有机废水处理的环境生物处理技术体系
慧聪水工业网 应用于有机废水处理领域的技术种类很多，目前各类污水处理工艺都有其优点、适用范围与局限性。环境生物处理技术是利用生物本身及其产物的作用功能来治理污染和保护环境的技术，技术体系中生物的主体是微生物和植物，利用微生物的降解作用来处理有机污染物，通常称为生化处理方法或生物降解法，以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地投术等。下面主要介绍生化处理技术体系：
生化处理技术体系
生化处理是基于微生物消化和分解有机污染物，从中获取碳与能源的原理建立起来的技术体系。由于生化反应的过程、条件和参与反应的微生物种类不同，生化处理可简单地分为好氧与厌氧降解两大类，两类生化反应的基本过程如下。
好氧降解：有机物+氧气+好氧微牛物/酶→水+二氧化碳+无机养分+能量：
厌氧降解：有机物+厌氧与兼氧微牛物/酶→降解的有机产物+无机养分+能量。
上述两类反应在不同种类微牛物的参与下进行。微牛物分泌酶作为牛物催化剂来降低反应所需的活化能，提高反应速率，在分解大分子与难降解有机化合物时，酶的作用尤为重要。好氧降解中，机物质被彻底氧化分解为水和一氧化碳。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，为微牛物生长所利用。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。厌氧反应较缓慢，有机物质转化所需的时间较长，但厌氧过程有两个重要作用：一是可以降低废水中有机物质的浓度：二是可以转化些好氧微生物难以直接分解利用的难降解有机物质。因此，厌氧技术在高浓度和难降解有机废水处理中具有十分重要的地位。生化处理中常用BOD(生化需氧量)与COD(化学需氧量)的比值作为判别废水是否可以采用好氧处理方法的指标，称为废水的可生化性指标。厌氧处理可以提高BOD/COD比值，即提高废水的可生化性。因此，对于可生化性低的有机废水，厌氧通常作为好氧降解的预处理。
1.1好氧降解技术
好氧降解技术有活性污泥法和生物膜法。
1.1.1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、凝聚和沉降性能米净化废水中的有机污染物。处婵过程中，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。
图为普通活性污泥法工艺流程。活性污泥法于1914年首先在英国应用。如图1所示，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，过程中完成吸附和代谢分解，然后在第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，二是通过污泥同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同流的基础上，发展出了系列新型工艺。基于活性污泥法原理的新型牛化处理技术中，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，而是存SBR反应器的曝气过程中与污泥完全混合。完成降解反应后，停止曝气，活性污泥颗粒在静置中沉降，上层的清水则自反应器中排出。这一技术简化了工艺结构，提高了反应器的混合传质效率，相应提高了生物降解速率。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)，办称氧化渠或循环曝气池，这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，还被用在组台工艺中处理炼油废水和含氮废水等。
1.1.2生物膜法
生物膜法(Biotilmtechniques)是在处理废水的反应器中添加介质(填料)作为微牛物附着的载体，在分解有机污染物过程中，微生物在介质的表面上生长繁殖，逐步形成粘液状的膜，然后，利用固着存介质表面的这种微牛物膜来净化污水。
在分解有机污染物的过程中载体上微生物的生长会使膜逐步增厚，形成表层好氧、内层兼氧和厌氧的微生态环境，因此生物膜法具有定的厌氧降解功能。生物膜增厚至定程度会自动脱落，形成污泥，残留或新附着在介质表面的微生物将继续生长繁殖，形成新的生物膜。因此生物膜法具有无需污泥回流、膜的生物活性高、反应稳定等优点。
传统的生物膜法于1893年在英国问世，当时的水力负荷与有机负荷都较低。到20世纪60年代后期，世界各国在新型载体填料的选择和研制以及供氧系统的改进和开发等方面取得了系列成果，极大地促进了生物膜反应器的发展。当前在世界各国推广应用的生物膜法大致可分为三类。
(1)润壁型生物膜法废水和空气沿固定或转动的接触介质表面的生物膜流过，例如生物滤池和生物转盘。
(2)浸没型生物膜法：接触滤料完全浸没在废水中，采用鼓风供氧，例如接触氧化法。
(3)流动床型生物膜法附有生物膜的介质在曝气充氧过程中悬浮流动，例如生物移动床和生物流化床等。
流动床型生物膜法是20世纪后期发展较快的新型生物降解技术。不同类型的生物流化床在结构、充氧方式、填料性质与形状方向有一定差异，但反应器的共同特点是床内载体在充氧过程中始终悬浮于液体中快速运动，具有类似液体的自由流动性，促进了物质的扩散与接触，相应提高了反应速率。
生物流化床工艺的改进丰要集中于充氧、进水分布系统及新型填料开发等方面。1975年，美国Ecolotrol公司推出了HY-FIO生物流化床工艺，继后，英国水研究中心和美国水研究中心联合改进了充氧器与进水分布系统，研制出喷射床。日本三菱公司开发了一种流动循环曝气反应器，将曝气、脱膜、循环合成一体。挪威Kaldnes公刊采用聚乙烯材料研制的新型悬浮填料KMT载体，具有能耗低、生物膜附着效率与活性高的特点。近年来，我国在研究和应用生物流化床技术处理石化、印染、制药废水和城市生活废水方面也取得了一些突破性的进展。
1.2厌氧生物处理技术
厌氧消化工艺在其它领域(例如发酵工业、酿酒、制酱等)的应用具有悠久的历史。但直到1881年英国LouisMouras开发了处理污水污泥的自动净化器，这项技术才在水环境保护中得到应用和发展。随后世界各国设计研制了多种早期的厌氧装置，如化粪池、双层沉淀池、专用消化池等，今天仍用于下水道污液处理和污水厂污泥消化中。20世纪70年代起，厌氧消化工艺由于兼备产能和低能耗的双重优点引起人们的重视，继而研制和开发出一大批类似好氧降解技术的厌氧反应器，如厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧附着膨胀床(AAFEB)、厌氧生物转盘(ABRD)和厌氧折流板反应器(ABR)等。新型厌氧反应器的共同特点是有机负荷大(20-60kgVSS/m3)与反应时间(HRT)相对短(由原来数天、数十天缩短至数十小时，甚至数小时)。近年来，厌氧技术的应用范围已书展到高、中、低浓度的多类工、农、养殖业有机废水和生活污水的处理。厌氧生物技术仍然存在的主要缺陷是：出水水质难以达到直接排放标准，由此引发出“后处理”的问题——中微环保微生物技术专业研究公司，专业提供黑臭水体治理、有机废气处理、有机废水处理环保DM微生物产品、配套兼容设备、微生物处理技术等相关服务。
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