生物技術在污水處理方面的應用1.doc

生物技術在污水處理方面的應用統計與數學學院 統計0901 0909020135 劉玉摘要：工業(yè)生產和日常生活廢水的排放產生了大量的城市污水，人類又面臨著水資源短缺的現狀，所以城市污水的治理顯得越來越重要。生物技術處理污水廣泛具有操作簡單，成本低，分解有機物能力強等特點，顯示出了其治理污水的優(yōu)勢。關鍵詞：污水處理 HCR工藝 AB工藝 USAB工藝 RBS技術 方法選擇一、 我國城市污水現狀隨著工業(yè)的發(fā)展和人們生活質量的提高，工業(yè)生產和日常生活中產生的污水越來越多，很多工廠為了節(jié)約成本，直接把未經處理的污水排到河流中，造成了河流的污染，進而加劇了水資源短缺的現狀。二、 處理城市污水的必要性全球工業(yè)化、城市化和農業(yè)集約化的發(fā)展等等使得許多城市原有水資源不敷所用，導致全球的水危機。城市污水一般是由生活污水和工業(yè)廢水兩者混合組成，水量往往很大，且水質污染較輕，就近易得，處理技術較成熟，所以當今世界各國解決水問題，首先將城市污水作為可靠的供水水源。三、現有的處理污水的方法及其應用1. 污水處理技術可分為物理法、化學法、物理化學法和生物化學法等。2.生物法處理污水的技術生物法處理污水的技術分為：好氧處理技術、厭氧處理技術、自然凈化處理技術。好氧處理技術又分為活性污泥法和生物膜法，厭氧處理技術常用的有普通硝化池、厭氧接觸法、厭氧生物濾池、升流式厭氧污泥床、厭氧硫化床、水解酸化法，自然凈化處理技術又有穩(wěn)定塘和廢水土地處理系統。四、幾種生物處理污水方法的應用1.HCR工藝1.1 HCR工藝簡介HCR工藝是德國克勞斯塔爾工科大學物相傳遞研究所于80年代發(fā)明的。該工藝的問世是好氧生物處理技術的一個飛躍，它融合了當今的高速射流曝氣、物相強化傳遞、紊流剪切等技術，并具有深井曝氣和流化污泥床的特點。1.2 HCR工藝的優(yōu)點HCR工藝具有所需空間少、占地省、設計集成合理、COD降解率高、空氣氧利用率高且操作便利安全等優(yōu)點。1.3 HCR工藝的應用現狀HCR工藝可以用于造紙廢水治理，污水處理，農藥廢水的處理等。因其空氣氧的轉化率高，反應器的容積負荷大，水力停留時間短，所以是當前為西方國家所廣泛接受的一種高效好氧生物處理方法。至今，已經在德國、瑞典、加拿大、意大利、法國、韓國等國家建成了數十個HCR系統，并已投產運行，污水處理效果普遍良好。2.AB工藝2.1 AB工藝簡介AB法工藝由德國BOHUKE教授首先開發(fā)。該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段，各有獨立的沉淀和污泥回流系統。高負荷段（A段） 停留時間約20-40分鐘，以生物絮凝吸附作用為主，同時發(fā)生不完全氧化反應，生物主要為短世代的細菌群落，去除BOD達50%以上。 B段與常規(guī)活性污泥法相似，負荷較低，泥齡較長。2.2 AB工藝的優(yōu)點AB工藝的優(yōu)點主要有：對有機底物去除效率高；系統運行穩(wěn)定，主要表現在：出水水質波動小，有極強的耐沖擊負荷能力，有良好的污泥沉降性能；有較好的脫氮除磷效果；節(jié)能，運行費用低，耗電量低，可回收沼氣能源，經試驗證明，AB法工藝較傳統的一段法工藝節(jié)省運行費用20%25%。2.3 AB工藝的缺點缺點一：A段在運行中如果控制不好，很容易產生臭氣，影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，這主要是由于A段在超高有機負荷下工作，使A段曝氣池運行于厭氧工況下，導致產生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。缺點二：當對除磷脫氮要求很高時，A段不宜按AB法的原來去處有機物的分配比去除BOD55%60%，因為這樣B段曝氣池的進水含碳有機物含量的碳、氮比偏低，不能有效的脫氮。缺點三：污泥產率高，A段產生的污泥量較大，約占整個處理系統污泥產量的80%左右，且剩余污泥中的有機物含量高，這給污泥的最終穩(wěn)定化處置帶來了較大壓力。2.4 AB工藝的應用自上世紀80年代起，中國逐步開始將“AB法”應用到城市污水處理和工業(yè)廢水處理工程中，已建成相當數量的AB法工藝的城市污水處理廠，成效顯著，取得了十分可觀的社會效益和環(huán)境效益。AB法工藝適合于污水濃度高、具有污泥消化等后續(xù)處理設施的大中規(guī)模的城市污水處理廠，有明顯的節(jié)能效果。3.USAB工藝（升流式厭氧污泥床）3.1 USAB工藝簡介升流式厭氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed）工藝由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點，作為能夠將污水中的污染物轉化成再生清潔能源沼氣的一項技術。1971年荷蘭瓦格寧根農業(yè)大學拉丁格教授通過物理結構設計，利用重力場對不同密度物質作用的差異，發(fā)明了三相分離器。使活性污泥停留時間與廢水停留時間分離，形成了上流式厭氧污泥床（UASB）反應器的雛型。1974年荷蘭CSM公司在其6m3反應器處理甜菜制糖廢水時，發(fā)現了活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結構，即顆粒污泥。顆粒污泥的出現，不僅促進了以UASB為代表的第二代厭氧反應器的應用和發(fā)展，而且還為第三代厭氧反應器的誕生奠定了基礎。3.2 USAB工藝的優(yōu)點UASB內污泥濃度高，平均污泥濃度為2040gVSS/1；有機負荷高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵時，容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右；無混合攪拌設備，靠發(fā)酵過程中產生的沼氣的上升運動，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；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；UASB內設三相分離器，通常不設沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應區(qū)內，通?？梢圆辉O污泥回流設備。 3.3 USAB工藝的缺點進水中懸浮物需要適當控制，不宜過高，一般控制在100mg/l以下；污泥床內有短流現象，影響處理能力；對水質和負荷突然變化較敏感，耐沖擊力稍差。 3.3 USAB工藝的應用及發(fā)展現狀3.3.1 應用厭氧生物處理法不僅適用于高濃度有機廢水，進水BOD最高濃度可達數萬mg/l，也可適用于低濃度有機廢水，如城市污水等。UASB工藝對于不同含固量污水的適應性也強，且其結構、運行操作維護管理相對簡單，造價也相對較低，技術已經成熟，正日益受到污水處理業(yè)界的重視，得到廣泛的歡迎和應用。3.3.2 發(fā)展在全社會提倡循環(huán)經濟，關注工業(yè)廢棄物實施資源化再生利用的今天，厭氧生物處理顯然是能夠使污水資源化的優(yōu)選工藝。近年來，污水厭氧處理工藝發(fā)展十分迅速，各種新工藝、新方法不斷出現，包括有厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床、檔板式厭氧法、厭氧生物濾池、厭氧膨脹床和流化床，以及第三代厭氧工藝EGSB和IC厭氧反應器，發(fā)展十分迅速。而UASB工藝由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點，作為能夠將污水中的污染物轉化成再生清潔能源沼氣的一項技術。對于不同含固量污水的適應性也強，且其結構、運行操作維護管理相對簡單，造價也相對較低，技術已經成熟，正日益受到污水處理業(yè)界的重視，得到廣泛的歡迎和應用。4.RBS技術4.1 RBS技術簡介遠古以來，地球上的所有生物都是在土壤的恩惠下生長，作為回報，生物最終又都將殘骸歸還給土壤，由土壤中的菌群將其分解消化后再還原給生物，如此周而復始實現著自然循環(huán)。與此相類似，一直以來，河川湖泊的凈化也是由自然環(huán)境中棲息的土壤菌群的活動來進行的。而RBS技術就是模仿自然界，對本來就棲息在土壤中的微生物進行人為的誘導、馴養(yǎng)及篩選，在標準活性污泥法基礎之上衍生并發(fā)展，并最終在土壤菌培養(yǎng)槽中效率更高地實現這一自然現象，進而研制而成的Reactor-Bio-System系統，簡稱為RBS。故RBS技術被形象地命名為自然凈化法。標準活性污泥法是由需氧性微生物的活動而引起有機物的分解、氣體化、低分子化，而RBS是到達了腐植化的過程。腐植化指的是由土壤中微生物群的活動，分解動植物遺體等新鮮的營養(yǎng)源，起到高分子凝集化的作用。土壤中存在的硅酸鹽在厭氧的（一部分需氧的）條件下，發(fā)酵發(fā)霉反應引起有機物的高分子凝集化，土壤菌群正是起到促進有機物的高分子凝集化的作用。RBS是靈活運用了土壤中的微生物群（以下稱土壤菌群）的活動原理來進行排水機理的技術。4.2 RBS技術的優(yōu)點利用RBS技術，高濃度有機廢水不加稀釋也可安定獲得高品位的處理水，污染物去除率高，具有高效的脫氮、脫磷性能，有良好的污泥性狀，使得污泥的有機肥料制造簡單，能有效抑制不愉快臭氣的發(fā)生。4.3 RBS技術的應用及發(fā)展現狀RBS技術可用于城市糞便，垃圾滲濾液，集約化畜禽養(yǎng)殖廢水等有機物濃度高、惡臭污染嚴重、水質水量波動大污水的處理。通過應用RBS技術的850幾個工程實踐，特別是該技術在中國遼寧鞍山種豬場廢水、長春市糞便無害化處理工程（現長春市有機廢棄物處理中心）及通化市垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液及糞便處理工程上的應用，取得了很好的效果，值得推廣應用。五、污水處理技術的選擇由于污水處理技術很多，而各種污水處理技術有各自的優(yōu)缺點，我們在選擇污水處理方法是應多方面考慮，選擇高效的、經濟的、環(huán)保的污水處理方法。六、結語由于生物處理污水的方法大多具有操作簡單，成本低，分解有機物能力強等特點，正確的選擇生物處理污水的方法或者生物與其他相結合的方法能夠有效的治理污水，節(jié)約成本，所以生物處理污水的方法有著廣泛的應用前景。七、參考文獻1.Hcr一種高效好氧生物處理技術 鏈接：/paper_668c5q/2. AB工藝原理的系統分析 沈耀良 李勇 出處：環(huán)境科學1996年第17卷第6期3. 湘潭大學 碩士學位論文 曝氣生物濾池處理有機廢水 李小兵4. 污水生物技術工藝技術 韓魁聲 齊杰 白春學 陳榮光 編著 大連理工大學出版社5.應用自然凈化法RBS技術處理高濃度有機污水 鏈接：/view/917bcd93daef5ef7ba0d3c8d.html6.升流式厭氧污泥床UASB工藝概論鏈接：/view/7a3e2366f5335a8102d22014.html7. 鏈接：ht