1.什么叫廢水的生化處理
廢水的生物化學(xué)處理是廢水處理系統(tǒng)中最重要的過程之一,簡(jiǎn)稱生化處理。生化處理是利用微生物的生命活動(dòng)過程將廢水中的可溶性的有機(jī)物及部分不溶性的有機(jī)物有效地去除,使水得到凈化。事實(shí)上,我們對(duì)生化處理并不是很陌生的,天然的水體中存在著一條食物鏈,即大魚吃小魚,小魚吃蝦米,蝦米吃小蟲,小蟲吃微生物,微生物吃污水,如果沒有這條食物鏈,自然界就要亂套了。
在天然的河流中,有著大量的、依靠有機(jī)物生活的微生物,它們?nèi)杖找挂沟貙⑷藗兣湃牒恿髦械挠袡C(jī)物(如工業(yè)廢水、農(nóng)藥化肥、糞便等等有機(jī)物質(zhì))氧化或還原,最終轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物質(zhì),如果沒有微生物的存在,我們周圍的河流,少則幾個(gè)月,多則一、二年,就會(huì)成為臭河了,只是由于微生物太微小太分散,以致人們的肉眼看不見罷了。
而廢水的生化處理工程則是在人工條件下對(duì)這一過程的強(qiáng)化。人們將無(wú)以計(jì)數(shù)的微生物全部集中在一個(gè)池子內(nèi),創(chuàng)造一個(gè)非常適合微生物繁殖、生長(zhǎng)的環(huán)境(如溫度、pH值、氧氣、氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)),使微生物大量增殖,以提高其分解有機(jī)物的速度和效率。然后再往池內(nèi)泵入廢水,使廢水中的有機(jī)物質(zhì)在微生物的生命活動(dòng)過程中得到氧化降解,使廢水得到凈化和處理。與其他處理方法相比,生化法具有能耗低、不加藥、處理效果好、處理費(fèi)用低等特點(diǎn)。
2.微生物是通過何種方式將廢水中的有機(jī)污染物分解去除掉的
由于廢水中存在碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物,這些無(wú)生命的有機(jī)物是微生物的食料,一部分降解、合成為細(xì)胞物質(zhì)(組合代謝產(chǎn)物),另一部分降解氧化為水份,二氧化碳等(分解代謝產(chǎn)物),在此過程中廢水中的有機(jī)污染物被微生物降解去除。
3.微生物與哪些因素有關(guān)
微生物除了需要營(yíng)養(yǎng),還需要合適的環(huán)境因素,如溫度、pH值、溶解氧、滲透壓等才能生存。如果環(huán)境條件不正常,會(huì)影響微生物的生命活動(dòng),甚至發(fā)生變異或死亡。
4.微生物最適宜在什么溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)繁殖
在廢水生物處理中,微生物最適宜的溫度范圍一般為16-30℃,最高溫度在37-43℃,當(dāng)溫度低于10℃時(shí),微生物將不再生長(zhǎng)。
在適宜的溫度范圍內(nèi),溫度每提高10℃,微生物的代謝速率會(huì)相應(yīng)提高,COD的去除率也會(huì)提高10%左右;相反,溫度每降低10℃,COD的去除率會(huì)降低10%,因此在冬季時(shí),COD的生化去除率會(huì)明顯低于其它季節(jié)。
5.微生物最適宜的pH條件應(yīng)在什么范圍
微生物的生命活動(dòng)、物質(zhì)代謝與pH值有密切關(guān)系。大多數(shù)微生物對(duì)pH的適應(yīng)范圍在4.5-9,而最適宜的pH值的范圍在6.5-7.5。當(dāng)pH低于6.5時(shí),真菌開始與細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng),pH到4.5時(shí),真菌在生化池內(nèi)將占*的優(yōu)勢(shì),其結(jié)果是嚴(yán)重影響污泥的沉降結(jié)果;當(dāng)pH超過9時(shí),微生物的代謝速度將受到阻礙。
不同的微生物對(duì)pH值的適應(yīng)范圍要求是不一樣的。在好氧生物處理中,pH可在6.5-8.5之間變化;厭氧生物處理中,微生物以pH的要求比較嚴(yán)格,pH應(yīng)在6.7-7.4之間。
6.什么叫溶解氧
溶解氧與微生物的關(guān)系如何? 溶解在水體中的氧被稱溶解氧。水體中的生物與好氧微生物,它們所賴以生存的氧氣就是溶解氧。不同的微生物對(duì)溶解氧的要求是不一樣的。好氧微生物需要供給充足的溶解氧,一般來說,溶解氧應(yīng)維持在3mg/L為宜,不應(yīng)低于2mg/L;兼氧微生物要求溶解氧的范圍在0.2-2.0mg/L之間;而厭氧微生物要求溶解氧的范圍在0.2mg/L以下。
7.為什么高濃度的含鹽廢水對(duì)微生物的影響特別大
我們先來描述一個(gè)滲透壓的實(shí)驗(yàn):用一張半滲透薄膜將兩種不同濃度的鹽溶液隔開,低濃度鹽溶液的水分子就會(huì)透過半滲透薄膜進(jìn)入高濃度鹽溶液,而高濃度鹽溶液的水分子也會(huì)透過半滲透薄膜進(jìn)入低濃度鹽溶液,但其數(shù)量要少,故高濃度鹽溶液一側(cè)的液面會(huì)升高,當(dāng)兩側(cè)液面的高差產(chǎn)生了足夠阻止水再流動(dòng)的壓力時(shí)滲透就會(huì)停止,這時(shí)兩側(cè)液面的高差產(chǎn)生的壓力就是滲透壓。一般來說,鹽分濃度越高,滲透壓越大。
微生物在鹽水溶液中的情況與滲透壓的實(shí)驗(yàn)是相似的。微生物的單位結(jié)構(gòu)是細(xì)胞,細(xì)胞壁相當(dāng)于半滲透膜,在氯離子濃度小于等于2000mg/L時(shí),細(xì)胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓,即使加上細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜有一定的堅(jiān)韌性和彈性,細(xì)胞壁可承受的滲透壓也不會(huì)大于5-6大氣壓。但當(dāng)水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時(shí),滲透壓大約將增大至10-30大氣壓,在這樣大的滲透壓下,微生物體內(nèi)的水分子會(huì)大量滲透到體外溶液中,造成細(xì)胞失水而發(fā)生質(zhì)壁分離,嚴(yán)重者微生物死亡。在日常生活中,人們用食鹽(氯化鈉)腌漬蔬菜和魚肉,滅菌防腐保存食物,就是運(yùn)用了這個(gè)道理。工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于2000mg/L時(shí),微生物的活性將受到抑止,COD去除率會(huì)明顯下降;當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于8000mg/L時(shí),會(huì)造成污泥體積膨脹,水面泛出大量泡沫,微生物會(huì)相繼死亡。
不過,經(jīng)過長(zhǎng)期馴化,微生物會(huì)逐漸適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長(zhǎng)繁殖。目前已經(jīng)有人馴化出能夠適應(yīng)10000mg/L以上氯離子或硫酸根濃度的微生物。但是,滲透壓的原理告訴我們,已經(jīng)適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長(zhǎng)繁殖的微生物,細(xì)胞液的含鹽濃度是很高的,一旦當(dāng)廢水中的鹽分濃度較低或很低時(shí),廢水中的水分子會(huì)大量滲入微生物體內(nèi),使微生物細(xì)胞發(fā)生膨脹,嚴(yán)重者破裂死亡。因此,經(jīng)過長(zhǎng)期馴化并能逐漸適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長(zhǎng)繁殖的微生物,對(duì)生化進(jìn)水中的鹽分濃度要求始終保持在相當(dāng)高的水平,不能忽高忽低,否則微生物將會(huì)大量死亡。
8.什么叫好氧生化處理
什么叫兼氧生化處理?二者有何區(qū)別?
生化處理根據(jù)微生物生長(zhǎng)對(duì)氧環(huán)境的要求的不同,可分為好氧生化處理與缺氧生化處理兩大類,缺氧生化處理又可分為兼氧生化處理和厭氧生化處理。
在好氧生化處理過程中,好氧微生物必須在大量氧的存在下生長(zhǎng)繁殖,并降低廢水中的有機(jī)物質(zhì);而兼氧生化處理過程中,兼氧微生物只需要少量氧即可生長(zhǎng)繁殖并對(duì)廢水中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解處理,如果水中氧太多,兼氧微生物反而生長(zhǎng)不好從而影響它對(duì)有機(jī)物質(zhì)的處理效率。
兼氧微生物可適應(yīng)COD濃度較高的廢水,進(jìn)水COD濃度可提高到2000mg/L以上,COD去除率一般在50-80%;而好氧微生物只能適應(yīng)于COD濃度較低的廢水,進(jìn)水COD濃度一般控制在1000-1500mg/L以下,COD去除率一般在50-80%,兼氧生化處理和好氧生化處理的時(shí)間都不太長(zhǎng),一般都在12-24小時(shí)。
人們利用兼氧生化和好氧生化之間的差別和相同之長(zhǎng),將兼氧生化處理和好氧生化處理組合起來,讓COD濃度較高的廢水先進(jìn)行兼氧生化處理,再讓兼氧池的處理出水作為好氧池的進(jìn)水,這樣的組合處理可以減少生化池的容積,既節(jié)省了環(huán)保投資又減少了日常的運(yùn)行費(fèi)用。
厭氧生化處理與兼氧生化處理的原理和作用是一樣的。厭氧生化處理與兼氧生化處理的不同之處是:厭氧微生物繁殖生長(zhǎng)及其對(duì)有機(jī)物質(zhì)降解處理的過程中不需要任何氧,而且厭氧微生物可適應(yīng)更高COD濃度的廢水(4000-10000mg/L)。厭氧生化處理的缺點(diǎn)是生化處理時(shí)間很長(zhǎng),廢水在厭氧生化池內(nèi)的停留時(shí)間一般需要40小時(shí)以上。
9.生物處理在廢水處理工程上有哪些應(yīng)用
生物處理在廢水處理工程上應(yīng)用得*泛實(shí)用的技術(shù)有二大類:一類叫做活性污泥法,另一類叫做生物膜法。
活性污泥法是以懸浮狀生物群體的生化代謝作用進(jìn)行好氧的廢水處理形式。微生物在生長(zhǎng)繁殖過程中可以形成表面積較大的菌膠團(tuán),它可以大量絮凝和吸附廢水的懸浮的膠體狀或溶解的污染物,并將這些物質(zhì)吸收入細(xì)胞體內(nèi),在氧的參與下,將這些物質(zhì)*氧化放出能量、CO2和H2O?;钚晕勰喾ǖ奈勰酀舛纫话阍?g/L。
而在生物膜法中,微生物附著在填料的表面,形成膠質(zhì)相連的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮狀結(jié)構(gòu),微孔較多,表面積很大,具有很強(qiáng)的吸附作用,有利于微生物進(jìn)一步對(duì)這些被吸附的有機(jī)物分解和利用。在處理過程中,水的流動(dòng)和空氣的攪動(dòng)使生物膜表面和水不斷接觸,廢水中的有機(jī)污染物和溶解氧為生物膜所吸附,生物膜上的微生物不斷分解這些有機(jī)物質(zhì),在氧化分解有機(jī)物質(zhì)的同時(shí),生物膜本身也不斷新陳代謝,衰老的生物膜脫落下來被處理出水從生物處理設(shè)施中帶出并在沉淀池中與水分離。
生物膜法的污泥濃度一般在6-8g/L。為了提高污泥濃度,進(jìn)而提高處理效率,可以將活性污泥法與生物膜法結(jié)合起來,即在活性污泥池中添加填料,這種既有掛膜的微生物又有懸浮微生物的生物反應(yīng)器稱為復(fù)合式生物反應(yīng)器,它具有很高的污泥濃度,一般在14g/L左右。
10.生物膜法和活性污泥法有哪些異同之處
生物膜法和活性污泥法是以生化處理的不同反應(yīng)器形式,從外觀上看主要區(qū)別在于前者的微生物不需要填料載體,生物污泥是懸浮的,而后者的微生物是固定在填料上的,然而它們處理廢水、凈化水質(zhì)的機(jī)理是一樣的。
另外,二者的生物污泥都是好氧活性污泥,而且污泥的組成也具有一定的相似性。此外,生物膜法中的微生物,由于是固定在填料上的,可以形成比較穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),其生活能量和消耗能量不象活性污泥法中的微生物那樣大,因此生物膜法的剩余污泥比活性污泥法要少。上海信誼百路達(dá)藥業(yè)有限公司的接觸氧化池采用生物膜法,而SBR生化池采用活性污泥法。