生物技术在污水处理方面的应用1

生物技术在污水处理方面的应用

统计与数学学院 统计0901

0909020135 刘玉

摘要：工业生产和日常生活废水的排放产生了大量的城市污水，人类又面临着水资源短缺的现状，所以城市污水的治理显得越来越重要。生物技术处理污水广泛具有操作简单，成本低，分解有机物能力强等特点，显示出了其治理污水的优势。

关键词：污水处理 HCR工艺 AB工艺 USAB工艺 RBS技术 方法选择

一、 我国城市污水现状

随着工业的发展和人们生活质量的提高，工业生产和日常生活中产生的污水越来越多，很多工厂为了节约成本，直接把未经处理的污水排到河流中，造成了河流的污染，进而加剧了水资源短缺的现状。

二、 处理城市污水的必要性

全球工业化、城市化和农业集约化的发展等等使得许多城市原有水资源不敷所用，导致全球的水危机。城市污水一般是由生活污水和工业废水两者混合组成，水量往往很大，且水质污染较轻，就近易得，处理技术较成熟，所以当今世界各国解决水问题，首先将城市污水作为可靠的供水水源。

三、现有的处理污水的方法及其应用

1. 污水处理技术可分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法等。 2.生物法处理污水的技术

生物法处理污水的技术分为：好氧处理技术、厌氧处理技术、自然净化处理技术。好氧处理技术又分为活性污泥法和生物膜法，厌氧处理技术常用的有普通硝化池、厌氧接触法、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床、厌氧硫化床、水解酸化法，自然净化处理技术又有稳定塘和废水土地处理系统。

四、几种生物处理污水方法的应用

1.HCR工艺

1.1 HCR工艺简介

HCR工艺是德国克劳斯塔尔工科大学物相传递研究所于80年代发明的。该工艺的问世

是好氧生物处理技术的一个飞跃，它融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点。 1.2 HCR工艺的优点

HCR工艺具有所需空间少、占地省、设计集成合理、COD降解率高、空气氧利用率高且操作便利安全等优点。 1.3 HCR工艺的应用现状

HCR工艺可以用于造纸废水治理，污水处理，农药废水的处理等。因其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短，所以是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法。至今，已经在德国、瑞典、加拿大、意大利、法国、韩国等国家建成了数十个HCR系统，并已投产运行，污水处理效果普遍良好。 2.AB工艺

2.1 AB工艺简介

AB法工艺由德国BOHUKE教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段（A段） 停留时间约20--40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50%以上。 B段与常规活性污泥法相似，负荷较低，泥龄较长。 2.2 AB工艺的优点

AB工艺的优点主要有：对有机底物去除效率高；系统运行稳定，主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能；有较好的脱氮除磷效果；节能，运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源，经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用20%~25%。 2.3 AB工艺的缺点

缺点一：A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。

缺点二：当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除BOD55%~60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳、氮比偏低，不能有效的脱氮。

缺点三：污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。 2.4 AB工艺的应用

自上世纪80年代起，中国逐步开始将“AB法”应用到城市污水处理和工业废水处理工程

中，已建成相当数量的AB法工艺的城市污水处理厂，成效显著，取得了十分可观的社会效益和环境效益。AB法工艺适合于污水浓度高、具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市污水处理厂，有明显的节能效果。 3.USAB工艺（升流式厌氧污泥床） 3.1 USAB工艺简介

升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。1971年荷兰瓦格宁根农业大学拉丁格教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。 3.2 USAB工艺的优点

UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。

3.3 USAB工艺的缺点

进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；污泥床内有短流现象，影响处理能力；对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。 3.3 USAB工艺的应用及发展现状 3.3.1 应用

厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/l，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。UASB工艺对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

3.3.2 发展

在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、

新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。而UASB工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。 4.RBS技术

4.1 RBS技术简介

远古以来，地球上的所有生物都是在土壤的恩惠下生长，作为回报，生物最终又都将残骸归还给土壤，由土壤中的菌群将其分解消化后再还原给生物，如此周而复始实现着自然循环。与此相类似，一直以来，河川湖泊的净化也是由自然环境中栖息的土壤菌群的活动来进行的。而RBS技术就是模仿自然界，对本来就栖息在土壤中的微生物进行人为的诱导、驯养及筛选，在标准活性污泥法基础之上衍生并发展，并最终在土壤菌培养槽中效率更高地实现这一自然现象，进而研制而成的Reactor-Bio-System系统，简称为RBS。故RBS技术被形象地命名为自然净化法。

标准活性污泥法是由需氧性微生物的活动而引起有机物的分解、气体化、低分子化，而RBS是到达了腐植化的过程。腐植化指的是由土壤中微生物群的活动，分解动植物遗体等新鲜的营养源，起到高分子凝集化的作用。土壤中存在的硅酸盐在厌氧的（一部分需氧的）条件下，发酵?发霉反应引起有机物的高分子凝集化，土壤菌群正是起到促进有机物的高分子凝集化的作用。RBS是灵活运用了土壤中的微生物群（以下称土壤菌群）的活动原理来进行排水机理的技术。 4.2 RBS技术的优点

利用RBS技术，高浓度有机废水不加稀释也可安定获得高品位的处理水，污染物去除率高，具有高效的脱氮、脱磷性能，有良好的污泥性状，使得污泥的有机肥料制造简单，能有效抑制不愉快臭气的发生。 4.3 RBS技术的应用及发展现状

RBS技术可用于城市粪便，垃圾渗滤液，集约化畜禽养殖废水等有机物浓度高、恶臭污染严重、水质水量波动大污水的处理。通过应用RBS技术的850几个工程实践，特别是该技术在中国辽宁鞍山种猪场废水、长春市粪便无害化处理工程（现长春市有机废弃物处理中心）及通化市垃圾卫生填埋场渗滤液及粪便处理工程上的应用，取得了很好的效果，值得推广应用。

五、污水处理技术的选择

由于污水处理技术很多，而各种污水处理技术有各自的优缺点，我们在选择污水处理方法是应多方面考虑，选择高效的、经济的、环保的污水处理方法。

六、结语

由于生物处理污水的方法大多具有操作简单，成本低，分解有机物能力强等特点，正确的选择生物处理污水的方法或者生物与其他相结合的方法能够有效的治理污水，节约成本，所以生物处理污水的方法有着广泛的应用前景。

七、参考文献

1.《Hcr—一种高效好氧生物处理技术》 链接：http://www.paper789.com/paper_668c5q/ 2. 《AB工艺原理的系统分析》 沈耀良 李勇 出处：《环境科学》1996年第17卷第6期

3. 湘潭大学 硕士学位论文 《曝气生物滤池处理有机废水》 李小兵

4. 《污水生物技术工艺技术》 韩魁声 齐杰 白春学 陈荣光 编著 大连理工大学出版社

5.《应用自然净化法RBS技术处理高浓度有机污水》 链接：http://wenku.http://www.wodefanwen.com//view/917bcd93daef5ef7ba0d3c8d.html

6.《升流式厌氧污泥床

UASB

工艺概论》链接：

http://wenku.http://www.wodefanwen.com//view/7a3e2366f5335a8102d22014.html

7. 链接：http://baike.http://www.wodefanwen.com//view/1595522.htm

8. 链接：http://baike.soso.com/v585807.htm?pid=baike.box#5

9. 链接：http://wenku.http://www.wodefanwen.com//view/c244804ae45c3b3567ec8b2e.html 10. 链接：http://wenku.http://www.wodefanwen.com//view/db0a0f19227916888486d7d1.html

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