌藻的繁殖和生長，增加了生態(tài)塘生物相的多樣性，對氮磷的去除效果理想。目前，此類生態(tài)塘在美國、法國、德國、南非、以色列、印度、新加坡等國都有應用，但目前在我國尚無應用實例。此系統(tǒng)的缺點是不太適合大型污水處理廠的需要。

3）固定化菌藻共生系統(tǒng)。近年來，在污水的處理中，比較廣泛地采用的技術就是固定化微生物和固定化藻類。它最大的優(yōu)點就是能夠保持較高的微生物濃度，很方便做固液分離的處理、不容易受到有毒物質的影響和污泥的制造量少等特點，對污染物能有很好的凈化作用。此系統(tǒng)的缺點是不能維持生態(tài)塘的多樣生物相，處理污水的種類相對單一。

以上三種菌藻配伍系統(tǒng)根據(jù)其自身特點，可以在不同的環(huán)境和條件下選擇性采用。

3.3 曝氣復氧技術的優(yōu)化

生態(tài)塘水體的氧份主要從空氣或者是水生植物的光合作用來獲得。但即使是兩者的合力效果很多時候都很難滿足水體的凈化過程。因此需要采用人工曝氣的方式來加快水體的復氧速度，增加好氧菌的活力從而實現(xiàn)水質的改善。

1）微孔曝氣系統(tǒng)。微孔曝氣系統(tǒng)由供氧裝置和微孔布氣管構成，該系統(tǒng)無需提供動力，不會產生噪聲。如德國Messer公司開發(fā)的Biox-N，該工藝純氧曝氣的微氣泡是由一種特殊橡膠材料制成的軟管加輸氧氣墊產生，微細小孔均勻分布在管壁上，氧氣通過時可產生直徑小于2 mm的微氣泡，這等同是擴大了氣、液接觸面積，縮短了反應時間，將氧的利用率提高到了80%。該系統(tǒng)的缺點是利用純氧會增加成本投入，微孔容易堵塞，所以建議在小型且泥沙含量少的生態(tài)塘使用。

2）混流增氧系統(tǒng)?；炝髟鲅跸到y(tǒng)的組成部分有供氧裝置、水泵、混流器和噴射機等。其工作原理是：增壓管上的文氏管能夠將氧氣泡粉碎和溶解，再與水泵抽吸加壓后的水混合，最后通過噴射機噴射注入水體。該系統(tǒng)運用在3.5 m水深的位置，其充氧效率可到70%左右。該系統(tǒng)的缺點也有利用純氧會增加成本投入，而且水泵需要動力，有噪音，所以建議在小型且遠離人居地的生態(tài)塘使用。

3）水質改良增氧系統(tǒng)。此系統(tǒng)的工作原理是將塘底的淤泥吸到水面再噴射散開，使淤泥中的有機質得以充分氧化，所以它本身會隨有機質的氧化反而消耗水體的氧份，但如果是在大好的晴天，配合浮游水生植物的光合作用就能大大提升水體的含氧量。本系統(tǒng)的特點是對天氣的依賴性強，所以建議在多晴天陽光充足的地區(qū)采用。

4）鼓風曝氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)有鼓風機和布有微孔的氣管組成，在城市污水和工業(yè)廢水處理方面采用的非常廣泛。近年來，通過對微孔布氣管的技術改良，使得該系統(tǒng)的增氧效率有了明顯提高，在水深5 m的條件下基本可達到30%左右。該系統(tǒng)的缺點是需要足夠的水深才能最大程度提高增氧效果，所以建議在規(guī)模相對大的生態(tài)塘采用。

5）水下射流曝氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)的原理其實很簡單，就是通過潛水泵的作用將水吸入后加壓噴射，在管道的出水口再通過裝置吸入空氣，混合進高壓水流一同切入水體。該系統(tǒng)由于是出水口混合空氣的方式，所以建議應用于淺水生態(tài)塘。

4 生態(tài)塘應用的前景展望

1）目前生態(tài)塘的技術和工藝已經(jīng)在向著更規(guī)范、更資源化、更生態(tài)美學化的目標前進，在現(xiàn)有生態(tài)塘的基礎上進一步發(fā)展水產養(yǎng)殖，通過增加水生植物、魚、蝦、鴨、鵝等多物種方式形成具有更豐富食物鏈的人工生態(tài)池塘系統(tǒng)，讓生產者、消費者和分解者三者充分配合，實現(xiàn)對污染物的深度處理與利用。由于獲得農產品是污水處理的目的之一，所以并不是所有污水都適合用生態(tài)塘的方式來進行處理，因此目前多用于城鎮(zhèn)生活污水的處理。

2）經(jīng)過傳統(tǒng)污水處理方法處理的污水一般情況仍含有較高濃度的氮磷或者其他的污染物，如果直接進入自然那水體依然容易引起水體的惡化。而運用生態(tài)塘對城市二級出水進行再次深度脫氮除磷處理的話，可以更進一步縮小污水和自然水體的水質差異，從而把污染的程度減小到最低。然而，目前將生態(tài)塘用于城市污水的深度處理的實例幾乎很少見到，原因就在于生態(tài)塘當前的規(guī)劃和運行指標不是很適合城市污水的深度處理，因此，如要把生態(tài)塘運用到這一領域來，必將更進一步研究生態(tài)塘應用于城市污水深度處理相關的設計和更高的運行效能，并結合綜合的生態(tài)效益分析，以爭取更優(yōu)質的環(huán)境效益。

3）由于生態(tài)塘的脫氮除磷效果確實要比傳統(tǒng)的污水處理方法要有效得多，因此，生態(tài)塘應該能夠成為用于污水深度二級處理的有效代用方法。我國并不是一個水資源豐富的國家，人均水量僅是世界人均水平的1/4，在世界所有國家當中排110位。我國共有600多座城市，其中的2/3都是缺水城市，情況特別嚴重的至少有130多個。然而，很多地區(qū)并不是缺少水，只是缺少能實際使用的水。據(jù)有關方面調查統(tǒng)計顯示，我國每年的污水排放總量高達560?600億 m3，這里面有80%都是未經(jīng)處理而直接排放，以至于全國的地表水因污染而不能使用的占到所有地表水體的40%，同時還使50%的地下水同樣受到威脅，64%人群的引用水不能達標。因此，要解決水資源嚴重短缺的現(xiàn)象，不僅僅是需要做到對水資源的節(jié)約使用，同樣重要的是實施污水的資源化處理，實現(xiàn)水資源的可循環(huán)利用。所以，我們有理由相信，生態(tài)塘用于污水深度處理的技術，在我國水資源嚴重缺乏的大環(huán)境下，有其發(fā)展的意義，更有其發(fā)展的廣闊前景。

參考文獻

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篇8

關鍵詞：生物活性酶 畜禽養(yǎng)殖污水 污水處理 厭氧水解 接觸氧化

1、前言

我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)已從傳統(tǒng)的庭院式養(yǎng)殖向集約化、規(guī)?；较虬l(fā)展，畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展產生了嚴重的環(huán)境問題，其中畜禽糞尿及畜舍沖洗污水的污染最為突出，成為制約全國各地畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要影響因素。有關資料表明，一個萬頭豬場的年產糞便量約為3600噸，年產尿量約5400噸。此外，還需要耗費約5~10萬噸豬舍沖洗水。畜禽糞尿排泄物及污水中含有大量的有機物、氮、磷、懸浮物及致病菌，是農業(yè)面源污染最主要的來源之一[1]。由此，從環(huán)境保護和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展角度，畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水治理工作已成當務之急?，F(xiàn)有的處理方法有：混凝－脫氨－好氧生化『2、沼氣池－生物塘等大多數(shù)處于實驗研究階段。因為畜禽養(yǎng)殖污水屬于高氮磷、高有機物含量污水，且水質不穩(wěn)定，經(jīng)常受到消毒劑的沖擊等，現(xiàn)有的處理方法多數(shù)運行費用高、處理效果不穩(wěn)定，出水不能達標排放。上海萬業(yè)生物環(huán)?？萍加邢薰踞槍@種情況，研制出了“生物活性酶(降氨除臭凈化劑)” ，突破傳統(tǒng)方法，適應治理畜禽尿液污水的需要，以此藥劑為添加劑，通過特定的工藝流程進行污水處理，使治理后尿液及沖棚水水質達到國家排放標準。

2、工程概況

以上海市嘉定曹王養(yǎng)豬場為例，年出欄肉豬1萬頭，排放污水主要來源于沖棚水和豬尿液水，每日排放兩次，日排放量60噸左右，設計水量72噸/天，處理后出水執(zhí)行《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》(GB18596-2001)。工程的設計進水水質和排放標準見表1。

3、工藝流程

篇9

關鍵詞：生物膜技術 除臭 惡臭 污染治理

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程不斷加速，其規(guī)模也日益擴大，就造成了可利用土地不斷減少，并導致城市污水處理廠的位置越來越靠近居民生活區(qū)。近年來，各種除臭技術也都相繼在研發(fā)、應用、進展當中，而生物除臭作為一種新型綠色環(huán)保技術以其經(jīng)濟，實效，操作性強的優(yōu)點而得到大力推廣。文章簡要介紹利用生物膜技術脫除污水處理廠等臭氣的研究進展。

一、污水處理廠氣味的特征與危害

惡臭物質是指能引起嗅覺器官多種多樣臭感的物質。在污水處理工藝過程中產生的氣味物質主要由碳、氮和硫元素組成。只有少數(shù)的氣味物質是無機化合物，例如：氨、膦和硫化氫；大多數(shù)氣味物質是有機物，比如低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類、鹵代烴以及脂肪族的、芳香族的、雜環(huán)的氮或硫化物。值得注意的是，這些物質都帶有活性基團，容易發(fā)生化學反應，特別是被氧化。當活性基團被氧化后，氣味就消失，生物除臭工藝就是基于這一原理。

城市污水中產生的惡臭分布廣，影響大，對人體主要有呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、精神狀態(tài)等幾個方面危害。

二、生物除臭的基本原理

生物處理臭氣的基本原理是利用微生物把溶解于水中的惡臭物質吸收于微生物自身體內，通過微生物的代謝活動使其降解的一種過程。被作用物最終被微生物分解為無機酸，形成不利于腐敗微生物生活的酸性環(huán)境，并從根本上降解分解時產生惡臭氣體的物質。

微生物除臭可分為三個過程：

1.惡臭氣體的溶解過程，即由氣相轉移到液相；

2.水溶液中惡臭成分被微生物吸附吸收，即溶于水中的臭氣通過微生物的細胞壁和細胞膜被微生物吸收，而不溶于水的臭氣先附著在微生物體外，由微生物分泌的細胞外酶分解為可溶性物質，再滲入細胞；

3.進入微生物細胞的惡臭成分作為營養(yǎng)物質為微生物所分解、利用，使污染物得以去除。

三、生物除臭的主要方法

根據(jù)微生物在除臭作用中的存在形式，處理方法主要分為生物過濾法和生物吸收法，生物膜除臭技術正是結合了這兩種方法，可以有效的去除污水處理廠等惡臭物質。

1.生物過濾法

生物過濾法除臭是目前研究最多、工藝最成熟、應用最廣泛的生物除臭方法。該除臭法是在適宜條件下，使收集到的廢氣在通過長滿微生物的填料，臭源物質先被填料吸收，然后被其上的微生物氧化分解為二氧化碳和水，由此臭味除去。

除臭過程中，固體載體上生長的微生物承擔著物質轉換的重要任務，微生物生長需要足夠的有機養(yǎng)分，所以固體載體中應含

有一定濃度的有機物質。同時，為保持微生物的活性，必須為其創(chuàng)造良好的生存環(huán)境，在操作過程中，應注意控制溫度、濕度、pH、養(yǎng)份等指標。

2.生物吸收法

生物吸收法（也可稱為生物洗滌法）多采用活性污泥的方法，先將惡臭成分轉移到水中，然后，再將受污染的水進行微生物處理。按氣液接觸方式分為兩種形式：曝氣式和洗滌式。

曝氣式與污水處理廠的生物曝氣類似，只是用臭氣代替空氣注入活性污泥中，所用的設備通常是曝氣罐，風量為0.1～1 mm/s。該方法適用各種不同的惡臭氣體，效果較好，其去除率與污泥的濃度、pH、溶解氧（DO）、曝氣強度有關。

洗滌法是利用微生物、營養(yǎng)物和水組成的微生物吸收液來處理廢氣，此法適合吸收可溶性氣態(tài)物。吸收廢氣的微生物混合液再進行好氧處理，去除液體中吸收的污染物，經(jīng)處理后的吸收液可以重復利用。在生物洗滌法中，微生物及其營養(yǎng)物配料存在于液體中，氣體中的污染物通過與懸浮液接觸后轉移到液體中被微生物降解。

四、生物膜除臭技術的在污水處理廠等方面的應用

利用升流式厭氧污泥床反應器（UASB）能有效的去除蛋氨酸合成時甲硫基丙醇的惡臭，經(jīng)兩級串聯(lián)的UASB處理后，其去除率達100%，而且使廢水的惡臭消失。

利用改進型生物脫臭滴濾塔對硫化氫和氨氣進行處理，考察了污水處理廠小試規(guī)模的改進型生物滴濾塔對NH3和H2S的脫臭效能及兩者的相互影響，試驗結果表明，該裝置對H2S 和NH3去除效果較好，在循環(huán)液噴淋量為10L/s，氣體流量為400L/s 的情況下，H2S容積負荷為68.2g/（m·h）時，去除率為99.2%；NH3容積負荷為10.53 g/（m·h）時，去除率達到99.5%。而H2S和NH3之間的相互作用對兩者的去除效果沒有明顯的影響。同樣，高質量濃度NH3對H2S 去除無影響，甚至高質量濃度H2S對NH3去除也無影響。

利用生物膜法處理惡臭氣體H2S，他們采用PVC彈性立體填料進行了好氧生物法脫硫的研究，結果表明：生物掛膜速度快，馴化時問短，抗沖擊自荷能力較強，在空速為100～200h-1，噴淋水量為1000～1500 L/（m·h），H2S質量濃度

針對污水處理場廢氣進行的生物濾池工藝開發(fā)、生物脫臭填料開發(fā)、H2S和NH3的處理效率以及工業(yè)化應用等。監(jiān)測結果表明：開發(fā)的生物脫臭技術具有工藝簡單、操作方便、成本低廉、無二次污染、處理效率高等特點，其中H2S處理效率最高可達到99%以上，NH3的處理效率可達到86%以上。

利用生物滴濾池中生物膜凈化低濃度大 風量惡臭氣體，他們采用內裝塑料片、塑料絲、海綿塊的中空魚網(wǎng)狀塑料球為填料的生物滴濾池，對某垃圾壓縮站產生的低濃度大風量的含氨臭氣進行了近1年的連續(xù)脫臭試驗。研究了有關的凈化效果與生物膜特性，在進口氨氣濃度0.8～1.5mg/m3，風量8000m3/h，停留時間2.5s，氨氣去除率為90%以上，達到國家一級排放水平。系統(tǒng)添加營養(yǎng)液時凈化效果從75%提高到90%。

利用生物滴濾器處理味精廠揮發(fā)性惡臭的廢氣，報道了采用以沸石為填料的生物滴濾器凈化處理味精廠內揮發(fā)性惡臭廢氣的試驗結果。在一定的試驗條件下，當高強度惡臭廢氣的進氣量

采用生物滴濾塔進行了惡臭氣體惡臭成分脫除試驗，探討了填料層高度、營養(yǎng)液噴淋量和停留時間對惡臭成分的脫除影響。結果表明，優(yōu)化工藝條件為：填料層高度500mm，噴淋量為20L/h，停留時間40s。并在此條件下進行了連續(xù)運行試驗，取得了良好效果。

五、生物除臭新技術

1.研制新的填充材料

生物除臭法裝置中的充填材料最初都是采用一些天然材料或經(jīng)適當加工處理后的天然材料如土壤、泥炭土、沸石、鋸末等。

盡管這些材料具有價格便宜、材料易得等優(yōu)點，但是大都存在著占地面積大、保水性不強、pH緩沖性能小、不適于微生物大量著生和不宜商品化等缺點。為了克服上述缺點，許多研究人員努力開發(fā)那些適宜微生物大量著生、吸附性強、保水性強、自身不易分解等兼具各種優(yōu)點的特殊材料。至目前為止已相繼開發(fā)出了多種新材料，如利用天然沸石與活性炭進行特殊加工合成的材料、多孔質金屬氧化物、泥炭纖維與塑料進行特殊加工合成的材料、PVA顆粒等特殊材料，這些新材料的開發(fā)成功，大大促進了除臭裝置的商品化，同時也促使人們去開發(fā)更加新型的材料。

2.篩選高效除臭菌

微生物除臭法中最主要的作用是除臭微生物，篩選高效除臭菌不僅可以達到使惡臭物質分解速率提高的目的，同時也可使難生化降解的物質得到有效地去除。目前這方面的研究大多采用馴化的城市污水處理廠活性污泥進行處理。由于大多情況下由臭氣源排放的臭氣往往是一種復合臭氣，即多種臭氣的混合物，單一微生物很難將臭氣全部除去，因此將這些微生物進行分離、培養(yǎng)后進行研究具有較大的科學意義。

3.微生物菌群除臭劑的研制

制備固定化微生物，如海藻酸鈉包埋的固定化微生物對甲硫醇的去除率高達90 %；篩選出對生化性較差的惡臭物質具有特殊降解性能的高效廣譜菌；尋找菌株的最佳組合，或存活容易、適應性強及遺傳性穩(wěn)定的優(yōu)勢菌株，如分解H2S的黃單胞菌DY44等；通過基因工程改造菌株，把許多降解特性組合在一起，培育超級除臭菌種。

六、結束語

治理污水廠等方面惡臭的工藝多種多樣，由于地域環(huán)境不同，在設計過程中，應根據(jù)自身的實際情況選擇合適的除臭工藝系統(tǒng)。由于微生物除臭技術具有其他方法無法相比的優(yōu)越性，如工藝簡單、操作方便、去除效果好等，有著廣闊的應用前景。但是，受時間和技術方面的影響，因此還有許多需要解決的問題，如高效率除臭菌株的分離與篩選；高濃度的惡臭氣體、復雜的混合氣體的處理研究；設備的除臭率與工藝參數(shù)之間的關系等等，以上這些將是今后科研人員的研究重點，這些研究將為我國的微生物除臭技術實現(xiàn)更大的突破。

參考文獻

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[2]張皓，嚴紅．微生物除臭技術的研究現(xiàn)狀[J]．大連大學學報，2008，29（3）： 28-31．

篇10

關鍵詞　污水處理廠　惡臭來源　除臭技術

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A

污水處理中的臭氣來源及成分污水處理廠的臭氣成分復雜多變，主要由氨、硫化氫和甲醇等組成。大致可分成5類：(1)含硫的化合物，如H2S、硫醇類、硫醚類；(2)含氯的化合物，如胺類、酰胺、吲哚類；(3)烴類，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴；(4)鹵素及衍生物，如氯氣、鹵代烴；(5)含氧的有機物，如醇、酚、醛、酮、有機酸等。其中的無機物有H2S、NH3等，而絕大多數(shù)的惡臭氣體產生于有機物質，這些物質對人體健康危害較大。

氣味物質的成分大多是低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類，以及脂肪族的、芳香族的、雜環(huán)的氮或硫化物，帶有活性基團的這些物質被液相吸收后，特別易被生物氧化，當活性基團被氧化后，惡臭氣味就消失。臭氣經(jīng)不同種類的微生物分解后，產物不一樣?，F(xiàn)行的惡臭處理法，從脫除原理上大致可以概括為物理法、化學法和生物處理法三種類型。物理脫臭法通常作為脫臭處理工藝的前處理，效果比較好的常用方法是大氣稀釋法和吸附法；化學脫臭法，主要是利用化學藥劑或化學方法與惡臭物質的成分進行反應，生成無臭物質而達到脫臭目的的方法。因為惡臭物質成分大多呈現(xiàn)酸性或堿性，因此比較行之有效的是用氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸、鹽酸等酸堿中和反應進行脫臭，所以現(xiàn)行處理工藝中，大多采用濕法化學吸收法、燃燒處理法。生物除臭法因其具有簡單、投資省、運行費用低、維護管理方便、效果好等優(yōu)點而發(fā)展很快，生物處理除臭法主要分為液相除臭法和固相除臭法。筆者根據(jù)自己的實際工作經(jīng)驗，這里主要介紹生物處理除臭的兩兩種方法。

1、液相除臭法液相除臭法中比較有代表意義的是活性污泥除臭法。常用的是活性污泥曝氣除臭法和活性污泥洗滌法。前者是日本福山等人在20世紀80年代初最先開發(fā)成功，現(xiàn)已應用于屎尿處理場和污水處理場的臭氣處理。該除臭方法是將惡臭物質以曝氣形式分散到活性污泥的混合液體底部，臭氣溶解于混合液中，通過懸浮的微生物降解惡臭物質。這與廢水的活性污泥法處理過程極為相似，只是用惡臭氣體像空氣一樣注入活性污泥中，效果很好，其去除效率均可高達99%以上。但是，該法必須控制空氣與污水的體積比，以免對活性污泥不利，同時壓縮機的葉輪和管道必須防腐。該法適用于臭氣濃度低、氧氣濃度高的氣體。

2、生物固相除臭法生物固相除臭法基本可以分為生物填充除臭法和土壤處理法，這對于城鎮(zhèn)的小規(guī)模發(fā)生源臭氣處理，具有廣闊的前景。

土壤處理法是利用土壤中存在的土壤膠粒，吸附難降解和難溶性惡臭成分，利用棲息于土壤中的種類繁多的細菌、放線菌、霉菌、原生動物、藻類等微生物，吸收降解臭氣物質，從而達到消除和降低臭氣的一種方法。該法除臭效果較好、維護容易、操作費用低，又不依賴土地的實際形狀，土壤高吸附能力可以適應較大的惡臭負荷變動，但當處理氣量較大時，則占地面積大。另外，為防止降水和土壤壓實，還需用犁翻地或更換土壤。在都市中，要開辟出一塊空地作為土壤除臭處理場，實際上是很困難的。

生物填充除臭法處理臭氣，是通過附著在固體過濾材料表面的微生物降解惡臭成分來實現(xiàn)除臭的目的。該法的主要原理是惡臭氣體經(jīng)過去塵增濕，或降溫等預處理工藝后，從填料層底部由下向上穿過填料，惡臭物質由氣相轉移到水和微生物組成的混合相，通過固著于填料上的微生物代謝作用而被分解掉。對生物填充除臭法的目前研究很多，工藝比較成熟，根據(jù)載體性質的不同而分為生物濾池(裁體為有機物)和生物滴濾池(載體為無機物)。生物填充除臭法，幾乎所有的設施均連接活性炭作為其后處理裝置。近年來，為了防止因水分而造成活性炭的吸附能力下降，因此使用活性炭作為前處理設施的日漸增多。生物填充除臭法其除臭效率，主要受惡臭氣體的成分以及設計中空塔速度、填料載體、散水量和散水的溫度以及布氣的均勻性和自然條件等因素的影響。

生物填充法處理臭氣的獨特優(yōu)點是，具有較強的惡臭去除能力、裝置簡單、能耗低、不受冬季寒冷氣候的影響、運行和維護費用很低。主要缺點是，占地面積大、操作參數(shù)難以控制。此外，生化反應過程需要相對較長的停留時間，一般需要1～6個月。還需用大量的水來加濕進氣和保持填料的最佳濕度環(huán)境，還需要處置產生的大量滲瀝液和脫落剝離的老化生物殘體。另外，對于某些成分復雜和高濃度的惡臭處理有局限性，使得其應用受到一定的限制。

目前，嚴格執(zhí)行惡臭污染物排放標準，加強對惡臭的監(jiān)測與治理，是污水處理廠今后的發(fā)展要求。選擇合適的處理方法，則要根據(jù)惡臭物質的性質、濃度、處理量及來源等因素決定，濕式吸收氧化法和生物過濾法兩種技術是發(fā)展和應用的方向。前者具有處理氣量大、濃度高、操作穩(wěn)定、效率高和占地面積小等優(yōu)點，將成為主流和首選技術。在占地面積不受局限的情況下，針對中、低濃度的惡臭氣流，生物過濾法同樣是一個很好的選擇。但是，無論選用哪一種技術方案，都必須由專業(yè)人員對整個項目的惡臭來源、特性和現(xiàn)場的具體情況作全面、科學的調查、研究和分析，才能作出科學、合理的決策。

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