废水生物处理简介

一、含义

废水的生化处理是通过微生物的新陈代谢作用来处理废水中的污染物质，一般可以分为两大类，即好氧处理和厌氧处理。好氧处理是在曝气的作用下利用好氧微生物的新陈代谢活动去除废水中的污染物，常见的好氧处理工艺有活性污泥法、CASS、CAST、SBR、MBR、接触氧化、氧化沟等法；厌氧处理是在隔绝氧气的情况下利用厌氧微生物的新陈代谢作用去除废水中的污染物，常见的厌氧工艺有水解酸化、UASB、ABF、IC等。

二、废水生物处理的重要性

1.废水生物处理的目的

（1）絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；

（2）稳定和去除废水中的有机物；

（3）去除营养元素氮和磷。

2.废水生物处理的重要性

（1）城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；

（2）废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；

（3）目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；

（4）大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。

三、微生物在废水生物处理的作用

（1）去除溶解性有机物（以COD或BOD₅表示）（将其转化成CO₂和H₂O），去除其它溶解性无机营养元素如N（最终转化为N₂气）、P（转化为富含磷的剩余污泥从水中分离出来）等；

（2）絮凝沉淀和降解胶体状固体物（某些难降解颗粒或胶体状有机物，可以通过微生物产生的胞外多聚物等具有絮凝效果的物质发生沉淀，与剩余污泥一同被排出系统；或通过吸附较长期地滞留在系统内而被缓慢降解）；

（3）稳定有机物（某些有毒有害难降解有机物可以被微生物初步分解或部分降解，而减轻毒性作用或得到部分稳定，或最终被完全转化为无机物而得到稳定）。

四、微生物代谢过程简介

1.能源获取：

微生物通过化学能或光能获取能量，这取决于其是化能营养型还是光能营养型。

2.碳源的利用：

微生物使用有机碳或无机碳作为碳源，区分为异养型（依赖有机物）和自养型（能进行光合作用或化能合成作用）。

3.无机营养元素的获取：

包括宏量元素如氮、磷、硫、钾、钙、镁等，以及微量元素如铁、钴、镍、钼等，这些元素对于特定的细菌如产甲烷细菌等生长至关重要。

4.特殊有机营养物的需求：

某些特殊细菌需要特定的维生素和其他生长因子，这些在必要时应考虑补充。

5.代谢途径：

微生物通过分解代谢和合成代谢来转化营养物。分解代谢涉及将营养物转化为简单的化合物并释放能量，而合成代谢则用于构建新的细胞物质并吸收分解代谢释放的能量。

6.环境适应性：

微生物的代谢活动受到氧气浓度、温度、pH值、渗透压和毒性物质的影响。例如，氧气供应不足时，微生物可能会进行内源呼吸，即氧化自身的细胞物质以获取能量。

7.废水处理中的应用：

在废水生物处理中，微生物通过上述代谢过程去除废水中的有机物、营养物质和病原体，从而减少对环境的影响。这包括好氧处理和厌氧处理，其中好氧处理使用好氧微生物，而厌氧处理则使用厌氧微生物。

五、废水生物处理中的微生物

1.细菌

主要包括真细菌(eubacteria)和古细菌(archaebacteria)，是废水生物处理工程中最主要的微生物。

根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌；根据能源碳源利用情况的不同：光合细菌——光能自养菌、光能异养菌，非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌；根据生长温度的不同：低温菌（10ºC~15ºC)、中温菌(15ºC~45ºC)和高温菌(>45ºC)。

2.真菌

（1）真菌的三个主要特点

①能在低温和低pH值的条件生长；

②在生长过程中对氮的要求较低（是一般细菌的1/2）；

③能降解纤维素。

（2）真菌在废水处理中的应用

①处理某些特殊工业废水；

②固体废弃物的堆肥处理。

3.原生生物和后生动物

原生动物主要以细菌为食，其种属和数量随处理出水的水质而变化，可作为指示生物。

后生动物以原生动物为食，也可作为指示生物。