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摘要：随着现代合成工业的发展，大量的外源性化合物进入工业废水和城市污水。这些化合物具有一定的毒性或抑制作用，限制了微生物的活性，特别是在低温条件下，微生物的吸附性能和活性污泥的沉降将受到影响，并且微生物群体也将改变。外源性化合物由于结构复杂性和生物陌生性，能降解的土著微生物种类甚少，甚至某些特殊污染物没有有效微生物可以降解，造成出水水质差，系统稳定性受到影响。通过生物强化技术，可以增强微生物对特定污染物的降解能力，提高降解速率，增加系统应对外源污染物的处理能力。
关键词：生物强化法；废水处理；应用
1传统生物法水处理工艺
1.1AO工艺
A/O（缺氧/好氧）工艺是一个反硝化生物前脱氮工艺，属于单级活性污泥反硝化过程。在A池，硝酸盐氮和回流硝化液中的亚硝酸盐氮，通过使用原水和添加的碳源脱氮；在O池，在原水中的氨态氮进行硝化反应，残留的有机物质被充分降低。该工艺具有硝化回流和一个污泥回流系统，且通常需要加入碳源和碱。
1.2A2O工艺
A2O方法，也被称为AAO方法（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的生物处理工艺，在该过程中，厌氧，缺氧，好氧三个不同的环境条件和不同类型的有机微生物菌群的组合，可以同时具有去除有机物及氮和磷，在相同效用中，该工艺是最简单的，并且总水力停留时间小于其他类似工艺。
1.3MBR工艺
MBR工艺即膜生物反应器,是膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型污水处理技术。它利用膜分离组件的高效截留性能实现固液分离,可以将硝化菌完全截留在反应器内,系统的硝化效率比较高。
1.4传统生物法工艺存在的问题
（1）工艺流程长,占地面积大(传统工艺认为硝化、反硝化不能同时进行)。（2）硝化菌群繁殖速度慢,且难以维持较高浓度,需要较大曝气池,费用高。（3）需进行污泥和硝化液回流,动力成本高。（4）系统抗冲击能力弱,高浓度NH3-N和NO2-会抑制硝化菌生长。（5）硝化过程产酸,需投加碱中和。
2工业企业污水生物处理技术
2.1活性污泥法
活性污泥这种工业企业污水生物处理方法是以活性污泥作为主体的,通过不断向污水当中注入空气,保持污水当中具有充足的溶解氧,经一段时间后,污水当中便能生成一种由大量繁殖微生物组成的絮凝体,十分易于沉淀分离,可有效澄清污水。活性污泥当中的主要成分为有机物与微生物,其在活性污泥当中的占比高达七成以上,活性污泥通常具有98%-99%的含水率,对有机物的吸附与降解能力均较高,所以可以达到对污水进行处理与净化的目的。一般情况下,活性污泥工艺的组成部分包括曝气池、沉淀池、污泥回流系统与剩余污泥排除系统,工业企业所产生的污水会与回流的活性污泥一同进入曝气池当中,形成一种混合液,由空气压缩机站传送出的压缩空气会以细小气泡的形式通过曝气池底部的空气扩散装置进入污水当中,使污水当中的含氧量获得大幅增加,并促使混合液达到剧烈搅动状态,充分混合污水、活性污泥与溶解氧,确保反映的正常进行。在混合液经过活性污泥净化后会进入二次沉淀池当中,存在于混合液当中的其他固体物质与悬浮的活性污泥会在此完成沉淀并与水分离,所得的澄清污水将通过污水排出系统排出。
2.2生物膜法
生物膜从根本上来说是一种于特定载体上固定的具有复杂结构的微生物共生体,与活性污泥相对比,单位体积生物膜当中所包含的微生物表面积更大、数量更多,其具有比活性污泥更高的降解能力与吸附能力,可对污水当中的各种污染物进行有效的吸附与降解,具有效率高、速度快等特点。在生物滤池、生物流化床技术以及生物接触氧化法当中,生物膜的应用率较高。
（1）生物滤池。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常利用塑料填料、碎石块等小块料进行叠放或堆放作为滤床,在工作过程中,工业企业污水会沿着载体表面遵循由上至下的顺序流过滤床,与载体表面生长的大量微生物和附着水进行密切接触,以完成物质交换。（2）生物流化床。生物流化床是一种具有较高污水处理效率的系统,在其反应系统当中,载体处于流化状态,可使工业企业污水、生物膜与空气之间获得更加充分的接触、混合与传质,因颗粒之间的剧烈碰撞,生物膜的表面会处于持续更新状态,微生物长久处在生长旺盛阶段,此种技术可有效确保床内的生物量浓度,具有极高的传质效率,提升工业企业污水的基质降解速度,运转负荷可达普通活性污泥的10倍甚至20倍。（3）生物接触氧化法。此种污水处理技术是一种介于生物滤池与活性污泥之间的生物膜法污水处理工艺,具有易管理、水温变动冲击力强、耐负荷、易去除难分解与分解速度快物质、剩余污泥量少等诸多优点,但存在动力费用较高、剩余污泥会使处理水质发生恶化的弊端。
2.3厌氧生物处理技术
在无氧状态下,对厌氧菌及兼性菌进行有效利用,以达到对有机物予以分解的目的即为厌氧生物处理技术。以甲烷作为主体的可燃性气体——沼气是有机物经厌氧生物处理技术处理后所获得的最终产物,其是可被当做能源进行回收与利用的,其运转费用与好氧生物处理方法相比也较低,所以,在当前能源紧张形势下,厌氧处理这种可回收资源且低能耗的工业企业污水处理工艺受到了世界范围内各个国家的广泛重视。厌氧流化床与厌氧生物滤池是目前较为常见的两种厌氧生物处理工艺。（1）厌氧流化床。可使微生物附着与表面的填充材料具有最大有效表面积,且填充材料在反应槽中的所占体积最小,具有处理效率高、细菌活性高等诸多优点。（2）厌氧生物滤池。厌氧微生物会于滤料上部分附着生长,当有工业企业污水流经挂有生物膜的滤料时,污水中的有机物会扩散至生物膜表面,并通过生物膜中微生物的降解而转化为沼气。
3生物强化技术应用实例
3.1利用LTBR生物强化技术提高工艺系统的抗冲击性
LTBS生物强化模块主要是对生物反应器起到增强作用，当系统污水处理效率明显下降时开启，以保持反应器能高效稳定运行。当未知浓度或含外源性污染物废水进入系统时，LTBS生物强化器还可以作为试验设备进行现场测试，验证LTBR反应器对未知废水处理的效果和收集工艺参数，降低含外源性污染物废水对系统运行的冲击风险。
3.2利用生物强化技术提高目标污染物的去除率
在投加了高效混合菌群的强化SBR系统处理造纸废水，Wang等人在同等试验条件下，对比传统的SBR系统处理效果发现，经过高效混合菌群强化的SBR系统对COD的平均去除率比传统SBR系统提高了13%。
3.3利用生物强化技术减少污泥总量
在处理焦化废水时，秦振清等人通过向曝气池中投加酚氰高效降解菌，污泥沉降比降低了25%，污泥总量减少50％。
3.4利用生物强化技术缩短系统响应时间
Belia等人利用在传统活性污泥系统中投加高效除磷菌的方法，极大地加快了系统反应速度，达到90%除磷率的传统活性污泥系统需要6-7周，而强化后的系统只需要2周时间。
结束语
生物处理法和物理、化学法相比，具有成本低、效率高、操作简便，无二次污染的优点，因此，在城市污水和工业废水的处理中得到了广泛的应用。生物强化法污水处理是利用当前先进的基因工程技术，筛选或培养具有特定功能的微生物菌群，提高污水处理系统对待特殊污染物的去除效率。本文将对生物强化技术在污水处理中的作用机制、效果、应用研究现状进行概述，并在此基础上对生物强化技术的发展进行展望。
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论文作者:黎苑
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/6/19
标签：生物论文; 污泥论文; 污水论文; 活性论文; 微生物论文; 系统论文; 工艺论文; 《建筑学研究前沿》2019年3期论文;