廢水生物處理技術及進展

廢水生物處理技術及進展摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和生活水平的逐漸提高，廢水排放量也隨之增多，造成的環(huán)境污染日趨嚴重，廢水生物處理因其諸多優(yōu)點而被廣泛應用，本文簡述了包括厭氧生物處理法、活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等廢水生物處理技術的原理。介紹不同水質廢水生物處理法的前沿動態(tài)發(fā)展趨勢。關鍵字：生物技術；廢水；組合工藝；菌種隨著城市面積的擴大、人口的增長和工業(yè)的發(fā)展，造成的水體的嚴重污染。污水中污染物的成分愈來愈復雜，不僅富營養(yǎng)化越來越嚴重，而且包含了越來越多難降解的有機物質、有毒物質，通過常規(guī)生物處理已經(jīng)不能滿足處理要求，國內外學者們通過投加具有特定功能的微生物、營養(yǎng)物或基質類似物，從污水中獲取養(yǎng)分，同時降解和利用有機污染物和有害物質，達到提高廢水處理效果的生物處理方法。1常規(guī)生物處理廢水方法常規(guī)的生物處理的方法有厭氧生物處理法、活性污泥法、生物膜法和氧化塘法。1.1厭氧生物處理法厭氧生物處理法是指在沒有游離氧的情況下，在厭氧細菌或兼性細菌的作用下，處理污水中的沉淀污泥和高濃度的有機廢水，產(chǎn)生具有經(jīng)濟價值的甲烷和二氧化碳等能源氣體的一種處理方法，也就是將復雜的有機物，轉化為簡單、穩(wěn)定的化合物，同時釋放能量的方法。具有不需要氧、運行費用低、回收利用生物能、減少致病菌、減弱臭味、縮小體積、易于處置、處理出水中氮、磷的脫除效果好等優(yōu)點，但存在著反應速度較慢、反應時間長、反應器容積大、消耗能源等缺點。另外，厭氧微生物對廢水中的有毒物質較為敏感，容易導致反應器運行條件的惡化。1.2活性污泥法好氧生物處理法是在通氣條件下，利用含有好氧微生物的活性污泥，降解有機物，逐級釋放能量，穩(wěn)定低能位的簡單無機物，達到無害化，該技術具有反應速度快，反應時間短，容器小，不產(chǎn)生異味，運行條件控制簡單等優(yōu)點，適用于有機物濃度較低的生物處理，但該技術的弱點是產(chǎn)生大量的剩余污泥難以解決。1.3生物膜法生物膜法是利用附著生長于某些固體物表面高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成生態(tài)系統(tǒng)的微生物，去除廢水中呈溶解和膠體狀有機污染物的方法。生物膜自濾料向外可分為厭氧層、好氧層、附著水層、運動水層，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氧層的好氧菌將其分解，再進入?yún)捬鯇舆M行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化污水的目的，它具有水質、水量、水溫變動的適應性強，剩余污泥量少、不存在污泥膨脹、動力費用低及處理效果高等優(yōu)點。1.4氧化塘法生物塘法是利用水塘中的微生物和藻類對污水和有機廢水進行需氧生物處理的方法。其對廢水的凈化過程同生物降解作用對水體的凈化過程相似，是好氧性分解作用、厭氧性分解作用和光合作用互相影響的凈化過程。廢水經(jīng)厭氧生物降解，再經(jīng)需氧生物降解，轉化為水質穩(wěn)定的出水，但存在著效率低、需要的空間位置大、產(chǎn)生臭味、受溫度波動的影響大等缺點，只在氣候適宜的地方使用。2不同水質的生物處理新技術2.1印染和造紙有機廢水生物強化處理印染和造紙廢水中含有大量大染料、漿料、油劑、助劑、纖維雜質、砂類物質、無機鹽類等，屬高濃度難降解的有機工業(yè)廢水，強化處理方法：（1）直接投加純種菌屬處理廢水：嗜堿木質素降解菌，在堿性液體培養(yǎng)條件下（pH=10.5）以及復合碳源共代謝最佳綜合條件下培養(yǎng)10d，木質素的降解率達到49.84%。（2）投加混和優(yōu)勢菌處理制漿造紙廢水。Zhongtang通過投加樹脂酸降解菌生物強化處理造紙廠廢水中的樹脂酸，去除效率明顯提高，些微生物對樹脂酸有較好的去除率，但不能去除TOC。溫桂照等選取假單胞菌和諾卡式菌的組合菌，在96h內，廢水中檢出的36種芳香族化合物絕大部分得到了有效降解，且混合菌的降解能力要優(yōu)于白腐菌。2.2高鹽廢水的生物處理在膜生物反應器(MBR)工藝中通過培養(yǎng)的屋滴蟲和任意變形蟲、半眉蟲、鐘蟲和規(guī)則形狀的菌膠團，具備良好的耐鹽性。當含鹽量在20%、30%、40%、50%下氨氮去除率可達90%以上，高鹽水去除氨氮中耐鹽濃度22.75g/L，在此濃度氨氮去除率降到82%以下。處理50%的高鹽廢水時，反應器中pH值控制在7.5-9.0，氨氮具有最佳的去除率，在50%高鹽廢水下，反應器中的氨氮去除率受到氨氮負荷影響較大，在氨氮負荷小于0.35kg/m3·d時氨氮去除率能保持在較高的水平上。2.3乳制品工業(yè)廢水生物處理技術乳制品廢水中主要含有的污染物是乳蛋白、乳脂、乳糖以及含于原乳當中的礦物質，用于清洗的洗滌劑等。（1）好氧處理方法羅韶茂采用氣浮-SBR工藝，首先利用平流式氣浮池去除部分脂類物質和蛋白類物質，再通過SBR工藝去除剩余污染物。試驗表明，當進水、反應、沉淀和排水時間分別為3、4、2、3小時，污泥負荷為0.6kg/(kg.d)時，COD的去除率在90%左右。李寶宏在處理豆奶粉制品生產(chǎn)廢水時采用SBR-混凝沉淀工藝，COD的去除率在89%以上，BOD5去除率在94%以上，達到《污水綜合排放標準》的二級標準。愛爾蘭學者Healy等利用人工濕地和循環(huán)沙濾聯(lián)合技術工藝處理乳品廢水，避免了乳品廢水直接排放造成表面水和地下水的富營養(yǎng)化。土耳其的Farizoglu等采用膜生物反應器處理乳品廢水，用好氧噴射環(huán)流反應器和陶瓷膜過濾單元組合工藝處理乳制品廢水，COD的去除率可達98%左右。（2）厭氧處理方法韓冬妮采用UASB、生物濾池和曝氣生物濾池聯(lián)用工藝處理乳制品廢水，UASB具有污泥濃度高、有機負荷高、水力停留時間短、無需混合攪拌設備和不設沉淀池等優(yōu)點;導流曝氣生物濾池集曝氣、快速過濾、懸浮物截留、二曝二沉等于一體，通過這些工藝的聯(lián)用穩(wěn)定運行，處理后的COD、BOD5和銨態(tài)氮含量均能達到《污水綜合排放標準》一級標準。溫燕等研究了UASB-CASS工藝對乳制品綜合廢水的處理效果，其中UASB工藝是處理乳制品廢水的典型厭氧工藝，而CASS工藝一池多用，作為SBR工藝的改進，其前端的生物選擇器正符合USAB出水的厭氧條件，可以有效地抑制污泥膨脹，整個工藝系統(tǒng)不僅可以取得高的COD去除率，同時對氮和磷還可以達到深度處理的效果。周斌彬等采用氣浮-水解酸化-生物接觸氧化工藝，氣浮采用溶氣氣浮，水解酸化池下層采用上流厭氧污泥床，上層采用接觸式水解酸化系統(tǒng)，好氧階段應用生物接觸氧化池，三個階段的COD去除率分別在54%、20%、87%，工藝對CODcr、BOD5和SS的去除率分別為96.7%、97.7、86.9。巴西的Leal在UASB反應器之前利用酶法水解廢水，試驗表明，當油脂濃度為1000mg/L時，在35h下經(jīng)過酶法水解的廢水COD去除率達到90%，比對照高20%，整個試驗從側面表明了升流式厭氧污泥床反應器對乳制品廢水的處理是實際可行的。2.4果汁廢水生物處理新技術降解菌的篩選、污水處理生物反應器及相關工藝組合方面的研發(fā)為主要發(fā)展方向。例如生物脫氮技術已不僅僅是單一追求較高的NH4+-N去除率，脫氮技術發(fā)展的趨勢是向著這一簡潔、高效、經(jīng)濟的方向發(fā)展；生物強化技術在高濃度廢水處理中的應用范圍逐漸擴大；生物強化處理技術與一些物理化學方法聯(lián)用，比如混凝技術、投加某種化學藥劑等，在處理特定的廢水中可以取得更好的效果；組合法處理特定廢水將成為主流方法。參考文獻：［1］金明蘭.廢水生物處理技術及其研究進展[J].吉林建筑工程學院學報，2013,30(2):36-39.［2］翟計紅,程學營,葉昆孝.CAST/曝氣生物濾池工藝處理含油廢水[J].中國給水排水，2009,25(10):63-65.［3］康志偉.廢水生物脫氮新技術及研究進展[J].科協(xié)論壇,2012,1(下):124-125.［4］晁雷，趙曉光，李曉東.高濃度難降解有機廢水生物強化處理技術研究進展[J].江蘇農業(yè)科學，2014,42(1):1-4［5］張豫寧.含油廢水生物處理技術的研究進展[J].當代化工,2013，42(12):1671-1673.［6］胡艷東.氣浮－水解酸化－反應沉淀－接觸氧化處理石化廢水[J].環(huán)境工程,2012:127-129.［7］林海龍.抗生素廢水生物處理法的研究進展[J].中國農學通報,2012，28(11):258-261.［8］張媛媛,司倩倩,王述柏.我國規(guī)?；B(yǎng)殖場污水處理現(xiàn)狀[J].山東畜牧獸醫(yī),2015,36:61-64.［9］王欲曉,莊文昌,王菊.MBBR工藝提升煉