污水处理生物技术
关键词：污水处理;生物技术;应用
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A
1、生物膜法技术
生物膜法是令微生物附着在惰性滤料上，形成膜状的生物污泥，从而对污水起到净化效果的生物处理方法。生物膜法技术在20世纪六十年代开始出现，起初主要应用于工业废水处理包括高负荷生物滤池、塔式生物滤池等方面，后来扩展到接触氧化法，并广泛运用在纺
织、印染、化纤等化工行业的废水处理。其中，接触氧化法因填料做不到经久耐用、成本低廉，且对大型池的均匀布水布气存在技术困难等，在城市污水处理工程中无法得到广泛应用。研究结果显示，高负荷生物滤池、固体接触法和生物曝气滤池法等生物膜法技术的突破和投入使用，表明生物膜法在市政污水处理上的良好前景。首先来看这两项技术的原理。高负荷生物滤池、固体接触，英文简称TF/SC，属于美国的城市污水处理标准技术，国内由国家市政工程西北设计研究院与兰州铁道学院联合开发，通过在试验室、中间试验和工程生产试验等各个环节实施全流程试验，获得完整的设计参数后，并建设两座污水量为10×104m3/d的规模处理厂投入实用。生物滤池则属于用卵石或塑料填料的深式、塔式滤池，国内研究结果表明，卵石填料的负荷是TF/SC工艺是否高效的关键指标，它的原理是拦截回流污泥，使之与生物滤池混合曝气，然后进行生物絮凝、生物吸附两种生物反应，把废水中的细小颗粒和凝聚能力较差的生物膜集合凝固，与此同时，还能吸附、降解掉其中的有机污染物，这种工艺处理污水时，在固体接触池中的停留时间不长，美国为30分钟左右，国内设计时长多为45分钟。其次，由于生物滤池、固体接触池和絮凝沉淀池都处于高负荷状态，停留时间短，所以工程造价低，能耗少。数据显示，运用TF/SC工艺处理污水的工程总投资比传统的活性污泥法降低约20%，而且污泥量减少20%多，大量节省了污泥处理费用。其三，除成本降低外，生物膜法还具备耐冲击、运行稳定、操作简单等特点。由于我国城市污水处理厂数量少，污水处理率低，需要大量建设，而目前城建资金来源不足，必须采用新技术降低工程造价，所以，生物膜法在国内城市污水处理的应用前景十分广阔。
2、活性污泥技术
活性污泥技术近20年来正朝着高效快速、低耗节能和多功能方而发展，该技术主要利用好气性微生物及其吸附和絮凝的其他生物，如：细菌、真菌、藻类和原生动物等的代谢作用，分解废水中的N，P 营养，降解污水中的有机、有害污染物，吸附有毒金属，使出水水质基木或完全达到二级生物处理厂的出水标准并能再利用。提高单位体积内好气性微生物的浓度及其与其他活性生物的比例;控制好系统的污泥循环速度、回用以及溶氧浓度是确保和提高该技术处理效果的关键。Frank及其同伴于活性污泥系统中添加人工培养的蛋白核小球藻处理初始COD浓度约为300mg/L的污水，结果，出水中COD的残留量为19-20mg/L，去除率91% 一95.4%，平均92.7%。未离心活性污泥的COD平均去除率为85%，最高90%;再澄清出水中COD的最高去除率为88.5%，平均82.5%。出水中有机氮平均维持在2.2mg/L，最低值为1.0mg/L，去除效果显著。Su等在室内条件下研究了活性污泥反应系统对有机污染物和重金属(Zn，Cd，Ni)的生物吸收作用，结果证实，活性污泥系统对BOD 的平均去除率达85% 以上，r=0.825;对COD 的去除率75% 以上，r=0.756;对重金属的生物吸附速度极快，在试验的第一个30分钟，溶液中的可溶性金属即可减少70%，其吸附等温线(Sorptionisotherm)完全依从平衡浓度大于0.05mg/L 的弗洛伊德等温线。Mcshan 研究了实验室规模的活性污泥系统对有毒沥滤液中的卤代苯氧化合物及缔合氯化苯酚的处理，结果含10% 沥滤液(TOC=280mg/L)的出水中苯酚和氯化苯酚的去除率达99.5%;TOC减少84%;相对毒性降低76%。活性污泥的性能随污水浓度的增加而下降，当TOC浓度增至378mg/L 时，对苯酚和氯化苯酚的去除率为76%。Darker 等设计了好气、缺氧、缺氧一好气、厌气一缺氧一好气4种不同类型的实验室规模过剩P活性污泥生物去除系统，针对有毒污染物的归宿问题进行了探讨，结果该设计可使有毒物及石油精炼过程中产生的其它有害污染物明显减少。系统中COD的平衡程度，各处理单元的实施参数，以及污水的来源和成份等均对活性污泥系统的处理效果产生影响。Manuel等利用活性污泥程序处理绿色橄榄加工废水获得成功，在常规污水COD浓度为200-300mg/d.m3 条件下，去除率为75%-85%，但对聚苯的去除率不高。延长停留时间、升高系统的温度，处理效果增强。吴启伟的研究结果显示，活性污泥技术可使生活污水中的BOD5和SS的浓度减少到国家《污水综合排放标准》中的一级标准，去污效果十分显著。Ren 报道了一种序批式活性污泥法(SBR)的污水处理效果，该法与传统的连续流式活性污泥法(CFS)的不同之处在于进水为间隙式。结果表明，SBR法在中小型常规污水处理领域较CFS法更具优越性：耐冲击负荷，污泥不易膨胀，对N，P的去除效率高。SBR法目前已在美国、澳大利亚、日木、西德等国家广泛用于生活污水及工业废水的处理，并在一定程度上取代了CFS法，但在我国，SBR法目前仍处于实验阶段，离国际水平尚有一定差距。
3、细胞固定化技术
细胞固定化技术始于20世纪80年代，要点是利用物理或化学的手段将游离细胞定位于限定的空间区域，使其成为一种既保持本身代谢活性，又可在连续反应后回收和反复利用的生物体系。通常用作固定细胞的载体材料有：藻蛋白酸钙、琼脂、角叉藻胶、聚丙烯酞胺、多孔硅石，以及聚乙烯或聚氨醋泡沫等，被固定对象有细菌或藻类，依实际条件选定。细胞被固定后，其合成代谢活性和光合强度提高，平均呼吸速率降低，对毒物、有机污染物的耐受力增强，对N，P及重金属的吸收、富集、去除能力提高，这些优点确保了细胞固定化技术广泛用于燃料、肥料、印染、选矿和啤酒等生产废水和城镇污水的处理。高效、经济、简易实用、选择性好是其特点，木节着重论述被固定细胞为藻类的藻类固定化技术的应用效果。
4、“wT 一FG“生物法技术
污水生化处理单元，用以除去污水中的污染物质。城市污水生化处理方法一般有：活性污泥法、生物膜法。“wT一FG”生物法污水处理技术是生化处理法之一。生物膜法是附着型生物处理技术，由于占地面积过大及环境卫生条件较差等因素，在城市污水处理厂中较少采
用。当前国内城市污水处理工艺较多采用活性污泥法。活性污泥法主要是悬浮生物处理法，其主要污水处理工艺有：普通曝气法(常规活性污泥法)、AB 法、氧化沟法、SBR 法、A/O 法、A，/O 法等。“wT 一FG”生物法污水处理技术，是近年来在我国推广应用的一项高科技生
物工程技术。它是联合使用“FG一12”菌剂和“wT一21”助剂两项高科技产品，让其在先进的生化反应池中产生强大的联动作用，使生化反应池中保持高活性微生物菌群绝对优势。这些针对水体污染物优势菌种的高浓度微生物菌群，具有高效、快速的生物降解性能，使水
体中各类污染物得到高效降解去除。
结束语:
综上所述，本人就现阶段我国污水处理生物技术做了浅要分析，随着上述技术的广泛应用，相信在不久的将来，会有更加经济、高效、实用的新型技术问世，使我国的污水处理技术更上一个新台阶。
参考文献：
污水处理生物技术篇2
关键词：污水处理;生物处理技术;膜处理技术;现状;
中图分类号：U664.9+2文献标识码： A 文章编号：
引言
可持续发展路线的实施，增加了我国各级政府对环境保护的认识和治理力度。城市污水处理，作为一个城市发展程度的重要标志，其实施效果已经成为了评价城市发展程度的重要指标。城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护，更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设，加快城市污水处理新技术的应用，促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施，是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。
1.我国城市污水处理现状分析 目前我国城市污水处理的面临着重要的考验，现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染，加大了城市生活用水处理的费用，加剧了我国城市废水污染程度。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境，我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理，减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术，加快污水处理建设，为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。
2污水生物处理技术研究
2.1AB法工艺 AB法是吸附生物降解法的简称,是联邦德国亚琛大学B.Bohnke教授于20世纪70年代中期,在传统两段活性污泥法和高负荷活性污泥法基础上开发的一种新工艺,属超高负荷活性污泥法。该工艺将曝气池分为高负荷段(A段)和低负荷段(B段)两段。A段以生物絮凝吸附作用为主,停留时间约20～40min,发生不完全氧化反应,去除BOD达50%以上;B段与常规活性污泥法相似,负荷较低,泥龄较长。AB法A段效率很高,并有较强的缓冲能力;B段起到出水把关作用,处理稳定性较好。对于高浓度的污水处理,AB法具有很好的适用性,并有较高的节能效益,尤其在采用污泥消化和沼气利用工艺时,优势最为明显。但是AB法工艺对运行管理有较高要求,污泥产量也较大,这必将增加污泥后处理的投资和费用,另外由于A段去除了较多BOD可能造成碳源不足,难以实现脱氮工艺。总体而言,AB法工艺较适合于污水浓度高、具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市污水处理厂,对于有脱氮要求的,一般不宜采用。
2.2A2O(Anaerobic/Anoxic/Oxic)法工艺 A2O(厌氧-缺氧-好氧)法工艺同时具有去除有机物、脱氮、除磷的效果,处理成本较低,已积累一定的设计和运行经验,故在国内外大中型城市污水处理厂常有采用。A2O法工艺原理是磷在厌氧区被释放,在好氧区被吸收,达到除磷目的;污染物在好氧区被氧化降解,去除COD和BOD5,同时在硝化菌作用下,有机氮转化的氨氮继续转化为亚硝酸氮和硝酸氮,含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮。该工艺主要优点是对COD、BOD5、SS等具有较高的去除率,对脱氮除磷也具有较高的去除效果,具有运行费用低、占地少,出水水质好等特点;其缺点是运行管理要求较高,投资较大,节能差。针对其不足,改良的A2O工艺、UCT(University of Capetown)工艺、倒置的A2O工艺及多点进水的A2O工艺等不断出现,在一定程度上或在某一方面使运行效果有所改善。
2.3SBR(Sequencing Batch Reacto)法工艺 SBR工艺也叫序批式活性污泥法,是集进水、曝气、沉淀在一个池子里完成,一般由多个池子构成一组,各池工作状态轮流变换运行。其最根本的特点是处理工序不是连续的,而是间歇的、周期的,污水一批一批地经过进水、曝气、沉淀、排水,然后又周而复始,其核心技术是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统,典型的SBR工艺沉淀时停止进水,静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。SBR工艺早在20世纪初已有应用,但由于SBR对自动化控制要求很高,人工管理的困难和烦琐,稍有故障就不能运行,未能广泛推广应用。近几年,SBR经过不断演变和改良,又产生或同期发展为CASS(Cyclic Activated Sludge System)、CAST(Cyclic Activated SludgeTechnology)和MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)等工艺,进一步增强了除磷脱氮效果,改良的SBR工艺可以发挥节省用地、提高出水水质指标的优势,随着自动化技术的发展和PLC控制系统的普及化,SBR类工艺的工程应用又进入了一个新的时代。
2.4Carrousel氧化沟工艺 Carrousel(卡鲁塞尔)氧化沟是一种单沟式环型氧化沟,在氧化沟的顶端设有垂直表面曝气机,兼有供氧和推流搅拌的作用,污水在沟道内转折巡回流动,处于完全混合状态,有机物不断氧化得以去除。该氧化沟一般设有独立的沉淀池和污泥回流系统。Carrousel氧化沟具备一般氧化沟的共同优点,工艺流程简单,抗冲击负荷能力较强,出水水质较稳定;其独特之处在于:单台曝气设备功率大,数量较少,投资较少,维护点相对较少,更易于维护。其不足之处:由于表曝机数量少,沟内混合液自由流程很长,由紊流导致的流速不均有可能引起污泥沉淀,影响运行效果;单沟氧化沟维持溶解氧较高,加之单点供氧强度较大,耗能稍高。Carrousel氧化沟结构和设备简单,管理方便,适用于中小规模的城市污水处理。
2.5膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术,兼有活性污泥法和固定细胞法二者的优点。其显著优点为出水水质优于传统生物处理工艺,且污泥产率低。20世纪80年代以来,该技术愈来愈受到重视,已成为研究的热点之一。
结束语
总之，随着经济的发展，水资源将越来越少，对水的关注也会越来越多，如何才能最大化的节约水资源，减少水源污染，将成为我们共同关注的话题。日益严格的排放标准和污染水源将成为世界关注的话题，通过研究发现提出对污染水净化技术有待于研究，虽然在理论上是可行的，但是还有待于人们去进一步的实践证明。
参考文献
[1]周世辉.城市生活污水强化一级处理中絮凝荆的选择研究.给水排水.1999.
[2]陈继明，申中如，都延星，等.集成污水水质在线监测装置的研制.化工自动化及仪表.2003.
[3]马小丽.SBR污水处理工艺自动控制系统研究 2006
[4]梁国庆.城市污水处理生物技术分析[J].农业技术,2007,8.
污水处理生物技术篇3
关键字：污水厂;生物反应池;砼处理;质量控制
前言
南京东阳污水处理厂工程由综合办公楼、加药间、细格栅及沉砂池、生物反应池、紫外线消毒间、粗格栅及提升泵房、机修库、尾水泵房、鼓风机房、事故调节池、污泥浓缩池、污泥调理池、污泥脱水机房、污水浓缩池等单体组成。基于污水处理工程方面，做好池体施工质量控制，对控制施工成本及保证工程整体质量具有重要的意义。
1 混凝土生产流程质量控制(如下图)
2 生物反应池混凝土裂缝处理
2.1、水平施工缝施工的质量控制
2.1.1水平缝做成凹缝，采用50mmx100mmx 2000mm力一条在混凝土初凝前埋入，力一条在下次浇筑前取出，施工缝处松散游离混凝土应剔除、凿毛并用压力水冲洗干净。
2.1.2后续浇筑仓而立模时，在原混凝土施工缝处沿其两侧表而用3mm厚20mm宽的双而胶贴上，使模板与原混凝土表而的缝隙减小，防止施工缝处漏浆。
2.1.3池壁最下一层模板的适当位置应预留清扫杂物的窗口，浇筑混凝土前，应对模板安装时遗留下来的碎板块、木屑清理干静。否则在压力水的作用下，压力水极易沿着碎板块、木屑这 一渗水通道产生渗水现象，经检验合格后，放入止水条将窗口封闭。
2.1.4为防止混凝土施工缝处的渗漏，在浇筑前施工缝处应先铺设10-15mm厚的与混凝土同标号水泥砂浆，然后再继续浇筑新混凝土。
2.2、伸缩变形缝施工的质量控制
2.2.1生物反应池变形缝为橡胶止水带及双组份聚硫密封膏封口，施工时严格按照规范GBJ141一90的有关止水带施工要求及产品说明进行施工。
2.2.2为保证新浇混凝土与止水带的粘接握裹，在浇筑过程中由专人负责止水带附近混凝土的捣实和排气，浇筑时若止水带处于水平位置，需用勾子勾动止水带的端部，排除气泡，对于竖向止水带，应注意两侧混凝土浇筑必须密实，防止产生渗漏现象。
2.2.3密封膏施工前必须将基层杂质清理干净，做到平整、干净、干燥。双组份材料严格按产品说明书比例进行配置，施工时用双组份聚硫底油在缝两侧先涂刷一遍，第二次在缝中刮填密封膏到所需高度，压紧刮平，防止带入气泡，防止水侵入。
2.3、加强带施工缝的处理
根据实际情况生物反应池加强带的施工缝处理，采用了一种赛柏斯水泥基渗透结晶防水材料，其卞要施工工艺为：
1)把施工缝处开成U型槽宽为25mm深为35mm左右力除掉松散物质并用水湿润基而。
2)把容积5份的料和2份水调和成XYPEX浓缩剂灰浆，在槽内和两侧涂一层灰浆。
3)当灰浆涂层干燥约十分钟左右，用XYPEX浓缩剂按体积取一份水、六份料混合的半干料团填满与表而平齐。
3 生物反应池混凝土施工质量要点
3.1、底板与池壁腋角施工的质量控制
3.1.1施工基本条件及要求
生物反应池的混凝土施工采用泵送混凝土，施工材料中骨料采用卵石，坍落度设计为120mm，要求第一道施工缝留置在底板与池壁腋角上方300 mm以上。
3.1.2烂根现象
在浇筑生物反应池底板实际施工中，为节约新模板，底板与池壁腋角交接处的预留施工缝留得比较高，设置在底板与池壁腋角上方900mm处。(底板与池壁腋角上方置一块915mm新模板)，但浇出来时的质量较差，极易在底板与池壁腋角交接处产生蜂窝，狗洞，露筋现象(俗称烂根现象)。
3.1.3可能的原因
1)混凝土坍落度大，流动性强
2)烂根部位出现漏振，操作失误
3.1.4处理过程
1)加强了现场施工的管理，组织业务技术能力强的职工进行此部位的浇筑施工。
2)确定浇筑顺序，浇筑混凝土时先从底板与池壁腋角下方底板处开始下料，再沿腋角下方底板处向仓面底板中心浇筑，从时间上使腋角下方底板部位的强度早些增强，以便后续的腋角和池壁施工。
3)底板部分浇筑完后再进行腋角和池壁的施工，并在此部位进行二次振捣。
经以上处理，有效解决混凝土池壁部位烂根现象，对此积累了不少日后施工经验。
3.2、混凝土水池抗浮施工的质量控制
3.2.1地下水浮力产生的危害和原因
本工程地下水位相对较高，施工中的抗浮问题尤为重要，当遇到大雨暴雨时，基坑周围的水位上升，一旦水的浮力大于构筑物抗浮能力，池体将不自主地上浮，严重时将对施工中的混凝土池体造成危害，使部分池体开裂，造成无可挽回的损失。
3.2.2施工中的抗浮处理措施
1)加强天气预报的观测，随时撑握天气情况
2)基坑内均布2个和基坑外侧布设1个水位观测孔，及时准确地了解坑内降水情况，加强对池外积水的观测，防止地下水或地面水流入基坑对池体产生顶托破坏。
3)为确保基坑开挖和施工的顺利进行，根据地质情况及有关经验，本工程采用沿基坑四周布设轻型井点降水方法施工，并在基坑四周设置排水明沟。
3.3、混凝土构筑物渗水处理施工的质量控制
3.3.1渗水的原因
混凝土浇筑施工中漏振和欠振，浇筑不连续，工作间休时间过长。拆模过早，施工中往往由于工期紧，任务重，为赶工期而过早拆模。当过早拆模时往往由于混凝土的强度低，混凝土对拉条的握裹力小，导致模板拆除时使拉条部位处松动，从而产生渗水通道，引起拉条部位处混凝土池壁渗水。
3.3.2渗水的处理方法及和注意事项
1)加强混凝土施工时的振捣，防止出现漏振、欠振，加强混凝土施工的连续性。
2)施工中尽量做到合理安排工作面，避免新浇混凝土过早的拆模。
3)拆模顺序按混凝土浇筑顺序，先浇的先拆，同时应满足混凝土梁板对强度的有关要求，拆模完成后应对拉条进行割除。
4)拉条部位的处理。生物反应池池壁施工时，在安装池壁模板的同时，拉条除按要求焊接止水环外在拉条上沿模板内侧两边事先装上两片直径为60mm左右的小木块，小木块紧帖在模板内侧，在混凝土浇筑完成模板拆模后，敲掉拉条两边外露的小木块，池壁在拉条处就形成一个凹槽，这时即可用割枪将外露的拉条割除，拉条割除后再将凹槽清理干净，用环氧浆液涂刷。待浆液干燥之前用环氧砂浆堵洞，最后表面用水泥砂浆抹平。
4 结束语
南京东阳污水处理厂在生物反应池混凝土处理上通过摸索质量控制的要点以及处理技术，并通过重视施工过程的每道环节，层层把关，认真按设计及施工技术规范施工，有效保证了工程的质量。该施工结束后经检测，均能满足设计要求，为以后同类工程提供范例，起到了较好的参考作用。
参考文献
污水处理生物技术篇4
【关键词】生物滤池;污水处理;原理;应用
1、前言
生物滤池技术作为一种新兴的污水处理技术可以将污水进行有效处理，这种技术可以有效去除SS、COD、BOD5、NH3-N等，具有将生物氧化，对悬浮固体进行拦截的特点，并且省去了后续沉淀步骤。生物滤池技术是将污水收集到好氧固定床反应器中，通过综合过滤、吸附及生物菌群降解等各种净化过程，将污水进行好氧处理的工艺。该技术可以使用规整的波纹板与陶料或用聚苯乙烯材料做成的小球等作为填料对污水进行生物净化、过滤，实现高生物量与高低负荷并存局面，一般可依据水污染的类型和需要进水的水质标准通过不同的工艺组合实施处理。运用生物滤池技术可有效的对生活污水进行净化、过滤，去除污水中所含的氮磷、悬浮物与有机物。这种技术经过实践表明，污水处理率较高，占地面积相对较小，出水较为清澈等优点。
2、生物滤池在污水处理中的应用
2.1生物滤池原理
生物滤池选用粒径小、密度低的聚苯乙烯塑料粒状物作为滤料，使得滤料表面的生物膜适合微生物在此进行生长，能够有效的对污水进行处理[1]。污水通过曝气的滤床时，滤料上附着的具有的强氧化及降解功能可以快速的净化污水，并且其小粒径特点再加上生物膜上所具有的凝聚功能，可以起到对污水悬浮物拦截的作用，确保生物膜的稳定。生物滤池在使用过后，其中的滤料要定期的运用空气及出水进行反冲洗，将截留下来的悬浮物冲洗并及时更换新的生物膜，有效的对滤料进行清洁。
3、生物滤池技术特点
3.1生物滤池技术优点
生物滤池不仅具有强处理和抗冲击能力，而且启动快速，出水水质优良，需要的投资也少，对运行管理更是便利，这些构成了生物滤池技术的六大优点[2]。
(1)处理能力强。生物滤池内填料颗粒生物膜薄且活性高，为滤池增加表面积容纳更多的生物，不仅能够高效地去除诸如COD与BOD 等污染物，而且对截留SS，去除氨氮的效果也非常显著，净化功能多种多样。(2)抗冲击能力强。滤池中滤料高比表面积使其具有缓冲能力，因而受水质水量的变化影响很小，即使有机负荷增加，滤料表面生物膜上也可以很快的增殖微生物。实践表明，短期冲击时，即使是正常负荷2至3倍的运行，出水水质基本无变化。(3)启动快速。生物滤池挂膜速度非常快，水在适宜温度即10～15摄氏度，就可在2周左右完成。滤池在不使用的时候可暂时关闭运行，不会影响滤料表面上的生物膜，想要使用只需要进行通水曝气，适用于那些污水量变化大的处理厂。(4)出水水质优良。生物滤池中的活性生物滤料生成能够高效去除污水中有机物的生物膜，处理出来的水质优良，而且这些水在消毒后，水质完全能够达到国家标准，直接可以再使用。(5)投资少。生物滤池的建成不需要占用很大面积以及花费大量资金，这项技术的污水处理在同一个单元里就能够进行，紧凑的处理装置结构省去了二次沉淀池的设置。生物膜对污水的净化速度非常快，并不需要很大的面积对生物进行处理，所以更好的节省了土地和资金的投入。(6)运行管理便利。生物滤池结构模块化，使得运行的管理更加便利，同时也对往后的维护和改建提供方便。为减少资源浪费，生物滤池技术可与传统污水处理结合起来对原有的工厂进行改建。
3.2生物滤池技术缺点
生物滤池这一技术有其优点也有几方面的缺点需要我们加以了解，这些缺点包括需要反冲洗、预处理以及流失滤料、损失水头大。(1)反冲洗。定期对生物滤池中遗留下来的SS反冲洗，对生物膜进行更换，保持池内清洁，避免细菌的滋生。在反冲洗的过程中，由于是在短时间内所以水力的负荷相当的大，水反冲出来之后直接就流回到最初的沉池里面，给这个初沉池带来巨大的负荷冲击。所以说，这项技术在节约可进行第二次污水沉淀的池的同时，需要有一个能够对污泥进行缓冲的池，这样才能减轻水回流造成的冲击。(2)预处理。生物滤池内的填料粒径很小，容易在SS进水比较高的时候使得滤池内的水头发生损失，导致堵塞增加反冲洗的次数，造成管理的不便以及处理费用增加，所以需要先把要进的水预先进行处理。(3)流失滤料。生物滤池的设计或者是管理不恰当的话，很容易造成滤料随着水流流失，对滤池造成破坏，降低其效率。(4)水头的损失大。生物滤池这项技术和其他污水处理技术相比，水头损失会比较的大，提升了污水高度。这些不足的地方是生物滤池这一处理污水的技术未来需要改进的方向，将这些缺点改善之后，这项技术处理污水的实践效果将会更加显著，为环境作出更大的贡献。
4、影响生物滤池运行效果的因素
对生物滤池运行效果产生影响的因素主要有反冲洗和温度两方面[3]。
4.1反冲洗因素
生物滤池具有将生物膜强氧化之后进行降解的能力，同时还具有将其拦截在滤层中的功能，这是种能将污水大规模回收再利用的技术，在进行污水处理时，不仅效用高而且不需要耗费很多的能量。滤池经过一段时间的运行后，其中的滤层要定期的进行反冲洗才能够进行再生。反冲洗过程中，一定要将被截留的物质进行释放，而且不能够把生物膜损害，并及时进行更换。反冲洗作为确保生物滤池运行的关键，必将对运行效果造成严重影响。也就是说，反冲洗过程考虑的是再生的效果，而不依据理论进行，这个过程在确保过滤能力恢复的同时，也要使得滤池填料表面附着的生物体满足下一次污水净化处理的要求。
4.2温度因素
温度是影响生物滤池运行效果的因素之一。生物膜在生物滤池中处于核心地位，确保着对生物膜进行反应的仪器稳定运行。异养微生物存在于生物滤池中，而且在适宜的温度下可以形成生物膜，但对温度的限制极其严格。在低温下的生物可以利用有机基质的浓度是否成为限制因子，若不限制，那么就会很快的增加异养细菌生物，反之，虽有增加，但速度缓慢。温度对生物滤池与悬浮生长反应器的硝化影响，在短程作用中的影响不同。生物滤池中存在的反应器将溶质用与动力学特性不相符的扩散、传递方式控制硝化作用。研究表明，20℃是反应器中氨氮去除率的临界温度，低于20℃，去除率较低;20℃时，氨氮去除率上升;高于20℃，去除率增长随着温度的升高逐渐缓慢。
污水处理生物技术篇5
关键词：膜生物反应器技术;环境工程;污水处理
膜生物反应器是一种新的污水处理技术，它是膜分离技术和生物处理技术的组合，具有占地面积小、加工效率高、水质优良等优点。膜生物反应器既可用于市政污水处理，又可用于工业污水处理。
1膜生物反应器的优缺点
膜生物反应器最大的优点是膜的分离作用彻底解决了二沉池中污泥沉降性能影响出水水质的问题。另外，由于膜的分离作用解决了传统活性污泥法的污泥浓度问题，膜分离单元增加了曝气池中高活性污泥的浓度，大大提高了生物降解的速率，同时也降低了比负荷率，并减少了剩余污泥的产生量。正因膜分离单元替代了传统活性污泥法的二沉池功能，既节省了基建费用，又使得各处理单元布局紧凑，大大节省了土地使用面积。另一方面，膜生物反应器易于实现自动化控制，操作、管理都较为方便。虽然膜生物反应器在国内外都取得了长足的发展，但在其研究和应用过程中仍有着一定的挑战。其主要不足之处有：长期运行过程中膜污染及其控制、清洗方式等;系统成本、日常运行能耗与维护等费用过高。
2膜生物反应器技术类型
膜生物反应器技术利用厌氧生物处理法，分离出水和生物降解所产生的胶体与高分子物质，而微生物则留在污水处理池内。膜生物反应器是膜生物反应器技术的核心装置，根据作用机理，可分为萃取膜生物反应器、无泡曝气膜生物反应器和分离膜生物反应器。萃取膜生物反应器含有很多内装纤维束的硅管，纤维束能够将污水中的有毒物质传输到好氧生物相中，微生物再对这些有毒物质进行吸附降解;无泡曝气膜生物反应器利用透气性膜对生物反应器进行无泡供氧，这种方法能够防止有机污染物的挥发并保证氧的充分利用;分离膜生物反应器的膜组件类似于传统生物处理法的二沉池，这种膜生物处理系统具有较高的污染物截留率，同时能够使浓缩液回流至生物反应池，保证生物反应器内微生物的浓度和污泥停留的时间，所以，该类装置处理污水的效果较佳。随着科学技术的不断发展，膜生物反应器技术衍生出许多新型工艺。
2.1 动态内循环反应技术
动态内循环反应技术(DMBR)利用超滤膜作为动态膜，形成具有动态内部循环的反应器。超滤膜的孔径较大，在进行污水过滤时，仅需要20min的时间，滤饼层即可过滤出污水中的TN、TP、COD及其他成分，过滤水中COD的残留率低于4%，氨氮和TN的残留率分别低于2%和48%，而且超滤膜的制造成本较低，经济效益较高。污水处理的生物反应器采用内部循环的动态模式，与分离膜生物反应器相比，不仅优化了其内部结构的流动形式，而且可均匀混合液体，清洁效果更好。
2.2MBR的应用领域
(1 )工业废水处理与回用目前主要在某些工业废水处理中得到了应用，今后需要对更多种类的工业废水的进行处理研究。在工业废水处理中，应注意组合工艺的开发和应用，如混凝—-MBR、活性炭+MBR、高效菌种+MBR等。由于工业废水成份的复杂性，研究应更加倾向于膜污染控制技术。(2 )饮用水源水净化MBR用于微污染水的研究还较少，今后需要对微污染水源水净化、地下水脱氮等进行更多的研究，并可结合相关技术进行联用。
3膜生物反应器的发展历程
乳化生物反应器是膜分离技术与生物反应器相结合的一种方法。它起源于1966 年的美国，开发了第一个用于处理外部膜反应器废水的商业系统。胚胎生物反应器从1980 年到1995 年发展较快。在日本，膜反应器技术具有占地面积小、水质好、设备紧凑等优点。因此，日本分子生物学方案特别注重膜反应器的工艺，因为表层面积小，容易受到污染液体的影响。1985 年，日本建筑省(OAS)启动了“循环水系统”方案，主要目的是开发高浓度甲烷等膜反应器，有效分析城市污水和工业废水中的生物，生产甲烷生物反应器。在日本农业公司的热情下，毛泽东在中开发了平板微缩胶卷组件。25m3/d、110m3/d的吞吐量是在1990 年和1992 年广岛井方法实验中测量的。1996 年，永田在日本建造了60 多个锅炉、污水、工业污水处理设施，总容量达5500m3/d。与此同时，在加拿大等国，本月底和1990 年代初开发的清洁水和工业废水视网膜生物反应器取得了更快的进展。南非也发展了在可用于处理高密度工业废物的企业中使用抗氧化剂的技术。
4膜生物反应器技术在污水处理中的应用
4.1 工业废水处理
工业废水的成分非常复杂，处理难度较高。若采用膜生物反应器技术，则应根据所要处理的工业废水情况，合理选择膜生物处理体系和膜，保证适应性，以免产生负面影响。例如，机械制造行业产生的废水往往含有较多的金属离子，因此应以去除或降低废水中的金属离子含量为主要目标，合理选择膜生物反应器技术。在酸碱度不同的环境中，金属离子所表现的形式不同，为确保工业废水达到排放标准要求，人们需要全面分析，合理选择膜生物反应器技术，以去除金属离子。
4.2 医院污水处理
采用膜生物反应器工艺处理天津某医院废水，处理能力为1000m3/d，水力停留时间为5h，出水COD可维持在50mg/L上下，平均去除率为80%;平均出水BOD约为5mg/L，平均去除率为92%;出水氨氮为4mg/L，其去除率大于80%。
4.3 饮用水源水净化
采用膜生物反应器研究水的微污染程度较低，需要进一步研究微污染回收、地下水脱水等问题，并纳入相关技术。
4.4 生活污水处理
家庭污水的处理要求较高，现阶段，家庭污水一般通过膜生物反应器的无害化处理来降低毒性，再用于城市道路清扫、绿化、洗车等。但是，膜生物反应器配套设施费用较高，导致此项技术的推广存在一定难度。
结束语
目前，膜生物反应器工艺已成功用于废水处理中，但其投资、能耗及运行费用高等问题限制了其应用推广。因此，人们还需从以下几方面加强研究：一是加强膜制备技术的研发，开发低成本、高通量、高强度和抗污染的高性能膜。第二，进一步加强了膜污染研究和清洗力学，以制定更有效的膜预防、遏制、清洗和再生措施。三是进一步细化膜生物反应器的加工条件，改进生物反应器的加工，提高系统的稳定运行。是提高古人类发电机的经济效益。随着研究的增加，膜的生物反应处理将具有更广泛的应用目标折叠。
参考文献
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污水处理生物技术篇6
关键词：生物脱氮;污水处理厂;升级改造;硝化反硝化
DOI:10.13789/ki.wwe1964.2016.0040
0前言
近些年来，由氮磷营养物污染引起的水体蓝绿藻暴发及水质恶化，已经受到社会公众的普遍关注。作为氮磷污染负荷削减任务的主要承担者，城市污水处理厂对水环境保护起着极其重要的作用。欧美等国家对氮磷污染的关注较早，而且也比较重视，制定的污水排放标准通常结合当地实际要求，运行管理控制比较严格。目前我国大部分城市污水处理厂面临着提高脱氮效率的艰巨任务，许多早期建设的污水处理厂都面临着升级改造的任务，亟需开展污水处理厂生物脱氮技术、运行与管理等方面的工程应用研究。污水生物处理过程中氮的转化包括同化、氨化、硝化和反硝化作用，因而城市污水处理厂生物脱氮的性能与上述氮的转化过程及相关技术措施密切相关。基于以上考虑，本文以典型城市污水处理厂为研究对象，以提标改造技术需求为背景，从污水生物脱氮的不同阶段及主要影响因素，开展生物脱氮工艺运行特性及强化脱氮效能技术对策的研究，以期对城市污水生物脱氮系统的稳定运行及面临的升级改造提供参考依据。
1材料和方法
1.1试验材料
本研究在华中某城市污水处理厂内进行，该厂设计处理能力8万m3/d，其生物处理工艺单元采用氧化沟池型。试验所用测定装置为容积1.5L的柱状有机玻璃反应器。硝酸盐氮与氨氮的含量采用HACH紫外分光光度计分析;溶解氧采用YSI溶解氧测定仪分析;曝气装置选择森森充氧泵;搅拌装置为ZR4-6型混凝试验搅拌器(搅拌时间和转速可自动控制，取转速35r/min)。
1.2分析测定方法
1.2.1硝化速率的测定自氧化沟不同位置取一定体积的混合液，置于配有曝气和溶解氧测定装置的反应器中，连续曝气并按一定时间间隔取样，测定液相中的氨氮(NH3-N)和硝酸盐氮(NO-3-N或NO-x-N)浓度变化，根据测定结果绘制NH3-N和NO-3-N(NO-x-N)浓度随时间t变化的关系曲线，由此计算出单位时间单位污泥浓度的NH3-N减少量(混合液中有机氮的氨化作用影响可以忽略)或NO-3-N浓度的增加量，所得结果即为该活性污泥系统的硝化反应速率，用mgNO-3-N/(gVSS•h)表示。需要注意的是，在活性污泥硝化速率的测定中，如果混合液样品中的NH3-N浓度已经过低，不能满足硝化速率测定所需的NH3-N浓度范围时，应考虑向混合液中加入一定量的NH4Cl或其他NH3-N物质。对于取自氧化沟进口端的混合液，考虑到回流液碱度已经被消耗，剩余碱度可能不足以满足后续测定所需，需要向混合液样品中投加一定量的碱性物质(氢氧化钠或碳酸氢钠)或先进行反硝化反应。硝化活性主要体现在硝化速率上，硝化过程比较复杂。理论上，可用NH3-N和NO-3-N的含量来表征硝化速率，但考虑到实际运行过程中，NH3-N转化为NO-3-N的过程中一部分有机氮转变为了NH3-N，它不能准确反映出硝化速率。因此，采用NO-3-N的含量变化来表征硝化速率[1]。1.2.2反硝化速率的测定在氧化沟进水与内回流混合处取适量混合液，适当速度连续搅拌，以防止污泥沉淀。搅拌过程中，每隔20min取混合液样品，经离心后测定上清液中NO-3-N的含量，根据检测结果作NO-3-N浓度对时间t的曲线，利用曲线斜率r和测定的混合液MLVSS值，由式NUR=r/MLVSS求得混合液的反硝化速率，用mgNO-3-N/(gVSS•h)表示。为揭示污水处理厂生物反硝化能力的现状，本试验将反硝化速率作为主要监测指标进行日常测定。1.2.3内源反硝化速率的测定在氧化沟出水末端位置取适量混合液，通过内源代谢过程进行反硝化，完全混合后，进行适度搅拌，防止污泥沉降。搅拌过程中，每隔20min取少量混合液，测定其中的NO-3-N的浓度，以NO-3-N浓度的变化作为内源反硝化速率，用mgNO-3-N/(gVSS•h)表示。
2结果与讨论
2.1同化作用
污水生物处理过程中，一部分氮(氨氮或有机氮)用于活性污泥微生物的生物合成，被同化成微生物细胞的组分，可与颗粒性不可生物降解有机氮一起，通过剩余污泥外排的途径加以去除。因此，可通过强化二沉池等设施泥水分离效果的技术措施来减少污泥颗粒对出水总氮浓度的不利影响。
2.2氨化过程
氨化是指污水中有机氮在氨化细菌的作用下转化为NH3-N的过程。实际上，要得到真正的氨化速率非常困难，因为细菌的生长也会利用NH3-N，产生的NH3-N也会被硝化菌所消耗，仅以水中NH3-N浓度的增加来表征氨化速率是不够准确的。但对于污水生物脱氮系统而言，氨化作用不是生物脱氮过程的限制因素，氨化过程与有机物的水解及转化过程同时进行，有机物水解与转化过程结束时，已基本完成外部含氮有机物的氨化过程。以氨化过程为突破口来提高脱氮效率并不现实，也无必要。
2.3生物硝化过程
氨氮在硝化菌的作用下转化为硝酸盐氮的过程称为硝化，是生物脱氮的重要阶段。硝化菌是由两组自养型好氧微生物通过两个过程完成的。第一步先由亚硝酸菌将氨氮转化成亚硝酸盐。第二步再由硝酸菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。亚硝酸菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属等;硝酸菌有硝酸杆菌、螺菌属和球菌属等，硝化菌属专性好氧菌。它们利用无机化合物如CO2-3、HCO-3、CO2作碳源，从NH+4或NO-2的氧化反应中获得能量。硝化菌的主要特征是生长速率低、受温度影响大、对pH非常敏感以及受C/N比影响显著等。考虑到当前城市污水处理厂处理目标和运行调控的实际需要，本文主要从温度和投加填料的影响两个方面对生物硝化过程进行讨论。2.3.1温度对污水生物处理硝化速率的影响为考察城市污水处理厂生物脱氮的现状，本研究对氧化沟内活性污泥系统的硝化速率进行了日常跟踪检测，检测结果如图1所示。从结果可以看出，温度与硝化速率接近线性相关，其变化对硝化反应的影响非常明显，冬夏两季硝化速率相差甚至2倍以上。这会导致许多污水处理厂冬季生物硝化能力低下，出水TN超标。硝化过程是生物脱氮的限制因素，因此，采取合理措施提高生物处理系统低温时的硝化能力，是污水处理厂升级改造的重点所在。2.3.2投加悬浮填料对硝化效果的影响硝化菌具有较强的附着能力，在生物池内投加悬浮填料，形成活性污泥-生物膜复合脱氮系统，在不影响除磷效果的前提下，可大量富集硝化细菌，从而提高系统的硝化能力。投加填料已成为目前城市污水处理厂升级改造的重要技术措施之一，但对于投加填料所产生的强化硝化效果，莫衷一是。为此，本研究对投加悬浮填料的强化硝化效果进行了分析研究。本研究在水温14℃条件下进行，对比了投加填料与否对活性污泥系统硝化能力的影响，测定结果如图2所示，投加悬浮填料后，由于填料挂膜，系统功能微生物生物量提高，硝化速率有明显的提高。基于以上试验结果，通过采用投加悬浮填料的方法提高原活性污泥系统的硝化能力，是可行的，且工程建设、运行、管理相对比较简单，便于实施，是城市污水处理厂升级改造具有前景的方法之一，但在投加悬浮填料的工程应用过程中，应充分考虑填料的选型、填充率的选择以及填料流化的保障措施等因素。
2.4生物反硝化过程
反硝化作用是指亚硝酸(盐)和硝酸(盐)在异养微生物的作用下，被异化还原为氮气的过程。参与这一生化反应的微生物是反硝化菌。反硝化菌属兼性菌，在自然环境中几乎无处不在，污水处理系统中许多常见的微生物都是反硝化菌。如变形杆菌、微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属等。有分子态溶解氧存在时，反硝化菌能够氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体。在无分子态溶解氧情况下，反硝化菌可以利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N5+和N3+作为能量代谢中的电子受体被还原。2.4.1反硝化过程面临的问题为理清污水处理厂反硝化工艺单元的运行现状，对生物处理系统的反硝化能力进行了跟踪检测。如图3所示，水温对反硝化效果的影响并不大，系统反硝化速率基本维持在0.8mgNO-3-N/(gVSS•h)左右，基本处于较低的水平。究其原因，反硝化细菌在反硝化过程中需要消耗一定量的有机物。按照脱氮除磷理论以及化学衡算关系，转化1gNO-2-N为N2时，需要有机物(以BOD5计)1.71g，转化1gNO-3-N为N2时，需要有机物(以BOD5计)为2.86g[1]，因此通常要求系统中的BOD5/TKN大于3才能满足脱氮的最基本碳源要求。也就是说，城镇污水处理厂的TN是否能稳定达标，BOD5/TKN的比例关系有很大影响。如图4所示，进水COD/NH3-N约为8，折合成BOD5/TKN不到2.5，且波动明显，可供反硝化细菌利用的有机物相对不足。因此，碳源不足是影响污水处理厂反硝化效果的关键因素，需要采取外加碳源、内碳源开发等有效技术措施提高生物脱氮系统的碳氮比。2.4.2投加碳源对反硝化的影响反硝化过程需要有机物作为电子供体，将硝酸盐氮还原为氮气，以实现污水脱氮的目的。通过在生物池内投加外部碳源，能够快速提高系统的反硝化能力[3]。本研究对比分析了投加碳源对生物处理系统反硝化能力的影响，如图5所示，投加已知量碳源(乙酸钠)后，反硝化能力显著提高。因此，在进水碳源不足的情况下，可以通过外加碳源的方法提高系统的反硝化效果，强化生物脱氮性能。2.4.3内源反硝化过程对脱氮效果的影响内源反硝化是指水中缺少底物的情况下，反硝化菌依靠内源消耗进行反硝化的过程。通常情况下，反硝化速度较慢，其作用容易被忽略。但多数情况下，受控或不受控的内源反硝化过程都是生物脱氮的重要组成部分，只是不希望二沉池因反硝化而出现污泥上浮等不良后果。内源反硝化发生在可快速利用和慢速利用的碳源已基本完全消耗的情况下，为此，本研究取样位置选择在氧化沟的出口处。测定的内源反硝化速率如图6所示，内源反硝化速率平均为0.68mgNO-3-N/(gVSS•h)。由此可见，内源反硝化对生物脱氮效果亦具有明显的贡献，在实际条件允许的情况下，可通过增加缺氧池的水力停留时间来充分利用内源反硝化过程，从而尽可能减少外碳源的投加，但需要防范由于内源反硝化过程造成的二沉池污泥上浮现象，或者所需的泥龄明显增加，不够经济。
3结论与建议
(1)由于排放标准升级，许多现有城市污水处理厂因TN等指标难以稳定达标而面临着升级改造的任务。改造工程应根据污水处理厂现状，从生物脱氮过程的不同阶段综合考虑，做到技术可行，经济合理，工程量小。(2)硝化是生物脱氮的重要过程，也是污水处理厂提高脱氮效率的限制因素之一。在污水处理厂升级改造过程中，属于需要重点考虑的单元，可通过投加悬浮填料、增大污泥龄等技术手段强化活性污泥系统的硝化能力，特别是低温环境下的硝化能力。(3)反硝化速率相对较快，但容易受到有机物含量不足的影响。在升级改造过程中，最重要的是保证充足的碳源，以满足TN稳定达标所需的碳氮比。在进水碳源不足的情况下，可通过投加外碳源、开发内碳源等技术手段来改善城市污水处理厂的反硝化效果，也可通过内源反硝化过程的合理利用作为强化脱氮效果的补充。(4)由于同化作用所形成的微生物中的氮组分以及颗粒性不可生物降解有机氮，可通过强化二沉池等设施泥水分离效果的技术措施来减少污泥颗粒中氮组分对出水总氮浓度的不利影响。
参考文献
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污水处理生物技术篇7
【关键词】污水生物处理;分子生物学技术;微生物群落分析
0.引言
传统的生物法在污水处理和微生物检测方面都存在着非常大的不足，传统的方法只可以培养十分之一左右的微生物，但是活性污泥当中所生存的细菌群落不是所有的都适合使用培养的方法对其进行详细的分析，同时其也不能很好的揭示生物反应器当中的变化和其所能传递出的信息，而使用分子生物学技术就可以很好的避免这些问题和不足，所以我们必须要对其予以高度的重视。
1.限制性片段长度多态性分析
在对限制性片段长度进行多态性分析的时候，DNA慧聪混合微生物群落当中被顺利的提取出来，通过详细的分析可以提供一些比较有价值的群落基因指纹信息，在这一过程中可以充分的利用限制性酶切之后DN段大小的不同特征将其分离，这种方法在应用过程中具有非常明显的优点，它不需要放射性标记的探针杂交流程就可以非常清晰的观察到整个过程中所产生的结果。
2.寡核苷酸探针技术
寡核苷酸或者是核算探针的方法借助分析和列举群落当中微生物的遗传信息来展现群落自身的结构，其主要的原理就是特定的微生物在DNA和RNA当中的裴烈顺序是不同的，而在实际的检验检测工作中针对群落的RNA进行寡核苷酸探针是非常直接的一种方式，一般情况下探针的碱基序列和目标细胞RNA上的某一个区域是存在着非常强的互补关系的，同时在这一过程中还要对检测的环境和条件予以严格的控制，这样就可以使得探针DNA个目标细胞中的RNA能够得到紧密的固定，如果RNA被固定之后就可以将没有杂交的探针冲洗的非常的干净，在实际的工作中，工作人员只要对杂交探针的数目予以确认就可以确定RNA是否存在，如果存在，其数量大致是多少。
寡核苷酸杂交作用一般可以通过两种方法进行对比，一种方法是狭线印迹法，这种方法相对比较传统，它主要是要将RNA从样品当中提取出来，当前我们经常用的方法是不需要提取RNA就可以实现同样功能的荧光原位杂交。
荧光原位杂交是将分子生物学技术的精确性和显微镜的可视性有机的结合在一起，这样就可以充分的在非常自然的微生物检测当中对不同类型的微生物进行鉴定，同时还可以对污水处理过程中污水所含的微生物数量以及空间分布等重要的信息予以显现，这项技术的主要工作原理就是要通过开通杂交探针的荧光信号来对核酸序列进行检测。，所以这种方法和传统的方法相比有着非常大的优势，得到了较为广泛的应用。
寡核苷酸技术在应用过程中所展现出的一个最大的特点就是它能够将探针设计的特异性充分的显示出来，这样一来就可以获得群落自身的结构信息，但是这种检测方式的准确性实际上和探针的特异性有着非常密切的关联，所以在这一过程中，我们一定要对探针的设计工作予以高度的重视。针对那些没有经过培养的细菌，我们首先需要采用杂交的方式对其进行鉴定，这样就可以知道探针是否足够合理。此外在这种方法应用的过程中还存在的一个非常重要的问题就是会出现假阳性结果，因为微生物在生长的过程中会产生一定的荧光作用，这样一来就会对检测的结果形成非常大的干扰，同时环境样品当中的残留物也会使得整个分析过程变得更加的复杂，因此在检测位置混合菌群的时候，一定要采取有效的措施来避免自身背景荧光的干扰，这样也就减少了假阳性出现的几率。
最近几年，很多检测技术都得到了相对比较广泛的应用，同时在很多领域都收到了很好的应用效果，其中FISH技术和其他技术也在不断的融合，这也对环境微生物学研究工作提供了非常好的条件，这种技术上的融合也使得图像更加的清晰，检测结果也更加的准确。
3.DNA生物传感器
生物传感器设计的理论基础是固定化生物层与目标污染物之间的专一性作用.基于生物催化和免疫原理的生物传感器在环境领域得到了广泛的应用尽管以核酸探针为敏感元件的传感器在环境检测中的应用尚处于起步阶段，但分子生物学与生物技术的发展为研究DNA生物传感器提供了可能.核酸杂交生物传感器的理论基础是DNA碱基配对原理，其高度专一性的DNA杂交反应与高灵敏度的电化学检测器相结合形成的DNA杂交生物传感器除了可用于微生物的核酸序列分析、微量污染物的检测外，还可用于研究污染物与DNA之间的相互作用，为解释污染物毒性作用机理提供了可能。
研究人员开发了电化学DNA传感器进行水体中aromaticamines的检测;还有一些人开发出了DNA杂交生物传感器并用于环境样品的微生物检测，如水体中病原菌Cryptosporidium的测定等.这类传感器的研究包括核酸探针固定化的优化、杂交反应条件、指示剂的结合与检测等.杂交过程并不是一个简单的在液相中探针与DN段按碱基配对规则形成双链的反应.影响杂交的因素很多，特别要注意影响杂交反应动力学和效率的因素，包括杂交时间、离子强度、探针长度、序列和杂交温度等，以保证其高度专一性和灵敏度。
4.DNA重组技术
20世纪70年代初，限制性核酸内切酶的发现为DNA重组技术的建立揭开序幕.DNA重组技术的实质是，将两个或多个单独的DN段连接起来产生一个能在特定宿主中自主复制的DNA分子.其基本程序是：外源DNA的获得;选择载体并进行处理;将目的DN段和处理后的载体连接;将连接产物导入合适的宿主细胞内，使重组DNA分子在宿主细胞内复制扩增;将转化菌落在平板培养基上培养成单个菌落，筛选获得含有重组DNA的阳性克隆.在废水的处理过程中仅靠分离和筛选的功能性微生物是不够的.如上所述，在混合的微生物群体中筛选特定的微生物菌种时往往得不到预期的结果;特定的微生物可能难以培养，从而无法应用到实际的生物反应器中;人类排放到环境中的污染物越来越复杂且难以处理.因此，有必要通过基因工程技术并根据具体的需要构建有效的基因工程菌或培育出可高效降解复杂多样的有害污染物的细菌来解决以上的问题。
指示菌在废水的微生物动态检测中具有重要意义.由于指示菌具有较高的存活力且对环境定物质的变化比较敏感，所以采用指示菌可以迅速、明确地反映污水中成分的改变情况.运用分子生物学技术中的基因重组技术可以把特定的基因整合到某些微生物的基因组中，再把这些基因工程菌释放到特定环境中，从而达到对环境进行监测的目的.必须明确的是，作为指示菌的基因工程菌至少应具有如下特点：含有易于被扩增、检测和定量的外源基因;在特定环境中具有较高的存活力;对环境定物质的变化比较敏感。研究人员把一种单胞菌进行基因工程处理，使其包含甘露醇冠瘿碱分解代谢的基因，通过在冰草氨酸和甘露氨酸中生长，这些微生物可以从环境样品中提取出来，对菌株构建时产生的融合区域进行PCR扩增，就可以进行灵敏的特异性检测。
5.结语
在上个世纪的80年代，一DNA序列和相关结构基因为主要研究内容的分子生物学技术已经逐渐的走出了初步发展的阶段，同时在整个世界范围都得到了非常广泛的普及，环境工程学、医学、生物学方面也有了很大的进步，分子生物学在这一过程中也在和许多其他的技术不断的融合，这也使得这项技术在污水处理微生物方面发挥了更大的作用。
【参考文献】
污水处理生物技术篇8
【关键字】分子生物技术;污水处理系统;内硝化菌群;应用
1.前言
传统微生物技术由于过度依赖培养技术来分离菌种，导致污水处理系统在分析硝化菌群时存在很多的不足之处，主要表现在三个方面，其一，污水处理系统中的硝化菌群是由很多微生物组合而成的，并在一定空间内分布和聚集，导致微生物之间相互竞争和依存，使得菌种变得十分复杂。在菌种分离和培养时，无法获取自然状态下菌群的结构及其空间分布情况。其二，硝化菌群代谢活动及基因表达容易受到外部环境的影响，导致菌种在分离和培养时，使得微生物生化性质和物理性质发生改变。其三，菌种培养所学时间较长，现阶段一些菌种还未能进行纯培养。随着分子生物技术的推广和应用，有效保证了硝化菌群生物活性及分布稳定性，提高了污水处理系统效率和质量。
2.FISH分子生物技术
2.1FISH-microelectrodes技术
微电极技术可以对生物膜中的微小生境或者活性污泥所含絮体环境因素进行有效的检测和分析，清楚的反映出微生物菌群的代谢活性。FISH-microelectrodes技术主要是将微电极技术及FISH技术相结合，对微生物菌群代谢活性、空间分布及环境因素相联系，以获取相关的检测参数[1]。FISH-microelectrodes技术在硝化菌群研究中应用广泛，主要是能够明确生物膜垂直方向微生物菌群代谢活性和空间分布情况。
2.2Clone-FISH技术
Clone-FISH技术主要是通过FISH技术挑选出阳性性质的Clones或者观察探针有效性。这种检测技术在硝化菌群中的应用情况，主要体现在：其一，能够对硝化菌群探针有效性进行有效的检测。主要是用16S rRNA的克隆子来替换纯培养细胞，以检测出探针的有效性。其二，能够通过FISH技术在克隆文库筛选出呈阳性的克隆子，并对其基因片段转化成功情况进行有效的检验。
2.3FISH-MAR技术
有关研究表明，单一性的使用FISH技术，无法取得微生物菌群生理性质、代谢活性等信息，而单一性的使用MAR技术，同样不能获得微生物菌群分布情况及构成情况。Lee等研究者，将FISH技术和MAR技术相结合，成为FISH-MAR技术，其可以通过显微照片，清楚且直观的呈现出微生物菌群空间分布和结构组成情况，同时获取多种微生物菌群代谢活性。这种技术主要是将微生物菌群样本放到通过放射性的物质标识的无机或者有机底物中，对其进行培养，使得具有吸收性的放射底物内细胞，能够清楚呈现在显微图片中。
3.PCR分子生物技术
3.1PCR-DGGE技术
PCR-DGGE技术主要是将PCR的扩增产物放置到线性梯度的变性剂聚丙烯酰胺凝胶内，并进行电泳。虽然PCR扩增出DN段的长度均相同，但是其碱基序列去不相同。在电泳中，碱基序列不相同DN段将会在变性剂作用下发生变性，使得电泳速度快速降低，并留置在变性剂的梯度位置。然后经过相应的染色处理，在聚丙烯酰胺性凝胶上，会出现很多不同的DNA谱带，作为某个序列的一个DN段。为了防止异源双链核酸分子、探针特异性及单链DNA等检查结果受到影响，在经过PCR-DGGE检验后，需通过测序及克隆的方式来确认DNA的序列，获取硝化菌群的结构。Limpiyakorn、Ebie通过PCR-DGGE技术，分析不相同的污水处理系统中所含的硝化菌群，实验结果表明，污水处理系统中的AOB含量未变，但是在检测过程中容易受到温度计水质等因素的影响，使得污水处理系统中的AOB菌群的结构产生很大变化[2]。
3.2PCR-T-RFLP技术
PCR-T-RFLP技术主要是标记PCR扩增时引物端使用的荧光物质，在利用标记引物，对样品中的DNA实行PCR 扩增之后，PCR扩增所形成产物就会携带有荧光标记，可选择适宜的内切酶来消化PCR产物，即可形成长度不同的片段。与PCR-DGGE技术相比，PCR-T-RFLP技术能够在短时间范围内，对大量硝化菌群的结构进行有效的分析，同时具有灵敏度高、重现性好等优点。Egli等通过PCR-T-RFLP技术，对短程反应设备中的硝化菌群的结构进行有效检测和分析，检测结果表明，反应设备中的硝化菌群多样性正在慢慢下降，同时期在不同pH值和温度等条件下，其会呈现出不同的结构。Park等通过PCR-T-RFLP技术，分析了DO在活性污泥硝化菌群结构变化中的影响，同时对氧化沟中所含的硝化菌群的结构进行检测和分析，检测结果表明，在氧化沟缺氧及好氧相互交替的环境下，污水处理系统中所含的Nitrosospira-like量较大，并与SND现象相关。
3.3RT-PCR技术
RT-PCR技术主要是将RNA反转录技术与PCR扩增技术相结合。首先，模板RNA在反转录酶的作用，形成cDNA，然后再把cDNA作为相应模板，扩增并形成具有目的性的片段。模板RNA可以作为转录RNA或者总RNA的产物，并保证其所含的无RNA酶及DNA不受到任何污染。Terahara等通过RT-PCR技术，对污水处理系统中的硝化菌群所含的16S rRNA及16S rDNA进行检测和分析，检测结果表明，硝化菌群细胞中所含的16S rDNA增长速度低于16S rRNA，在外部环境影响下，硝化菌群细胞所含16S rRNA的多样性会发生变化。由于amoA基因是AMO活性的位点，通过单一性的PCR技术，并不能对amoA基因及硝化菌群活性进行有效的分析，同时amoA基因中的mRNA在硝化菌群中的更新速度较快，半衰期只有几分钟，因此利用RT-PCR技术对硝化菌群中amoA基因的mRNA进行有效的分析，可以验证外部环境对硝化菌群活性产生的影响，对于优化污水处理系统具有重要意义[3]。
污水处理生物技术篇9
【关键词】:生态型;污水处理技术;发展前景;
中图分类号：U664文献标识码： A 文章编号：
【 Abstract 】 : With the constant development of economy industrial agriculture and life wastewater discharge of makes originally very limited supplies of fresh water destruction resulted in the city and the countryside freshwater resources shortage of effective prevention and control of water pollution protection of water resources is imminent sewage is available with the value of the resources, ecological green sewage processing technology development, for wastewater reuse and recycle to provide a broad prospect
【 Keywords 】 : Ecological; Wastewater treatment technology; Development prospects
引言
随着可持续发展战略的实施与水处理技术的进步, 污水处理的发展呈现以下特点: 一是技术和设备的更新, 从传统的物化和生物处理工艺向先进的生物除磷脱氮、微滤、膜组件与膜生物反应器等新型材料、新工艺技术发展; 从单一的设备组件向成套型、低能耗型发展, 自动化控制系统与管理技术不断更新。二是充分利用生态、自然型技术与传统及新工艺相结合, 努力达到污水处理的技术和经济优化。三是注重从单一处理向综合环境的改善和资源综合利用方向发展, 大力推进中水利用技术及生态环境改观技术。
一、 生态型污水处理定义
污水生态处理技术是指运用生态学原理、采用工程学手段对污水进行治理与水资源利用相结合的方法。具体一点说，就是把污水有控制地投配到土地上，利用土壤— 植物—微生物复合系统的物理、化学、生物学和生物化学特征对污水中的水、肥资源加以回收利用，对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术。
污水生态处理技术以土地处理方法为基础，是污水土地处理系统的进一步发展。以土壤介质的净化作用为核心，在技术上特别强调在污水污染成分处理过程中植物-微生物共存体系与处理环境或介质的相互关系，特别注意对生态因子的优化与调控，是生态学4大基本原理在水资源领域的具体运用.
二、 生态型污水处理技术的发展现状
生态型污水处理技术在污水农业回用上已有一定的应用历史, 国外利用污水土地处理后直接灌溉农业; 近来利用生态工程原理发展起来的人工湿地技术对城市污水处理也呈现一定的发展趋势。先进国家如德国、美国利用自然的山地、河海岸兴建了不少生活污水湿地处理系统, 我国近年来也正对一些城市和生活居住区搞湿地生态处理系统, 生态型污水处理技术发展趋势良好。
三、 生态型污水处理技术的特点
生态型污水处理技术用于污染治理已有悠久的历史。但是,由现代处理技术和环境工程技术相结合的污水处理技术,是20世纪 80年代才诞生于欧美地区。 污水处理技术是21世纪国际生物技术的一大热点领域,它将在环境治理上发挥着重要的作用。生态型污水处理技术产生、发展及演变与一系列的环境污染问题有着密切的联系。 近年来,随着各种新科技的发展,污水处理技术也得到了进一步的发展。
生态型污水处理技术主要是指利用土地系统和自然型及人工型的有一定调节功形成一定植物、土壤、微生物、水复合生态系统来有效地处置污水的技术。主要有土地渗滤处理系统、地表漫流处理系统、湿地处理系统等, 利用生物态势使污水得到充分净化, 并能将污水处理与环境生态有机结合起来, 创建新的城市生态景观。其主要优点是利用生态技术, 成本大幅降低, 水质标准较高。生态污水处理技术对污水必须经一定的预处理,对污水特性、土地处理场地与土壤和载体特性、植物种类、气候条件等均有较高要求。
比如环境生物技术就是其中的一种：生物与环境之间既有对立的一面,又有统一的一面,生物体靠体内调节和变异来适应环境变化,同时通过自身来影响和改变环境。 环境生物技术拥有许多其他方法不可比拟的优势,如微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性,并可将其作为代谢底物降解和转化,具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势。用生物方法处理污染物的最终产物大都是无毒无害、稳定的物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷等,通常可一步到位,避免了污染物的多次转移,因此它又是一种消除污染安全而彻底的手段。另外,生物处理技术的产物或副产品,大多可以较快生物降解的,并可作为资源加以利用,有助于把人类活动产生的环境污染减到最小程度。
四、 生态型污水处理技术的发展前景
现在很多城市都在大力开发旅游业, 由于地方由于地处山地, 离交通主干网远, 处于集镇区外缘, 污水收集输送困难。随着产业推进, 污染问题日益突出,并影响该地区的饮用水源、水库, 如就地采取生态湿地处理技术, 也是一项十分有利的举措。
现在一些城市在河道两岸整治采取了传统的驳岸、疏浚、建集污管渠的技术措施, 特别是中心城区采用的新型集污渠和河底硬化技术措施, 但工程的技术难度大, 投资上仍不很经济, 如果对局部河道两岸采用生态型人工湿地处理以生活污水为主的污染, 不但解决了污水收集难的问题,又改善和创建河道两岸的绿地及生态景观,并能还河道本色。
在推进农村乡村化规划建设进程中, 在城镇集镇区外的一些大的生活集居区由于污水收集难度大而造成的污染又严重影响河网水系。可以充分利用土地资源和生态技术, 兴建一些小型的生态污水处理厂, 能综合治理农村水环境污染, 促进农业灌溉回用。
生态型污水处理技术与城市规划的适度规模集中污水处理厂技术相结合, 作为后置保障工艺系统十分有利。发挥城镇土地资源价值, 并且合理利用丰厚的滩涂土地资源。由于土壤的渗水、透气性差, 不易直接搞大型的生态污水处理厂, 但可作为集中污水处理厂的后置工艺系统, 确保并提高水质标准, 使之改善环境生态和污水资源利用。
结语
总之, 发展生态型污水处理技术前景可观, 但又必须因地制宜, 充分考虑土地资源,土壤、气候、作物与污水特性, 充分考虑综合景观的改善与工程布局, 使之稳定、健康的发展。
参考文献
[1]杭世珺.小城镇污水处理工程设计的反思与建议[J].给水排水,2004,30(10).
[2]张克峰,王永磊.我国中小城镇污水处理适用工艺探讨[J].净水技术,2005,24(6).
[3]刘建军.常用油田水处理技术及其现状探讨[J].石油工业，2011.4.
[4]马宏伦.油田水处理技术发展前景的分析[J].水处理工业，2010.12.
污水处理生物技术篇10
关键词：环保;污水处理
中图分类号：U664文献标识码： A
随着社会与经济的越来越快发展，生态环保已经成为越来越重要的话题。生态环保关系到每一个人的生活，影响非常的大。而在生态环保中，最大的问题是水资源污染的问题，随着工业等各种产业生产的需要，有的未经过检测合格就擅自将污水排入河流或是水系里，导致自然水体被破坏，水污染越来越严重，而水污染严重影响着人们的生活。为了改变这一现状，很多地方开始进行污水处理，但是传统的污水治理方法成本太高，难以实行，取得的效果也不是很好，所以本文从生态环保角度出发，提出基于生态环保的污水处理技术。
一、污水致力传统技术与污水生态处理技术简介
污水处理技术有传统的方法和生态处理技术。传统的污水处理技术就是利用物理、化学等原理作用对污水进行净化，物理方法就是利用物理特性将有害物质进行吸收，化学方法就是利用物质之间的化学反应将有害物质反映或是转化为无害物质。而这两种方法都不易实现，能源消耗非常大，而且在技术维护方面难度也比较大，成本比较高，难以进行有力的推广。这也是很多企业冒着违规的风险将污水直接排出的原因。
生态环保的污水处理技术，就是利用生物原理将污水有目的、有控制性的投入到一定的生态系统中，利用这个生态系统中的土壤、动物、植物、微生物等多种资源的符合作用，将污水中的超标物质和有害物质进行利用吸收，使污水中的有害物质进行降解，最后达标的过程。这一过程也可以用循环再生来形容。生态环保的污水处理技术处理污水的最大好处就是操作简单、投资较小、无副污染物出现，同时还可以达到整体优化的效果。
二、污水生态处理技术遵循的原理
1.循环再生原理
生物学中的循环再生原理，指的就是利用生态系统中的生物成分，将非生物成分合成新物质，然后又降解的过程，在这一过程中，通过生成和降解的循环，使整个生态系统保持平衡。在污水生态处理技术方面，也是利用循环再生的原理，将污水排入特定的生态系统，使污水中的非生物组分参与到这个循环再生的过程，加大了循环再生过程的进程和速度。
2.和谐共存原理
和谐共存原理指的是在生态系统中，所有生物与非生物之间的最稳定状态就是和谐共存，如果做不到和谐共存，那么其中一方就会被一方毁坏，直到达到平衡为止。所以在污水处理的过程中，污水引入到一个特定系统中，引起系统的不平衡，这个系统里面的生物就会将污水里面的非生物稀释或是降解，最后达到平衡状态，做到和谐共存。
3.整体优化原理
使用生态学的方法对污水进行处理是一个简单的过程，但是在这个处理过程中，包括很多环节，譬如说污水源控制、修复生态系统的选择、污水布水公艺选择、再生水的利用等等，这些环节都是必不可少的，而且对污水处理整个过程来说非常重要，不能单独的进行考虑。所以，应该将这些环节作为一个整体来考虑，对这个整体进行优化，最后达到使用污水生态处理技术处理污水的同时又对污水中的资源加以利用，变废为宝，达到整体优化的目的。
4.区域分异原理在进行污水生态处理技术上，必须要考虑到地区差异。因为每个地区的生态系统都会因为当地的特殊环境而不一样，所以在考虑应用这种那个方法的时候就必须考虑到这个因素，不能盲目的进行，导致污水生态学处理技术作用不明显。考虑到地区差异，就必须因地制宜，选择不同的修复植物、布水公艺、管理方法等进行管理和运用。并且在开始利用使用污水生态处理技术的时候，应先进行小范围的实验，在取得成功后，在开始大规模的使用这种方法。这样污水生态处理技术的成功率才会比较高。
三、污水生态处理技术的主要方法
污水处理技术主要是应用生态系统天然的资源，来将污水中的污染物质转移或是转化为其他物质，达到消除或是降低水中污染物中的作用。这种方法费用低还能达到整体优化的目的。目前，我国主要采取土地处理系统、蚯蚓滤池处理系统、生态塘处理系统三种方法来进行污水处理，并取得了显著的效果。
1.土地污水处理系统
土地污水处理系统就是利用土地―植物系统的自我调控能力以及生物作用对污水进行处理，从而改善污水的水质，在处理污水的同时植物和土地可以吸收污水中的富营养和水分，从而土地更加肥沃，植物生产的更快，更好。这样在进行污水处理的同时也能带来植物的更好发展，一举两得，实现废水最大化的利用，变废为宝。污水土地处理系统有很多种类型，常见的包括慢速渗透处理系统，还有与之相对的快速渗透系统，地表漫流处理系统以及地下渗透处理系统。使用土地污水处理系统的这几种方法来净化污水，其使用的原理是沉淀、过滤、挥发、生物氧化、土壤吸附、光解等，这几种都是最原始的处理污水的原理，包括物理原理和化学原理。这几种处理方法都可以使污水处理到达标水平，可以直接灌溉或是作为景观水使用。
2.蚯蚓滤池处理系统
蚯蚓滤池处理是人工制造的生态系统，就是将蚯蚓引入常规的滤池内构成。蚯蚓滤池处理系统是利用蚯蚓的消化分解作用以及过滤作用而达到处理污水的目的，所以蚯蚓滤池一般分为三层。第一层为蚯蚓分解层，这一层就是利用蚯蚓的消化分解以及上下钻动的特性来达到分解污水中污染物的过程。这一作用原理就是蚯蚓吃食污染物，和体内的细菌进行反应，排除，蚯蚓粪便的细菌进入环境中后使得有机物的数量增多，杀死微生物，达到处理污染物的效果。第二层是补充层，第三层是承托层。第二层和第三层的最主要作用是过滤作用，使得蚯蚓处理过的污水进一步的过滤。污水从蚯蚓滤池的上部进入，经过处理后的水从下部排出。蚯蚓滤池的整个处理污水的过程操作简单、成本比较低，污水处理效果好，可以方便推广使用。
3.生态塘处理系统
生态塘污水处理系统也是应用较多的生态污水处理技术。主要原理就是将污水引入人工制造的一个生态系统中，这个生态系统包括水产和水禽类生物。生态池塘通过太阳能的光合作用以及各种食物链原理将污水中的有机物进行分解或是转化，然后再通过食物链作用将物质一层一层的转移，使用这种方式将污水净化。这个方法之所以使用较多并且效果不错就是因为采用这种方法，污水得到净化的同时，水生植物和生物等也得到了食物，可以进行回收。这种污水处理方法不仅维护方便、成本低，更大的好处是可以获得经济效益。
