阐述有机污物好氧处理与厌氧处理的区别联系
文章介绍有机污染物的生物处理工艺的应用现状和发展趋势,比较了厌氧( 水解) 法和好氧法废水生物处理技术的优缺点,阐述了有机污物好氧处理与厌氧处理的区别联系并分析了厌氧( 水解) —好氧组合工艺的主要优势。
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1.有机废水的定义及分类有机废水就是以有机污染物为主的废水。根据有机废水的性质与来源可将其划分为以下3类:第类,废水中的有机污染物易于生物降解,这类废水主要是生活污水和来自以农牧产品为原料的工业废水等。其数量大,有机物浓度很高,对环境污染严重;第2类,废水中的有机物易于生物降解,废水中的毒物含量较多,这类废水主要来自印染、制革业等;第3类,废水中的有机物难以生物降解。这类废水主要来自造纸、制药业等。有机废水如果直接排放,会造成严重的水环境污染[3]。废水生物处理是微生物以废水中的有机污染物作为自身的营养和能源,通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶解、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物转化为未定、无害的物质的处理方法,同时使废水得到净化的过程。这种技术成熟有效、经济可行,与化学或物理方法相比有独特的优势,发展至今已成为世界各国处理城市生活污水和工业废水的主要手段[4]。在污水处理的过程中,根据环境可以分为有机物生物处理分为有氧生物和厌氧生物处理过程,由于生物法中的各种微生物生长与水质关系密切,因而必须控制适宜的水质指标以保证微生物能够正常的生长和工作。2.好氧处理2.1好氧生物处理原理好氧法是在没有游离氧存在的条件下,兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理法。在有氧的条件下,有机污染物作为好氧微生物的营养基质而被氧化分解,使有机物的浓度下降而微生物量增加。由于有机污染物结构和性质的不同,好氧微生物的优势种群组成和数量也相应地发生变化。有机污染物好氧微生物处理的过程为:大分子的有机污染物首先在微生物产生的各类胞外酶的作用下分解为小分子有机物,进而被好氧微生物继续氧化分解,通过不同途径进人三羧酸循环,最终被彻底分解为二氧化碳、水、硝酸盐和硫酸盐等简单的无机物[5]。好氧处理过程中散发的臭气较少,目前对中、低浓度的有机废水,或者说BOD5浓度小于500mg/L的有机废水,基本上采用好氧生物处理。好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法。由于有氧作为氢接受体,有机物的分解比较彻底,释放的能量多,故有机物转化速率快,所需的反应时间较短,故处理构筑物容积较小。废水能在较短的停留时间内获得高的COD去除率。好氧降解中,有机物质被彻底氧化分解为水和二氧化碳。在厌氧反应中,原有机物质被改变化学结构,降解为小分子中间产物。好氧与厌氧分解均释放能量和无机养分,为微生物生长所利用。好氧降解不仅彻底,反应速率也较高,因此成为生化处理技术的主体。2.2好氧生物处理主要方法:好氧降解技术有活性污泥法和生物膜法。2.2.1.活性污泥法活性污泥法(ActivatedSludge)是最传统的好氧生物处理技术。所谓活性污泥是指微生物利用废水中的有机物质生长与繁殖而形成的絮凝体。这一絮凝物质具有两个基本特性:一是吸附与分解有机物质的能力强;二是自身的凝聚与沉降性好。因此,活性污泥法的工作原理是:在有机废水中通过曝气供氧,促进微生物生长形成活性污泥,利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能来净化废水中的有机污染物。处理过程中,有机降解是依赖活性污泥的吸附与氧化分解能力,而水泥分离则是利用活性污泥的凝聚和沉降性能[7]。活性污泥法于1914年首先在英国应用。污水经初沉池后,进入曝气池与污泥混合,从进水端向出水端呈推流式流动,在此过程中完成吸附和代谢分解,然后在第二沉淀池中完成水与污泥的分离。决定活性污泥处理系统功能和效果的因子很多,例如有机负荷、水力负荷与反应时间(决定反应器功能),污泥性质与泥龄(决定生物种类、活性与沉降性能)以及溶解氧水平、温度、水压等(影响处理效率)。活性污泥法中有两项最基本的技术措施:一是通过曝气来提高反应器水体中溶解氧的水平;二是通过污泥回流来保证反应器中的生物量与活性。因此,后人在研究和改进充氧方式和污泥回流的基础上,发展出了系列新型工艺。基于活性污泥法原理的新型生化处理技术中,较为典型和成功的要属间歇式活性污泥法和氧化沟。间歇式活性污泥法,也称序批式活性污泥法(SequenceBatchReactor,即SBR),是近十年来新开发的一种活性污泥法,其特点是将初沉池、反应池和二沉池各工序放在同一反应器(SBR反应器)中进行,提供一种时间顺序上的工艺处理模式,处理过程按序分为进水、反应、沉降、出水、闲置五个阶段。与传统的活性污泥法不同,废水在反应器中不呈推流式运动,而是在SBR反应器的曝气过程中与污泥完全混合。SBR法还具有投资少、反应易于操作控制的优点。因此这一技术在处理生活污水、食品工业废水和有机化工废水中得到广泛应用。氧化沟(OxidationDitch),亦称氧化渠或循环曝气池,这一方法的主要特点是采用横轴转刷,或竖轴表面叶轮曝气来推动水流。这一工艺不仅能耗小,而且具有推流式和混合式两者的特征。和SBR法一样,氧化沟技术在国内外应用很广,除了用以处理城市生活污水外,还被用在组合工艺中处理炼油废水和含氮废水等。
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