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如何用生物技術治理污水

發布時間:2022-10-04 09:46:31

1. 微生物是怎樣凈化污水的

目前,廢水處理有物理方法、化學方法和生物方法,而用微生物處理廢水的生物方法以效率高、成本低受到了廣泛關注。

能除掉毒物的微生物主要是細菌、黴菌、酵母菌和一些原生動物。它們能把水中的有機物變成簡單的無機物,通過生長繁殖活動使污水凈化。

有種芽孢桿菌能把酚類物質轉變成醋酸吸收利用,除酚率可以達到99%;一種耐汞菌通過人工培養可將廢水中的汞吸收到菌體中,改變條件後,菌體又將汞釋放到空氣中,用活性炭就可以回收。

有的微生物能把穩定有毒的DDT轉變成溶解於水的物質而解除毒性。

每年在運輸中有150萬噸的原油流入世界水域使海洋污染,清除這些油類,真菌比細菌能力更強。在去毒凈化中,不同的微生物各有「高招」!枯草桿菌、馬鈴薯桿菌能清除體內酷胺;溶膠假單孢桿菌可以氧化劇毒的氰化物;紅色酵母菌和蛇皮癬菌對聚氯聯苯有分解能力。

用微生物處理廢水常用生物膜法。所有的污水處理裝置都有固定的濾料介質如碎石、煤渣及塑料等,在濾料介質的表面覆蓋著一層由各類微生物組成的黏狀物稱為生物膜。

生物膜主要是由細菌菌膠團和大量真菌菌絲組成,在表面還棲息著很多原生動物。當污水通過濾料表面時,生物膜大量地吸附水中各種有機物,同時膜上的微生物群利用溶解氧將有機物分解,產生可溶性無機物隨水流走,產生的二氧化碳和氫氣等釋放到大氣中,使污水得到凈化。

2. 污水的生物處理包括哪些方法

主要藉助微生物的分解作用把污水中有機物轉化為簡單的無機物,使污水得到凈化。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。厭氧生物處理系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、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。好氧生物處理系採用機械曝氣或自然曝氣(如藻類光合作用產氧等)為污水中好氧微生物提供活動能源,促進好氧微生物的分解活動,使污水得到凈化,如活性污泥、生物濾池、生物轉盤、污水灌溉、氧化塘的功能。

3. 怎樣利用微生物處理廢水

廢水生物處理法

隨著工業的發展,污水成分已愈來愈復雜。某些難降解的有機物質和有毒物質,需要運用微生物的方法進行處理,污水具備微生物生長和繁殖的條件,因而微生物能從污水中獲取養分,同時降解和利用有害物質,從而使污水得到凈化。廢水生物處理是利用微生物的生命活動,對廢水中呈溶解態或膠體狀態的有機污染物降解作用,從而使廢水得到凈化的一種處理方法。廢水生物處理技術以其消耗少、效率高、成本低、工藝操作管理方便可靠和無二次污染等顯著優點而備受人們的青睞。

定義

利用微生物的代謝作用除去廢水中有機污染物的一種方法,亦稱廢水生物化學處理法,簡稱廢水生化法。由於傳統治理方法有成本高、操作復雜、對於大流量低濃度的有害污染難處理等缺點,經過多年的探索和研究,生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,採用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。

特點

1、用生物方法去除有機物最經濟;

2、90%廢水處理工藝屬於生物處理工藝;

3、水中氨氮用生物處理方法去除最有效;

4、絕大多數工業廢水也是以生物處理方法為主

分類

生物化學法

生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱。有關研究表明,生物化學法處理含Cr6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質量濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%。[2]

生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易於實現工業化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。[2]

生物吸附法

生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用。[2]

需氧生物處理法

利用需氧微生物在有氧條件下將廢水中復雜的有機物分解的方法。生活污水中的典型有機物是碳水化合物、合成洗滌劑、脂肪、蛋白質及其分解產物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。這些有機物可按生物體系中所含元素量的多寡順序表示為 COHNS。

生物體系中這些反應有賴於生物體系中的酶來加速。酶按其催化反應分為:氧化還原酶:在細胞內催化有機物的氧化還原反應,促進電子轉移,使其與氧化合或脫氫。可分為氧化酶和還原酶。氧化酶可活化分子氧,作為受氫體而形成水或過氧化氫。還原酶包括各種脫氫酶,可活化基質上的氫,並由輔酶將氫傳給被還原的物質,使基質氧化,受氫體還原。水解酶:對有機物的加水分解反應起催化作用。水解反應是在細胞外產生的最基本的反應,能將復雜的高分子有機物分解為小分子,使之易於透過細胞壁。如將蛋白質分解為氨基酸,將脂肪分解為脂肪酸和甘油,將復雜的多糖分解為單糖等。此外還有脫氨基、脫羧基、磷酸化和脫磷酸等酶。

許多酶只有在一些稱為輔酶和活化劑的特殊物質存在時才能進行催化反應,鉀、鈣、鎂、鋅、鈷、錳、氯化物、磷酸鹽離子在許多種酶的催化反應中是不可缺少的輔酶或活化劑。

在需氧生物處理過程中,污水中的有機物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三個階段:第一階段,大的有機物分子降解為構成單元──單糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。在第二階段中,第一階段的產物部分地被氧化為下列物質中的一種或幾種:二氧化碳、水、乙醯基輔酶A、α-酮戊二酸(或稱 α-氧化戊二酸)或草醋酸(又稱草醯乙酸)。第三階段(即三羧酸循環,是有機物氧化的最終階段)是乙醯基輔酶A、α-酮戊二酸和草醋酸被氧化為二氧化碳和水。有機物在氧化降解的各個階段,都釋放出一定的能量。

在有機物降解的同時,還發生微生物原生質的合成反應。在第一階段中由被作用物分解成的構成單元可以合成碳水化合物、蛋白質和脂肪,再進一步合成細胞原生質。合成能量是微生物在有機物的氧化過程中獲得的。

厭氧生物處理法

主要用於處理污水中的沉澱污泥,因而又稱污泥消化,也用於處理高濃度的有機廢水。這種方法是在厭氧細菌或兼性細菌的作用下將污泥中的有機物分解,最後產生甲烷和二氧化碳等氣體,這些氣體是有經濟價值的能源。中國大量建設的沼氣池就是具體應用這種方法的典型實例。消化後的污泥比原生污泥容易脫水,所含致病菌大大減少,臭味顯著減弱,肥分變成速效的,體積縮小,易於處置。城市污水沉澱污泥和高濃度有機廢水的完全厭氧消化過程可分為三個階段(見圖)。在第一階段,污泥中的固態有機化合物藉助於從厭氧菌分泌出的細胞外水解酶得到溶解,並通過細胞壁進入細胞中進行代謝的生化反應。在水解酶的催化下,將復雜的多糖類水解為單糖類,將蛋白質水解為縮氨酸和氨基酸,並將脂肪水解為甘油和脂肪酸。第二階段是在產酸菌的作用下將第一階段的產物進一步降解為比較簡單的揮發性有機酸等,如乙酸、丙酸、丁酸等揮發性有機酸,以及醇類、醛類等;同時生成二氧化碳和新的微生物細胞。

反應原理

第一、二階段又稱為液化過程。第三階段是在甲烷菌的作用下將第二階段產生的揮發酸轉化成甲烷和二氧化碳,因此又稱為氣化過程,其反應可用下式表示:

一些有機酸或醇的氣化過程舉例如下:

乙酸:

CH3COOH─→CO2+CH4

丙酸:

4CH3CH2COOH+2H2O─→5CO2+7CH4

甲醇:

4CH3OH─→CO2+3CH4+2H2O

乙醇:

2CH3CH2OH+CO2─→2CH3COOH+CH4

為了使厭氧消化過程正常進行,必須將溫度、pH值、氧化還原電勢等保持在一定的范圍內,以維持甲烷菌的正常活動,保證及時地和完全地將第二階段產生的揮發酸轉化成甲烷。

生物化學反應的速度直接受溫度的影響。進行厭氧消化的微生物有兩類:中溫消化菌和高溫消化菌。前者的適應溫度范圍為17~43℃,最佳溫度為32~35℃;後者則在50~55℃具有最佳反應速度。

近年來,厭氧消化處理法發展到應用於處理高濃度有機廢水,如屠宰場廢水、肉類加工廢水、製糖工業廢水、酒精工業廢水、罐頭工業廢水、亞硫酸鹽制漿廢水等,比採用需氧生物處理法節省費用。

利用生物法處理廢水的具體方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、土地處理系統和污泥消化等

4. 污水怎麼治理

污水八大防治措施:1、嚴格控制污染物排放總量,繼續削減工業污染,對鋼鐵、電力、化工、煤炭等重點污染行業推廣廢水循環閉路的零排放制度,切實加強對污染排放單位的審核和監督。2、加快建設節水型工業和節水型社會。進一步研究工業節水管理辦法,規范企業節水范圍,對水污染重點排放行業嚴格執行用水定額和節水標准。3、大力推進城市污水處理與資源化。從根本上避免城市水環境繼續惡化,另外還要完善城市排水系統,提高城市污水處理的技術水平。缺水城市在規劃污水處理設施的同時要安排回用設施的建設,開展污水處理的深度處理。4、發展生態農業和有機農業,綜合防治面源污染。今後主要推廣有機肥,制定農葯、化肥的減量計劃,切實解決農業面源污染問題。5、採取措施切實保護海洋生態環境。6、科學合理地調配水資源,保證生態用水。開發利用水資源應以保護水環境功能為前提,兼顧水資源上、下流域的需求,要按照水資源可開發總量來發放許可證。7、要優先保護飲用水源地水質。要制定全國城市和農村飲用水源地的保護規定,在水源地保護區內嚴格限制各種開發活動。8、要嚴格控制持久性有機污染物。中國農葯的大量使用使得水體中持久性的有機污染物比例較高,對此要嚴格控制。《城鎮排水與污水處理條例》第二十條:城鎮排水設施覆蓋范圍內的排水單位和個人,應當按照國家有關規定將污水排入城鎮排水設施。在雨水、污水分流地區,不得將污水排入雨水管網。第二十一條:從事工業、建築、餐飲、醫療等活動的企業事業單位、個體工商戶(以下稱排水戶)向城鎮排水設施排放污水的,應當向城鎮排水主管部門申請領取污水排入排水管網許可證。城鎮排水主管部門應當按照國家有關標准,重點對影響城鎮排水與污水處理設施安全運行的事項進行審查。排水戶應當按照污水排入排水管網許可證的要求排放污水。

5. 養殖污水生物處理技術

1 畜禽養殖業的污染現狀

畜禽業是我國農業和農村經濟的重要組成部分,畜禽養殖業大力發展所帶來的環境污染問題日益嚴重, 不僅影響經濟發展, 而且還危及生態安全, 已成為人們普遍關注的社會問題。畜禽養殖場產生的糞便和污水造成地表水、 地下水、 土壤和環境空氣的嚴重污染, 直接影響了人們的身體健康和正常生產生活。畜禽養殖場未經處理的污水 中含有大量污染物質, 其污染負荷很高, 各類畜禽糞尿排泄系數見表 1 。這種高濃度有機廢水直接排入或隨雨水沖刷進入江河湖庫 , 大量消耗水體中的溶解氧 , 使水體變黑發臭。水中含有大量的 N 、 P 等營養物是造成水體富營養化的重要原因之一, 排入魚塘及河流使對有機物污染敏感的水生生物逐漸死亡, 嚴重者導致魚塘及河流喪失使用功能。養殖污水長時間滲入地下, 使地下水中的硝態氮或亞硝態氮濃度增高, 地下水溶解氧含量減少, 有毒成分增多, 導致水質惡化, 甚至喪失其使用功能, 同時危及周邊生活用水水質。高濃度污水還可導致土壤孔隙堵塞, 造成土壤透氣、 透水性下降及板結、鹽化, 嚴重降低土壤質量, 甚至傷害農作物 , 造成減產和死亡。



為控制畜禽養殖業產生的廢水、 廢渣和惡臭對環境的污染, 國家環境保護總局發布了《 畜禽養殖業污染物排放標准》 , 著手治理畜禽養殖場和養殖區的污染難題。這一標准旨在鼓勵生態養殖, 推動畜禽養殖業可持續健康發展; 促進畜禽場在廢棄物處理過程中考慮資源化利用, 減少末端污染物處理量。畜禽養殖業污染物排放標准見表 2 。



2 畜禽養殖廢水的預處理

畜禽養殖廢水無論以何種工藝或綜合措施進行處理, 都要採取一定的預處理措施。通過預處理可使廢水污染物負荷降低, 同時防止大的固體或雜物進入後續處理環節, 造成設備的堵塞或破壞等。針對廢水中的大顆粒物質或易沉降的物質, 畜禽養殖業採用過濾、 離心、 沉澱等固液分離技術進行預處理, 常用的設備有格柵、 沉澱池、 篩網等。格柵是污水處理的工藝流程中必不可少的部分, 其作用是阻攔污水中粗大的漂浮和懸浮固體, 以免阻塞孔洞、 閘門和管道, 並保護水泵等機械設備。沉澱法是在重力作用下將重於水的懸浮物從水中分離出來的處理工藝, 是廢水處理中應用最廣的方法之一。目前, 凡是有廢水處理設施的養殖場基本上都是在舍外串聯 2至3個沉澱池, 通過過濾、 沉澱和氧化分解將糞水進行處理。篩網是篩濾所用的設施, 廢水從篩網中的縫隙流過, 而固體部分則憑機械或其本身的重量, 截流下來, 或推移到篩網的邊緣排出。常用的畜禽糞便固液分離篩網有固定篩、振動篩和轉動篩。此外, 還有常用的機械過濾設備如自動轉鼓過濾機、 轉輥壓濾機、 離心盤式分離機等。

3 畜禽養殖廢水的主要處理技術

3.1 自然處理法

自然處理法時畜禽養殖廢水處理技術最傳統的方法。自然處理法是利用天然水體、土壤和生物的物理、 化學與生物的綜合作用來凈化污水。其凈化機理主要包括過濾、 截留、 沉澱、 物理和化學吸附、 化學分解、 生物氧化以及生物的吸收等。其原理涉及生態系統中物種共生、 物質循環再生原理、 結構與功能協調原則, 分層多級截留、 儲藏、 利用和轉化營養物質機制等。這類方法投資省、 工藝簡單、 動力消耗少 , 但凈化功能受自然條件的制約。自然處理的主要模式有氧化塘、 土壤處理法、 人工濕地處理法等。氧化塘又稱為生物穩定塘 , 是一種利用天然或人工整修的池塘進行污水生物處理的構築物。其對污水的凈化過程和天然水體的自凈過程很相似 , 污水在塘內停留時間長 , 有機污染物通過水中微生物的代謝活動而被降解 , 溶解氧則由藻類通過光合作用和塘面的復氧作用提供 , 亦可通過人工曝氣法提供。作為環境工程構築物 , 氧化塘主要用來降低水體的有機污染物 ,提高溶解氧的含量 , 並適當去除水中的氮和磷 , 減輕水體富營養化的程度。土壤處理法不同於季節性的污水灌溉, 是常年性的污水處理方法。將污水施於土地上, 利用土壤 - 微生物 - 植物組成的生態系統對廢水中的污染物進行一系列物理的、 化學的和生物凈化過程, 使廢水的水質得到凈化, 並通過系統的營養物質和水分的循環利用,使綠色植物生長繁殖, 從而實現廢水的資源化、 無害化和穩定化。人工濕地可通過沉澱、 吸附、 阻隔、 微生物同化分解、 硝化、 反硝化以及植物吸收等途徑去除廢水中的

6. 利用微生物處理廢水常用什麼方法

用微生物處理廢水常用生物膜法。所有的污水處理裝置都有固定的濾料介質如碎石、煤渣及塑料等,在濾料介質的表面覆蓋著一層由各類微生物組成的粘狀物稱為生物膜。生物膜主要是由細菌菌膠團和大量真菌菌絲組成,在表面還棲息著很多原生動物。當污水通過濾料表面時,生物膜大量地吸附水中各種有機物,同時膜上的微生物群利用溶解氧將有機物分解,產生可溶性無機物隨水流走,產生的二氧化碳和氫氣等釋放到大氣中,使污水得到凈化。

還有一種活性污泥法。所謂活性污泥是由能形成菌膠團的細菌和原生動物為主組成的微生物類群,及它們所吸附的有機的和無機懸浮物凝聚而成的棕色的絮狀泥粒,它對有機物具有很強的吸附力和氧化分解能力。

7. 生物法進行污水處理的一般流程是什麼常見方法有哪些

生活污水中有機污染物濃度較低,污水BOD5/CODcr≥0.45,可生化性較好,因此處理工藝可以以生化處理為主,選用A/ O工藝,生化池需分為A級池和O級池兩部分。用污水提升泵提升至厭氧池,利用厭氧菌的作用,使有機物發生水解、酸化,去除廢水中的有機物,並提高了污水的可生化性,厭氧池出水進入好氧池,氧化池內進行鼓風曝氣,進行硝化、吸收磷、去除BOD(或COD)等,二沉池進行泥水分離,出水經消毒裝置消毒後達標排放。

8. 生物污水處理法是如何處理污水的呢

污水經過機械處理後排入容積較大的池塘,並在其中停留幾天至幾十天,靠池塘中自然繁殖的微生物氧化分解污水中的有機物,其所消耗的氧氣靠水面從空氣中攝取。同時由於污水在池塘中流速很小,基本上處於靜止狀態,水中的懸浮物進一步沉降,從而使污水得到凈化。
另一種天然生物處理的方法是利用土壤來凈化污水。有為農業生產服務的農業灌溉田;有以處理污水為主要目的的市政灌溉田以及專供污水處理用的過濾田。
它們均是靠土壤中生存的微生物氧化分解污水中的有機物,但每畝地的年灌水量不同,市政灌溉田的灌水量比農業灌溉田的要大,而過濾田的更大。
市政灌溉田和過濾因由於要佔用大量農田,園內尚無採用,因外用的也很少。

9. 污水處理中生物法有哪幾種

1. 活性污泥法
是當前應用最為廣泛的一種生物處理技術。活性污泥是一種由無數細菌和其他微生物組成的絮凝體,其表面有一多糖類粘質層。活性污泥法就是利用這種活性污泥的吸附、氧化作用,去除廢水澡的有機污染物。
2.生物膜法
污水連續流經固體填料(碎石、塑料填料等),在填料上就會生成污泥狀的生物膜,生物膜中繁殖著大量的微生物,起到與活性污泥同樣的凈化污水的作用。
3.自然生物處理法
利用在自然條件下生長、繁殖的微生物(不加以人工強化或略加強化)處理廢水的技術。其主要特徵是工藝簡單,建設與運行費用都較低,但受自然條件的制約。主要的處理技術是穩定塘和土地處理法。
4. 氧生物處理法
厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物的處理技術。有機污泥、某些高濃度有機污染物理的工業廢水,如屠宰場、酒精廠廢水等適宜於用厭氧生物處理法處理。用於厭氧處理的構築物最普通的是消化池,最近一、二十年來這個領域有很大發展,開創了一系列新型、高效的厭氧處理構築物,如厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、厭氧轉盤、擋板式厭氧反應器以及復合厭氧反應器等。

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