污水處理之生化處理

廢水的生化處理是指廢水的生物化學(xué)處理，簡稱為生化處理。

生化處理是利用微生物的生命活動過程將廢水中的可溶性的有機物及部分不溶性的有機物有效地去除，使水得到凈化。

天然的水體中就存在著生化處理，即大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米吃小蟲，小蟲吃微生物，微生物吃污水。在自然界的河流中，有大量依靠有機物生活的微生物，它們將人們排入河流的有機物（工業(yè)廢水、農(nóng)藥化肥、糞便等有機物質(zhì)）氧化或者還原，最終轉(zhuǎn)化為無機物質(zhì)，如果沒有這些微生物的存在，自然界中的河流經(jīng)過一段時間后就會變成臭河。廢水的生化處理工程就是在人工條件下對這一過程進行強化。將無數(shù)的微生物集中在一個池子內(nèi)，創(chuàng)造一個非常適合微生物繁殖、生長的環(huán)境（如適宜的溫度、pH值、充足的氧氣、氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)），使微生物大量增殖，以提高其分解有機物的速度和效率。然后再往池內(nèi)泵入廢水，使廢水中的有機物質(zhì)在微生物的生命活動過程中得到氧化降解，使廢水得到凈化和處理。

廢水中有碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等有機物，這些有機物是微生物的食料，一部分會被降解、合成為細胞物質(zhì)（組合代謝產(chǎn)物），另一部分被降解氧化成為水份，二氧化碳等（分解代謝產(chǎn)物），在此過程中廢水中的有機污染物會被微生物降解去除。

在廢水生物處理中，微生物最適宜的溫度范圍一般為16-30℃，最高溫度在37-43℃，當溫度低于10℃時，微生物將不再生長。在適宜的溫度范圍內(nèi)，溫度每提高10℃，微生物的代謝速率會相應(yīng)提高，COD（化學(xué)需氧量）的去除率也會提高10%左右；相反，溫度每降低10℃，COD的去除率會降低10%，因此在冬季時，COD的生化去除率會明顯低于其它季節(jié)。   

微生物的生命活動、物質(zhì)代謝與pH值有密切關(guān)系。大多數(shù)微生物對pH的適應(yīng)范圍在4.5-9，而最適宜的pH值的范圍在6.5-7.5。當pH低于6.5時，真菌開始與細菌競爭，pH到4.5時，真菌在生化池內(nèi)將占完全的優(yōu)勢，其結(jié)果是嚴重影響污泥的沉降結(jié)果；當pH超過9時，微生物的代謝速度將受到阻礙。不同的微生物對pH值的適應(yīng)范圍要求是不一樣的。在好氧生物處理中，pH可在6.5-8.5之間變化；厭氧生物處理中，微生物以pH的要求比較嚴格，pH應(yīng)在6.7-7.4之間。

生物處理在廢水處理工程上應(yīng)用得最廣泛最實用的技術(shù)有二大類：一類叫做活性污泥法，另一類叫做生物膜法?；钚晕勰喾ㄊ且詰腋钌锶后w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面積較大的菌膠團，它可以大量絮凝和吸附廢水的懸浮的膠體狀或溶解的污染物，并將這些物質(zhì)吸收入細胞體內(nèi)，在氧的參與下，將這些物質(zhì)完全氧化放出能量、CO_2、H₂O?；钚晕勰喾ǖ奈勰酀舛纫话阍?g/L。而在生物膜法中，微生物附著在填料的表面，形成膠質(zhì)相連的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮狀結(jié)構(gòu)，微孔較多，表面積很大，具有很強的吸附作用，有利于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面和水不斷接觸，廢水中的有機污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(zhì)，在氧化分解有機物質(zhì)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(shè)施中帶出并在沉淀池中與水分離。生物膜法的污泥濃度一般在6-8g/L。 為了提高污泥濃度，進而提高處理效率，可以將活性污泥法與生物膜法結(jié)合起來，即在活性污泥池中添加填料，這種既有掛膜的微生物又有懸浮微生物的生物反應(yīng)器稱為復(fù)合式生物反應(yīng)器，它具有很高的污泥濃度，一般在14g/L左右。

生化處理的優(yōu)點：

處理效果好：能夠有效去除廢水中的有機污染物、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，使出水水質(zhì)達到較高的標準，滿足不同用途的水質(zhì)要求。

成本相對較低：與一些物理化學(xué)處理方法相比，生物化學(xué)處理的運行成本較低，特別是對于大規(guī)模的廢水處理，具有較好的經(jīng)濟性。

環(huán)境友好：生物處理過程中產(chǎn)生的污泥等副產(chǎn)物可以通過適當?shù)奶幚磉M行資源化利用，如堆肥、制沼氣等，實現(xiàn)了廢棄物的循環(huán)利用，減少了對環(huán)境的二次污染

局限性：

對水質(zhì)要求較高：廢水中的有毒有害物質(zhì)、高鹽度、酸堿度等都會對微生物的生長和代謝產(chǎn)生抑制作用，影響生物處理的效果。例如，高鹽度廢水會降低微生物的活性，甚至導(dǎo)致微生物死亡，使生物處理難以進行。

處理時間較長：與一些物理化學(xué)方法相比，生物化學(xué)處理的反應(yīng)速度相對較慢，需要較長的時間來完成有機物的降解和轉(zhuǎn)化，對于一些需要快速處理的廢水，可能難以滿足要求。

受環(huán)境因素影響大：溫度、溶解氧等環(huán)境因素對微生物的活性和處理效果有重要影響。在低溫條件下，微生物的代謝速度減慢，處理效率降低；溶解氧不足會影響好氧微生物的生長和有機物的氧化分解

發(fā)展趨勢

新型生物處理技術(shù)的研發(fā)：如微生物燃料電池技術(shù)，利用燃料電池中接種的降解廢物的微生物進行有毒物質(zhì)、有機物、雜質(zhì)的降解，具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，有望成為未來廢水處理的重要技術(shù)之一

生物處理與膜分離技術(shù)的結(jié)合

強化生物處理工藝：通過投加高效微生物菌種、優(yōu)化工藝參數(shù)、采用新型填料等方式，提高生物處理的效率和抗沖擊負荷能力，使其能夠更好地適應(yīng)不同類型的廢水處理需求