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废水生物处理机理是什么(污水生物处理各方式优缺点对比)

作者:初夏      发布时间:2021-09-03      浏览量:89041
废水生物处理机理是什么废水生物处理大概包括活性污泥法和生物膜法。其本质是人工强化自然的微生物降解有机废物的过程。废水生物处理过程,是经人工培育驯化得到的微生物群体,对废水中的有机物产生吸附并把有机物当作食物进行消化分解,这样微生物群体得到持

废水生物处理机理是什么


废水生物处理大概包括活性污泥法和生物膜法。其本质是人工强化自然的微生物降解有机废物的过程。废水生物处理过程,是经人工培育驯化得到的微生物群体,对废水中的有机物产生吸附并把有机物当作食物进行消化分解,这样微生物群体得到持续生存,同时污水水质得到净化。

废水的性状有很多种,比如高浓度的含硫废水、高浓度的含酚废水、有机酸含糖废水等。不同的废水有不同的降解菌与之相适应,如对于前两种废水,人们已分离筛选出高效酚硫降解菌;后一种废水糖度高、酸度大,普通细菌不易增殖,根据霉菌在酸性环境和糖度高的环境中容易生长的特性,韩国花郎环境公司筛选成功了高效霉菌,并已应用于工程实践中,下面对该霉菌技术作简要介绍。
1 霉菌处理废水的技术特点
1.1 霉菌增殖条件
  霉菌容易增殖的ph和糖浓度的范围是2.0~5.5和0.93.0
1.2 适用范围
  ph范围为2.0~5.5的有机废水或糖成分浓度为0.93.0废水均可采用霉菌废水处理法,如桔子、葡萄等水果加工酸性废水及面包、饼干、淀粉加工等的含糖废水。
1.3 运转条件
  霉菌在ph酸性的条件下容易生长,因此最重要的是使在曝气槽里的ph维持在2.0~5.5。
1.4 霉菌处理废水的优点
  霉菌处理废水法是利用霉菌在酸性环境和糖浓度高的环境容易生长的特性,在霉菌处理槽中加入接种的霉菌。霉菌在此环境下快速生长繁殖,由于处理槽中含有较高浓度的霉菌,可以高效稳定地去除废水中的糖分和有机物。霉菌将多糖类→二糖类→单糖类→能源的糖化过程也就是霉菌对有机污染物的去除过程,霉菌的糖成分去除率可达95废水经霉菌处理后,不需要投加药品,ph由酸性(2.0~5.5)可上升到中性(7.0左右),对后段的好氧微生物处理非常有利。
2 霉菌处理法的构造
  霉菌处理法的构造详见图1。
3 工程实例
3.1 公司名称:b.r.korea
3.2 基本情况
  (1)废水类型:冰淇淋制造废水;
  (2)废水量:100m3/d;
  (3)制造厂运转时间:8h/d;
  (4)废水处理场运转时间:24h/d。答案补充 霉菌的增殖特性
4.1 增殖曲线图
  在potato dextose broth培养基接种白地霉(geotrichum candidum)之后,在28℃条件下振荡培养,代数增殖期的增殖速度大约120mg/l,则1h的增加菌体干燥重量为120mg/l,另外在上述培养条件下,最大菌体增殖量约为4 500mg/l。
4.2 培养温度的影响
  霉菌的增殖最佳温度为25℃~28℃,可知此霉菌属于中温菌。但是在30℃也见迅速的增殖,并在4℃也可增殖。因此利用霉菌处理废水,在温度高的夏天和水温低的冬天均可。
4.3 ph的影响
  ph 6~10的范围之下,霉菌的增殖速度在140mg/h~160mg/h的范围,但是在ph 3~5的范围也显出较高的增殖速度,这表明霉菌在酸性的环境也可增殖。
4.4 糖成分浓度的影响
  葡萄糖1 000mg/l以上时,不影响霉菌的增殖速度,也就是说霉菌的饱和糖浓度为1 000mg/l。因此,如废水含有的糖成分超过1 000mg/l,霉菌的增殖速度达到最高点,可有效地处理废水。
答案补充 5 结语
  霉菌处理段对cod、糖成分都具有较好的去除效果,可达7695且经霉菌一级处理后出水ph可由酸性上升至中性,不需加药调整ph,对后段好氧处理非常有利,且污泥产量低。总之采用筛选的霉菌处理有机酸、含糖废水取得了良好的处理效果,具有较高的推广应用价值。


污水生物处理各方式优缺点对比


污水处理工艺方案技术比较表
氧化沟 生物接触氧化法 A/O法
技术适用性 国内外使用情况,水量、水质的适应程度 运行管理复杂, 国外采用较多,适应中、小规模污水处理厂,对水质水量的变化适应能力较差 运行管理简单,国内外采用较多,对水质水量变化适应性强,适用于工业废水处理与深度处理 运行管理复杂,国内外采用较多,对水质水量的变化适应能力较差,适应大中小规模污水厂
二 水质目标
出水水质 满足污水排放标准的保证率 出水水质好,对于工业废水处理运行缺乏经验,且运行复杂,工程实例少 适用于处理难生化降解的低浓工业废水,出水水质好 适合一般城市污水,出水水质好,能高效脱氮,污泥产量小且稳定。污泥无需消化
对外界条件的适应性 气温、水温、营养、水量变化等对出水水质的影响 出水水质稳定,对外界条件变化适应性较强 出水水质稳定,对外界条件变化适应性好 出水水质稳定,对外界条件变化适应性强
三 工程实施
分步实施 分步实施的可能 可分组实施 可分组实施 可分组实施
施工难易 施工的难易程度 容易 容易 容易
占地面积 处理万吨水量占地 ≤8亩 ≤8亩 ≥12亩
四 环境影响
对周围环境的影响 指噪声及臭味等 噪音及臭味低 噪音及臭味低 噪音及臭味低
污泥的影响 污泥的产量及稳定性 污泥量小,污泥稳定性好 污泥量小,污泥稳定性好 污泥量略多,污泥稳定性好
五 运行管理
运转操作 指运行和操作的方便程度 运行复杂,需根据水质调整,对员工技术要求高。 简单 简单
维护管理 设备维修难易及工作量 设备多,系统复杂,维修量大 设备较少,维修要求相对低 设备较少,维修要求相对低

活性污泥法优缺点
优点:
1、有机物在曝气池内的降解经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程,活性污泥也经历了对数增长、减速 增长、内源呼吸的完整生长周期。
2、对无水的处理效果好,去除率可达到90上
3、适合用于处理净化程度高和稳定程度要求较高的污水
缺点:
1、曝气池首端有机物负荷高,耗氧速率较高,为了避免由于缺氧而形成厌氧状态,进水的有机物浓度不宜过高,则曝气池的容积大、占用的土地比较多、基建费用较高
2、耗氧速率沿池长是变化的,而供养速率难于与其相吻合。在池前可能出现好氧速率高于供养速率,在池后又有可能出现溶解氧过剩的现象,从而影响处理效果
3、对进水水质、水量变化的适应性较低,运行结果容易受到水质、水量变化的影响,脱氮除磷效果不太理想

污水处理工艺原理分析对比
1、活性污泥法
长期以来,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各国应用最广的一种生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流,称为回流污泥,回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度,也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常从沉淀池中排除,以维持活性污泥系统的稳定运行,这部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理复杂,易出现污泥膨胀现象;设备不能满足高效低耗的要求。
2、生物膜法
在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物,主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接触后,溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气。生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水,采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘,生物滤池在我国南方更为适用。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少、便于运行管理等优点,在处理中极具竞争力,但先期投资同样巨大,后期运营成本较高。
3、氧化法
氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水预处理方法之一。根据氧化剂的种类及反应器的类型,氧化法可分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法,光催化氧化法、超临界氧化法等。化学氧化法虽然操作简单,但由于其处理效果并非十分理想,而且由于其运行成本较高,因此,在城市生活污水处理应用中使用并不很多。为了达到提高处理效果,同时降低运行成本的目的,人们开发了一些其他的氧化技术。光催化氧化法设备简单、运行条件温和、氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底,因此,在水的深度处理及对难生物降解的有机废水的处理具有极好的应用前景,目前已成为国内外非常活跃的研究课题。
4、加载絮凝磁分离:工艺的变革
BFMS技术是在传统的絮凝工艺中,加入磁粉,以增强絮凝的效果,形成高密度的絮体和加大絮体的比重,达到高效除污和快速沉降的目的。磁粉的离子极性和金属特性,作为絮体的核体,大大地强化了对水中悬浮污染物的絮凝结合能力,减少絮凝剂用量,在去除悬浮物,特别是在去除磷、细菌、病毒、油、重金属等方面的效果比传统工艺要好。由于磁粉的比重高达5.0×103kg/m3,大约是砂子的两倍,混有磁粉的絮体比重增大,絮体快速沉降,速度可达20米/时以上,整个水处理从进水到出水可在10分钟左右完成。污泥中的磁粉,利用磁粉本身的特性使用磁鼓进行分离后回收并在系统中循环使用。高梯度磁过滤器捕集流过水中的残余微小颗粒,磁过滤器依照设定的要求被自动清洗,以达到高度净化出水的目的。根据在美国采用BFMS作深度水处理的报告,磁过滤器可达到去除26纳米病菌。磁粉的回收大大降低了处理成本,加上其本身设备的价格、灵活、广泛性等优势,虽然引进不到一年,已经受到了污水行业的极大关注。
在当前水污染的严竣形势和国家利好政策的共同作用下,如何使污水处理更加低能耗、高效率、低成本、简单的操作、灵活的运行管理以及处理中水回用等则显得尤为重要及迫切。就目前来说,磁分离技术是最经济、效率最高、成本最低的工艺。如果结合其他工艺使其性能得到突破性发展,必将成为未来真正的主流。

活性污泥法优缺点
优点:
1、有机物在曝气池内的降解经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程,活性污泥也经历了对数增长、减速
增长、内源呼吸的完整生长周期。
2、对无水的处理效果好,去除率可达到90上
3、适合用于处理净化程度高和稳定程度要求较高的污水
缺点:
1、曝气池首端有机物负荷高,耗氧速率较高,为了避免由于缺氧而形成厌氧状态,进水的有机物浓度不宜过高,则曝气池的容积大、占用的土地比较多、基建费用较高
2、耗氧速率沿池长是变化的,而供养速率难于与其相吻合。在池前可能出现好氧速率高于供养速率,在池后又有可能出现溶解氧过剩的现象,从而影响处理效果
3、对进水水质、水量变化的适应性较低,运行结果容易受到水质、水量变化的影响,脱氮除磷效果不太理想


污水生物处理是如何实现这一过程的


常见的污水生物处理方法
  1、传统活性污泥法:传统活性污泥处理法是一种最古老的工业污水处理工艺,其工业污水处理的关键组成部分为沼气池与沉淀池,污水中的有机物在曝气池停留的过程中,曝气池中的微生物吸附污水中的大部分有机物,并且在曝气池中被氧化成无机物,然后在沉淀池中经过沉淀后的部分活性泥需要回流到曝气池中。该工艺的优点有:有机物去除率高,污泥负荷高,池的容积小,耗电省,运行成本低。该工艺的缺点有:普通曝气池占地多,建设投资大,满足国家标准相关指标范围小、易产生污泥膨胀现象,磷和氮的去除率低。
  2、A/O法:A/O法是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺,其中
  A代表Anoxic(缺氧的),O代表Oxic(好氧的)。A/O法是一种缺氧----好氧生物工业污水处理工艺。该工艺通过增加好氧池与缺氧池所形成的硝化----反硝化反应系统,很好的处理了污水中的氮含量,具有明显的脱氮效果。但是此硝化----反硝化反应系统需要得到很好的控制,这样就对该工艺提出了更高的管理要求,这也成为了该工艺的一大缺点。
  3、A2/O法:A2/O法也是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺,其中A2,即A-A,前一个A代表Anaerobic(厌氧的),后一个A代表Anoxic(缺氧的);O
  代表(好氧的)。A2/O是一种厌氧—缺氧—好氧工业污水处理工艺。A2O法的除磷脱氮效果非常好,非常适合用于对除磷脱氮有要求的工业污水处理。因此,在对除磷脱氮有特别要求的城市工业污水处理厂,一般首选A2/O工艺。
  4、A/B法:A/B法是吸附生物降解法的简称,该工艺没有初沉淀,将曝气池分为高低负荷两段,并分别有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段停留时间约为20~40min,以生物絮凝吸附作用为主,同时发生不完全氧化反应,去除BOD达50上。B段与常规活性污泥法相识,负荷较低。AB法中A段效率很高,并有较强的缓冲能力。B段起到出水把关作用,处理稳定性较好。对于高浓度的工业污水处理,AB法具有很好的适用性,并有较高的节能效益。尤其在采用污泥消化和沼气利用工艺时,优势最为明显。但是,AB法污泥产量较大,A段污泥有机物含量极高,因此必须添加污泥后续稳定化处,这样就将增加一定的投资和费用。另外,由于
  A段去除了较多的BOD,造成了碳源不足,难以实现脱氮工艺的要求。对于污水浓度低的场合,B段也比较困难,也难以发挥优势。 总体而言,AB法工艺较适合于污水浓度高,具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市工业污水处理厂,且有明显的节能效果,而对于有脱氮要求的城市工业污水处理厂,一般不宜采用。
  5、SBR法:SBR法是歇式活性污泥法的简称,是一种按照一定的时间顺序间歇式操作的污水生物处理技术,也是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥工业污水处理技术,又称序批式活性污泥法。其反应机理及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同,只是运行操作方式不尽相同。SBR法与传统的水处理工艺的最大区别在于它是以时间顺序来分割流程各单元,
  以时间分割操作代替空间分割操作,非稳态生化反应代替生化反应,静置理想沉淀代替动态沉淀等。整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的,但是通过多个单元组合调度后又是连续的,在运行上实现了有序和间歇操作相结合。

正确答案:d 解析:文段中后两句说“采用厌氧氨氧化与亚硝化工艺相结合的氮的完全自养转换方式处理污水,被认为是一种最可持续的污水脱氮途径”,但是并没有提到将来的发展趋势,故d项为无中生有。因此,本题答案为d。