水處理工程師必懂的廢水處理知識（四）

如何發展環保事業？

衡美水處理為您介紹一項環境保護專業知識——水處理工程師必懂的廢水處理知識。

三十三、生物處理在廢水處理工程上有哪些應用？

生物處理在廢水處理工程上應用得最廣泛最實用的技術有二大類：一類叫做活性汙泥法，另一類叫做生物膜法。

活性汙泥法是以懸浮狀生物群體的生化代謝作用進行好氧的廢水處理形式。微生物在生長繁殖過程中可以形成表麵積較大的菌膠團，它可以大量絮凝和吸附廢水的懸浮的膠體狀或溶解的汙染物，並將這些物質吸收入細胞體內，在氧的參與下，將這些物質完全氧化放出能量、CO2和H2O。活性汙泥法的汙泥濃度一般在4g/L。

而在生物膜法中，微生物附著在填料的表麵，形成膠質相連的生物膜。生物膜一般呈蓬鬆的絮狀結構，微孔較多，表麵積很大，具有很強的吸附作用，有利於微生物進一步對這些被吸附的有機物分解和利用。在處理過程中，水的流動和空氣的攪動使生物膜表麵和水不斷接觸，廢水中的有機汙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物質，在氧化分解有機物質的同時，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施中帶出並在沉澱池中與水分離。生物膜法的汙泥濃度一般在6-8g/L。

為了提高汙泥濃度，進而提高處理效率，可以將活性汙泥法與生物膜法結合起來，即在活性汙泥池中添加填料，這種既有掛膜的微生物又有懸浮微生物的生物反應器稱為複合式生物反應器，它具有很高的汙泥濃度，一般在14g/L左右。

三十四、生物膜法和活性汙泥法有哪些異同之處？

生物膜法和活性汙泥法是以生化處理的不同反應器形式，從外觀上看主要區別在於前者的微生物不需要填料載體，生物汙泥是懸浮的，而後者的微生物是固定在填料上的，然而它們處理廢水、淨化水質的機理是一樣的。另外，二者的生物汙泥都是好氧活性汙泥，而且汙泥的組成也具有一定的相似性。此外，生物膜法中的微生物，由於是固定在填料上的，可以形成比較穩定的生態係統，其生活能量和消耗能量不象活性汙泥法中的微生物那樣大，因此生物膜法的剩餘汙泥比活性汙泥法要少。上海信誼百路達藥業有限公司的接觸氧化池采用生物膜法，而SBR生化池采用活性汙泥法。

三十五、什麽叫活性汙泥?

從微生物角度來看，生化池中的汙泥是由各種各樣有生物活性的微生物組成的一個生物群體。如果把汙泥的泥粒放在顯微鏡下觀察，可以看到裏麵有多種微生物---細菌、黴菌、原生動物和後生動物（如輪蟲、昆蟲的幼蟲和蠕蟲等），它們構成一條食物鏈，細菌和黴菌能分解複雜的有機化合物，獲得自身活動必需的能量並構造自身。原生動物以細菌和黴菌為食，又被後生動物所消耗，後生動物也可以直接依靠細菌生活。這種充滿微生物、具有降解有機物能力的絮狀泥粒就叫做活性汙泥。

活性汙泥除了由微生物組成之外，還含有一些無機物質和吸附在活性汙泥上不能再被生物降解的有機物（即微生物的代謝殘餘物）。活性汙泥的含水率一般在98-99%。活性汙泥象礬花一樣，具有很大的表麵積，因此具有很強的吸附力和氧化分解有機物的能力。

三十六、怎樣評價活性汙泥法與生物膜法中的活性汙泥？

活性汙泥法與生物膜法的活性汙泥生長情況的判別和評價是不一樣的。

在生物膜法中，活性汙泥生長情況的評價主要采用顯微鏡直接觀察生物相。

在活性汙泥法中，評價活性汙泥生長情況的評價除了直接用顯微鏡觀察生物相外，常用的評價指標還有：混合液懸浮固體（MLSS），混合液揮發性懸浮固體（MLVSS），汙泥沉降比（SV），汙泥沉降指數（SVI）等。

三十七、在用顯微鏡進行生物相觀察時，那一類微生物直接表明生化處理效果良好？

微型後生動物（如輪蟲、線蟲等）的出現則表明微生物群落生長良好，活性汙泥的生態係統比較穩定，這時候的生化處理效果最佳，這就好比能經常捕獲到大魚的河流裏，小魚小蝦生長良好的情況一樣。

三十八、什麽叫混合液懸浮固體（MLSS）？

混合液懸浮固體（MLSS）亦要稱為汙泥濃度，它是指單位體積生化池混合液所含幹汙泥的重量，單位為毫克/升，用來表征活性汙泥濃度。它包括有機物和無機物兩部分。一般來說SBR生化池內MLSS值控製在2000-4000mg/L左右為宜。

三十九、什麽叫混合液揮發性懸浮固體（MLVSS）？

混合液揮發性懸浮固體（MLVSS）是指單位體積生化池混合液所含幹汙泥中可揮發性物質的重量，單位也是毫克/升，由於它不包括活性汙泥中的無機物，因此能較確切地代表活性汙泥中微生物的數量。

四十、汙泥沉降比（SV）？

汙泥沉降比（SV）是指曝氣池內混合液在100毫升量筒中，靜止沉澱30分鍾後，沉澱汙泥與混合液之體積比（%），因此有時也用SV30來表示。一般來說生化池內的SV在20-40%之間。汙泥沉降比測定比較簡單，是評定活性汙泥的重要指標之一，它常被用於控製剩餘汙泥的排放和及時反時汙泥膨脹等異常現象。顯然，SV與汙泥濃度也有關係。

四十一、汙泥指數（SVI）？

汙泥指數（SVI）全稱汙泥容積指數，1克幹汙泥在濕態時所占體積的毫升數，其計算公式如下為：

　　SVI＝SV*10/MLSS

SVI剔除了汙泥濃度因素的影響，更能反映活性汙泥凝聚性和沉降性，一般認為：

　　當60＜SVI＜100時，汙泥沉降性能好

　　當100＜SVI＜200時，汙泥沉降性能一般

　　當200＜SVI＜300時，汙泥由膨脹的趨勢

　　當SVI＞300時，汙泥已膨脹

四十二、溶解氧（DO）表示什麽?

溶解氧（DO）表示水中氧的溶解量，單位用mg/L表示。不同的生化處理方式對溶解氧的要求也不同，在兼氧生化過程中，水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之間，而在SBR好氧生化過程中，水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之間。因此，兼氧池操作時曝氣量要小，曝氣時間要短；而在SBR好氧池操作時，曝氣量和曝氣時間要大得多和長得多，而我們用的是接觸氧化，溶解氧控製在2.0-4.0mg/L。

四十三、廢水中溶解氧的含量與哪些因素有關？

水中溶解氧的濃度可以用Henry定律來表示：當達到溶解平衡時：C=KH*P

其中：C為溶解平衡時水中氧的溶解度；P為氣相中氧的分壓；KH為Henry係數，與溫度有關；增加曝氣努力使氧的溶解接近平衡，而同時活性汙泥還會消耗水中的氧。因此廢水中實際溶解氧量與水溫、有效水深（影響壓力）、曝氣量、汙泥濃度、鹽度等因素有關。

四十四、生化過程中微生物所需的氧氣由誰提供？

生化過程中微生物所需的氧氣主要由羅茨風機提供。

四十五、在生化過程中為什麽需要經常補充廢水中的營養物？

利用生化過程去除汙染物的方法，主要是利用微生物的新陳代謝過程，而微生物的細胞合成等生命過程均需要有足夠量和種類營養物質（包括微量元素）。對於化工類廢水來說，由於生產產品的單一性，因此廢水水質的組成的成分也較為單一，缺乏微生物必要的營養物質。比如講，***公司的生產廢水中隻有碳和氮而沒有磷，這種廢水無法滿足微生物新陳代謝需要，因此必須添加廢水中磷完善微生物新陳代謝的過程，促進微生物細胞的合成。這就像人在吃米飯、麵粉的同時，還要攝入足夠量的維生素一樣。

四十六、廢水中微生物所需的各營養元素之間的比例為多少？

微生物像動物植物一樣也需要必要的營養物質才能夠生長繁殖，微生物所需要的營養物質主要是指碳（C）、氮（N）、和磷（P），廢水中主要營養元素的組成比例有一定的要求，對於好氧生化一般為C:N:P＝100:5:1（重量比）。

四十七、為什麽會有剩餘汙泥產生？

在生化處理過程中，活性汙泥中的微生物不斷地消耗著廢水中的有機物質。被消耗的有機物質中，一部分有機物質被氧化以提供微生物生命活動所需的能量，另一部分有機物質則被微生物利用以合成新的細胞質，從而使微生物繁衍生殖，微生物在新陳代謝的同時，又有一部分老的微生物死亡，故產生了剩餘汙泥。

四十八、怎樣估算剩餘汙泥的產生量？

在微生物的新陳代謝過程中，部分有機物質（BOD）被微生物利用合成了新的細胞質以替代死亡了的微生物。因此，剩餘汙泥的產生量配被分解了的BOD數量有關，兩者之間是有關聯的。

工程設計時，一般都考慮每處理一公斤BOD5，產生0.6-0.8公斤的剩餘汙泥（100%），折算成含水率為80%的幹汙泥則為3-4公斤。

四十九、什麽叫生物炭法（PACT法）？

有些難以生物降解的製藥廢水，其生化處理出水中的COD要達到國家一級排放標準（100mg/L）以下是比較困難的，因此生化處理出水應再采用顆粒活性炭吸附處理技術以保證出水達標是不可缺少的。但是，顆粒活性炭吸附處理法有一個致命的弱點即處理成本太高，其根本原因是顆粒活性炭吸附處理COD的動態吸附容量在10%左右（重量百分比），即一噸活性炭隻能吸附處理廢水中的COD在100公斤左右。由於顆粒活性炭再生困難，處理成本高，因此顆粒活性炭處理技術的應用推廣在國內還並不普遍。那麽是不是可以開發一種新的技術，這種技術可以大幅度地提高活性炭的動態吸附容量，有效地降低廢水的處理成本呢？

由杜邦公司最先開發的生物炭法工藝（PowderedActivated

CarbonTreatmentProcess）就是這種新技術的代表之一。生物炭法簡稱“PACT法”，或“PACSBR生化法”，被國外認為是最有發展前途的新型的廢水生化處理工藝，

在生化進水中（或在曝氣池內）投加粉末活性炭與回流的含炭汙泥一起在曝氣池內混合，從汙泥濃縮池中排出的剩餘汙泥進汙泥脫水裝置。在曝氣池內，活性汙泥附著於粉末活性炭的表麵，由於粉末活性炭巨大的比表麵積及其很強的吸附能力，提高了汙泥的吸附能力，特別在活性汙泥與粉末活性炭界麵之間的溶解氧和降解基質濃度有了很大幅度的提高，從而也提高了COD的降解去除率。一般來說在PACT係統內，活性炭吸附處理COD的動態吸附容量在100-350%（重量百分比），即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.0-3.5公斤COD。而且，PACT法能處理生物難以降解的有毒有害的有機汙染物質。

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