废水治理的生物处理技术是利用微生物的代谢作用,将废水中的有机物、氮、磷等污染物转化为无害或低毒物质的过程。该技术因其处理效率高、成本低、无二次污染等优点,被广泛应用于城市污水和工业废水处理。以下是生物处理技术的具体内容,涵盖主要类型、工艺原理、应用场景及技术特点:
一、好氧生物处理技术
好氧生物处理技术依赖好氧微生物(如细菌、真菌)在有氧条件下分解有机物,产物为二氧化碳和水。该技术适用于处理中低浓度有机废水,如生活污水、食品加工废水等。
活性污泥法
原理:通过曝气使废水与活性污泥(含大量微生物)充分混合,微生物吸附并分解有机物,同时通过沉淀分离污泥与处理水。
工艺类型:
传统活性污泥法:适用于处理规模较大的城市污水。
序批式活性污泥法(SBR):通过间歇式进水、反应、沉淀、排水和闲置,实现单池多阶段处理,适用于小规模或水质波动大的废水。
氧化沟:通过环形沟渠设计延长水流路径,增强硝化反硝化效果,适用于脱氮需求高的废水。
应用案例:某城市污水处理厂采用活性污泥法,日处理污水10万吨,COD去除率达90%以上。
生物膜法
原理:微生物附着在填料(如塑料环、纤维束)表面形成生物膜,废水流经时,有机物被生物膜吸附并分解。
工艺类型:
生物滤池:废水自上而下流经填料层,微生物在填料表面生长,适用于处理低浓度有机废水。
生物转盘:由旋转圆盘和固定填料组成,通过圆盘交替浸入废水和空气中,实现好氧与厌氧交替处理,适用于脱氮除磷。
生物接触氧化法:结合活性污泥法与生物膜法,填料上附着生物膜,底部曝气提供氧气,适用于高负荷有机废水处理。
二、厌氧生物处理技术
厌氧生物处理技术在无氧条件下,通过厌氧微生物(如产甲烷菌)分解有机物,产生沼气(主要成分为甲烷和二氧化碳)。该技术适用于处理高浓度有机废水,如酿酒废水、造纸废水等。
升流式厌氧污泥床(UASB)
原理:废水从底部进入反应器,与厌氧污泥(含大量产甲烷菌)充分接触,有机物被分解为沼气,污泥通过三相分离器(气体、液体、固体)实现气固分离。
特点:处理效率高、占地面积小、可回收沼气能源。
厌氧接触法
原理:废水与厌氧污泥在反应器内混合,反应后污泥通过沉淀池分离并回流至反应器,维持高污泥浓度。
特点:抗冲击负荷能力强、适用于处理含悬浮物较多的废水。
原理:废水通过填充填料(如碎石、塑料环)的反应器,厌氧微生物附着在填料表面形成生物膜,有机物被分解为沼气。
特点:启动快、处理效率稳定、适用于处理低浓度有机废水。
三、脱氮除磷生物处理技术
氮、磷是导致水体富营养化的主要污染物,生物脱氮除磷技术通过特定微生物的代谢作用,将氮转化为氮气释放至大气,将磷转化为污泥排出系统。
A/O工艺(厌氧/好氧)
原理:废水先进入厌氧段,聚磷菌释放磷并吸收有机物;再进入好氧段,聚磷菌过量吸收磷,通过污泥排放实现除磷;同时,好氧段硝化菌将氨氮转化为硝态氮,但缺乏反硝化环节,脱氮效果有限。
应用场景:适用于对磷去除要求高、氮去除要求一般的废水。
A?/O工艺(厌氧/缺氧/好氧)
原理:在A/O工艺基础上增加缺氧段,废水先进入厌氧段释放磷,再进入缺氧段进行反硝化(硝态氮转化为氮气),最后进入好氧段硝化和吸磷。
特点:同步脱氮除磷,适用于对氮、磷去除要求均高的废水。
SBR工艺(序批式活性污泥法)
原理:通过间歇式运行实现单池多阶段处理,包括进水、反应(好氧/缺氧/厌氧交替)、沉淀、排水和闲置,可灵活调整各阶段时间,实现脱氮除磷。
特点:占地面积小、控制灵活、适用于小规模或水质波动大的废水。