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微生物技术在污水处理方面的应用及优势

来 源:中华水网   发布时间:2013-11-06 移动版

  1.我国水源污染现状

  我 国水资源短缺 ,全 国 目前有 400 多个城 市缺水 , 其 中 1oo 多个严重缺水 。由于人 口众 多 ,人均水资源 的 占有量仅 为世界 人均 占有 量 的 25% ,属世 界贫水 国之 一。 由于水 源分布不平衡 ,更存在南多北少 ,东多西少 , 夏天多冬天少的时空差异。然而就在不利的条件下 ,工 业废水和农业污水不加处理 的任意排放 ,造成水源 污染 愈加严重 ,根据环境保护部发布的2OlO年全国环境质量 数据显示 ,中国的地表 水严重 污染 ,七 大水 系 ( 长 江、 黄河 、珠江 、松 花江 、淮 河、海河 和辽河 ) 受 到轻度 、 中度 、重度 污染 ,湖泊 富营养化 问题突 出。近几年 来 , 重大水污染事件频繁出现 ,发生率高达 50% 。缺水 问题 日益严重 。

  1. 1传统污水处理技术

  水的污染通常指人为原因造成的水质恶化 ,降低水的 使用价值,主要污染物是 固体废弃物和化学 物质 ( 需氧 有机物 、难降解有机物 、重金属、植物营养物质、酸、碱 和石油类物质) 。 我国目前常用的污水处理技术有 : ( 1) 物理法即不溶态污染物的分离技术 ( 重力沉降 、 混凝澄清 、浮力浮上 、离心力分离、磁力分离等) 。 ( 2) 化学法即污染物的化学转化技术 ( 酸碱 中和法 、 化学沉淀法 、氧化还原法、化学物理消毒法) 。 ( 3) 溶解态污染物物理化学分离 技术 ( 吸附法、离 子交换法 、膜分离法 、蒸发 、冷冻法) 。

  1 . 2常用方法存在的弊端

  物理方法 占地面积大,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 , 单独使用效果不明显。化学方法运行成本高,消 耗大量的化学试剂 ,易产生二次污染。多数情况下两者须 结合使用。

  2微生物技术

  如何使城市污水处理工艺朝着低能耗 、高效率、少剩 余污泥量 、最方便 的操作管理 ,以及实现磷回收和处理水 回用等可持续的方向发展 ,且所采用的技术必须以低能耗 和少资源损耗为前提呢? 微生物技术满足了以上的要求 。

  2. 1微生物介绍

  微生物是一类形体微小的单细胞或个体结构 比较简单 的多细胞 ,甚至没有细胞结构 的低等生物 ,是眼看不见 , 手摸不着 ,有生命的微小生物 ,只有借助于光学显微镜 和 电子显微镜才能看到。微生物包括细菌、病毒、真菌等。

  2. 2微生物技术及应用

  微生物技术主要是利用微生物的代谢反应过程和生物 合成产物 ( 包括酶 ) 对污染环境进行监测、评价 、整治 以及修复的单一或综合性的现代化人工技术系统。它不仅 包含 了生物技术所有的特点,还融合了环境污染防治以及 其他工程技术 ,目前已逐步发展成为一种经济效益和环境 效益俱佳的、能解决 日益严重 的 ( 尤其 是水 污染 ) 环境 问题的有效手段之一⋯ 。 按照微生物降解的过程和产物种类 的不同 , 微生物处 理主要分为好氧处理 、厌氧处理和兼氧处理。

  ( 1) 好氧微生物处理 ,在氧气充足的条件下 ,微生 物通过有氧呼吸作用将有机物分解。好氧微生物处理工艺 主要有 : ①氧化塘 ,以 自然界 的池塘 、湖泊作为参照物 , 仿照非流动水具有 自身净化功能的原理,人为构建一个静 态污水池塘,污水中有机物主要 由塘中细菌降解 ,细菌所 需氧气由藻类和其他光合微生物的光合作用 以及水面上方 的空气提供。方法简单易行 ,但只适合于轻度污染且量少 的污水处理。②活性污泥法 ,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 备充人空气 ,空气 中的氧溶 人混合 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 。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 。 ③生物膜法,即利用在固体载体表面附着生长的微生物所 形成的生物膜去除废水 中溶解性有机污染物 的一类方法 。 生物膜法又可分为滴滤池法 ( 或叫生物滤池) 、生物转盘 法 、接触氧化法和流化床生物膜法等。

  ( 2) 厌氧微生物处理,在厌 氧条件下,厌 氧菌通过 无氧呼吸或发酵作用分解有机物,有机物最终被转化为 甲 烷 、二氧化碳、水及少量硫化氢和氨。厌氧微生物处理工 艺主要有如下几种 :①厌氧消化池 ,主要用于处理污泥和 粪肥 ,不宜用于生活和工业废水的处理。②厌氧接触法 , 在厌氧消化池的基础上 ,提高处理效率。在厌氧滤器内有 固定填料 ,其上附着生长的生物膜使处理效率得到进一步 提高。目前在处理含有易降解可溶性化合物的工业废水方 面得到了大规模的应用。

  (3) 微生物兼氧处理 当好氧和厌氧在 同一处理工艺 中共存时即为兼氧处理 ,有时好氧和厌氧的共存反而会使 处理效果更好,其 中好氧菌起主体作用,但没有厌氧菌及 少量的兼氧性菌种也不可能达到预期的处理效果。

  2. 3与传统技术对比存在的优势

  与 目前采用 的物理法和化学法相 比,在污水处理 方 面 ,微生物技术具有一系列的特点和优势 :①具有很强的 吸附力和良好的沉降性 ,很强的降解 能力 ,不需要高温、 高压 、温和的条件 ,污染物经过酶催化 即可高效并相对彻 底完成 ,处理水量大 ,处理费用低廉 ,仅为物理 、化学法 的 30% ~ 50%。②微生物物种丰 富、资 源广泛 、具有多 种代谢类型 ,几乎可降解或转化环境中存在的各种天然物 质。易培养 、繁殖快、对环境有较强的适应能力和易实现 变异等特性 ,一旦新的化合物出现 ,它们也能逐步通过 自 发或诱导产生新的酶系,具备新 的代谢功能 , 从而降解或 转化那些新的化合物。适当地对其加以培养繁殖,特别是 在一定条件下加以驯化 ,就能使之很好地适应各种有毒的 工业废水、生活污水等环境 。通过有针对性地对菌种进行 筛选、培养和驯化,可以使大多数的有机物实现生物降解 处理,应用面宽。③微生物处理不仅能去除有机物 、病原 体 、有毒物质,还能去除臭味、提高 透明度、降低 色度 等,处理效果 良好 。只要找到合适的微生物 ,给予合适的 条件,所有的污染物质都可得到降解或转化 。④对环境影 响小 ,不产生二次污染 ,遗留问题少。⑤直接暴露在污染 物下的机会减少。⑥就地处理,操作简便 ,可以避免铺设 不雅观的机械设备 ,减少占地面积,基建费 、运行费,能 耗 ,管理等 ,且能满足高效低耗的要求 。 人们利用这些微小的生物群体,加之人为作用就可以 解决其他物理化学方法无法解决的难题 。为今后的污水处 理提供了一项高效 、节能、环保的绿色途径 。 转载请注明出处: http://www.chndk.com/view-59843-1.html

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