[科普中国]-生物法污水处理

处理工艺活性污泥法

活性污泥法是使用很广泛的一种生物处理法，将空气连续鼓入曝气池的污水中，经过一段时间，水中即形成含有大量好氧性微生物的絮凝体——活性污泥，由于活性污泥具有巨大的比表面积，可吸附污水中的有机物；同时，活性污泥中具有活性的微生物以有机物为食料，获得能量并不断生长增殖，所以能去除有机物，使污水得到净化。

从曝气池流出的混合液，经沉淀分离后，水被净化排放，沉淀分离后的污泥作为种泥，部分地回流曝气池。活性污泥系统流程示意如图所示。

生物膜法生物膜法是使污水连续流经填料或某种载体（如碎石、炉渣或塑料蜂窝等）。在填料上就能够形成膜状生物污泥，该膜状生物污泥被称为生物膜。生物膜上繁殖着大量的微生物，能够起到与活性污泥同样的净化作用，吸附并降解污水中的有机污染物；同时，老化的生物膜从填料上脱落下来随污水流入沉淀池，经沉淀池沉淀分离，污水得到净化。

生物膜法有多种处理构筑物，如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、生物流化床以及曝气生物滤池等。

自然生物处理法自然生物处理法利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理污水，形成水体（土壤）、微生物、植物组成的生态系统对污染物进行一系列的物理、化学和生物的净化。生态系统可对污水中的营养物质充分利用，有利绿色植物生长，实现污水的资源化、无害化和稳定化。该法工艺简单、费用低、效率高，是一种符合生态原理的污水处理方式；但容易受自然条件影响，占地较大。自然生物处理法主要有稳定塘、湿地、土地处理系统及上述工艺的组合系统。

稳定塘利用塘水中自然生长的微生物（好氧、兼性和厌氧）分解废水中的有机物，而由在塘中生长的藻类的光合作用和大气复氧作用向塘中供氧，其生化过程与自然水体净化过程相似。稳定塘按微生物反应类型分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘等。土地处理是以土地净化为核心，利用土壤的过滤截留、吸附、化学反应和沉淀及微生物的分解作用处理污水中的污染物。农作物可充分利用污水中的水分和营养物。污水灌溉是一种土地处理方式。

厌氧生物处理法厌氧生物处理法利用兼性或专性厌氧菌在无氧的条件下降解有机污染物，主要用于处理污泥及高浓度、难降解的有机工业废水。其主要构筑物是消化池，近年来开发了厌氧滤池、厌氧转盘、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床等高效反应装置。该法能耗低且污泥产量少。其中UASB在高浓度的有机工业废水处理上获得了广泛的应用，污泥处理主要采用中温两级消化。1

应用油田生产污水微生物降解原油的总反应过程如下：微生物 + 石油烃类（碳源）+ 营养物（N，P 等）+ 氧→微生物繁殖 + 二氧化碳 + 水 + 氨及磷酸根等。

生物处理法与物化法相比，具有经济、高效等优点。在处理含油污水时，如果要求排放标准很高则可用生物处理法进行深度处理。在国内胜利、大港、冀东等油田炼油污水处理领域的广泛实践证明，对于大规模污水处理，生化法是一项较为经济实用的有机污水处理方法。2

尽管已有一些工程实例证明了生物法与传统物化法相比具备的明显优势，但生物法在采油污水处理领域尚未得到广泛应用，根本原因在于含油污水水质复杂，部分油田产水可生化性较差，生物处理难度大。3

城市污水城市污水处理已经成为我国水污染治理工作的重点，而生物法在污水处理领域有举足轻重的作用。

SBR 国内外的应用概况

我国于 80 年代中期开始对 SBR 污水处理工艺进行研究和应用；湖南湘潭大学的刘永松等人在含酚废水、肉联厂污水、啤酒厂污水、绝缘漆生产污水的 SBR 法处理研究的基础上，综合讨论分析了 SBR 的工艺特性；哈尔滨建筑大学的王福珍等对 SBR 法供气的最优控制和曝气时间的最优分配及污泥膨胀问题进行了研究，认为 SBR 可以在反应阶段实施非均匀曝气，以及低负荷和沉淀及闲置时间过长时 SBR 也会发生污泥膨胀；同济大学顾国维教授课题组开发了新型 MSBR 污水脱氮除磷工艺，并将其应用于工程实践。

氧化沟法的应用

氧化沟污水处理技术是 50 年代在荷兰发展起来的，1954 年荷兰的活绍本建成了世界上第一座氧化沟污水处理厂，其原型为一个环状跑道式的斜坡池壁的间歇运行反应池；从 1963 年至 1974 年，英国共兴建了约 300 多座氧化沟污水处理厂；1962 年至 1975 年，美国建成 了约 558 座氧化沟污水厂；到 1976 年为止，加拿大已拥有 90 座氧化沟污水厂。经过三十多年的使用、研究、开发和改进，而今已成为欧洲、大洋洲、南非和北美洲广泛采用的一种重要的污水生化处理技术。

A2/O 法的应用

A2/O 工艺是颇有发展前途的污水处理工艺，该法电耗少，运行费用低并且污泥处理费用也比较少，不仅是节能污水处理工艺，同时也是经济有效的脱氮除磷较先进的技术。该工艺在控制水体富营养化及污水回用等方面也具有广泛的应用前景。

AB 法的应用

与传统活性污泥法相比 AB 工艺在COD、BOD、SS、 总磷和总氮上的去除率均高于前者且工程投资和运行费用方面也较前者省。在联邦德国、瑞士、希腊等国一些老厂因处理出水达不到排放标准将原来的常规活性污泥法改为 AB 法从而解决了问题；全世界有 60 多座采用 AB 工艺的污水厂在运行、设计和规划之中；南斯拉夫修建了世界最大的 AB 工艺的污水厂；我国在上海、山东等地都有采用 AB 工艺的污水处理厂。4

农村生活污水污水处理的方法大体可分为物理法、化学法和生物法。物理法和化学法对污水的处理效率相对较低，处理费用高，管理复杂，甚至会造成对环境的二次污染，所以得不到很好的应用和推广。而生物法处理污水则花费低，耗能低，同时处理效率高，出水质好，管理简单，不会对环境产生二次污染。生物法通常是利用各种微生物的新陈代谢及种群间的相互作用而使污水得到净化的过程。农村生活污水富含有机物，化学污染物相对较低，特别适合于微生物的生长和作用。

我国农村污水处理由于资金匮乏和缺少后期技术人员。所只能用一些投资小，管理简单的处理方法，如 A2 /O 法、序批式活性污泥法、Biolak 工艺、厌氧生物滤池、人工湿地、稳定塘系统、人工快渗污水处理工艺等。5

发展趋势从国内外废水生物处理的研究与应用现状和发展来看，各种新型的废水生物处理工艺不断推出，废水处理效率越来越高，未来废水处理将向着先进、高效、节能、自动化程度更高的方向发展。

从经济角度来说，基于当前水处理技术和工艺而建造的废水处理工程与设施均需要较大的基建投资和较高的运行管理费用，这对于许多企业来说，必将成为提高污水处理率和发展废水处理工程中的瓶颈。因此在保证处理效果的前提下，研发节能的废水处理方法是十分必要的，特别是对发展中国家经济建设和经济与环境的可持续发展具有深远的历史意义和强大的市场前景。6