生物法污水處理

污水處理的生物法，就是利用微生物新陳代謝功能，使污水中呈溶解和膠體狀態的有機污染物被降解並轉化為無害的物質，使污水得以淨化。

在城鎮污水二級處理工藝中，一般以活性污泥法為主，尤其是日處理能力在20萬m³以上的情況下。其他常用的二級處理工藝近年來還有氧化溝法、SBR法、AB法等。

基本介紹

• 中文名：生物法污水處理
• 外文名：biological treatment of wastewater
• 處理工藝：氧化溝法、SBR法、AB法等
• 套用：處理城市污水、農村生活污水等
• 優點：花費低，耗能低，處理效率高等
• 原理：用微生物使污染物降解為無害物質

處理工藝

活性污泥法

活性污泥法是使用很廣泛的一種生物處理法，將空氣連續鼓入曝氣池的污水中，經過一段時間，水中即形成含有大量好氧性微生物的絮凝體——活性污泥，由於活性污泥具有巨大的比表面積，可吸附污水中的有機物；同時，活性污泥中具有活性的微生物以有機物為食料，獲得能量並不斷生長增殖，所以能去除有機物，使污水得到淨化。

活性污泥系統流程示意圖

從曝氣池流出的混合液，經沉澱分離後，水被淨化排放，沉澱分離後的污泥作為種泥，部分地回流曝氣池。活性污泥系統流程示意如圖所示。

生物膜法

生物膜法是使污水連續流經填料或某種載體（如碎石、爐渣或塑膠蜂窩等）。在填料上就能夠形成膜狀生物污泥，該膜狀生物污泥被稱為生物膜。生物膜上繁殖著大量的微生物，能夠起到與活性污泥同樣的淨化作用，吸附並降解污水中的有機污染物；同時，老化的生物膜從填料上脫落下來隨污水流入沉澱池，經沉澱池沉澱分離，污水得到淨化。

生物膜法有多種處理構築物，如生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池、生物流化床以及曝氣生物濾池等。

自然生物處理法

自然生物處理法利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理污水，形成水體（土壤）、微生物、植物組成的生態系統對污染物進行一系列的物理、化學和生物的淨化。生態系統可對污水中的營養物質充分利用，有利綠色植物生長，實現污水的資源化、無害化和穩定化。該法工藝簡單、費用低、效率高，是一種符合生態原理的污水處理方式；但容易受自然條件影響，占地較大。自然生物處理法主要有穩定塘、濕地、土地處理系統及上述工藝的組合系統。

穩定塘利用塘水中自然生長的微生物（好氧、兼性和厭氧）分解廢水中的有機物，而由在塘中生長的藻類的光合作用和大氣復氧作用向塘中供氧，其生化過程與自然水體淨化過程相似。穩定塘按微生物反應類型分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘等。土地處理是以土地淨化為核心，利用土壤的過濾截留、吸附、化學反應和沉澱及微生物的分解作用處理污水中的污染物。農作物可充分利用污水中的水分和營養物。污水灌溉是一種土地處理方式。

厭氧生物處理法

厭氧生物處理法利用兼性或專性厭氧菌在無氧的條件下降解有機污染物，主要用於處理污泥及高濃度、難降解的有機工業廢水。其主要構築物是消化池，近年來開發了厭氧濾池、厭氧轉盤、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床等高效反應裝置。該法能耗低且污泥產量少。其中UASB在高濃度的有機工業廢水處理上獲得了廣泛的套用，污泥處理主要採用中溫兩級消化。

套用

油田生產污水

微生物降解原油的總反應過程如下：微生物 + 石油烴類（碳源）+ 營養物（N，P 等）+ 氧→微生物繁殖 + 二氧化碳 + 水 + 氨及磷酸根等。

生物處理法與物化法相比，具有經濟、高效等優點。在處理含油污水時，如果要求排放標準很高則可用生物處理法進行深度處理。在國內勝利、大港、冀東等油田煉油污水處理領域的廣泛實踐證明，對於大規模污水處理，生化法是一項較為經濟實用的有機污水處理方法。

儘管已有一些工程實例證明了生物法與傳統物化法相比具備的明顯優勢，但生物法在採油污水處理領域尚未得到廣泛套用，根本原因在於含油污水水質複雜，部分油田產水可生化性較差，生物處理難度大。

城市污水

城市污水處理已經成為我國水污染治理工作的重點，而生物法在污水處理領域有舉足輕重的作用。

SBR 國內外的套用概況

我國於 80 年代中期開始對 SBR 污水處理工藝進行研究和套用；湖南湘潭大學的劉永松等人在含酚廢水、肉聯廠污水、啤酒廠污水、絕緣漆生產污水的 SBR 法處理研究的基礎上，綜合討論分析了 SBR 的工藝特性；哈爾濱建築大學的王福珍等對 SBR 法供氣的最優控制和曝氣時間的最優分配及污泥膨脹問題進行了研究，認為 SBR 可以在反應階段實施非均勻曝氣，以及低負荷和沉澱及閒置時間過長時 SBR 也會發生污泥膨脹；同濟大學顧國維教授課題組開發了新型 MSBR 污水脫氮除磷工藝，並將其套用於工程實踐。

氧化溝法的套用

氧化溝污水處理技術是 50 年代在荷蘭發展起來的，1954 年荷蘭的活紹本建成了世界上第一座氧化溝污水處理廠，其原型為一個環狀跑道式的斜坡池壁的間歇運行反應池；從 1963 年至 1974 年，英國共興建了約 300 多座氧化溝污水處理廠；1962 年至 1975 年，美國建成 了約 558 座氧化溝污水廠；到 1976 年為止，加拿大已擁有 90 座氧化溝污水廠。經過三十多年的使用、研究、開發和改進，而今已成為歐洲、大洋洲、南非和北美洲廣泛採用的一種重要的污水生化處理技術。

A²/O 法的套用

A²/O 工藝是頗有發展前途的污水處理工藝，該法電耗少，運行費用低並且污泥處理費用也比較少，不僅是節能污水處理工藝，同時也是經濟有效的脫氮除磷較先進的技術。該工藝在控制水體富營養化及污水回用等方面也具有廣泛的套用前景。

AB 法的套用

與傳統活性污泥法相比 AB 工藝在COD、BOD、SS、 總磷和總氮上的去除率均高於前者且工程投資和運行費用方面也較前者省。在聯邦德國、瑞士、希臘等國一些老廠因處理出水達不到排放標準將原來的常規活性污泥法改為 AB 法從而解決了問題；全世界有 60 多座採用 AB 工藝的污水廠在運行、設計和規劃之中；南斯拉夫修建了世界最大的 AB 工藝的污水廠；我國在上海、山東等地都有採用 AB 工藝的污水處理廠。

農村生活污水

污水處理的方法大體可分為物理法、化學法和生物法。物理法和化學法對污水的處理效率相對較低，處理費用高，管理複雜，甚至會造成對環境的二次污染，所以得不到很好的套用和推廣。而生物法處理污水則花費低，耗能低，同時處理效率高，出水質好，管理簡單，不會對環境產生二次污染。生物法通常是利用各種微生物的新陳代謝及種群間的相互作用而使污水得到淨化的過程。農村生活污水富含有機物，化學污染物相對較低，特別適合於微生物的生長和作用。

我國農村污水處理由於資金匱乏和缺少後期技術人員。所只能用一些投資小，管理簡單的處理方法，如 A² /O 法、序批式活性污泥法、Biolak 工藝、厭氧生物濾池、人工濕地、穩定塘系統、人工快滲污水處理工藝等。

發展趨勢

從國內外廢水生物處理的研究與套用現狀和發展來看，各種新型的廢水生物處理工藝不斷推出，廢水處理效率越來越高，未來廢水處理將向著先進、高效、節能、自動化程度更高的方向發展。

從經濟角度來說，基於當前水處理技術和工藝而建造的廢水處理工程與設施均需要較大的基建投資和較高的運行管理費用，這對於許多企業來說，必將成為提高污水處理率和發展廢水處理工程中的瓶頸。因此在保證處理效果的前提下，研發節能的廢水處理方法是十分必要的，特別是對開發中國家經濟建設和經濟與環境的可持續發展具有深遠的歷史意義和強大的市場前景。