污水处理中的微生物学原理及方法探究

污水处理中的微生物学原理及方法探究

摘要：随着人类的物质文明和健康的需要，对环境的要求越来越高。为了达到提高空气质量和水环境质量的要求，环境工程除了用常规的处理设备和构筑物处理污水外，还与天然的湿地组合处理，后来发展到用人工湿地处理污水，或用处理设备、构筑物与人工湿地组合对污水进行处理。在这些处理污水的机理中，环境工程微生物学原理及方法占据举足轻重的作用。其重要意义在于用微生物处理污水，不仅有经济、高效的优点，还可以基本达到无害化。只有全面了解和掌握微生物的基本特性，才能很好的培养和运用微生物，取得较高的净化效果。

1、微生物学原理

微生物净化污水的基本原理是通过水微生物的代谢作用，使污水中呈溶解状态、胶体状态以及某些不溶解的有机甚至无机污染物质、转化为稳定、无害的物质，从而使污水得到净化。针对这一点，根据微生物的不同性质和特点，专门研究和培养一些特性不同的微生物来处理不同性质的污水。

2、微生物水处理方法

2.1好氧降解技术好氧降解技术包括活性污泥法和生物膜法。（1）活性污泥法活性污泥法是最传统的好氧生物处理技术。活性污泥是指微生物利用废水中的有机物生长与繁殖而形成的絮凝体。活性污泥法的工作原理是：在废水中通过曝气供氧，促进微生物生长形成活性污泥，利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能来净化废水中的有机污染物。处理过程中，有机降解是依赖活性污泥的吸附与氧化分解能力，而泥水分离则是利用活性污泥的凝聚和沉降性能。活性污泥法中两项最基本的技术措施是：通过曝气来提高反应器水体中溶解氧的水平；通过污泥回流来保证反应器中的生物量与活性。基于活性污泥原理的新型

生化处理技术中，较为典型和成功的是间歇式活性污泥法（SBR）和氧化沟。间歇式活性污泥法是将初沉池、反应池和二沉池各工序放在同一反应器（SBR反应器）中进行，处理过程分为进水、反应、沉降、出水、闲置五个阶段。废水在SBR反应器的曝气过程中与污泥完全混合。完成降解反应后，停止曝气，活性污泥颗粒在静置中沉降，

上层的清水自反应器中排出。SBR法的特点是简化了工艺结构，提高了反应器的混合传质效率，投资少，反应易于操作控制。氧化沟亦称氧化渠或循环曝气池，其特点是采用横轴转刷或竖轴表面叶轮曝气来推动水流。该工艺能耗低，具有推流式和混合式两者的特征。（2）生物膜法生物膜法是在处理污水的反应器中添加介质（填料）作为微生物附着的载体。在分解有机污染物的过程中，微生物在介质表面生长繁殖，逐步形成粘液状的膜，然后利用固着在介质表面的这种微生物膜来净化污水。在分解有机污染物的过程中，膜逐步增厚，形成表层好氧、内层兼氧和厌氧的微生态环境，因此生物膜法具有一定的厌氧降解功能。生物膜法具有无需污泥回流、膜的生物活性高、反应稳定等优点。生物膜法通常分为润壁型生物膜法（如生物滤池和生物转盘）、浸没型生物膜法（如接触氧化法）和流动床型生物膜法（如生物移动床和生物流化床）。不同类型的生物流化床在结构、充氧方式、填料性质与形状方面有一定的差异，但共同点是：床内载体在充氧过程中始终悬浮于液体中做快速运动，具有类似于液体的自由流动性，促进了物质的扩散与接触，相应提高了反应速率。

2.2厌氧处理技术自20世纪70年代起，就有一大批类似好氧降解的厌氧反应器被研制和开发出来，如厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床（AFB）、厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）、厌氧内循环反应器（IC）、厌氧折流板式反应器（ABR）和厌氧序列式反应器（ASBR）等。厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多类有机废水和生活污水的处理，其特点是废水处理和能源回收相结合，但出水水质难以达到直接排放的要求。

2.3人工湿地人工湿地是近年来迅速发展起来的水体生物－生态修复技术，可处理化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属冶炼等各类废水，也可用于雨水处理。其原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重作用来实现对污水的净化。污水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，被截留或被微生物利用；污水中的可溶性有机物通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解被分解去除；通过对湿地填料进行清洗再生和更换，植物可从湿地系统中带走大量污染物；湿地中的氮、磷通过植物的吸收而被去除。人工湿地处理系统的出水质量好，适于处理饮用水源，也可结合景观设计、种植观赏植物并改善风景区的水质状况。其造价及运行费远低于常规处理技术。

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