生物技術(shù)在污水處理方面的應(yīng)用1.doc

生物技術(shù)在污水處理方面的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)與數(shù)學(xué)學(xué)院 統(tǒng)計(jì)0901 0909020135 劉玉摘要：工業(yè)生產(chǎn)和日常生活廢水的排放產(chǎn)生了大量的城市污水，人類又面臨著水資源短缺的現(xiàn)狀，所以城市污水的治理顯得越來越重要。生物技術(shù)處理污水廣泛具有操作簡單，成本低，分解有機(jī)物能力強(qiáng)等特點(diǎn)，顯示出了其治理污水的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：污水處理 HCR工藝 AB工藝 USAB工藝 RBS技術(shù) 方法選擇一、 我國城市污水現(xiàn)狀隨著工業(yè)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中產(chǎn)生的污水越來越多，很多工廠為了節(jié)約成本，直接把未經(jīng)處理的污水排到河流中，造成了河流的污染，進(jìn)而加劇了水資源短缺的現(xiàn)狀。二、 處理城市污水的必要性全球工業(yè)化、城市化和農(nóng)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(dǎo)致全球的水危機(jī)。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(zhì)污染較輕，就近易得，處理技術(shù)較成熟，所以當(dāng)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(xiàn)有的處理污水的方法及其應(yīng)用1. 污水處理技術(shù)可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物化學(xué)法等。2.生物法處理污水的技術(shù)生物法處理污水的技術(shù)分為：好氧處理技術(shù)、厭氧處理技術(shù)、自然凈化處理技術(shù)。好氧處理技術(shù)又分為活性污泥法和生物膜法，厭氧處理技術(shù)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(shù)又有穩(wěn)定塘和廢水土地處理系統(tǒng)。四、幾種生物處理污水方法的應(yīng)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(xué)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(shù)的一個(gè)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)。1.2 HCR工藝的優(yōu)點(diǎn)HCR工藝具有所需空間少、占地省、設(shè)計(jì)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(diǎn)。1.3 HCR工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀HCR工藝可以用于造紙廢水治理，污水處理，農(nóng)藥廢水的處理等。因其空氣氧的轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)器的容積負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所以是當(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。至今，已經(jīng)在德國、瑞典、加拿大、意大利、法國、韓國等國家建成了數(shù)十個(gè)HCR系統(tǒng)，并已投產(chǎn)運(yùn)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(fù)荷兩段，各有獨(dú)立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負(fù)荷段（A段） 停留時(shí)間約20-40分鐘，以生物絮凝吸附作用為主，同時(shí)發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，生物主要為短世代的細(xì)菌群落，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。2.2 AB工藝的優(yōu)點(diǎn)AB工藝的優(yōu)點(diǎn)主要有：對有機(jī)底物去除效率高；系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在：出水水質(zhì)波動(dòng)小，有極強(qiáng)的耐沖擊負(fù)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(yùn)行費(fèi)用低，耗電量低，可回收沼氣能源，經(jīng)試驗(yàn)證明，AB法工藝較傳統(tǒng)的一段法工藝節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用20%25%。2.3 AB工藝的缺點(diǎn)缺點(diǎn)一：A段在運(yùn)行中如果控制不好，很容易產(chǎn)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(jī)負(fù)荷下工作，使A段曝氣池運(yùn)行于厭氧工況下，導(dǎo)致產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。缺點(diǎn)二：當(dāng)對除磷脫氮要求很高時(shí)，A段不宜按AB法的原來去處有機(jī)物的分配比去除BOD55%60%，因?yàn)檫@樣B段曝氣池的進(jìn)水含碳有機(jī)物含量的碳、氮比偏低，不能有效的脫氮。缺點(diǎn)三：污泥產(chǎn)率高，A段產(chǎn)生的污泥量較大，約占整個(gè)處理系統(tǒng)污泥產(chǎn)量的80%左右，且剩余污泥中的有機(jī)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(yīng)用自上世紀(jì)80年代起，中國逐步開始將“AB法”應(yīng)用到城市污水處理和工業(yè)廢水處理工程中，已建成相當(dāng)數(shù)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(huì)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(shè)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(diǎn)，作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源沼氣的一項(xiàng)技術(shù)。1971年荷蘭瓦格寧根農(nóng)業(yè)大學(xué)拉丁格教授通過物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用重力場對不同密度物質(zhì)作用的差異，發(fā)明了三相分離器。使活性污泥停留時(shí)間與廢水停留時(shí)間分離，形成了上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器的雛型。1974年荷蘭CSM公司在其6m3反應(yīng)器處理甜菜制糖廢水時(shí)，發(fā)現(xiàn)了活性污泥自身固定化機(jī)制形成的生物聚體結(jié)構(gòu)，即顆粒污泥。顆粒污泥的出現(xiàn)，不僅促進(jìn)了以UASB為代表的第二代厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用和發(fā)展，而且還為第三代厭氧反應(yīng)器的誕生奠定了基礎(chǔ)。3.2 USAB工藝的優(yōu)點(diǎn)UASB內(nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為2040gVSS/1；有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，采用中溫發(fā)酵時(shí)，容積負(fù)荷一般為10kgCOD/m3.d左右；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(dòng)，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(dòng)；污泥床不填載體，節(jié)省造價(jià)及避免因填料發(fā)生堵賽問題；UASB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)，通常可以不設(shè)污泥回流設(shè)備。 3.3 USAB工藝的缺點(diǎn)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；污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象，影響處理能力；對水質(zhì)和負(fù)荷突然變化較敏感，耐沖擊力稍差。 3.3 USAB工藝的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀3.3.1 應(yīng)用厭氧生物處理法不僅適用于高濃度有機(jī)廢水，進(jìn)水BOD最高濃度可達(dá)數(shù)萬mg/l，也可適用于低濃度有機(jī)廢水，如城市污水等。UASB工藝對于不同含固量污水的適應(yīng)性也強(qiáng)，且其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行操作維護(hù)管理相對簡單，造價(jià)也相對較低，技術(shù)已經(jīng)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(yīng)用。3.3.2 發(fā)展在全社會(huì)提倡循環(huán)經(jīng)濟(jì)，關(guān)注工業(yè)廢棄物實(shí)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(xiàn)，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(yīng)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(diǎn)，作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源沼氣的一項(xiàng)技術(shù)。對于不同含固量污水的適應(yīng)性也強(qiáng)，且其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行操作維護(hù)管理相對簡單，造價(jià)也相對較低，技術(shù)已經(jīng)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(yīng)用。4.RBS技術(shù)4.1 RBS技術(shù)簡介遠(yuǎn)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(bào)，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(fù)始實(shí)現(xiàn)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(dòng)來進(jìn)行的。而RBS技術(shù)就是模仿自然界，對本來就棲息在土壤中的微生物進(jìn)行人為的誘導(dǎo)、馴養(yǎng)及篩選，在標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法基礎(chǔ)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(shí)現(xiàn)這一自然現(xiàn)象，進(jìn)而研制而成的Reactor-Bio-System系統(tǒng)，簡稱為RBS。故RBS技術(shù)被形象地命名為自然凈化法。標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法是由需氧性微生物的活動(dòng)而引起有機(jī)物的分解、氣體化、低分子化，而RBS是到達(dá)了腐植化的過程。腐植化指的是由土壤中微生物群的活動(dòng)，分解動(dòng)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(yīng)引起有機(jī)物的高分子凝集化，土壤菌群正是起到促進(jìn)有機(jī)物的高分子凝集化的作用。RBS是靈活運(yùn)用了土壤中的微生物群（以下稱土壤菌群）的活動(dòng)原理來進(jìn)行排水機(jī)理的技術(shù)。4.2 RBS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)利用RBS技術(shù)，高濃度有機(jī)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(jī)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(shù)的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀RBS技術(shù)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(jī)物濃度高、惡臭污染嚴(yán)重、水質(zhì)水量波動(dòng)大污水的處理。通過應(yīng)用RBS技術(shù)的850幾個(gè)工程實(shí)踐，特別是該技術(shù)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(xiàn)長春市有機(jī)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(yīng)用，取得了很好的效果，值得推廣應(yīng)用。五、污水處理技術(shù)的選擇由于污水處理技術(shù)很多，而各種污水處理技術(shù)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，我們在選擇污水處理方法是應(yīng)多方面考慮，選擇高效的、經(jīng)濟(jì)的、環(huán)保的污水處理方法。六、結(jié)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(jī)物能力強(qiáng)等特點(diǎn)，正確的選擇生物處理污水的方法或者生物與其他相結(jié)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(yīng)用前景。七、參考文獻(xiàn)1.Hcr一種高效好氧生物處理技術(shù) 鏈接：/paper_668c5q/2. AB工藝原理的系統(tǒng)分析 沈耀良 李勇 出處：環(huán)境科學(xué)1996年第17卷第6期3. 湘潭大學(xué) 碩士學(xué)位論文 曝氣生物濾池處理有機(jī)廢水 李小兵4. 污水生物技術(shù)工藝技術(shù) 韓魁聲 齊杰 白春學(xué) 陳榮光 編著 大連理工大學(xué)出版社5.應(yīng)用自然凈化法RBS技術(shù)處理高濃度有機(jī)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