生化污水深度处理改造

生化污水深度处理改造

薛雷

河北冀衡青先化工有限公司 河北省沧州市 061200

摘要：在我国城市化迅速发展的今天，如何有效地治理污水，是一个亟待解决的问题。多阶段生物化学污水处理技术由于具有高效、稳定、环境友好等优点而备受重视。本文基于升华污水深度处理改造技术，对污水多级升华处理技术进行阐述，进一步研究多级生化污水处理技术的基本原理，对其当前污水处理技术各种工艺优势与挑战进行分析，希望能够对相关研究者有所帮助。

关键词：城市污水处理；多级生化处理；环境保护

引言

城市污水治理对于保障人们身体健康、保护生态环境具有十分重要的意义。传统的污水处理技术，不仅效率低，而且会产生大量的污泥，造成二次污染。多级生化处理工艺以其自动化程度高，处理效果好等优点，被广泛应用于城市污水的处理。通过对生化污水多阶段处理方法研究现状的综述，以期对城市污水多阶段处理方法的完善与优化具有一定的借鉴意义。

一、污水多级生化处理技术概述

（一）生化反应器的种类和原理

生化反应器主要有活性污泥法反应器和生物膜法反应器两种。活性污泥法反应器是指在污水中加入适当数量的菌种，并通过其自身的代谢功能来降解污水。生物膜法反应器是一种能使微生物粘附于其表面而形成生物膜的载体。在污水流经生物膜后，其上的微生物会把污水中的有机物质分解成无机盐。二者均依靠微生物降解，但在机理及效果上存在细微差异。

（二）多级生化处理系统的构建和工艺

多段生物化学处理工艺，目前常用的多段生化工艺有顺序间歇式（SBR）、顺序混合反应器（SHAR）和移动床生物反应器（MBBR）。从工艺上讲，一个多阶段的生化处理体系一般由预处理，生化反应，沉淀三个阶段组成。对污水进行了预处理，去了较大的杂质，悬浮物。在生物反应器内，微生物将有机物质转化为无机物质。同步进行脱氮和除磷的处理。通过沉淀、过滤等工艺，将污水与淤泥相分离，得到水质达标的洁净水。

二、多级生化处理技术的基本原理

（一）生物膜工艺

生物膜法是一种新型的生物处理技术。生物反应器是一种以生物膜为基础的生物处理技术，它具有良好的生物降解性能。相对于常规的悬浮式生物反应器，生物反应器中的菌群密度更大，降解速度更快。在此基础上，研究了生物膜在不同条件下对有机污染物降解的影响。

（二）生物颗粒工艺

在多段式生化工艺中，生物处理工艺也是很重要的一环。在生物反应器内，微生物以微粒的形态被集中起来，形成了一种具有较高生物活性的微粒。这些生物微粒在内外两个方向上构成了一个反映区，可将污水中的有机物质及养分，例如氮磷等清除掉。生物法的优势在于它对各种污水的适应能力强，处理效果好。这样的聚合体可以加强微生物间的协同作用，提高生物反应器的稳定性和效率。

（三）生物接触氧化工艺

除多阶段生化法之外，还可以应用于高浓度的有机废水的处理。生物接触氧化池是一种以氧为主要成分的生物反应器。通过添加填充剂，使反应区域增大，有利于菌体与底物之间的接触，从而提高脱氮效果。生物接触氧化工艺在处理高浓度有机废水时表现出较高的处理效率，能有效降低COD和BOD等指标。

三、污水多级生化处理技术的应用案例分析

（一）城市污水处理厂案例分析

例如， 某市污水处理厂就采用了多阶段生物化学处理工艺。本工程由一级沉淀池、生物反应器及二级沉淀池组成。在初沉降法中，大的悬浮物和固体污染物经物理沉降法除去。污水经生物反应器处理后，通过微生物降解有机污染物。通过二次沉淀，将污水中的水与淤泥进行了分离，使污水达标排放。新型的多阶段生物处理工艺，它具有处理效果好、水质稳定、能耗低等优点。通过对运行监测资料的分析，发现污水处理效果较好， COD、NH3-N和总磷都达到了国家规定的要求。在此基础上，通过对水厂自动化程度的分析，实现了水厂自动化智能控制系统，提高了运维效率和管理水平。

（二）工业废水处理案例分析

以某化工厂的废水处理使用了一种多段生化工艺来处理工业废水。在此过程中，污水经特殊工艺处理后，可分解为有机物质，经生物反应器转化为氮磷形态。再将污水排入二级沉淀池，再用浮子法沉淀。最终，通过过滤和其他的工艺，就可以得到洁净的水。该方法在处理工业污水方面具有效率高，稳定性好，环境友好等特点。根据现场运行情况，本工艺可实现对有机污染物的高效降解，并对氮磷等污染物进行脱除。上述实例说明，采用多阶段生物法处理工业污水，是一种非常有前途的方法，为实现可持续发展、降低环境污染提供了有力的技术支撑。

（三）污水多级生化处理技术的优势与挑战

1.优势

多级生物处理技术应用于城市污水的高效处理，能够实现对污水中有机物质的高效降解。稳定性：通过对不同的反应级数进行合理的组合，使多级生化处理系统能够对不同的污水进行稳定的处理，并且能够适应多种复杂的处理条件。绿色环保：利用微生物降解，使有机物质转变成无毒的无机盐，降低了对环境的污染。与传统的废水处理方式相比，生物膜多层次的生物膜处理方式具有更低的能耗、更低的化学用量、更低的温室气体（CO2）排放等特点。适用范围：多阶段生物化学处理系统具有很好的适应性。反应器的个数、容积及工艺参数可按要求进行灵活调节。

2.挑战

城市污水采用多级生物处理工艺，其运行费用较高，需有专人监控与管理。淤泥处理：经过多级生物化学工艺，会产生大量淤泥。如何对污泥进行高效的处置，是目前亟待解决的问题。工艺改进：生物化学工艺已在多个水平上有了进步，但是仍然有许多技术难点。如，微生物种群的稳定性与适应性，降解对特定污染物的作用效果，都有待于深入研究与优化。混合污水处理：城市污水中的污染物种类繁多，工业废水，农业污染，等等。当出现突发性的环境灾害或事故时，多级生化处理系统可能会出现异常，这可能会给饮用水安全与环境保护带来一定的风险。

四、污水多级生化处理技术的发展趋势

（一）新材料的应用

采用新型的工艺技术，可以有效地改善污水的处理效果，而生物填料、微生物载体膜等新的载体材料，由于其比表面积大，附着性好，更利于生物膜的形成，更有利于微生物的生长。在此基础上，通过添加不同种类的新型填料，可有效地提高生物反应器内的微生物群落结构，有效地改善生物反应器的性能。同时，新型的吸附剂、催化剂等也能实现对污染物的高效降解。比如，纳米材料由于其高比表面、高活性等特点，能够有效地增强其对污染物的吸附容量、促进反应速率等。并将其应用于膜分离材料、纳米粒子、生物质等领域。采用多阶段的生化处理方法，可有效地改善分离效果，增强其耐久性。拓展多段生化工艺的适用领域，为提高污水处理效率，降低能耗，提高水质质量提供新思路。随着新材料的开发与应用，城市污水多段化生物处理技术的不断发展，必将成为城市污水多段化生物处理技术发展的新动力。

（二）智能化控制技术的发展

随着自动化程度的提高，传感技术、数据分析技术以及人工智能技术的不断发展，对系统进行实时的优化，并依据所得到的数据与算法进行相应的决策，从而达到提高过程效率、减少能量消耗的目的。该系统能根据现场实际情况对现场进行实时监测，并能有效地减少人为干预和误操作。在此基础上，采用智能控制技术，对设备进行状态监测、故障诊断与预警，提高设备的运行与维修效率，提升设备的可靠性。

结束语

随着科学技术的发展与创新，在生化处理、新材料与智能控制等方面的应用，我国在城市污水处理方面已取得了明显进展。高效、生态、可持续的处理方式，对环境保护、水质改善有重要意义。在技术上进行积极的革新，使城市污水处理业得到更好的发展。

参考文献

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