微生物处理技术

微生物处理技术（精选12篇）

微生物处理技术 第1篇

关键词：微生物技术,污水处理,应用

目前, 水源污染已经是我国集中饮用水水源的一种比较普遍的现象。常规的水处理工艺已难以保证供水水质, 如何经济有效地处理污染水源则是近年来水处理工作者的研究热点。微生物处理技术以其价廉、高效、传质好、以及强度高等特点, 在水处理领域得到了越来越广泛的应用。同时为了提高微生物处理污染物的能力, 人们从两个方面入手:一是通过基因工程或人工驯化的手段获得高效工程菌;二是改善微生物生长的环境条件, 例如, 人工曝气增加氧的浓度, 调节碳、氮和磷的比例, 有效地控制p H值等等。

1 污水生物处理的原理

生物法是利用微生物分解污水中的污染物质获得营养和能量, 是污水净化的方法。污水中的可溶性有机物透过微生物细胞壁和细胞膜被菌体吸收;固体和胶体等不溶性有机物先吸附在菌体外, 由细胞分泌的胞外酶分解为可溶性物质, 再渗入细胞内。通过微生物体内的氧化、还原、分解、合成等生化作用, 将一部分有机物转化成微生物所需要的营养物质, 组成新的微生物体。另一部分有机物氧化为二氧化碳和水等简单无机物, 并产生能量。当污水中有机营养充足时, 微生物以外源呼吸大量合成细胞物质, 快速繁殖;当水中有机物消耗殆尽, 则以氧化本身细胞物质的内源呼吸为主, 供应养分与能量。许多微生物体内含有降解质粒, 在某些有毒物质的降解中发挥重要作用。微生物在可用碳源和能源的基质生长时, 伴随着一种非生长物质的不完全转化, 为其他微生物的生长创造了条件, 使其进一步分解, 使原来不能降解的物质被降解。这种通过微生物间的相互配合, 完成对一些难降解有机物的分解和转化的现象称为共代谢作用, 降解质粒和共代谢作用可视为分解作用的扩展和延伸。整个处理过程基本上是在微生物酶的作用下发生的生物化学反应, 因此生物法又称生化法[1]。

2 固定化微生物技术概述

固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术, 一直是水处理领域的研究热点。该生物技术的工艺是:利用物理或化学手段, 在载体上高度集中微生物, 并保持其生物特性, 使其在一定的环境下进行增殖并进行应用。这种生物技术的优点是:微生物聚集多、反应速度快、反应过程容易控制等, 在废水处理上得到了广泛地应用[2]。

载体材料和种类的选择, 影响着微生物的固定化过程, 因此应注重对细胞载体的选择。通常我们认为理想的载体应具有价格低、寿命长、机械强度高等特征, 这样的细胞载体对于微生物的固定化具有很好地推动作用, 使得固定化过程简单并且固定化后对微生物没有危害, 也不干扰生物分子的功能。目前常用的微生物固定化载体材料大致可分为有机载体、无机载体和复合载体3大类。在废水处理中吸附法常用的载体有硅藻土、多孔砖、石英砂、活性炭、天然沸石、聚氨醋泡沫、大孔树脂和多孔陶瓷等。

3 固定化微生物预处理工艺———生物接触氧化

生物接触氧化的工艺是:以填料为生物载体, 微生物通过曝气充氧迅速繁殖, 并在填料的表面富集, 形成生物种类多、生态系统稳定的生物膜。溶解性的有机污染物通过生态系统丰富多样的生物膜的吸附、分解、氧化等作用, 氧化氨氮或者转化氨氮。该技术的最主要的优点是对污水的处理能力强, 污泥量生成少、对冲击负荷具有较好的适应能力。该技术的不足之处在于填料间的水力冲击力较小, 水流平缓, 影响到生物膜的活性并且更新速度也变得缓慢。此外一些填料价格过高, 或填料形状等影响因素, 造成投资成本增加或堵塞填料管, 布水布气不均匀[3]。

使用该技术进行污水处理时, 往往采用自然挂膜法, 挂膜成功的关键在于氨氮及化学需氧量的去除率, 去除率越高, 标志着挂膜越成功。我国某市采用该技术进行了去污能力试验, 试验中气和水的比例为1:1, 过滤速度约4~6.2m/s, 对氨氮高达21.3%, 对的去除率高达91.1%;我国市政工程研究院以某地富营养化湖泊水为研究对象, 经过一年多实验观察, 对污水处理2~3个小时内, 的去除率可达到28%左右, 氨氮的去除率约为94%, 藻类去除率约为90%, 具有较好的出水效果, 极大地改善了当地的水质环境;我国某大学根据具体实践也证明了该技术对有机物、浊度等较强的去除率, 并且和传统的混凝沉淀技术相比较, 该技术还具有明显的对过滤工艺的除污能力;由此可见该技术对污水中氨氮、藻类、可生物降解有机物等有着较好的净化效果。

4 结语

综上所述, 在现代污水处理中, 微生物污水处理技术是国际前沿污水处理技术的代表。通过微生物污水处理技术优势的发挥能够提高环境生态保护工作效果。我国相关政府机构应加强自身引导与监督职能的发挥, 引导工作的开展促进微生物污水处理技术的应用, 提供污水处理的社会效益。

参考文献

[1]王建龙.生物固定化技术与水污染控制[M].北京:科学出版社, 2002.

[2]何延青, 刘俊良, 杨平, 高永.微生物固定化技术与载体结构的研究[J].环境科学, 2004 (25) :101—104.

微生物处理的技术题目(附答案) 第2篇

（B）

2、厌氧菌只具有（）酶系统，无氧化酶系统。A、拖S

B、脱H C、脱N D、脱P（D）

4、流动镶嵌模型描述的是（）。

A、原核生物染色体的物质

B、真核生物鞭毛结构 C、原核生物加膜的结构

D、原核生物细胞膜的结构

（B）

5、生活饮用水细菌卫生标准，细菌总数1ml不超过（）。A、10

B、100

C、1000

D、1（A）

6、符合饮用水标准的大肠菌群数（）水中不超过3个。A、1L

B、10L

C、1ml

D、10ml（A）

7、细菌的基本结构包括（）。

A、细胞壁，原生质体

B、细胞壁，细胞质

C、细胞壁，核资

D、细胞壁，内含物（D）

8、革兰氏染色成败的关键（）。

A、涂片的技术

B、菌体的固定

C、水洗的程度

D、酒精脱色（B）

9、芽孢是抵抗恶劣环境的一个（）.A、繁殖体

B、休眠体

C、生长体

D、特殊体（C）

11、固体培养基的用途是（）。

A、大量繁殖细菌

B、观察细菌动力

C、用于细菌的分化和纯化

D、短期保留菌种（D）

13、在评价废水时，当BOD/COD>0.45说明生物降解性（）。A、很差

B、较差

C、很好

D、较好（B）20、引起污泥沉降的原因不包括（）。

A、污泥膨胀

B、硝化

C、起泡沫

D、不絮凝（C）

21、灭菌指杀死一切微生物包括（）。

A、芽孢

B、孢子

C、芽孢和孢子

D、荚膜和鞭毛

（B）

28、（）的细菌细胞代谢活性最强，组成新细胞物资最快。A、缓慢期

B、对数期

C、稳定期

D、衰退期（A）30长期选定那种细菌来作为检验水的卫生指标（）。

A、大肠菌群

B、肠球菌

C、产气荚膜杆菌

D、伤寒杆菌（C）

34、常见的固着型纤毛虫主要是（）。

A、豆型虫

B、漫游虫

C、钟虫

D、裂口虫（B）

37、硝化细菌属哪种营养类型（）。

A、光能自养

B、化能自养

C、光能异养

D、化能异养

（A）

39、水处理微生物在（）时期出项，是为了调整代谢。A、缓慢期

B、衰老期

C、生长期

D、稳定期（B）

41、污泥膨胀是因为（）微生物增多而产生的。A、原生动物

B、丝状细菌

C、真菌

D、放线菌（B）

43、下列微生物中属于多细胞的是（）。

A、放线菌

B、霉菌

C、酵母菌

D、铁细菌

（D）

44、根据菌落的不同，大肠埃希尔氏杆菌菌落呈（）。

A、紫色或深红色

B、淡红色中心较深

C、无色透明

D、紫红色带金属光泽（D）

45、在废水处理过程中（）微生物能判断氧气的不足。A、钟虫

B、肉足虫

C、匍匐型纤毛虫

D、固着型纤毛虫（A）

47、下列属于真核微生物的是（）。

A、霉菌

B、放线菌

C、大肠杆菌

D、埃可病毒（D）

54、生长因子可以分为三类其中不包括（）。

A、氨基酸类

B、嘌呤，嘧啶类

C、维生素类

D、维他命类

（B）63、活性污泥性能的好坏，主要可根据所含（）多少、大小及结构紧密程度来定。A、细菌

B、菌胶团

C、酶

D、藻类（B）64、水、二氧化碳、甘油等依靠（）的方式进行吸收。

A、促进扩散

B、被动扩散

C、主动运输

D、基因转位（B）67、能引起水体富营养化的藻类是（）。①蓝藻

②硅藻

③绿藻

④金藻

A、①②

B、①③

C、③④

D、②③（D）71、琼脂具有（）溶解和（）凝固的特性。

A、140℃ 100℃ B、80℃ 40℃ C、140℃ 80℃ D、100℃ 40℃（C）75、下面的染料（）用在革兰氏染色中。

A、美蓝和刚果红

B、苯胺黑和石碳酸

C、番红和结晶紫

D、碱性复红和乙醇（C）79、细胞质因富含（）而与碱性染料的结合能力较强。A、核酸

B、蛋白质

C、RNA

D、DNA（B）82、真菌繁殖的重要特征是（）。

A、隔壁

B、孢子

C、细胞壁结构

D、营养类型

（D）86、病毒的个体很小，它没有细胞结构，其组成成分只有（）A、核酸

B、糖类

C、蛋白质

D、蛋白质和核酸（B）90.酵母菌是单细胞的（）P22 A、放线菌 B、真菌 C、球菌 D、铁细菌（C）97、细胞膜具有（）。P13 A、选择性吸收渗透性 B、非选择性吸收的渗透性

C、选择性吸收半渗透性 D、非选择性吸收的半渗透性

（A）100、微生物在自然界的物质循环中起关键作用，再生性资源是（）的资源。P84 A、能够循环利用 B、用于提高生物量

C、参与生命的硫循环 D、在天然河道中运输（D）112、水中常见的原生动物有（）。P35 A、原核类，真核类，肉足类 B、鞭毛类，纤毛类，原核类

C、原核类，鞭毛类，纤毛类 D、肉足类，鞭毛类，纤毛类

（B）123、革兰氏染色剂中需要碘液，其主要用途是（）。P166 A、进行媒染的过程 B、增强染料与菌体的亲和力

C、降低细菌细胞壁的透性 D、加强结晶紫-碘与细胞的

（Ｃ）72、用于处理有机废水的主要是（）光合细菌 P130 Ａ 绿菌科

Ｂ 着色菌科

Ｃ 红螺菌科

Ｄ 绿丝菌科

多选题

（CD）

5、酶按存在方式可分为（）。

A、胞外酶

B、胞内酶

C、组成酶

D、诱导酶（AC）

7、常用的检验大肠菌群的方法有（）。

A、发酵酶

B、比浊计数法

C、滤膜法

D、显微镜直接计数法（AB）

8、一般常用的测定活菌数有（）。

A、平板计数法

B、薄膜过滤技术法

C、比浊计数法

D、滤膜法（AC）

11、杀藻常用的药剂有（）。

A、硫酸铜

B、盐酸

C、漂白粉

D、过氧化氢（BC）

17、放线菌和霉菌的菌丝都包含（）。

A、浮游菌丝

B、气生菌丝

C、营养菌丝

D、水中菌丝（AB）

19、纤毛类原生动物可以分为哪两种类型（）。A、游泳型

B、固着型

C、游动性

D、附着性

（BC）

22、在培养基的制备实验中，如要调整配置溶液的PH值则可以用（）。A、1%HCl

B、10%HCl

C、10%NaOH

D、1% NaOH（AC）

25、杀死病毒称为（）。

A、抑活

B、消毒

C、钝化

D、锐化（ACD）

32、（）和水依靠被动扩散方式进行吸收。

A、酒精

B、氨基酸

C、气体

D、甘油（ACD）

35、关于显微镜的使用下列说法正确的是（）。A、用油镜时，在载玻片上加一滴镜油。B、观看标本时，先用高倍镜，后用低倍镜。C、用油镜以前，先用高倍镜检查，要把观察的标本放在视野正中。

D、用油镜观察完毕，用檫镜纸将镜头上的油擦净，另用擦镜纸蘸少许二甲苯擦拭镜头，再用擦镜纸擦干。

（ABD）40、下面有关细菌生长曲线描述错误的是（）。A、对数期——缓慢期——稳定期——衰老期 B、缓慢期——稳定期——对数期——衰老期 C、缓慢期——对数期——稳定期——衰老期 D、稳定期——对数期——缓慢期——衰老期

（BCD）

44、下列属于有机厌氧分解的最终产物是（）。

A、亚硝酸盐

B、甲烷

C、氨

D、硫化氢

（ABC）

47、发酵法是测定大肠杆菌群得基本方法，此法分为（）步骤。A、初步发酵试验

B、平板分离

C、复发酵试验

D、斜面分离（ABC）

49、造成污泥膨胀的主要原因有？

A、污泥负荷率低

B、曝气池进水含较多化粪池出水营养不足 C、DO浓度低

D、PH值浓度高（ABC）

52、酶具有的性质（）。

A、专一性

B、高效性

C、多样性

D、单一性（BCD）

56、细菌的基本形态有（）。

A、三角形式

B、球型

C、杆状

D、螺旋状（BCD）61、下列属于真核微生物的有（）。

A、放线菌

B、酵母菌

C、霉菌

D、藻类（除蓝藻外）（ABCD）70、属于微生物间的相互关系有（）。

A、共生

B、互生

C、拮抗

D、寄生1.利用微生物降解作用可以去污水、固体废物、废气等介质内的有机污染物，达到无害化的目的。p101

4.光合微生物主要有藻类、蓝细菌和光合细菌.P84

13.固着型纤毛虫常常是水体自净程度高，污水处理效果好的指示生物

20.微生物处理有机污染物的方法,可分为好氧处理、厌氧处理、兼氧处理 三大类。P115 25.生长因子的主要功能是提供微生物细胞重要化学物质，辅佐因子的组分，参与代谢。

35.微生物絮凝剂是具有广阔应用前景的一种天然高分子絮凝剂。

39.纤毛虫是以纤毛作为运动和摄食器官

43.固定化技术，是指利用化学的或物理的手段将游离的细胞或酶，定位于限定的空间区域并使其保持和可反复使用的一种技术。

60.金属的回收方法有电解法，离子交换法，溶剂萃取法，置换法。

62.呼吸作用中按产能效率由高到低依次为有氧呼吸、无氧呼吸、发酵。

65.新陈代谢包括同化作用和异化作用。

68.气味是影响环境质量的重要因子。

76.保藏菌种常用的方法有简易保藏法、冷冻真空干燥保藏法和液氮超低温冷冻保藏法，其中冷冻真空干燥保藏法是目前最有效的菌种保藏方法之一。

80.菌种保藏的关键是降低菌种的变异率

82.线虫在厌氧区会大量出现，是污水生物处理中净化程度差的指示物。

88.水体富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入水体，使藻类和浮游生物旺盛繁殖，从而破坏水体生态平衡的现象P93

（×）4.芽孢壁厚,含水量极低,由于一个细胞仅形成一个芽孢,故它有繁殖能力.（√）8.用穿刺接种技术将细菌接种在琼脂半固体中培养，可根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和有无鞭毛.（√）10.所有的酵母菌都是有机营养型的微生物。

（√）13.病毒核酸的功能主要是决定病毒遗传,变异和对敏感宿主细胞的感染力.（√）19.高压蒸气法、间歇式蒸气法、巴氏消毒法和煮沸消毒法都是属于加热消毒法.（√）23.微生物呼吸作用的实质是细胞内物质的分解、氧化和释放能量的过程，是新陈代谢的异化作用.（√）25.细菌的生长曲线可以分作延迟期,指数期,稳定期和衰亡期四个阶段.（×）35.纤维素降解产物为大分子有机物.（√）42.细菌、放线菌、真菌和藻类都能长生毒素，这些毒素会污染食品，对人类健康造成威胁.（√）47.按照固体废物的来源，可将其分为矿业废物、工业废物、城市垃圾、污水处理厂污泥、农业废物和放射性废物等.（×）63.有机磷农药和有机氮农药都具有水溶性，因此在环境中容易被降解.（×）71.物料含水率过高，间隙被水分大量占有，影响通风供氧，因此含水率低较好.（√）78.COD是指用化学氧化剂氧化水中有机污染物是所需的氧量.（×）84.活性污泥具有较强的吸附和氧化分解有机物的能力.（√）90.MLSS是污泥浓度.（√）91.SVI是污泥指数.（√）95.生物滤池一般由滤池,布水装置,滤料和排水系统组成.（×）98.生物膜的更新是滤料表面脱落的过程.3.酶促反应的速度取决于酶和底物的浓度，同时还受什么因素影响？ 答：温度、ph值、激活剂及抑制剂 8.酵母菌的作用是什么？

答：A.食品加工。利用酵母菌可以制造美味可口的酒类和食品。

B.生产多种药剂，如核酸、辅酶A、细胞色素C、维生素B、酶制剂等。C.进行石油脱蜡，降低石油的凝固点。D.生产有机酸。

E.处理污水及综合利用。F.监测重金属。

17.叙述污水脱氮的基本原理

答:原理是在传统二级生物处理中，将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化菌的作用，将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮，然后再利用反硝化菌将硝态氮转化为氮气，从而达到从废水中脱氮的目的。

4.什么是生物膜法? P122 答：生物膜法是利用微生物群体附着在固体填料表面而形成的生物膜来处理废水的一种方法。

配置培养基的原则

答：1.培养基应无菌。

2.应利用价格低廉，来源丰富的原料。3.理化条件要适宜。

4.各种营养物质的浓度及配比要适当。

浅析污水处理生物技术 第3篇

【关键词】污水处理；生物技术；应用

我国在20世纪30年代才开始污水处理的事业，比外国晚了很长一段时间。虽然事业起步晚，但改革开放以后还是取得了较快的发展。可是随着城市化速度的加快，我国城市的数量与规模也快速地增加与扩张，而城市基础设施建设滞后，与之相配套的城市污水处理基础设施出现了严重不足的情况。而新建的城市环境保护基础设施、城市污水处理设施也远远不能满足城市发展的实际需要，甚至影响城市的可持续发展。污水处理系统是城市建设的重要基础设施，也是防止城市水污染、改善城市水环境质量的重要手段。要想提升城市的污水处理能力，必须在很短时间内建设足够数量的城市污水处理厂，不断提高污水处理水平。生物技术在各领域特别是污水处理方面产生了巨大的社会效益和经济效益，与传统的物理、化学处理手段相比，运用生物技术处理废水，具备低成本和高效率的双重优点。笔者列举了以下几点用生物技术方法来处理污水。

1.生物膜法

1.1生物膜法的特点

生物膜法是令微生物附着在惰性滤料上，形成膜状的生物污泥，从而对污水起到净化效果的生物处理方法。生物膜法具有运行费用低廉、管理方便的特点，对进水的水质与水量变化有着很强的适应能力，克服了活性污泥法中污泥丝状膨胀的缺点，剩余污泥量也有了显著的减少。但生物膜法对环境温度的要求较高，气温过高或过低都会影响生物膜的活性，引起生物膜的坏死和脱落。另外，由于生物膜需要附着在滤料上才能够对污水起到净化作用，因此载体的比表面积对生物膜处理的效果有着很大的影响，如果选用的滤料比表面积达不到要求，想要达到预期的处理效果就需要增加处理池的面积，使投资费用增大。生物膜法中使用的滤料属于消耗品，需要对其进行周期性的更新，增大了运行期间的管理费用。同时，生物膜法对工艺设计和运行条件的要求较为严格，一旦发生问题，便会引起滤料的破损和堵塞，降低出水的水质。

1.2生物膜法的应用前景

起初生物膜法主要应用于工业废水处理包括高负荷生物滤池、塔式生物滤池等方面，后来扩展到接触氧化法，并广泛运用在纺织、印染、化纤等化工行业的废水处理。但是接触氧化法因填料做不到经久耐用和成本低廉，且对大型池的均匀布水布气存在技术困难等，在城市污水处理工程中无法得到广泛应用。研究结果显示，高负荷生物滤池、固体接触法和生物曝气滤池法等生物膜法技术的突破和投入使用，表明生物膜法在市政污水处理上的良好应用前景。

2.活性污泥法

2.1活性污泥法的特点

活性污泥技术近20年来正朝着高效快速、低耗节能和多功能方面发展，典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。污水中的活性污泥颗粒将有机污染物吸附在菌胶团的表面上，同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果是污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。提高单位体积内好氧性微生物的浓度及其与其他活性生物的比例，控制好系统的污泥循环速度、回用以及溶氧浓度是确保和提高该技术处理效果的关键。在活性污泥法城镇污水处理厂的日常运行管理中，由于水质、水量水温的随时变化以及微生物生长繁殖条件的变化，再加上操作不当或设计本身存在缺陷，都可能引起诸如污泥上浮、活性污泥不增长或减少、气池中产生大量泡沫等问题，这些问题的出现将直接影响污水处理厂的正常运行，严重时将导致污水处理厂的处理效果下降，出水水质变差以至于出水不达标，使污水处理厂的运行失败。所以，在日常运行管理中，应严格规范管理，加强预防，避免问题的出现。

2.2活性污泥法的应用

活性污泥法是目前应用最广泛的污水好氧生物处理技术。其不足之处是对进水负荷的突变不易适应，从而导致出水水质不稳定。传统活性污泥工艺采用中等污泥负荷，曝气池为连续推流式。目前仍有大批采用传统活性污泥工艺的处理厂在运行。若只要求去除有机污染物时，传统活性污泥工艺仍是一种可行的选择。对传统活性污泥工艺进行的各种改进，产生了很多种不同的活性污泥工艺。一些工艺较传统工艺处理功能增强，一些工艺运行更加稳定，而另外一些工艺的费用大大降低或运行更加方便。这些工艺上的改进，充分满足了各种不同的处理要求。

3.生物强化技术

生物强化技术是一种利用生物治理废水的高效技术，在废水治理中具有广阔的应用前景。与传统的活性污泥法相比，生物强化技术更体现出易于操作、针对性强等优点，这种废水处理技术主要研究并投放特殊菌种进入污水，通过其新陈代谢，将分解并吸收废水中的一些物质，净化污水，具有明显的低成本、高效率等特点，所以在近期成为废水处理领域的重要研究方向。首先来看其技术原理。所谓生物强化技术，就是以生物制住生物，以菌制菌，向自然菌群中投入特殊的微生物以增强生物力量，并对污水等特定环境或特殊污染物加以反应。按投入菌种与底质之间的不同作用，可分为直接作用与共代谢作用两种方式。其中，直接作用是以驯化、筛选、诱变、基因重组等一系列关键技术的实施，获得一批以污水为主要能源的微生物，然后复制投入一定数量，对目标物质进行降解，达到去除污染的目标，这种技术方法使用的菌株大多通过质粒育种和基因工程获取。共代谢作用则是针对废水中的一些有害物质，在一定条件下降解，改变其化学结构，从而降低物质的有害性，主要包括菌株通过新陈代谢将二级基质共同氧化、不同微生物之间的协同作用、休眠细胞对污染物降解等三种类型。这三种类型所采取的原理有所不同，例如不同微生物协同，是因为有些污染物的降解必须以两种甚至多种微生物共同作用才能完成，通过几种微生物的交替作用，微生物制造氧化物，然后氧化物再被另一种微生物降解，多次作用后彻底消除污染物。再如休眠细胞降解，由于处于休眠状态的微生物在含有不同有机物的污水中会产生不同的酶，在一定条件下可以相互作用，降解废水中的不同有机物。

其次，生物强化技术作用用于焦化废水、印染废水和制药废水等几个领域。焦化废水因成分复杂，无机物和有机物的种类多，被列为难以降解工业废水，一般通过投放高效菌种，以固定化、高效降解微生物法等强化技术来进行处理。而印染废水中的有机物含量非常大，以前采用生物膜法来处理，无法有效去除其中的有机物，通过应用高效脱氧色菌和pva降解菌，加快生物膜的形成速度，稳定性好，效率高。对于制药废水，近年通常以混合菌种加以处理，并得到广泛推广。因为混合菌比单一菌种具备更强的降解能力，降解速度和降解效率明显提升，并且在稳定性和抑制其他杂菌生长等方面有大幅改善，这些特性单靠单一菌种根本无法完成。

4.细胞固定化技术

细胞固定化技术始于20世纪80年代，要点是利用物理或化学的手段将游离细胞定位于限定的空间区域，使其成为一种既保持本身代谢活性，又可在连续反应后回收和反复利用的生物体系。其特点是高效、经济、简易实用、选择性好。通常用作固定细胞的载体材料有：藻蛋白酸钙、琼脂、角叉藻胶、聚丙烯酞胺、多孔硅石，以及聚乙烯或聚氨醋泡沫等，被固定对象有细菌或藻类，依实际条件选定。细胞被固定后，其合成代谢活性和光合强度提高，平均呼吸速率降低，对毒物、有机污染物的耐受力增强，对N，P及重金属的吸收、富集、去除能力提高，这些优点确保了细胞固定化技术广泛用于燃料、肥料、印染、选矿和啤酒等生产废水和城镇污水的处理。

5.结束语

微生物固定化技术与污水处理 第4篇

1 微生物固定化方法[3,4,5,6]

吸附法:又称载体结合法,根据载体特性可分为物理吸附和离子交换吸附。吸附法是依据带电的微生物细胞和载体之间的静电、表面张力和粘附力的作用,使微生物细胞吸附在载体表面和内部以形成生物膜的方法。该方法操作简单,微生物固定过程对细胞活性的影响较小,但所固定的微生物数量受所用载体的种类及其表面积的限制,反应稳定性和反复使用性差,因此往往采用引入疏水和亲水配位体后制成载体衍生物。

包埋法:包埋法是利用高分子载体将微生物细胞包埋在半透明的聚合物或膜内,或使微生物细胞扩散进入多孔性的载体内部,小分子底物及反应代谢产物可自由出入这些多孔或凝胶膜,而微生物却不移动。这种固定化方法操作简单,对微生物细胞的活性影响较小,制作的固定化微球强度高,是目前制备固定化微生物最常用、研究较多的方法。但由于该法传递阻力较大,对大分子底物和难溶解底物不适用。

包络法:20世纪90年代初期,为了克服吸附法和包埋法固定微生物的缺点,提出用包络法固定微生物的新技术。包络法以人工合成生物相容性好的聚丙烯酸酯共聚物基体型多孔颗粒为载体,微生物既可在该多孔载体外表面生成机械强度高的生物膜,又可在载体内孔中聚集大量微生物,增大微生物的聚集密度,提高生物粒子承受水力负荷的能力。

交联法:交联法是利用微生物或其中的酶分子上的氨基、羟基等与交联剂的官能基团反应,交联形成共价键,使微生物菌体相互形成网状结构,从而实现微生物固定化的目的,常用试剂有戊二醛、乙醇二异氰酸酯等。由于酶蛋白的功能团参与此反应,所以酶的活性中心构造可能受到影响而使酶显著失活,且交联剂价格昂贵,故不常用。

共价结合法:共价结合法是利用细胞表面上的官能团和固相支持物表面的反应基团形成化学共价键连接,从而固定微生物的一种方法。该方法固定化微生物稳定性好,不易脱落,载体与酶的结合牢固,半衰期较长。但由于化学共价法结合操作与控制复杂,反应剧烈,常常引起酶蛋白高级结构发生变化,因此一般活性回收较低。

无载体固定化法:无载体固定化法是利用某些微生物具有自絮凝形成颗粒的特性,使微生物本身产生自固定,故称为无载体固定化技术 。这种固定化技术使微生物在自絮凝颗粒形成过程中同时形成微生物适应性的生态微环境,使其有利于微生物代谢之间的相互协调。该法一般不需使用人工载体或包埋剂,所需固定化时间长、受环境因素影响大。无载体固定和以往的固定方法相比具有显著优势,将会在污水处理领域得到广泛应用。

2 固定化微生物技术在污水处理中的应用

固定化微生物技术用于污水处理,能有针对性地对有效微生物菌群进行固定,可选择性地提高泥龄,保持有效微生物菌种的活性,大大提高高浓度难降解有机污水的处理效率,降低处理费用。同时,微生物人工强化固定化处理效率高,产泥量少,处理装置占地面积小,并能选择性地固定一些特殊菌种。近年来,该方法在污水处理特别是难降解工业污水处理中受到广泛关注[7]。

2.1 在难降解有机污染物治理中的应用

对含苯酚、氰、氯苯胺及DDT等难降解有机物的废水,如用常规生物处理方法其效率一般较低,这主要是由于在处理过程中那些能有效降解这类物质的微生物世代周期较长,很难在常规生物处理中大量存在,因此很多学者利用固定化微生物技术对其进行降解或处理。如Anselmo[8] 等研究了用琼脂、海藻酸钙、卡拉胶和聚丙烯酰胺等载体包埋固定化微生物降解苯酚,又以聚氨脂泡沫为载体固定镰刀菌(Fusarium sp.)菌丝体,在完全混合器中降解酚。结果表明,与游离菌相比,固定化微生物降解苯酚的速率较大,且固定化微生物生物产量低。利用固定化微生物技术可有目的地选择优势菌群培养,并将其固定到载体上,增加微生物浓度,以达到高效地处理这类物质。Joshi N T 等用海藻酸钙包埋降酚微生物处理含酚废水,当含酚1000 mg/L时,悬浮污泥48h将酚完全降解,固定化细胞只需32h;含酚为500 mg/L时,悬浮污泥酚去除率达75%,固定化细胞为98%。Yang等用三乙酸纤维素脂与海藻酸钙的复合载体包埋混合好氧菌处理含酚废水,其固定微生物的酚去除率达90%以上。Weasel等[9]利用固定化混合菌群降解多环芳烃表明,固定化细胞能利用这些物质进行生长并使其完全降解。固定化细胞分别在培养1d、2d和15d后,酚、萘、菲均能被彻底降解。与游离细胞相比,固定化细胞表现出生长稳定,且具有较强的降解能力。Lee等[10]用海藻酸钙凝胶包埋固定化Pimelobacter sp.细胞进行降解吡啶的研究。研究证明,与游离的微生物细胞相比,固定化微生物细胞的比降解速率和对吡啶毒性的承受能力并没有提高,这与多数研究者的结论相反。但其固定化的细胞具有较高的生物浓度,所以体积降解速率相对较高。这是由于固定化细胞具有较高的生物浓度并且可重复利用,所以他们认为利用固定化细胞降解吡啶是可行的。Lin等[11]将微生物细胞与吸附剂联合包埋固定在水凝胶基质中,用于生物降解有毒有机污染物。他们利用海藻酸钙凝胶联合包埋固定Phanerochaete chrysosporium,结合吸附剂(粉末活性炭)一起用于降解五氯酚(PCP),并与非固定化体系和单独固定化体系进行了比较。结果表明,联合固定化体系能有效地降解PCP。日本学者桥本曾对合成酚废水进行了连续处理,并对固定化后酚降解菌的净化机理进行了研究,发现在完全混合曝气条件下的连续处理中,进水酚质量浓度从l0mg/L逐渐上升到1000mg/L,出水水质良好;只有当酚的浓度高于3500mg/L时,出水酚浓度才开始上升。Pal等[12]进行了固定化微生物填充床反应器在高负荷运行下降解苯酚的试验研究,他们采用颗粒活性炭吸附和海藻酸钙凝胶包埋法制备固定化微生物。结果表明,与颗粒活性炭相比,海藻酸钙颗粒具有更高的苯酚去除速率。黄霞等[13]采用聚丙烯无纺布(多孔结构)与PVA的复合载体包埋固定化优势菌种来降解含有喳琳、异喳琳、毗陡的高浓度氨氮焦化废水,3种难降解有机物经处理8h后降解率均在90%以上。

2.2 高浓度有机废水的处理

高浓度有机废水具有浓度高、生物降解难、毒性大等特点,往往废水中所含有机物种类单一,采用物理和化学处理工艺或一般的生物处理达不到理想的效果。而经微生物固定化技术处理后,微生物的密度增大,稳定性大幅度提高,其处理负荷可高达常规活性污泥的3.7倍,可耐有机物浓度变化、pH值变化等因素的冲击,因此利用优势微生物菌种对特定底物的高浓度难降解有机物废水的处理技术得到迅速发展。

在厌—好氧处理高浓度有机废水系统中,厌氧阶段的处理效果直接影响到后续的好氧处理,从而决定废水排放是否达标。而在高浓度有机废水的生物处理中,厌氧消化阶段的甲烷化速度是主要因素,要提高甲烷化速度就要加大产甲烷菌的浓度,其中将甲烷八叠球菌固定化,提高其滞留期,增加其浓度是解决这一问题的重要途径。赵军等[14]采用包埋法与吸附法相结合的方法固定甲烷八叠球菌,其最适pH值为7.2,用于处理高浓度人工废水时的COD最高容积负荷为14.7kg/(m3·d),最高去除率为94.29%,且运行期间固定化介质不上浮、不膨胀,具有良好的传质和托气性能。徐红[15]等研究了各种材料固定化腮酶用于处理化肥厂的尿素废水,选择了明胶—戊二醛包埋法对其固定化条件和固定化脉酶的性质进行了探讨。结果表明,在50℃下,尿素废水通过固定化酶柱只需停留3min就有92.5%的尿素分解。李海英等[16]驯化6个月后得到对氯代芳香类有机物(Aox)具有高效降解作用的混合菌,用聚乙烯醇包埋后在厌氧条件下处理含Aox废水,并与自由菌液进行比较。结果表明,固定化微生物细胞的酶活性及Aox去除率均高于自由菌液,对温度和pH的适应范围较宽;菌体包埋量及反应液中湿菌含量是影响固定化微生物细胞处理Aox废水酶活性的主要因素。在对造纸漂白废水为期一个月的连续处理试验表明,在停留时间为2.4h时,其去除率可稳定在65%—81%。朱文芳等[17]在实验室小试的基础上采用固定化微生物技术处理低浓度甲醇废水的结果表明,以甲醇为主的COD去除率可达70%以上。杨意东等[18]针对制药行业的高浓度有机废水,应用了3种结合固定化材料和2种包埋固定化材料对筛选出的优势菌群进行了固定化试验。通过降解试验,在高负荷的情况下有机污染物最高去除率可达90%以上,处理效果优于一般活性污泥法。

2.3 废水中重金属离子的去除

微生物固定化后,其稳定性增加,对毒性物质的承受能力和降解能力都明显增强,因此可用于去除有机废水中的各种重金属离子,并可将金属脱吸附回收进行重新利用。吴乾箐等利用聚丙烯酞胺固定化酵母菌细胞去除电镀废水中的Cod(Ⅱ)。在pH为9、Cd(H)浓度为1—400 mg/L时,反应lh,固定化细胞对Cod(H)的去除率为98.9%;而采用未固定化细胞其去除率仅37.6%。吸附的金属离子分别采用0.1 mol/L 盐酸和0.1 mol/L的EDTA解吸,Cd 的回收率分别为88.5%和87.6%。严国安利用褐藻酸钙包埋固定普通小球藻,对人工配置的含汞污水进行了净化试验。结果表明,固定藻对汞的去除效果明显高于悬浮藻。在固定化小球藻对汞的去除效率中,藻体的去除作用占70%、藻类代谢活动引起汞挥发20%、载体凝胶吸附10%。杨芬对水中Cu(Ⅱ)的吸附进行了静态实验研究。结果表明,固定化藻细胞对水中Cu(Ⅱ)的吸附率明显高于未固定化藻细胞。曹德菊等[19]采用明胶、琼脂、海藻酸钠作为载体对枯草杆菌进行固定,通过对3种载体的包埋效果、传质性能及操作难易的比较来选择适宜的固定化载体,比较了固定化微生物与游离微生物和固定化载体海藻酸钠处理含镉废水的效果。结果表明,海藻酸钠作为固定化载体其传质性能强、方法简便、机械强度好;固定化枯草杆菌对含镉废水去除效果明显高于游离枯草杆菌。土耳其科学家[20]也曾用海藻酸钙截留(包埋)真菌(Lentinus sajor-caju)处理含Cd(II)废水,其效果也较好。

2.4 在废水脱色方面的应用

刘志培等[21]人利用聚乙烯醇固定化混合细菌进行了印染废水脱色的研究。实验结果表明,在适宜的条件下连续运行一个月的试验中,固定化细菌对印染废水的脱色率为70%—80%,达到了处理要求,具有较高的实用价值。Ohmomo S等将固定乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)用于糖蜜废水脱色,在45℃、pH值为5.0、添0.05%蛋白陈、1%葡萄糖时,连续工作1个月,其脱色率保持在90%以上。Sen S等[22]利用流化床式反应器(FBR),以浮石作为固定化材料(支持材料),采用厌氧处理棉纺厂废水,外加碳源(约2g/L葡萄糖)处理COD、BOD5,在脱色方面取得了较好的效果。高千千等[23]曾利用植物载体丝瓜瓤对香菇进行固定,考察了固定化菌体的菌龄、pH、温度、转速、接种菌量对分散蓝-2BLN脱色的影响。结果表明,菌龄4d、pH值为3.0、温度为25℃、转速90r/min,菌量对染料的脱色影响为5%>6%>4%;经8次重复利用之后,其脱色率仍可达75%。

2.5 处理含氮废水

含氮废水处理主要是利用细菌的硝化和反消化作用。该菌属于自养细菌,一般生长缓慢,在混合培养的活性污泥系统中无法与异养细菌竞争而难以取得优势。此外,该菌易受外界环境因子影响,对环境冲击尤其是毒物冲击非常敏感,因此硝化和反硝化过程在时间和空间统一上较难,脱氮效率低,造成生物脱氮在生物催化反应中受基质传递速率、底物和产物抑制等限制,对有机碳缺乏的工业废水(如火力发电厂等废水)必须添加外源性碳源进行生物脱氮,出水中的剩余有机物还需进行再曝气处理,这样既消耗动力又浪费资源。以上问题都是传统处理方法所不能解决的,这也正是固定化微生物的优势所在。硝化细菌被固定后,由于其本身在结构和空间分布上的特点,使上述有毒物质对硝化菌及亚硝化菌的抑制停留在细菌表面,而内层细菌则得到了保护,从而提高了对游离氨等毒物的耐受能力,因此也提高了硝化细菌的浓度和反应速度。固定化微生物的方法使硝化与反硝化能在一个反应器中进行,从而节省了氧气和有机碳。如安立超等利用固定化技术混合固定了硝化细菌和反硝化细菌,在体积为1.0L流化床中使用模拟废水进行研究。试验结果表明,当COD处于500—1000mg/L内、pH值在8.0—8.5之间、气体体积流量为24—42L/h时,脱氮速率非常高,此时氮的去除率达90%以上。宋军等用聚乙烯醇(PVA)在低温下包埋反硝化菌,在PVA浓度为10%、交联剂pH值为6.7、反硝化菌的浓度为10%、加入0.1%活性炭的适宜条件下,当温度很低(10土1℃)时,固定化的微生物细胞在10h的脱氮率可达40%,而未固定化细胞几乎不能脱氮。Vanotti等用PVA冷冻法把硝化污泥固定在聚乙烯醇小球内用来处理养猪废水。结果表明,硝化污泥小球不受养猪废水高BOD浓度的影响,适用于快速和有效地去除厌氧养猪废水塘中的NH4+。

2.6 在地表水修复方面的应用

传统的微生物修复(Bioremediation)技术用于修复地表水尚有一定缺陷,如单位体积内优势微生物菌群浓度低、启动较慢、菌体容易流失、与土著菌竞争处于弱势、抗毒性侵害能力较差、对激烈的水力条件变化敏感等。李海波等采用改进的聚乙烯醇、海藻酸钠包埋法固定微球菌,然后用于修复受污染地表水。结果表明,在相同时间内、相同条件下固定化细菌对COD的去除率明显高于游离菌,72h的去除率达64.7%[7]。

3 微生物固定化技术用于废水处理展望

微生物固定化技术在污水处理方面应用非常广泛,但是将固定化微生物技术从实验室走向废水处理的实际应用还有一定的难度,仍有许多问题有待继续深入研究:①目前应用的固定化载体价格偏高,且使用寿命短,故需进一步研究开发性能稳定、强度高、寿命长、廉价、传递阻力小、性能优良的微生物固定化载体,这对微生物固定化技术的发展至关重要。②固定化材料、固定化方式、固定化条件等都对微生物细胞的活性有影响,人们对固定化细胞的稳定性问题还缺乏足够的认识和研究,所以如何提高固定化微生物细胞的稳定性、改善固定化技术处理效果也是今后的一个研究重点。③实际污染水源是一个十分复杂的混合体系,单一菌种无法达到较满意的效果,因此应该进一步开发多种微生物(包括藻类)共生的固定化体系,在反应器中建立混合微生物菌群组成的微生态环境,使各种固定化微生物协同发挥作用将是以后研究开发的重点。④筛选和构建高效、廉价、抗逆性强的高效能微生物菌种,拓宽其可处理污染物的种类,提高处理效率。⑤进一步开发各种废水处理工艺 、高性能微生物反应器和研制固定化微生物细胞批量生产装置等也是固定化细胞技术从实验室走向实际应用的重要一步。总之,随着固定化微生物技术的不断研究和发展,许多不足将会得到逐步解决,该项技术在废水处理乃至环境保护中将发挥越来越重要的作用,它必将作为一种高效、实用的废水处理技术而得到广泛应用。

摘要：简要介绍了几种常用微生物固定化方法,重点讨论了微生物固定化技术在污水处理方面的应用,并对未来的发展方向进行了展望。

城市垃圾的生物处理技术 第5篇

班级：姓名：指导老师：

摘要：生物技术是实现城市垃圾无害化和资源化的一种有效手段。重点阐述了城市垃圾生物处理的基本原理及3种主要的生物处理方法，简要介绍了城市垃圾生物处理方法中的一些新技术及发展趋势，为寻找适合我国国情的垃圾处理技术提供一些参考。关键词：城市垃圾；生物处理原理；生物处理技术。

正文：

城市垃圾处理是环境污染控制的重要课题之一。城市垃圾也称城市固体废物，是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。目前，我国每年城市垃圾产量已超过1．3亿吨，并有资料报道，我国城市垃圾的产量还将以平均每年8％～10％的速度继续增长，北京等少数几个大城市增长速度还将达到15％～20％[1]。令人担忧的是，大量的城市垃圾目前的处理方式也只是在城市周围堆放或简易填埋，达到无害化处理基本要求的不足20％[2]，无论从环境还是社会角度考虑，这都是急需尽快给予重视与解决的社会问题。随着居民生活水平的提高，垃圾中的有机物含量迅速增加。采用生物技术将其进行生物降解或生物转化，不仅可以有效处理城市垃圾，而且可以实现资源的再利用。因此，与物理法、化学法相比，生物处理技术具有更广阔的发展前景。

1.城市垃圾生物处理的原理

各种动植物、微生物，对自然界存在的各种有机物都有降解作用，其中微生物的降解作用最大。凡自然界存在的有机物，几乎都能被微生物降解。生物处理就是依靠自然界广泛分布的微生物，通过生物转化，将城市垃圾中易于生物降解的有机组分转化为腐殖质肥料、沼气或其他转化产品(如饲料蛋白、乙醇或糖类)，从而达到城市垃圾无害化和资源化的一种处理方法。根据处理过程中起作用的微生物对氧气需求的不同，生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。

1．1好氧生物处理基本原理

好氧生物处理是一种在有氧的条件下，利用好氧微生物使有机物降解并稳定化的生物处理方法。城市垃圾中往往含有大量的生物组分的大分子及其中间代谢产物如纤维素、碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸、脂肪酸等，这些有机物一般都较容易为微生物降解。在好氧生物降解过程中，有机废物中的可溶性小分子可透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物直接吸收利用，而不溶的胶体及复杂大分子有机物，则先被吸附在微生物体外，依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质，再输送入细胞内为微生物所利用。微生物通过自身的生命活动——新陈代谢过程，把一部分有机物氧化分解成简单的无机化合物，如c02、HzO、NH3、P043_、S042～等，从中获得生命活动所需要的能量；同时又把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物增殖。

1．2厌氧生物处理基本原理

厌氧生物降解是在无氧条件下，利用厌氧微生物的代谢活动，将有机物转化为各种有机

酸、醇、CH4、H2S、c02、NH3、H2等和少量细胞物质的过程。它是一个多类群细菌的协同代谢过程。在此过程中，不同微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成复杂的生态系统。

2.城市垃圾生物处理的方法

目前，对于可生物降解的城市垃圾的处理，世界各国主要采用堆肥、卫生填埋、厌氧发酵等处理方法。

2．1堆肥法

堆肥法是指在人工控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物，使来源于生物的有机废物分解，向比较稳定的腐殖质进行生化转化的微生物过程。垃圾堆肥是目前广泛应用且经济有效的处理和消纳城市垃圾的重要途径之一，通过生物处理技术将生活垃圾中的有机物质转变成优质的有机肥料，具有良好的环境效益和社会效率。根据堆肥过程中微生物对氧气的需求情况不同，可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。通常好氧堆肥堆温高，一般在55℃～60℃，极限可达80℃，故也称高温堆肥。与传统的厌氧堆肥相比，好氧堆肥具有基质分解彻底、发酵周期短、异味小、占地面积小、可大规模采用机械处理等优点，因而好氧堆肥技术的应用已较为普遍。但随着“垃圾能源学”的产生，有机垃圾的厌氧堆肥技术也得到了广泛关注与快速发展，鉴于好氧技术与厌氧技术各自的特点，在未来的垃圾处理技术应用中，好氧堆肥和厌氧堆肥技术将综合运用，这也是堆肥技术发展大势所趋。

根据堆肥过程中物料运动形式分为静态堆肥和动态堆肥；按堆肥堆制方式，可分为露天式堆肥(野积式堆肥)和装置式堆肥(封闭式堆肥)。堆肥的发展趋势是由静态堆肥向动态堆肥，露天式堆肥向装置式堆肥的方向发展。就目前我国城市垃圾组成现状而言，静态堆肥较为适用，但随着人民生活水平的提高，垃圾组成中有机物含量将高达50％--70％，对于未来高有机物含量组成的垃圾则必须采用动态堆肥b J技术。此外，在静态堆肥基础上发展起来的间歇式动态好氧堆肥处理技术也具有一定优势，例如发酵周期短，处理工艺简单，发酵仓数少和投资小。传统的堆肥法存在发酵时间长，产生臭味且肥效低等问题。近几年来，人们借助于微生物选育技术，加强了对降解能力强的高效菌种的研究，将这些菌种应用于垃圾堆肥处理中，不但能有效加快堆肥材料的腐熟，缩短发酵周期，提高堆肥产品质量等，而且温度高，能有效杀灭某些病原体、寄生虫卵和杂草种子等，且能控制臭气【3】|。

2．2卫生填埋法

卫生填埋法是从传统的堆放和填地处理的基础上发展起来的，始于20世纪60年代，其原理与厌氧堆肥相同，都是利用好氧微生物、兼性厌氧微生物和专性厌氧微生物对垃圾中的有机物进行分解转化，使之最终达到稳定化。卫生填埋法虽然速度慢、占地多、减量少，且存在渗滤液污染水体的问题，但由于这种方法简单易行，造价和处理成本低，至今仍然是土地辽阔的国家或城市以及发展中国家处理城市垃圾的主要方法。用于卫生填埋的垃圾有机物含量不应太高，以免带来严重的地下水、空气和周围环境的污染问题。现阶段，由于我国城市垃圾中无

机物含量高，填埋后比较稳定；产生的臭味比较小，不会使大气质量恶化；渗出液也较少，对地下水影响小，因此，卫生填埋技术在我国城市垃圾处理领域的主导地位，占处理总

量的70％以上，这在今后相当长一段时间将不会改变。国家环境保护总局2002年10月向社会公布的处理城市垃圾的国家行动方案规定，今后我国的城市垃圾将进行填埋处理，并把垃圾填埋产生的气体收集起来发电。城市垃圾的最新填埋处理技术是生物反应器填埋场，它是通过有目的的控制手段强化微生物过程从而加速垃圾中有机组分转化和稳定的一种卫生填埋场运行方式。控制手段一般包括液体(水、渗透液)注入、备选覆盖层设计、营养添加、pH值调节、温度调节和供氧等。该技术具有生物降解速度快，稳定化时间短，填埋场产气量高、收集完全，一般无需复杂的渗透液处理设施等特点。与传统卫生填埋场相比，大大减少了场外后处理费用。生物反应器填埋场已在美国获得广泛重视，已被认为可能是对垃圾处理的革新。

2．3厌氧发酵法

厌氧发酵亦称沼气发酵，是指有机物在厌氧微生物(或兼氧微生物)的作用下分解转化为沼气的过程。由于该技术工艺简单，成本低廉，而且严格密封的沼气池还能提高原料的肥效和杀灭寄生虫卵。在欧洲，有机垃圾厌氧消化处理量已占有机垃圾量的25％。国内厌氧消化应用最广泛的是农村沼气发酵，而在城市垃圾处理方面的应用，除少量废水处理厂的污泥进行厌氧处理外，真正城市垃圾进行厌氧消化处理的很少见报道。厌氧发酵，在降解和稳定有机污染物同时，还产生了一种十分宝贵清洁能源——沼气。因此，国内外许多学者都在积极研究并开发一些新型的厌氧发酵技术。例如，近年来，逐步形成的以湿式完全混合厌氧消化、厌氧干发酵、两步厌氧消化等为主的工艺形式。此外，国内学者在运用先好氧后厌氧发酵技术和新型厌氧消化器处理城市有机垃圾方面，也取得了很好的效果。我国是人口大国也是能源需求大国，如果把我国城镇排放的有机废物作为沼气发酵原料，每年便可获得90亿立方米沼气，相当于节约100万吨标准煤。因此，如何利用现有沼气技术，开发适合我国具体情况的厌氧发酵处理技术，从垃圾中回收沼气，不仅具有极大的经济意义，而且具有积极的社会意义。

3.城市垃圾生物处理的新技术展望

3．1生产醇类

城市垃圾中含有纤维素、淀粉和糖等有机质，微生物厌氧代谢这些有机物时，可产生一些例如乙醇、甲醇等醇类高效燃料。乙醇可用以稀释汽车用油或其他发动机用油，使功效提高10％～15％。巴西、美国早已成为利用糖类、谷物淀粉类和纤维素类发展燃料酒精的典范，美国燃料乙醇的总装置能力达到约840万t／a。英国、荷兰、德国、奥地利、泰国、南非等许多国家的政府均已制定规划，积极发展燃料酒精工业。目前的方向是，希望利用含纤维素物质如锯末、蔗渣、破旧报纸、有机垃圾等各种废物制取酒精。我国有人采用微生物酶制剂对有机垃圾酶解后，用酒精酵母对有机垃圾进行厌氧发酵生产乙醇。结果表明，在适宜的条件下，每吨垃圾可生产70～90L酒精，这为城市有机垃圾的再生利用，发展新能源，找到一条新的途径。

3．2生产氢气

氢是目前最理想的清洁燃料之一，每千克氢燃烧可放出142ⅣU的热量，是煤的3～4倍。生物制氢思路于1966年提出，在20世纪90年代受到空前重视，其中微生物发酵法是

一种有前景的氢气制备方法。许多微生物类群具有可降解大分子有机物产氢的特点，因而可以利用城市垃圾中的植物茎叶、家庭厨余等可再生能源废弃物产生大量氢气。产氢气的微生物有异养微生物和自养微生物。氢气产生菌产生的氢气，目前主要应用于燃料电池方面。如产气荚膜梭菌在含有葡萄糖培养基的10L发酵罐中，产H2速度最高可达18--23L／h，并进而利用所产生的H2推动3．1--3．5V燃料电池的工作。由于微生物的产氢机制和条件还在研究过程中，所以该类微生物能源的使用尚处试验阶段。需要解决的问题是寻找和筛选活性菌株，解决分离H2和02的方法等。中科院微生物研究所筛选了产氢活性较高的菌株，并对其产氢活性进行了研究【4】。

3．3合成微生物塑料

聚口一羟基烷酸(poly—j3一hydroxyalkanoates，PHAs)是许多原核微生物在不平衡生长条件(如缺乏氮、磷、氧等)下合成的胞内能量和碳源储藏性聚合物。PHAs具有与化学合成塑料相似的性质，能拉丝、压模、注塑等，而且具有化学合成塑料所没有的特殊性能，如利用其生物相容性可作为外科手术缝线、人造血管和骨骼代用品，术后无需取出。因而在工业、农业、医药和环保等行业都具有广阔的应用前景。PHAs可以用可降解的有机固体废弃物合成，而城市垃圾中含有大量可降解的有机固体废弃物，从目前已获得的研究成果可以展望，利用城市垃圾合成PHAs是生物合成PH魅的一条新途径，它的研究将受到人们的广泛重视，在2l世纪将有可能成为塑料工业发展的一个新方向。5 【】

垃圾处理是城市可持续发展所必须解决的一个重大问题，处理的目的是使垃圾资源化、减量化、无害化。微生物在垃圾“三化”中起着积极与重要的作用，利用微生物降解垃圾中有机物，不仅投资和运行费用低，处理效率高，而且还可获得许多有用的副产品，如沼气、饲料、蛋白、酒精等。近年来，随着环境生物技术的发展，在生物处理方面出现了不少新技术、新方法，它们的可行性和有效性也逐渐增强，正成为垃圾处理的发展方向之一。就目前而言，我国应在大力发展适合我国国情的垃圾卫生填埋和垃圾堆肥处理技术的同时，加大利用有机垃圾生产生物能源(燃料酒精、沼气、生物制氢等)的研究力度，加强降解有机垃圾的高效微生物菌剂的研究。我们相信，随着垃圾微生物降解机理研究的进一步深入，会有更为有效的微生物和处理工艺使垃圾真正地成为可利用资源。

参考文献：

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[2]李艳伟．我国城市垃圾处理现状分析及研究[J]．环境科学动态，2001，2：7—9．

[3]王家玲．环境微生物学(第二版)[M]．北京：高等教育出版社，2003：251—254．

[4]朱思诚．规划中城市垃圾卫生填埋场处理量的确定[J]．环境卫生工程，2005，13(1)：20—22．

微生物处理技术 第6篇

一、微生物发酵处理饲料的主要经济效能

甘薯渣、木薯渣和啤酒糟经微生物发酵处理，粗蛋白和纤维素等大分子有机物可转化为易被畜禽消化吸收的单糖、低聚糖和氨基酸等，消化利用率可提高30%以上。饲喂微生物发酵饲料，猪长1千克肉能减少消耗200克左右其他饲料，哺乳仔猪日增重增加35%～45%，母猪产仔率提高15%～20%，僵猪可逐渐解僵，降本增效明显；蛋鸡可提前产蛋9～13天，延长产蛋高峰30～40天，提高产蛋率10%～17%。饲喂微生物发酵饲料后，畜禽粪便的臭味大大降低，除氨率为60%～70%，较好地减轻养殖对环境的污染；蛋品的蛋黄颜色变深，脂肪和胆固醇各下降73.6%和82%，蛋白質提高5.5%；畜禽肉质也变得更鲜嫩，烹制后香味更浓、更可口。

二、发酵处理

1. 选用新鲜、无杂质、无污物的原料。原料如变质、有杂物和污物，不可选用。

2. 清洗消毒发酵容器。发酵用的大缸、水泥池等容器要用干净清水反复刷洗2～3次，再喷医用酒精或甲酚皂溶液等消毒。

3. 甘薯渣、木薯渣发酵饲料配方。甘薯渣或木薯渣500千克、食盐1千克、玉米粉5～10千克、菜籽饼或棉籽饼等饼料50千克、99生酵剂适量（具体用量参照说明，若先与玉米粉混合，效果会更好），所有原料混拌均匀，水分含量控制在60%左右，以手握有水滴但不落下为宜，夏、秋季发酵约24小时，冬季发酵2～3天，待闻到甜酒香味即可饲喂。发酵好的饲料，密封条件下可储存1年左右。

4. 啤酒糟发酵饲料配方。干啤酒糟150千克或湿啤酒糟300千克、玉米粉或麦粉等15～20千克、棉籽饼等45～50千克、99生酵剂适量（具体用量参照说明），所有原料充分混合均匀，湿度控制在60%左右。如啤酒糟是干料，混拌加水量为250～300升。混合料装入容器，压实，密封，夏、秋季发酵约24小时，冬季发酵2～3天就能饲用。发酵好的饲料，可密封保存1年左右。

三、饲喂方法

1. 甘薯渣、木薯渣发酵饲料。①饲喂畜禽时用量由少到多，逐渐适应后再加大到标准用量。②仔猪始喂量为总饲料量的15%，后加大到25%；中猪始喂量为总饲料量的17%～20%，后加大到30%；大猪始喂量为总饲料量的25%，后加大到45%～50%；母猪始喂量为总饲料量的40%～50%，后加大到60%，产仔前10～15天减少到40%～50%。③肉鸡始喂量为总饲料量的15%～20%，后加大到45%～50%；肉鸭始喂量为总饲料量的15%～20%，后加大到50%；肉鹅始喂量为总饲料量的20%～30%，后加大到70%。

2. 啤酒渣发酵饲料。①仔猪始喂量为总饲料量的5%，后加大到10%；中、大猪始喂量为总饲料量的10%～15%，后加大到20%；母猪始喂量为总饲料量的20%～35%，后加大到40%，产仔前后减半或停用。②肉鸡始喂量为总饲料量的7%～10%，后加大到15%；肉鸭始喂量为总饲料量的10%，后加大到20%；肉鹅始喂量为总饲料量的20%，后加大到80%。③牛、羊始喂量为总饲料量的30%～40%，后加大到80%。

四、注意事项

1. 甘薯渣、木薯渣和啤酒糟发酵料饲喂畜禽时，饲喂量要由少到多，适应后再加大用量，不可一次或几次即达标准用量。

2. 最好与其他饲料混拌后再饲喂，不要单用。

3. 微生物发酵饲料可明显促进消化和吸收，适口性又好，畜禽易贪食，如超量使用，可致食欲下降，影响生长。

4. 蛋鸭、蛋鹅等要减量饲喂或不用，更不可超量使用，以免影响产蛋率。

5. 发酵不成功有酸腐味或储存过程中霉变的饲料要弃用，做生物肥料用，不可饲喂畜禽，以免发生中毒等不良后果。

6. 生物发酵剂产品有多种，含量各异，具体用量请参照产品说明书。

生物柴油废水的处理技术研究 第7篇

关键词：高浓度废水,UASB厌氧反应器,MBR技术

1 引言

生物柴油是清洁的可再生能源, 是优质的石油柴油代用品。大力发展生物柴油对经济可持续发展, 推进能源替代, 减轻环境压力, 控制城市大气污染具有重要的战略意义。

然而在生物柴油的生产过程中一些高浓度甚至是超高浓度的废水随之而产生, 从污水处理的角度上说这种废水处理起来相当困难, 废水中的主要污染物为油类、COD、硫化物、醇、SS、氨氮和烃类等, 尤其是COD可以达到几万甚至是几十万mg/L。对于国内企业来说一些生物柴油的生产企业会兴起在县市级以外的郊区甚至是在远离市区的工业区内, 由于附近没有污水处理厂, 因此本文处理的标准参照《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 中表4的一级A标准。

2 生物柴油废水概况

2.1 废水的来源

生物柴油的生产主要包括原料油脱水、催化反应、产品精制以及冲洗设备等过程。废水主要来自原料油脱水过程中的含油废水, 以及催化和精制过程中产生的盐类和悬浮物等。这些混合物主要是一些分子量大的有机物, 几乎包括所有种类的含氧有机物。

2.2 废水特点

(1) COD和BOD5含量高。废水的COD一般都在150000～200000mg/L之间, BOD5一般都在60000～70000mg/L之间。

(2) 废水中SS浓度高, 废水中SS主要为原料油脱水中原有的有机物和冲洗设备废水中的不容物。

(3) 成分复杂。废水中含有中间反应的副产物, 并且残留有反应过程中的催化剂以及反应产物等。成分复杂, 易引起pH值波动, 影响生化效果。

(4) 此外, 废水还有色度高、pH值波动大、间歇排放等特点, 是处理成本高、治理难度大的有毒有机废水之一 (表1、表2) 。

3 污水处理工艺

本技术的核心工艺是:预处理、UASB反应器、接触氧化, 回用工艺采用MBR技术。集水井中的生产废水经过油水分离器去除水中大部分的浮油后调节pH值, 废水在调节池中加药 (PAM和PAC) 后由提升泵进入溶气气浮器中去除絮凝沉淀物, 出水进入水解酸化池去除大分子有机物为后续废水进入UASB反应器做准备, 然后水解酸化池的出水由提升泵提升到UASB反应器中进行厌氧处理。通过厌氧菌分解水中的有机物, 为接触氧化的处理提供了有利的条件, 然后在接触氧化池里进行好氧处理, 出水经沉淀池通过MBR技术, 消毒后即可达标排放 (图1) 。

4 主要处理系统介绍

4.1 预处理系统——溶气气浮器

预处理系统包括:隔油器和气浮器, 其主要作用就是去除污水中大量有脂类物质。

4.2 厌氧处理系统——UASB厌氧反应器

4.2.1 UASB反应器的原理

UASB由污泥反应区、气液固三相分离器 (包括沉淀区) 和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥, 具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触, 污泥中的微生物分解污水中的有机物, 把它转化为沼气。沼气碰到分离器下部的反射板时, 折向反射板的四周, 然后穿过水层进入气室, 集中在气室沼气, 用导管导出, 固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区, 污水中的污泥在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内, 污水从沉淀区溢流堰上部溢出, 然后排出反应器 (图2) 。

4.2.2 进水pH值调节

本工程的pH值调节系统是由在线仪表监测, 以人工控制碱溶液投加量的方式进行。控制UASB总进水pH值在6.8以上, 不要大于7.5为好, 具体控制方式为:通过设在水解酸化池附近的碱箱投加溶碱, 使进水上仪表显示为6.80～7.50左右, 可通过UASB厌氧出水循环因此通过外循环系统可以节约用碱, 并最终保证进入厌氧的废水的pH值在6.8左右。

当采用结晶碱宜设两个药箱, 一个用于溶药, 一个用于加药。这样溶完的碱液打入加药箱中再进行废水pH值的调节, 不会存在一个药箱时因加药时浓度的变化对UASB造成冲击。

4.2.3 进水温度控制

本工程UASB反应器按中温设计, 适宜的运行温度为35～38℃, 在IC进料池底设置蒸气加热。通过蒸汽管道上阀门的开启度来控制进水的温度为35～38℃, 需要指出的是受蒸汽压力不稳定和来水温度以及进水量变化等因素的影响, 进水温度会经常变化, 因此需要经常监控, 以便对蒸汽阀门做出及时调整。

4.2.4 进水流量控制

UASB设进水泵两台, 分别为Q=10m3/h污水泵两台。运行方式为, 一用一备。每台进水泵出口设有止回阀。手动流量控制系统由电磁流量计和手动蝶阀组成。调节手动蝶阀开度即可控制进入UASB的水量大小。

UASB反应器设计流量为4m3/h, 装备的进水泵总流量为10m3/h (实际上因为扬程的关系运行能达到最大流量还要大于此数) , 其目的是为了产生内回流, 增加进水的碱度, 以节约用碱。

内回流的主要目的都是提高UASB反应器中下部的上升流速, 较高的上升流速可使底部的污泥“悬浮”起来, 使生物和污水充分混合。

启动阶段上升流速从0.01m/h开始缓步提升, 当污泥经过驯化, 状态变好, 能耐受高的流速了, 逐步开大内回流的流量。过程的长短与污泥种类, 加入污泥的数量, 原水水质, 温度等诸多因素有关, 需在实践中慢慢积累经验参数。

根据化验水质发现, 经过预处理后UASB进水COD一般在15000×10-6左右 (表3) 。

4.2.5 UASB反应器的注意事项

颗粒污泥是大多数UASB反应器启动的目标和启动成功的标志, 絮状污泥UASB负荷在10kgCOD/ (m3·d) 以下, 而颗粒污泥UASB反应器负荷甚至高达30～50kgCOD/ (m3·d) 。目标要明确, 不要追求处理效率、产气率、出水质量, 这个启动阶段反应器活化过程存在停滞期, 需要经历相对较长的时间。反应器启动的若干注意事项:洗出的污泥不返回反应器;进水COD>5000mg/L出水循环或稀释, 最小COD浓度1000mg/L;COD去除率达到80%时逐步增加负荷, 并防止乙酸浓度低于1000mg/L;高的离子浓度 (Ca+ Mg+) 能引起化学沉淀形成灰分含量高的颗粒污泥;中温38～40℃, 高温50～60℃, 厌氧消化对温度的突变十分敏感, 要求每日的变化温度不小于2℃。pH值始终保持6.2以上, 营养, 微量元素满足污泥的生长;检查VFA浓度, VFA浓度过高, 使甲烷菌活力下降而导致VFA利用不充分, 出水VFA高于8mmol/L时停止进水直至低于3mmol/L或再继续以原浓度原负荷进水, VFA低于3mmol/时运转良好;增加负荷可以通过增大进液量或降低进水稀释比, 尽量维持HRT (水力停留时间) 负荷每次可增加30%。短时间内VFA上升, 当VFA高于8mmol/L时, 不停止进水, 但要观察反应器内pH值的变化, 防止“酸化”的发生。

4.3 好氧处理系统——二级接触氧化

接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新的废水生化处理法。由池底、填料、布水装置和曝气系统等几部分组成。填料被水浸没, 用鼓风机在填料底部曝气充氧, 这种方式称为鼓风曝气;活性污泥附在填料表面, 不随水流动, 因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动, 不断更新, 从而提高了净化效果。处理生物柴油废水采用的是框架式填料架的纤维状的软性填料, 生物接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。同时具有容积负荷高, 耐冲击负荷能力强;具有膜法的优点, 剩余污泥量少;具有活性污泥法的优点, 辅以机械设备供氧, 生物活性高, 泥龄短;能分解其他生物处理难分离的物质, 容易管理, 消除污泥上浮和膨胀等弊端。

4.4 回用处理系统——MBR技术

4.4.1 MBR反应器技介绍

MBR又称膜生物反应器 (Membrane Bio-Reactor) , 是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术, 它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住, 省掉二沉池 (图3) 。活性污泥浓度因此大大提高, 水力停留时间 (HRT) 和污泥停留时间 (SRT) 可以分别控制, 而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此, 膜-生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能, 与传统的生物处理方法相比, 具有生化效率高, 抗负荷冲击能力强, 出水水质稳定, 占地面积小, 排泥周期长, 易实现自动控制等优点, 是目前最有前途的废水处理新技术之一。

4.4.2 MBR反应器的特点

(1) 出水水质优质稳定。

由于膜的高效分离作用, 分离效果远好于传统沉淀池, 处理出水极其清澈, 悬浮物和浊度接近于零, 细菌和病毒被大幅去除, 可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。

(2) 剩余污泥产量少。

该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行, 剩余污泥产量低 (理论上可以实现零污泥排放) , 降低了污泥处理费用。

(3) 占地面积小, 不受设置场合限制。

生物反应器内能维持高浓度的微生物量, 处理装置容积负荷高, 占地面积大大节省;该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省, 不受设置场所限制, 适合于任何场合, 可做成地面式、半地下式和地下式。

(4) 可去除氨氮及难降解有机物。

由于微生物被完全截流在生物反应器内, 从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长, 系统硝化效率得以提高。同时, 可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间, 有利于难降解有机物降解效率的提高。操作管理方便。

5 结语

在生物柴油处理中该技术运用了好氧工艺与厌氧工艺结合的方法在处理高浓度废水中去的了良好的处理效果, 预处理阶段去除率达到75%左右, 厌氧处理阶段去除率达到85%以上, 好氧处理达到70%再加上MBR膜生物反应器, 出水达到一级A排放标准。在实际运行的操作中特别注意前期的处理效果, 前期处理的效果直接影响后期的正常运行和处理效果, 预处理、厌氧处理、好氧处理三者缺一不可。

参考文献

[1]谭万春.UASB工艺及工程实例[M].北京:化学工业出版社, 2009.

[2]黄琳琳, 康家伟, 杨永义.气浮/UASB/SBR/MBR工艺处理生物柴油[J].中国给排水, 2009, 25 (8) .

微生物处理技术 第8篇

鲁克沁油田具有低孔、低渗、油层埋藏深.非均质性严重等特性。油藏流体原油粘度高、密度大,由于稠油特性,采出水有机质含量高,富含胶质、沥青质,常规物化法处理对浮油无法有效去除,达不到污水回注要求。

鲁中污水处理系统建成于2009年6月,设计处理量2000m3/d,采用生化处理加过滤工艺,2012年底对污水处理系统进行二次扩建,设计处理量达到4000m3/d。通过对生化微生物处理后的水质进行分析研究,并针对性的进行了处理方法、脱氧、杀菌、悬浮物控制等研究,在流程中通过过滤后水质指标达到开发注水需要。

二、生物接触氧化法处理技术工艺原理

鲁中联合站生化污水站采用了“生物膜接触氧化法”工艺,投加“倍加清”微生物,在生化池内接触滤料表面,完全浸没在水中,在鼓风曝气的作用下,微生物的好氧和厌氧共同存在,依靠滤料上的生物膜净化污水。污水携带氧气进入填料层时,有机物在氧气的作用下,被生物吸收降解,分解成二氧化碳、水、能量等,然后形成的粘泥附着在填料上成为膜。在膜的深层,氧气无法进入,形成厌氧层,随着膜的增厚,膜逐渐脱落更新。由此,污水被净化。

三、微生物生长繁殖的影响因素及其控制措施及主要设备设施

1.影响微生物菌群活性的因素可分为基质和环境两大类

2.系统构造及性能特点

四、鲁克沁油田采出水微生物处理效果评价

鲁克沁油田采出水生化微生物处理系统于2009年5月开始运行,最初设计处理能力2000方/天,因油田产水量和开发注水量均增加,后扩建生化处理量为4000方/天。

由表2和表3分析,本工艺处理出水的所有指标均能满足注水开发需要,完全适用于油田水回注的处理。化学耗氧量的平均去除率为81%,石油类为99.2%,悬浮物为84.3%,硫化物为80.1%,挥发酚为90%,特别需要指出的是石油类的去除与进水水质无关,即使在进水石油类含量高达450mg/L时,出水还是远远低于水质标准,充分显示出了微生物专性高效的特点,随运行时间的延长,微生物充分适应废水之后,出水水质还可以进一步提高。

结论

从系统运行结果分析,可以得出如下结论:

1.“倍加清”专性菌通过不同的选配,完全能适应该稠油油田采出水的水质环境。其化学耗氧量去除率>80%,石油类去除率>99%,硫化物去除率>80%,挥发酚去除率>90%。特别是对石油类的去除效率非常好,即使进水油含量达450mg/L时,出水水质还是低于2mg/L,充分显示了微生物专性高效的特点。

2.经微生物处理的油田采出水中石油类和有机物含量已经很低,可以将此作为前处理工艺,后级再加一般的过滤方法和杀菌,出水即可以用于油田回注,出水指标明显好于一般的物化工艺。

3.采用微生物处理工艺,没有油泥产生,不会对处理设施产生污染,也不会对环境造成二次污染。

微生物处理技术 第9篇

1 固定化微生物技术在印染废水中的应用

印染废水色度比较大，难以达到标准进行排放，因此很多研究人员采用固定化技术结合固定混合脱色菌对印染废水进行处理。赵大传[1]采用一个串联柱状反应器装置，以核桃壳为载体固定化优势菌或者以聚乙烯醇固定混合脱色菌均取得良好效果。周林成[2]将混凝沉淀后的废水，利用固定化微生物工艺处理，最终水质达到国家一级排放标准。郭建博等[3]采用固定化蒽醌可将多种偶氮染料的厌氧生物脱色速度提高1.5～2倍。JIN Ruo-fei等[4]用基因工程菌对染料废水进行处理,染料去除率达81.73%。刘志培[5]采用固定化微生物技术以聚乙烯醇为载体，确定微生物最适温度为30～40℃，pH为7.0，当pH在6.0～8.0，温度在25～40℃时，具有较高的脱色活性，停留时间3h以内，脱色率达到70%～80%。陈一萍[6]从筛选到的微生物絮凝菌中构建出更高絮凝活性的复合菌群并固定化，将其用海藻酸钙包埋固定化，较长时间保持细胞的高活性，且固定化菌群对染料废水具有较好的脱色效果，并在一定程度上可以达到连续生产絮凝剂的目的。庄会栋[7]采用固定化微生物增强A/O工艺，在A/O工艺中引入改性聚氨酯填料，将微生物附着生长和悬浮生长相结合，减少了悬浮生长微生物食料并抑制其生长，强化了有机物及氨氮的去除效果，增强了系统耐冲击负荷和耐有毒有害物质的能力。刘荣荣[8]认为包埋法是固定化微生物有效除印染废水的好方法，具有操作简单，对细胞活性影响小，细胞强度高，易于固液分离的优点。

2 固定化微生物技术在含氰废水中的应用

含氰化物的废水主要来自于黄金提炼的过程、冶金过程、合成橡胶的过程以及染料制造的过程。降解氰化物的菌种主要以细菌为主，这些细菌可以将硫氰化物、氰化物转变为碳酸盐、氨和硫酸盐等一些无毒或低毒性的化合物。Yeung-Jean Sub等曾在90%的直径小于10μm的沸石上固定P.fluoresens ICIB 11764菌株，达到降解氰化物的目的。周镟[9]对微生物处理含氰废水进行了实验研究，研究了在不同条件下氰化物的降解试验，对驯化微生物的培养物质浓度、pH值等降解氰化物的适宜条件进行了探索。研究表明经过驯化的活性污泥对于降解氰化物有着明显的促进作用。鞠鸿鹏研究了微生物膜载体BioMTM应用于含氰废水处理，也取得了好的效果。

3 固定化微生物技术在高浓度氨氮废水中的应用

氨氮已经成为许多水体和流域的第一超标污染物。在实际的工业处理过程中，高氨氮废水中含有较多的污染物质，其中包括可生物降解的有机物和难生物降解的污染物。常规的微生物处理工艺的去除效果不是很好，为了防止高浓度氨氮废水由于耗氧导致水体富营养化而对水生生物产生毒害作用，采用固定化微生物技术处理，有利于提高微生物反应器内生物浓度，有利于反应的固液分离，缩短处理时间，提高系统处理能力和适应性。王静萱[10]对北京市某污水处理厂的二沉池出水进行深度脱氮处理，采用包埋固定化颗粒的方法，研究了驯化启动及稳定运行的条件以及脱氮特性，对比了不同水力停留时间(HRT)、不同进水TN负荷的脱氮效能，并且确定了包埋固定化菌的最佳填充率为20%。李尧[11]在小试规模基础上研究了包埋固定化技术结合A/O工艺处理高氨氮化工废水的可行性，确定了活性污泥与包埋颗粒驯化、硝化反应碱度的控制和反硝化反应碳源的控制是脱氮的重要因素，方法对氨氮、TN、COD具有一定的去除率，最终可以达到一级排放标准的要求。王兴南[12]选取JHE-1型微生物载体、JHE-3型微生物载体和多孔球型悬浮载体填料作为载体进行挂膜实验，采用ABFT工艺进行高氨氮废水处理，考察微生物投加量、pH值、水力停留时间、曝气量对废水中NH4+-N去除率的影响，取得了一定的效果，从中选出最优挂膜载体及微生物处理最佳条件。李珍珍[13]通过富集培养和分离筛选4类脱氮菌用聚乙烯醇、海藻酸钠、活性炭、固化剂、氯化钙饱和硼酸溶液，固定交联时间为24h，在处理高浓度氨氮废水时，将多个生物处理工艺相结合，都对处理含氮服装加工废水具有一定效果。崔兵[14]研究了A/O工艺联合固定化微生物技术处理养殖废水，利用填充聚氨酯网泡形高分子聚合载体材料为微生物提供附着生长条件，形成固定化生物膜和活性污泥两种生化处理系统，都说明固定化微生物技术在高氨氮废水处理上具有工程实用性。

4 固定化微生物技术在石油化工废水中的应用

在工业污染中以石油企业所生产的含油污水最为严重，含油污水含有大量的油物质、重金属等有毒有害物质，石化废水具有排放量大，污染物组分复杂，处理难度大等特点，属较难生物降解的工业废水。姚宏分离筛选工程菌构建高效混合菌群，通过臭氧-固定化生物活性炭滤池，深度处理难降解石化有机废水，并且该系统对COD、油类、NH3-N和色度的平均去除率分别为73.0%、90.5%、81.2%和90%，各项指标均达到了国家循环冷却水的用水要求。包木太[15]考察了交联剂的pH和包埋菌的量对固定化微球的物理性质和降解效果的影响，表明直接包埋法优于先吸附后包埋固定法并确定了最佳固定化条件，最终处理石油化工废水取得良好效果。

5 小结

固定化微生物技术在污水处理中越来越受到重视，未来要加强菌种的选育和驯化，创造条件培养微生物，并结合污水处理的设备和其他工艺达到良好的处理效果。

摘要：目前废水处理是环境治理的难题之一,采用固定化微生物进行治理具有一定的优势。本文主要介绍固定化微生物技术在印染废水、含氰废水、高浓度氨氮废水、石油化工废水处理中的应用。

城市污泥减量生物处理和焚烧技术 第10篇

利用原生动物和后生动物摄食细菌, 减少污泥产量60%以上, 对于固定式淹没生物膜法甚至没有剩余污泥产生;微生物强化法, 利用外投优化菌种, 减少污泥排放量16%;投加酶法, 将难溶解的大分子有机污染物分解为易于微生物吸收和利用的小分子溶解性有机物, 既有利于有机污染物的降解, 又能促进细菌的增殖, 能减少污泥产量50%。污泥的运行费用约为污水处理厂总运行费用的40% (烘干) ~65% (焚烧) 左右。剩余污泥的焚烧利用水中有机杂质在高压、高温下可被氧化的性质, 在装置内的适宜条件下, 去除污泥中有机物, 也适用于处理高浓度的有机废水。未经干化的污泥含有大量水分, 在常压下温度只能升到100℃, 加压则可获得氧化所需要的温度, 加压又能降低有机物的氧化温度。处理城市污水所产生的污泥, 化学需氧量 (COD) 去除率为70%~80%, 不溶性挥发固体去除率为80%~90%。可以不经污泥脱水等过程就能有效地处理湿污泥或高浓度有机废水, 耗热量小;处理后污泥残渣的脱水性能好, 一般可不加混凝剂即可进行真空过滤, 而滤渣含水率仅为50%左右;又因处理是在密闭的容器中进行的, 基本上不产生臭味、粉尘和煤烟;处理后的残余物中的病原体已经杀灭;分离水易于生物处理。焚烧后余灰可作为资源重复利用。如果仍含有重金属离子等有毒物质, 还须做最终处理, 固化深埋。

微生物处理技术 第11篇

【摘要】将生物增效技术应用于城市污水处理，结果表明：投加生物增效菌种后，可以增强污泥活性，提高处理能力，改善出水水质。

【关键词】生物增效技术；城市污水；氧化沟；活性污泥

某市政污水处理厂2010年3月投入运行，工程处理规模为6万吨/天，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准，污水处理工艺采用改良型氧化沟+深度处理工艺。随着近两年服务区域内人口的增加和产业结构的调整，进入该污水厂的水质、水量随季节变化波动明显，使污水厂的稳定达标运行面临着极大压力。为解决上述问题，该厂探索使用生物增效技术，在不增加处理设备和构筑物的情况下，提升该厂的处理规模和优化出水水质。本文对生物增效技术在该污水处理厂的应用情况进行总结。

1、污水厂运行中的主要问题

1.1季节性进出水氨氮波动

通过统计分析2014年12月至2015年11月进出水氨氮指标，从年初至4月份前会出现氨氮平均值升高的趋势；相应的出水氨氮指标也逐步升高，出水氨氮指標从年初的不到2mg/l升高到4月份的5mg/l以上。统计分析数据见表1：

分析原因如下：（1）由于污水厂辖区内企业生产排污不规律，间歇排放的不明有毒污染物会抑制生物活性，使活性污泥处理系统容易受到冲击，导致污泥中毒和解体，二沉池会偶发大规模浮泥，造成出水SS升高[1]。另外，来水中含有不确定成份物质的影响，抑制硝化菌的正常反应过程，硝化速率降低，导致出水氨氮明显升高，影响系统运行稳定性。（2）温度不仅影响细菌的比生长速率，而且影响细菌的活性，温度升高硝化反应速率也会升高，温度降低到4℃以下时，亚硝酸盐氧化细菌的活动几乎停止[2]。反硝化菌进行反硝化活动的适宜温度是15～35℃，当温度低于10℃时，反硝化速率会降低，当温度低于3℃时，反硝化活动停止[3]。所以，受冬季低温影响，水温下降导致系统内活性污泥的生物脱氮菌群反应速率大幅下降，最终表现为出水氨氮相比增高；

1.2污水排放量的逐步提高

随着城市人口的增加和人民生活水平的提高，生活用水量也大幅增加，需要污水厂不断提升污水处理量，该污水厂一期工程设计处理规模为60000t/d，近年随着服务区内排放水量的不断增加，迫切要求污水厂不断提升处理规模，满足新的污水处理需求。

2、生物增效技术和操作方案

2.1生物增效技术简介

城市污水处理系统中的污染物主要依靠微生物来完成，其种群结构的变化决定了处理功能的变化[4]。深入了解污水处理工艺中微生物的群落结构和功能，对控制和提高污水处理效率具有极为重要的意义[5]。生物增效技术的目的就是改善微生物的群落结构和功能，提高污水处理效率。它是把筛选后的对污染物有高效率的降解能力的微生物菌种添加到处理系统中，这样缩短了培养驯化的周期，改变了活性污泥系统的种群结构，增加了系统中有效微生物的数量、种类，新的种群环境能够形成更高层次的生物代谢能力，使得降解那些原先被认为不可降解的污染物成为可能[6]。最终，提高了处理效率和系统运行的稳定性。在经过技术调研后，选用了某公司的生物增效混合制剂，该生物制剂以亚硝酸菌属（Nitrosomonas）和硝酸菌属（Nitrobacter）为主，重点提高生物脱氮能力和系统处理规模。

2.2生物增效实施方案

生物增效的实施过程较为简单，主要包括以下方面：

（1）投加生物增效菌种前，先通过二沉池进行排泥操作，使污泥浓度降低到3500mg/l以下。

（2）生物增效菌种投加量按表2，由多到少进行逐日递减，投加菌种开始后，每日跟踪分析化验进出水的COD、BOD、氨氮、总氮、总磷、pH等指标，同时每日分析污泥浓度（MLSS）、污泥沉降比（SV）、污泥指数（SVI），每日取氧化沟好氧区域内混合液进行生物镜检观察，并对镜检结果进行记录。

（3）投菌10日后开始逐步增加污水处理量，逐步增量的前提是各类出水指标的稳定。

3、生物增效效果分析

3.1处理水量提升

根据生物增效实施方案，投加生物增效菌种10天，提高污水处理厂处理水量到70000t/d，投加菌种20天后，提高处理水量到80000t/d，在提升处理水量的过程中，系统处理后的污水水质均能满足甚至优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准的相关要求。每日污水处理规模见图3投加菌种期间的处理水量。

3.2进出水BOD和COD的变化

从投菌后的运行来看，出水的主要污染物指标COD和BOD均优于规定的排放标准，3月前后的水质数据来看，在污水厂处理水量提升30%以后，没有因为处理水量的提升而受到影响。说明氧化沟内活性污泥得到优化，系统内优势微生物的数量得到提高，对有机物的降解能力得到提升。生物增效期间进出水COD和BOD见图4.

3.3进出水总氮和氨氮的变化

统计分析从2016年2月4日以来的进出水总氮和氨氮的数据，在处理水量从6000t/d提升到70000t/d和80000t/d的过程中，处理后污水的总氮和氨氮指标始终在2mg/l和1mg/l左右。在处理水量增加，好氧池水力停留时间从18小时降低到13小时后，系统对氨氮和总氮的仍然保持良好的脱氮效率，说明在生物增效的过程中，优势生物脱氮菌群的总量和总类得到了提升，使污水处理系统在增加处理水量、水力停留时间缩短后仍能达到同样的脱氮效果。往年的运行过程中，少数不确定生产企业从3月份开始的排污会冲击到污水厂的生物脱氮效果，从目前的运行来看，基本没有对污水厂的运行造成影响，从侧面反映出微生物菌群的抗冲击能力和适应能力较强。生物增效期间的进出水总氮和氨氮见图5。

3.4进出水总磷的变化

污水厂对总磷的去除一直保持稳定，无论是生物增效前，还是生物增效后，在进水總磷不大于5mg/l情况下，出水总磷总能稳定在0.3mg/l，处理水量增加后，除磷效率没有降低。

3.5污泥指数（SVI）的改善

污泥指数是根据污泥浓度和污泥沉降比进行的数学换算，一般认为城市污水污泥指数范围为50—200。高于200的污泥指数可以认为污泥膨胀，低于50的污泥指数可以判定污泥活性较差[7]。在生物增效过程中，通过排泥和控制污泥浓度，使污泥浓度始终在3500～4000mg/l之间。通过污泥沉降比SV和污泥浓度的分析结果看出，在相对稳定的污泥浓度情况下，污泥沉降比从最初的75%逐步降低到50%左右，污泥指数从最初的不到200，逐步稳定到150左右的最佳值。这说明在生物增效过程中，惰性污泥被置换，优势微生物的比例得到提高。

3.6生物相改善

选取生物增效前后的生物镜检图片，可以看出，生物增效后，100倍镜检下，菌胶团结构密实，形状规则，镜检下的原后生动物的数量和种类都有所增加。图6中，左图为生物增效前的镜检图片，右图为生物增效后的镜检图片。

4、结论

（1）实施生物增效的运行结果表明，使用生物增效方式用于城市污水处理，可以在短期内提升污水处理厂的处理规模，改善污泥活性和沉降性能，优化出水水质。并可以抵抗有毒有害物质的冲击，保持污水厂的长期稳定运行，降低区域内污染物排放量，改善流域水体的环境质量。为城市污水处理厂在应对系统冲击和短期内提升污水处理规模提供了参考案例。（2）本文仅局限于对污水处理结果的评价。对于生物增效菌群的筛选、培养，如何定性定量分析优势菌与特点污染物的降解机理，如何提高外加菌群的存活时间、避免优势菌的流失等问题还需要进一步研究[8]。

参考文献

[1]李朝阳，李辰.污水处理厂活性污泥中毒的原因探讨与控制[J].中国给水排水，2013，29（18）：146-148.

[2]马娟，彭永臻，王丽，等.温度对反硝化过程的影响及pH的变化规律[J].中国环境科学，2008，28（11）：1004-1008.

[3]Christensen M H，Harremoes P. Biological denitrification of swage：a literature review[J].Progress in Water Technology.1977.4-5（8）：509-555.

[4]Rowan A K， Snape J R， Fearnside D， et al. Composition and diversity of ammonia-oxidising bacterical communities in wastewater treatment reactors of different design treating identical wastewater [J].Fems Microbiology Ecology，2003，43（2）：195-206.

[5]Rittman B E， Hausner M， Loffler F， et al. A vista for microbial ecology and environmental biotechnology [J].Envir Sci & Tech， 2006， 40（4）：1096-1103.

[6]钱易，米祥友.现代废水处理新技术[M].北京：中国科学技术出版社，1993：7.

[7]SVI在Orbal 氧化沟运行管理中的指导作用[J].中国给水排水，2010，26（6）：52-54.

[8]王玉祥.生物增效技术在石油化工污水处理中的应用[J].工业水处理，2009，29（6）：93-96.

作者简介

浅议生物循环污水处理技术 第12篇

1 生物滤池

生物滤池包括普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池和曝气生物滤池。普通生物滤池是第一代生物滤池, 由池体、滤料、布水装置和排水系统等四部分组成。滤料是生物滤池的主体, 它对生物滤池的净化功能有直接影响。因其环境较差, 处理效率较低, 目前已很少应用。

高负荷生物滤池是生物滤池的第二代工艺, 它是在改善普通生物滤池在净化功能和运行中存在的实际弊端的基础上开创的。高负荷生物滤池大幅度地提高了滤池的负荷率, 其BOD容积负荷高于普通生物滤池6~8倍, 水力负荷则高达10倍。高负荷生物滤池的高滤率是通过限制进水BODS值和采用处理水回流等技术措施而达到降低滤池进水有机物浓度, 保证生物滤池供氧充足, 以维持正常运行。塔式生物滤池属于第三代生物滤池, 也属于一种高负荷生物滤池, 但其负荷远比一般高负荷生物滤池高, 为一般高负荷生物滤池的2~3倍。高额的有机负荷使其生物膜生长迅速, 高额的水力负荷又使生物膜受到强烈的水力冲刷, 从而使生物膜不断的脱落与更新, 并经常保持较好的活性。

曝气生物滤池是近年来新开发的一种污水生物处理技术。它是集生物降解、固液分离于一体的污水处理设备。该设备构造与给水处理的快滤池相类似。池内底部设承托层, 其上部则是作为滤料的填料。在承托层设置曝气用的空气管及空气扩散装置, 处理水集水管兼作反冲洗水管也设置在承托层内。曝气生物滤池根据进水方向, 可以分为上向流和下向流两种形式。下向流曝气生物滤池的原污水从池上部进入池体, 并通过由填料组成的滤层, 在填料表面形成生物膜。由池下部通过空气管向滤层进行曝气, 空气由填料的间隙上升, 与下流的污水相向接触, 空气中的氧转移到污廊, 像生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和丰富的有机物。在微生物的新陈代谢作用下, 有机污染物被降解, 污水得到处理。上向流曝气生物滤池的原污水和池下部的空气共同向上流动, 有利于气与水的充分接触并提高氧的转移速率和底物的降解速率。曝气生物滤池占地面积小, 多级联用脱氮效果优良, 可减少环境温度的影响, 处理效率高, 近年来发展趋势良好, 、不断有新的工程应用实例。

2 生物接触氧化池

生物接触氧化也被称之为淹没式生物滤池, 于1971年在日本首创, 近10余年来在国内外都得到了较为广泛的研究与应用, 用于处理生活污水和某些工业的有机废水, 并取得了良好的处理效果。所谓淹没式生物滤池, 就是在池内充填惰性填料, 已经预先充氧曝气的废水浸没并流经全部填料, 废水中的有机物与填料上的生物膜广泛接触, 在微生物的新陈代谢作用下污染物得到去除。淹没式生物滤池的另一种形式是在池内设有人工曝气装置, 向池内供氧并起搅拌与混合作用, 废水流经池内填料与生物膜接触, 此技术相当于在活性污泥法曝气池内充填供微生物附着、栖息的填料, 因而又称为接触曝气法。淹没式生物滤池主要是由池体、填料床、曝气装置、进出水装置等组成。用于小规模污水处理中具有布置紧凑、占地小、管理简单的优点, 近年来也得到了一定的发展。目前也有较多污水处理厂将原来建设的普通活性污泥法改造为接触氧化法, 取得了良好的出水水质。

3 生物流化床技术以及其优越性

流化床用于废水生物处理领域始于20世纪70年代初期, 美国和日本率先进行了多方面的研究工作并取得大量较好的成果。所谓生物流化床, 就是以砂、活性炭、焦碳、陶粒、塑料等颗粒为载体充填于生物反应器内, 因载体多孔并表面附着生长着生物膜而使其质变轻, 当废水以一定流速从下向上流动时, 载体便处于流化状态。按照使载体流动的动力来源的不同, 生物流化床一般可分为以液流为动力的两相流化床和以气流为动力的.三相流化床两大类。在两相流化床中, 按照进入流化床的废水是否预先充氧曝气, 床体又可处于好氧状态和厌氧状态, 前者主要用于处理废水中的有机污染物, 而后者则主要用于去除废水中的亚硝酸盐和硝酸盐等。

生物流化床技术相比其他生化处理工艺来说, 具有以下优越性: (1) 可增加反应槽内微生物的数量, 有机物去除率较高; (2) 它在运行时进水水流和曝气气流在反应器内形成逆流, 增大了气水接触面积;并且池内载体填料在反应器内部由于升流区与降流区密度差以及在特殊的流化床内部结构的作用下, 形成循环流动, 使氧利用率提高了10%~15%, 有利于氧的转移。 (3) 反应器内填料载体相互激烈碰撞的运行方式, 克服了传统接触池在运行一段时间后, 由于生物膜过厚脱落造成的阶段性出水水质变差的缺点。同时, 这种激烈碰撞的方式有利于提高水体中污染物在生物膜上的传递速率, 有利于提高处理效率。 (4) 粒状填料具有巨大的比表面积, 其上生长着各种碳化菌、氨化菌和硝化菌组成的高活性生物膜, 具有优良的氧化降解和吸附过滤水中污染物的作用, 可提供较大的微生物生存空间。 (5) 填料表面为硝化细菌提供了良好的繁殖场所, 一方面, 提高了硝化细菌在反应体系中的污泥停留时间;另一方面, 由于硝化细菌易于固着在填料表面的特性, 有利于提高整个反应体系中的硝化细菌百分比。一般活性污泥法中, 硝化菌仅占混合液悬浮物的8%, 而在内循环生物流化床内的活性污泥体系中, 硝化菌可占混合液悬浮物的25%。从这方面来讲氨氮去除效率得到了很大的提高。 (6) 抗冲击负荷能力强, 无污泥膨胀问题。微生物生长在粗糙多孔的填料表面, 属固定化微生物, 不会流失, 因此运行管理方便简单。 (7) 混合液中的微生物和生物膜微生物共同分解污染物质是活性污泥法处理量的10倍以上。 (8) 由于处理效率高, 结构紧凑, 使生物反应设备的占地面积仅为传统设备的1/4, 基建投资节省25%。 (9) 反应器内所用载体填料为粒径在10mm左右的橡胶胶粒, 使得反应器内部保持较高的微生物量, 并且由于填料间碰撞的运行方式, 使得载体表面上生物膜较薄, 其生物活性相对较高。 (10) 由于填料的多孔性, 它与传统填料相比更易挂膜, 在初期运行和检修后运行时, 极易恢复正常运行, 一般只需2~3d即可。另外由于比表面积大, 使得各菌种在填料上有着明显的分层分布, 由外向里分别为好氧菌种、兼氧菌种、厌氧菌种。菌种的多元化有利于提高处理效率, 缩短停留时间。经过生物反应器处理后的出水加入一定量的聚合硫酸铁后, 可以有效提高污泥活性, 改善污泥沉降性能。

参考文献

[1]GB 8978-1996.污水综合排放标准[S].

[2]陈复.水处理技术及药剂大全.北京:中国石化出版社, 2000.10

[3]建设部人事教育司.污水处理工程.北京:中国建筑工业出版社, 2004.12.