生物處理技術(shù)在城市污水中的應(yīng)用

　　1、城市污水的現(xiàn)狀

　　城市污水來(lái)源主要有三個(gè)方面：居民生活污水、工業(yè)污水和部分的地表徑流。主要表現(xiàn)為污染情況復(fù)雜、微生物菌群少、缺乏自?xún)艋芰Φ忍攸c(diǎn)，故需要對(duì)污水加以人工處理，方能使水資源重新回收利用，緩解我國(guó)缺水和水污染嚴(yán)重等問(wèn)題。

　　城市的生活污水中包含各種有機(jī)物質(zhì)如淀粉，纖維素，蛋白質(zhì)以及各種礦物油，化學(xué)需氧量、生物需氧量、總氮和總磷的值也比較高。城市的工業(yè)污水來(lái)源為工廠、企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品過(guò)程中產(chǎn)生的污水，污水內(nèi)污染物類(lèi)型差異較大，含有的各類(lèi)污染物的濃度比較高，水質(zhì)的COD很高。城市地表徑流是雨雪降落至地面形成，含有洗淋大氣及建筑物等所夾帶的各種污染物，污染物濃度甚至高于生活污水。

　　2、生物處理技術(shù)在城市污水應(yīng)用進(jìn)展

　　2.1 好氧生物處理技術(shù)

　　好氧生物處理法在污水生物處理過(guò)程中得到廣泛的應(yīng)用，該方法主要是在有氧的情況下，利用好氧微生物可以分解污水中的有機(jī)污染物的特點(diǎn)，對(duì)污水進(jìn)行處理。一方面污水中的有機(jī)物質(zhì)被好氧微生物攝取以提供微生物生長(zhǎng)繁殖所用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，另一方面污水得到凈化，污染物濃度下降。

　　2.1.1 好氧活性污泥法

　　目前的好氧生物處理技術(shù)中，“活性污泥法”的應(yīng)用最為廣泛，主要由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系統(tǒng)組成，在為微生物生長(zhǎng)提供適宜的環(huán)境條件下，污水和回流的活性污泥根據(jù)工藝設(shè)計(jì)不同，按照一定的比例進(jìn)入曝氣池，以致其發(fā)揮高效處理污染物的能力。曝氣池是一個(gè)生物反應(yīng)器，其中的生化反應(yīng)使微生物大量繁殖，為維持活性污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需要將多余的微生物排除，因此，活性污泥需要有一定的凝聚性能與沉降性能，便于從混合液中沉淀分離，從而可以得到較為澄清的出水。

　　2.1.2 好氧生物膜法

　　好氧生物膜法是在活性污泥的基礎(chǔ)上，引入微生物生長(zhǎng)的附著載體如濾料填料等反應(yīng)器進(jìn)行處理的方法。目前的生物膜反應(yīng)器類(lèi)型主要包括固定床、流動(dòng)床和復(fù)合式生物膜反應(yīng)器。常見(jiàn)的處理工藝有生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物濾池、生物接觸氧化、生物流化床、機(jī)械攪動(dòng)床、活性污泥-生物膜反應(yīng)器、序批式生物膜反應(yīng)器等。這些工藝均利用介質(zhì)濾料，使微生物附著其上，使污水與微生物接觸，從而利用微生物可降解有機(jī)物的特性，在膜內(nèi)完成有機(jī)物污染的去除，從而凈化污水。

　　生物膜法的優(yōu)點(diǎn)在于微生物種類(lèi)多，包括好氧菌，厭氧菌，真菌和藻類(lèi)，并且微生物附著在生物膜上，損失量較少;生物膜法可以將不同種類(lèi)的微生物分開(kāi)附著于不同的生物膜上，使污水處理能分段進(jìn)行，在不同的處理階段，微生物各自發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)處理不同的污染物，相互協(xié)調(diào)，使凈化效率更高，更易控制;另外生物膜可以附著長(zhǎng)勢(shì)緩慢的硝化細(xì)菌，其內(nèi)部的厭氧環(huán)境增強(qiáng)了其脫氮作用，使得脫氮能力得到增強(qiáng)。故而，相較活性污泥法而言，生物膜法在處理能力、系統(tǒng)維護(hù)和操作運(yùn)行等方面，均有較大的優(yōu)勢(shì)。

　　生物膜的缺點(diǎn)主要有：生物膜易脫落、受季節(jié)影響大、濾池散發(fā)一定的氣味對(duì)等。

　　2.2 厭氧生物處理技術(shù)

　　厭氧生物處理法在厭氧的條件下，微生物分解水中的有機(jī)物產(chǎn)生甲烷和二氧化碳，又稱(chēng)厭氧發(fā)酵。其主要特點(diǎn)是高負(fù)荷、高濃度和副產(chǎn)物甲烷的產(chǎn)生，不需要供氧設(shè)備，該工藝消耗能量低。其處理過(guò)程主要包括：水解階段、酸化階段和甲烷化階段。三階段同時(shí)進(jìn)行保持動(dòng)態(tài)平衡。厭氧微生物處理受溫度、pH值、營(yíng)養(yǎng)成分和負(fù)荷量等罌粟影響。厭氧處理的設(shè)備運(yùn)行管理比較嚴(yán)格，因?yàn)楫a(chǎn)物中含有甲烷，易引起爆炸。該技術(shù)缺點(diǎn)主要為設(shè)備前期啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)、有毒物質(zhì)對(duì)其影響較大、有較高的操作條件控制要求。

　　2.3 光合細(xì)菌處理技術(shù)

　　光合細(xì)菌處理法是利用一大類(lèi)能進(jìn)行光合作用的原核微生物在厭氧光照的條件下進(jìn)行光合作用利用有機(jī)酸、氨基酸、氨等污水的分解產(chǎn)物開(kāi)始繁殖，從而降低并分解高負(fù)荷的有機(jī)污水和普通的生活污水。光合細(xì)菌處理法是模擬自然界微生物生態(tài)凈化污水的過(guò)程。目前比較常見(jiàn)的光合細(xì)菌處理法的組合工藝主要有缺氧-好氧生物處理(A/O工藝)，厭氧-缺氧好氧生物處理(A-A/O工藝)和好氧-缺氧生物處理(O/A工藝)。

　　光合細(xì)菌不受氧氣限制，且其處理效果不受高濃度、高鹽分、高負(fù)荷、低溫等惡劣環(huán)境影響，可快速降解有機(jī)物，與活性污泥法相比，更能節(jié)省基建投資，大大減少處理費(fèi)用。

　　2.4 復(fù)合菌群處理技術(shù)

　　復(fù)合菌群技術(shù)是以光合細(xì)菌為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的新型菌群處理技術(shù)，以光合細(xì)菌為中心，與固氮菌并存繁殖，采用適當(dāng)?shù)谋壤酮?dú)特的發(fā)酵工藝，篩選出好氧和厭氧的微生物加以混合，培養(yǎng)出多種微生物菌落，主要有光合細(xì)菌，酵母菌，乳酸菌和放線(xiàn)菌等種類(lèi)。并通過(guò)共生增殖作用和協(xié)同作用代謝出抗氧化物質(zhì)，產(chǎn)生穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，使水中有凈化水質(zhì)功能的微生物恢復(fù)活性，通過(guò)綜合效應(yīng)達(dá)到凈化水體的效果。

　　復(fù)合菌群處理技術(shù)在處理有機(jī)和無(wú)機(jī)廢水時(shí)，具有處理能力強(qiáng)、水質(zhì)穩(wěn)定、污泥量減少和曝氣時(shí)間段等優(yōu)勢(shì)。

　　3、生物處理技術(shù)存在問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

　　生物處理技術(shù)目前在城市污水處理中應(yīng)用比較廣泛，但是在運(yùn)行中也普遍存在接觸反應(yīng)效率低、操作運(yùn)行困難、運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題，導(dǎo)致污水凈化效果較差，若想達(dá)到較好的處理效果，將增加設(shè)備與投資。所以對(duì)于生物處理技術(shù)在城市污水治理方面的研究方向應(yīng)該加強(qiáng)生物群對(duì)有機(jī)底物的降解反應(yīng)功能，提高生物反應(yīng)設(shè)備的處理效率，主要提高反應(yīng)設(shè)備中有效的生物量和有機(jī)物與微生物間更穩(wěn)定的作用。

　　污水生物處理技術(shù)利用其優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)的水處理技術(shù)中，仍會(huì)得到較多的應(yīng)用。針對(duì)其問(wèn)題與不足，發(fā)展多單元組合工藝將成為污水處理領(lǐng)域未來(lái)研究與應(yīng)用的焦點(diǎn)，多種工藝相結(jié)合，利用其不同的優(yōu)勢(shì)相互補(bǔ)充，會(huì)達(dá)到更佳的處理效果。(來(lái)源：上格環(huán)境科技( 上海) 有限公司)