水处理生物重点

❶ 污水处理工艺

污水处理应用于各行各业，不同行业的污水水质水量也有很大的差别专，因此，不同行业的污水、相同属行业的不同水量的污水处理方法和工艺也有所不同。

如医疗污水处理、生活污水处理、屠宰污水处理、养殖污水处理、食品污水处理以及油田废水的处理所用到的工艺都是有区别的。

常用的污水处理工艺流程：

（1）医疗污水处理工艺

❷ 有关于污水处理的知识,详细点,

环境保护是我国的基本国策。世界经济发展的实践证明，为实现经济的持续稳定的发展，必须解决好发展与环境保护的矛盾。随着我国社会和经济的高速发展，城市环境污染特别是水污染的问题日趋严重。城镇生活污水的排放量逐年增加，2002年全国工业和城镇生活废水排放总量为439.5亿吨，比上年增加1.5%。其中工业废水排放量207.2亿吨，比上年增加2.3%；城镇生活污水排放量232.3亿吨，比上年增加0.9%，其中仅有10%得到处理。[1]生活污水中含有较高的氮、磷等营养物质,未经处理直接排入江河湖海,是导致水域富营养化污染的主要原因。2002年监测数据显示,辽河、海河水系污染严重，劣V类水体占60%以上；淮河干流水质以III-V类水体为主，支流及省界河段水质仍然较差；黄河水系总体水质较差，干流水质以III-IV类水体为主，支流污染普通严重；松花江水系以III-IV类水体为主；珠江水系水质总体良好，以II类水体为主；长江干流及主要一级支流水质良好，以II类水体为主。由于“污染性”造成的水资源短缺，已成为严重制约我国社会经济持续发展的突出问题，丞待解决。目前我国水污染控制的重点已从以工业点源为主，逐步转变为以城市污水污染为主的控制。根据预测 [2]，到2010年我国城市污水排放总量为1050亿m3，城市污水处理率要达到50%，预计需新建污水处理厂1000余座，而决定城市污水处理厂投资和运行成本的主要因素是污水处理工艺和技术的选择，因此开发适合我国国情的、高效、低耗、能满足排放要求、基建和运行费用低的污水处理新技术和新工艺，具有十分重要的现实意义。
二、生活污水处理工艺研究和应用领域共同关注的问题
长期以来，城市生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法，它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理流程，具有处理能力高，出水水质好等优点。但却普遍存在着基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀、污泥上浮等问题，且不能去除氮、磷等无机营养物质。对于我国这样一个资源不足、人口众多的发展中国家，从可持续发展的角度来看，并不适合中国国情。由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程，因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制，使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来，目前在城市生活污水处理研究和应用领域，普遍存在的问题有：
（1）采用传统的活性污泥法，往往基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀现象；工艺设备不能满足高效低耗的要求。
（2）随着污水排放标准的不断严格，对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高，传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主，往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联，形成多级反应池，通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的，这势必要增加基建投资的费用及能耗，并且使运行管理较为复杂。
（3）目前城市污水的处理多以集中处理为主，庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资，因此建设大型的污水处理厂，集中处理生活污水，从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
因此，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。已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题，就要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善，同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题，且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。
三、生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究发展
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。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。
1．生物膜法净化污水机理
污水中有机污染物质种类繁多，成分复杂。但对于生活污水来说，其有机成分归纳起来主要包括：蛋白质（40%-60%），碳水化合物（25%-50%）和油脂（10%），此外还含有一定量的尿素[3]。生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物，由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖，由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，因此生物膜通常具有孔状结构，并具有很强的吸附性能。
生物膜附着在载体的表面，是高度亲水的物质，在污水不断流动的条件下，其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质，在膜的表面上和一这深度的内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物，形成由有机污染物 →细菌→原生动物（后生动物）组成的食物链。生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物和其他一些肉眼可见的生物群落组成。其中细菌一般有：假单苞菌属、芽苞菌属、产碱杆菌属和动胶菌属以及球衣菌属，原生动物多为钟虫、独缩虫、等枝虫、盖纤虫等。后生动物只有在溶解氧非常充足的条件下才出现，且主要为线虫。污水在流过载体表面时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附，并通过氧向生物膜内部扩散，在膜中发生生物氧化等作用，从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态，当生物膜逐渐增厚，厌氧层的厚度超过好氧层时，会导致生物膜的脱落，而新的生物膜又会在载体表面重新生成，通过生物膜的周期更新，以维持生物膜反应器的正常运行。
生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上，实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离，载体填料的存在，对水流起到强制紊动的作用，同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触，从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题，在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级生物处理，而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。
通过人工强化作用将生物膜引入到污水处理反应器中，便形成了生物膜反应器。近年来，物物膜反应器发展迅速，由单一到复合，有好氧也有厌氧，逐步形成了一套较完整的生物处理系统。
填料是生物膜技术的核心之一，它的性能对废水处理工艺过程的效率、能耗、稳定性以及可靠性均有直接关系。
2、厌氧生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究进展
（1）、复杂物料的厌氧降解阶段
在废水的厌氧处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中，不同的微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成复杂的生态系统。对复杂物料的厌氧过程的叙述，有助于我们了解这一过程的基本内容。所谓复杂物料，即指那些高分子的有机物，这些有机物在废水中以悬浮物或胶体形式存在。
复杂物料的厌氧降解过程可以被分为四个阶段。
水解阶段：高分子有机物因相对分子质量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。
发酵（或酸化）阶段：在这一阶段，上述小分子的化合物在发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸（简写作VFA）、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
产乙酸阶段：在此阶段，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
产甲烷阶段：这一阶段里，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
在以上阶段里，还包含着以下这些过程：a、水解阶段里有蛋白质水解、碳水化合物的水解和脂类水解；b、发酵酸化阶段包含氨基酸和糖类的厌氧氧化与较高级的脂肪酸与醇类的厌氧氧化；c、产乙酸阶段里有从中间产物中形成乙酸和氢气和由氢气和 氧化碳形成乙酸；d、甲烷化阶段包括由乙酸形成甲烷和从氢气和二氧化碳形成甲烷。除以上这些过程之外，当废水含有硫酸盐时还会有硫酸盐还原过程。复杂化合物的厌氧降解可以利用图来表述（见图1）
（2）厌氧生物膜法处理工艺的应用研究进展
a、厌氧滤器（AF）
厌氧滤器是60年代末由美国McCarty 等在Coulter等研究基础上发展并确立的第一个高速厌氧反应器。传统的好氧生物系统一般容积负荷在2KgCOD/（m3?d）以下。而在AF发明之前的厌氧反应器一般容积负荷也在4-5kgCOD/（m3?d）以下。但AF在处理溶解性废水时负荷可高达10-15 kgCOD/（m3?d）。[4]因此AF的发展大大提高了厌氧反应器的处理速率，使反应器容积大大减少。
AF作为高速厌氧反应器地位的确立，还在于它采用了生物固定化的技术，使污泥在反应器内的停留时间（SRT）极大地延长。McCarty发现在保持同样处理效果时，SRT的提高可以大大缩短废水的水力停留时间（HRT），从而减少反应器容积，或在相同反应器容积时增加处理的水量。这种采用生物固定化延长SRT，并把SRT和HRT分别对待的思想推动了新一代高速厌氧反应器的发展。
SRT的延长实质是维持了反应器内污泥的高浓度，在AF内，厌氧污泥的浓度可以达到10-20gVSS/L。AF内厌氧污泥的保留由两种方式完成：其一是细菌在AF内固定的填料表面（也包括反应器内壁）形成生物膜；其二是在填料之间细菌形成聚集体。高浓度厌氧污泥在反应器内的积累是AF具有高速反应性能的生物学基础，在一定的污泥比产甲烷活性下，厌氧反应器的负荷与污泥浓度成正比。同时，AF内形成的厌氧污泥较之厌氧接触工艺的污泥密度大、沉淀性能好，因而其出水中的剩余污泥不存在分离困难的问题。由于AF内可自行保留高浓度的污泥，也不需要污泥的回流。
在AF内，由于填料是固定的，废水进入反应器内，逐渐被细菌水解酸化、转化为乙酸和甲烷，废水组成在不同反应器高度逐渐变化。因此微生物种群的分布也呈现规律性。在底部（进水处），发酵菌和产酸菌占有最大的比重，随反应器高度上升，产乙酸菌和产甲烷菌逐渐增多并占主导地位。细菌的种类与废水的成分有关，在已酸化的废水中，发酵与产酸菌不会有太大的浓度。
细菌在反应器内分布的另一特征是反应器进水处（例如上流式AF的内部）细菌由于得到营养最多因而污泥浓度最高，污泥的浓度随高度迅速减少。
污泥的这种分布特征赋予AF一些工艺上的特点。首先，AF内废水中有机物的去除主要在AF底部进行（指上流式AF），据Young和Dahab报道[4]， AF反应器在1m以上COD的去除率几乎不再增加,而大部分COD是在0.3m以内去除的。因此研究者认为在一定的容积负荷下,浅的AF反应器比深的反应器能有更好的处理效率。其次,由于反应器底部污泥浓度特别大，因此容易引起反应器的堵塞。堵塞问题是影响AF应用的最主要问题之一。据报道,上流式AF底部污泥浓度可高达60g/L。厌氧污泥在AF内的有规律分布还使得反应器对有毒物质的适应能力较强,可以生物降解的毒性物质在反应器内的浓度也呈现出规律性的变化,加之厌氧生物膜形成各种菌群的良好共生体系,因此在AF内易于培养出适应有毒物质的厌氧污泥。例如在处理三氯甲烷和甲醛废水中,发现AF反应器内的污泥产生了良好的适应性,这些有毒物质的去除效果和允许的进液浓度逐渐上升。AF同时也具有较大的抗冲击负荷能力。一般认为在相同的温度条件下，AF的负荷可高出厌氧接触工艺2~3倍，同时会有较高的COD去除率。
AF在应用上的问题除了堵塞和由局部堵塞引起的沟流以外，另一个问题是它需要大量的填料，填料的使用使其成本上升。由于以上问题，国外生产规模的AF系统应用也不是很多。据Le-ttinga在1993年估计，国外生产规模的AF系统大约仅有30~40个。[4]
作为升流式厌氧滤池的革新技术——厌氧膜床（S?pecial Anaerobic Film Bed, SAFB）,采用较大颗粒及孔隙率的填料代替传统的小粒径填料，有效地解决了反应器的堵塞问题。厌氧膜床具有如下特点：
有效克服了厌氧滤池易堵塞和出水水质差的缺点；
生物固体浓度高，因此可获得较高的有机负荷；
在厌氧膜床内微生物通过附着在填料表面形成生物膜，以及悬浮于填料孔隙间形成细菌聚集体，因此在厌氧膜床内可以保持较高的生物量。因此可缩短水力停留时间，耐冲击负荷能力较强；
启动时间短，停止运行后再启动也较容易；
不需要回流污泥，运行管理方便；
在水量和负荷有较大变化的情况下，耐冲击性较好。
b、厌氧流化床反应器（AFBR）
在流化床系统中依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜来保留厌氧污泥，液体与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的微粒形成流态化来实现。
流化床反应器的主要特点可归纳如下：
流态化能最大程度使厌氧污泥与被处理的废水接触；
由于颗粒与流体相对运动速度高，液膜扩散阻力小，且由于形成的生物膜较薄，传质作用强，因此生物化学过程进行较快，允许废水在反应器内有较短的水力停留时间；
克服了厌氧滤器堵塞和沟流问题；
高的反应器容积负荷可减少反应器体积，同时由于其高度与直径的比例大于其它厌氧反应器，因此可以减少占地面积。
但是，厌氧流化床反应器存在着几个尚未解决的问题。其一，为了实现良好的流态化并使污泥和填料不致从反应器流失，必须使生物膜颗粒保持均匀的形状、大小和密度，但这几乎是难以做到的，因此稳定的流态化也难以保证。[5]其次，一些较新的研究认为流化床反应器需要有单独的预酸化反应器。同时，为取得高的上流速度以保证流态化，流化床反应器需要大量的回流水，这样导致能耗加大，成本上升。由于以上原因，流化床反应器至今没有生产规模的设施运行。有人认为它在今后应用的前景也不大。[5]
c、厌氧附着膜膨胀床反应器（AAFEB）
厌氧附着膜膨胀床（Anaerobic Attached Film Expanded Bed）是Jewell等人在1974年研究和开发出来的一种污水处理工艺。与生物流化床相比，区别在于载体的膨胀程度。以填料层高度计，膨胀床的膨胀率约为10%~20%，此时颗粒间仍保持互相接触，而流化床则为20%~70%。Bruce J.Alderman等[6]通过对比厌氧膨胀床、滴滤池和活性污泥法等工艺的经济性，发现对于小型污水处理厂而言，厌氧膨胀床后续滴滤池的设计是最为经济的选择，能耗量少，污泥产率量低。但目前此工艺仍主要停留在小试和中试研究阶段。
综上所述，采用厌氧生物膜反应器为主体的厌氧处理技术，作为生活污水处理的核心方法，在技术上已经成熟，并且较之其它方法有独到的一些优势。但是，厌氧方法在浓缩营养物（氮和磷）方面效果不大，同时它仅能除去部分病源微生物。此外，残存的BOD、悬浮物或还原性物质可能影响到出水的质量。所以厌氧生物膜反应器要成为完整的环境治理技术，合适的后处理手段必不可少。
3、好氧生物膜法处理技术——生物接触氧化
生物接触氧化法是由生物滤池和接触曝气氧化池演变而来的。早在20世纪30年代，已在美国出现生产型装置。当时的生物接触氧化池，填料的材质是砂石、竹木制品和金属制品，主要用于处理低浓度、低有机负荷的污水，它克服了活性污泥法在处理此类污水时，因污泥流失而不能维持正常运行的缺点，并取得了较好的效果。进入70年代，随着大孔径、高比表面积的蜂窝直管填料和立体波纹塑料填料的出现，使生物接触氧化法的应用范围得到拓宽，它不仅可用于处理生活污水，而且可用于处理高浓度有机废水和有毒有害工业废水，与其他生物处理方法相比，展现出了优越性，我国在70年代开始对生物接触氧化法进行了研究，第一座生产性试验装置用于处理城市污水，在处理效果、动力消耗、经济效益和管理维护等方面都明显优于活性污泥法。与活性污泥法比较，生物接触氧化具有以下主要优点：①生物接触化法以填料作为载体，供生物群栖息生长，形成稳定的生态体系，有较高的微生物浓度，一般可达10~20g/l；氧的利用率高，可达10%。具有较高的耐冲击负荷能力和对环境变化的适应能力，剩余污泥量少。②生物接触氧化法可以充分利用丝状菌的强氧化能力且不产生污泥膨胀。并且不需要象活性污泥法那样采用污泥回流以调整污泥量和溶解氧浓度，易于管理和操作。随着十余年的大量实践，对氧化池结构形式、填料的品种和安装方式、供气装置的种类和布置形式等方面进行了不断创新、不断优化。目前，生物接触氧化技术已经广泛应用处理生活污水、生活杂用水和不同有机物浓度的工业废水。
填料是微生物栖息的场所、生物膜的载体。填料的表面生长生物膜，生物膜的新陈代谢过程使污水得利净化。填料的性能直接影响着生物接触氧化技术的效果和经济上的合理性，因而填料的选择是生物接触氧化技术的关键。
填料的特性取决于填料的材质和结构形式。填料的材质应具有分子结构稳定、抗老化、耐腐蚀和生物稳定性好等特性。填料的结构形式应具有比表面积大、空隙率高、硬度高、有布水布气和切割气泡的功能。填料之间的空隙在外力作用下可发生变化，有利于剥落的生物膜及时排出填料区，以及填料的体积应具有可压缩性，并在复原后不发生变形，便于运输和安装。
固定化载体的发展
（1）固定式填料
固定式填料以蜂窝状及波纹状填料为代表，多用玻璃钢、各种薄形塑料片构成。新近有陶土直接烧结生产的陶瓷蜂窝填料，孔形为六角形，孔径在20~100mm之间。由于比表面积小，生物膜量小，表面光滑，生物膜易脱落，填料横向不流通，造成布气不均匀，易堵塞以至无法正常运转，且造价较高，近年来，此类填料已逐渐淘汰。
（2）悬挂式填料
悬挂式填料包括软性、半软性及组合填料、软性填料，理论比表面积大,空隙率>90%，挂膜快，空隙的可变性使之不易堵塞，而且造价低，组装方便，出水稳定，处理效果较好,COD和BOD5去除率达80%以上。但废水浓度高或水中悬浮物较大时，填料丝会结团，大大减少了实际利用的比表面积，且易发生断丝、中心绳断裂等情况，影响使用寿命，其寿命一般为1~2年。半软性填料，具有较强的气泡切割性能和再行布水布气的能力、挂膜脱膜效果较好、不堵塞；COD和BOD去除率在70-80%。使用寿命较软性填料长。但其理论比表面积较小（87-93m2/m3）生物膜总量不足影响污水处理效果，且造价偏高。
组合式填料，是鉴于软性、半软性存在的上述缺点并吸取软性填料比表面积大、易挂膜和半软性填料不结团，气泡切割性能好而设计的新型填料，在填料中央设计半软性部件支撑着外围的软性纤维束，其平面有如盾形，故又称盾式填料。其比表面积1000~2500 m2/m3，空隙率98%-99%，具有挂膜快，生物总量大，不结团等优点。污水处理能力优于软性、半软性填料，在正常水力负荷条件下COD去除率70%-85%，BOD5去除率达80%~90%，与之类似的还有灯笼式（或龙式）和YDT弹性立体填料。
（3）分散式填料
分散式填料包括堆积式、悬浮式填料，种类繁多。特点是无需固定和悬挂，只需将之放置于处理装置之中，使用方便，更换简单。北京晓清环保公司的多孔球形悬浮填料和北京桑德公司的SNP无剩余污泥悬浮填料等，具有充氧性能好，挂膜快，使用寿命长等优点。江西萍乡佳能环保工程公司新近开发的堆积式填料—球形轻质陶料，填料粒径2~4 mm，有巨大的比表面积，使反应器中单位体积内可保持较高的生物量，而且填料上的生物膜较薄，其活性相对较高，具有完全符合曝气生物滤池填料的国际性能标准，在法国承建的我国大连马栏河污水处理厂使用，这是我国新型填料开发的一项重大突破。
四、水解酸化—好氧活性污泥工艺在生活污水处理中的应用
城市污水经厌氧处理后，在现有的技术条件下，要达到二级出水标准，需要相当长的停留时间，结果使厌氧处理虽然在运行管理费用上占有优势，但在基建投资上却失去了竞争力。因此从微生物和化学角度讲，厌氧处理仅仅提供了一种预处理，它一般需要后处理方能满足新的污水排放标准。印度和南美国家在积极推广应用厌氧生活污水处理技术的同时，普遍意识到由于厌氧处理后氮和磷基本上没有去除，因此对厌氧出水进一步处理很有必要。缺乏合适的后处理技术，是导致厌氧生物处理技术在生活污水处理领域应用缓慢的主要原因之一。虽然已有的小试实验结果表明，两级厌氧系统组合可以获得良好的处理效果。但目前，在实际生产中，应用最为广泛的仍然是厌氧与好氧组合系统。在印度，氧化塘是最常用的后处理方法。经厌氧、氧化塘两级处理后的出水BOD5、CODcr和TSS去除率分别为87%、81%和90%。在巴西NovaVista市的7000人生活污水处理工程中，以及哥伦比亚Bucarmanga镇的160000人生活污水处理工程中，后处理均采用的是兼性氧化塘。在墨西哥的厌氧生活污水处理工程中，后处理方法比较多样化，二沉池＋氯消毒、淹没滤池＋二沉池＋氯消毒、氧化沟等，最后直接排入城市污水管网或用于农灌。在日本，城镇生活污水一般采用厌氧消化＋好氧活性污泥法联合处理、厌氧滤池＋好氧滤池以及厌氧滤池＋接触氧化法组合处理。并且最新研制的具有脱氮除磷功能的高级型JOHKASO小型家用生活污水净化器系统，广泛应用于分散处理生活污水方面。[7]厌氧和好氧生物处理技术的组合能够有效的去除大部分有机和无机污染物。厌氧生物专家G·Lettinga教授断言厌氧处理生物技术如果有合适的后处理方法相配合，可以成为分散型生活污水处理模式的核心手段，这一模式较之于传统的集中处理方法更具有可持续性和生命力，尤其适合发展中国家的情况。[8]
厌氧-好氧组合处理工艺，充分发挥了厌氧技术节能、好氧技术高效的优势，成为目前污水处理工艺发展的主要趋势。在国外，由上流式厌氧污泥床反应器（UASB）和好氧生物膜反应器组成的厌氧—好氧组合处理工艺一直是研究的重点，[9，10，11]并针对组合工艺的硝化/反硝化性能和动力学机理展开了较为深入的研究。[12，13]近年来，Ricardo Franci Goncalves等[14，15]进行的小试和中试的研究结果表明，采用UASB和淹没式曝气生物滤池（BF）组合工艺处理生活污水，两段HRT分别为6h和0.17h时系统对CODcr 、BOD5 和SS去除率均在90%以上，并且该组合系统相对单一的UASB污水处理系统而言，有更好的稳定出水水质的作用。当BF段的污泥回流至UASB段时，厌氧反应器内有机物甲烷化的能力提高，使产气量增加、剩余污泥量减少，可以减少甚至省去污泥浓缩池和消化池。
由于以UASB为主体的厌氧-好氧组合处理工艺,受温度的影响较大,特别是在低温条件下,系统的性能不能得到充分的发挥。Igor Bodik等[16]通过中试试验研究了厌氧折流板生物滤池反应器和淹没式曝气生物滤池组合工艺低温下处理生活污水时的脱氮性能。系统经过一年的运行，在厌氧段和好氧段的水力停留时间分别为15 h和4h的条件下，即使环境温度低于10℃（平均气温5.9℃），对CODcr、BOD5和SS的去除率仍达80%左右。低温使硝化的活性受到一定的影响，温度在4.5-23℃范围内，TKN的去除率在46.4-87.3%间变化,并且该系统也具有一定的反硝化功能，为低温环境下生活污水的脱氮处理提供了参考。
参考资料：http://..com/question/23545633.html?si=4

❸ 生活污水中含有大量的有机物和无机含氮化合物．脱氮是污水处理的重要内容之一．下图是生物脱氮的工艺流程

由反应可知，N元素的化合价升高，O元素的化合价降低，则N元素失去电子被氧化，O元素被还原，对应的NO₃^-、H₂O为还原产物，
故答案为：N；NO₃^-、H₂O．

❹ 污水处理生化处理过程中，生物硝化过程的主要影响因素有哪些

在污水复生化处理过程中，影制响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类：
一、基质类包括营养物质，如以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质、以及铁、锌、锰等微量元素；另外，还包括一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。
二、环境类影响因素
(1)温度。
(2)PH值。活性污泥系统微生物最适宜的PH值范围是6.5-8.5，酸性或碱性过强的环境均不利于微生物的生存和生长，严重时会使污泥絮体遭到破坏，菌胶团解体，处理效果急剧恶化。
(3)溶解氧。

❺ 废水处理中常用的方法

1、废水首先经过格栅、筛网后流至絮凝沉淀池,为了使处理效果好,在絮凝沉淀池中加入混凝剂,使废水中悬浮物治理效果更好,混凝加药也起到调节废水的作用.絮凝沉淀后的废水流入预曝气调节池中。

2、曝气调节池中通入空气,起到预曝气调节的作用.调节均匀的废水用泵提升到一级浮动填料生化池中。

3、生化池中安装充氧效率很高的曝气头,并装入浮动填料,实践证明该项技术对COD和BOD有较高的去除效率.一级浮动填料生化池中废水自流入二级浮动填料生化池,二池采用方法相同。

4、二级浮动填料生化池水自流入斜板沉淀池中.池中加入聚丙烯蜂窝斜管,可大大提高沉降效率,另外水力负荷高,停留时间短,占地面积小。

5、混凝沉淀池与斜板沉淀池沉淀污泥排入污泥浓缩池中,然后经污泥脱水机械脱水。

6、斜板沉淀池排出的水流入清水池中,经检测后外排。

污水处理流程图
处理方法：

1、按作用分：污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种。

（1）物理法：主要利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过程中不改变化学性质。常用的有重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。物理法处理构筑物较简单、经济，用于村镇水体容量大、自净能力强、污水处理程度要求不高的情况。

（2）生物法：利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法处理程度比物理法要高。

（3）化学法：是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶体物质的方法，多用于工业废水。常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等。化学处理法处理效果好、费用高，多用作生化处理后的出水，作进一步的处理，提高出水水质。

2、按处理程度分：污水处理按照处理程度来分可分为一级处理、二级处理和三级处理。

（1）一级处理主要是去除污水中呈悬浮状态的固体物质，常用物理法。

（2）二级处理的主要任务是大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物，BOD去除率为80%～90%。

（3）三级处理的目的是进一步去除某种特殊的污染物质，如除氟、除磷等，属于深度处理，常用化

❻ 污水处理菌的作用是什么

技术说明

在21世纪人类经济高度发展的同时，也造成环境严重破坏与污染，使人们的健康遭受到严重的威胁，于是整治各种污染的环境保护措施迫在眉睫，从中央到地方，无不将其列为首要的施政重点。其中水污染的程度已经造成生态的严重失衡，大自然因过度的污染而失去了原有的氮循环自净能力，所以藉由水处理方法是修复大自然生态的必须法门。

而在众多的污水处理方法中，生物处理法因为工艺简单、成效显著、成本低廉、纯天然环保、无二次公害等优点，在全世界都是最主要的污水处理工艺。其中生物膜法、生物滴虑法、活性污泥法或加入生物制剂等方法，都是利用生物的分解能力达到净化水质的目的。但目前市面上大多的微生物处理仅靠存在于废水污泥中自发菌之作用，由于现代工业化污水中的污染源种类相当复杂，而分解污染物的生物菌种类不全，该有的不存在，而不必要者又偏多，往往因为有效菌数量不足或菌种分解能力不够，降解污染能力欠佳，以致于处理效果不易控制，有时还需凭借运气，此种情形往往使投资兴建设备之业主丧失信心，无所适从。

第三代BIO-1污水处理菌种的技术核心技术在于“以生物技术修复受污染水体氮循环自净能力”，所有的菌种源自于大自然，加以人工培育驯化，最终回归大自然，担任修复水体氮循环的使命，符合无毒、无公害、无二次污染、对人体无害的原则。能有效去除氨氮、BOD、COD、SS、硝酸根、硫酸根、色度、臭味、毒性物质、化合污染物等，而不需化学混凝、助凝过程。

作用机理

一、好氧性微生物污水处理菌种利用水中的溶氧（DO），将有机污染物质分解成水和二氧化碳，或转化为污水处理微生物的营养物质，并利用这些养分进行繁殖，其过程正好可以降解污染物质，达到除污除臭的目的，此种处理法称为好氧性处理，利用最多的就是活性污泥法。

二、通用厌氧性污水处理微生物是在没有溶氧的环境下将硝酸盐还原（利用硝酸盐中的氧），进行脱氮反应，使其产生氮气，此种方广泛运用于含有氮气的废水处理。而酸生成菌（通用厌氧性微生物）常用于绝对厌氧微生物污水处理工法中的前期酸化反应。

三、绝对厌氧性生物处理是利用酸生成菌进行酸化反应，将污水中的醣类或蛋白质分解成单醣类、胺基酸或低级脂肪酸（有机酸）。再以醋酸生成菌（绝对厌氧性微生物）将污水中的单醣类、胺基酸或有机酸分解成醋酸。最后再以甲烷生成菌（绝对厌氧性微生物）分解醋酸生成甲烷。

四、多数的污水处理微生物以污染物为食，比如碳水化合物类、蛋白质类和脂肪类等污染物，都能被各种污水处理微生物分解，使其成为自身生长繁殖的养分。而利用光合细菌和芽孢杆菌等，能将恶臭气体硫化氢转化成自身生长所需要的硫元素，进而达到除臭的效果。

五、微生物污水处理菌种本身具有的多糖类黏性物质，能利用来吸附环境中的污染物，此种特性常被运用来对重金属离子的吸附。

六、经过特殊微生物污水处理菌群进入到污水中时，会成为环境中的优势菌，能抑制病原菌和腐败菌的生长，比如乳酸菌等成为优势菌后，就能抑制环境中大肠杆菌等的生长，从而减少氨气等臭味的产生。

❼ 污水处理的意义

污水处理的意义：将污水进行处理之后，可以对其进行循环使用，为我国的生产减少水资源的消耗。水处理技术利用相关的技术手段对污水进行净化，使其可以继续使用，所以污水处理极为重要。

按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：

①漂浮和悬浮的大小固体颗粒；

②胶状和凝胶状扩散物；

③纯溶液。

按水污的质性来分，水的污染有两类：

一类是自然污染；另

一类是人为污染，当前对水体危害较大的是人为污染。

污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

(7)水处理生物重点扩展阅读

污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种。

①物理法：主要利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过程中不改变化学性质。常用的有重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。物理法处理构筑物较简单、经济，用于村镇水体容量大、自净能力强、污水处理程度要求不高的情况。

②生物法：利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法处理程度比物理法要高。

③化学法：是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶体物质的方法，多用于工业废水。常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等。化学处理法处理效果好、费用高，多用作生化处理后的出水，作进一步的处理，提高出水水质。

一级处理后的废水BOD去除率只有20%，仍不宜排放，还须进行二级处理。二级处理的主要任务是大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物，BOD去除率为80%～90%。

一般经过二级处理的污水就可以达到排放标准，常用活性污泥法和生物膜处理法。三级处理的目的是进一步去除某种特殊的污染物质，如除氟、除磷等，属于深度处理，常用化学法。

❽ 11年考研考长大 ， 市政工程方向 ，专业课考水处理生物学 ，想问它的指定教材或参考教材是什么

《水处理生物学》
作者：顾夏声等
出版社：中国建筑工业出版社
出版日期：2006

❾ 生物沸石滤料怎么应用在水处理方面

1、什么是生物沸石滤料？

利用天然非金属矿产来进行水处理由于成本较低，无二次污染，逐渐成为当前环保研究的热点之一。沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的硅铝酸矿物，分子式一般可表示为：M₂/nO·Al₂O₃·XSiO₂·YH₂O，其中n为阳离子的化合价。沸石骨架最基本单元结构是以Si为中心，形成4个顶点有氧配置的SiO4四面体以及Al取代Si并置换成AlO4四面体的结合体。

沸石滤料

硅（铝）氧四面体通过桥氧连接，在平面上显示为多种封闭的环状结构，在三维空间上可形成多种形状的规则多面体，并构成沸石相互连接的多维孔穴群或孔道体系。正因为沸石具备网架状的特殊空间结构和相互连接的孔穴和孔道，使得其比表面积极大（400～800㎡/g）。另外，由于沸石构架上的碱和碱土金属离子极易与水溶液中的阳离子发生交换作用，从而使沸石具有良好的吸附、交换性能。由于沸石具备孔隙度高、比表面积大、表面粗糙以及吸附性能良好等特点，可吸附有极性的分子和细菌，对细菌有富集作用。沸石的微孔结构适于微生物生长繁殖，对微生物无毒害，因此沸石是一种理想的生物载体。
首次提出了“生物沸石”的概念，即以沸石作为微生物生长的载体，借助沸石内部富有空穴和孔道的结构特点，通过吸附富集极性分子和细菌，创造微生物生长条件，使沸石表面生长一层生物膜，以同时发挥沸石的吸附性能和生物膜的作用，去除水中的污染物质。研究表明生物沸石可以改进沸石的水处理特性，使生物、沸石共同起作用。例如用它与混凝沉淀相结合，能高效去除水中氨氮、亚硝酸盐氮、锰、有机物、嗅和味、改善色度等；还能利用沸石表面富集的硝化细菌群，将吸附的多量氨氮转化为硝酸盐氮，从而空出吸附位，达到原位再生的目的。另有研究表明沸石富集水体中的微生物，在充足的溶解氧条件下，微生物在沸石表面形成生物膜，同时沸石自身表面有机物的分解可使以有机物为养料的微生物生长繁殖，使得沸石在一定程度上得以再生，大大延长了生物沸石的使用周期。

2、生物沸石滤料在水处理方面的应用：

随着工业和城市的迅速发展，相当多的饮用水源地受到了较严重污染，传统的净水工艺难以适应微污染水源处理，不能有效去除原水中的氨氮、色度和藻类等。与此同时，人们对饮用水水质的要求却不断提高。因此，微污染水源水处理成为近10年来我国水处理研究热点之一，而在微污染水源水的处理中引入生物处理技术，已经成为一个技术发展方向和有效手段。例如通过生物膜法进行预处理，借助于微生物群体的新陈代谢活动，对水中的有机污染物、氨氮、亚硝酸盐以及铁、锰等无机污染物进行初步去除，既改善了水的混凝沉淀性能，也减轻了常规处理和后续处理过程的负荷。
对沸石滤料生物滤池处理微污染水源水中低浓度氨氮的挂膜启动性能进行了研究。试验结果表明，挂膜过程可以根据氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮浓度的变化分为3个阶段：初期沸石以本身对铵离子的吸附交换为主，氨氮去除率达88%以上；中期开始出现生物硝化作用，亚硝酸盐积累明显，硝酸盐出水浓度不稳定，氨氮去除率稳定，但下降至65%左右；后期硝化反应稳定进行，亚硝酸盐迅速转化为硝酸盐，氨氮去除率稳定在60%以上。
由于微污染水源水中污染物含量较低，使生物沸石法处理源水具有不同于污水处理的一些特性。为了掌握低污染条件下的生物沸石反应器的运行原理和工况条件，以更好地控制运行效果，在工程实践中取得应用，采用曝气生物沸石滤柱为反应器形式，通过长期连续的动态运行，重点研究了低含量氨氮在生物沸石反应器运行不同阶段的去除和转化以及影响因素。结果表明，水力停留时间越长，对氨氮的去除效果越好，水力停留时间为24min时，较为经济合理；随着进水氨氮浓度的降低，氨氮去除率下降，进水氨氮的质量浓度低于2mg/L时，生物沸石柱出现氨氮解吸现象；采用间歇曝气方式，既不影响硝化作用又节约能耗；反应最佳pH值为7.2～7.4。较早利用生物沸石反应器去除微污染水源水中的氨氮、亚硝酸盐氮、锰、有机物、色度、浊度等。经长期运行测试，生物沸石预处理器对氨氮、亚硝酸盐氮、有机污染物等均有较高的去除效果。其中对氨氮、亚硝酸盐氮和有机物的平均去除率分别为93%，90%和32%。并提出了反应器的最佳过滤速度为8～10m/h，最佳填料填充高度为600～800mm。生物沸石反应器具有和生物活性炭、生物陶粒一样的性能，该技术为微污染水源水质净化提供了一种新材料，新途径。
利用自行研制的生物沸石滤池处理污染水源水，探讨了挂膜期间对CODMn和氨氮的去除效果；水力负荷对CODMn、氨氮、铁、锰、浊度去除效果的影响以及温度、水力停留时间对氨氮去除的影响等。结果表明：挂膜初期对氨氮的去除以离子交换和吸附作用为主，末期以硝化作用为主。氨氮的去除率呈现先下降再上升最后达到稳定的现象；提高水力负荷对氨氮、CODMn、铁、锰和浊度都有不同程度的影响，最佳水力负荷3.18m³/（m2·h）时，氨氮、CODMn、浊度、铁和锰的去除率分别为75.2%，31.8%，27.8%，31.6%和48.2%，温度和水力负荷对氨氮的去除率有较大影响，温度较低时，降低水力负荷，提高水力停留时间，可以提高氨氮的去除率。利用臭氧的氧化性和生物沸石的生物、吸附和离子交换共同作用处理微污染模拟水源水，研究了臭氧氧化、生物过滤、沸石吸附对微污染水中有机物的不同处理效果和组合工艺的竞争、协同效果。结果表明：对于ρ（CODMn）为6.30-7.20mg/L的原水，在臭氧投加量为2.1mg/L，接触时间为15min时，CODMn的去除率可达10.8%；沸石吸附对CODMn的平均去除率为11.5%，生物沸石对CODMn的平均去除率为32.3%。臭氧-沸石工艺的CODMn平均去除率为15.6%，小于工艺组成单元的单独去除率的加和，各单元在有机物处理上存在竞争关系。
臭氧-生物沸石工艺的CODMn平均去除率为45.5%，大于臭氧氧化和生物过滤独立单元去除率的加和，各单元之间为协同作用关系，因此宜采用臭氧-生物沸石工艺处理有机微污染水体。该课题组的研究结果还表明，生物沸石柱采用接种挂膜法，在水温17～19℃，经过17d挂膜成熟。挂膜期间COD和氨氮的去除率在到达最低点和稳定值的时间上具有同步性，挂膜成熟后COD的去除率稳定在40％左右，氨氮的去除率稳定在70%左右。在臭氧存在的条件下，微生物仍能生存，微生物经过2～3d的驯化，在臭氧投加量为2.1mg/L、接触时间10min时，COD和氨氮的去除率均较高。
本文针对生物沸石在水污染控制领域的应用进展加以综述，旨在总结国内外关于生物沸石在水处理应用中的研究进展，并基于水处理工程的发展趋势，探讨其今后值得重点研究的问题，以期能为生物沸石的深入研究及其在水环境污染防治中的广泛应用提供一定的参考。

❿ 在废水的生物处理中为什么要考虑废水中C、N、P的比例

因为水中如果C、N、P的含量太高会造成水体富营养化，导致藻类富集，造成严重水体污染，富集化的藻类会抢夺水体中的营养物质，并会遮挡阳光，给其他水生生物带来严重的危害