[城市污水處理]環境微生物在城市水環境治理工程上的應用
來源(yuan)：廣東(dong)中微環保(bao)生物科(ke)技有限(xian)公司 閱讀：7175 更新時間：2017-08-14 15:10
隨著我國(guo)經濟(ji)的(de)高(gao)速發展，城鎮(zhen)化(hua)和(he)工(gong)業化(hua)進程的(de)加快以及人(ren)口(kou)的(de)持(chi)續增加，城市污水(shui)排放量與日俱增。據統計，2010全國(guo)污水(shui)廢水(shui)排放量超過750億噸，其中(zhong)城市生活(huo)污水(shui)的(de)比比例(li)高(gao)達70%上。由(you)于沒有配(pei)備相應的(de)污水(shui)處理(li)設施和(he)污水(shui)處理(li)技術(shu)，進一步加劇了(le)我國(guo)城市水(shui)環境(jing)的(de)污染(ran)。城市水(shui)環境(jing)污染(ran)所造(zao)成的(de)危機已(yi)經嚴重制約了(le)我國(guo)國(guo)民經濟(ji)的(de)發展和(he)人(ren)民生活(huo)水(shui)平的(de)提(ti)高(gao)。因(yin)此．研究城市污水處理的方(fang)法顯(xian)得尤為重要。在日前所發展的技(ji)術中，利(li)用微生(sheng)物(wu)進(jin)行生(sheng)物(wu)處理已成(cheng)為世界各國處理城市污(wu)水和工業廢水控制水污(wu)染的(de)主要(yao)手段。
1.我國城市水污染現況
我國(guo)是一個水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)短缺(que)(que)的(de)國(guo)家．隨著(zhu)國(guo)民經(jing)濟的(de)迅猛發展，城(cheng)市規模不斷擴(kuo)大，生產、生活用(yong)水(shui)(shui)需求量(liang)不斷增(zeng)加(jia)，水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)缺(que)(que)口日益擴(kuo)大。然而(er)，城(cheng)市工(gong)業(ye)及居民生活污(wu)水(shui)(shui)總量(liang)也逐(zhu)漸遞增(zeng)。大量(liang)未(wei)經(jing)處理的(de)污(wu)水(shui)(shui)直接排入城(cheng)市自然水(shui)(shui)系(xi)，致使我國(guo)城(cheng)市水(shui)(shui)環境(jing)遭到嚴重的(de)污(wu)染(ran)(ran)和破壞．處理城(cheng)市水(shui)(shui)污(wu)染(ran)(ran)和緩解水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)短缺(que)(que)問(wen)題迫(po)在眉睫。
2.微生物在中的應用
城市污水處理的(de)(de)方(fang)(fang)法有物(wu)(wu)(wu)理(li)方(fang)(fang)法、化學方(fang)(fang)法和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)方(fang)(fang)法。物(wu)(wu)(wu)理(li)法和(he)化學法的(de)(de)處(chu)理(li)效率(lv)(lv)低(di)(di)，費用(yong)(yong)高，管理(li)復雜，甚至可能(neng)造成二(er)次污染(ran)。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法通常是利用(yong)(yong)具有各種生(sheng)(sheng)(sheng)理(li)生(sheng)(sheng)(sheng)化性(xing)能(neng)的(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)類群間的(de)(de)相(xiang)互配合(he)而(er)進(jin)行(xing)的(de)(de)一種物(wu)(wu)(wu)質循環過程，從(cong)而(er)使(shi)污水得到再生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)過程。，生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法處(chu)理(li)污水具有效率(lv)(lv)高，費用(yong)(yong)低(di)(di)，能(neng)耗低(di)(di)，出(chu)水質好，管理(li)簡(jian)單(dan)等優點。利用(yong)(yong)傲生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)進(jin)行(xing)城市污(wu)水處(chu)理使水(shui)資源再(zai)生，無論是現在還是將來都是污水(shui)處理的主(zhu)要途徑之一。
2.1城市污水微生物處理的應用原理
微生(sheng)物(wu)(wu)具有體積小，表(biao)面積大(da)，繁(fan)殖(zhi)能(neng)力強(qiang)等特點，能(neng)不斷(duan)的(de)與周圍的(de)環境快速的(de)進(jin)行物(wu)(wu)質變換。污水(shui)具備微生(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)長繁(fan)殖(zhi)的(de)條件，因而能(neng)使微生(sheng)物(wu)(wu)從(cong)中(zhong)獲得營養物(wu)(wu)質，同時降解和利用有害的(de)物(wu)(wu)質，從(cong)而使污水(shui)得到凈(jing)化。
2.2城市污水微生物處理的方法
依據處理(li)過程中的微生物對氧(yang)環境的需求(qiu)可(ke)分(fen)為好(hao)氧(yang)法(fa)和厭氧(yang)怯。
2.2.1好氧處理方法
目(mu)前(qian)應(ying)用最廣泛的城市(shi)污水處理好氧(yang)法(fa)有活性污泥法(fa)、生(sheng)物膜法(fa)、氧(yang)化(hua)塘法(fa)等(deng)。
1)活性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)法(fa)活性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)法(fa)新工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)主要要有(you)(you)(you)(you)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溝(gou)(gou)(gou)(gou)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)、A-O工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)、SBR工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)、AVO工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)等一(yi)系(xi)(xi)列先進(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)。有(you)(you)(you)(you)著較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展前(qian)景，日前(qian)比較流行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溝(gou)(gou)(gou)(gou)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)和(he)(he)A-O工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)。①氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溝(gou)(gou)(gou)(gou)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)又稱循環混合式(shi)活性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)法(fa)。一(yi)般采用(yong)(yong)(yong)延時曝氣，同(tong)時具有(you)(you)(you)(you)去除(chu)(chu)BOD5和(he)(he)脫(tuo)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)，它采用(yong)(yong)(yong)機(ji)械曝氣，一(yi)般不設初(chu)沉池(chi)和(he)(he)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)消(xiao)化(hua)(hua)(hua)池(chi)。氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溝(gou)(gou)(gou)(gou)具有(you)(you)(you)(you)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)流程短、處(chu)理(li)效率(lv)高、出水水質穩定，運行(xing)(xing)管理(li)簡單等優(you)點。但占(zhan)地面積過(guo)大。在流態(tai)上，氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溝(gou)(gou)(gou)(gou)介(jie)于(yu)完全混合推流之間(jian)。氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溝(gou)(gou)(gou)(gou)獨特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水流狀態(tai)，有(you)(you)(you)(you)利于(yu)活性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)凝聚作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)，而(er)(er)且(qie)可以將(jiang)其(qi)區(qu)分(fen)為富(fu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)缺(que)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)，用(yong)(yong)(yong)以進(jin)行(xing)(xing)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)，取得脫(tuo)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效應。常(chang)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溝(gou)(gou)(gou)(gou)系(xi)(xi)統(tong)(tong)由卡羅塞(sai)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溝(gou)(gou)(gou)(gou)、交替工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溝(gou)(gou)(gou)(gou)及二(er)沉池(chi)交替工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溝(gou)(gou)(gou)(gou)；②A/O法(fa)系(xi)(xi)缺(que)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)—好氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)簡稱。開創于(yu)20世80年代初(chu)，因其(qi)將(jiang)缺(que)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應池(chi)置于(yu)該工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)之首。故該丁藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)又稱為前(qian)置硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)。其(qi)基本原理(li)是(shi)在傳(chuan)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)二(er)級處(chu)理(li)中(zhong)(zhong)(zhong)將(jiang)有(you)(you)(you)(you)機(ji)氮(dan)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)為氨(an)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎上．通過(guo)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)菌的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)，將(jiang)氨(an)氮(dan)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)為亞硝(xiao)態(tai)氮(dan)、硝(xiao)態(tai)氮(dan)，再(zai)經(jing)過(guo)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)將(jiang)硝(xiao)態(tai)氮(dan)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)為氮(dan)氣，從而(er)(er)達(da)到(dao)從廢(fei)水中(zhong)(zhong)(zhong)脫(tuo)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。傳(chuan)統(tong)(tong)活性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)法(fa)中(zhong)(zhong)(zhong)，污(wu)(wu)(wu)水中(zhong)(zhong)(zhong)氮(dan)磷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)(chu)量(liang)僅(jin)為微生(sheng)物(wu)細胞(bao)合成而(er)(er)從污(wu)(wu)(wu)水中(zhong)(zhong)(zhong)攝取的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)，其(qi)去除(chu)(chu)率(lv)低。而(er)(er)A/O工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)氮(dan)率(lv)可達(da)70%~80%。在A/O工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)，微生(sheng)物(wu)利用(yong)(yong)(yong)其(qi)對磷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)量(liang)攝取能(neng)力將(jiang)高含(han)(han)磷污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)以剩余(yu)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)排出處(chu)理(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)，從而(er)(er)降低處(chu)理(li)出水中(zhong)(zhong)(zhong)磷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)。A-O工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)與傳(chuan)統(tong)(tong)生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)相(xiang)比具有(you)(you)(you)(you)流程簡短，工(gong)(gong)(gong)(gong)程造(zao)價低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優(you)點。
2)生(sheng)物膜法(fa)(fa)。牛(niu)物膜法(fa)(fa)是利用生(sheng)物濾(lv)池處理(li)(li)污(wu)水(shui)，最初是從酒滴(di)池開始的(de)(de)(de)，并不(bu)(bu)斷得到(dao)改進，出現(xian)了塔式濾(lv)池，生(sheng)物轉盤，浸投法(fa)(fa)濾(lv)池等多種形式，其處理(li)(li)原理(li)(li)基本(ben)相同：酒滴(di)池是主要由碎石鋪成(cheng)的(de)(de)(de)濾(lv)床(chuang)。處理(li)(li)污(wu)水(shui)時，水(shui)從頂上灑下(xia)各(ge)種微生(sheng)物隨污(wu)水(shui)通過濾(lv)床(chuang)時吸(xi)附與石塊上．不(bu)(bu)斷生(sheng)長繁殖成(cheng)一層微生(sheng)物膜。這一層膜對不(bu)(bu)斷通過的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)中的(de)(de)(de)有機物有很強的(de)(de)(de)吸(xi)附，吸(xi)收和降解能(neng)力。
3)氧(yang)化(hua)塘法(fa)。這個(ge)方(fang)法(fa)是利(li)用自(zi)然水(shui)生(sheng)生(sheng)態系(xi)統處理污(wu)水(shui)，將(jiang)一塊較大(da)的，陽光充足的場地開辟為一十大(da)而淺的池塘，便(bian)于(yu)風浪對水(shui)層的攪(jiao)動(dong)，有利(li)通氣。氧(yang)化(hua)塘中同時可以進行好氧(yang)和厭氧(yang)性分解作(zuo)用和光合作(zuo)用，三種作(zuo)用互相(xiang)影響。
2.2.2厭氧處理方法
1)厭氧(yang)處(chu)理是現在(zai)研究(jiu)的(de)比較熱門的(de)方法，現在(zai)比較流(liu)行(xing)的(de)厭氧(yang)處(chu)理器(qi)有UASB、EGSB和lC。膨脹(zhang)顆(ke)粒(li)污(wu)泥床( EGSB)。EGSB是在(zai)UASB反應器(qi)的(de)基礎上(shang)，于20世紀80年代后期由(you)荷蘭農(nong)業大學環境(jing)系開始研究(jiu)的(de)新型高效厭氧(yang)反應(ying)器(qi)。EGS增加了出(chu)水(shui)再(zai)循(xun)環(huan)部(bu)分，使(shi)得反應(ying)器(qi)內的(de)液體體上(shang)升流速(su)遠遠高于UAS反應(ying)器(qi)，使(shi)污(wu)水(shui)與微生物(wu)(wu)之(zhi)間(jian)的(de)接觸得到加強。正是由于這(zhe)種(zhong)獨特的(de)優勢，使(shi)其可適(shi)應(ying)多種(zhong)有機物(wu)(wu)水(shui)處(chu)理。如可用于處(chu)理含有有毒物(wu)(wu)質(zhi)的(de)污(wu)水(shui)；適(shi)用于各種(zhong)濃(nong)度的(de)工業(ye)污(wu)水(shui)和城市污水(shui)處理；還適(shi)用于生活(huo)污水、垃(la)圾填埋場的滲濾液和(he)農業(ye)廢物廢水的處理。
2)內(nei)循環厭氧(yang)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)( lC)。IC是21世紀90年(nian)代由荷(he)蘭(lan)Paqu皓公司在(zai)(zai)UASB基礎上(shang)開發的超高效厭氧(yang)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)，它具有容(rong)(rong)積負(fu)荷(he)高、處理(li)(li)容(rong)(rong)量大(da)、抗沖擊(ji)負(fu)荷(he)能力強污(wu)泥產最(zui)少運(yun)行穩定、投資(zi)少等優(you)點的新(xin)型(xing)厭氧(yang)生物處理(li)(li)污(wu)水反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)。其(qi)特征是在(zai)(zai)反(fan)應(ying)(ying)中(zhong)裝有兩級三相分離器(qi)(qi)，反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)下(xia)半部分可在(zai)(zai)極(ji)高的負(fu)荷(he)條件下(xia)運(yun)行。目前．IC反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)已(yi)成(cheng)功應(ying)(ying)用于啤酒(jiu)生產、食品加工等行業的生產污(wu)水處理(li)(li)中(zhong)。
3.城市污水微生物處理技術展望
利用(yong)微(wei)生物(wu)技(ji)術處理城市污水．以其成本低、效率高(gao)、且對環境污染小等優點越來越受到重(zhong)視，也開始在更多的區域得到采用(yong)，其對我國城(cheng)市污水(shui)處理取得了突出成(cheng)效(xiao)，隨著我(wo)國社(she)會的(de)發展(zhan)的(de)需求和對(dui)污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)技(ji)(ji)(ji)術(shu)研究的(de)深(shen)入，各種城(cheng)市污(wu)(wu)水(shui)微(wei)(wei)生(sheng)物處理(li)(li)新(xin)技(ji)(ji)(ji)術(shu)層出不窮。隨著研究的(de)深(shen)入微(wei)(wei)生(sheng)物污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)技(ji)(ji)(ji)術(shu)必會起到更(geng)大(da)的(de)作用(yong)，是污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)中(zhong)最有效(xiao)的(de)方法，其美好的(de)應用(yong)前景(jing)值得向(xiang)往(wang)．相信在(zai)不就(jiu)的(de)未來，我(wo)國的(de)微(wei)(wei)牛物污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)技(ji)(ji)(ji)術(shu)會更(geng)加(jia)成(cheng)熟，應用(yong)更(geng)廣(guang)泛。
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