环境生物技术论文

废水生物处理新技术的理论与应用
唐耿兰
摘要：针对我国目前生态环境状况，对废水生物处理技术近年来的发展进步、功能作用及特性进行了分析。

关键词：废水生物处理、污染控制技术、城市废水处理厂、生物处理技术价及阐释。

引言：随着经济社会的不断发展，各地废水处理工作不断迅速有效地开展，污水处理厂数目明显增加。

城市污水处理厂作为解决城市水污染最基本的途径，是保护城市生态环境，治理河流污染的必要举措。

本文针对废水处理问题，介绍了废水生物处理新技术。

废水生物处理技术已有一百多年的历史，其理论和实用技术在此一百多年间也不断发展和进步，并得到广泛应用，对控制水污染和改善水体水质起到了重要作用。

而从全世界范围看，水污染至今还没有得到有效控制，特别是在广大的发展中国家。

在我国，水污染依然严重，水环境与水生生态状况仍十分严峻，近年来我国城市废水处理厂建设进入了一个新的高速发展时期，对废水处理新技术的要求日益增长。

广大环境保护科技工作者非常需要一部系统全面、反映废水处理技术现状和发展的著作。

一、废水生物处理新技术：
废水生物处理是用生物学的方法处理废水的总称，是现代废水处理应用中最广泛的方法之一，主要借助微生物的分解作用把废水中有机物转化为简单的无机物，使废水得到净化。

按对氧气需求情况，废水生物处理可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。

厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。

好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为废水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使废水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、废水灌溉、氧化塘，等等。

生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。

主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。

按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。

厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。

好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。

污水生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。

当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理。

生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点，满足其要求条件；污水中BOD与COD 比值要大于0.3。

温度影响较大，冬季一般效果较差。

二、生物转盘
生物转盘工艺是废水生物处理新工艺的一种。

废水生物处理新技术之生物膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法，废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称，主要用于去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，因微生
物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。

生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。

生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。

生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化废水的目的。

生物膜法具有以下特点：一是对水量、水质、水温变动适应性强；二是处理效果好并具良好硝化功能；三是污泥量小（约为活性污泥法的3/4）且易于固液分离；四是动力费用省。

用废水生物处理新技术生物膜法处理废水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等。

生物转盘作为一种好氧处理废水的生物反应器，可以说是随着塑料的普及而出现的。

反应器由水槽和一组圆盘构成：数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串，平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。

盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米，有电动机和减速装置转动盘轴，转速1.5～3转/分左右，决定于盘径，盘的周边线速度在15米/分左右。

废水从槽的一端流向另一端，盘轴高出水面，盘面约40%浸在水中，约60%暴露在空气中。

盘轴转动时,盘面交替与废水和空气接触。

盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖，生物膜交替地与废水和空气充分接触，不断地取得污染物和氧气，净化废水。

膜和盘面之间因转动而产生切应力，随着膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜从盘面脱落，随水流走。

生物转盘一般用于水量不大时。

同生物滤池相比，生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长，而且有一定的可控性。

水槽常分段，转盘常分组，既可防止短流，又有助于负荷率和出水水质的提高，因负荷率是逐级下降的。

生物转盘如果产生
臭味，可以加盖。

三、生物转盘应用实例
废水生物处理新工艺中一体化废水处理装置一体化废水处理装置，是一种以旋转生物处理单元——生物转盘为核心的高效废水处理装置。

整个装置分为以下几个处理单元：
1、初沉池废水通过提升泵将调节池废水提升至SW装置内，首先进入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，使废水中大部分悬浮物和无机颗粒物沉降下来，同时也可夹带去除一部分有机物。

为了便于随时提取某块斜板以清理所附载的难以滑落的污泥，装置采用了活动斜板。

初沉池底部与缺氧区隔开，避免缺氧池混合液的搅动，影响初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽粪车清除。

2、缺氧池缺氧池位于生物转盘壳体和外部箱体间的夹层内，在此空间内，初沉池的来水与经水力提升转子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合，并经潜水搅拌机充分混合，完成反硝化过程，硝态氮在反硝化菌的作用下最终形成氮气，从水中逸出，最终达到脱氮的目的。

3、旋转生物处理单元—生物转盘夹层缺氧池经脱氮的出水自流至旋转生物处理单元。

旋转生物处理单元是装置的核心部分，采用了独特的复合生化技术，能在低能耗条件下高效降解污染物。

整个旋转生物处理单元由三级生物反应器组成，每个生物反应器由一个生物转子和一个生化槽组成，每个生物转子内部由多级生物叶轮构成，每个生物叶轮上设置了大量地螺旋状的生物叶片。

在传动装置的驱动下，三个生物转子同步旋转，空气（氧气）通过生物转子端面的气水孔进入，与废水混合，经氧气、废水、微生物三相接触和传质，实现含碳有机物的降
解和含氮有机物的硝化过程。

同时，旋转的生物叶片被废水冲刷，老化的生物膜脱落，新的生物膜形成，从而达到生物系统不断更新的过程。

硝化后的废水经水力转子提升至中间分配水槽，分配水槽由堰门控制着去往沉淀池和缺氧池废水流量。

4、二沉池二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，将旋转生物处理单元的出水中含有大量脱落老化的生物膜沉淀，澄清后的处理出水进入下一个单元。

沉淀的污泥一部分通过回流污泥泵进入缺氧池，另一部作为剩余污泥有抽粪车定期外运。

四．城市生活污水处理技术的新发展：
1.新的处理工艺开发研究的主要目标
进一步提高出水水质：降低悬浮物，降解富营养物，去除生物难降解物减少其它，溶解性无机物含量改善卫生指标，降低在相同处理能力和效果时的处理费用，减少占地面积，提高处理能力。

2. 活性污泥法－膜分离处理技术
在膜分离技术中，膜就相当于普通滤池中的滤料，它可以让混合液中的一部分组分顺畅通过，让其余组分不能通过，从而达到分离混合液的目的。

膜的分类及分离特征：
微滤：细菌、原生动物；
超滤：乳化剂、病毒；
纳米过滤：腐殖酸、酶、活性剂/颜料；
反渗透：溶解盐
城市生活污水处理中主要采用：微滤、超滤，工业废水处理：纳米过滤、反渗透
五．污水好氧微生物处理新工艺
废水经格栅去除杂物后,用潜污泵抽至斜板沉淀池,同时加入去磷剂,出水自流进入曝气生物滤池,DO控制在3~5 mg/l,出水进入清水池后再进入消毒池,二氧化氯加入量为30 g/M3废水,停留时间1.5 h。

曝气生物滤池12~24小时进行反冲洗一次,反冲洗出水再返回调节池、斜板沉淀池每天排泥一次,排入污泥沉淀池,其上清液进入调节池,剩余污泥定期消毒后环卫清污车运走。

经处理后水质达到(GB8978-1996)一级排放标准。

以曝气生物滤池为主工艺处理医院污水,工艺可靠、出水稳定,但必须按严格的管理程序、即质量测试、操作设备、工艺技术管理环节,同时设备必须一年进行一次大修,处理后水质稳定达标排放是可行的。

活性污泥降解污水中有机物的过程：
活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。

在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质所致。

在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。

当污水中的有机物处于悬浮状态和胶态时，吸附阶段很短，一般在15～45min左右，而稳定阶段较长。

结论：城市废水处理新技术的不断涌现，为城市污水处理提供了更过的选择空间。

同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。

通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用，减少有害污水的产生，为我国环境保护打下坚实的基础。

参考文献：《现代废水处理新技术》、《污水好氧处理新工艺》、《污水厌氧处理新工艺》、《城市废水处理技术》。