污水处理生物技术精选(九篇)
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第1篇：污水处理生物技术范文
关键词：污水生物处理技术；活性污泥法；生物膜法；固定化微生物技术
中图分类号：C35文献标识码： A
一污水现状
1.1我国水污染的现状
随着我国城镇化速度的加快, 城市生活污水的比例高达70%以上。人们日常生活产生的污水主要含一些无毒有机物, 如糖类、淀粉、油脂、蛋白质和尿素等,其中含氮、磷等植物营养元素较高。在一定的时间和空间范围内,这些污染物质大量排入天然水体并超过水体的自净能力,导致水体富营养化。进入水体的各种有机物使需氧菌大量繁殖,消耗溶解氧;也使得藻类及其他水生植物异常繁殖,引起水体透明度降低,溶解氧减少直至为零。此时,需氧菌死亡,厌氧菌大量繁殖继而分解,产生硫化氢、硫酸等物质,使水质恶化、水体的功能退化、生态结构破坏,这将会对我们所生存的环境产生长远的、无法估计的影响。所以,加强城市污水处理,对于保障城市的可持续发展具有重要的社会意义和经济意义[2]。
1.2城市污水的来源
城市污水主要来源于城市居民生活中产生的污水、各工业企业在生产制造过程中产生的生产废水以及城市降水和部分受污染的地表水这三方面。生活污水含有较高的有机物，如淀粉、蛋白质、油脂、氮、磷等无机物以及含病原微生物和较多的悬浮物。各工业企业在制造过程中产生的废水排放量较大，污染含量高，较难进行处理，对环境危害大。城市降水和受污染的地表水在城市污水中还没有占到很大的比例，针对具体污水水质选择是否需要与其他污水混和稀释后处理。
二微生物处理污水的机理及净水方式
2.1微生物处理污水的机理
污水生物处理是除物理化学法外的另一类水处理方法，它利用微生物生命活动过程对污水中污染物进行转移和转化作用，使污水得带净化的处理方法。微生物处理污水的机理：利用微生物处理污水是以光合菌群和酵母菌群为主导，协同其它有益微生物共同作用，产生抗氧化物质，通过氧化还原发酵等途径分解氧化有机物，把有害有毒物质转化为无害无毒物质。
2.2微生物净化水质的方式
微生物用于污水处理一般主要对污水有害化合物中的有机物质起降解，转化的作用。其净水方式有:
1、降解作用:细菌、真菌和藻类都可以降解有机污染物。如好氧革兰氏阴性杆菌和球菌可以降解石油烃、有机磷农药、甲草胺、氯苯等;霉菌可以降解石油烃、敌百虫、扑草净等;藻类可以降解多种酚类化合物。例如，1989年，美国阿拉斯加州最早大规模应用微生物降解油轮搁浅后泄漏的3.8t原油，在投入特殊的氮、磷营养盐后，促进了当地石油降解菌的生长和繁殖，加速了油污的分解。
2、共代谢:微生物的共代谢是指微生物能够分解有机物基质，但是却不能利用这种基质作为能源和组成元素的现象。这类微生物有假单胞菌属、不动杆菌属、诺卡式菌属、芽孢杆菌属等。
3、去毒作用: 微生物通过转化、降解、矿化、聚合等反应，改变污染物的分子结构，从而降低或去除其毒性。如有机磷农药马拉硫磷可以在微生物的水解作用下，被分解为含有一酸或二酸的物质但是，微生物的作用是复杂的，有些微生物在净化作用的同时，也有毒化作用。这类微生物可以使无毒物质转化为有毒物质，从而产生新的污染。如三氯乙烯能够在微生物作用下转化为氯乙烯，这是强致癌物质。
三微生物处理污水的方法
目前，污水的微生物处理主要有活性泥法，生物膜法，厌氧处理法，氧化塘法、固定化微生物技术处理污水等，其中最主要的和应用最广泛的是固定化微生物技术处理污水。
3.1活性泥法
是一种应用最广、工艺比较成熟的废水生物处理技术。其处理装置是由曝气池和沉淀池两个部分组成。曝气池高度充气，污水在其中和活性泥不断混合，水中的有机质被污泥吸附，部分被氧化分解，部分随污泥进入沉淀池。沉淀污泥部分回流再生，部分为剩余污泥被排除。
3.2生物膜法
生物膜法是利用生物滤池处理污水，最初是从酒滴池开始的，并不断得到改进，出现了塔式滤池，生物转盘，浸没法滤池等多种形式，其处理原理基本相同，都是依靠着生于固体介质表面的微生物来净化有机物的，因此，又称生物过滤法。处理过程中的物质转移:空气中的氧废水生物膜此法比活性污泥法产生的剩余污泥少。
3.3厌氧处理法
厌氧处理法是在无氧条件下由兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机污染物的处理方法。通常用于不溶性有机物质，如纤维素含量高的污水，或高浓度的工业废水，也经常用于处理剩余污泥。厌氧生物处理一般分为四个阶段: 水解，发酵，产乙酸，产甲烷。这些无机物质主要是大量的生物气体即沼气。沼气的主要成分是CH4和CO2。
3.4氧化塘法
又称生物塘法或稳定塘法，是利用一个天然的或人工修整的池塘，由于污水在塘内
停留的时间较长，通过水中的微生物代谢活动可以将有机物降解。在氧化塘中，废水中的有机物主要是通过有机菌藻共生作用去除的。氧化塘中同时可以进行好氧和厌氧性分解作用和光合作用，三种作用互相影响[3]。
3.5固定化微生物技术
3.5.1固定化微生物技术的介绍
固定化微生物技术是将微生物固定在载体上使其高度密集并保持其生物功能，在适宜的条件下增殖并满足应用之需的一种新的生物技术。这种技术应用于污水处理有利于提高生物反应器内的微生物浓度，利于反应后的固液分离，缩短处理的时间。固定化微生物方法多种多样，但主要有结合固定化，交联固定化，包埋固定化和系指微生物吸附在载体表面而固定化的方法[4]。
交联固定化是利用两个或两个以上的功能基团，使微生物菌体相互连接成网状结构，即使功能基团直接与微生物细胞表面的反应基团如氨基、轻基等交联，形成共价键而达到固定微生物的目的。由于形成共价建过程中，往往会对微生物细胞活性造成极大的影响，而且适用于此类固定化交联剂大多昂贵，因此此法在应用上受一定的限制。包埋固定化方法是使微生物包埋在半透性的聚合物或膜内，或使微生物细胞扩散进人多孔性的载体内部，这种固定化方法具有操作简单，能保持多酶系统，且对微生物细胞活性影响较少，是目前制备固定化微生物最常用、研究最广的方法。固定化材料常有聚乙烯醇(PVA)，聚丙烯酞胺(ACAM)，聚乙烯乙二醇(PEG)、琼脂、光硬化树脂，海藻酸钙、角叉莱胶等。除此之外，还有依靠微生物自身的絮凝作用而形成的固定化微生物，此法固定化需时长，受环境因子影响大。如升流式厌氧污泥床(UASB)反应器中颗粒污泥的形成即属于微生物的自身固定化过程。
3.5.2固定化微生物技术的优点
与普通悬浮生物处理法相比,固定化技术的优点是:能在生物处理装置内维持高浓度的生物量,提高处理负荷、减少处理装置容积;污泥产量少;可选择性地固定优势菌种,提高难降解有机物的降解效率;抗毒物毒性强;对水质及pH的变化有较好的稳定性。这些优点使固定化技术在废水处理中受到重视,特别是在难降解和有毒废水处理中表现出更大的潜力。国内外学者对固定化技术在废水处理中的应用进行了大量的研究。根据所固定微生物的种类的不同,固定化方法也有所不同。常用的方法主要有3种:载体结合法、包埋法和交联法。其中载体结合法中的物理吸附法和包埋法是目前研究最广泛的方法上述各种微生物处理技术，由于污水中的污染物质是多种多样的，在某些方面都存在一定的不足，所以一般一种污水的处理需要联合使用几种方法。四微生物技术处理污水的研究热点和特点
4.1微生物处理污水的研究热点
极端微生物是指那些在一般生物不能生存的条件下(如高酸、高碱、高温、低温、高压、高盐等)能生存的微生物。由于其特殊的生理机制，在环境保护中具有极大的应用价值。Sandra等的研究表明，嗜热微生物可用来对高温排放废水直接处理，省去了冷却的环节和花费，并且从动力学的角度讲，提高温度有利于提高反应速率从而加快废水出来的速度，缩短水力滞留时间，减少动力消耗[5]。另有报道利用嗜碱细菌降解木质素的研究[6]。极端微生物以其特殊的生理机制及其分泌的极端酶，正在成为研究热点，随着研究的深人将进一步推动极端微生物在污水处理中的应用。
4.2微生物技术处理污水的优点
1、节约水资源，降低能耗和成本；
2、利用有益菌群原液比一般净化槽处理污水，大大缩短曝气时间，提高工效；
3、治污效果显著，如有机氮、金属离子、混浊度、COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量)等均下降至国标以下标准，而DO(溶解氧)上升，水质得到改善；
4、处理污水中的重金属等，消除毒害；
5、抑制病原菌，消除异味，改善空气质量；
6、可以清除粪尿恶臭，净化生态环境，最大限度地减少畜禽的臭味，明显地抑制了蚊蝇滋生。
利用微生物技术对环境治理尤其是对污水进行处理在国内已得到广泛使用，但由于所用的微生物是天然微生物，处理效果不好。通过辐射诱变和化学诱变方法筛选出对污水有极高净化能力的高效微生物，是微生物处理方法的发展方向，在我国将有很大的发展前景。
五对微生物技术的展望
固定化微生物技术在废水处理等领域显示出了较大的优异性,引起了人们普遍的关注并对其进行了广泛的研究与应用。它的优势主要是:
（1）容积小,使处理负荷大幅提高；
（2）污泥产量低[7]；
（3）有利于优势菌种的固定,提高降解效率；
（4）物质的承受能力强；
（5）稳定性好。
同时我们也应该看到,要实现固定化微生物技术的工业化,还有许多问题需要进一步研究解决:
（1）固定化载体的成本及使用寿命是决定其经济可行性的关键因素,因此,开发适合于固定化微生物细胞的高效生化反应器和廉价固定化微生物载体,如何提高载体的使用寿命都有待解决[8]；
（2）固定化微生物细胞球在废水处理过程中可能对某些悬浮物质或高分子物质处理效果欠佳,还可能出现发胀上浮或堵塞粘结等现象,所以需对废水进行适当的物理化学预处理,或与其他工艺组合使用,发挥各自的优势以达到最佳处理效果；
第2篇：污水处理生物技术范文
[关键词]聚乙烯醇 固化微生物 生活污水
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0312-01
0 引言：
在我国经济水平不断增长的今天，工业化进程不断加快，这在一定程度上危害了生态环境，促使水资源受到严重污染。我国政府为了实现可持续发展的宏伟目标，近几年在积极致力于污水处理中，为提高水资源利用率而努力。聚乙烯醇固定化微生物技术是处理生活污水的一种有效技术，聚乙烯醇无毒、价廉、抗微生物分解、机械强度高等优点，使其适合应用于生活污水处理中。当然，实现聚乙烯醇固定化微生物技术有效的处理生活污水，需要制备有效的聚乙烯醇载体，促使聚乙烯醇固定化微生物技术可以充分发挥作用。对此，笔者在下文就聚乙烯醇固定化微生物技术对生活污水的处理进行分析。
1 聚乙烯醇载体的制备
对于聚乙烯醇固定化微生物技术中聚乙烯醇载体的制备主要是通过交联方法得到的。交联是水溶性聚乙烯醇材料改性及制备聚乙烯醇载体的重要步骤。在聚乙烯醇载体制备中所应用的教练方法有三种，即物理交联、化学交联、辐射交联法。其中，辐射交联法在不需要任何添加剂的作用就可以达到交联的目的，但其在交联的过程中可能具有杀菌和诱变的作用，不利用微生物载体的制备。所以，在固定化微生物载体制备中很少应用到辐射交联法。以下笔者就物理交联和化学交联这两种方法进行分析。
1.1 物理交联
对聚乙烯醇进行物理交联处理中所采用的方法是冷冻解冻法。此种方法是利用聚乙烯醇链间的氢键、微晶区及大分子链间的缠结形成三维网络，以此来增强聚乙烯醇与微生物的融合性，促使其可以在固定化微生物中存在，有效才处理生活污水中的污染物。对于冷冻解冻法的应用，主要是将聚乙烯醇溶液放置在-20℃～-80℃低温和室温下反复进行冷冻―解冻，促使聚乙烯醇材料内部形成微晶区作为物理交联点，在利用聚乙烯醇链间的氢键、大分子链间的缠结形成三维 网络结构，促使聚乙烯水凝胶强度增强，使其形成聚乙烯醇载体，并保证此载体具有开孔率高、含水率大等特点，在固定化微生物中作为载体而有效应用。
1.2 化学交联
相对于聚乙烯醇物理交联法来说，化学交联是更为有效的教练方法，其可以保证聚乙烯醇载体具有较强的水溶性、故稳定性。因为，化学交联是由聚乙烯醇的羟基与多官能团物质进行反应形成交联结构的过程。在聚乙烯醇化学交联中最常用的方法是聚乙烯醇―硼酸法，其可以使聚乙烯醇形成共价交联的多孔凝胶，大大增强聚乙烯水凝胶强度，促使可以作为具有较强应用性的固定化微生物载体。聚乙烯醇―硼酸法的应是将聚乙烯醇材料与硼酸发生反应，使聚乙烯醇形成单二醇型建，增强聚乙烯醇分子的链接，实现聚乙烯醇共价交联，最终获得聚乙烯水凝胶（如图一所示）。利用聚乙烯醇―硼酸法来获得聚乙烯醇载体，可以使所获得的聚乙烯醇载体具有较强的机械强度、良好的弹性、较长的使用寿命等优点，这对于提高聚乙烯醇固定化微生物技术应用性有很大作用。当然，在利用此种方法来获得聚乙烯醇载体，会使硼酸对某些微生物有毒害的作用，促使细胞活性降低，在使用的过程中应当慎重考虑这一点。总体上来讲，聚乙烯醇―硼酸法是制备聚乙烯醇载体的一种非常有效的化学交联法，值得广泛的应用。
2 聚乙烯醇固定化微生物技术对生活污水的处理研究
在我国经济有很大程度发展的今天，我国水污染日益严峻。我国要想实现可持续发展这一宏伟目标，就需要加强水污染处理，尽可能的提高水资源利用。生活污水处理是解决水污染问题中的重要部分之一。相对于难降解、浓度高、含有重金属的废水来说，生活污水还是比较容易处理的。那么，以下就利用聚乙烯醇固定化微生物技术处理生活污水进行分析。
2.1 含氮生活污水的处理
以往对于含氮废水的处理，主要是利用好氧硝化和厌氧硝化两个过程来完成的。但由于这两个过程对时间和溶解氧条件要求较高，使得含氮废水处理效果并不是非常好。在聚乙烯醇固定化微生物技术可以有效应用的今天，利用此种方法来处理含氮废水，可以大大提高含氮废水处理效果。在含氮废水处理方面，所应用的聚乙烯醇固定化微生物技术是其可以同时固定自养好氧的硝化菌和异养厌氧的反硝化菌，通过载体内部的溶解氧梯度形成外部好氧内部厌氧的环境，实现在好氧反应器内的同时硝化反硝化脱氮。利用聚乙烯醇固定化微生物技术来处理含氮废水，可以有效的脱氮，促使含氮废水得到有效处理，这充分的说明此种技术在生活污水处理方面有很大作用。
2.2 污染物降解处理
利用聚乙烯醇固定化微生物技术来处理生活污水，主要是对活性污泥予以有效的处理，促使水变得清澈、干净。在对生活污水中污染物降解处理过程中，所采用的处理方法主要是聚乙烯醇-硼酸法。此种方法的有效应用，可以在污染物固定化后，活性污泥对温度和pH值的适应范围变宽；在优选条件下连续运行，尽可能的被去除，从而达到处理生活污水的目的。聚乙烯醇-硼酸法处理生活污水的主要内容是以聚乙烯醇（PVA）为包埋材料，以含2%的饱和硼酸作为交联剂，采用包埋和交联联合应用的微生物固定化方法固定驯化后的活性污泥，以网格塑料片作为支撑体，制备成固定化生物膜。生物膜活性恢复后，组装固定化微生物反应器，对生活污水进行处理。总之，聚乙烯醇固定化微生物技术的有效应用可以对生活污水予以有效的处理，促使生活污水可以再次被应用，这将大大提高水资源利用率，缓解日益匮乏的水资源，为促进我国实现可持续发展创造条件。
3 结束语
聚乙烯醇固定化微生物技术是处理生活污水的一种有效技术，聚乙烯醇无毒、价廉、抗微生物分解、机械强度高等优点，使其适合应用于生活污水处理中。在对生活污水予以处理的过程中所应用的聚乙烯醇固定化微生物技术，应当根据生活污水污染物情况，科学合理的应用此技术来处理，这可以充分发挥聚乙烯醇载体的作用，促使生活污水得到有效的处理。相信随着科学技术的不断发展，聚乙烯醇固定化微生物技术将得到创新和发展，更加有效的应用与生活污水处理中，高质高效的完成生活污水处理，促使水资源利用率得以提高，为实现我国可持续发展创造条件。
参考文献：
[1] 祝丽思.聚乙烯醇固定化微生物技术对生活污水脱氮的研究[J].黑龙江畜牧兽医，2014（11）.
[2] 刘海琴，韩士群，李国锋.固定化复合微生物对废水的脱氮效果[J].江苏农业科学，2006（06）.
[3] 刘茹，索虎勤，李明，席凤霞，何化平.三门峡城市供水安全现状分析及评价[A].第三届全国河道治理与生态修复技术交流研讨会专刊[C].2011.
[4] 黄龙，韩春元，田娟，刘杰.不同处理能力人工湿地净化效果的比较[A].四川省环境科学学会二一一年学术年会论文集[C].2011.
第3篇：污水处理生物技术范文
关键词：膜生物反应技术；环境工程；污水处理；具体运用
中图分类号：X703.3 文献标识码：A
近些年来，各地在构建污水处理项目时，更多运用了膜生物反应的新型技术措施。具体而言，膜生物反应器设置了分离膜，这种技术措施在本质上取代了传统污水处理，有利于构成更完整的组合单元。运用膜生物反应的方式来处理各行业排放的污水，通常可以获得更良好的出水水质，装置运行平稳并且易于操作。相比于传统技术，膜生物反应具备显著的技术优势，因而广泛适用于各领域的污水处理。从环境工程角度来讲，可以适当运用膜生物反应的措施来保障出水质量，从而在根源上提升污水处理的实效性。
一、膜生物反应的基本技术原理
在污水处理领域，膜生物反应指的是在分离膜组件的辅助下，构成生物单元的组合，这类新型的处理手段建立在生物处理与二沉池技术的基础上。与传统技术手段相比，膜生物反应更加适用于污水处理，因此也表现出显著的实效性。膜生物反应的基本装置为膜生物反应器，在此基础上密切结合了膜分离与生物处理，体现了技术结合的优势。由此可见，膜生物反应诞生于膜分离技术，与此同时也吸收了生物处理的技术优势。这样做有利于在根源上保障污水处理的良好效果，确保达到优良的转化率。
相比于传统的污水处理措施，膜生物反应具备了更强的处理性能。从现状来看，膜生物反应器具体包含了萃取反应器、曝气装置以及膜分离装置。在这其中，典型的应当属于膜分离反应器，这种类型的反应器具备生物特征。具体在运行时，膜生物反应器又包含了一体式以及分离式的不同类型，分类依据就在于放置生物膜的不同位置。此外，厌氧与好氧的反应器都可以适用于污水处理。
二、具体技术类型
第一类为曝气生物滤池。膜生物反应的过程中，可以设置曝气生物滤池作为反应的支持。在组合工艺的前提下，生物滤池还可以与气浮工艺密切结合，从而在根源上降低水体内部的污染物总量。曝气生物滤池的处理措施适合运用于胶体或者洗涤剂等杂质，这种状态方便了各环节的污水处理。通常情况下，污水处理很容易消耗较多负荷，如果能改造为曝气生物滤池的处理方式，那么还可以在最大限度内降低工作负荷，对于生物膜导致的污染也可以进行延缓。
第二类为动态的内循环反应。近些年来，技术人员对膜生物反应装置进行了相应改造，在此基础上诞生了动态式的内循环反应技术。动态反应器可以运用微网材料来制作生物膜，因此有利于减小造价。此外，内循环动态反应也充分运用了活性污泥，在进行过滤和处理时建立了循环利用网络。从目前现状来看，通常选择侧向曝气的方法来处理污水，然而这种情况下将会降低错流速度。为了加以改进，可以设计为竖向流动的曝气装置结构，经过改造后的内循环装置就能避免短流问题。
第三类为组合式污水处理。除了上述两类膜生物反应方式，技术人员还可以选择组合式的膜生物处理技术。在组合优化的前提下，密切结合MBR与EGSB的两类技术，从而体现了组合技术独特的优势。具体的措施为：对于污水在进行先期处理时可以运用EGSB装置，通过这种方式来处理有机废水，进而表现出良好的处理实效。这是因为，EGSB装置可在最大限度内去除污水含有的COD。然而对于废水中的氨氮与悬浮物，就需要借助MBR处理器来辅助进行，这样做将会弥补传统污水处理的弊病。
三、运用中的优势与缺陷
从现状来看，更多企业已经逐步认可并且接受了环境工程中的膜生物反应处理方式，对此在处理污水时也体现了优良的整体效果。然而不应当忽视，膜生物反应毕竟属于新兴的一类污水处理手段，具体在工程运用中仍暴露了某些缺陷，亟待加以改进。详细地说，污水处理运用的膜生物反应包含了如下优势与弊病：
（一）污水处理的优势
膜生物反应可以高效分离污水与沉淀物，因此不必配备额外的过滤单元或者沉淀池等。从这个角度来讲，膜生物反应器有利于节省占地，同时最大限度地避免了污泥沉降。技术人员在进行处理时，可以观察到高浓度的MLSS，这种状态也符合了系统容积的特征。膜生物反应系统本身具有优良的抗负荷性能，因而尤其适用于工业排放的各类有机废水，获得了良性的处理实效。在膜生物反应装置内部，生物反应的性能也可以获得大幅提升。对于污水反应池而言，通常可达每升10000MG的MLSS浓度，这种状态下有机废水就可以完全被清除，水体悬浮物也会因此变得很低。
除此以外，膜生物反应还能分离微生物与废水本身，尤其适合分离活性污泥。在生物膜的腔体内部，废水呈现为缓慢流动的状态，进水与出水槽密切连接。然而，在生物膜的外侧可以保持生物菌的顺利流动，进而分离了微生物与工业废水，确保符合最根本的处理指标。膜生物反应器对于传氧效率可以进行适当提高，在系统内部设置了透气性的生物膜，这类介质具有相对较低的阻力，尤其适合运用于高压污水的处理。这种情况下，反应器可以完全堵截污泥，符合零排放的指标。
（二）现存技术缺陷
膜生物反应具备较多的技术优势，然而在污水处理的进程中也暴露了缺陷。这是因为生物膜很容易吸附混合颗粒物以及其他有害元素，因此尤其需要格外关注生物膜的清洁度。经过特定的处理阶段后，生物膜将会遭受污染，与之相应的透水量也变得较低。技术人员对此在进行改进时，关键点就在于延长生物膜的可用期限；即便生物膜受到污染，仍然可以保持通水量。从目前来看，这个难题仍处在不断探究中，对此有必要投入更多精力来进行解决。
结论
现阶段的污水处理不能缺少膜生物技术作为基本支持，通过膜生物反应的手段和措施来提供水质保障，这样做有利于在最大限度内杜绝水质污染，体现了污水处理的综合效益。由此可见，环境工程适合运用膜生物反应的配套技术，这种新型技术也具备优良的推广利用前景。然而具体在运用时，膜生物反应的相关技术并没有真正实现完善，仍然有待长期的提高与改进。在污水处理的未来实践中，技术人员还需要摸索经验，进而服务于膜生物反应的综合质量提升。
参考文献
[1]关万里，韩文萍，刘小惠.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用分析[J].低碳世界，2016（28）：11-12.
[2]郝永涛.膜生物法污水处理工程技术规范[J].中华纸业，2012（22）：89-90.
[3]孙健.欧盟推广膜生物反应污水处理技术成果@著[J].农村财政与财务，2012（2）：47-48.
第4篇：污水处理生物技术范文
关键词：微藻;生物质能;脱氮除磷;耦合技术
收稿日期：2011-08-29
作者简介：傅晓娜（1988―），女,四川成都人,四川大学建筑与环境学院环境工程专业硕士研究生。
通讯作者：姚刚(1957―)，男,河南商城人,德籍华人,高级研究员,客座教授,博士生导师,主要从事环境工程各方向和环境管理方面的
研究工作。
中图分类号：X701
文献标识码：A
文章编号：1674-9944(2011)11-0100-05
1引言
水资源危机是指淡水消耗量超过可用淡水资源量的20%,而事实上,全球的淡水消耗量在1995年就已经超过20%,达到了27%~30%。我国人口众多,水资源匮乏,用水需求旺盛,但水体污染严重,尤其是氮、磷等化学物质排放到水体,引起藻类异常繁殖,造成水质富营养化问题,长期不能得到有效解决。与此同时,全球40%的人口严重缺水,水资源的可持续利用问题迫在眉睫。经过净化处理的可再生水可用作于城市和农村的非饮用水,如灌溉用水、景观用水,部分还可作为工业用水,不失为解决水资源紧张问题的新途径。因此,开发利用高效、低成本的水质深度处理技术,是解决水资源危机的重要手段之一。
早在20世纪50年代,Oswald和Gotaas就提出利用微藻处理污水的想法。近几年来,国内外对进一步发挥藻类净化污水的潜力进行了大量研究,在藻类净化污水的机理研究方面取得了很大进展［1］。与传统方法相比,利用藻类处理污水可以克服传统污水处理方法易引起的二次污染、潜在营养物质丢失、资源不能完全利用等弊端,同时能够有效去除造成水体富营养化的氮、磷等营养物质,具有广阔的应用前景。利用微藻产油作为生物柴油来源的构想,早在1980年就有相关学者提出,但并未受到重视。直到近年来因原油价格的攀升,开发再生能源的意识逐渐提高,微藻生物质能有着能源密度高、易储运、含硫低等优点,可以直接作为民用燃料和内燃机燃料,以微藻生产生物柴油的想法受到各界关注。
2微藻污水处理技术
2.1微藻对氮、磷的去除原理
中国湖泊的富营养化问题严重,巢湖、太湖、滇池等几大湖泊中氮磷含量较高,造成硅藻、蓝藻、绿藻等藻类大量繁殖,不仅会使水中溶解氧降低,而且藻类释放的藻毒素亦会影响水生生物的生长繁衍。但同时微藻可以用来去除污水中的氮、磷等营养物质,并以有机物的形式将其储存在藻细胞中［2］。微藻细胞利用二氧化碳和碳酸盐等作为碳源,通过光合作用进行自养生长,水中的氨氮、硝态氮和亚硝态氮等无机氮和各类有机氮便合成藻体氨基酸和蛋白质等必须营养物质。水中的磷可直接被藻细胞吸收,并通过多种磷酸化途径转化成ATP、磷脂等有机物（图1）。
图1微藻对氮、磷的吸收原理示意
同时,微藻的光合作用造成水体pH值升高,导致正磷酸盐和NH3•H2O分别通过形成沉淀和挥发的形式去除,从而间接去除氮磷。此外,微藻光合作用形成的高pH值,也可起到一定的消毒作用［3］。
2.2微藻对重金属的去除原理
重金属种类较多,具有微量、稳定、毒性大等特点,通过食物链在生物体内富集,不仅会危害水生生物的生长繁衍,也是造成多种人体疾病的罪魁祸首,是潜在危害性最大的水体污染物之一［4］。可通过各种水生植物和微生物,尤其是微藻细胞的生物吸附、积累、排泄、净化4个步骤来去除重金属。
微藻细胞对中重金属的吸收是包含了物理、化学、生物反应和各种机理的复杂过程。根据该过程是否消耗能量,微藻对重金属的吸收方式可分为主动和被动吸收两种方式,前者是指新陈代谢的藻类与金属之间的相互作用,重金属离子通过主动运输的方式被吸收到微藻细胞内,吸收速度慢,持续时间长,不可逆,需要细胞新陈代谢提供能量;后者则是通过物理和化学反应将重金属离子吸引到微藻细胞表面,吸附速度慢,持续时间短,可逆,不需要能量［5］。
微藻细胞壁的组成对重金属离子的吸收起决定作用。微藻的细胞壁是由多糖、蛋白质、脂质组成,因此它具有很高的黏度和较大的表面积且呈负电性。这些组成陈分包含了许多容易和重金属离子结合的基团,如羧基,酰胺基,羟基,硫代醇,硫代醚,咪唑,磷基,硫基等。其次,微藻细胞膜具有高选择性和半透性,这对生物吸附吸收重金属的效率有决定性作用。目前被广泛接受的微藻对重金属的吸收机理主要有表面络合,离子交换,氧化还原,微沉降等。
3微藻生物质能源生产技术
微藻细胞的主要化学成分是脂类、纤维素、木质素和蛋白质等,其中脂类是制备生物质燃料的主要成分。生长在海水中的绿藻,能积累大量游离的甘油以平衡环境中的盐浓度,其甘油的含量可占自身干重的50%~60%［6］。藻细胞通过光合作用将太阳能转化为生物能,通过不同的藻细胞加工方式可生产各种生物燃料。一方面,利用高温高压液化技术或超临界CO2萃取技术可获得藻细胞中的油脂,再通过酯交换技术将其转变为脂肪酸甲酯,即生物柴油;另一方面,藻细胞在无氧条件下可直接热解制备生物质油、焦炭、合成气及氢气等多种生物燃料［3］。通过微藻获得生物能源的途径(图2)。
图2微藻制油原理示意
3.1微藻培养系统
目前,常见的微藻培养系统可分为开放式和封闭式,其选择需要考虑许多因素,如微藻的生物特性、气候状况、目标产物种类与土地、人工、能源、用水、营养源等各项成本［7］。
3.1.1开放式微藻培养系统
开放式微藻培养系统是在户外利用阳光进行培养,适用于传统活性污泥法、氧化塘法与批量微藻生产的结合,培养快速生长的藻细胞和可耐受极限环境(高浓度重碳酸钠、高盐度等)的藻细胞,大致分为大型池、开放式槽体、圆形培养池及高效藻类塘跑道型培养池等4种形态。这种培养系统的优点在于能耗低、基建投入少、运行成本低,微藻产量大,缺点在于培养环境易受外界温度、天气、光照等的影响,以及其他藻种、细菌及原生动物的污染［7］,要控制这些条件以适应微藻的生长和达到污水处理的效果,操作上比较困难,且微藻的产率较低。
目前应用较广泛的开放式系统是高效藻类塘,通过“藻菌共生系统”可以同时去除污染水体中的有机物、重金属和氮磷等营养物（图3）。开放式系统在广大农村和小城镇的污水处理方面具有广阔的应用前景。在德国、法国、新西兰、以色列、南非、新加坡、印度、玻利维亚、墨西哥和巴西等国家都有高效藻类塘的应用,并取得了良好的运行效果。
图3高效氧化塘藻菌共生塘系统示意
3.1.2封闭式微藻培养系统
封闭式微藻培养系统主要指微藻光生物反应器,可用于自营、异营或混营培养,而且在户内或户外都可实施,可分为管式(垂直、水平、螺旋)、圆柱式、薄板式和聚乙烯袋式。光生物反应器可人为控制藻细胞生长条件,从而获得高产率品质稳定的藻细胞生物质,且可避免杂藻污染,后续分离纯化所花费的成本也可减少,但建设、运行成本高,规模放大难度较大缺点。
封闭式系统的微藻培养技术有活性藻系统和藻类固定化技术。前者采用人工强化培养出高浓度的藻液,然后再光生物反应器中利用污水进行藻类的继续培养的系统。该方法对有机物的降解效果好,且能有效去除颗粒污染物和氮、磷等营养物［8］。后者是通过包埋法或吸附法,将藻类细胞聚集成团或固定在载体上,其中包埋法应用较广泛。该技术具有微藻细胞浓度高、反应速度快、去除效率高、藻细胞易于收获等优点,在微藻处理污水中有广阔的应用前景。
3.1.3藻种选择
早在1978年,美国的能源部燃料发展就设立了水生生物计划(ASP)项目,专门研究微藻生物质能,包括沼气、甲烷和生物柴油,主要采用开放式微藻培养系统,在1978年到1996年将近20 年的时间里,科研人员从3 000株藻中筛选了300株高油脂含量的咸水藻种(大多是绿藻和硅藻)。20世纪80年代初美国国家可再生能源实验室(NREL)牵头并联合多个单位进行了可用于生产生物柴油的微藻的调查与筛选研究,运用现代生物技术开发出海洋工程微藻,实验室条件下脂质含量超过60%,户外生产达40%以上,每亩年产1~2.5t柴油［6］。同一时期,日本、德国和法国也在进行微藻培养的研究,主要方向是封闭式微藻光生物反应器［3］。表1列出了几种微藻的产油效率,产油效率是微藻作为生物质能源潜能的主要表征形式。
在我国,用于生物质燃料生产的微藻细胞的筛选和改良工作也取得了一定的成果。清华大学生物技术研究所通过异养转化细胞工程技术控制C/N,获得高脂含量、叶绿素消失、细胞变黄的异养小球藻细胞,其脂含量高达细胞干重的55%,是自养藻细胞的4倍。
然而高含油藻种不一定能在生活污水二级出水条件下正常生长并积累油脂,欲实现污水处理系统从处理工艺向生产工艺的转化,藻种的筛选与驯化是研究工作的前提与重点。针对水质深度净化与高价值生物质生产相耦合的目的,藻种筛选的依据应为:在生活污水二级处理出水的条件下生长速率快、氮磷去除效率高、生物质产量高以及单位微藻生物量的油脂产量高等。基于上述原则,李鑫,胡洪营等人在不同污水处理厂二级出水中筛选、分离得到了椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea YJ1)、贫营养型二型栅藻(Scenedesmus sp.LX1)等多株藻种［9,10］,它们对生活污水二级处理出水中的氮磷去除效率均在90%以上,单位藻细胞的脂质含量在33%~42%之间。
2011年11月绿色科技第11期
3.2微藻细胞的收集和油脂提取
3.2.1微藻细胞的收集和分离
污水处理中的微藻细胞的收集是实现污水系统发展微藻生物质能的重要环节,因为藻细胞非常小,本身密度与水接近,且培养液很稀,要收获一定量的藻细胞就要处理大量的液体,培养后的藻液需要浓缩100倍~1 000倍之后才能在工业上得以利用［11］。微藻的分离浓缩是高耗能过程,藻细胞分离浓缩的能耗是仅次于微藻培养的第2大成本消耗［12］。因此藻细胞的分离浓缩方式成为很多研究者的关注热点,也是实际工程中必须面对和解决的问题。
微藻收集主要的方法有自然沉降、絮凝沉降、气浮、固定化、离心分离、膜分离、过滤、浓缩、压滤等,表2列出了几种常见的微藻收集方法。
表2微藻收集方法
方法分离效果
自然沉降可去除50%~80%的藻细胞
絮凝沉降随着pH升高和无机磷酸盐沉淀,藻细胞自絮凝;但化学絮凝剂成本高,使出水盐度偏高;通过细菌产生生物絮凝剂,是目前研究热点之一;不适于体积小,生长快的藻类
气浮加明矾20~30mg/L,可去除99%的藻细胞
固定化固定化微藻团易分离,但成本高,可能发生藻细胞外泄
电解絮凝小电流(0.3kW•h/L)使藻细胞悬浮,藻细胞分离率可达到95%
过滤/离心分离效果好,但成本高
膜分离分离效果好,技术较成熟,但需注意膜污染问题
其中,絮凝沉淀/气浮、过滤离心、固定化是较常用的藻细胞分离方式,但成本较高,同时藻细胞固定化容易带来藻细胞外泄的问题。膜分离是一种有潜力的藻细胞分离收获方式,在反应器之后通过膜分离截留藻细胞以获得低氮磷含量的清水,同时通过浓藻液的回流实现反应器内藻细胞的高密度培养,可实现耦合系统对于出水水质及微藻光生物反应器中藻细胞高密度培养的要求。然而没有哪一种方法是万能的,对于价值较低的产品可以使用重力沉降的方法,或是配合絮凝进行,但对于价值较高的产品则可使用离心的方法［13］。
3.2.2微藻细胞的油脂提取
有机溶剂萃取是常用的藻细胞油脂提取方法,主要包括甲醇/氯仿法［14］、乙醚/石油醚法［15］和正己烷法［16］等。按照萃取时藻细胞的状态不同,又可分为干法萃取和湿法萃取。Lardon等人通过生命周期评价(Life cycleassessment,LCA)的方法对正己烷干法萃取和湿法萃取藻细胞油脂的效率及经济性进行了分析,表明油脂提取的能耗在生物柴油生产总能耗中占有很大比例(干法萃取和湿法萃取的能耗分别占总能耗的90%和70%),因此油脂提取技术的改进对耦合系统的经济性和可持续性具有直接影响［16］。
另外,油份提取后的藻渣还可继续利用,如用作肥料滋养农田,或进行厌氧发酵,可获得甲烷、氢气和乙醇等能源。有研究甚至认为,当单位藻细胞的油脂含量低于40%时,为了获得最大的能量收益,所有藻细胞生物质应该全部用于厌氧发酵［17］。
4进展与发展趋势
4.1国内外研发新进展
利用微藻处理污水在国内外早有应用,如德国、法国、新西兰、玻利维亚、以色列、新加坡、印度和巴西等已先后建成藻菌-共生大型氧化塘系统,用于处理一般市政废水和农村污水,比利时也有利用微藻处理养殖废水。美国早在20世纪50年代便提出利用藻类去除氮磷等营养物的概念,并基于此进行了大量研究,基于藻细胞污水处理技术有了快速的发展［18,19］。在微藻生物质能方面,国内外许多企业和机构也进行了大规模的试验,有得甚至已开始推广应用。雪佛兰(Chevrolet)公司在2006年与美国联邦研究员建立合作伙伴,共同研发微藻生物油;壳牌(Royal Dutch Shell)公司与夏威夷一家名为HR的微藻生物油公司联合成立了一家新公司,名为Cellana,在夏威夷1亿hm2的海面培养海藻,用于生产生物质燃料;埃克森美孚(Exxon Mobil)公司计划在未来5~6年投资6亿美元,用于研究与一般化石燃料兼容性良好的微藻生物燃料;日本国际贸易与工业部在1999和2000期间,资助了名为创新技术地球研究(Earth Research of Innovative Technology)的项目,用微藻来固定CO2,并初步研究光生物反应器。我国河北新奥科技发展有限公司,在内蒙古建立了一个生态微藻培养基地,面积将在2013年达到280hm2,并计划在2014年实现微藻生物油产业化;中石化与中科院于2009年开始共同实施微藻生物柴油技术系列项目,研究微藻光生物反应器;中石油和中科院也在合作研发微藻生物柴油技术。
在微藻污水处理与微藻生物质能的耦合方面,美国已经开始尝试用市政废水和煤烟厂大规模培养产油微藻,并取得了较好的物质和能量循环效果。胡洪营等人设计了利用污水资源生产微藻产油的耦合系统,以2008年的污水标准对培养微藻细胞每年生产生物柴油的潜力进行估算,得出如果全国范围内的生活污水全部采用他们设计的耦合系统进行处理与生产生物柴油,则生活污水中所含有的氮磷除去供给活性污泥微生物的生长后,剩余部分所培养的藻细胞每年生物柴油的生产潜力约为397万t［20］。
虽然微藻培养具有净化效率高、系统建造运行费用低等特点。另外,藻类在污水净化过程中产生大量的氧气,可减少水体因缺氧而形成的恶臭气味,因此用藻类处理污水在水质的改善中有广泛的应用前景。作为一种生物质能源的原料,微藻亦有许多其他原料不可比拟的优点,首先是种类繁多,便于取材;其次是藻类光合作用效率高,生长周期短;另外微藻的培养不需要占用粮食产地,并且和其他生物质能源一样,相对于化石能源,能减少或消除二氧化碳等温室气体的排放,并有可能解决海洋和湖泊的富营养化问题,环境效益高。但是要实现微藻污水处理与生物质能源生产耦合技术的产业化,仍存在一些问题有待解决。
4.2发展趋势
(1)新型藻种的选育和改良。继续筛选具有高效净化能力且营养价值高的微藻。
(2)光生物反应器的构建与规模化。将微藻光生物反应器与污水处理相结合,开发适合于可规模化运转的高效生物反应器,实现污染控制与资源化利用相结合。
(3) 固定化载体的开发。目前,包埋法固定化载体主要有天然高分子凝胶(如琼脂、海藻酸钙等)和有机合成高分子凝胶载体(如聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(ACAM)等)。天然高分子对生物没有毒害,传质性能较好,但是强度较低;有机合成高分子凝胶强度较大,但其传质性能稍差,在包埋时有时可能会影响细胞活性。因此,开发复合型固定化载体,改善其性能,是藻类固定化技术研究的重要内容［21］。今后还需弄清固定化微藻的生理生化特性及其净化机制,研究固定化微藻的保存、活化方法,为批量生产奠定基础。
(4)藻类生长繁殖条件的控制。由于微藻培养和污水处理耦合系统的前期投资较大,必须满足微藻最佳的培养条件和污水处理最低的运行成本,既要选择合适的光照方式,提高光能利用率,选用合适的培养系统,达到最大的培养数量,又要考虑出水水质和环境条件对污染物的影响等。
(5)降低制油成本。高昂的生产成本是利用微藻生产生物柴油所面临的最大问题,其中藻类培养耗资巨大,而藻类的收集、分离和脂质提取又是耗能最大的环节,假设采用含油量为30%(细胞干重)的微藻来生产生物柴油,那么从培养、收集、提炼到成品,成本约为19.1元/L。而我国2008年0号柴油的价格只有6.1元/L,此价格还包含了税收、利润、运输等费用。
(6)油脂提取技术的改良。高等植物种子中的油脂大都属于中性脂,易于通过压榨的方式提取,因此提取后的油脂基本上不存在极性脂及色素。而微藻细胞小,难以采取常规的压榨方式以获取油脂,用有机溶剂来提取,油脂中不可避免地存在着色素及磷脂等极性脂,为后续提炼等过程带来了相当大的隐患。
5结语
微藻污水处理技术与微藻生物质能生产技术,可以算是一项环境友好的集成创新技术,大多还处于概念提出和试验阶段。尽管目前仍然存在上述许多亟待解决的问题,但这些问题同时也是目前的研究重点和未来的发展方向,一旦突破了这些障碍,相信在水资源和能源日趋紧张的形势下,这项工艺将迎来更广泛和良好的发展前景。
参考文献：
［1］
张书平,白晓弘.低压低产气井排水采气工艺技术［J］.天然气工业,2005,25(4):106~109.
［2］ 张静霞.利用微藻处理污水的研究进展及发展趋势［J］.现代农业科技,2008(4):61~62.
［3］ 胡洪营,李鑫,杨佳.基于微藻细胞培养的水质深度净化与高价值生物质生产耦合技术［J］.生态环境学报,2009,18(3):1 122~1 127.
［4］ Cai Zhuoping,Duan Shunshan.Micro-algal Bio-sorption on the Heavy Metals in Polluted Waters［J］.生态科学,2008,27(6):211~212.
［5］ Cochrane E L,Lu S,Gibb S W,et al.A comparison of low-cost bio-sorbents and commercial sorbents for the removal of copper from aqueous media［J］.Journal of Hazardous Materials,2006,137(1):198~206.
［6］ 李玉芳,伍小明.利用微藻开发生物能源前景广阔［J］.精细化工原料及中间体,2010(6):17~18.
［7］ 王文轩.微藻-绿色生物能源［J］.穿行天下资源,2009(7):11.
［8］ 况琪军,谭渝云.活性藻系统对氮磷及有机物的去除研究［J］.中国环境科学,2001,21(3):23~29.
［9］ 杨佳,胡洪营.城市二级出水条件下椭圆小球藻YJ1(Chlorella ellipsoidea YJ1)的脂肪含量变化及其对氮磷的去除特性的初步研究［C］//中国环境科学学会.2008中国水环境污染控制与生态修复技术高级研讨会论文集.广州:中国环境科学学会,2008.
［10］ 李鑫,胡洪营,甘柯.氮元素对贫营养型二形栅藻LX1生长及去除氮磷特性的影响研究［C］//中国环境科学学会.2008中国水环境污染控制与生态修复技术高级研讨会论文集.广州：中国环境科学学会，2008.
［11］ Molina Grima E,Belarbi E.-H,Acin Fernndez F G,et a.l.Recovery of micro algal biomass and metabolites:process options and economics ［J］.Biotechnology Advances,2003(20):491~500.
［12］ Wang B,Li Y,Wu N,et al.CO2 bio-mitigation using microalgae［J］.Applied Micro-biological Biotechnology,2008(79):707~718.
［13］ 王清,都基峻,石应杰,等.培养藻类制取生物能源的研究,四川环境,2009,28（5）：21~22.
［14］ Bligh E G,Dyer W J.A rapid method of total lipid extraction and purification ［J］.Canadian Journal of Physiology,1959(37):911~917.
［15］ Converti A,Casazza A A,Ortiz E Y,et al.Effect of temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production［J］.Chemical Engineering and Processing,2009(48):1 146~1 151.
［16］ Lardon L,HéLias A,Sialve B,et al.Life-cycle assessment of biodiesel production from Microalgae［J］.Environmental Science&Technology,2009,43(17):6475~6481.
［17］ Bruno S,Nicolas B,Olivier B.Anaerobic digestion of micro-algae as a necessary step to make micro algal biodiesel sustainable ［J］.Biotechnology Advances,2009(27):409~416.
［18］ Hamouri B E,Jellal J,Outabiht H.The performance of a high-rate algal pond in the Moroccan climate ［J］.Water Science and Technology,1995,31(12):67~74.
［19］ Mallick N.Biotechnological potential of immobilized algae for wastewater N,P and metal removal:A review［J］.BioMetals,2002(15):377~390.
第5篇：污水处理生物技术范文
关键词：现代生物技术废水生物处理生物修复水处理剂
引言
随着工业的高速发展，水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境，制约着社会和经济的进一步发展。因此，水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中，生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段，尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段，主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。
1现代生物技术的内容与特点
现代生物技术是指以DNA技术为先导，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1，2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域，但它们之间又相互补充和衔接，形成一个完整的体系。
生物技术的特点大致有[3]：①以生物为对象，不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用；②在常温、常压下进行，过程简单，可连续化操作，并可节约能源，减少环境污染；③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径；④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题；⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。
2现代生物技术在废水处理中的应用
废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化，从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速，好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟，所以，这里只介绍固定化等新兴技术。
2.1固定化微生物技术固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质，一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造，将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后，菌体密度提高，大大提高了处理效率，尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术，将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上，投加于“厌氧—好氧—生物滤池”工艺流程中，处理印染废水，结果表明：出水色度极低，处理后的水可回用[4]。
2.2生物强化处理技术为了提高废水处理的效果，而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有：①高浓度活性污泥法，以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理，加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法，是在普通活性污泥中加入无机盐，多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉)，形成生物铁絮凝体活性污泥，具有高浓度活性污泥法的特点，主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法，综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，使二者产生协同增效作用。在该系统中，每g活性炭去除1～3gCOD，分解废水毒性能力明显增强，同时提高脱氮水平。
2.3生物反应器技术生物反应器技术，是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器，其共同特点是反应器内装有比表面大的载体，有利于微生物附着生长形成生物膜，供气或供给的其他反应条件优越，污染物具有充分的时间与微生物接触，有利于增强微生物的分解代谢能力。目前，2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低，造价较高，但其管理方便，运行费用低，所以欧美地区约有7%的污水处理厂采用该技术[6]。
3生物修复技术
生物修复技术[7]是利用生物，特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为CO2和H2O或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解，但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程，常常采用许多强化措施，使自然生态系统维持原状的前提下，使受污染的环境得以修复。研究表明，生物修复与传统的物化法相比具有以下优点：①经济，仅为物化法30%-50%；②对环境影响小，不产生二次污染，遗留问题少；③最大限度地降低污染物的浓度；④修复时间较短，就地修复，操作方便。
生物修复中主要涉及两大问题，即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平，需发展鉴定微生物的分子生物技术，以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。
4微生物水处理剂
微生物水处理剂主要集中在以下几个方面：①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂，已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用，为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发，已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向，主要有两大类：一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物；另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术，通过微生物发酵，抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂，这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好，成本低，无二次污染等。目前，已筛选出19种具有絮凝能力的微生物，其中，霉菌8种，细菌5种，放线菌5种，酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展，微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。
现代生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为，今后应从四个方面进行深入研究：①分离、筛选和培养高效降解菌，利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物；②构建高效反应器，优化运行条件，探索新技术新方法；③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂；④着力实践和推广生物修复示范工程，为生态环境建设提供有力的技术支持。
参考文献：
[1]李亚一.生物技术[M].北京：中国科学技术出版社.1994.1.
[2]王凯军.发达国家环境生物技术研究规划简介[J].给水排水.1996.22（9）：7-9.
第6篇：污水处理生物技术范文
［关键词］生活污水地埋式园艺化PASG 工艺城市污水处处理
前言：目前，我国的水污染问题非常严峻，水污染情况已经严重危及到我国人民的基本的正常生产与生活，水环境治理已经迫在眉睫。同时由于小区处理水量小，管理水平有限，所以尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺，以避免因污泥处理不当造成二次污染。为此，现已有许多学者致力于分散式处理模式的研究，并取得了较为理想的效果。
一、PASG的简介
地埋式园艺化高效污水处理系统简称PASG（P:地埋式，A:以厌氧处理为主体，S:以综合生物滤池为辅助措施，G:花园式园林式），是由成都瑞一达科技有限公司联合相关高校共同开发并完善的新型污水就地分散处理技术。其优点在于采用能耗最低、剩余污泥量少的二级生化处理工艺路线，能够大幅降低运行费和基本上消除二次污染，增强系统对各种污水水质的适用性，确保出水水质的稳定性。我公司在四川省郫县安靖镇方碑村四社低槽沟末端污水处理工程就是采用PASG处理工艺。
二、PASG技术工艺流程、技术原理
PASG技术的工艺流程见下图：
因综合污水的水质较为复杂，在前设立调节隔渣池，后接初级沉淀系统，以确保后续工艺的顺利进行，且如遇突况还能起到抗负荷冲击的作用。通过除渣并均匀混合后的污水由水泵提升至厌氧池处理进行厌氧生化处理，厌氧生化池内装放填料，并加入高效优势菌种。厌氧微生物附着于填料的表面生长，当废水推流通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜作用下，废水中的有机物被降解，并产生少量沼气，沼气从池顶部溢出。第一级厌氧生化池对于废水中的COD去除率能达到60%-80%。第一级厌氧生化处理后的一部分废水通过格栅冲洗泵返回对调节隔渣池和厌氧生化池的格栅网进行冲洗，另一部分废水通过工艺控制泵提升后进入第二级综合生化池。
综合生化池内主要填充颗粒状硬质催化填料，并加入优势菌种及菌种载体。综合生化池的硬质催化填料中，含多种金属混合体，其微弱的电池效应缓慢释放金属离子。有不少的酶含有金属离子，而且金属离子往往是酶活性中心的组成部分，对酶的催化功能起重要作用。例如：α-淀粉酶的Ca2+，谷氨酸脱氢酶的Zn2+，过氧化氢酶中的Fe2+等等。通过增加或改变酶分子中所含的金属离子，主要是二价金属离子。例如：Ca2+，Mg2+，Mn2+，Zn2+，Co2+，Cu2+，Fe2+等使酶的特性和功能发生改变，置换修饰，可使酶的活力提高并增加酶的稳定性，并可控制优势菌群的生长方向，向有利除氮脱磷的方向偏离，向有利减缓生长繁殖的方向偏离，使综合生化系统达到既能有效的除氮脱磷，又安全不会引发堵塞问题出现。
综合生化池设置风机一台，以无压的方式对该段工艺进行供氧，并由自动控制系统控制供氧量。通过控制污水的溶解氧量，在综合生化池中营造出溶解氧梯度分布环境，实现菌膜的厌氧、兼氧、好氧三种共生状态，以去除污水中的NH3-N并深度去除COD；同时培养原生动物，使污水中的P得以富集并最终脱离水体。综合生化处理系统具有很强的生物脱氮能力，对低浓度的生活污水处理效果尤为突出，经综合生化处理系统处理后的出水达标排放。
考虑到出水部分最后作为景观用水，其余排放至小流域，如果长期进行消毒的话，水体里会残留有一定的余氯，对河道生物可能会造成一定影响，所以消毒设施应该设立，但不一定随时使用。
三、PASG技术的先进性、创新点
（一）PASG技术的先进性：
PASG技术的特点是以厌氧生化为主，辅以综合生物处理的工艺路线。厌氧生化过程本身是一种不需要供氧、不需要耗能的过程，该过程污泥产量很低，基本没有剩余污泥。同时，某些厌氧菌还有能力降解一些难于被好氧菌降解的有机污染物。在2000年申请PASG技术的专利之前课题组就进行了国内外文献资料的查新工作，国家专利部门经过一年的考查，确认了本技术在国内的先进性。PASG技术将“污水治理工程与景观园林工程同步建设形成生态环保公园”的新理念应用实际，具有污染物去除率高、基本上没有剩余污泥不产生二次污染和投资省、运行维护成本低的优势，在国际上处于先进行列，经济技术指标在国内也处于领先水平。
此外，PASG技术还具有以下优点：
1、本技术由于整套设施可埋于地下，地表土壤可再利用为生态环保绿化或其他用地。因此，该技术使污染治理与生态环保得到完善结合。
2、就地分散处理可利用城镇不规则零星用地，克服了集中处理建设投资大、管理费用高、占地搬迁等弊病。
3、适用性强，处理效果稳定。由于目前生活污水水质复杂，对处理系统稳定运行影响很大。本技术采用一级高效厌氧生化处理，以解决生活污水中混入的难处理、难降解的有机污染物的削减问题。因此，本技术不仅对单纯的生活污水有很好的处理效果，对夹杂少量工业污染物的高浓度生活污水也有极强的降解能力。在利用本技术建成的工程中，有的已稳定运行8年。
4、本技术采用污泥产率低的生化菌种，基本上不产生剩余污泥，可以在数年内不需要处理剩余污泥，减少了二次污泥，降低了运行成本。
（二）PASG技术的创新点：
1、由于通常的厌氧过程是一种非常缓慢的过程，而且对操作条件有较严格的要求。因此PASG技术采用高效生物技术和与之相适应的工艺流程，把生活污水的生物处理过程由低效、高耗变为高效、低耗的运行系统，这在国内处于领先水平。
2、国外已有一些国家开始采用以厌氧为主的工艺技术处理城市生活污水；但是，厌氧处理之后往往还不能达到排放标准，那么，采用什么样的经济有效方法才能使厌氧处理后的出水达到排放标准呢？目前，这个问题在国际上还没有统一的认识，尚在研究之中。我们的PASG技术中的第二级的综合生化处理系统较好地解决了这个问题。
3、通常情况下，厌氧处理后污水的NH3-N的浓度还很高，但是CODcr浓度已经较低了，这种情况不利于NH3-N的去除，因为一般的生物硝化与反硝化反应，需要一定量的糖分参与代谢。我们的PASG技术中二级的综合生化处理系统较好地解决了CODcr浓度较低的情况下去除NH3-N的难题。
4、PASG技术中二级的综合生化处理系统的工艺状况类似人工快渗和滴滤，两者的填料系统都有菌膜生长到一定程度后容易堵塞的问题，我们用筛选的优势菌种和添加缓释催化剂，有效的解决了系统堵塞问题，使系统能放心的埋于地下。在已经建成的系统中，最长已经达到稳定运行8年，完全超越了人工快渗和滴滤的生化系统动态平衡需要的3个月到2年。
四、运行成本及效益
经该技术处理的生活污水出水COD等主要指标优于V类水体水质排放标准。处理费用为0.1~0.15元/m3，比采用常规技术的0.55~0.60元/m3低许多。若以一10000m3/日污水处理项目计算，每年就可以节省费用150万元，加上中水就地回用，其经济效益和社会效益是明显的。其它水处理工艺也可建成地埋式工程，但投资及运行成本偏高，如采用A/O法处理“中国第一水乡”周庄古镇生活污水的地埋式工程，投资成本为8714元/吨，污水处理成本为 0.931 元 / 吨。郫县安靖镇方碑村四社低槽沟末端污水PASG处理工艺工艺的经济技术指标见表 1。PASG 工艺处理安靖镇方碑村四社生活污水的投资为 2000 元 / 吨，直接运行费仅为 0.11 ～ 0.15 元 / 吨，经济效益极为显著。化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、悬浮物（SS）和总磷（P）的去除率分别达到96.8%、96.6%、92.3%和 81.1%。正常运行期间，可以减少化学需氧量的排放约为282.87t/a、悬浮物约为 51.10t/a、氨氮约为28.12t/a、总磷约为3.36t/a。方碑村四社生活污水 PASG 处理工程对减少污染物排放量、节约土地资源、减轻小流域水环境污染、改善农村生活环境质量起到了积极的推动作用。
五、存在问题及改进方法
（一）PASG技术中二级综合生化系统中的硬质催化填料的加工，有部分需要在现场完成，这样，现场的施工管理质量直接影响到污水处理工艺质量。因此，进一步开发改进本技术中硬质催化填料为定型产品，非常有利于工程工艺质量控制。
（二）PASG技术虽然取得了很好效果，但还有需要改进完善的地方，下一步的工作将从以下两方面展开：1、在最佳水力停留时间确定的前提下，保持污染物去除率在稳定的水平；2、进一步提高TN，TP的去除效率。
六、 小 结
第7篇：污水处理生物技术范文
【关键词】生活污水处理；技术开发；问题探讨
【Abstract】Haven't spread at the city soil pipe net or impossible arrive， or haven't built up city wastewater treatment the residence small area of city of the factory， life the wastewater treatment have been the problem that can hardly solve.Past the in common use septic tank precipitate with be disgusted with oxygen to ferment， although clean a function towards suspending material and parasite egg to have certainly of， the BOD5 clean a rate very low， and don't have nitrogen of take off in addition to Lin function， already can't satisfy water pollution prevention and cure and water environmental protection of demand.In recent years be applicable to the small scaled wastewater treatment station of the residence small area and the technique of the wastewater treatment equipments development development quick.This text has drafted the result of this aspect to carry on discuss， and to existence of the problem put forward viewpoint.
【Key words】Life wastewater treatment;Technique development;Problem study
1. 技术开发
住宅小区生活污水处理技术的沿革，经历了从单一工艺到组合工艺的过程。从是否需氧的角度考察，则沿着“厌氧好氧厌氧+好氧厌氧+缺氧”的轨迹发展。从去除对象来看，早期技术仅能去除SS物质，而现在的工艺还具备脱氮除磷功能。下面介绍几种目前常用的处理技术和设备。
1．1生物接触氧化法。生物接触氧化法，是一种介于活性污泥法和生物膜法的污水生物处理技术，兼备两者的优点。其主要构筑物为生物接触氧化池，池内充填填料。已经充氧的污水以一定的流速流经被其浸没的填料，在填料上形成生物膜。污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的作用下，有机污染物得到去除，污水得到净化。由于池内具备适于微生物栖息增殖的良好环境条件，因此，生物膜上生物相丰富、食物链长、微生物浓度高、活性强，不产生污泥膨胀，污泥生成量少，且易于沉淀。生物接触氧化法具有多种净化功能，除有效地去除有机物外，如运行得当，还能够脱氧和除磷。
生物接触氧化法的关键部位是填料。传统的蜂窝状塑料管较易堵塞，现在常采用吊挂式软性填料和悬浮或半悬浮球形填料，能有效地防止堵塞，且面积较大，处理效果好。
生物接触氧化法是住宅小区生活污水处理较早的采用的技术之一，其主体工艺流程为：
原污水初沉池接触氧化池二沉池消毒池排放
初沉池、二沉池均为竖流式沉淀池，上升流速分别为0.6～0.8mm/s和0.3~0.4mm/s。采用梯形直管填料，池中心廊道式射流曝气，气水比为10：1~12：1，停留时间为2.5~3.3h。设计进水平均BOD5=200mg/L，出水BOD5=20mg/L。
1．2两段活性污泥法。两段活性污泥法，简称AB法。该法把污水管道、污水处理厂视为一个污水处理系统。其工艺特点是：不设初淀池，A段高负荷，B段低负荷，A、B两段污泥分别回流，充分利用污水管道中的微生物，为不同时期生长的优势微生物种群创造良好的环境条件，让其充分发挥作用，耐冲击负荷能力强，处理效果稳定。其主体工艺流程为：
原污水格栅顶曝气调节池A段曝气池A段沉淀池B段曝气池B段沉淀池排放
该类设备，采用自吸式射流曝气机、无支架的污泥悬浮型生物填料、侧向流坡形斜板沉淀池等先进技术。BOD5去除率为90%，COD去除率为80%。
1．3序批式活性污泥法。序批式活性污泥法，简称SBR法。原则上，SBR法的主体工艺设备只有一个间隙反应器，在一个运行周期中，按运行次序，分为进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段。SBR法的关键设备滗水器的研制，已取得长足的发展。目前常用的滗水器，有虹吸式、旋转式和套筒式三种。SBR法工艺简单、节省费用，理想的推流过程使生化反应推力大、效率高，运行方式灵活，脱氮除磷效果好，没有污泥膨胀，耐冲击负荷、处理能力强。其主体工艺流程为：
原污水调节池SBR反应池消毒池出水
采用该工艺流程的上海某污水处理站设计平均流量750m3/d，进水水质BOD5=200mg/LSS=250mg/L，TN=40mg/L，NH4+=20mg/L，出水水质达到黄浦江上游污水排放标准，即BOD5＜30mg/L，SS＜30mg/L， NH4+＜10 mg/L， TN＜20mg/L。
1．4厌氧生物滤池。厌氧生物滤池是一种内部装有填料作为微生物载体的厌氧生物膜法处理装置。厌氧微生物附着载体的表面生长，当污水自下而上升式通过载体所构成的固定床层时，在厌氧微生物作用下，污水中的有机物得以厌氧分解，并产生沼气。厌氧生物滤池有多种变型，填料的发展迅速，其工艺流程为：
进水沉淀池厌氧消化池厌氧生物滤池拔风管氧化沟进气出水井排水
污水经沉淀池预处理后进入厌氧消化池进行水解和酸化，可提高污水的可生化性，为后续处理创造条件。在拔风系统作用下，生物滤池处于兼氧状态，阻止了污水中甲烷细菌的产生，使整个系统仍处于酸性阶段，而氧化沟内溶解氧一般可稳定在1.5～2.8mg/L，污水在此进一步好氧处理。该工艺的实质类似于A/O法，但兼性厌氧生物滤池使厌氧段得到强化。拔风系统是处理过程的关键。其主要优点是不耗能、造价低、管理简单、无噪声、无异味、挂膜快、剩余污泥量少、出水水质好、运行效果稳定。
2． 问题探讨
住宅小区生活污水就其处理技术而言，可以采用目前城市污水处理的成熟技术和工艺，但住宅小区生活污水处理，有其自身的特点，应予考虑。
2.1住宅小区污水流量小，可生化性好，宜优先采用生物膜法处理技术。生物膜法具有生物相丰富、微生物浓度高、食物链长、不会发生污泥膨胀、污泥沉降性能好等优点，适用于小量的污水处理。过去担心的堵塞问题，在采用新型填料后已基本解决。
2.2住宅小区用地紧张，应优先考虑占地省的污水处理工艺，并在设计中采取一定措施。现在，一般设计成地下式或半地下式，形成地下为污水处理站，地面为绿地或花坛的格局，可以美化环境。但这样设计时，应注意埋深、提升设备、通风要求和臭气处理等问题。
2.3由于受小区管理人员人数和专业素质的限制，应优先选用运行维护管理较方便的工艺，并努力提高运行管理自动化程度。
2.4住宅小区建设工程工期要求紧，污水处理设施由构筑物向设备的转化，似是一种必然趋势。采用装配式污水处理设备，安装简捷，工期短，便于维护。大亚湾核电站引进法国的一种小型污水处理站，主要设备全是散件，现场装配，其中，暖气池和沉淀池由10块小件组成，从土方开挖到开始调试，仅用20天就完工［2］。国内小型污水处理设备的生产厂家如雨后春笋，但良莠不齐。多数生产厂家设计、研究、测试化验力量较弱，很难保证出厂产品的质量，售后服务也比较差［3］。国家应加强这方面的监控管理。
2.5随着对出水水质要求的提高，单一工艺难以满足需要，组合式污水处理技术和设备得以发展。目前的组合方式，主要有多级好氧处理、厌氧+好氧处理、厌氧+缺氧处理等。从降低能耗、回收生物能方面来看，厌氧生物处理有着广阔的前景。污水中的有机物质本身都具有一定的潜在能量。厌氧处理时，一方面，勿需嚗气充氧，可降低能耗；另一方面，其生成物-沼气，可回收利用，供小区采暖和供热，形成小区生态平衡系统，这是比较理想的发展趋向。
3. 结语住宅小区生活污水处理站，为防止污染，保护水环境，起到了积极的作用。尽管城市污水处理的发展趋势，是集中处理取代分散处理，但笔者认为，小型生活污水处理站，在我国的一些中小型城市，还将存在相当长的时期，所以，其技术开发和设备研制应予以高度重视。
参考文献
［1］罗璟，郭静，张大群，厌氧序批式活性污泥法（ASBR）特性分析.给水排水，1997.4
第8篇：污水处理生物技术范文
关键词：膜生物；反应技术；污水处理
Abstract： With the continuous development of China's economy and society， people's life continuously improved the standard of living， at the same time the survival of the natural environment had more stringent protection requirements， therefore， the membrane bioreactor technology was widespreadly used in sewage disposal. In this paper， the advantages and disadvantages of membrane biological reaction technology were analyzed， and several membrane biological reaction technologies used in environmental engineering wastewater were discussed.
Keywords： membrane bioreactor； reaction technology； wastewater treatment
在进行污水和废水处理中，使用最为广泛的系统就是膜生物反应器，膜生物反应器属于新型的污水处理系统，其可以将膜分离技术和生物反应器进行结合，并通过膜生物反应器中的膜组件有效将废水中的污泥进行清除，从而提高污水处理的质量。因此，膜生物反应器在废水处理站的使用是非常重要的，同时为了避免膜生物反应器出现故障，污水处理相关人员和企业应该对膜生物反应器进行及时的检测和养护工作。
1 膜生物反应器的分类及特点
一般情况下膜生物反应器中的膜组件在运行过程中发挥着不同的作用，因此，根据膜组件的不同作用对膜生物反应器进行分类，大致可以分为：萃取膜生物反应器、分离膜生物反应器等[1]，其中在污水处理中使用最多的就是分离膜生物反应器。膜生物反应器的分类方式并不是只有这一种，还可以按照膜生物反应器使用时放置的位置对其进行分类，大致可以分为一体式膜生物反应器和分体式膜生物反应器。另外还可以根据膜生物反应器使用方法和膜生物反应器对氧气的需求量等进行分类。
在污水处理中膜生物反应器具备超强的除污能力，因此其被污水处理体系广泛应用。膜生物反应器对污水处理的基本原理是通过传统的膜分离技术及废水处理技术研究并结合而形成的新型处理技术。这种污水处理系统具备工作稳定、除污能力强、处理量大等特点，在一定程度上提高了污水处理工作的效率和质量。
2 膜生物反应技术在污水处理中常见的运用技术
2.1 内部循环动态生物反应技术
动态膜生物反应器的膜基底采用的是价格低廉的微网材料，对污水处理采用活动污泥的过滤性进行水体污染物的清除。现阶段我国一般使用侧向曝气动态膜生物处理系统。为了避免内循环动态生物反应器出现短流或者流速较小的故障，相关人员可以使用外筒曝气垂直流向的动态膜生物反应器。同时，在日常污水处理时，相关人员应该对部循环动态生物器进行故障检测的维修工作，使其可以正常的运行[2]。
2.2 曝气生物滤池、气浮、膜生物反应器组合技术
曝气生物滤池、气浮、膜生物反应器组合技术采用得到是组合工艺，在污水处理中其可以降低水中胶体、洗涤剂等污染物的含量，从而大幅度降低后续的污水处理难度，并对后续的污水处理工作提供便利，最能体现这一点的就是可以延缓曝气生物滤池、气浮、膜生物反应器的膜污染物[3]。
3 膜生物反应技术在污水处理中运用的优点
3.1 污泥产率低
在污水处理中使用膜生物反应技术，可以使水中存在的污泥在生物反应器内部全部拦截，从而使污水中的排泥实现零排放。
3.2 增强传氧效率
在膜生物反应器中的曝气装置，因为其采用了新型的透气膜，所以这种透气膜的传质阻力较小，同时这种透气膜在高压情况下还能继续工作，并且不受气泡大小和停留时间长等阻碍。这种透气膜不但可以提高污水处理的效率，还可以保证供氧系统正常工作。
3.3 提升生物反应器中硝化细菌的滞留生长
在污水处理中使用膜生物反应技术可以防止硝化细菌的流失[4]，并维持反应器中的硝化细菌始终处于高浓度状态，增强硝化速度。
3.4 达到微生物和废水分离的效果
在污水处理中使用膜生物反应技术可以达到微生物和废水分离的效果。因为膜生物反应器的工作原理就是使用膜将微生物和废水进行分离，所以，在使用膜生物反应技术处理污水时，污水从膜生物反应器中流出而微生物却被拦截，从而有效的将二者进行分离。
3.5 分离效率高
在污水处理中使用膜生物反应技术可以有效提高废水和污染物的分离效率。因为膜生物反应器在污水处理过程中不会出现污泥沉降的问题，而且反应器的体积也较小，从而使膜生物反应器在分离污染物时具备较高的分离效率。
4 膜生物反应技术在污水处理中运用的缺点
在污水处理中使用膜生物反应技术并不是没有缺点的。因为膜生物反应技术在污水处理过程中比传统的污水处理工艺会拦截更多的污染物，所以，膜在长时间使用之后，会出现堵塞的情况，导致通水量降低。另外，当膜出现堵塞的情况之后，就需要相关人员对膜生物反应器进行检测和维修工作，而且对膜附着污染物进行清除是一项繁琐复杂的工作，从而增加污水处理相关企单位的人力、物力、时间，导致水处理成本增加。
5 Y束语
综上所述，虽然我国对膜生物反应器的研究还处于初级阶段，但是随着我国科技技术的不断发展，膜生物反应器在污水处理中一定会发挥更大的作用，从而提高我国处理污水的质量和膜生物反应器处理污水的能力。
参考文献
[1]关万里，韩文萍，刘小惠，等.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用分析[J].低碳世界，2016（28）：11-12.
[2]杨炎锋.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用[J].建筑・建材・装饰，2016（13）：236-237.
第9篇：污水处理生物技术范文
【关键词】太阳能微动力；农村生活污水处理；无动力多级厌氧发酵系统；全自动微动力；人工湿地处理系统
农村污水治理受地理条件、生活方式、经济发展程度等多方面因素的影响，一直是环境保护中的一道难题。中国长期城乡二元结构导致在污水处理方面城乡之间差别显著：在城市，污水不但有完善的收集、处理技术和设施，而且国家颁布系统的法律法规和标准加以控制；而占全国总面积近90%的广大农村，96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统[1]。统计显示，中国农村每年产生的生活污水量约为80 亿t[2]。未经处理的生活污水通过点源和非点源排放，将各类污染物带入河流，严重污染各类水源，导致出现了包括蓝藻、水华等诸多生态环境问题。中国农村人口数量大，居住分散，造成农村生活污水量大且难于收集，并且由于经济发展水平不高，大部分农村地区没有采取任何生活污水的收集和处理措施。农村污水已经对农村地区居住环境和人群身体健康造成了越来越大的威胁，成为了威胁国家水环境安全的重要因素。由于农村生活污染源分散，不易集中，村镇居民环保意识差，加上经济水平相对落后，治理上也存在较大困难。因此，农村生活污水已成为影响水体环境质量的重要污染源。目前中国75%的天然和人工水体出现富营养化[3]，而且这一趋势正在不断恶化中。如何治理农村生活污水已成为国家和广大民众关心的焦点之一。
目前，国内采用的农村生活污水处理技术主要有无动力多级厌氧发酵技术、人工湿地污水处理技术及常规微动力技术等。
1.无动力多级厌氧发酵系统
无动力多级厌氧发酵系统主要由2格以及2格以上的厌氧池串联组成，其中各池之间靠管道连通，污水在池内停留的时间为5～7天。生活污水经过厌氧处理，生活污水中悬浮物可以沉淀，难降解有机污染物被厌氧微生物转化为小分子有机物。该系统工艺流程简单，抗冲击能力强，运行简便，非常适宜目前我国当前资金短缺、能源不足的农村生活污水处理；但占地面积大、出水水质不理想。
2.人工湿地处理系统
人工湿地处理系统是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能，且人为监督控制的废水处理系统。该系统景观效果好，投资省，但要较大的土地面积来保证处理效果，而且人工湿地构造较为复杂，如何既能保证处理出水水质又能在缺少运维管理的情况下不发生堵塞等较为普遍的情况仍然不能很好的得到解决。
3.全自动微动力
“全自动微动力”污水处理工艺以成熟可靠的A2/O工艺为基础，通过在生化池中挂设生物填料，增大污泥负荷，增加微生物着床面积，提高污水处理效率。
污水在厌氧池中进行水解酸化过程，增加污水B/C，提高污水可生化性，减小后续反应时间与处理能耗；缺氧池内利用兼氧微生物来降解废水中的污染物，反硝化菌成为优势菌种，进行反硝化反应，实现污水的脱氮；在好氧池中，通过适当曝气，有机物被好氧微生物进一步生化降解，浓度继续下降；同时氨氮被硝化，聚磷菌在好氧条件下大量吸收污水中的磷并贮存于体内，最后通过沉淀池排放剩余污泥达到系统除磷的目的；最后进入湿地滤池，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等共同作用进行深化处理。
该工艺根据农村居民的生活规律及来水量特点，间歇性的开启曝气、回流等设备，使污水处理系统在满足出水水质的前提下最大程度的节省能耗。整个系统通过远程通讯实现自动控制，无需专人值守，具有自动化程度高、占地面积小、污水处理效果好、出水水质稳定等优点。但该系统后续的运营管理要求较高且产生一定的运行费用（主要是电费），在农村地区缺乏专业工程技术人员的条件下很难长时间正常稳定运行。
4.太阳能微动力污水处理技术
太阳能微动力污水处理技术由浙江浙大水业有限公司联同浙江大学共同研究开发，该工艺以传统“A2/O”工艺为基础，根据太阳能光伏发电的特点，吸纳“A2/O”工艺中的关键因素整合开发形成的一种全新工艺，整套工艺的动力来源由太阳能微动力污水处理设备。该设备以太阳能为能源，利用太阳能光伏板光电转换技术，为污水处理中的曝气、搅拌、回流等提供动力。同时，将设备运行管理智能化，通过远程通信技术，实现设备的实时在线监控，达到远程控制、无人值守的目的。以适应农村基层缺乏专业技术管理人员的实际情况。
工艺流程说明
集中收集而来的污水首先进入污水处理系统内的厌氧池，在厌氧池内污水完成水解酸化过程、产乙酸过程。通过水解和酸化过程，提高原污水的可生化性，从而减少后续反应的时间和处理的能耗。
经过厌氧池处理的污水进入缺氧池。缺氧池内利用兼氧微生物来降解废水中的污染物。从好氧池回流的硝化液含有一定的溶解氧，改变了污水中的溶氧浓度，使污水形成较好的缺氧环境，反硝化菌在缺氧池利用新进入的污水中丰富的有机物作碳源进行反硝化反应，将回流混合液中的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，实现污水的脱氮。
接着污水进入生物接触氧化池，对污水中的有机物实行进一步的降解。设计采用生物接触氧化法作为好氧处理的工序。生物接触氧化法又称淹没式生物滤池，是活性污泥法与生物滤池复合的生物膜法，池内设有填料，填料上长满生物膜，经过人工曝气的污水以一定的流速流过池内填料，通过与生物膜的不断接触，在生物膜的作用下，污水得到净化。在生物接触氧化池中，通过曝气设备对池内污水进行适当曝气，在生物接触氧化池内进行好氧生化处理。在好氧生化处理中，有机物被微生物进一步生化降解，浓度继续下降；氨氮被硝化，NH3-N浓度显著下降，随着硝化过程的进行，污水中NO3-N的浓度增加；活性污泥中聚磷菌在好氧条件下大量吸收污水中的磷，把它转化成不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来，最后通过沉淀池排放剩余污泥达到系统除磷的目的。
在经过接触好氧反应后，污水中的污染有机物已经被微生物基本消解，进入沉淀池进行沉淀，利用重力沉降将污水中的悬浮颗粒从水中去除，降低污水中悬浮物的浓度。
经沉淀池处理后的水最后进入湿地滤池进行深化处理，湿地处理技术依靠物理、化学、生物的协同作用完成水的净化过程，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对水的高效净化。
对于产生的有机质底泥，定期清理后，可放入堆肥场进行堆肥，堆肥熟化后再作为有机肥进行利用。
5.结语
太阳能微动力污水处理系统具有下列特点：
（一）系统结构紧凑、占地面积小，大大节省了土地资源，有效防止了土地资源的浪费。
（二）采用太阳能绿色能源，符合国家产业政策，并明显降低运行成本。
（三）采用微电脑全自动控制系统和远程通讯，与全自动微动力处理工艺相比，运行费用低、运行管理方便、出水水质稳定。
适合在农村污水处理领域推广应用。
参考文献：
[1] 关亮炯.我国水污染现状及治理对策[J].科技情报开发与经济，2004，14（6）：80-82.
[2] 严岩，孙宇飞，董正举，等.美国农村污水管理经验及对我国的启示.
