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    漲知識!微生物技術(shù)處理污水及優(yōu)勢

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    1、我國水源污染現狀



    我國水資源短缺,全國目前有400 多個(gè)城市缺水,其中100 多個(gè)嚴重缺水。由于人口眾多,人均水資源的占有量?jì)H為世界人均占有量的25% ,屬世界貧水國之一。由于水源分布不平衡,更存在南多北少,東多西少,夏天多冬天少的時(shí)空差異。然而就在不利的條件下,工業(yè)廢水和農業(yè)污水不加處理的任意排放,造成水源污染愈加嚴重,根據環(huán)境保護部發(fā)布的2010 年全國環(huán)境質(zhì)量數據顯示,中國的地表水嚴重污染,七大水系(長(cháng)江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河和遼河) 受到輕度、中度、重度污染,湖泊富營(yíng)養化問(wèn)題突出。近幾年來(lái),重大水污染事件頻繁出現,發(fā)生率高達50%。缺水問(wèn)題日益嚴重。



    1. 1 傳統污水處理技術(shù)



    水的污染通常指人為原因造成的水質(zhì)惡化,降低水的使用價(jià)值,主要污染物是固體廢棄物和化學(xué)物質(zhì)(需氧有機物、難降解有機物、重金屬、植物營(yíng)養物質(zhì)、酸、堿和石油類(lèi)物質(zhì))。



    我國目前常用的污水處理技術(shù)有:


    (1) 物理法即不溶態(tài)污染物的分離技術(shù)(重力沉降、混凝澄清、浮力浮上、離心力分離、磁力分離等)。


    (2) 化學(xué)法即污染物的化學(xué)轉化技術(shù)(酸堿中和法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法、化學(xué)物理消毒法)。


    (3) 溶解態(tài)污染物物理化學(xué)分離技術(shù)(吸附法、離子交換法、膜分離法、蒸發(fā)、冷凍法)。



    1. 2 常用方法存在的弊端



    物理方法占地面積大,基建費、運行費高,能耗大,管理復雜,易出現污泥膨脹現象; 設備不能滿(mǎn)足高效低耗的要求,單獨使用效果不明顯?;瘜W(xué)方法運行成本高,消耗大量的化學(xué)試劑,易產(chǎn)生二次污染。多數情況下兩者須結合使用。



    2、微生物技術(shù)



    如何使城市污水處理工藝朝著(zhù)低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及實(shí)現磷回收和處理水回用等可持續的方向發(fā)展,且所采用的技術(shù)必須以低能耗和少資源損耗為前提呢? 微生物技術(shù)滿(mǎn)足了以上的要求。



    2. 1 微生物介紹


      微生物是一類(lèi)形體微小的單細胞或個(gè)體結構比較簡(jiǎn)單的多細胞,甚至沒(méi)有細胞結構的低等生物,是眼看不見(jiàn),手摸不著(zhù),有生命的微小生物,只有借助于光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡才能看到。微生物包括細菌、病毒、真菌等。



    2. 2 微生物技術(shù)及應用


    微生物技術(shù)主要是利用微生物的代謝反應過(guò)程和生物合成產(chǎn)物(包括酶) 對污染環(huán)境進(jìn)行監測、評價(jià)、整治以及修復的單一或綜合性的現代化人工技術(shù)系統。它不僅包含了生物技術(shù)所有的特點(diǎn),還融合了環(huán)境污染防治以及其他工程技術(shù),目前已逐步發(fā)展成為一種經(jīng)濟效益和環(huán)境效益俱佳的、能解決日益嚴重的(尤其是水污染) 環(huán)境問(wèn)題的有效手段之一。



    按照微生物降解的過(guò)程和產(chǎn)物種類(lèi)的不同,微生物處理主要分為好氧處理、厭氧處理和兼氧處理。



    (1) 好氧微生物處理,在氧氣充足的條件下,微生物通過(guò)有氧呼吸作用將有機物分解。好氧微生物處理工藝主要有: 



     ①氧化塘,以自然界的池塘、湖泊作為參照物,仿照非流動(dòng)水具有自身凈化功能的原理,人為構建一個(gè)靜態(tài)污水池塘,污水中有機物主要由塘中細菌降解,細菌所需氧氣由藻類(lèi)和其他光合微生物的光合作用以及水面上方的空氣提供。方法簡(jiǎn)單易行,但只適合于輕度污染且量少的污水處理。




     ②活性污泥法,具有處理能力高,出水水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。該方法主要由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系統組成。廢水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個(gè)生物反應器,通過(guò)曝氣設備充入空氣,空氣中的氧溶入混合液,產(chǎn)生好氧代謝反應,且使混合液得到足夠的攪拌而呈懸浮狀態(tài),這樣,廢水中的有機物、氧氣同微生物能充分接觸反應。隨后混合液進(jìn)入沉淀池,混合液中的懸浮固體在沉淀池中沉下來(lái)和水分離,流出沉淀池的就是凈化水?;钚晕勰喑擞醒趸头纸庥袡C物的能力外,還要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能從混合液中分離出來(lái),得到澄清的出水。




     ③生物膜法,即利用在固體載體表面附著(zhù)生長(cháng)的微生物所形成的生物膜去除廢水中溶解性有機污染物的一類(lèi)方法。生物膜法又可分為滴濾池法(或叫生物濾池) 、生物轉盤(pán)法、接觸氧化法和流化床生物膜法等。



    (2) 厭氧微生物處理,在厭氧條件下,厭氧菌通過(guò)無(wú)氧呼吸或發(fā)酵作用分解有機物,有機物最終被轉化為甲烷、二氧化碳、水及少量硫化氫和氨。厭氧微生物處理工藝主要有如下幾種: 



     ①厭氧消化池,主要用于處理污泥和糞肥,不宜用于生活和工業(yè)廢水的處理。




     ②厭氧接觸法,在厭氧消化池的基礎上,提高處理效率。在厭氧濾器內有固定填料,其上附著(zhù)生長(cháng)的生物膜使處理效率得到進(jìn)一步提高。目前在處理含有易降解可溶性化合物的工業(yè)廢水方面得到了大規模的應用。


    (3) 微生物兼氧處理當好氧和厭氧在同一處理工藝中共存時(shí)即為兼氧處理,有時(shí)好氧和厭氧的共存反而會(huì )使處理效果更好,其中好氧菌起主體作用,但沒(méi)有厭氧菌及少量的兼氧性菌種也不可能達到預期的處理效果。


    2. 3 與傳統技術(shù)對比存在的優(yōu)勢


    與目前采用的物理法和化學(xué)法相比,在污水處理方面,微生物技術(shù)具有一系列的特點(diǎn)和優(yōu)勢: 


     ①具有很強的吸附力和良好的沉降性,很強的降解能力,不需要高溫、高壓、溫和的條件,污染物經(jīng)過(guò)酶催化即可高效并相對徹底完成,處理水量大,處理費用低廉,僅為物理、化學(xué)法的30% ~ 50%。


     ②微生物物種豐富、資源廣泛、具有多種代謝類(lèi)型,幾乎可降解或轉化環(huán)境中存在的各種天然物質(zhì),易培養、繁殖快、對環(huán)境有較強的適應能力和易實(shí)現變異等特性,一旦新的化合物出現,它們也能逐步通過(guò)自發(fā)或誘導產(chǎn)生新的酶系,具備新的代謝功能,從而降解或轉化那些新的化合物。適當地對其加以培養繁殖,特別是在一定條件下加以馴化,就能使之很好地適應各種有毒的工業(yè)廢水、生活污水等環(huán)境。通過(guò)有針對性地對菌種進(jìn)行篩選、培養和馴化,可以使大多數的有機物實(shí)現生物降解處理,應用面寬。


     ③微生物處理不僅能去除有機物、病原體、有毒物質(zhì),還能去除臭味、提高透明度、降低色度等,處理效果良好。只要找到合適的微生物,給予合適的條件,所有的污染物質(zhì)都可得到降解或轉化。


     ④對環(huán)境影響小,不產(chǎn)生二次污染,遺留問(wèn)題少。


     ⑤直接暴露在污染物下的機會(huì )減少。


     ⑥就地處理,操作簡(jiǎn)便,可以避免鋪設不雅觀(guān)的機械設備,減少占地面積,基建費、運行費,能耗,管理等,且能滿(mǎn)足高效低耗的要求。

    人們利用這些微小的生物群體,加之人為作用就可以解決其他物理化學(xué)方法無(wú)法解決的難題。為今后的污水處理提供了一項高效、節能、環(huán)保的綠色途徑。


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