1. 微生物是怎样净化污水的
目前,废水处理有物理方法、化学方法和生物方法,而用微生物处理废水的生物方法以效率高、成本低受到了广泛关注。
能除掉毒物的微生物主要是细菌、霉菌、酵母菌和一些原生动物。它们能把水中的有机物变成简单的无机物,通过生长繁殖活动使污水净化。
有种芽孢杆菌能把酚类物质转变成醋酸吸收利用,除酚率可以达到99%;一种耐汞菌通过人工培养可将废水中的汞吸收到菌体中,改变条件后,菌体又将汞释放到空气中,用活性炭就可以回收。
有的微生物能把稳定有毒的DDT转变成溶解于水的物质而解除毒性。
每年在运输中有150万吨的原油流入世界水域使海洋污染,清除这些油类,真菌比细菌能力更强。在去毒净化中,不同的微生物各有“高招”!枯草杆菌、马铃薯杆菌能清除体内酷胺;溶胶假单孢杆菌可以氧化剧毒的氰化物;红色酵母菌和蛇皮癣菌对聚氯联苯有分解能力。
用微生物处理废水常用生物膜法。所有的污水处理装置都有固定的滤料介质如碎石、煤渣及塑料等,在滤料介质的表面覆盖着一层由各类微生物组成的黏状物称为生物膜。
生物膜主要是由细菌菌胶团和大量真菌菌丝组成,在表面还栖息着很多原生动物。当污水通过滤料表面时,生物膜大量地吸附水中各种有机物,同时膜上的微生物群利用溶解氧将有机物分解,产生可溶性无机物随水流走,产生的二氧化碳和氢气等释放到大气中,使污水得到净化。
2. 污水的生物处理包括哪些方法
主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。
3. 怎样利用微生物处理废水
废水生物处理法
随着工业的发展,污水成分已愈来愈复杂。某些难降解的有机物质和有毒物质,需要运用微生物的方法进行处理,污水具备微生物生长和繁殖的条件,因而微生物能从污水中获取养分,同时降解和利用有害物质,从而使污水得到净化。废水生物处理是利用微生物的生命活动,对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用,从而使废水得到净化的一种处理方法。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显着优点而备受人们的青睐。
定义
利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法,亦称废水生物化学处理法,简称废水生化法。由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点,经过多年的探索和研究,生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展,采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头,根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。
特点
1、用生物方法去除有机物最经济;
2、90%废水处理工艺属于生物处理工艺;
3、水中氨氮用生物处理方法去除最有效;
4、绝大多数工业废水也是以生物处理方法为主
分类
生物化学法
生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明,生物化学法处理含Cr6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理,结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在铜质量浓度为246.8 mg/L的溶液,当pH为4.0时,去除率达99.12%。[2]
生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好,且生长快、易于实现工业化等特点。此外,微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。[2]
生物吸附法
生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点,已经被广泛应用。[2]
需氧生物处理法
利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法。生活污水中的典型有机物是碳水化合物、合成洗涤剂、脂肪、蛋白质及其分解产物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。这些有机物可按生物体系中所含元素量的多寡顺序表示为 COHNS。
生物体系中这些反应有赖于生物体系中的酶来加速。酶按其催化反应分为:氧化还原酶:在细胞内催化有机物的氧化还原反应,促进电子转移,使其与氧化合或脱氢。可分为氧化酶和还原酶。氧化酶可活化分子氧,作为受氢体而形成水或过氧化氢。还原酶包括各种脱氢酶,可活化基质上的氢,并由辅酶将氢传给被还原的物质,使基质氧化,受氢体还原。水解酶:对有机物的加水分解反应起催化作用。水解反应是在细胞外产生的最基本的反应,能将复杂的高分子有机物分解为小分子,使之易于透过细胞壁。如将蛋白质分解为氨基酸,将脂肪分解为脂肪酸和甘油,将复杂的多糖分解为单糖等。此外还有脱氨基、脱羧基、磷酸化和脱磷酸等酶。
许多酶只有在一些称为辅酶和活化剂的特殊物质存在时才能进行催化反应,钾、钙、镁、锌、钴、锰、氯化物、磷酸盐离子在许多种酶的催化反应中是不可缺少的辅酶或活化剂。
在需氧生物处理过程中,污水中的有机物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三个阶段:第一阶段,大的有机物分子降解为构成单元──单糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。在第二阶段中,第一阶段的产物部分地被氧化为下列物质中的一种或几种:二氧化碳、水、乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸(或称 α-氧化戊二酸)或草醋酸(又称草酰乙酸)。第三阶段(即三羧酸循环,是有机物氧化的最终阶段)是乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸和草醋酸被氧化为二氧化碳和水。有机物在氧化降解的各个阶段,都释放出一定的能量。
在有机物降解的同时,还发生微生物原生质的合成反应。在第一阶段中由被作用物分解成的构成单元可以合成碳水化合物、蛋白质和脂肪,再进一步合成细胞原生质。合成能量是微生物在有机物的氧化过程中获得的。
厌氧生物处理法
主要用于处理污水中的沉淀污泥,因而又称污泥消化,也用于处理高浓度的有机废水。这种方法是在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解,最后产生甲烷和二氧化碳等气体,这些气体是有经济价值的能源。中国大量建设的沼气池就是具体应用这种方法的典型实例。消化后的污泥比原生污泥容易脱水,所含致病菌大大减少,臭味显着减弱,肥分变成速效的,体积缩小,易于处置。城市污水沉淀污泥和高浓度有机废水的完全厌氧消化过程可分为三个阶段(见图)。在第一阶段,污泥中的固态有机化合物借助于从厌氧菌分泌出的细胞外水解酶得到溶解,并通过细胞壁进入细胞中进行代谢的生化反应。在水解酶的催化下,将复杂的多糖类水解为单糖类,将蛋白质水解为缩氨酸和氨基酸,并将脂肪水解为甘油和脂肪酸。第二阶段是在产酸菌的作用下将第一阶段的产物进一步降解为比较简单的挥发性有机酸等,如乙酸、丙酸、丁酸等挥发性有机酸,以及醇类、醛类等;同时生成二氧化碳和新的微生物细胞。
反应原理
第一、二阶段又称为液化过程。第三阶段是在甲烷菌的作用下将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳,因此又称为气化过程,其反应可用下式表示:
一些有机酸或醇的气化过程举例如下:
乙酸:
CH3COOH─→CO2+CH4
丙酸:
4CH3CH2COOH+2H2O─→5CO2+7CH4
甲醇:
4CH3OH─→CO2+3CH4+2H2O
乙醇:
2CH3CH2OH+CO2─→2CH3COOH+CH4
为了使厌氧消化过程正常进行,必须将温度、pH值、氧化还原电势等保持在一定的范围内,以维持甲烷菌的正常活动,保证及时地和完全地将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷。
生物化学反应的速度直接受温度的影响。进行厌氧消化的微生物有两类:中温消化菌和高温消化菌。前者的适应温度范围为17~43℃,最佳温度为32~35℃;后者则在50~55℃具有最佳反应速度。
近年来,厌氧消化处理法发展到应用于处理高浓度有机废水,如屠宰场废水、肉类加工废水、制糖工业废水、酒精工业废水、罐头工业废水、亚硫酸盐制浆废水等,比采用需氧生物处理法节省费用。
利用生物法处理废水的具体方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、土地处理系统和污泥消化等
4. 污水怎么治理
污水八大防治措施:1、严格控制污染物排放总量,继续削减工业污染,对钢铁、电力、化工、煤炭等重点污染行业推广废水循环闭路的零排放制度,切实加强对污染排放单位的审核和监督。2、加快建设节水型工业和节水型社会。进一步研究工业节水管理办法,规范企业节水范围,对水污染重点排放行业严格执行用水定额和节水标准。3、大力推进城市污水处理与资源化。从根本上避免城市水环境继续恶化,另外还要完善城市排水系统,提高城市污水处理的技术水平。缺水城市在规划污水处理设施的同时要安排回用设施的建设,开展污水处理的深度处理。4、发展生态农业和有机农业,综合防治面源污染。今后主要推广有机肥,制定农药、化肥的减量计划,切实解决农业面源污染问题。5、采取措施切实保护海洋生态环境。6、科学合理地调配水资源,保证生态用水。开发利用水资源应以保护水环境功能为前提,兼顾水资源上、下流域的需求,要按照水资源可开发总量来发放许可证。7、要优先保护饮用水源地水质。要制定全国城市和农村饮用水源地的保护规定,在水源地保护区内严格限制各种开发活动。8、要严格控制持久性有机污染物。中国农药的大量使用使得水体中持久性的有机污染物比例较高,对此要严格控制。《城镇排水与污水处理条例》第二十条:城镇排水设施覆盖范围内的排水单位和个人,应当按照国家有关规定将污水排入城镇排水设施。在雨水、污水分流地区,不得将污水排入雨水管网。第二十一条:从事工业、建筑、餐饮、医疗等活动的企业事业单位、个体工商户(以下称排水户)向城镇排水设施排放污水的,应当向城镇排水主管部门申请领取污水排入排水管网许可证。城镇排水主管部门应当按照国家有关标准,重点对影响城镇排水与污水处理设施安全运行的事项进行审查。排水户应当按照污水排入排水管网许可证的要求排放污水。
5. 养殖污水生物处理技术
1 畜禽养殖业的污染现状
畜禽业是我国农业和农村经济的重要组成部分,畜禽养殖业大力发展所带来的环境污染问题日益严重, 不仅影响经济发展, 而且还危及生态安全, 已成为人们普遍关注的社会问题。畜禽养殖场产生的粪便和污水造成地表水、 地下水、 土壤和环境空气的严重污染, 直接影响了人们的身体健康和正常生产生活。畜禽养殖场未经处理的污水 中含有大量污染物质, 其污染负荷很高, 各类畜禽粪尿排泄系数见表 1 。这种高浓度有机废水直接排入或随雨水冲刷进入江河湖库 , 大量消耗水体中的溶解氧 , 使水体变黑发臭。水中含有大量的 N 、 P 等营养物是造成水体富营养化的重要原因之一, 排入鱼塘及河流使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡, 严重者导致鱼塘及河流丧失使用功能。养殖污水长时间渗入地下, 使地下水中的硝态氮或亚硝态氮浓度增高, 地下水溶解氧含量减少, 有毒成分增多, 导致水质恶化, 甚至丧失其使用功能, 同时危及周边生活用水水质。高浓度污水还可导致土壤孔隙堵塞, 造成土壤透气、 透水性下降及板结、盐化, 严重降低土壤质量, 甚至伤害农作物 , 造成减产和死亡。
为控制畜禽养殖业产生的废水、 废渣和恶臭对环境的污染, 国家环境保护总局发布了《 畜禽养殖业污染物排放标准》 , 着手治理畜禽养殖场和养殖区的污染难题。这一标准旨在鼓励生态养殖, 推动畜禽养殖业可持续健康发展; 促进畜禽场在废弃物处理过程中考虑资源化利用, 减少末端污染物处理量。畜禽养殖业污染物排放标准见表 2 。
2 畜禽养殖废水的预处理
畜禽养殖废水无论以何种工艺或综合措施进行处理, 都要采取一定的预处理措施。通过预处理可使废水污染物负荷降低, 同时防止大的固体或杂物进入后续处理环节, 造成设备的堵塞或破坏等。针对废水中的大颗粒物质或易沉降的物质, 畜禽养殖业采用过滤、 离心、 沉淀等固液分离技术进行预处理, 常用的设备有格栅、 沉淀池、 筛网等。格栅是污水处理的工艺流程中必不可少的部分, 其作用是阻拦污水中粗大的漂浮和悬浮固体, 以免阻塞孔洞、 闸门和管道, 并保护水泵等机械设备。沉淀法是在重力作用下将重于水的悬浮物从水中分离出来的处理工艺, 是废水处理中应用最广的方法之一。目前, 凡是有废水处理设施的养殖场基本上都是在舍外串联 2至3个沉淀池, 通过过滤、 沉淀和氧化分解将粪水进行处理。筛网是筛滤所用的设施, 废水从筛网中的缝隙流过, 而固体部分则凭机械或其本身的重量, 截流下来, 或推移到筛网的边缘排出。常用的畜禽粪便固液分离筛网有固定筛、振动筛和转动筛。此外, 还有常用的机械过滤设备如自动转鼓过滤机、 转辊压滤机、 离心盘式分离机等。
3 畜禽养殖废水的主要处理技术
3.1 自然处理法
自然处理法时畜禽养殖废水处理技术最传统的方法。自然处理法是利用天然水体、土壤和生物的物理、 化学与生物的综合作用来净化污水。其净化机理主要包括过滤、 截留、 沉淀、 物理和化学吸附、 化学分解、 生物氧化以及生物的吸收等。其原理涉及生态系统中物种共生、 物质循环再生原理、 结构与功能协调原则, 分层多级截留、 储藏、 利用和转化营养物质机制等。这类方法投资省、 工艺简单、 动力消耗少 , 但净化功能受自然条件的制约。自然处理的主要模式有氧化塘、 土壤处理法、 人工湿地处理法等。氧化塘又称为生物稳定塘 , 是一种利用天然或人工整修的池塘进行污水生物处理的构筑物。其对污水的净化过程和天然水体的自净过程很相似 , 污水在塘内停留时间长 , 有机污染物通过水中微生物的代谢活动而被降解 , 溶解氧则由藻类通过光合作用和塘面的复氧作用提供 , 亦可通过人工曝气法提供。作为环境工程构筑物 , 氧化塘主要用来降低水体的有机污染物 ,提高溶解氧的含量 , 并适当去除水中的氮和磷 , 减轻水体富营养化的程度。土壤处理法不同于季节性的污水灌溉, 是常年性的污水处理方法。将污水施于土地上, 利用土壤 - 微生物 - 植物组成的生态系统对废水中的污染物进行一系列物理的、 化学的和生物净化过程, 使废水的水质得到净化, 并通过系统的营养物质和水分的循环利用,使绿色植物生长繁殖, 从而实现废水的资源化、 无害化和稳定化。人工湿地可通过沉淀、 吸附、 阻隔、 微生物同化分解、 硝化、 反硝化以及植物吸收等途径去除废水中的
6. 利用微生物处理废水常用什么方法
用微生物处理废水常用生物膜法。所有的污水处理装置都有固定的滤料介质如碎石、煤渣及塑料等,在滤料介质的表面覆盖着一层由各类微生物组成的粘状物称为生物膜。生物膜主要是由细菌菌胶团和大量真菌菌丝组成,在表面还栖息着很多原生动物。当污水通过滤料表面时,生物膜大量地吸附水中各种有机物,同时膜上的微生物群利用溶解氧将有机物分解,产生可溶性无机物随水流走,产生的二氧化碳和氢气等释放到大气中,使污水得到净化。
还有一种活性污泥法。所谓活性污泥是由能形成菌胶团的细菌和原生动物为主组成的微生物类群,及它们所吸附的有机的和无机悬浮物凝聚而成的棕色的絮状泥粒,它对有机物具有很强的吸附力和氧化分解能力。
7. 生物法进行污水处理的一般流程是什么常见方法有哪些
生活污水中有机污染物浓度较低,污水BOD5/CODcr≥0.45,可生化性较好,因此处理工艺可以以生化处理为主,选用A/ O工艺,生化池需分为A级池和O级池两部分。用污水提升泵提升至厌氧池,利用厌氧菌的作用,使有机物发生水解、酸化,去除废水中的有机物,并提高了污水的可生化性,厌氧池出水进入好氧池,氧化池内进行鼓风曝气,进行硝化、吸收磷、去除BOD(或COD)等,二沉池进行泥水分离,出水经消毒装置消毒后达标排放。
8. 生物污水处理法是如何处理污水的呢
污水经过机械处理后排入容积较大的池塘,并在其中停留几天至几十天,靠池塘中自然繁殖的微生物氧化分解污水中的有机物,其所消耗的氧气靠水面从空气中摄取。同时由于污水在池塘中流速很小,基本上处于静止状态,水中的悬浮物进一步沉降,从而使污水得到净化。
另一种天然生物处理的方法是利用土壤来净化污水。有为农业生产服务的农业灌溉田;有以处理污水为主要目的的市政灌溉田以及专供污水处理用的过滤田。
它们均是靠土壤中生存的微生物氧化分解污水中的有机物,但每亩地的年灌水量不同,市政灌溉田的灌水量比农业灌溉田的要大,而过滤田的更大。
市政灌溉田和过滤因由于要占用大量农田,园内尚无采用,因外用的也很少。
9. 污水处理中生物法有哪几种
1. 活性污泥法
是当前应用最为广泛的一种生物处理技术。活性污泥是一种由无数细菌和其他微生物组成的絮凝体,其表面有一多糖类粘质层。活性污泥法就是利用这种活性污泥的吸附、氧化作用,去除废水澡的有机污染物。
2.生物膜法
污水连续流经固体填料(碎石、塑料填料等),在填料上就会生成污泥状的生物膜,生物膜中繁殖着大量的微生物,起到与活性污泥同样的净化污水的作用。
3.自然生物处理法
利用在自然条件下生长、繁殖的微生物(不加以人工强化或略加强化)处理废水的技术。其主要特征是工艺简单,建设与运行费用都较低,但受自然条件的制约。主要的处理技术是稳定塘和土地处理法。
4. 氧生物处理法
厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物的处理技术。有机污泥、某些高浓度有机污染物理的工业废水,如屠宰场、酒精厂废水等适宜于用厌氧生物处理法处理。用于厌氧处理的构筑物最普通的是消化池,最近一、二十年来这个领域有很大发展,开创了一系列新型、高效的厌氧处理构筑物,如厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧转盘、挡板式厌氧反应器以及复合厌氧反应器等。