生物法是利用微生物的代谢作用来降解废水中的有害物质,并将其转变成稳定且无害的成分从而使废水得到净化的方法。生物处理法具有经济、**的特点,因此,得到了广泛的应用和研究。根据微生物对氧的要求不同,分为好氧菌、厌氧菌和兼氧菌三类。根据所利用细菌种类的不同,分为好氧生物处理、厌氧生物处理和缺氧生物处理等。
(1)好氧生物处理法
好养生物处理是污水中有分子氧存在的条件下,利用好氧微生物(包括兼性微生物,但主要是好氧细菌)降解有机物,使其分解无害化的处理方法。在有机物的好氧分解过程中,废水中呈溶解状态的有机物*先透过细菌的细胞壁为细菌所吸收,固体和胶体状的有机物*先被细菌吸附,在细菌分泌的外酶的作用下,水解成溶解性物质,再渗入细菌细胞内。
进入细胞内的溶解性有机物在内酶的作用下,一部分被氧化分解成简单的无机物,如CO2、H2O、NH3、NO3-、SO42-和PO43- 等,同时释放能量,称为异化作用。同时,细菌利用这部分能量作为生命活动的能源(http://www.maoyihang.com/invest/l_195/),另一部分有机物作为其生长繁殖的营养物质,使细菌繁殖,称为同化作用。
在有机物氧化和合成的同时,有一部分细胞物质被氧化分解,同时释放出能量,为细菌的内源呼吸。当环境中的有机物充足时,细胞物质大量合成,内源呼吸不**,当环境中的有机物不足时,内源呼吸就成为细菌生命活动所需能量的主要来源。
好氧微生物的代谢需要一定浓度的有机物和溶解氧。实践证明,采用好氧生物处理时,废水中的BOD5一般应控制在100~500mg/L范围内为宜。
好氧生物处理法又包括活性污泥法与生物膜法(生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池等)。活性污泥可分解大量的有机物质并能去除部分色度,pH值还可以得到微调,运转及出水水质稳定且费用低。
粒状滤料及生物膜除了吸附拦截等作用外,兼有过滤的作用,随着处理过程的进行,在滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥,这些悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层,在氧化降解污水中有机物的同时,还起到了很好的吸附过滤作用,从而使有机物及悬浮物均得到较**的清除,继而使污水在导流曝气生物过滤法污水处理池的外锥、即上向流曝气生物过滤区内,较**实现污水的第三级处理。
导流曝气生物过滤法污水处理池的脱氮,是将有机氮转化为氨氮的基础上,通过导流曝气生物过滤法污水处理池中,蓄积的大量活性污泥中存在着兼性微生物,可发生碳污染物的去除,同时有硝化和反硝化菌的作用,将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮,进而反硝化作用,将硝态氮转化为氨气,从而达到从废水中脱氮的目的。
导流曝气生物过滤法的除磷,是在前端厌氧条件下,聚磷菌将其细胞内的有机磷转化为无机态磷,并加以释放,利用此过程中产生的能量摄取废水的溶解性有机物质的合成PHB,从而在导流曝气生物过滤法污水处理池的内锥、即下向流对流接触氧化生物过滤区、和外锥、即上向流曝气生物过滤区的好氧条件下,聚磷菌则将PHB降解以提供其从废水中摄取磷所需的能量,从而完成聚磷作用后,和污泥一道,下沉于导流沉降无泵污泥回流区的底部,在底部下沉的污泥中,含有高浓度磷,由于高浓度的含磷污泥在上部的水压作用下,通过无泵污泥排泥管排出池外,流入污泥干化池,进而使干化污泥中夹带80~90%的磷随干化污泥被外运处理,从而达到磷的去除。其它部分磷随干化池中的上清液和污泥干化过程中的废液回流到污水处理池前端,进入厌氧池进行释放,进行反硝化。
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好氧池基本原理
好氧池是利用污水中的好氧微生物在有游离氧(分子氧)存在的条件下,消化、降解污水中的有机物,使其稳定化、无害化的处理装置。好氧池一般为接触氧化池的形式,池内设置有填料,已经充氧的污水浸没全部填料,并以一定的流速流经填料。微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面,一部分则以絮状悬浮于水中,因此它兼有生物滤池和活性污泥法的特点。接触氧化池中微生物所需的氧通常由人工曝气供给。生物膜生长*一定厚度后,近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用造成部分生物膜脱落,促进了新生物膜的生长,形成生物的新陈代谢。脱落的生物膜随出水进入后续的二沉池。
经使用后的水质发生了变化,水中增加了有机物、悬浮物和致病菌。比较典型的生活污水水质中生化需氧量(BOD5)-般为l00-400mg/LI化学(http://www.maoyihang.com/invest/l_173/)需氧量(CODcr)-般为250—1000 mg/L I悬浮物(Ss)一般为100-350mg/LIPH值为6-9。
生活污水处理工艺
人工生物净化
人工生物净化,是人为的创造条件使微生物大量繁殖,人工驯化微生物,利用微生物质新陈代谢降解水中有机物的方法,是目前国内外对生活污水二级处理的主体工艺。主要优点为:处理**稳定,可以在一定范围内调节处理效率,处理工艺占地面积小。主要缺点为:投资高、运行费用高、管理复杂,需操作人员较多。
主要处理工艺如下:生活污水一沉淀(或气浮)一生物膜法一生物滤池(生物转盘、接触氧化、活性污泥法)一曝气池(氧化沟)一沉淀(或气浮)一消毒一出水
自然生物净化处理
自然生物净化处理,主要利用土壤在的微生物和植物根系或水塘中的微生物作用使水中的污染物浓度降低。主要优点为:投资低(征地费l万元/hm 的情况下)、运行费用低、管理简单、需要的操作人员少。可以单*使用,也可相互组成联合处理系统。缺点为:占地面积大。主要处理工艺如下:生活污水一沉淀一氧化塘(土地处理)一快速渗滤(满速渗滤、地表漫流)