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关键词:含油污水处理;微生物;环保
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:
油田注水已由原来的笼统注水发展到分层、分质注水,并且层位逐渐增加,对油田含油污水的水质要求更高,要求有更好、更干净的水回注地下,特别是对低渗透油层—薄差层、过渡层,对污水水质要求更高,使“干净”的污水注入到这些层位补充能量驱油,从而提高油田的采收率。随着油田综合含水率的升高,污水处理量逐渐增大,已形成了庞大的污水处理系统,同时随着油田含油污水含聚浓度的增大,稳定注入水质指标难度进一步增大。近年来为满足油田生产的需要,对污水处理系统进行了大规模的改建和扩建,增加了深度处理系统,各种提高水质的水处理药剂不断提高投加量,以此来满足低渗透油层的需求,但是污水水质全面达标还是非常困难,在综合考虑不能无限制增加处理规模、改建污水处理设施和加大投加药剂的基础上,建立了第一座以微生物强化处理为主体的聚合物污水处理站—某联污水处理站,更好的解决油田含油污水站出水水质问题。自从2011年10月投产以来,该站外输水质的含油和杂质指标均始终保持在5mg/L以下,为油田污水的达标处理提供了新的思路。
1 微生物污水处理技术原理
、图1 微生物降解原理示意图
因含油污水中成分复杂,含难处理、难生化降解的有机污染污较多,可生化性差,杂菌较多且竞争性较强,因此一般微生物通过竞争难以形成优势菌群,而且在高含盐量、高粘度的含聚污水中难以生长繁殖,因而一般生化处理难以实现工业化应用。油田设计院通过筛选及有效配伍获得特种微生物联合菌群,在有氧的条件及适宜的环境中,细菌将含聚污水中的溶解性有机物通过自身的生命过程—氧化、还原、合成等把复杂的有机物降解成简单的无机物(H2O和CO2等),放出的能量一部分作为自身生存与繁殖的生命之源。在适宜的条件(20℃--40℃)下微生物便以有机物为营养,实现生命的新陈代谢,达到净化污水的目的,确保优质的出水水质。经微生物处理后的污泥已达到了环保要求,减少了后续污泥处理系统的投资费用及运行管理等费用。降低了运行成本,劳动强度小,抗冲击性能强,污泥量小,是一种无害化处理的方法。
2 微生物污水处理技术工艺流程及主要参数
2.1微生物污水处理技术主要工艺流程
某联污水处理站设计规模为50000m3/d,目前完工的一期工程为25000m3/d,工艺流程图见图2。该工艺流程采用的是“来水气浮装置微生物反应池固液分离装置滤罐回注”的处理工艺。放水站来水首先经过高效气浮装置去除90%的污油,出水进入微生物反应池,微生物处理系统中投加特种微生物,对污水中的油及其有机物污染物进行最大限度的生物降解,出水经过固液分离装置分离水中固体悬浮物,其中分离的污泥通过污泥处理系统处理后的低污染污泥装车外运,污水进入石英砂过滤罐进行一级过滤后,出水达到深度污水外输水质要求后外输回注。
图2 微生物处理工艺流程
2.2高效气浮装置原理及技术参数
高效气浮装置在—定的压力条件下,利用高压溶气释放的微气泡,与污水中的油及悬浮物等不断碰撞,使其粘附在微气泡上,随气泡一起上浮到水面,形成浮油,利用刮油机刮至污油槽回收利用;污水进入泥水分离区,比重大的污泥沉入底部由刮泥机刮出,分离后的污水进入微生物反应池。
图3 高效气浮装置工艺流程
规格型号:BGF-480;最大处理水量:450m3/h ;数量:3台;水力停留时间:3~5min;回流比:15-25%;进水含 油:≤1000mg/l;出水含油:≤100mg/L;进水悬浮物:≤300mg/l;出水悬浮物:≤200mg/L。
2.3微生物反应池技术参数
型号规格:BYCS-2500-J;数量:5组(每组3级,并联运行);溶解氧:≥2mg/L;生物填料填充度≥80%;总停留时间:8小时;进水含油≤100mg/L;出水含油≤5mg/L。
3运行情况及效果
某联污水处理站自2009年8月开始建造,2011年10月28日投产,运行至今已经8个月,目前来水较少,日处理量约11000 m3/d,未达到一期设计量二分之一,且来水含油远低于设计标准,外输水质一直稳定,运行水质保持低于“5、5、2”标准。分析表明,来水含油最高72mg/l,最低19.5mg/l,平均31.9mg/l,悬浮物最高103mg/l,最低76mg/l,平均92.1mg/l,经过气浮及微生物处理之后含油最高20mg/l,最低9.8mg/l,平均12.5mg/l,悬浮物最高25mg/l,最低6mg/l,平均15.3mg/l,已经达到了普通污水的“20、20”的标准,再经过一级石英砂过滤处理之后,外输水质最高2.5mg/l,最低1mg/l,平均2.1mg/l,悬浮物最高3mg/l,最低1mg/l,平均2.1mg/l,远远低于深度污水外输标准的“5、5”,并且外输水质持续稳定在“3、3”以下,说明除油效果良好,具有在油田生产推广的价值。
4结论
(1)采用微生物技术处理油田污水可确保达到 “5.5.2”水质指标要求乃至更低,有利于油田开发。
(2)利用微生物处理含油污水,菌群成本低,而且运行成本低于原工艺。
(3)经微生物处理后,污水中的有毒有害物质得到彻底降解,其最终产物为H2O和CO2等无机物,可减少由于加药处理使采出水进一步复杂化的现象。微生物处理后产生的污泥具有环保,减少外排污染的特性。
【关键词】环境工程;DGGE技术;废水生物处理
1.新技术在环境工程生物处理研究中的应用
由于PCR-DGGE技术克服了传统微生物学方法的局限性,自Muvzer等开辟了DGGE在微生物生态领域研究的先河以来,该技术迅速发展成为环境微生物群落结构分析研究的主要手段之一。近年来,DGGE 用于环境微生物种群的研究越来越多,涉及的领域也越来越广泛,在国外DGGE技术已经被广泛用于活性污泥、生物膜等生物处理系统中的微生物多样性检测、微生物鉴定以及种群演替等方面的研究,在国内这方面的应用虽然处于起步阶段,但也成为研究的热点。
1.1在废水生物处理研究中的应用
PCR-DGGE技术在废水生物处理研究中的应用使人们对废水处理过程中微生物群落的变化产生了新的认识。
Lapara等研究了升高温度对废水好氧生物处理过程中细菌群落结构和功能的影响,DGGE分析细菌群落的结果表示不同温度下有不同的细菌群落。
应用PCR-DGGE方法,对在相同的操作条件下分别用低温菌和常温菌接种的两套活性污泥系统中的微生物群落结构的动态变化进行了追踪。由于工艺相同,使得接种的低温菌群和常温菌群在相同的操作条件下,产生了相似的微生物群落结构。随着运行时间的增加,其菌群结构相似程度也越来越高。
硝化作用是废水处理系统中实现氨氮去除的关键步骤。而氨氧化细菌在硝化作用过程中负责将氨氧化为亚硝酸盐,实现亚硝化作用,是硝化过程中必不可少的步骤。但由于氨氧化细菌的生长速率相当低,生物量很少,采用传统的细菌分离培养分析法研究氨氧化细菌相当费时、繁琐。许玫英等采用PCR扩增16SrDNA、扩增功能基因、随机克隆测序等技术,分析处理含高浓度氨氮废水处理系统不同驯化时期的4个活性污泥样品氨氧化细菌的种类和氨单加氧酶的活性,并在国内首次采用PCR-DGGE相结合的技术对样品中总的细菌类群的差异进行研究。结果表明采用PCR-DGGE技术有利于更全面地了解氨氧化细菌的类群和功能,进而改善废水处理系统的处理效果。
应用PCR-DGGE技术对城市污水化学一生物絮凝强化一级处理工艺与传统的完全混合式处理工艺反应池活性污泥样品微生物种群结构进行了对比研究,对同一反应器不同位置微生物分布以及不同工况下的微生物种群结构进行了初步探讨。结果表明两种城市污水处理工艺中微生物种群多样性都相当丰富,但是种群结构相差很大。说明化学生物絮凝处理工艺的微生物作用与成分相近的城市污水处理工艺中微生物作用机理可能存在相当大的差别。
R0wan等采用生物滴滤反应器和生物滤池处理同种废水,运用PCR-DGGE考察了不同反应器中的氨氧化细菌菌群的组成。虽然不同形式反应器或是同一反应器的不同位置中的氨氧化细菌菌群组成不同,但是主要种群是不依赖反应器的形式或是在反应器中所处的位置不同而改变的,也正是这些主要种群在整个处理过程中发挥着重要的作用。
采用PcR-DGGE技术对处理采油废水的水解酸化一缺氧法不同生物反应器中污泥样品进行研究,确定了微生物的优势菌种,并进行了多样性分析,结果显示了在不同环境条件下微生物群落结构的连续动态变化过程。
1.2 在废气生物处理研究中的应用
生物过滤是一种能有效处理恶臭和挥发性有机废气的气体污染控制技术。生物滤池和生物滤塔作为生物处理恶臭气体的简单有效的方法,得到了快速的发展。
采用PCR-DGGE技术研究除臭生物滤池中试装置中分别一处于较强酸性和中性的两种不同运行环境下微生物种群的多样性和生物种群的结构变化。通过扩增细菌16SrRNA基因的V3可变区,结合应用DGGE技术分析除臭生物滤池的生物种群的结构变化,并回收主要的DN段,结合PCR测序及T载体克隆测序,明确优势菌群的系统发育地位。结果表明,除臭生物滤池在不同的口H条件下,微生物的多样性及其丰度存在较大差别,强酸性对微生物具有较高的选择作用,与中性条件相比 微生物种群多样性相对较低。同时在滤池的不同层次上也表现出明显的空间分布多样性差异,序列比对结果显示硫氧化细菌在除臭过程中占有优势地位。为更好地处理恶臭气体提供可靠的科学依据,同时也为生物除臭的应用提供一定的理论基础。
生物滤塔中微生物的种群结构以及微生物多样性对于恶臭气体的处理效率以及反应器的稳定运行至关重要。殷峻等应用DGGE技术对处理含氨废气的生物滤塔中微生物多样性随时间的变化进行了研究,通过比较反应器不同填料、不同时期微生物多样性得出结论:填料中微生物的多样性都随着反应器运行时间的延长而有所减少;与污泥填料和混合填料相比,堆肥填料的微生物多样性程度最高,反应器的去除能力也最好。
1.3 在污泥生物处理研究中的应用
在污泥处理过程中,污泥的稳定化是…个相当重要的过程。微生物的稳定化过程对于系统达到稳定状态具有更直接的指导意义。傅以钢等用DGGE指纹图谱技术对污泥堆肥工艺中的细菌种群动态变化及多样性进行了研究。结果表明,生物法污泥堆肥周期小于8d。对污泥堆肥各工艺环节样品进行DGGE指纹图谱和相似性系数Cs值分析,发现随着反应的持续进行,微生态结构的Cs值越来越高,说明微生物种群结构愈趋稳定。证实污泥微生态能迅速进行优胜劣汰的筛选,调整内部细菌种群结构,从而达至 适应环境的目的,在发酵过程中形成的优势细菌种群能长时间保持稳定。
2.技术的原理
关键词:组合式高效生物法 化粪池 水资源回收再利用
一、 概述
随着国民经济的迅猛发展,城乡规模不断扩大,工业及居民生活污水总量也逐年递增,大量未经处理的污水(包括厕所粪便污水)直接排入自然水系,不但严重污染了江河湖泊和地下水质,而且大量传播病菌病毒。为保护人类赖以生存的环境,利用高科技微生物处理污水技术,不断的研究、治理着 众多领域的水污染;近年来,为了有效防治水污染,全国城市污水处理厂的建设逐步受到重视,很多城市将污水处理厂建设纳入了市政基础建设,但是因经济和其他原因,建设速度远远赶不上水污染防治的需要。根据建设部的预测,2005年我国大中型城市入管网的污水处理率将达到47%,2015年将达70%。中小型城镇在短期内建设污水处理厂的可能性不大,每年我国将有200多亿立方米的生活污水急待处理。我国的水资源匮乏问题日益严重,我国许多内陆城市面临着"水荒"的威胁。面对步步紧逼的水危机,政府已将城市污水处理及再生利用技术、工业废水处理及循环利用工艺技术、节水技术与装备作为当前国家优先发展的环保产业重点领域。如何实现居民生活污水就地处理,达到水资源的合理回收利用将是未来我国实现节水的主要发展方向和途径。特别是在中国首例成功的完成了"制革工业废水生物处理技术及装备的研究","印染工业废水生物处理技术及装备的研究"(国家"八五"科技攻关计划)之后,义无反顾,投入巨资,又成功的研制生产出系列化高科技微生物处理污水的净化装置--《组合式高效生物化粪池》,并成功地培植驯化出适用于生活污水处理的微生物菌群,经多家单位使用,处理后的污水,经卫生防疫、环保部门监测,主要指标完全达到了国家最新规定的GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准,GB5084-92农田灌溉标准,属于无害化,可以用于浇种花草树木等,减少污水排放量,实现污水资源化,该系统(装置)类似小型污水处理厂,适用于生活污水的处理,可根据人口多少、污水排放量任意选择不同规格的处理装置,使用于0.6米以下,温度5℃以上的地区和场所,是目前在建和正在使用的化粪池理想的代用产品;已获得国家专利,通过科技厅、建设厅 组织的科技成果鉴定,鉴定结论该装置达到了国内同类技术的领先水平。该项目能使生活污水就地得到净化处理,减少污水对环境的污染,它将对社会经济的高速、稳定、可持续发展起到保障和促进作用。将减少政府对建设污水处理厂的投资和污水处理厂运行费用开支的负担压力。实行谁污染谁治理、谁建设、谁管理的办法,避免污水无序排放,保证无条件建设污水处理厂和无条件进入污水处理厂的生活污水达标排放。
二、工艺流程
三、基本原理
该装置是利用微生物处理技术组合成的一种新型高效污水处理净化装置。它由生物化粪池池体、微生物菌群、微生物载体等组成。主要是通过人工强化技术,将微生物菌群一次性引入到生物化粪池内,在池内的生物载体上逐渐形成菌群生物膜,利用微生物菌群(生物膜)的新陈代谢作用吸附、消化、分解污水中有机污染物,使之转化成为稳定的无害化物质,达到净化水质之目的。该工艺采用的是多级生化处理工艺组合而成。整个系统埋在地下,污水进入该系统后不需任何能耗,利用流体推流虹吸技术,自动沿内部的特殊结构逐次流经调节、沉淀、分离、多级生物处理、多级氧化澄清等处理过程。在系统内设有特殊的GSH生物载体,便于微生物结膜繁衍生存。在该装置安装完毕正常运行后,一次性加入培植的GSH微生物菌种群,便可终身运行;该微生物菌群所含的种类多,菌谱宽,降解有机物能力强,处理后的污水经卫生、防疫、环保部门监测,完全达到了国家最新规定的GB8978-1996《污水综合排放标准》,可以就近排入下水道及附近水系。
在污水处理过程中,会产生部分的甲烷气体及少量的氮氧化合物气体,因其浓度低而不纯,故不能回收利用也不会引起爆炸,可随水流经下水道排放或用管道高空排放。经环保、卫生部门对所排放气体监测,符合国家有关环境保护要求,不影响居住环境大气质量。 处理后的水,如回用,可在排水口,增设一套相应流量的回用水装置,用于浇花草树木、冲洗车辆、地面厕所等。这是一项将微生物技术应用于环境保护中的生物工程。其原理是将自然水体中各种微生物通过特殊的设备分离提纯、培植驯化、浓缩固化后配制成高活性、高浓度多组合粉粒剂(或水剂)贮存。在常温、常压情况下,粉粒剂可保存6年以下。
我们研制的GSH系列微生物菌种为高活性、高浓度(100亿/克粉粒剂)、高组合(几十种--几百种/克粉粒剂)。应用时,针对不同的污染水体、水质及其污水中污染因子和浓度情况,选择降解性能有最佳优势的微生物菌种群(分为A、B、C、D、E型等系列)及所需数量,用专用装置将菌群"激活"后,再投放到污水处理装置系统内(或城市的排污河、渠、沟、湖内),便可吸收消化分解污水中的有机污染物及其他有害成份。因生物化粪池内安装有特殊的生物载体,便于微生物附着结膜及新陈代谢,不会受水量的冲击负荷过大使大量微生物的流失。
四、应用范围
该技术及装置是目前污水处理的最佳方式。适用于办公楼、住宅区、居民生活区、商业社区、宾馆酒店、食堂、学校、度假村、医院、军营、火车、轮船等生活污水的净化处理。
转贴于 五、特点
1. 不占地表面积该装置全部埋设于地下,不占地表面积。池体上部可作为绿化地带、停车场、道路等。当用户的地形受限制时,可根据用户的需要,按非标准布置,现场加工制作,视地形情况进行任意组合排列布局。
2. 造价低,投资小该技术采用生物化学+物理化学原理,结合现代科学技术研究制成,能快速地净化污水中的有害物质。与传统工艺和其他技术比较提高处理效率五倍以上,产品可工业化批量生产,从而与传统的污水处理设备(系统)相比一次性投资可节约50-60%。
3. 运行费用低该装置成功地利用了流体学(不需要水泵)来控制整个污水处理的全过程,做到了有污水时自动运行,无污水时自动停运,彻底解决了白天污水量大,夜间污水量小,乃至后半夜基本无污水等流量不均而引来的技术难题;由生物技术实现了污水量越大,处理速度越快,污水量减少,处理速度自动减慢,夜间没有污水时,装置基本停运等全自动过程。
4. 无需专人管理及清渣周期长采用该装置处理污水,不需要专人管理,长期为用户节约了管理费用。本工艺采用的是生物处理无剩余污泥技术,微生物把有机物和有害污染物转化为空气(氮氧化合物)、热量和水,为此,清渣周期长,一般情况下主设施三至五年只需清掏一次,减少了清理费用。
5. 处理净化效果好由于该装置是利用污水流动来控制整个污水处理过程,在装置内设有特殊的生物载体及大量的GSH微生物菌群,利用微生物的新陈代谢功能,能够自动快速的调节污水水量与处理效果之间的关系,因此污水处理效果十分稳定,经监测,净化后的水质优于国家《GB8978-1996污水综合排放标准》。
6. 适应性强不受地区限制该装置系统不受气温、气候的影响,无论在我国中原及其他地区,同样可以运行(因为该系统埋在地下,便于恒温及保温),处理结果均能全部符合国家要求。
7. 运行无噪声、无异味 该系统的主要装置全部埋在地下,运行时无噪声、无异味等二次污染。特别适合于居住、办公、医疗等各种环境。
8. 污水资源化,回收再利用该系统可以配套回用水装置,用于浇花草树木、瓜果、蔬菜、农作物、养殖、绿化、冲洗车辆、地面厕所等。若经进一步处理和消毒杀菌,水质可达到国家规定的生活杂用水标准,用于生活住宅区的园林景观用水及冲洗家庭厕所马桶等,实现污水资源化,从而产生经济效益,节约水资源。
9. 使用寿命长该装置系统池体采用防腐技术处理,所用载体材质为工程塑料,具有耐酸、耐碱、耐腐蚀等功能。一般情况下,该装置寿命可达30年以上。
10. 主要技术指标与国家排放标准对比参数表
【关键词】印染污水,有机污染,污水处理,水质
1 印染污水处理技术现状
印染行业所排放的废水占工业废水的比重很大,据不完全统计,在我国,印染废水日排放量约为3×106~4×106m3,而全国所有印染厂年排放废水量约6.5×108t,占据整个纺织工业废水排放量的80%。印染废水因具备产生量大、污染物组分复杂且含量高、色度深、生化需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)均高等诸多特点,成为国内外工业废水处理的难题,因而其处理技术得到了国内外水处理工作者的深入研究。当前,印染废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物化学法和物理化学法。
1.1 物理法处理印染污水技术
应用最多物理处理法是吸附法。吸附法是将粘土、活性炭等多孔物质的粉末或颗粒与废水进行混合,或让废水通过由其颗粒状物质组成的过滤床,从而实现去除的目的。当前,国外主要采用活性炭吸附法。该法可以有效去除水溶液中的有机污染物,但无法去除水中的疏水性染料和胶体,而且它只对阳离子染料、活性染料、酸性染料、直接染料等水溶性染料有不错的吸附能力。吸附处理可选择的吸附剂有很多种,工程应用中需根据废水水质来选择吸附剂。实验表明,在pH值为12的印染废水中,用硅聚物作吸附剂,阴离子染料的去除率可达95% 甚至100%。高岭土也是常见的吸附剂,研究表明,经长链有机阳离子处理的高岭土可以有效吸附废水中的黄色染料。国内也应用煤渣和活性硅藻土处理印染废水,优点是费用低,效果好,缺点是泥渣产生量大,难以进一步处理。
1.2 化学法处理印染污水技术
一种研究比较成熟的化学法治理印染污水技术是化学氧化法,这种方法的基本原理是选取适当的氧化剂断开染料分子中存在的不饱和基团,使之形成更小的无机物和有机物,从而消除染料所具备的发色能力。Fenton(Fe2+,H2O2)试剂、臭氧、次氯酸钠等是人们常见的氧化剂,在PH值为4的环境中,Fenton试剂可以依靠催化H2O2生成・OH,而使染料被氧化失色。近几年,紫外光[UV]、草酸盐等的应用,进一步增强了Fenton 法的氧化能力。此外,为了强化处理印染废水,朱洪涛教授发明了均相 Fenton 氧化-混凝法。对于酸性玫瑰红印染废水,顾晓扬教授提出了一种具有反应速度快、反应完全、无二次污染等优点的处理方法,即O3-Fenton 试剂化学氧化法,该氧化法可以有效增大难生化降解的染料废水的 BOD5/COD值,从而提高废水的可生化性。1.3 生物法处理印染污水技术
微生物酶可以对染料分子进行氧化或还原,从而破坏染料分子的发色基团和不饱和键,利用该原理对印染污水进行处理的方法称为生物法处理技术。按微生物的类型,生物处理法又可分为好氧法和厌氧法。
生物膜法和活性污泥法都属于好养法,生物膜法的基本原理是,使废水流过表面长满生物膜的支撑物,利用各相间的物质交换以及生物氧化作用来降解废水中的有机污染物。活性污泥法需要向废水之中加入空气进程曝气,经过一段时间以后,形成由大量微生物群体组成的絮凝体,从而通过沉淀分离将使处理的废水变清澈。除了可以分解大量的有机物,还可同时去除一部分的色度,和调整pH值。这是一种特别适合处理含有机物量高的污水,其治理废水效率高、水质好。寇晓芳等人采用活性污泥和白腐真菌相结合的方法处理染料废水,最终可以得到99%的脱色率,接近94.4%COD去除率。然而,好氧生物处理法具有仅能去除较易降解的有机物、且色度去除率不高的缺点。厌氧-好氧新型处理技术的出现弥补了好氧法的不足。在厌氧微生物的作用下,难降解的有机染料分子及其助剂可进行水解酸化,形成小分子有机物,之后在好氧型微生物的作用下分解成无机小分子。这种治理方法可以获得80%~90%左右的COD去除率,以及90%左右总色度去除率。
2 印染污水处理技术前景
目前印染废水处理的主要发展方向是微生物方法与其他处理技术相结合,许多环境工程师正致力于筛选高效降解菌和构建基因工程菌,主要包括生物强化技术和固定化微生物技术,这也是未来印染污水处理的发展方向。
2.1 生物强化技术
针对特定的污染物,在传统的生物处理工艺中增加具有特定功能的细菌去污,就是所谓的生物强化技术。从上世纪的80年代开始,强化脱色印染污水中经常使用白腐真菌。高达文教授曾经开展了白腐真菌降解实验,他是在限氮和限碳液体培养基中完成的,实验统计结果表明,这种培养基(碳氮摩尔比为56/2・2)会抑制细菌的生长,而且针对活性艳红色利用白腐真菌可以获得90%的脱色率。要完成生物强化技术从研究到工业生产的转变,当前这项技术的瓶颈是那些特定功能的微生物容易流失或者被其它微生物吞噬。
2.2 固定化微生物技术
把微生物固定培养在特定载体上,从而获得高活性高密度的技术就是固定化微生物技术。与悬浮生物处理技术比较,该技术具备运行稳定 、 效率高 、 可纯化和保持高效优势菌种、污泥产量少 、 反应器生物量大以及固液分离效果好等优点。Chen等以PVA凝胶小球固定高效菌,降解偶氮染料(RED RBN),在摇瓶培养实验中,12h内对RED RBN (500mg/L)的脱色率达75%;在CSTR反应器中,HRT为10h,对RED RBN(100mg/L)的脱色率达90%以上。除此之外,在强化生物吸附作用的研究方面,固定化微生物技术也取得了较大进展。同生物强化技术有一些类似,固定化生物技术当前依旧处于试验研究阶段,必须解决好微生物在抗毒性、有效性和稳定性等技术难题,同时还需降低固定化载体的生产及运营成本,该技术可以在未来的工业生产中得到推广运用。
3 结语
我国的工业生产采用了先污染后治理的方针,因此,在经济社会迅猛发展的同时,也造成了严重的资源浪费和环境破坏。为实现社会的可持续发展,清洁生产才是最佳的选择。在未来的发展中,应提倡从优化生态-经济大系统的角度出发,从战略的高度,不断提高物质和能源的利用率,减少废物的产生和排放,严禁对资源进行过度开发使用。
参考文献
[1] 刘雁鹏.论述印染废水的处理方法[J].资源与环境,2007,103(6):76-78
关键词:生物法处理废水 好氧生物处理 活性污泥法
(一)活性污泥简介
1912 年英国的克拉克和盖奇发现对污水长时间曝气会产生污泥,水质会得到明显的改善。阿尔敦和洛开脱对这一现象进行了研究。曝气试验在瓶中进行,每天试验结束时把瓶子倒空,第二天重新开始,他们发现由于瓶子清洗不完善,瓶壁附着污泥处理效果反而好。由于认识了瓶壁留下污泥的重要性,他们把它称为活性污泥。他们在每天结束试验前,把曝气后的污水静止沉淀,只倒去上层净化清水留下瓶底的污泥供第二天使用,这样大大缩短了污水处理的时间。这个试验的工艺化便是于1916年建成的第一个活性污泥法污水处理厂。在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥,可以见到大量的细菌,还有真菌,原生动物和后生动物,它们组成了一个特有的生态系统。正是这些微生物以污水中的有机物为食料进行代谢和繁殖,才降低了污水中有机物的含量。
活性污泥的基本性质包括,物理性能为“菌胶团”、“生物絮凝体”;颜色为褐色、黄色、铁红色;气味为泥土味;比重略大于 1;粒径为 0.02-0.2mm;比表面积为20-100cm2/ml。活性污泥的含水率为 99.2-99.8%;固体物质的组成为活细胞、微生物内源代谢的残留物、吸附的原废水中难于生物降解的有机物、无机物质。活性污泥中的微生物包括细菌是活性污泥净化功能最活跃的成分,主要菌种有动胶 杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等。
基本特征为绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌;在好氧条件下,具有很强的分解有机物的功能;具有较高的增殖速率,世代时间仅为 20-30 分钟;其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团”的功能。其它微生物包括原生动物、后生动物―― 在活性污泥中大约为 103 个/ml。
(二)活性污泥法基本要素
构成活性污泥法有三个基本要素,一是引起吸附和氧化分解作用的微生物,也就是活性污泥;二是废水中的有机物,它是处理对象,也是微生物的食料;三是溶解氧,没有充足的溶解氧,好氧微生物既不能生存也不能发挥氧化分解作用。作为一个有效的处理工艺,还必须使微生物,有机物和氧充分接触,只有密切的接触,才能相互作用。因而在充氧的同时,必须使混合液悬浮固体处于悬浮状态。[9]充氧和混合是通过曝气设备来实现。曝气的好坏决定了活性污泥法的能耗和处理的效果。要达到好的效果,曝气设备的选择还必须和曝气池的构造相配合。
(三)活性污泥法的基本组成
1、曝气池:反应主体。
2、二沉池:进行泥水分离,保证出水水质、回流污泥,维持曝气池内污泥浓度。
3、回流系统:维持曝气池的污泥浓度,改变回流比,改变曝气池的运行工况。
4、剩余污泥排放系统: 去除有机物的途径之一,维持系统的稳定运行。
5、供氧系统:提供足够的溶解氧。
(四)活性污泥法的基本原理
活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理废水的一类好氧生物处理方法,生物絮体称活性污泥。由好氧微生物(包括真菌、细菌、原生动物及后生动物)及其代谢和吸附的有机物,无机物组成,显示生物化学活性,具有降解废水中有机污染物的能力。活性污泥在曝气过程中,对有机物的降解(去除)过程可分为两个阶段,吸附阶段和氧化阶段。
生物吸附阶段
废水与活性污泥微生物充分接触,形成悬浊混合液,废水的污染物被比表面积巨大,且表面含有多糖类黏性物质的微生物吸附和黏连,呈胶体的大分子有机物被吸附后,首先在水解酶作用下,分解为小分子物质,然后这些小分子与溶解性有机物在酶的作用下或浓度 差推动下选择性渗入细胞体内,使废水中的有机物含量下降而得到净化。
生物氧化阶段
被和吸收的有机物质继续被氧化,这个阶段需要很长时间,进行非常缓慢。在生物吸附阶段,随着有机物吸附量的增加,污泥的活性逐渐减弱。当吸附饱和后,污泥失去吸附能力,经过生物氧化阶段吸附的有机物被氧化分解后,活性污泥又呈现活性,恢复吸附能力。 好氧活性污泥法中的微生物群落废水生物处理工艺后出水的好坏同活性污泥生物的种类、数量及其代谢活力有关,活性污泥中的微生物由分解有机物的细菌、原生动物、后生动物等。
(五)好氧活性污泥法的基本流程
活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成。污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,通过曝气设备充人空气,空气中的氧溶人污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。曝气设备不仅传递 氧气进入混合液,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态。这样,污水中的有机物、氧气同微生物能充分接触和反应。随后混合液流人沉淀池,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了微生物的增殖,增殖的微生物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。剩余污泥中含有大量的微生物,排放环境前应进行处理,防止污染环境。
从上述流程可以看出,要使活性污泥法形成一个实用的处理方法,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淀性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。活性污泥中的细菌是一个混合群体,常以菌胶团的形式存在,游离状态的较少。菌胶团是由细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆成的粘性团块,使细菌 具有抵御外界不利因素的性能。菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分。游离状态的细菌不易沉淀,而混合液中的原生动物可以捕食这些游离细菌,这样沉淀池的出水就会更清彻,因而原生动物有利于出水水质的提高。
[关键词]生物强化技术 污水处理 应用探索
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0323-01
前言:我国生产和生活用水量巨大,水资源在人们的生活和生产中发挥了巨大的作用。但是,目前我国的水资源非常的紧缺,这也成为了我国亟待解决的环境问题。在经济发展新常态的背景下,如何实现我国水资源的最大化利用是国家管理以及技术开发部门应该探讨的问题。运用生物强化技术对污水进行处理能够很好地让我国的污水处理现状得到改善,也将是污水处理的重要发展趋势。相关部门都应当对其进行研究,让生物强化技术在污水处理方面发挥更大的价值。
一、生物强化技术作用原理
1.直接作用
要想成功地去除水中的各类污染物,使生物强化技术发挥其功能,离不开生物强化技术作用机制。生物强化技术作用机制是生物强化技术作用原理之一,降解菌在分离、筛选的过程中得到降解特定污染物的菌株,发挥降解污染物的功效。质粒育种是直接作用所使用的菌株的常用方法之一,多种微生物借助细胞融合的方式,得以培育出多种功能的新菌种;其次,基因工程构建也能够直接作用所使用的菌株,利用人工手段提取供体DNA,然后再导入受体细胞之中。
2.共同代谢作用
生物强化技术中的菌株能够将废水中的有害物质降解,并且降低其有害性,这就是共同代谢作用的过程。共代谢的类型主要有三种:一是菌株在新陈代谢中发生氧化,产生的酶补充微生物需要的碳源;二是不同微生物之间作用互相补充,协同合作。有时微生物在降解有害物质过程中发挥的功能十分单一,微生物功能互补彻底地完成了污染物的降解;三是处于休眠状态的微生物其细胞会对污染物继续降解。[1]
二、生物强化技术在污水处理中的应用研究
1.生物强化技术在工业废水处理方面的应用现状
生物强化技术是建立在原有的生物污水处理系统之中,通过将带有特殊以及特定功能的微生物等近似物投入其中,生物处理系统在这些物质的催化下其降解速率以及吸附有毒物质等化学生物能力极大增强,达到处理难降解、有毒废水等特定水污染物的目的。生物强化技术率先应用到对工业废水的处理中,并且取得了良好的效果,才推广应用到城市污水处理以及其他方面。工业废水是一个笼统的概念,针对不同的废水类型要采取特定的处理工艺和手段,以下即是笔者结合相关的文献资料以及实地调查对于生物强化技术在工业废水处理方面的应用现状的具体列举。
石化废水,一般采用SBR亦或者是UASB工艺来处理,效果较为明显,提高了COD的去除率,污泥沉降性能得到了大大的改善,加快系统启动速度;焦化废水,采用A/O明显提高了对喹啉的去除效果;造纸废水,采用SBR氧化塘水工艺会发现树脂酸的去除效果明显提高了,而且会发现生物处理系统的PH波动能力得到了大大的增强;还有较常见的印染废水,则需要结合SBR和A/O工艺,达到提高溴氨酸的降解效果,提高废水的脱色效果;针对制药废水,则需要采用厌氧流动床传统活性污泥法,这一技术的运用,不仅有效地提高了COD的去除速率,而且改善了处理效果、提高抗冲击负荷能力。[2]
2.生物强化技术在城市污水处理方面的应用现状
相比化学物质、有毒物质较难以处理的工业废水处理而言,城市污水处理难度较低,可实现污水处理再利用的数量较大,是我国污水处理部门应该加大力度开展生物强化技术的重要环节。但是,近年来,由于居民化妆品、洗洁精、洁厕灵以及洗衣粉等富含重金属以及有毒化学物质的物品使用频率增加,直接造成城市下水道的污水越来越难以降解,甚至含有有毒化学物质的城市污水污染了城市地面,更严重的是,根据相关部门统计,我国城市污水排放总量已经远远超过工业废水排放总量。
生物强化技术在城市污水处理中的应用,实现了将活性污泥技术改造为EBPR(强化生物除磷反应器的简称),而且生物强化技术能够在短短的十四秒内可以将活性污泥系统中的污泥转换为特定的EBPR污泥,而且这种污泥在去除COD、氮的过程中不会受到纯菌的影响。另外,生物强化技术在城市污水处理中的应用,大大增强了传统生物系统中某些难以降解物质的降解速率,改善了降解效果。除此之外,生物强化技术可以节省城市用地面积,新工艺新手段提高了城市居民用水的质量。
3.低温环境下生物强化技术的应用
传统的生物处理方法对污水温度有一定的要求,因为在低温环境下活性污泥的活力降低难以保证污水处理的效果,而生物强化技术即使在低温环境下也能够实现功能。大量实验证明:生物强化技术在低温环境下,能够分离、筛选具有高效降解能力的菌株,增强了对COD、氮等的去除率,强化了生物处理系统,无论是对城市污水还是工业废水等污水处理等具有极为显著的效果,克服了温度因子对生物处理方法对污水处理的缺陷。
三、生物强化技术的未来发展
1.针对生物降解菌的研究
笔者在上述简要介绍了高效降解菌直接作用,那么该如何获取生物高效降解菌?目前获取的方法主要有以下几种:(1)基因工程构造,该方法针对性较好,高效且稳定,并可以针对污染物类型、环境条件构造所需菌株;但是其仍存在一些缺点限制了它的应用,如目前对构造工程研究尚且不足,缺少可靠的资料库,存在生物安全性方面的争议等;(2)水平基因转移,该方法在处理系统中处于优势地位,可以保持高数量和高活性,但是也存在生物安全性问题;(3)常规微生物手段分离菌株,技术成熟,运用范围广,但是其在低温、含毒性组分等不利条件下的耐受力不足。
2.对生物安全问题的关注
一直以来,生物强化技术的安全问题一直是该领域被热议的话题,尤其基因改造技术更是备受争议。基因改造技术会对生态系统以及人类生活健康等产生影响,为了克制基因工程技术对人类的不利影响,相关部门要高度关注一系列生物强化技术的生物安全问题。为了避免基因改造技术引发社会敏感,相关部门要降解污染物质的同时,务必要关注微生物的安全,同时在处理系统中,减少高效微生物的流失也至关重要。
3.高效菌群的停留
现阶段,高效菌群的停留经常依赖连续或间歇性投加、细胞固定化、生物自固定化等方式来实现,在实际运行过程中,其处理效果通常会受到温度、湿度、PH值以及营养物质的毒性、水利条件等实际因素的影响。如何利用生物强化技术在生物处理系统中分离筛选出优质、高效的菌落,增强处理系统的活性。目前促使高效菌落停留的有效方法,一是结合生物刺激方法和生物强化方法在处理系统中发挥活性,二是通过细胞固定化技术抵御水环境的冲刷。
结语:
生物强化技术在未来必然会对污水处理工作做出更大的贡献,而这需要相关部门以及工作人员要不断学习国内外先进理论,坚持实践第一,牢牢把握生物强化技术的发展趋势和方向。相信不久的将来,生物强化技术必然会发挥其更为重要的作用。
参考文献
【关键词】:生态环保;污水处理;技术
1、对污水进行处理的重大意义
我国在进行工业发展的过程中,工厂数量与日俱增,由此导致三废的排放量越来越大。并且,人口数量也逐渐提升,也在很大程度上增加了生活污水的排放量。这些污水在未经处理的情况下被排放,给当地水源造成了十分严重的破坏,可直接使用的水资源逐渐降低。
2、污水生态化处理方式的具体操作内容
2.1污水系统化处理方式
在污水排放区域集中污水进入处理区域,合理安排污水治理区域进行治理。例如乡镇工厂规划在同一区域,统一对污水进行处理,防止工厂污水排入河道和沟渠,阻止污水进入沟渠和重要环境保护区。农田在使用农药方面尽量避免农田污水进入人畜饮用水区域,合理使用农药和化肥,鼓励农民加入污水处理队伍,普及污水防治和治理知识。生活用水方面应该统一引入相应渠道,把污水引入治理区域,通过生态化处理,净化水源,实现污水的综合化处理。
2.2污水的生态化处理方式
运用人工湿地建设方式,在污水处理区域建设人工湿地,通过岩石过滤、泥炭净化、生物吸收降低污水中的化学成分,使污水中的化学资源转化为生物资源,最后再通过相应的自然生物物种多重净化得出具有环保效益的淡水。例如,统一把污水引入处理区域,第一层通过岩石过滤,第二层通过泥炭消毒过滤,第三层通过具有吸收氮、磷、钾等化学物质的芦苇等水生植物过滤吸收,第四层通过竹子、芭蕉等植物通过生物过滤,然后在经过相对较长的湿地,再运用泥土综合过滤,最后得出通过过滤后的净化水源。这种方式成本低,费用低,操作方便简单,而且无次生环境污染问题。只是需要相对较宽的污水处理区域。
3、生态环保的污水处理技术
3.1土地污水处理系统
这种处理方法的主要工作原理,就是充分利用地面上栽种的植物根系,通过它们的自我调节能力和生物的辅助,达到有效处理污水的目的。还有一个优点,就是通过对污水的理,土地上的植被和当地土壤可以充分吸收污水中的营养成分,从而可以更好的成长。
污水土地处理系统并不是单一的,而是包含多种类型,我们平时最常用到的有慢速渗透、快速渗透系,地表漫流和地下渗透处理系统。这些方法的主要运用原理包括沉淀、过滤、挥发、生物氧化、土壤吸附、光解等,以上所说的这四种常用的处理方式,被处理过的污水可以直接灌溉或是作为景观水使用。
3.2污水生物处理技术
污水生物处理技术是在当前我国环保工程污水处理工作当中比较常用的一种污水处理技术,目前最为常见的为活性污泥污水处理技术与生物膜污水处理技术两种。活性污泥污水处理技术的原理,是使用悬浮状态的微生物群体所进行的生化代谢对好氧污水所开展的一种处理技术。一般情况下,微生物在生长繁殖阶段,可以形成一片面积较大的菌胶团,这些菌胶团能够有效对污水当中的悬浮物进行吸附,并把这些污染物直接吸收到微生物的细胞当中。同时在氧元素的帮助下,能够将被吸附的污染物进行氧化,并释放出对人体无害的二氧化碳和水。使用污水生物处理技术所形成的污泥浓度一般在4g/L。
生物膜污水处理技术的原理是,利用微生物通常会依附于填料的表层这一特征,由此形成胶状的生物膜。这种生物膜拥有表面积大、微型小孔数量多、吸附能力较强的特征。利用这些特点来对水中的微生物进行处理,能够有效的将水中所含有的有机物进行分解和再利用。污水处理厂在进行污水处理时,污水在流动的过程中,会受到空气的不断搅动,由此让生物膜和污水之间发生连续的接触。在污水当中所含有的有机污染物会和在水中溶解的氧气一起被生物膜所吸附,并且在生物膜上所含有的大量微生物便会开始对污水当中所含有的有机污染物进行分解。在该过程当中,生物膜会连续进行新陈代谢作用,衰老死亡的生物膜会逐渐脱离,并且在沉淀池当中和水体发生分离。
在污水处理厂进行污水的处理工作当中,工作人员为了增强对污水的处理效果,一般会将这两种污水处理技术进行联合使用。其做法为在活性污泥当中添加适量的物料,让活性污泥变成微生物的反应器,活性污泥具有很高的浓度,一般在14g/L。
3.3组合型的污水处理工艺
所谓的组合型处理工艺,指的就是将当前存在的多种污水处理工艺和技术方法有机结合来处理污水的一种方法。因为不同类型的污水处理工艺在实际工作中都会存在一定缺陷,所以,其往往不能够达到很好的处理效果。但如果处理人员可以将这些技术工艺有效结合起来,那么就可以借助优势互补的关系,达到更好的污水处理效果。例如,处理人员可以讲生物滤池和臭氧分解这两种工艺结合起来,从而在克服臭氧分解后副作用的基础上,为水中脊椎生物的生长提供良好的生长环境。同其他方法相比,这种组合型的处理工艺更加的科学合理。此外,如果相关部门和企业想要对污水进行再利用,那就必须要对污水进行深度处理。一直以来,化学氧化剂都以氯的成本低、处理效果好而受到了人们的广泛欢迎,但氯气的使用,可能会在处理过程中同污水中包含的一些其他化学物质产生化学反应,从而产生一些新的有毒物质。而如果使用臭氧氧化和其他类型处理工艺相结合的话,就能够有效的避免这一副作用的出现。
结束语
综上所述,对污水处理工艺展开深入研究,提升其生态安全性,已经成为现阶段我国社会经济发展战略中的重要内容。对此,相关政府部门和单位的工作人员应当以生态保护为指导思想,对污水处理工艺和污水循环利用技术进行细致的研究和分析,确保各行业企业的污水排放都能够达到相关指标和标准的要求,从而为保护生态环境,维护生态发展的安全性奠定良好的基础。
【参考文献】:
[1]聂安平.基于生态环保的污水处理技术研究[J].化工管理,2014,18:216.
[2]李群善.寒冷地区高速公路边坡生态防护与服务区节能环保技术[D].长安大学,2014.
(1)物理型污染,较为典型的就是悬浮固体污染,就是一些废物混入水中,形成的悬浮在水中的污染。其次还有工厂为了循环冷却排放废水造成的热污染,以及冶炼开采放射性物质造成的放射性污染,等等。(2)化学型污染,主要分为有机物污染和无机物污染两类。有机物污染就是耗氧分解的污染物,它将水中富含的氧消耗掉,使水体中的动植物无法继续生存。无机物污染主要是酸碱类污染和重金属污染,造成身体机能的损害。还有些植物会产生过量的营养元素污染,造成水域的富营养化。(3)生物型污染,来源于城市污水,生物制品的废水等。废水污水的微生物多数都是无害的,但是也有对人体造成伤害的病原体。如果产生病毒、致病性微生物,会使水域成为病菌的载体,发生多种传播性疾病。
2常用污水处理方法
污水处理法从反应原理的角度可分为:物理处理法、化学处理法和生物处理法。其中物理处理法更多是针对于悬浮物的污染,适用性比较狭窄。而化学处理法只能应用于棘手的高浓度、高盐度废水中,排放达标困难,处理一定程度后就无法起作用,况且成本较高。生物处理法则是目前使用最多的一种方法,处理浓度较低的废水非常奏效,能够按照要求达到排放标准。生物处理法主要采用的是活性污泥法和生物膜法。
2.1活性污泥法。此法近似于天然的自我净化过程,只不过效果更佳,它对工业废水、城市污水等作用效果是最好的。活性污泥法包含三个要素分别为:氧化分解以及吸附所需要的微生物,污水处理对象有机物,处理过程的条件溶解氧的存在。此法可以根据需要不断调整和循环,使污泥的含量与微生物保持一个适中的比例,借助溶解氧达到使有机物分解处理的效果。
2.2生物膜法。生物膜法与上面介绍的活性污泥法,在处理技术方面旗鼓相当。它主要针对胶体和溶解的有机污染物。生物膜法顾名思义是在表面上形成一层生物膜,当这层膜接触到污水,就会吸附其中的有机污染物,转化后生成水、氨气、二氧化碳等物质,进而达到净化水体的效果。生物膜表面和内部分别是好氧和厌氧微生物,生物膜厚度逐渐增加时,厌氧层超过了好氧层,此生物膜则会脱落生成新的生物膜,完成一次生命周期,进而维持运行状态。
3污水处理过程中的自动化仪表
在污水处理过程中,较为重要的是pH值的控制,在酸碱中和的过程中要控制入水的流量干扰,进而完成控制效果,因此在污水处理过程中需要使用多种自动化仪表,来配合整个控制过程。
3.1液位控制仪表。目前有很多种液位控制仪表,比较常见的是浮球液位计,在实际操作中显示出了很高的可靠性,并且观察起来非常直观,却不能够远程控制。想达到远程控制可以采用超声波液位计,成本较低,且适用范围广。液位信号传递回来后,连接显示仪表,即可成功的显示出液位的高度。
3.2流量控制仪表。污水处理的流量控制仪表中精确度最高的是电磁流量计,可靠性很强,精度很高。但是在流量不饱和,管路非充满状态,电磁流量计就会产生一定的误差,超声波明渠流量计就派上了用场,它是通过测量液位,再经过内部单片机进行数据处理得到流量。
3.3pH计。pH指标在污水处理过程起到举足轻重的地位,直接决定了出来过程能否稳定,顺利的进行,以及处理的效果能否达到排放标准。pH计的工作原理是通过电位差来计算被处理对象的pH值,即被测对象中的测量电极与恒定电位的参照电极具有一定的函数关系,得到电位差即可计算出被测对象的pH值。而电极是具有多种选择的,在污水处理中使用最广泛是玻璃电极。
4结语
关键词:高盐有机废水 处理技术 研究与发展
高盐度,也就是所说的含盐度高于1%,即盐度大于10g/L。而高盐度废水,不仅包含无机盐,其中还含有大量有机物和总溶解性固体物。高盐度废水主要来自于海水的利用,例如,当海水用于生活用水与工业用水时,排放的废水中含有大量的无机盐,这些无机盐逐渐形成高盐度废水;还有一种情况就是许多工业部门,诸如海产品、奶制品加工、肉类加工、制药和发酵等工业部门,随意排放废水,形成了高盐度废水。另外一种高盐废水来源于多方面,主要是一些污染严重,又未经处理的废水形成的。目前,处理高含盐度有机废水的方法有很多种,而常规的处理方法不适宜去处理,现有的处理方法又存在较多的劣势,高效处理高盐有机废水是当前治理环境的重要任务。
一、高盐有机废水处理技术研究现状
1.驯化污泥处理高盐有机废水
世界上许多先进的国家投入大量的资金去研究高含盐有机废水的生物处理方法,研究的重点主要放在了污泥的驯化方式与机制,同时取得了一定的进展。在研究处理方法的过程中,他们以有机物去除率、系统的稳定性、系统容积负荷等一系列指标为基准,对驯化污泥处理技术和高盐有机废水生化处理工艺设计参数进行了细致的研究。
1.1传统活性污泥法
在许多处理方法中,有一种方法是培养出一种微生物去处理,这种微生物是经过了活性污泥的驯化,具有良好的降解性与耐盐性。培养这种微生物不仅是有效处理高盐有机废水的条件,而且这种方法是处理高盐有机废水最普及的一种,人们通常称这种方法为传统活性污泥法。
1.2 SBR及其改良工艺
另一种处理方法以及它的改良工艺完全优于传统活性污泥法,具有较强的灵活性与抗负荷能力,它的许多优势是许多方法不能够相提并论的,这种方法通常称为序批式活性污泥法(SBR)。
张华与张学洪在研究高盐度采油废水处理工艺的调试与运行时采用了先进的ABR+SBR组合的方法。这种方法的优点在于出水的质量比污水综合排放标准(GB8978-1996)要优,它的工作原理是在污泥的培养驯化期间,有效控制水的比例(污水于清水)。随着清水的减少,盐度也会相应地提高,最终其盐度与污水相同。污泥中筛选出的耐盐菌可以在污水中生存,生物处理系统趋于稳定。
1.3生物膜法
还有一种较为节省时间的方法,这种方法的抗毒性与抗冲击性较前两种方法都有比较大的提高,它有利于对污泥龄的维持,同时对生物的稳定也有积极作用,这种方法被称为生物膜法。
张明生与齐永红在处理高含盐度废水时采用了生物接触氧化法。它的目的是为了研究当盐浓度升高时,系统是否对COD去除率和抗冲击力产生较大的影响。经研究得知,当进水硫代硫酸钠浓度、出水COD浓度、COD去除率分别保持在573”—”14812mg/L、500mg/L、91~95%时,抗冲击能力以及恢复程度较好。
2.利用嗜盐菌处理高盐有机废水
嗜盐菌是一种生活在高盐度环境中的细菌,嗜盐菌具有异常的膜,只有在高盐浓度下才能保持稳定。在处理高盐有机废水时,利用嗜盐菌的特点可以减小盐浓度对有机废水生物处理系统的压力。
C.R.Woolard在处理高含盐度有机废水时采用了嗜盐菌,实验中的嗜盐菌从大盐湖中提取出来,经过试验,得出以下结论,当序批式反应器中盐、氨、磷等物质浓度达到15%时,酚就可降解。合成酚废水(含1~15%的盐)经过7小时的反应处理后,酚基本去除,出水悬浮物、SVI浓度都保持在合理范围内。
F.Kargi在处理高含盐度有机废水时采用了嗜盐菌,不同的是该实验室在好氧序批式反应器中进行的。在一定时间内,废水中的COD得到大规模去除。实验表明,耐盐菌有利于去除废水中的COD,去除效率远大于普通活性污泥处理法。
李维国与马放在利用嗜盐菌处理高盐制革废水时是在SBR反应器中进行的,实验中的嗜盐菌在晒盐池的盐水中提取,并与生物活性碳技术同时进行实验,得出以下结果,经过较长时间处理高盐制革废水,CODcr、COD都得到比较理想的去除。该实验说明了“嗜盐生物活性碳”技术可有效治理高盐制革废水。
综上所述,嗜盐菌在处理高盐有机废水方面具有巨大的优势,它处理工艺简单、处理周期短,这些优势使得嗜盐菌会有广阔的发展前景,在处理污水方面必将会大范围的替代传统污水处理法。
二、已有研究及技术的不足与发展趋势
在目前已有的高盐废水处理技术中,依然存在着一些技术难题问题,例如,在高盐有机废水生化处理过程中,盐分的浓度对微生物的生产有着较显著的影响,微生物不能适应高盐度的环境,而经高盐度环境驯化之后的微生物种类会减少,这又会影响生物系统的稳定性;微生物的驯化过程同样存在着周期长、启动慢、技术难度大等难以解决的问题;除此之外,在嗜盐菌强化处理高盐有机废水的研究中,研究没有形成一定的体系,研究对象单一,研究过程较为复杂。在这些缺陷上还有待研究,进一步扩大嗜盐菌在处理有机废水领域的使用范围。 上述问题在高盐有机废水处理技术的研究与实践中已经逐渐引起学界重视,相信在今后的技术研究中,解决这些问题将会成为重点研究方向。
三、总结
综上所述,生物处理法在废水处理中体现出较强的经济型和有效性,但是高盐有机废水的高盐度对生物的毒害作用制约着常规生物处理对该种污水的处理效率,对此应强化对嗜盐菌株的筛选与培养,进一步提升生物处理法对高盐有机废水的处理效率。
参考文献
[1]信欣、王焰新、羊依金等.生物强化技术处理高盐有机废水.[J].水处理技术.2008,34(8):66-70.
[2]邹小玲、丁丽丽、赵明宇.高盐度废水生物处理研究.[J].工业水处理.2008,28(9):1-4.