汙水的生物處理方法
汙水的生物處理篇一：汙水的生物處理
汙水的生物處理
摘要：
汙水的生物處理是用生物學的方法處理汙水的總稱，是現代汙水處理應用中最廣泛的方法之一。主要藉助微生物的分解作用把汙水中的有機物轉化為簡單的無機物，使汙水得到淨化。
按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理是利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸，甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、汙泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。
好氧生物處理是採用機械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產氧等）為汙水中的好氧微生物提供活動能源，促進好氧微生物的分解活動，使汙水得到淨化，如活性汙泥、生物濾池、生物轉盤、汙水灌溉、氧化塘的功能。汙水生物處理效果好，費用低，技術較簡單，應用比較簡單。當簡單的沉澱和化學處理不能保證達到足夠的淨化程度時，就要用生物的方法作進一步處理。生物處理中要特別注意掌握淨化汙水的微生物的基本特點，滿足其要求條件；汙水中BOD（化學需氧量)與COD(生化需氧量）比值要大於0.3。溫度影響較大，冬季一般效果較差。
汙水生物處理的一些主要方法:
一、傳統的活性汙泥法：是依據廢水的自淨作用原理髮展而來的。廢水在經過沉砂、初沉等工序進行一級處理，去除了大部分懸浮物和部分BOD後即進入一個人工建造的池子，池子猶如河道的一段，池中有無數能氧化分解廢水中有機汙染物的微生物。同天然河道相比，這一人工的淨化系統效率極高，大氣的天然復氧根本不能滿足這些微生物氧化分解有機物的耗氧需要，因此在池中需設定鼓風曝氣或機械曝氣的人工供氧系統，池子也因此而被稱為曝氣池。
二、AO汙水處理法：AO工藝法又稱厭氧好氧工藝法，A（Anacrobic)是厭氧段，用於脫氮脫磷；O(Oxic)是好氧段，用於除水中的有機物。1、包埋法：包埋法是最常用的微生物固定方法，該方法是將微生物和無菌小球。包埋法操作簡單、能保持多酶系統、對微生物活性影響細胞截流在水不溶性的凝膠聚合物孔隙的網路空間中，烯醇作為凝膠劑，酸鈉、卡拉膠、明膠、聚乙烯醇、聚丙烯醯胺等。秦統福等選取聚乙漏，同時能讓基質滲入和產物擴散出來。常用的包埋劑有瓊脂、海藻定化善了煉油汙水的處理效果，小；但傳質阻力較大，對大分子和難溶解底物不適用。UBD菌用於煉油汙水的處理。海藻酸鈉和活性炭作為助凝劑，COD和石油類物質的去除率均高於遊離菌研究結果表明菌種固定化後明顯改採用凝膠包埋法固阻止細胞的洩利用微生物中酶分子的氨基和羥基與交聯劑的官能基團反應，的。微生物細胞之間彼此附著相連形成網狀結構，實現微生物固定化目聚乙烯亞胺等。2、交聯法：可分為化學交聯法和物理交聯法。交聯法是一種不用載體的工藝，通過物理或化學手段，交聯劑有很多，主要有戊二醛、使酶或細胞表面的能力，常見的吸附劑有矽膠、廉價、有效，但穩定性和重複性較低，可分為物理吸附和離子吸附。纖維素等3、吸附法：。吸附法是利用微生物所具有的靜電、表面張力或其它將微生物固定在載體表面的方法。活性炭、多孔玻璃、碎石及DEAE-該方法操作簡單、纖維素、CM-
4、共價化合法：共價化合法是利用載體與微生物之間的化學共價鍵將微生物吸附在載體表面的方法。該方法結合力強、穩定性高，但反應條件激烈、製備困難、難控制、活性回收較低，故應用較少。
化學需氧量（COD）：在一定的條件下，採用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。水中的還原性物質有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機物。因此，化學需氧量（COD）又往往作為衡量水中有機物質含量多少的指標。化學需氧量越大，說明水體受有機物的汙染越嚴重。
生化需氧量（BOD）：表示水中有機物等需氧汙染物質含量的一個綜合指標，它說明水中有機物出於微生物的生化作用進行氧化分解，使之無機化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數量。其值越高，說明水中有機汙染物質越多，汙染也就越嚴重。加以懸浮或溶解狀態存在於生活汙水和製糖、食品、造紙、纖維等工業廢水中的碳氫化合物、蛋白質、油脂、木質素等均為有機汙染物，可經好氣菌的生物化學作用而分解，由於在分解過程中消耗氧氣，故亦稱需氧汙染物質。若這類汙染物質排入水體過多，將造成水中溶解氧缺乏，同時，有機物又通過水中厭氧菌的分解引起腐敗現象，產生甲烷、硫化氫、硫醇和氨等惡臭氣體，使水體變質發臭。
汙水的生物處理篇二：城市生活汙水的生物處理
城市生活汙水的生物處理
前言
隨著我國社會經濟的飛速發展，城市人口急劇增加，人民生活水平不斷改善，城市汙水問題日趨嚴峻，如何採用科學、可靠、經濟、使用的技術方案處理生活汙水，解決現代環境治理中存在的技術、資金、人才等方面的難題，始終是各級政府考慮的要點。如何解決日趨嚴峻的水環境汙染，為當地經濟的可持續發展提供有效的環境支援，已成為各省經濟發展中面臨的急迫之事。
人類生活過程中產生的汙水，是水體的主要汙染源之一。主要是糞便和洗滌汙水。城市每人每日排出的生活汙水量為150—400L，其量與生活水平有密切關係。生活汙水中含有大量有機物，如纖維素、澱粉、糖類和脂肪蛋白等；也常含有病原菌、病毒和寄生蟲卵；無機鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鎂、鈣等。總的特點是含氮、含硫和含磷高，在厭氧細菌作用下，易產生惡臭物質。人們應該保護水源。
1城市生活汙水來源及特點
在人們的生活和生產活動中，每天都在使用和接觸著水。在這一過程中，水受到人類活動的影響，其物理性質與化學性質發生了變化，就變成了汙染過的水，簡稱汙水。汙水主要包括生活汙水和工業廢水。
1.1生活汙水
生活汙水生活汙水生活汙水生活汙水是人們日常生活中排出的水。它是從住戶、公共設施（飯店、賓館、影劇院、體育館、機關、學校、商店等）和工廠的廚房、衛生間、浴室及洗衣房等生活設施中排出的水。生活汙水中通常含有泥沙、油脂、皁液、果核、紙屑和食物屑、病菌、雜物和糞尿等。這些物質按其化學性質來分，可以分為無機物和有機物，通常無機物為40%，有機物為60%，按其物理性質來分可分為不溶性物質、膠體物質、和溶解性物質。相比較於工業廢水生活汙水的水質一般比較穩定濃度較低，也較容易通過生物化學方法進行處理。
1.2城市汙水
城市汙水是通過下水道收集到所有的排水，是排入下水道系統的各種生活汙水、工業廢水和城市融雪、降雨水的混合水，是一種混合汙水。正是由於城市汙水是一種混合水，各座城市之間的城市汙水的水質存在一定的差異，主要決定於工業廢水所佔比例的影響，也受到城市規模、居民生活習慣氣候條件及下水道系統形式的影響
在生活汙水中，所含固體物質約佔總物質量的0.1-0.2%，其中溶解性固體（主要是各種無機鹽和可溶性的有機物）約佔3/5-2/3，懸浮固體（其中有機成分佔4/5），佔2/5-1/3，此外，生活廢水中還有氮磷等物質。
2水質水量及處理要求
2.1汙水水量：30000m3/d
2.2依據標準
汙水處理站進水水質安一般生活汙水水質設計，出水水質達到國家規定的一級排放標準。及《汙水綜合排放標準》(GB8978-96)
2.3設計日處理水量
3汙水生物處理的基本原理
汙水生物處理是利用自然界中廣泛分佈的個體微小、代謝營養型別多樣、適應能力強的微生物的新陳代謝作用，對汙水進行淨化的處理方法。
生物處理方法是建立在環境自淨作用基礎上的人工強化技術，其意義在於創造有利於微生物生長繁殖的良好環境，增強微生物的代謝功能，促進微生物的增殖，加速有機質的無機化，增進汙水的淨化程序。
廢水生物處理是藉助環境工程和化學工程的手段和方法，一微生物為主體開發出了種種用於控制和治理水汙染治理的方法。微生物代謝有分解代謝（異化）和合成代謝（同化）兩個過程組成，是物質在微生物細胞內發生一系列複雜生化反應的總稱。
廢水生物處理的代表方法有：活性汙泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、生物脫氮除磷等工藝技術。
4汙水處理系統的設計
汙水處理系統流程圖
4.1主要構築及其作用
4.1.1預處理階段
①格柵槽
工廠所排生活汙水中的懸浮物具有多、雜的特點,例如襪子、頭髮等。設定格柵槽隔除這部分懸浮物,否則易堵塞水泵,影響處理系統正常執行。②曝氣沉砂池
採用平流式曝氣沉砂池,以去除水中密度較大的無機顆粒,此法既能保護機件和管道免受損失,又可降低SBR池的負荷。曝氣沉砂池的優點如下:較普通沉砂池處理效果好,可以去除普通沉砂池不能去除的被有機物包覆的砂粒;由於曝氣的作用,廢水中的有機顆粒經常處於懸浮狀態,砂粒互相摩擦並承受曝氣的剪下力,砂粒上附著的有機汙染物能夠去除,有利於取得較為純淨的砂粒。從曝氣沉砂池中排出的沉砂,有機物只佔5%左右,一般長期擱置也不腐敗。③初沉池
初沉池是一個幅流式的沉澱池以除去汙水中的大部分泥渣，其刮泥採用的是半橋式周邊傳動刮泥機，泥渣經刮泥機推入池底中心處的汙泥鬥再輸送到貯泥間。
4.1.2生化處理階段
①A/O生化法（A/O池）
A/O工藝法，也叫厭氧好氧工藝法，主要用於水處理方面A就是厭氧段，主要用於脫氮除磷；O就是好氧段,主要用於去除水中的有機物。它除了可去除廢水中的有機汙染物外，還可同時去除氮、磷，對於高濃度有機廢水及難降解廢水，在好氧段前設定水解酸化段，可顯著提高廢水可生化性。
②二沉池
主要將A/O生化池和汙泥沉澱池分開，底部的泥渣由刮吸泥機吸入後由汙泥泵打到汙泥泵池，處理後的汙水經溢流堰流出到排水井直接排到水體。③活性汙泥法（汙泥處理系統）
活性汙泥法是以活性汙泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性汙泥法是向廢水中連續通入空氣，活性汙泥經一定時間後因好氧性微生物繁殖而形成的汙泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附與氧化有機物的能力。
活性汙泥法處理流程包括曝
氣池、沉澱池、汙泥迴流及剩餘汙
泥排除系統等組成部分。活
第一階段，汙水中的有機汙染
物被活性汙泥顆粒吸附在菌膠團
的表面上，這是由於其巨大的比表
面積和多糖類黏性物質。同時一些大分
子有機物在細菌胞外酶作用下分解
為小分子有機物。第二階段，微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機物，並氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供
給自身的增殖繁衍。活性汙泥反應進行的結果，汙水中有機汙染物得到降解而去除，活性汙泥本身得以繁衍增長，汙水則得以淨化處理。
經過活性汙泥淨化作用後的混合液進入二次沉澱池，混合液中懸浮的活性汙泥和其他固體物質在這裡沉澱下來與水分離，澄清後的汙水作為處理水排出系統。經過沉澱濃縮的汙泥從沉澱池底部排出，其中大部分作為接種汙泥迴流至曝氣池，以保證曝氣池內的懸浮固體濃度和微生物濃度；增殖的微生物從系統中排出，稱為“剩餘汙泥”。事實上，汙染物很大程度上從汙水中轉移到了這些剩餘汙泥中。
活性汙泥法的原理形象說法：微生物“吃掉”了汙水中的有機物，這樣汙水變成了乾淨的水。它本質上與自然界水體自淨過程相似，只是經過人工強化，汙水淨化的效果更好。
④汙泥處理
二沉池中的活性汙泥一部分經過迴流管道進入初沉池，其餘的剩餘汙泥則須妥善處理。否則亦會造成汙染。一般經由濃縮池進行汙泥濃縮，進入消化池及沼氣櫃生成沼氣成為能源，其餘廢渣則進行脫水後外運進行後續處理
5結論
由於水在大自然界的迴圈路徑,對於排放口來說,汙水處理屬於末端治理。但是,對於排入的水體和地下水來說,排放水又是源頭。為保證水體的水質,我們不斷制訂越來越嚴格的排放標準和水體水質指標,但遺憾的是結果卻並不因為標準的提高使水體汙染程度下降了,而是為了達到排放標準,處理工藝越來越複雜,投資和執行費越來越高,當標準的要求超過了投資和執行能力時,就必定出現兩種情況,或者認罰不認標準,或者對標準陽奉陰違,不能保證處理效果。長此以往造成的結果就是水體汙染逐年加劇。
城市生活汙水的妥善處理將是未來環境保護工作的重點之一，它與人們的生活水平日益相關，同時也關乎城市經濟建設的各個方面。利用生物方法處理城市生活汙水具有效果好，可行性高，技術成熟等特點，可用於規模化使用。
汙水處理是能源密集(energyintensity)型的綜合技術，一段時期以來，能耗大、執行費用高，一定程度上阻礙了我國城市汙水處理廠的建設，建成的一些處理
廠也因能耗原因處於停產和半停產狀態。在今後相當長的一段時期內，能耗問題將成為城市汙水處理的瓶頸.能否解決耗汙水廠的能耗問題.合理進行能源分配.已經成為決定汙水處理廠執行效益好壞的關鍵因素。能耗是否較低，也是未來新的汙水處理廠可行性分析的決定性因素。開發能效較高的汙水處理技術，合理設計及執行汙水處理廠，必將是未來汙水處理廠設計和執行的'必由之路。
參考文獻
汙水的生物處理篇三：汙水處理中各類生物處理法的比較
汙水處理中各類生物處理法的比較
1.1二級生物處理工藝的選擇
近年來城市汙水處理技術發展很快，類別也很多，在生物處理法中，有活性汙泥
法和生物膜法兩大類。
1.1.1活性汙泥法
應用於城市汙水廠的活性汙泥法汙水處理工藝主要有三個系列：①氧化溝系列；
②A2/O系列；③SBR系列。
各個系列不斷地發展、改進，形成了目前比較典型的工藝有：CARROUSEL-2000
氧化溝工藝、雙溝式DE氧化溝工藝、三溝式T型氧化溝工藝、ORBAL氧化溝工藝、
A2/O微孔曝氣氧化溝工藝、A/O工藝、改良A2/O工藝、UCT工藝、改良UCT工藝、
倒置A2/O工藝、CAST工藝、SBR工藝、CASS工藝、MSBR工藝等。
1、氧化溝工藝系列
目前在國內外較為流行的氧化溝有：卡羅塞爾氧化溝、奧伯爾氧化溝、雙溝式氧
化溝、三溝式氧化溝、A/A/O微孔曝氣氧化溝。
氧化溝是活性汙泥法的一種改進型，具有除磷脫氮功能，其曝氣池為封閉的溝渠，
廢水和活性汙泥的混合液在其中不斷迴圈流動，因此氧化溝又名“連續迴圈曝氣法”。
過去由於其曝氣裝置動力小，使池深及充氧能力受到限制，導致佔地面積大，土建費
用高，使其推廣及運用受到影響。近十年來由於曝氣裝置的不斷改進、完善及池形的
合理設計，彌補了氧化溝過去的缺點。
1）卡羅塞爾氧化溝
卡羅塞爾氧化溝是荷蘭DHV公司開發的。該工藝在曝氣渠道端部裝有低速表面
曝氣機。在曝氣渠內用隔板分格，構成連續渠道。表曝機把水流推向曝氣區，水流連
續經過幾個曝氣區後經堰口排出。為了保證溝中流速，曝氣渠的幾何尺寸和表曝機的
設計是至關重要的，DHV公司往往要通過水力模型才能確定工程設計。最近DHV公
司又開發了卡羅塞爾2000型，把厭氧/缺氧/好氧與氧化溝迴圈式曝氣渠巧妙的結合起
來，改變了原調節性差，除磷脫氮效果低的缺點，但水力設計更為複雜。卡魯塞爾氧
化溝的缺點是池深較淺，一般為4.0m，佔地面積大，土建費用高。也有將卡羅塞爾
氧化溝池深設計為6m或更深的情況，但需採用潛水推流器提供額外動力。
2）DE型氧化溝和T型氧化溝
雙溝式（DE型）氧化溝和三溝式（T型）氧化溝是丹麥克魯格公司開發的。DE
型氧化溝為雙溝組成，氧化溝與二沉池分建，有獨立的汙泥迴流系統，DE型氧化溝
可按除磷脫氮（或脫氮）等多種工藝執行。雙溝式氧化溝是由兩個容積相同，交替進
行的曝氣溝組成。溝內設有轉刷和水下攪拌器，實現硝化過程，由於週期性的變換進、
出水方向（需啟閉進出水堰門）和變換轉刷和水下攪拌器的執行狀態，因此必須通過
計算機控制操作，對自控要求較高。三溝式氧化溝集曝氣沉澱於一體，工藝更為簡單。
三溝交替進水，兩外溝交替出水，兩外溝分別作為曝氣或沉澱交替執行，不需設二沉
池及汙泥迴流裝置，同DE型氧化溝相同，需要的自動化程度高。由於這兩種氧化溝
採用轉刷曝氣，池深較淺，佔地面積大。雙溝式和三溝式由於各溝交替進行，明顯的
缺點是裝置利用率低，三溝式的裝置利用率只有58%，裝置配置多，使一次性裝置投
資大。
3）奧伯爾氧化溝
奧伯爾氧化溝是氧化溝型別中的重要形式，此法起初是由南非的休斯曼構想，南
非國家水研究所研究和發展的，該技術轉讓給美國的Envirex公司後得到的不斷的改
進及推廣應用。
奧伯爾氧化溝是橢圓型的，通常有三條同心曝氣渠道（也有兩條或更多條渠道）。
汙水通過淹沒式進水口從外溝進入，順序流入下一條渠道，由內溝道排出。
奧(轉載於:左右，佔地面積較大，因該工藝
池型為橢圓型，對地塊的有效利用較差。
金陽汙水處理廠一期工程就是以奧伯爾氧化溝為原型，外增設1條厭氧溝，共4
溝，由4條同心環形溝組成。
4）改良型氧化溝
針對卡羅塞爾氧化溝池型專利裝置需引進，且表面曝氣裝置充氧效率總體偏低的
缺點，近年來把氧化溝的水力模型原理與微孔鼓風曝氣結合產生了“微孔曝氣氧化
溝”，其核心為“厭氧池+缺氧池+氧化溝+鼓風曝氣”，如下圖所示。
A2/O工藝中好氧池設計為氧化溝的形式，採用水下曝氣加推流的方式，既具有A2/O
工藝除磷脫氮的功能，又具有氧化溝迴圈混合耐衝擊負荷的特點，不失為一種優化方
式。氧化溝型式的好氧池具有完全混合生物反應池的特點，由於其強大的環流量，對
進入原汙水的稀釋能力強，因而其對水質水量的衝擊負荷適應能力較好；這種池型最
大特點是將好氧池的推流設施和曝氣設施分開，採用水下曝氣供氧，既提供了強有力
的推流力，又能維持反應池內高的氧轉移效率，也可提高好氧池的水深，避免了氧化
溝水深淺、佔地大的缺點。
它具有鼓風曝氣的優點（氧利用率較高），且裝置可國產化，價格及維護費用較
低，但同時需設鼓風機房，裝置較多。
2、A2/O工藝系列
1）傳統A2/O工藝
A2/O工藝是一種典型的除磷脫氮工藝，其生物反應池由ANAEROBIC（厭氧）、
ANOXIC（缺氧）和OXIC（好氧）三段組成，其典型工藝流程見下圖，其特點是厭
氧、缺氧和好氧三段功能明確，界線分明，可根據進水條件和出水要求，人為地創造
和控制三段的時空比例和運轉條件，只要碳源充足（TKN/COD≤0.08或BOD/TKN≥4），
便可根據需要達到比較高脫氮率。
圖8-5傳統A2/O工藝流程圖
常規生物脫氮除磷工藝呈厭氧（A1）/缺氧（A2）/好氧（O）的佈置形式。該布
置在理論上基於這樣一種認識，即：聚磷微生物有效釋磷水平的充分與否，對於提高
系統的除磷能力具有極端重要的意義，厭氧區在前可以使聚磷微生物優先獲得碳源並
得以充分釋磷。傳統A2/O工藝存在在以下三個缺點：①由於厭氧區居前，迴流汙泥
中的硝酸鹽對厭氧區產生不利影響；②由於缺氧區位於系統中部，反硝化在碳源分配
上居於不利地位，因而影響了系統的脫氮效果；③由於存在內迴圈，常規工藝系統所
排放的剩餘汙泥中實際只有一少部分經歷了完整的放磷、吸磷過程，其餘則基本上未
經厭氧狀態而直接由缺氧區進入好氧區，這對於系統除磷是不利的。
2）改良A2/O工藝
為了解決A2/O工藝的第一個缺點，即由於厭氧區居前，迴流汙泥中的硝酸鹽對
厭氧區產生不利影響，改良A2/O工藝在厭氧池之前增設缺氧調節池，改良A2/O工藝
工藝流程如下圖所示。
圖8-6改良A2/O工藝流程圖
來自二沉池的迴流汙泥和10%左右的進水進入調節池，停留時間為20～30min，
微生物利用約10%進水中有機物去除迴流硝態氮，消除硝態氮對厭氧池的不利影響，
從而保證厭氧池的穩定性，保證除磷效果。
該工藝簡便易行，在厭氧池中分出一格作迴流汙泥反硝化池即可。生產性試驗結
果表明，該工藝的處理效果與改良的UCT相同甚至優於改良UCT，並節省一個迴流
系統。
3）UCT工藝
UCT工藝的流程見圖8-7所示，該工藝與A2/O工藝的區別在於，迴流汙泥首先
進入缺氧段，而缺氧段部分出流混合液再回至厭氧段。通過這樣的修正，可以避免因
迴流汙泥中的NO3-N迴流至厭氧段，干擾磷的厭氧釋放，而降低磷的去除率。迴流
汙泥帶回的NO3-N將在缺氧段中被反硝化。當入流汙水的BOD5/TKN或BOD5/T-P
較低時，較適用UCT工藝。
圖8-7UCT工藝流程圖
4）MUCT工藝
MUCT工藝的流程如圖8-8所示，該工藝系在UCT工藝的基礎上，將缺氧段一
分為二，形成二套獨立的內迴流。因而，MUCT是UCT的改良工藝。進行這樣的改
良，與UCT相比有兩個優點：一是克服UCT工藝，不易控制缺氧段的停留時間，二
是避免控制不當，DO仍會影響厭氧區。
圖8-8MUCT工藝流程圖
MUCT缺點主要有：
?MUCT工藝比傳統A2/O工藝多了一級汙泥迴流，因此係統的複雜程度和
自控要求有所提高，耗能有所增加。
?設兩個單獨的缺氧池，一座缺氧池專門用於除去外迴流帶來的硝酸鹽，
增加了缺氧池體積。
?與A2/O工藝類似，剩餘汙泥只有一部分經歷了完整的放磷、吸磷過程，
部分直接經缺氧、好氧後沉澱排出。
?與A2/O工藝類似，反硝化在碳源分配上處於不利地位，影響系統的脫氮
效果。
