废水生物处理技术及进展

废水生物处理技术及进展摘要：随着经济的快速发展和生活水平的逐渐提高，废水排放量也随之增多，造成的环境污染日趋严重，废水生物处理因其诸多优点而被广泛应用，本文简述了包括厌氧生物处理法、活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等废水生物处理技术的原理。介绍不同水质废水生物处理法的前沿动态发展趋势。关键字：生物技术；废水；组合工艺；菌种随着城市面积的扩大、人口的增长和工业的发展，造成的水体的严重污染。污水中污染物的成分愈来愈复杂，不仅富营养化越来越严重，而且包含了越来越多难降解的有机物质、有毒物质，通过常规生物处理已经不能满足处理要求，国内外学者们通过投加具有特定功能的微生物、营养物或基质类似物，从污水中获取养分，同时降解和利用有机污染物和有害物质，达到提高废水处理效果的生物处理方法。1常规生物处理废水方法常规的生物处理的方法有厌氧生物处理法、活性污泥法、生物膜法和氧化塘法。1.1厌氧生物处理法厌氧生物处理法是指在没有游离氧的情况下，在厌氧细菌或兼性细菌的作用下，处理污水中的沉淀污泥和高浓度的有机废水，产生具有经济价值的甲烷和二氧化碳等能源气体的一种处理方法，也就是将复杂的有机物，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量的方法。具有不需要氧、运行费用低、回收利用生物能、减少致病菌、减弱臭味、缩小体积、易于处置、处理出水中氮、磷的脱除效果好等优点，但存在着反应速度较慢、反应时间长、反应器容积大、消耗能源等缺点。另外，厌氧微生物对废水中的有毒物质较为敏感，容易导致反应器运行条件的恶化。1.2活性污泥法好氧生物处理法是在通气条件下，利用含有好氧微生物的活性污泥，降解有机物，逐级释放能量，稳定低能位的简单无机物，达到无害化，该技术具有反应速度快，反应时间短，容器小，不产生异味，运行条件控制简单等优点，适用于有机物浓度较低的生物处理，但该技术的弱点是产生大量的剩余污泥难以解决。1.3生物膜法生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成生态系统的微生物，去除废水中呈溶解和胶体状有机污染物的方法。生物膜自滤料向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好氧层的好氧菌将其分解，再进入厌氧层进行厌气分解，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污水的目的，它具有水质、水量、水温变动的适应性强，剩余污泥量少、不存在污泥膨胀、动力费用低及处理效果高等优点。1.4氧化塘法生物塘法是利用水塘中的微生物和藻类对污水和有机废水进行需氧生物处理的方法。其对废水的净化过程同生物降解作用对水体的净化过程相似，是好氧性分解作用、厌氧性分解作用和光合作用互相影响的净化过程。废水经厌氧生物降解，再经需氧生物降解，转化为水质稳定的出水，但存在着效率低、需要的空间位置大、产生臭味、受温度波动的影响大等缺点，只在气候适宜的地方使用。2不同水质的生物处理新技术2.1印染和造纸有机废水生物强化处理印染和造纸废水中含有大量大染料、浆料、油剂、助剂、纤维杂质、砂类物质、无机盐类等，属高浓度难降解的有机工业废水，强化处理方法：（1）直接投加纯种菌属处理废水：嗜碱木质素降解菌，在碱性液体培养条件下（pH=10.5）以及复合碳源共代谢最佳综合条件下培养10d，木质素的降解率达到49.84%。（2）投加混和优势菌处理制浆造纸废水。Zhongtang通过投加树脂酸降解菌生物强化处理造纸厂废水中的树脂酸，去除效率明显提高，些微生物对树脂酸有较好的去除率，但不能去除TOC。温桂照等选取假单胞菌和诺卡式菌的组合菌，在96h内，废水中检出的36种芳香族化合物绝大部分得到了有效降解，且混合菌的降解能力要优于白腐菌。2.2高盐废水的生物处理在膜生物反应器(MBR)工艺中通过培养的屋滴虫和任意变形虫、半眉虫、钟虫和规则形状的菌胶团，具备良好的耐盐性。当含盐量在20%、30%、40%、50%下氨氮去除率可达90%以上，高盐水去除氨氮中耐盐浓度22.75g/L，在此浓度氨氮去除率降到82%以下。处理50%的高盐废水时，反应器中pH值控制在7.5-9.0，氨氮具有最佳的去除率，在50%高盐废水下，反应器中的氨氮去除率受到氨氮负荷影响较大，在氨氮负荷小于0.35kg/m3·d时氨氮去除率能保持在较高的水平上。2.3乳制品工业废水生物处理技术乳制品废水中主要含有的污染物是乳蛋白、乳脂、乳糖以及含于原乳当中的矿物质，用于清洗的洗涤剂等。（1）好氧处理方法罗韶茂采用气浮-SBR工艺，首先利用平流式气浮池去除部分脂类物质和蛋白类物质，再通过SBR工艺去除剩余污染物。试验表明，当进水、反应、沉淀和排水时间分别为3、4、2、3小时，污泥负荷为0.6kg/(kg.d)时，COD的去除率在90%左右。李宝宏在处理豆奶粉制品生产废水时采用SBR-混凝沉淀工艺，COD的去除率在89%以上，BOD5去除率在94%以上，达到《污水综合排放标准》的二级标准。爱尔兰学者Healy等利用人工湿地和循环沙滤联合技术工艺处理乳品废水，避免了乳品废水直接排放造成表面水和地下水的富营养化。土耳其的Farizoglu等采用膜生物反应器处理乳品废水，用好氧喷射环流反应器和陶瓷膜过滤单元组合工艺处理乳制品废水，COD的去除率可达98%左右。（2）厌氧处理方法韩冬妮采用UASB、生物滤池和曝气生物滤池联用工艺处理乳制品废水，UASB具有污泥浓度高、有机负荷高、水力停留时间短、无需混合搅拌设备和不设沉淀池等优点;导流曝气生物滤池集曝气、快速过滤、悬浮物截留、二曝二沉等于一体，通过这些工艺的联用稳定运行，处理后的COD、BOD5和铵态氮含量均能达到《污水综合排放标准》一级标准。温燕等研究了UASB-CASS工艺对乳制品综合废水的处理效果，其中UASB工艺是处理乳制品废水的典型厌氧工艺，而CASS工艺一池多用，作为SBR工艺的改进，其前端的生物选择器正符合USAB出水的厌氧条件，可以有效地抑制污泥膨胀，整个工艺系统不仅可以取得高的COD去除率，同时对氮和磷还可以达到深度处理的效果。周斌彬等采用气浮-水解酸化-生物接触氧化工艺，气浮采用溶气气浮，水解酸化池下层采用上流厌氧污泥床，上层采用接触式水解酸化系统，好氧阶段应用生物接触氧化池，三个阶段的COD去除率分别在54%、20%、87%，工艺对CODcr、BOD5和SS的去除率分别为96.7%、97.7、86.9。巴西的Leal在UASB反应器之前利用酶法水解废水，试验表明，当油脂浓度为1000mg/L时，在35h下经过酶法水解的废水COD去除率达到90%，比对照高20%，整个试验从侧面表明了升流式厌氧污泥床反应器对乳制品废水的处理是实际可行的。2.4果汁废水生物处理新技术降解菌的筛选、污水处理生物反应器及相关工艺组合方面的研发为主要发展方向。例如生物脱氮技术已不仅仅是单一追求较高的NH4+-N去除率，脱氮技术发展的趋势是向着这一简洁、高效、经济的方向发展；生物强化技术在高浓度废水处理中的应用范围逐渐扩大；生物强化处理技术与一些物理化学方法联用，比如混凝技术、投加某种化学药剂等，在处理特定的废水中可以取得更好的效果；组合法处理特定废水将成为主流方法。参考文献：［1］金明兰.废水生物处理技术及其研究进展[J].吉林建筑工程学院学报，2013,30(2):36-39.［2］翟计红,程学营,叶昆孝.CAST/曝气生物滤池工艺处理含油废水[J].中国给水排水，2009,25(10):63-65.［3］康志伟.废水生物脱氮新技术及研究进展[J].科协论坛,2012,1(下):124-125.［4］晁雷，赵晓光，李晓东.高浓度难降解有机废水生物强化处理技术研究进展[J].江苏农业科学，2014,42(1):1-4［5］张豫宁.含油废水生物处理技术的研究进展[J].当代化工,2013，42(12):1671-1673.［6］胡艳东.气浮－水解酸化－反应沉淀－接触氧化处理石化废水[J].环境工程,2012:127-129.［7］林海龙.抗生素废水生物处理法的研究进展[J].中国农学通报,2012，28(11):258-261.［8］张媛媛,司倩倩,王述柏.我国规模化养殖场污水处理现状[J].山东畜牧兽医,2015,36:61-64.［9］王欲晓,庄文昌,王菊.MBBR工艺提升炼