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废水处理三大方法之一生物处理法
加入时间:2012/3/23 10:05:46 浏览

废水处理三大方法之一生物处理法又分为需氧处理和厌氧处理两种方法,通过微生物的代谢作用,使废水溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机物、有毒物等污染物质,转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。
生物处理法之:需氧生物处理法
    利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法,在需氧生物处理过程中,污水中的有机物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三个阶段:第一阶段,大的有机物分子降解为构成单元──单糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。在第二阶段中,第一阶段的产物部分地被氧化为下列物质中的一种或几种:二氧化碳、水、乙酰基辅酶A、-酮戊二酸(或称 -氧化戊二酸)或草醋酸(又称草酰乙酸)。第三阶段(即三羧酸循环,是有机物氧化的最终阶段)是乙酰基辅酶A、-酮戊二酸和草醋酸被氧化为二氧化碳和水。有机物在氧化降解的各个阶段,都释放出一定的能量。
 在有机物降解的同时,还发生微生物原生质的合成反应。在第一阶段中由被作用物分解成的构成单元可以合成碳水化合物、蛋白质和脂肪,再进一步合成细胞原生质。合成能量是微生物在有机物的氧化过程中获得的。
生物处理法之:厌氧生物处理法 
    主要用于处理污水中的沉淀污泥,因而又称,也用于处理高浓度的有机废水。这种方法是在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解,最后产生甲烷和二氧化碳等气体,这些气体是有经济价值的能源。中国大量建设的沼气池就是具体应用这种方法的典型实例。消化后的污泥比原生污泥容易脱水,所含致病菌大大减少,臭味显著减弱,肥分变成速效的,体积缩小,易于处置。
 城市污水沉淀污泥和高浓度有机废水的完全厌氧消化过程可分为三个阶段(见图[有机废水厌氧消化示意图])在第一阶段,污泥中的固态有机化合物借助于从厌氧菌分泌出的细胞外水解酶得到溶解,并通过细胞壁进入细胞中进行代谢的生化反应。在水解酶的催化下,将复杂的多糖类水解为单糖类,将蛋白质水解为缩氨酸和氨基酸,并将脂肪水解为甘油和脂肪酸。第二阶段是在产酸菌的作用下将第一阶段的产物进一步降解为比较简单的挥发性有机酸等,如乙酸、丙酸、丁酸等挥发性有机酸,以及醇类、醛类等;同时生成二氧化碳和新的微生物细胞。
 第一、二阶段又称为液化过程。第三阶段是在甲烷菌的作用下将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳,因此又称为气化过程,其反应可用下式表示:
     一些有机酸或醇的气化过程举例如下:
 乙酸:        CHCOOH─→CO+CH
 丙酸:4CHCHCOOH+2HO─→5CO+7CH
 甲醇:    4CHOH─→CO+3CH+2HO
 乙醇:   2CHCHOH+CO─→2CHCOOH+CH
 为了使厌氧消化过程正常进行,必须将温度、pH值、氧化还原电势等保持在一定的范围内,以维持甲烷菌的正常活动,保证及时地和完全地将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷。
 生物化学反应的速度直接受温度的影响。进行厌氧消化的微生物有两类:中温消化菌和高温消化菌。前者的适应温度范围为17~43℃,最佳温度为32~35℃;后者则在50~55℃具有最佳反应速度。
生物处理法总结:
 近年来,厌氧消化处理法发展到应用于处理高浓度有机废水,如屠宰场废水、肉类加工废水、制糖工业废水、酒精工业废水、罐头工业废水、亚硫酸盐制浆废水等,比采用需氧生物处理法节省费用,需氧处理法目前常用的有活性污泥法、生物滤池和氧化塘等,厌氧处理法,又名生物还原处理法,主要用于处理高浓度有机废水和污泥,使用处理设备,主要为消化池等。与物理、化学方法相比较,生物法具有运行费用低、处理效果好的特点。但生物法存在着处理时间相对较长、废水中含有有毒物质存在时难以使用等缺陷,生物学家和工程技术人员正不断努力,通过改良微生物菌种、改良处理工艺等手段提高生物处理的效果。 

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