摘要：本文从生物处理废水的分类、废水生物处理技术的特点、废水生物处理的微生物学研究、生物工程技术的研究的方面来对废水生物处理技术进行分析。
关键词：废水；生物；处理技术
一、生物处理废水的分类
生物处理废水是利用微生物的生命活动过程，对废水中的污染物进行转移、转化、净化，从而起到减轻污染、保护环境的目的，与其它方法相比，具有管理费用低、适用范围广、成本低、效率高、效果好等特点．生物处理的方法有厌氧生物处理法、活性污泥法、生物膜法和氧化塘法．
（1）厌氧生物处理法
厌氧生物处理法是指在没有游离氧的情况下，在厌氧细菌或兼性细菌的作用下，处理污水中的沉淀污泥和高浓度的有机废水，产生具有经济价值的甲烷和二氧化碳等能源气体的一种处理方法，也就是将复杂的有机物，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量的方法．具有不需要氧、运行费用低、回收利用生物能、减少致病菌、减弱臭味、缩小体积、易于处置、处理出水中COD 的脱除效果好等优点，但存在着反应速度较慢、反应时间长、反应器容积大、消耗能源等缺点． 另外，厌氧微生物对废水中的有毒物质较为敏感，容易导致反应器运行条件的恶化．
（2）活性污泥法
好氧生物处理法是在通气条件下，利用含有好氧微生物的活性污泥，降解有机物，逐级释放能量，稳定低能位的简单无机物，达到无害化，是应用最广、工艺最成熟的技术． 该技术具有反应速度快，反应时间短，容器小，不产生异味，运行条件控制简单等优点，适用于有机物浓度较低的生物处理，但该技术的弱点是产生大量的剩余污泥难以解决．
（3）生物膜法
生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成生态系统的微生物，去除废水中呈溶解和胶体状有机污染物的方法． 生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层． 生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的．它具有水质、水量、水温变动的适应性强，剩余污泥量少、不存在污泥膨胀、动力费用低及处理效果高等优点，广泛应用于食品、造纸、农药、印染和石油等工业废水的处理．
（4）氧化塘法
生物塘法是利用水塘中的微生物和藻类对污水和有机废水进行需氧生物处理的方法． 其对废水的净化过程同生物降解作用对水体的净化过程相似，是好氧性分解作用、厌氧性分解作用和光合作用互相影响的净化过程． 废水经厌氧生物降解，再经需氧生物降解，转化为水质稳定的出水． 但存在着效率低、需要的空间位置大、产生臭味、受温度波动的影响大等缺点，只在气候适宜的地方使用，目前只在造纸、食品加工等工业废水处理中应用． 近几年来，随着土地处理系统的迅速发展，出现了污水曝气湖等新型氧塘，不仅能有效地处理废水，且可利用废水中的有机物在生物氧化过程中转化成的藻类蛋白养鱼、养鸭等，获良好的经济效益．
二、废水生物处理技术的特点
废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化作用，从而使废水得到净化的处理方法。其主要特征是应用微生物特别是细菌，并在为充分发挥微生物的作用而专门设计的生化反应器中，将废水中的污染物转化为微生物细胞以及简单的无机物。与物理化学方法相比，废水生物处理技术具有一系列的特点：由于污染物的生化转化过程不需要高温高压，在温和的条件下经过酶催化即可高效并相对彻底地完成，因此，处理费用低廉；对废水水质的适用面宽；废水生物处理法不加投药剂，可以避免对水质造成二次污染。另外，生物处理效果良好，不仅去除了有机物、病原体、有毒物质，还能去除臭味，提高透明度，降低色度等。
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三、废水生物处理的微生物学研究
传统的废水生物处理技术主要依赖两类微生物，即异养型好氧微生物和异养型厌氧微生物。近几十年来，科学家对废水生物处理中的微生物作了比较深的研究，取得了很多成果。对活性污泥中细菌和原生动物的不同种类和特性及其协同作用的研究，推进了A 一B 法工艺的发展对于硝化、反硝化细菌的研究，以及聚磷菌特性的研究，推进了具有脱氧功能的A 一A 一O 以及发现了厌氧微生物具有部分降解大分子合成有机物的能力，推进了厌氧微生物处理工艺以及用厌氧一好氧串联流程处理含难降解有机物污水的工艺发展；对于高效菌的筛选、培养和固定化研究，为进一步提高废水生物处理的效能，特别是难生物降解有机物的处理提供了有效的途径。
四、生物工程技术的研究
固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。所谓固定化微生物技术就是利用褐藻酸钙等天然凝胶以及聚丙烯酞胺、聚乙烯醇等合成的高分子材料作为担体，根据不同目的选择具有优良性能的微生物加以固定。该技术将细胞固定后，提高了反应器内的微生物数量，从而提高了处理效率，同时可使反应器小型化，易于固液分离，是很有潜力的技术，但目前因载体成本太高而应用较少。进入20 世纪80 年代以后，国内外开始应用这种新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质，并取得了令人瞩目的成果。随着现代生物工程技术的不断发展，微生物在废水处理中特殊作用得到挖潜，一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造，将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮菌、脱磷菌、假单胞菌等进行固定化后，菌体密度提高，大大提高了处理效率，尤其是对难降解有毒物质的治理有明显的优势。Bcardsomre 将匐柄霉属Stemphylium Loti 菌种固定化后处理2500mg / L 的含氰废水，可使出水[CN-]浓度低于10 mg /L，现已达到工业化规模。Friello将降解苯（NAH）、甲苯（TOL）、辛烷（OCT）和樟脑（CAM）四种质粒组合构建成高效的遗传工程降解菌，这种菌能在几小时内降解浮油中三分之二 的烃类。采用无纺布一PVA复合载体对筛选的优势菌种进行包埋固定，用于处理焦化废水中几种难降解有机物。进行了固定化细胞处理印染废水的研究，结果表明，出水色度均在100以下，符合排放标准。
目前，国外出现的投菌法处理废水已引起人们的重视，投菌法就是从土壤中培养、筛选出对特定污染物有较强降解功能的菌种，然后将其投入生化处理装置进行污染物处理以提高处理效率。随着生物技术的进步，各种高科技生物制品不断出现，也促进了废水处理技术的发展，比如日本的有效菌（E M）技术，它在水质净化方面能够发挥神奇的作用。
总结语
从国内外废水生物处理法的研究与应用现状来看，不断推出更好的生物处理工艺，去除污水中溶解和胶体的有机物质的效率越来越高，污水出水水质好，达到排放标准，已成为在现代废水处理的研究热点． 废水生物处理向着更先进、更高效、更节能、自动化程度更高的方向发展，细胞及微生物固定化技术的应用、新型填料与载体的开发应用、节能技术突出等领域取得长足的进展． 该方法具有提高难降解有机物的去除率、改善污泥性能、缩短系统的启动时间、增强系统的运行稳定性和耐冲击负荷能力，显著提高水理范围和水处理能力，具有工艺简单、经济、处理能力强、占地面积少、运行方式灵活等优点，是一种投资省、运行费用低、处理效率高的废水处理的新工艺． 该技术广泛应用于生活污水、纺织、屠宰、造纸、核污染等废水处理． 然而目前建造的废水处理工程与设施的投资和昂贵的运行、管理费用成为废水处理工程中的瓶颈． 如何改善载体的结构，提高对微生物的附着能力、加强传质、提供更大的孔隙率和比表面积，改善材质以降低生产成本及运行成本等将成为这一领域中较为集中的研究课题． 因此，生物强化技术与传统生物处理技术相结合，成为废水生物处理的必然趋势，对经济与环境的可持续发展具有深远的历史意义．
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论文作者:梁富威
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/16
标签：废水论文; 生物论文; 微生物论文; 技术论文; 有机物论文; 污泥论文; 废水处理论文; 《基层建设》2017年第23期论文;