猪尿一体化污水处理设备厂家

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废水生物处理技术

1、概论

在自然界中，存在着大量依靠**物生活的微生物，它们具有氧化分解**物并将其转化为无机物的能力。生物处理法就是利用微生物的这一功能，采取人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高对污水中**物氧化降解效率的一种污水处理方法。生物处理法按参与作用的微生物种类和供氧情况，又可分为好氧法和厌氧法两大类。

按照微生物对氧的需求，生物法分为好氧、厌氧（含缺氧）两类；按微生物生长方式分为悬浮生长、固着生长、混合生长3类。还可以按照操作条件和用途分类。

常用的好氧生物处理工艺包括：普通活性污泥法、氧化沟、间歇式活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘以及曝气生物滤池等。常用的厌氧生物处理工艺包括：水解酸化池、普通厌氧消化池、厌氧接触法、厌氧滤池、升流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧流化床以及EGSB反应器、IC反应器等。

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2、好氧生物处理法

好氧生物处理法主要有活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法是水体自净的人工强化方法，是一种依靠在曝气池内里悬浮、流动状态的微生物群体的凝聚、吸附、氧化分解等作用来去除污水中**物的方法；生物膜法则是土壤自净（如灌溉田）的人工强化方法，是一种使微生物群体附着于某些载体的表面上呈膜状，通过与污水接触，生物膜上的微生物摄取污水中的**物作为营养并加以同化从而使污水得到净化的方法。

2.1 生物膜法

2.1.1 概述

生物膜处理法发展至今，已形成了多种处理工艺，具有代表性的有：生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法等。

（1）生物膜的构造与性能

污水在与滤料或载体流动接触的过程中，其中的**物会被微生物同化并在滤料或载体的表面上逐渐形成生物膜。生物膜是微生物高度密集的物质，是由好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物和较高等动物组成的生态系。另外，在一些生物膜处理构筑物中还会有藻类出现。对于不同的污水、不同的工作条件和环境、不同的处理设施及部位，生物膜上微生物的种类和数量是不相同的。

生物膜首先吸附附着于水层中的**物，然后由生物膜外侧的好氧菌将其分解；随着微生物的生长，生物膜的厚度不断增加，当达到一定厚度时，氧不能透入深部，使得在靠近滤料或载体表面的薄层中造成厌氧环境而形成厌氧膜层。

生物膜的内、外进行着多种物质的传递，其过程为：空气中的氧溶于流动水层中，并通过附着水层传给生物膜，供微生物呼吸用；污水中的**物则由流动水层传递给附着水层，再进入生物膜被降解；微生物的代谢产物沿着相反的方向排出。

2.2生物接触氧化法

生物接触氧化法又称“淹没式生物滤池”，它是在池内设置填料，污水浸没全部填料，采用与曝气池相同的曝气方法，提供微生物所需的氧量。填料上长满生物膜，污水中的**物被生物膜上的微生物降解，使污水得到净化。该法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的处理方法，并兼有两者的优点。

该法的生物膜上生物相当丰富，生物量大，能够形成一个密集而稳定的生态系，因而能有效地提高净化效果。不但能有效地去除**物，还能用以脱氮和除磷。该法抗冲击负荷能力强。污泥生成量小，不需要污泥回流，易于管理，无产生污泥膨胀的危害，能够保证出水水质。

接触氧化池是生物接触氧化法的中心处理构筑物，它由池体、填料、布水装置和曝气系统等几部分组成。

接触氧化池有分流式和直流式两种型式，在分流式池子中，污水的充氧和与填料接触分别在不同的隔间内进行。这样可使污水缓慢地流经填料，与生物膜接触，有利于生物的生长增殖。但由此也带来了冲刷力小，生物膜更新速度慢和易堵塞等问题。因此这种型式的生物接触氧化装置多用于BOD₅负荷较低的处理中。

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3、厌氧生物处理法

3.1 概述

好氧生物处理法的处理效率高，应用广泛，已成为城市污水处理的主要方法。但是好氧法的能耗较大，剩余污泥量较多，特别不适宜处理高浓度**废水和污泥。因此，近年来人们正在积极研究和开发一种既能有效地净化污水，又能节省能源，甚至能实现能源化的废水处理方法-厌氧生物处理法。

厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解**物的。大分子的**物首先被水解成低分子化合物，然后被转化成甲烷和二氧化碳等。厌氧生物处理法与好氧生物处理法相比，具有污泥产量少（约为相同处理规模好氧法的1/4~1/3），消化气体（甲烷含量为60~75%）可作为能源予以回收利用，病原菌、病毒和寄生虫卵等剧减等优点。当然它也存在着处理时间长，对低浓度**污水处理效率低等缺点。

3.2 厌氧消化机理

**物在厌氧条件下消化降解要经过高分子**物的水解，挥发性**酸、醇类的生成和产甲烷、二氧化碳等三个过程。由于这三个过程分别是在产酸菌和产甲烷菌的作用下进行的，因此，一般又将这三个过程分为两个阶段，即酸性消化（酸性发酵）阶段和碱性消化（碱性发酵或甲烷消化）阶段。两阶段如图所示。

1、酸性消化阶段

高分子**构必须首先由细菌分泌的胞外酶水解成简单的**物（一般分解成各类物质的基本单元）才能进入细胞体内进行代谢。在厌氧条件下，由于产酸菌（异养型兼性细菌群）分泌的胞外酶的作用，含碳**物被水解成单糖；蛋白质被水解成肽和氨基酸；脂肪被水解成丙三醇、脂肪酸。这些水解产物再进入各类产酸菌的细胞体内，被代谢成更简单的丁酸、丙酸、乙酸和甲酸等**酸以及醇类、醛类氨、二氧化碳、硫化物、氢等。同时释放出能量。

2、碱性消化阶段

这一阶段就是对酸性消化阶段的代谢产物，在甲烷菌的作用下，进一步分解成生物气（Biogas）的阶段，其产生的生物气（消化气）的主要成分是甲烷、二氧化碳及少量氨和硫化氢等。

甲烷菌属于专性厌氧菌，由于纯甲烷菌培养技术很难，因此到现在为止人们也只是了解到其中的一部分，例如：甲烷球菌属、八叠甲烷球菌属、甲烷杆菌属等。甲烷菌属的特点是：

（1）对培养的要求不高，一般的营养盐类、二氧化碳、醇和氨都可作为碳、氮源；

（2）对PH值的适应范围很窄，适宜的PH值范围是6.4~7.8之间，zui佳PH值为6.8~7.2；

（3）对温度的适应性较弱，甲烷菌在一定的温度内被驯化后，温度波动2℃就可破坏消化作用；

（4）甲烷菌的世代时间较长，一般约为4~6d繁殖一代；

（5）甲烷菌的专一性很强，每种甲烷菌只能代谢有限的几种底物，因此，在厌氧条件下，**物降解转化往往是不完全的。

3.3厌氧生物处理技术

迄今为止，人们已开发了多种厌氧处理工艺，特别是70年代以来研究的一批*二代厌氧生物处理工艺和装置，使厌氧处理装置的**负荷和处理效率大为提高，也进一步扩展了厌氧技术的应用领域。这类厌氧处理工艺主要有：升流式污泥床、升流式厌氧滤池、厌氧流化床和接触氧化工艺等。

1.升流式厌氧污泥床

升流式厌氧污泥床（UASB）污水从底部进入，首先流经一个高浓度的污泥层（SS浓度可高达60~80g/L甚至更高），大部分**物将在此转化为消化气。由于所产消化气的上升和搅拌作用，在污泥层的上部形成一个污泥悬浮层。出水经三相分离器后流出，分离出的消化气导出设备，沉淀污泥回流到厌氧反应室。

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4、生物脱氮工艺

废水中的氮主要以氨氮和**氮形式存在，通常不含或仅含有少量的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。在未经处理的废水中，氮有可溶性的或颗粒状的。可溶性**氮主要以尿素和氨基酸的形式存在。一部份颗粒性**氮在初沉池中可以去除。在生物处理过程中，大部分颗粒性**氮转化成氨氮和其它无机氮。

活性污泥法（A/O工艺）是生物脱氮的主要形式。生物脱氮主要是靠一些专性细菌实现氮的形态转化，较终生成无害的氮气，从水体中脱出。

4.1工艺原理

（1）氨化

在氨化菌的作用下，**氮化合物分解，转化为NH₃-N，以氨基酸为例，其反应式为：

RCHNH₂COOH+O₂→RCOOH+CO₂+NH₃