生物酶催化技术及活性污泥膨胀技术.doc

生物酶催化技术及活性污泥膨胀技术摘要 本文主要对工业及生活污水处置进行了分析，提出了生物酶催化技术在滞留污水应急处置中的应用，以及从介绍活性污泥膨胀现象的特点及分类，并从温度、营养比例、污泥负荷、DO值、pH值、早期消化等角度进行分析，得出进水水质、运行条件不同，产生污泥膨胀的原因各异的结论。为环境污染应急处置提供了有效措施。 关键词 生物酶滞留污水 活性污泥；污泥膨胀；引言 我国国民经济迅猛发展,城市规模不断扩大,人口数目增长迅速,随之而来是城市、工业、生活污水水量不断加大,水质也越来越复杂,仅仅依靠稀释及水体自净作用处理过污水已经无法满足达标排放要求,会对下游水体产生较大污染和影响。这种情况下,我们就不不采取措施加大对城市生活污水处理力度,以改善不断恶化水环境污染趋势。目前国内现有的常规处理工艺无法应对突发性环境污染造成的超标污染物，深度处理工艺也仅能应对部分超标污染物。而了解了活性污泥的相关原理和方法就能很有效的解决污水的相关问题。活性污泥法自1914年被A1dern发明，由于其经济、可靠的优势而得到广泛应用，并随着实际运行产生了阶段曝气、渐减曝气、AB工艺、A/O工艺、A2/O等系列变形工艺，但无论是哪种改进的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀现象，并且活性污泥膨胀现象发生非常广泛，活性污泥膨胀能够降低污泥沉降性能，影响出水水质。因此污泥膨胀成为活性污泥法困扰人们最大的难题之一。如何采用有效的应急处置技术，在最短时间有效去除污染物，已成为当前所面临的新课题。生物酶催化处理污水技术 1生物酶催化处理污水技术的机理 将生物酶催化技术应用于环境中污染物的去除，不同于普通微生物的系列生物酶技术，是将多种生物酶进行复合，通过生物酶打开污染物中更复杂的化学链，酶分子可以使反应物分子中化学键拉长、扭曲和变形，使他们更容易被水解，因而加速有机物的分解，将其迅速降解为小分子，从高分子有机物降解为低分子有机物或CO2、H2O等无机物，降低 COD值，从而达到去除污染物的目的，并可大大降低污水处理费用。 与其他微生物处理相比，生物酶催化处理法具有催化效能高、反应条件温和、对废水质量及设备情况要求较低，反应速度快，对温度、浓度和有毒物质适应范围广，可以重复使用等优点。 酶催化反应通式： 在酶催化反应中，根据中间产物学说，催化反应可以分为两步进行，反应式如下： E +S ES P + E 酶 底物 中间产物 最终产物 酶（E）的作用是：与S暂时结合形成一个新化合物ES，ES的活化状态（过渡态）比无催化剂的该化学反应中反应物活化分子含有的能量低得多。ES再反应产生P，同时释放E。E可与另外的S分子结合，再重复这个循环。降低整个反应所需的活化能，使在单位时间内有更多的分子进行反应，反应速度得以加快。 2生物酶催化处理污水技术的优点 （1）催化效率高 生物酶一般能加速反应速度1091010倍。而化学催化剂仅能加快反应速度104105倍。所以相对含量很低的生物酶在短时间内能催化含量很高的底物，可以成千万倍地加速生物化学反应的速度。生物酶催化仅能加快化学反应速度并不会改变化学反应的平衡点，且在反应前后其本身不发生变化。 （2）专一性 每种酶有且仅有一种功能。有机体内的每项功能、每种底物，都有与其对应的唯一的一种酶。底物与酶像钥匙与锁一样配套。只有当酶找到其合适的底物时，生化反应才会发生。 （3）适用范围广 生物酶种类繁多，几乎所有的有机物都能被某一种生物酶降解。在一个反应器里，多种生物酶可在相同的条件下同时净化处理含有多种污染成分的废水。 （4）长久高效性 酶作为催化剂，不会成为它所催化的生化反应的终产物的一部分。某一生化反应完成后，产物离开酶，酶就可以对另一分子进行相同的作用了。只要有合适的条件，酶可以一直工作下去。 （5）环保性 生物酶是环境友好型制剂，可以被完全生物降解。而大量使用化学制剂会对环境产生二次污染，生物酶对环境没有危害，因此生物酶可以更经济地完成同样的工作，却对环境无害。环保用酶没有任何有害废物产生，使用生物酶制剂是无害化处理的过程，这使其成为解决工业水污染问题的最佳方案。活性污泥膨胀特点膨胀污泥有以下几个特点：一、发生几率高。据统计，在美国60 ，德国50 ，意大利50的污水厂存在污泥膨胀问题。我国的绝大多数活性污泥法工艺的污水厂，也不同程度地存在污泥膨胀现象；二是普遍性强。污泥膨胀现象活性污泥及其演变而来的各种工艺中都存在；三是危害严重。发生污泥膨胀现象后能够造成污泥流失、出水悬浮物(SS)超标，最终导致处理能力大大降低。污泥膨胀的影响因素1温度 每种细菌都有其适宜生长的温度范围。diggers等人研究表明，较低温度有利于丝状菌的生长。试验表明10时容易导致丝状菌性污泥膨胀现象，而污水温度提高到22则不再产生膨胀现象。2 营养比例通常认为污水中BOD5：N：P100：5：1为微生物的适宜比例。如果污水中各营养成分不能满足该比例时则可能导致污泥膨胀。例如RE等人报道了在缺N的情况下，由于丝状菌对N、P等营养物质有较强的亲和力，在该类营养物质浓度较低的情况下对其有累积能力，因此不能抑制丝状菌的生长，而其它种微生物则受到N、P的限制而逐渐被丝状菌所替代，造成污泥膨胀。3污泥负荷大多数人们认为低负荷容易造成污泥膨胀。因为在低负荷情况下，菌胶团细菌对营养物质的吸收受到限制，而丝状菌比菌胶团细菌有更大的比表面积，在低负荷下具有更强的捕食能力。但也有人认为只有污泥负荷在某个范围内才不易引起污泥膨胀现象。Pipes通过对多个污水处理厂调查研究，发现污泥负荷在0.250.45kg（BOD5）kg（MLSS）.d范围内才不易引发污泥膨胀，低于或高于这个范国都可能导致污泥膨胀。4溶解氧值溶解氧值(DO)也是导致污泥膨胀的因素。大多数认为溶解氧浓度低时由于丝状菌比菌胶团细菌有更高的溶解氧亲合力和忍耐力，因此在低氧条件下丝状菌比菌胶团细菌有更强的竞争力，所以在溶解氧浓度低的情况下易造成污泥膨胀。5 pH值菌胶团的适宜pH值范围是6.5-8.5，当pH值低于6.0时，其生长受到抑制，而在该pH范围内有利于真菌的繁殖，当降低到4.5时真菌则完全占据优势，菌胶团原生动物消失，污泥絮体遭到破坏，最终导致污泥膨胀现象。6 早期消化污水在进入污水处理厂之前在城市污水管道或在预处理区停留时间过长，能够发生系列反应，生成硫化物等，而当污水中硫化物含量较高时易引起多种等硫丝菌的过度繁殖，最终导致污泥膨胀。结语采用生物酶催化处理污水技术对城市、企业、生活污水处理厂各构筑物内滞留污水进行除臭、脱色、去除污染物等应急处置，其优点体现在： （1）处理效率高；（2）生物酶催化工艺技术先进；（3）生物酶催化剂是环境友好型高效净水剂，不产生二次污染；（4）可有效修复污水处理系统中的生化处理系统，建立良好的可持续运行的生化处理系统，并可降低整个处理系统运行费用。而针对污泥膨胀是活性污泥法问世以来一直困扰人们的难题。目前人类对污泥膨胀的研究虽然有了一定的成果，但是由于各地的污水水质以及运行状况不同，引起活性污泥膨胀现象的因素多种多样，所以至今未能有一种能够适用于所有污泥膨胀现象的合理解释。只有结合本地的实际情况、处理水质、运行条件等因素考虑才能作出有针对性的解释。参考文献1. NSP微生物酶解效果方法的探讨 崔艳红1 王士长2. 2005-22. 生物酶技术在工业水处理中的研究与应用 闫岩 水处理信息报导-2004-33. “LESSON”生物酶、菌处理技术 无 给水排水技术动态-2004-14. 李宇庆,赵建夫,陈玲;污泥膨胀及其控制技术研究J