生物技術(shù)以其低成本、無污染等符合環(huán)保理念的特點(diǎn)引起了當(dāng)今污水處理界的關(guān)注。那么,生物處理是指什么?
提到污水處理,也許很多網(wǎng)友并不是很關(guān)心。但是,污水能否得到良好處理,的確事關(guān)你我他的日常生活和人類命運(yùn)。對于從事污水處理行業(yè)的朋友來說,也許對于世界各地的污水生物處理新技術(shù)更感興趣。今天佰佰安全網(wǎng)小編就簡單地向大家介紹一下這方面的固體廢棄物安全小知識。
生物處理(biological treatment),利用生物亦即細(xì)菌、霉菌或原生動物的代謝作用處理污水的方法,稱為生物處理,生物處理可分為好氧性和厭氧性處理兩種。
好氧處理
好氧處理是在污水中含有充分溶解氧的條件下,利用好氧性微生物使水中的有機(jī)物分解成二氧化碳、氨及水等,一般采用活性污泥法、滴濾池法、曝氣法以及灌溉田法等進(jìn)行處理。
厭氧處理
厭氧處理是在污水中缺氧的條件下,利用厭氧性微生物使水中的有機(jī)物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氫、氮及水等,一般采用甲烷發(fā)酵法(消化法)等進(jìn)行處理。
污水生物處理時微生物在酶的催化作用下,利用微生物的新陳代謝功能,對污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化。微生物代謝由分解代謝(異化)和合成代謝(同化)兩個過程組成,是物質(zhì)在微生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列復(fù)雜生化反應(yīng)的總稱。微生物可以利用污水中大部分有機(jī)物和部分無機(jī)物作為營養(yǎng)源,這些可被微生物利用的物質(zhì),通常稱之為底物或基質(zhì)?;蛘吒_切地說,一切在生物體內(nèi)通過酶的催化作用而進(jìn)行生物化學(xué)變化的物質(zhì)都被稱為底物。
分解代謝是微生物在利用底物的過程中,一部分底物在酶的催化作用下降解并同時釋放能量的過程,這個過程也稱作生物氧化。合成代謝是微生物利用一部分底物或分解代謝過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物,在合成酶的作用下合成微生物細(xì)胞的過程,合成代謝所需要的能量是由分解代謝提供。污水生物處理過程中有機(jī)物的生物降解實際上是微生物將有機(jī)物作為底物進(jìn)行分解代謝獲取能量的過程。不同類型微生物進(jìn)行分解代謝所利用的底物是不同的,異養(yǎng)微生物利用有機(jī)物,自養(yǎng)微生物則利用無機(jī)物。
污水經(jīng)過生物處理后,其中的雜質(zhì)和污染物質(zhì)能以某種形式(如生物絮凝作用)被分離除去,或被轉(zhuǎn)為無害的物質(zhì)。例如,城市生活污水經(jīng)生物處理后,活性污泥法的BOD和SS(懸浮性固體)去除率都在90%左右;生物濾池法BOD去除率在80%、SS去除率在90%左右。
生物處理還能減少城市污水中的病原微生物和病毒,但濃度仍然較高,因此,出水和剩余污泥都要消毒。
(一)好氧生物處理
好氧生物處理是在水中有溶解氧存在的條件下,借好氧和兼性厭氧微生物(其中主要是好氧菌)的作用來進(jìn)行的。在處理過程中,絕大多數(shù)的有機(jī)物都能被相應(yīng)的微生物氧化分解。整個好氧分解過程可分為兩個階段。第一階段,主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、NH3等;第二階段,主要是NH3轉(zhuǎn)化為NO2和NO3。
用好氧法處理污水,基本上沒有臭氣,處理所需的時間比較短,如果條件適宜,一般可去除BOD580~90%以上。
根據(jù)處理構(gòu)筑物的不同,好氧生物處理的方法可分為活性污泥法、生物膜法、氧化塘等。其中活性污泥法和生物膜法應(yīng)用最廣泛。
(二)厭氧生物處理
厭氧生物處理是在無氧的條件下,借厭氧和兼性厭氧微生物(其中主要是厭氧菌)的作用來分解污水中有機(jī)物的,也稱厭氧消化或厭氧發(fā)酵。
有機(jī)物厭氧分解的錢過程是由三類生理上完全不同的細(xì)菌分三個階段完成的(圖10-4)。第一階段,復(fù)雜有機(jī)物如纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪等在微生物作用下降解為簡單的有機(jī)物如糧類、有機(jī)酸、醇等,是水解、發(fā)酵階段;第二階段,由產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌群將有機(jī)酸等轉(zhuǎn)化成乙酸、H2及CO2,為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段;第三階段,在產(chǎn)甲烷細(xì)菌作用下將乙酸(包括甲酸)、CO2、H2轉(zhuǎn)化為CH4,是產(chǎn)甲烷階段。
厭氧生物處理主要應(yīng)用于有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)污水的處理。由于是密閉發(fā)酵,所以在處理過程中不影響周圍環(huán)境;同時隔絕空氣又加以高溫發(fā)酵,可以釘死寄生蟲卵和致病菌;并且可以產(chǎn)生生物能源甲烷。因此厭氧消化法近年來漸漸受到重視,但由于所需時間長,對設(shè)備要求嚴(yán)格,因而影響其迅速推廣。
結(jié)語:與傳統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)相比,分子生物學(xué)技術(shù)為研究水處理領(lǐng)域的微生物種群結(jié)構(gòu)開辟了一條全新的思路,通過檢測污水生物處理系統(tǒng)中的微生物種群核酸序列多態(tài)性、鑒定個體的基因型,可以了解系統(tǒng)中微生物群體的多樣性、實際生存狀態(tài)和功能特點(diǎn),可在分子水平上闡述廢水生物處理的機(jī)制,對于更好地優(yōu)化污水處理系統(tǒng)具有理論意義與應(yīng)用價值。
責(zé)任編輯: 陳淼琪
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