废水生化处理原理解析

废水生物处理的目的和重要性

1.废水生物处理的目的废水生物处理的首要目的有以下3点：

①絮凝和去除废水中不行自然沉积的胶体状固体物；②安稳和去除废水中的有机物；③去除养分元素氮和磷。

2.废水生物处理的重要性：

①城市污水中约有60%以上的有机物只要用生物法去除才最经济；②废水中氮的去除一般来说只要依托生物法；③现在世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；④大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。

3.微生物在废水生物处理中的作用:

微生物在废水生物处理中首要有三个作用：①去除溶解性有机物（以COD或BOD5表明）（将其转化成CO2和H2O），去除其它溶解性无机养分元素如N（终究转化为N2气）、P（转化为富含磷的剩下污泥从水中分离出来）等；②絮凝沉积和降解胶体状固体物（某些难降解颗粒或胶体状有机物，能够通过微生物发生的胞外多聚物等具有絮凝作用的物质发生沉积，与剩下污泥一同被排出体系；或通过吸附较长时刻地滞留在体系内而被缓慢降解）；③安稳有机物（某些有毒有害难降解有机物能够被微生物初步分化或部分降解，而减轻毒性作用或得到部分安稳，或终究被完全转化为无机物而得到安稳）。

4.微生物代谢进程简介

（1）微生物代谢的基本要素：①动力：化学能，或光能——化能养分型、光能养分型；②碳源：有机碳，或无机碳——异养型、自养型；③无机养分元素——又分为宏量元素，如：N、P、S、K、Ca、Mg等，在处理工业废水时，N、P元素与所需求去除的有机污染物之间的养分平衡问题有时会很关键，必要时就需求在进行中投加必定量的N、P；以及微量元素，如Fe、Co、Ni、Mo等，微量元素关于某些特别的细菌如产甲烷细菌等的成长十分重要，因而在设计和运转厌氧生物反应器时，应给予满足的注重，不然会出现所谓的“微量元素缺乏症”；④特别有机养分物（也称成长因子，如维生素、生物素等）：关于某些特别细菌，某些特别的维生素对其成长的影响会很大，因而，在必要时应考虑补充。

（2）废水生物处理中触及的微生物代谢进程首要有：①化能异养型代谢：在废水生物处理中最首要的代谢方式，首要用于对废水中有机物的去除，包含首要的好氧细菌和厌氧细菌；②化能自养型代谢：也是废水生物处理中常见的一种代谢方式，首要包含硝化细菌（将氨氮氧化为亚硝酸盐，或进一步氧化为硝酸盐）、氢细菌（对其的使用还处在研讨阶段）、铁细菌等；③光合异养型代谢：使用光合细菌以高浓度有机废水为基质出产菌体蛋白；④光合自养型代谢：在废水生物处理中少有使用。

5.废水生物处理中的微生物

（1）细菌：首要包含真细菌(eubacteria)和古细菌(archaebacteria)，是废水生物处理工程中最首要的微生物。
依据需氧状况不同：好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌；依据动力碳源使用状况的不同：光合细菌——光能自养菌、光能异养菌，非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌；依据成长温度的不同：低温菌（10ºC~15ºC)、中温菌(15ºC~45ºC)和高温菌(>45ºC)。

（2）真菌：真菌的三个首要特点：①能在低温文低pH值的条件成长；②在成长进程中对氮的要求较低（是一般细菌的1/2）；③能降解纤维素。真菌在废水处理中的使用：①处理某些特别工业废水；②固体废弃物的堆肥处理。

（3）原生动物、后生动物：原生动物首要以细菌为食，其种属和数量随处理出水的水质而改变，可作为指示生物。后生动物以原生动物为食，也可作为指示生物。

6.关于废水处理中25个为什么？（生化篇）

（1）什么叫废水的生化处理？

 废水的生物化学处理是废水处理体系中最重要的进程之一，简称生化处理。生化处理是使用微生物的生命活动进程将废水中的可溶性的有机物及部分不溶性的有机物有效地去除，使水得到净化。事实上，咱们对生化处理并不是很生疏的，天然的水体中存在着一条食物链，即大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃小虫，小虫吃微生物，微生物吃污水，假如没有这条食物链，自然界就要乱套了。在天然的河流中，有着很多的、依托有机物日子的微生物，它们日日夜夜地将人们排入河流中的有机物（如工业废水、农药化肥、粪便等等有机物质）氧化或还原，终究转化为无机物质，假如没有微生物的存在，咱们周围的河流，少则几个月，多则一、二年，就会成为臭河了，只是因为微生物太微小太分散，以致人们的肉眼看不见算了。而废水的生化处理工程则是在人工条件下对这一进程的强化。人们将无以计数的微生物悉数集中在一个池子内，发明一个非常合适微生物繁衍、成长的环境（如温度、pH值、氧气、氮磷等养分物质），使微生物很多增殖，以进步其分化有机物的速度和功率。然后再往池内泵入废水，使废水中的有机物质在微生物的生命活动进程中得到氧化降解，使废水得到净化和处理。与其他处理办法比较，生化法具有能耗低、不加药、处理作用好、处理费用低等特点。 

（2）微生物是通过何种方式将废水中的有机污染物分化去除去的？

因为废水中存在碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物，这些无生命的有机物是微生物的食料，一部分降解、组成为细胞物质（组合代谢产品），另一部分降解氧化为水份，二氧化碳等（分化代谢产品），在此进程中废水中的有机污染物被微生物降解去除。 

（3）微生物与哪些要素有关？ 

微生物除了需求养分，还需求合适的环境要素，如温度、pH值、溶解氧、浸透压等才能生存。假如环境条件不正常，会影响微生物的生命活动，乃至发生变异或逝世。 

（4）微生物最适合在什么温度规模内成长繁衍？ 

在废水生物处理中，微生物最适合的温度规模一般为16-30℃，最高温度在37-43℃，当温度低于10℃时，微生物将不再成长。 在适合的温度规模内，温度每进步10℃，微生物的代谢速率会相应进步，COD的去除率也会进步10%左右；相反，温度每下降10℃，COD的去除率会下降10%，因而在冬季时，COD的生化去除率会显着低于其它季节。 

（5）微生物最适合的pH条件应在什么规模？ 

微生物的生命活动、物质代谢与pH值有密切联系。大多数微生物对pH的习惯规模在4.5-9，而最适合的pH值的规模在6.5-7.5。当pH低于6.5时，真菌开始与细菌竞赛，pH到4.5时，真菌在生化池内将占完全的优势，其成果是严重影响污泥的沉降成果；当pH超越9时，微生物的代谢速度将遭到阻止。 不同的微生物对pH值的习惯规模要求是不相同的。在好氧生物处理中，pH可在6.5-8.5之间改变；厌氧生物处理中，微生物以pH的要求比较严格，pH应在6.7-7.4之间。

（6）什么叫溶解氧？溶解氧与微生物的联系如何？ 

溶解在水体中的氧被称溶解氧。水体中的生物与好氧微生物，它们所赖以生存的氧气便是溶解氧。不同的微生物对溶解氧的要求是不相同的。好氧微生物需求供应满足的溶解氧，一般来说，溶解氧应维持在3mg/L为宜，最低不该低于2mg/L；兼氧微生物要求溶解氧的规模在0.2-2.0mg/L之间；而厌氧微生物要求溶解氧的规模在0.2mg/L以下。 

（7）为什么高浓度的含盐废水对微生物的影响特别大？ 

咱们先来描述一个浸透压的实验：用一张半浸透薄膜将两种不同浓度的盐溶液离隔，低浓度盐溶液的水分子就会透过半浸透薄膜进入高浓度盐溶液，而高浓度盐溶液的水分子也会透过半浸透薄膜进入低浓度盐溶液，但其数量要少，故高浓度盐溶液一侧的液面会升高，当两边液面的高差发生了满足阻止水再流动的压力时浸透就会停止，这时两边液面的高差发生的压力便是浸透压。一般来说，盐分浓度越高，浸透压越大。 微生物在盐水溶液中的状况与浸透压的实验是相似的。微生物的单位结构是细胞，细胞壁适当于半浸透膜，在氯离子浓度小于等于2000mg/L时，细胞壁可接受的浸透压为0.5-1.0大气压，即便加上细胞壁和细胞质膜有必定的坚韧性和弹性，细胞壁可接受的浸透压也不会大于5-6大气压。但当水溶液中的氯离子浓度在5000mg/L以上时，浸透压大约将增大至10-30大气压，在这样大的浸透压下，微生物体内的水分子会很多浸透到体外溶液中，构成细胞失水而发生质壁分离，严重者微生物逝世。在日常日子中，人们用食盐（氯化钠）腌渍蔬菜和鱼肉，灭菌防腐保存食物，便是运用了这个道理。工程经历数据表明：当废水中的氯离子浓度大于2000mg/L时，微生物的活性将遭到抑止，COD去除率会显着下降；当废水中的氯离子浓度大于8000mg/L时，会构成污泥体积胀大，水面泛出很多泡沫，微生物会相继逝世。 不过，通过长时刻驯化，微生物会逐步习惯在高浓度的盐水中成长繁衍。现在现已有人驯化出能够习惯10000mg/L以上氯离子或硫酸根浓度的微生物。但是，浸透压的原理告诉咱们，现已习惯在高浓度的盐水中成长繁衍的微生物，细胞液的含盐浓度是很高的，一旦当废水中的盐分浓度较低或很低时，废水中的水分子会很多进入微生物体内，使微生物细胞发生胀大，严重者破裂逝世。因而，通过长时刻驯化并能逐步习惯在高浓度的盐水中成长繁衍的微生物，对生化进水中的盐分浓度要求始终保持在适当高的水平，不能忽高忽低，不然微生物将会很多逝世。 

（8）什么叫好氧生化处理？什么叫兼氧生化处理？二者有何差异？

 生化处理依据微生物成长对氧环境的要求的不同，可分为好氧生化处理与缺氧生化处理两大类，缺氧生化处理又可分为兼氧生化处理和厌氧生化处理。在好氧生化处理进程中，好氧微生物有必要在很多氧的存在下成长繁衍，并下降废水中的有机物质；而兼氧生化处理进程中，兼氧微生物只需求少量氧即可成长繁衍并对废水中的有机物质进行降解处理，假如水中氧太多，兼氧微生物反而成长不好从而影响它对有机物质的处理功率。 兼氧微生物可习惯COD浓度较高的废水，进水COD浓度可进步到2000mg/L以上，COD去除率一般在50-80%；而好氧微生物只能习惯于COD浓度较低的废水，进水COD浓度一般操控在1000-1500mg/L以下，COD去除率一般在50-80%，兼氧生化处理和洽氧生化处理的时刻都不太长，一般都在12-24小时。人们使用兼氧生化和洽氧生化之间的差别和相同之长，将兼氧生化处理和洽氧生化处理组合起来，让COD浓度较高的废水先进行兼氧生化处理，再让兼氧池的处理出水作为好氧池的进水，这样的组合处理能够减少生化池的容积，既节省了环保出资又减少了日常的运转费用。 厌氧生化处理与兼氧生化处理的原理和作用是相同的。厌氧生化处理与兼氧生化处理的不同之处是：厌氧微生物繁衍成长及其对有机物质降解处理的进程中不需求任何氧，并且厌氧微生物可习惯更高COD浓度的废水（4000-10000mg/L）。厌氧生化处理的缺陷是生化处理时刻很长，废水在厌氧生化池内的停留时刻一般需求40小时以上。 

（9）生物处理在废水处理工程上有哪些使用？

 生物处理在废水处理工程上使用得最广泛最实用的技能有二大类：一类叫做活性污泥法，另一类叫做生物膜法。 活性污泥法是以悬浮状生物集体的生化代谢作用进行好氧的废水处理方式。微生物在成长繁衍进程中能够构成外表积较大的菌胶团，它能够很多絮凝和吸附废水的悬浮的胶体状或溶解的污染物，并将这些物质吸收入细胞体内，在氧的参加下，将这些物质完全氧化放出能量、CO2和H2O。活性污泥法的污泥浓度一般在4g/L。 而在生物膜法中，微生物附着在填料的外表，构成胶质相连的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮状结构，微孔较多，外表积很大，具有很强的吸附作用，有利于微生物进一步对这些被吸附的有机物分化和使用。在处理进程中，水的流动和空气的搅动使生物膜外表和水不断接触，废水中的有机污染物和溶解氧为生物膜所吸附，生物膜上的微生物不断分化这些有机物质，在氧化分化有机物质的同时，生物膜本身也不断推陈出新，变老的生物膜脱落下来被处理出水从生物处理设施中带出并在沉积池中与水分离。生物膜法的污泥浓度一般在6-8g/L。 为了进步污泥浓度，从而进步处理功率，能够将活性污泥法与生物膜法结合起来，即在活性污泥池中添加填料，这种既有挂膜的微生物又有悬浮微生物的生物反应器称为复合式生物反应器，它具有很高的污泥浓度，一般在14g/L左右。 

（10）生物膜法和活性污泥法有哪些异同之处？

 生物膜法和活性污泥法是以生化处理的不同反应器方式，从外观上看首要差异在于前者的微生物不需求填料载体，生物污泥是悬浮的，而后者的微生物是固定在填料上的，然而它们处理废水、净化水质的机理是相同的。别的，二者的生物污泥都是好氧活性污泥，并且污泥的组成也具有必定的相似性。此外，生物膜法中的微生物，因为是固定在填料上的，能够构成比较安稳的生态体系，其日子能量和耗费能量不象活性污泥法中的微生物那样大，因而生物膜法的剩下污泥比活性污泥法要少。上海信谊百路达药业有限公司的接触氧化池选用生物膜法，而SBR生化池选用活性污泥法。 

（11）什么叫活性污泥? 

从微生物视点来看，生化池中的污泥是由各式各样有生物活性的微生物组成的一个生物集体。假如把污泥的泥粒放在显微镜下调查，能够看到里边有多种微生物---细菌、霉菌、原生动物和后生动物（如轮虫、昆虫的幼虫和蠕虫等），它们构成一条食物链，细菌和霉菌能分化杂乱的有机化合物，获得本身活动必需的能量并结构本身。原生动物以细菌和霉菌为食，又被后生动物所耗费，后生动物也能够直接依托细菌日子。这种充满微生物、具有降解有机物才能的絮状泥粒就叫做活性污泥。 活性污泥除了由微生物组成之外，还含有一些无机物质和吸附在活性污泥上不能再被生物降解的有机物（即微生物的代谢残余物）。活性污泥的含水率一般在98-99%。活性污泥象矾花相同，具有很大的外表积，因而具有很强的吸附力和氧化分化有机物的才能。

（12）怎样点评活性污泥法与生物膜法中的活性污泥？ 

活性污泥法与生物膜法的活性污泥成长状况的判别和点评是不相同的。 在生物膜法中，活性污泥成长状况的点评首要选用显微镜直接调查生物相。 在活性污泥法中，点评活性污泥成长状况的点评除了直接用显微镜调查生物相外，常用的点评目标还有：混合液悬浮固体（MLSS），混合液挥发性悬浮固体（MLVSS），污泥沉降比（SV），污泥沉降指数（SVI）等。 

（13）在用显微镜进行生物相调查时，那一类微生物直接表明生化处理作用杰出？

微型后生动物（如轮虫、线虫等）的出现则表明微生物群落成长杰出，活性污泥的生态体系比较安稳，这时候的生化处理作用最佳，这就好比能经常捕获到大鱼的河流里，小鱼小虾成长杰出的状况相同。

（14）什么叫混合液悬浮固体（MLSS）？

混合液悬浮固体（MLSS）亦要称为污泥浓度，它是指单位体积生化池混合液所含干污泥的分量，单位为毫克/升，用来表征活性污泥浓度。它包含有机物和无机物两部分。一般来说SBR生化池内MLSS值操控在2000-4000mg/L左右为宜。 

（15）什么叫混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）？ 

混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）是指单位体积生化池混合液所含干污泥中可挥发性物质的分量，单位也是毫克/升，因为它不包含活性污泥中的无机物，因而能较切当地代表活性污泥中微生物的数量。 

（16）污泥沉降比（SV）？ 

污泥沉降比（SV）是指曝气池内混合液在100毫升量筒中，停止沉积30分钟后，沉积污泥与混合液之体积比（%），因而有时也用SV30来表明。一般来说生化池内的SV在20-40%之间。污泥沉降比测定比较简单，是鉴定活性污泥的重要目标之一，它常被用于操控剩下污泥的排放和及时反时污泥胀大等异常现象。明显，SV与污泥浓度也有联系。

（17）污泥指数（SVI）？

 污泥指数（SVI）全称污泥容积指数，1克干污泥在湿态时所占体积的毫升数，其计算公式如下为：        SVI＝SV*10/MLSS         SVI剔除了污泥浓度要素的影响，更能反映活性污泥凝聚性和沉降性，一般以为：         当60＜SVI＜100时， 污泥沉降性能好         当100＜SVI＜200时， 污泥沉降性能一般         当200＜SVI＜300时， 污泥由胀大的趋势         当SVI＞300时， 污泥已胀大 

（18）溶解氧（DO）表明什么?

 溶解氧（DO）表明水中氧的溶解量，单位用mg/L表明。不同的生化处理方式对溶解氧的要求也不同，在兼氧生化进程中，水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之间，而在SBR好氧生化进程中，水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之间。因而，兼氧池操作时曝气量要小，曝气时刻要短；而在SBR好氧池操作时，曝气量和曝气时刻要大得多和长得多，而咱们用的是接触氧化，溶解氧操控在2.0-4.0mg/L。 

（19）废水中溶解氧的含量与哪些要素有关？ 

水中溶解氧的浓度能够用Henry规律来表明：当到达溶解平衡时：         C=KH*P         其间：C为溶解平衡时水中氧的溶解度；         P为气相中氧的分压；   KH为Henry系数，与温度有关；添加曝气努力使氧的溶解接近平衡，而同时活性污泥还会耗费水中的氧。因而废水中实践溶解氧量与水温、有效水深（影响压力）、曝气量、污泥浓度、盐度等要素有关。 

（20）生化进程中微生物所需的氧气由谁供给？

 生化进程中微生物所需的氧气首要由罗茨风机供给。 

（21）在生化进程中为什么需求经常补充废水中的养分物？

使用生化进程去除污染物的办法，首要是使用微生物的推陈出新进程，而微生物的细胞组成等生命进程均需求有满足量和品种养分物质（包含微量元素）。关于化工类废水来说，因为出产产品的单一性，因而废水水质的组成的成分也较为单一，缺乏微生物必要的养分物质。比如讲，***公司的出产废水中只要碳和氮而没有磷，这种废水无法满足微生物推陈出新需求，因而有必要添加废水中磷完善微生物推陈出新的进程，促进微生物细胞的组成。这就像人在吃米饭、面粉的同时，还要摄入满足量的维生素相同。 

（22）废水中微生物所需的各养分元素之间的份额为多少？

微生物像动物植物相同也需求必要的养分物质才能够成长繁衍，微生物所需求的养分物质首要是指碳（C）、氮（N）、和磷（P），废水中首要养分元素的组成份额有必定的要求，关于好氧生化一般为C:N:P＝100:5:1（分量比）。 

（23）为什么会有剩下污泥发生？

 在生化处理进程中，活性污泥中的微生物不断地耗费着废水中的有机物质。被耗费的有机物质中，一部分有机物质被氧化以供给微生物生命活动所需的能量，另一部分有机物质则被微生物使用以组成新的细胞质，从而使微生物繁衍生殖，微生物在推陈出新的同时，又有一部分老的微生物逝世，故发生了剩下污泥。

（24）怎样预算剩下污泥的发生量？ 

在微生物的推陈出新进程中，部分有机物质（BOD）被微生物使用组成了新的细胞质以替代逝世了的微生物。因而，剩下污泥的发生量配被分化了的BOD数量有关，两者之间是有相关的。工程设计时，一般都考虑每处理一公斤BOD5，发生0.6-0.8公斤的剩下污泥（100%），折算成含水率为80%的干污泥则为3-4公斤。 

（25）什么叫生物炭法（PACT法）？ 

有些难以生物降解的制药废水，其生化处理出水中的COD要到达国家一级排放规范（100mg/L）以下是比较困难的，因而生化处理出水应再选用颗粒活性炭吸附处理技能以确保出水达标是不行缺少的。但是，颗粒活性炭吸附处理法有一个致命的缺陷即处理本钱太高，其根本原因是颗粒活性炭吸附处理COD的动态吸附容量在10%左右（分量百分比），即一吨活性炭只能吸附处理废水中的COD在100公斤左右。因为颗粒活性炭再生困难，处理本钱高，因而颗粒活性炭处理技能的使用推广在国内还并不普遍。那么是不是能够开发一种新的技能，这种技能能够大起伏地进步活性炭的动态吸附容量，有效地下降废水的处理本钱呢？ 在生化进水中（或在曝气池内）投加粉末活性炭与回流的含炭污泥一同在曝气池内混合，从污泥浓缩池中排出的剩下污泥进污泥脱水设备。在曝气池内，活性污泥附着于粉末活性炭的外表，因为粉末活性炭巨大的比外表积及其很强的吸附才能，进步了污泥的吸附才能，特别在活性污泥与粉末活性炭界面之间的溶解氧和降解基质浓度有了很大起伏的进步，从而也进步了COD的降解去除率。一般来说在PACT体系内，活性炭吸附处理COD的动态吸附容量在100-350%（分量百分比），即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.0-3.5公斤COD。并且，PACT法能处理生物难以降解的有毒有害的有机污染物质。依据咱们的工程调试经历，直接在SBR好氧生化池内定时（每15-30天）定量投加粉末活性炭能够获得很好的处理作用。其实粉末活性炭和颗粒活性炭的吸附处理机理是相同的，不过在SBR生化池内投加粉末活性炭更具有以下几个长处： 节省出资本钱； 操作灵敏便利； 活性炭使用率高；可避免颗粒活性炭易长生物膜导致阻塞，影响出水速率的缺陷： 在粉末活性炭--活性污泥体系中，活性污泥附着于粉末活性炭的外表，因为粉末活性炭巨大的比外表积及其较强的吸附才能，在活性污泥与粉末活性炭界面间的溶解氧和降解基质浓度有了很大起伏的进步，从而也进步了COD的降解去除率。一般来说，COD的去除（视废水的品种）能够进步10-40%；因为废水中的有毒有害有机物质被粉末活性炭所吸附，因而废水中有毒有害物质的浓度能够安稳在一个较低的水平，从而确保了生化处理体系的正常运转；关于避免氨氮目标反弹，确保出水氨氮目标达标具有很好的作用。 咱们曾用PAC-SBR法处理***厂出产废水，成果表明：PAC-SBR法有着比较显著的处理作用，生化处理出水到达了国家一级排放规范。 关于***公司的废水处理体系来说，假如SBR生化出水不能到达排放规范的话，咱们也能够在SBR生化池内投加少量粉末活性炭以进步生化处理功率，确保生化处理出水能够到达规则的排放规范。

陕西J9九游服务高科环境科技有限公司,陕西J9九游服务,J9九游服务高科