生物强化技术--废水处理
1 生物强化技术的提出
随着现代合成工业的发展，大量异生化合物(Xenobiotics)进入了工业废水和城市污水中，由于其本身具有结构复杂性和生物陌生性，因此很难在短时间内被常规生物处理系
统中的微生物分解氧化。为了解决难降解有机废水的处理问题，国外学者提出了生物强化技术(Bioaugmentation)的概念。生物强化技术是指在生物处理系统中，通过投加具有特定功能的微生物、营养物或基质类似物，达到提高废水处理效果的手段和方法。
2 作用机制
2.1高效菌种的直接作用
这种作用机制首先需要通过驯化、筛选、诱变和基因重组等生物技术手段得到1株以目标降解物质为主要碳源和能源的高效微生物菌种，再经培养繁殖后，投放到具有目标降解物质的废水处理系统中。因此，当原处理系统中不含高效菌种时，如果投入一定量的高效菌种，则可有针对性地去除废水中的目标降解物；当原处理系统中只存在少量高效菌种时，那么投加高效菌种后，可大大缩短微生物驯化所需要的时间。在水力停留时间不变的情况下，能达到较好的去除效果。
2.2 微生物的共代谢作用
所谓微生物的共代谢作用是指只有在初级能源物质存在时，才能进行的有机化物的生物降解过程。共代谢过程不仅包括微生物在正常生长代谢过程中对非生长基质的共同氧化，而且也包括了休止细胞(resting cells)对不可利用基质的氧化代谢。微生物的共代谢作用可分为：①以易降解的有机物为碳源和能源，提高共代谢菌的生理活性；②以目标污染物的降解产物、前体作为酶的诱导物，提高酶的合成；③不同微生物之间的协同作用。
共代谢虽然能提高难降解有机物的去除效果，但机理十分复杂，迄今有很多问题尚处于研究阶段。一些学者曾针对共代谢现象提出了各种假设。Foster认为微生物不能在某种基质上生长的原因并不是由于微生物无法分解代谢该物质，而是由于微生物本身缺乏吸收、同化其氧化产物的能力。Hughes提出卤代芳烃化合物的共代谢可能是由于微生物无法从苯环上脱去卤素取代基，并把芳香环基质导向碳吸收同化的节点。Tranter和Cain 把具有氧化代谢卤代芳烃化合物功能的细菌不能在该基质上生长的原因归结于有毒产物的积累。但目前提出的各种假设都不能圆满地解释实际工程中所发生的各种共代谢现象。
许多难降解有机物的去除是通过共代谢途径进行的。例如在氧化塘处理焦化废水的系统中，投加生活污水可大大提高COD的去除率，其主要原因就是生活污水中含有多种营养元素，加强了生物的共代谢作用。瞿福平等在对氯代芳香烃化合物的研究中发现，氯苯类同系物共存时，对氯苯的生物降解性有一定程度的影响。邻二氯苯，间二氯苯的共存有利于整个体系的降解，但氯苯的耗氧速率有所降低。Adriaens等研究发现，一株Acinetbacter sp.生长在含有4-氯苯甲酸盐(4CB)的基质上时，可以将原来不能利用的3,4-二氯苯甲酸盐(3,4-DCB)转化成3-氯-4-羟基苯甲酸盐，毫无疑问共代谢在其中发挥了重要的作用。
3 实施途径
3.1投加高效降解微生物
该技术得以实施的前提是获得能作用于目标降解物的高效菌株，从理论上讲，对于天
然合成的有机物，一般都能够找到相应的降解菌株。一些难降解有机物的高效降解菌如表1所示。
Pseudomonas putida F
4-氯-二硝基
Alcaligenes Pseud.
苯酚
这些降解菌在纯培养体系中大多数都能表现出高活性，但在多菌株共存的生物处理系统中，投加纯培养高效降解菌株（菌剂）后，能否起到强化生物处理作用，在实际生产中，尚难以预料。要使高效菌持续发挥作用必须满足下列条件：
（1）投加后菌体具有的高活性不被破坏；
（2）菌体可快速降解目标污染物；
（3）在系统中（如曝气池）不仅要具有竞争性生存的能力，而且生物量还应具有一定的水平。
3.2投加营养物和基质类似物
由于大部分难降解有机物的降解是通过共代谢途径进行的，在常规活性污泥系统中可降解目标污染物的微生物活性和数量都比较低。通过投加某些碳源和能源营养物质，或提供目标污染物降解过程中所需要的因子，将有助于降解菌的生长，改善处理系统的运行工况。投加基质类似物是由代谢酶的诱导作用提出的，即利用目标污染物的降解产物、前体作为酶的诱导物，提高酶的活性。在废水处理中，诱导物（基质类似物）应满足：①毒性小；②价格低廉且有多种用途；③在无富集基质（目标污染物）时，诱导物可维持富集培养物的生长特性与污染物降解动力学。
3.3投加遗传工程菌GEM
按照传统方法，要得到能降解目标污染物的高效菌种，至少需要1个月甚至几个月的时间。基因工程的发展为人类快速获得高效菌种提供了新方法。生物学发现微生物对污染物的降解性与其所带的质粒有关。在废水处理中，可利用降解性质粒的相容性，把能够降解不同难降解物质的质粒组合到1个菌种中，组建1个多质粒的新菌种，这样就能使1
种微生物降解多种污染物质或完成降解过程的多个环节，或使非降解性的菌种带上质粒从而获得降解性。近年来，通过基因工程技术构建的具有特殊降解功能的GEM已有突破性进展，所获得的菌株在纯培养中，可有效降解一些难降解物质，但在具有复杂生态系统的废水处理构筑物中，能否达到预期的目标污染物的降解效果，尚需深入的研究。
4 效果及评价
4.1提高目标污染物的去除效果
生物增强作用比一般的废水处理方法更能提高系统对BOD5、COD、TOC或某种特定难降解物的去除效果。
Chamber利用投加高效菌种强化法处理牛奶废水，在延时曝气、曝气塘和氧化沟3种不同的处理系统，都提高了BOD5、COD的去除率。Hung等用该方法处理马铃薯废水时，TOC的去除率达到98%。
Selvaratnam等通过在活性污泥法中投加苯酚降解菌Pseudomonas putida ATCC11172提高了苯酚的去除率。在40d内处理系统对苯酚的去除率可保持在95%～100%；而在没有采用生物强化的对照组中苯酚的去除率开始很高，但很快降低到40%左右。Chin等在附着生长生物床中，加入降解BTX（苯、甲苯、二甲苯）的混合优势菌，HRT=1.9h，生物增强系统的去除效果为10mg/L BTX，而非生物增强系统的去除效果仅为3.2mg/L BTX。
在序批式培养条件下，Schmidt等人先后证实，葡萄糖对Pseud. putida-l菌株降解硝基酚的强化作用，短链脂肪酸及葡萄糖对氯代芳烃化合物的还原脱氯过程的刺激作用，以及葡萄糖降解过程中产生的还原当量NADH促进偶氮染料的还原裂解脱色作用。徐向阳等(1997,1998)报道，以易降解工业有机废水作为含PCP和染料有机废水厌氧处理的共基质，均有助于厌氧颗粒污泥形成，改善与稳定厌氧废水处理的效果。
4.2改善污泥性能，减少污泥产量
生物增强作用不仅可以有效地消除污泥膨胀，增强污泥沉降性能，而且可减少污泥产量，一般可使污泥容积降低17%～30%。这不仅可改善出水水质，而且可减少污泥排放和污泥处理的能耗。Chamber的研究结果表明，在延时曝气系统中，使用接种生物增强剂，运行3周就可消除污泥膨胀现象；在氧化沟系统中，运行4周就可消除膨胀现象。在大规模废水处理中，Hung等发现，使用生物增强剂后，污泥床厚度由2.3～2.7m降到了0.7～1.0m，既降低了能耗，又控制了臭气的产生。
4.3缩短系统的启动时间，增强耐冲击负荷的能力和系统的稳定性
投加一定量的高效菌种，增大处理系统中有效菌种的比率，可缩短系统的启动时间，达到较高的快速处理效果，同时还可增强系统的耐冲击负荷能力以及处理系统的稳定性。Edgehill等曾用降解五氯酚(PCP)的纯种菌来增强活性污泥处理系统，向系统中加入10%（相对于固有菌量）的纯种菌后，PCP废水处理的驯化期被大大缩短了。为了研究酚的降解情况，Watanabe等把3种菌接种到3个活性污泥系统的单元体系中，结果发现，在普通活性污泥系统中，需要10d才能将酚完全降解，而在接种了E1、E2菌种的增强系统中，分别只需要2、3d就可将酚完全降解。
5 生物强化系统的优化设计
应用生物增强技术时要综合考虑水质、水量、投菌量、营养物质、消耗氧量、反应器类型、水力停留时间等诸多因素。
菌量、营养物和基质类似物的投加量是生物强化系统设计的重要参数。随着投菌量的增加，一般强化效果会提高，但投菌量过大，废水处理成本则会升高。因此，投菌量要根据废水中目标降解物的含量和要达到的处理水平来决定，一般在系统启动时，采用重投菌，投菌量比较大，系统稳定后，投菌量可为启动时的1/10～1/8。
高效菌的投加方式如表2所示。在实际工程应用中，可选择适当的投加方式。
投加方式 技术要点 间歇将高效菌种直接投入连续投加
应器富集足够数量的驯化培养物，连续投加化细胞投法、法，将载体投加到生物处利用微生能够提高反应器中的生物量，提高处理系统的处理能力和运
6 结束语
生物强化技术已成为在现代废水处理的研究热点。该方法具有许多优点，可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等。利用原有水处理设施，生物增强技术能明显地提高水处理范围和水处理能力，操作简便，易于管理。生物强化技术与传统生物处理技术相结合，已成为废水生物处理的必然趋势。
污水处理与生物相（2） 1 原生动物的基本特征 1.1 形态 原生动物门属真核原生生物界，是单细胞的微型动物，由原生质和一个或多个细胞核组成。原生动物和多细胞动物相同，具有新代、运动、繁殖、对外界刺激的感应性和对环境的适应性等生理功能。原生动物个体很小，长度一般在100～300 μm之间。它们都具有细胞膜。多数种属的细胞膜结实而富有弹性，从而使原生动物本体保持一定的体形。但也有一些种属，例如变形虫，只有一层极薄的原生质膜，不能保持固定的体形。原生动物一般具有一个或两个以上的细胞核，其形状多种多样，它们在其细胞产生形态的分化，形成了能够执行各项生命活动和生理功能的胞器。在运动胞器面有鞭毛、伪足和纤毛；在营养胞器面有胞口、胞咽和食物泡；用以排出废料和调节渗透压的胞器有伸缩泡等。有些种类的原生动物的细胞膜分布着肌丝，具有收缩变形的功能。 1.2 营养式 原生动物的营养式分为以下几类：①动物性营养，以吞食细菌、真菌、藻类或有机颗粒为生，绝大多数原生动物为动物性营养，有些具有胞口、胞咽等摄食器；②植物性营养，在有的条件下，一些含色素的原生动物可利用二氧化碳和水进行光合作用合成碳水化合物，如植物性鞭毛虫，但种类和数量都很少；③腐生性营养，以死的机体或无生命的可溶性有机物质为生； ④寄生性营养，以其它生物的机体(即寄主)作为生存的场所，并获得营养和能量。
1.3 分类 1981年国际原生动物学会公布了原生动物分类系统，其中在水处理中常见的有三类： ①肉足类，其细胞质可伸缩变动而形成伪足，作为运动和摄食的胞器，运动速度达3 μm／s，典型的肉足类为变形虫属、简便虫属、表壳虫属和鳞壳虫属等； ②鞭毛类，具有一根或一根以上的鞭毛。鞭毛长度与其体长大致相等或更长些，是运动器官，鞭毛虫又可分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫，常见的植物性鞭毛虫有滴虫属、屋滴虫属和眼虫属等，常见的动物性鞭毛虫有波豆虫属、尾波虫属等，鞭毛虫的运行速度达15～300 μm／s； ③纤毛类，原生动物身表面或部分表面具有纤毛，作为行动或摄食的工具，具有胞口、口围、口前庭和胞咽等司吞食和消化的细胞器官，分为游泳型和固着型两种，游泳型包括漫游虫属、草履虫属、肾形虫属、斜管虫属等，固着型常见的有钟虫属、累枝虫属、盖虫属、聚缩虫属、盾纤虫属和壳吸管虫属等，纤毛类运动速度较快，可达200～1 000 μm／s。 2 原生动物与细菌的关系 2.1 活性污泥的基本特征 活性污泥是污水活性污泥处理系统的反应工作主体，是由细菌、微型动物为主的微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起所形成的絮状体颗粒。良好的活性污泥具有很强的吸附分解有机物的能力和良好的沉降性能，絮体的大小约为0.02～0.2 mm，多为茶褐色，微具土壤味，密度约为1.005 g/cm3，含水率99%左右。活性污泥中生存着各种微生物，构成了复杂的微
目前，制药企业生产废水由于其组成复杂、有机污染物种类繁多、浓度高，尤其是生物化学和间歇性排放等特点，成为我国最严重、最难处理的废水之一。不同的废水质量、数量、处理程度等。还要确定不同的治疗方法。在这里，我们总结了制药废水处理技术，并与您分享。 医药废水，顾名思义，是由制药厂生产的中药片和西药。制药废水包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中药生产废水和各种洗涤洗涤废水制备工艺。 制药废水特点 药品生产过程决定了制药废水的特性。药品生产是通过化学合成技术和药用植物分离纯化获得的，由于药品种类不同，生产工艺不同，工艺复杂，原料种类繁多，原料生产工艺和中间体生产工艺严格控制原料和中间体的质量，原料净产量低，副产品多。其具有以下特点： 1.cod含量高。 2.废水中悬浮物浓度高(500~25000毫克/升)； 3.成分复杂 4.生物毒性物质的存在； 5.硫酸盐浓度高 此外，制药废水还具有较高的色度、较高的ph波动性，废水中的残留抗生素能抑制微生物，这是有毒有机废水处理成本之一，难以处理。 制药废水处理技术 常用的医药废水处理方法有：物理化学法、化学法、生化法、其他组合工艺。 由于医药废水中含有大量的有机污染物，医药废水的质量使得大多数医药废水单独采用生化法处理不能达到标准，因此生化前必须进行预处理。
一般设置调节池调整水质、水量和酸盐基度，根据实际情况采用物理化或化学方法作为预处理技术，降低水中的漂浮物、盐分和部分化学需氧量，减少废水中的生物抑制物质，提高废水的可降解性，便于后续废水的生化处理。 一、【生物处理技术】 生物处理技术是一般有机废水处理系统中最重要的工艺之一，利用微生物，主要是细菌代谢、氧化、分解、吸附废水中的可溶性有机物和一些不溶性有机物，将其转化为无害的稳定物质来净化水。在当代生物科技的发展趋势中，关键有好氧生物空气氧化、空气氧化降解和厌氧消化溶解等。生物解决技术性因其经济可行性和无二次污染而遭受愈来愈多的关心。 二、【化学处理技术】 化学处理技术是利用化学原料和化学工艺将废水中的污染物成分转化为无害物质，从而净化废水的一种方法。 三、【物理化学处理技术】 物理化学处理技术是指污染物处理后在废水处理过程中的相转移实现技术的去除，常用的单元操作是萃取、吸附、膜技术、离子交换。 四、【物理处理技术】 物理处理技术是指从粉末水中分离溶解物质或混浊物以改变废水成分的处理方法，如网格（筛分）、沉淀（沉淀砂）、过滤、微滤、气浮、离心（旋流）分离等。 目前，医药废水处理仍存在处理效果不稳定、成本高等问题。上海优普公司根据废水的特性，结合生产实绩，分析制药废水的发生过程，开发了实验室废水处理设备。
1000m3/d生物制药厂废水处理方案 引言 水是人类的生命之源，它孕育和滋养了地球上的一切生物。与我们人类密切相关的是淡水。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53%。因此，保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。在我国，淡水资源人均不超过2545立方米，不到世界人均的1/4，因此我们更应该保护和珍惜水资源。 20世纪以来，医药工业的迅速发展，给人类文明带来了飞跃。与此同时，在其生产过程中所排放出来的废水对环境的污染也日益加剧，给人类健康带来了严重的威胁。据文献报道，医药废水成分复杂、浓度和盐分高、色度和毒性大，往往含有种类繁多的有机污染物质，这些物质中有不少属于难生化降解的物质，可在相当长的时间内存留于环境中。采用传统的处理工艺很难达标排放。对于这些种类繁多、成分复杂的有机废水的处理，仍然是目前国内外水处理的难点和热点。 结合某生物制药厂污水特点，通过调查收集资料和查阅文献，以SBR法处理该制药厂所排放的污水，处理后可以达标排放，有利于当地水环境的良性循环。 第一章概论 1.1设计任务及依据 1.1.1设计任务
本设计方案的编制范围是某生物制药厂废水处理工艺，处理能力为1000 ,内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、平面布置、高程计算、经济技术分析。完成绘制处理工艺流程组图、各构筑物设计计算图、处理工艺组合平面布置及高程布置图。 1.1.2设计依据 （1）《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》 （2）《污水综合排放标准GB8978－1996》 （3）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84） （4）《毕业设计任务书》 （5）《毕业设计大纲》 1.2 设计要求 1.2.1设计原则 （1）必须确保污水厂处理后达到排放要求。 （2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。 （3）污水处理厂设计必须符合经济的要求。 （4）污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。
焦化废水是由原煤的高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的。废水成分复杂，其水质随原煤组成和炼焦工艺而变化。核磁共振色谱图中显示：焦化废水中含有数十种无机和有机化合物。其中无机化合物主要是大量氨盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等，有机化合物除酚类外，还有单环及多环的芳香族化合物、含氮、硫、氧的杂环化合物等。总之，焦化废水污染严重，是工业废水排放中一个突出的环境问题。 《污水综合排放标准》（GB8978－96）对焦化废水新改扩建项目要求：NH 3 -N≤15mg/L，COD≤100mg/L。过去，国内外去除焦化废水中的NH 3 -N和COD主要采用生化法，其中以普通活性污泥法为主，该方法可有效去除焦化废水中酚、氰类物质，但对于难降解有机物和NH 3 -N去除效果较差，难以达标排放。难降解有机物的处理已引起国内外有关学者的高度重视，许多学者对难降解有机物进行了大量研究，同时改进了焦化废水中NH 3 -N脱除工艺，提出了许多切实可行的处理设施和技术，使出水COD和NH 3 -N浓度大大降低。本文将介绍几种先进有效的焦化废水的处理技术。 1 焦化废水的预处理技术 去除焦化废水中的有机物主要采用生物处理法，但其中部分有机物不易生物降解，需要采用适当的预处理技术。常用的预处理方法是厌氧酸化法。 厌氧酸化法是一种介于厌氧和好氧之间的工艺，其作用机理是通过厌氧微生物水解和酸化作用使难降解有机物的化学结构发生变化，生成易降解物质。厌氧微生物对于杂环化合物和多环芳烃中环的裂解，具有不同于好氧微生物的代谢过程，其裂解为还原性裂解和非还原性裂解。厌氧微生物体内具有易于诱导、较为多样化的健全开环酶体系，使杂环化合物和多环芳烃易于开环裂解。焦化废水中存在较多的易降解有机物，可以作为厌氧酸化预处理中微生物生长代谢的初级能源和碳源，满足了厌氧微生物降解难降解有机物的共基质营养条件。焦化废水经厌氧酸化预处理后，可以提高难降解有机物的好氧生物降解性能，为后续的好氧生物处理创造良好条件[1] 。赵建夫等[2] 将水解一酸化作为焦化废水预处理工艺，废水经6h水解一酸化，12h好氧生化处理，COD去除率达91％，比传统的生化处理法提高了近40％[3] 。 2 焦化废水的二级处理技术 焦化废水经预处理后，废水的可生化性得到了提高，但其中难降解有机物不能彻底分解为CO2和H2O，必须进行二级处理。焦化废水的二级处理方法很多，有生物化学法、物理法、化学法以及物理化学法等。目前，效果较好的二级处理技术主要有以下几种。 2.1 催化湿式氧化技术 催化湿式氧化技术是80年代国际上发展起来的一种治理高浓度有机废水的新技术，是在一定温度、压力下，在催化剂作用下，经空气氧化使污水中的有机物、氨分别氧化分解成CO2、H2O及N2等无害物质，达到净化目的。其特点是净化效率高，流程简单，占地面积少。杜鸿章等研制出适合处理焦化厂蒸氨、脱酚前浓焦化污水的湿式氧化催化剂，该催化剂活性高，耐酸、碱腐蚀，稳定性高，适用于工业应用，对CODcr及NH 3 -N的去除率分别为99.5％及99.9％；而且，经催化湿式氧化法治理焦化废水小试结果估算，治理费用与生化法相近，但处理后的水质远优于生化法。从技术、经济指标、环境效益分析采用催化湿式氧化法治理焦化废水经济可行[4] 。
中国污水处理新工艺的领航者---BDP（生物倍增）工艺 ——访必德普（北京）环保科技有限公司董事长目前我国污水处理设施普遍存在的高溶氧高能耗、剩余污泥量多、占地面积大、高浓度污水处理难以稳定达标等等。这些问题一直困扰着我国污水处理设施的建设和发展。这些问题如果得不到妥善解决，将极大危害生态环境，也会给我国节能减排“拖后腿”。面对这些严峻问题，谷腾网不断寻找节能高效的污水处理技术。日前，谷腾网走访了必德普（北京）环保科技有限公司，并与董事长李建国先生进行了交流，详细了解了BDP（生物倍增）工艺针对上述问题的解决之道：——低溶氧低能耗、紧凑型一体化结构、高效稳定的生化处理系统BDP（生物倍增）工艺。 谷腾：请简单介绍一下必德普（北京）环保科技有限公司。 李建国：必德普（北京）环保科技有限公司（以下简称BDP公司）研发及独家拥有的节能、高效的污水处理专利及专有工艺技术：BDP(生物倍增)工艺—英文全称：Biological Double-efficiency Process，中文全称：生物倍增工艺。BDP公司的国际技术团队数十年来一直致力于污水处理领域的技术研究、开发以及应用的工作，自上世纪80年代初创建了生物倍增技术的基础理念，并围绕该理念持续性地研发进而形成了生物倍增技术的工艺雏形；之后，自上世纪90年代初期在欧洲开展了实验室研究、小试、中试以及规模不等的工程实施，从而构建了完整的BDP(生物倍增)工艺流程；自本世纪初我们在中国进行大规模的化实施，成立了专业水环保技术公司（初期
为恩格拜公司，后更改为必德普公司），并建立了技术研发中心，针对行业现状，推翻因循守旧的套路，大胆创新，注重实用技术开发，使得BDP(生物倍增)工艺进一步得到化应用，并在国内申请了8项专利受到完全知识产权保护。目前已成为污水处理行业中先进、独特且成熟可靠的污水处理生化工艺技术之一，被业内人士誉为：污水处理技术领域内不可多得的锐意进取、勇于拓新的领航者。 我们的国际技术团队包含德籍、荷兰籍、法籍及中国籍多国环保精英人士。在中国设有研发中心；在德国设有研发和核心设备制造中心；在香港设有海外销售部门。 BDP公司已在中国及世界各地成功地参与和完成了近百个污水处理项目。BDP(生物倍增)工艺在国内已有数十个工程化应用项目，涵盖了多种类型和市政污水处理领域，并在中国已注册了8项专利，使得BDP(生物倍增)工艺的完整工艺系统受完全知识产权保护。 谷腾：BDP(生物倍增)工艺的基本原理以及核心技术是什么？应用范围包括哪些？ 李建国：BDP(生物倍增)工艺是基于传统活性污泥法的基础上，革新性地创建了一种完全不同于各种传统活性污泥工艺的微生物驯化方式及生存环境：在生化池进水端将入水以极低能耗的内循环方式高倍稀释，污水中COD的浓度越高，自动控制的稀释倍数越高，从而形成了平缓的降解梯度，使得活性污泥系统的遴选驯化环境极其稳定，因而保证了BDP(生物倍增)工艺所需的优势菌群数量极大化，从而实现降解高效化。而在有效去除水中有机污染物的同时，低溶解氧
跳侧滴虫（Pleuromonas）本体长 6---10微米 指示分类：非活性污泥类原生动物本体宽 3---5微米 【形态】身体很小，一般呈肾形,两端浑圆，具有２根鞭毛．短一些的一根鞭毛无休止的摆动，对溶解氧 缺乏比较敏感,在显微镜下观察时作很快的旋转行动。 【生态】滴虫以细菌为主要食料，就生态环境来讲适合在中污性和多污性的水体．大量的游离细菌在水中是其大量繁殖的基础条件，所以它的大量出现往往是高污泥负荷，污泥解体，菌胶团分解，处理水质透明度降低，COD，BOD指标上升。 【图片】
波豆虫（Bodo）本体长 11----15微米 指示分类：非活性污泥类原生动物本体宽 5-----7微米 【形态】身体很小,呈卵圆形，前端有一少许弯转的突出“尖角”，后端浑圆。两根鞭毛起源于前端从胞口内伸出。鞭毛是活动器官同时也是食物收集器官，因此其活动性很强。 【生态】主要以细菌为食料，就生态习性而言它是a-中污性和多污性的种类。是非活性污泥类原生动物的代表，经常出现在ＢＯＤ负荷高并且溶解氧低的时候，它若数量上占优势则处理水浑浊，多半ＢＯＤ在３０mg/l 以上。 【图片】
肾形虫（Colpoda）本体长 32---48微米 指示分类：非活性污泥类原生动物本体宽 22---30微米【形态】身体呈肾形，右缘是半圆形均匀弯曲，后端比较圆，在饥饿时后端比较细，口位于身体中间偏前的左缘中部，口前庭成一个较浅的洼窝；在口全身纤毛均匀，分布较稀．体内有分散的食物泡。【生态】食物的来源以细菌为主，肾形虫喜好食大肠杆菌（Aerobacter aerogenes),锯杆菌（Serratia marcescens)最常出现在ＢＯＤ负荷在0.7KG左右的高负荷条件下. 系统正常运行情况下出现较少．【图片】
制药废水处理技术 制药产生的污水因其污染物多属于结构复杂、有毒、有害和生物难以降解的有机物质，对水体造成严重的污染。同时工业污水还呈明显的酸、碱性，部分污水中含有过高的盐分药厂。废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。 一、制药废水处理技术 制药废水的处理技术可归纳为以下几种：物化处理、化学处理、生化处理以及多种方法的组合处理等，各种处理方法具有各自的优势及不足。 1.物化处理 根据制药废水的水质特点，在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处理方法主要包括混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换和膜分离法等。 1.1混凝法 该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法，它被广泛用于制药废水预处理及后处理过程中，如硫酸铝和聚合硫酸铁等用于中药废水等。高效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混凝剂。近年来混凝剂的发展方向是由低分子向聚合高分子发展，由成分功能单一型向复合型发展。刘明华等以其研制的一种高效复合型絮凝剂F-1处理急支糖浆生产废水，在 pH为6.5，絮凝剂用量为300 mg/L时，废液的COD、SS和色度的去除率分别达到69.7%、96.4%和87.5%，其性能明显优于PAC(粉末活性炭)、聚丙烯酰胺(PAM)等单一絮凝剂。 1.2气浮法 气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。新昌制药厂采用CAF涡凹气浮装置对制药废水进行预处理，在适当药剂配合下，COD的平均去除率在25%左右。 1.3 吸附法 常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。武汉健民制药厂采用煤灰吸附－两级好氧生物处理工艺处理其废水。结果显示，吸附预处理对废水的COD去除率达41.1%，并提高了BOD5/COD值。 1.4 膜分离法
目录 第一章概述 (2) 第二章设计依据、范围及原则 (3) 第三章设计规模与目标 (4) 第四章处理工艺流程设计 (5) 第五章主要构（建）筑物说明及报价 (10) 第六章主要设备及报价 (14) 第七章运行费用 (15) 第八章服务承诺 (16)
第一章概述 制药行业是我国传统支柱产业。随着国民经济的快速发展，制药企业迅速发展。制药行业是工业废水的来源之一。制药废水包括四种类型的废水，即有机合成药物废水、无机合成药物废水、抗生素废水和草药生产废水。这些废水具有浓度高、色度深、含难降解和对生物产生抑制作用的毒性物质以及间歇排放的特点。多数厂家未经处理就直接排放，对水体环境造成严重危害。 近年以来，我们从各种制药废水污染的环境中探索出高效降解制药废水中污染物的方法，并将它们实践于治理制药废水的项目。XX制药厂位于西高新，主要生产中药药剂，其废水排放量在3吨/小时左右，废水来源主要是设备清洗废水和原料浸泡清洗废水，废水不含对生物有毒的物质，主要成分为糖类、淀粉、纤维素和乳酸菌等有机物。此种废水如不加以处理，会对水体和周围环境造成一定污染。 XX制药厂在全厂奋力进取，不断跨越发展的同时，对环境保护高度重视，加强终端处理，严格达标排放，以顺应环保法规要求，体现企业的社会责任，为保护人类赖以生存的水环境作出应有的贡献。 我公司工程部应业主要求，编制了本设计方案。
第二章设计依据、范围及原则 一、设计依据 1、《污水综合排放标准》GB8978-1996； 2、《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88； 3、工程建设的有关文件与设计资料及说明。 二、设计范围 废水处理站内从废水进口至出口的工艺流程与处理设备。 三、设计原则 1、设计方案严格执行有关环境保护的规定，污水处理后必须保证出水指标均达到国家污水综合排放二级标准。 2、采用经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。 3、设备选型兼顾通用性和先进性，处理稳定可靠、效率高、管理方便、维护维修工作量小、价格适中。 4、尽量减少对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理废弃物，避免二次污染。 5、工程建设完成后，力争达到社会效益、经济效益、环境效益的最佳统一。
汽车涂装废水处理技术 汽车涂装是保护和装饰汽车的主要措施，是非常重要的汽车制造工艺之一。 1 汽车涂装工艺简介[1] 涂装工艺一般由漆前表面处理、涂布和干燥等三个基本工序组成。 漆前表面处理是涂装工艺的基础，它包括表面清理(除锈、脱脂等)和磷化处理两部分。 脱脂一般用热碱液清洗和有机溶剂清洗，碱液由强碱、弱酸、聚合碱性盐(如磷酸盐、硅酸盐等)、表面活性剂(阳离子型或非离子型)等适当配合而成。 磷化处理是通过化学反应在金属表面形成一层非金属的、不导电的、多孔的磷酸盐薄膜，磷化膜可显著提高涂层的附着力。耐蚀性和耐水性。车身、车厢等磷化一般都采用薄膜锌盐快速磷化处理。磷化液的主要成分是磷酸二氢锌、氧化剂(如硝酸钠)、催化剂(如亚硝酸钠、氯酸钠)和一些添加剂(如三聚磷酸钠、氟化钠)。磷化处理后一般再进行2－3次水洗。 涂布系指将涂料在被涂物表面扩散开的操作，目前多用阴极电泳涂装法泳涂阳离子型水溶性漆。电泳 后用超滤液进行2－3次回收水洗，再用脱离子水淋洗。装饰性要求高的轿车和轻型载重汽车一般采用静电 涂装法涂中间层涂料；面漆一般用三聚氰氨基醇酸树脂磁漆，采用自动喷涂或静电喷涂。 2 汽车涂装废水特征 2.1 污染源分析[1] 在涂装工艺生产中产生的废水主要分前处理废水、电泳涂漆废水和喷漆废水。 前处理废水来自漆前表面处理的脱脂、磷化、表面调整等工序，含有乳化油、表面活性剂、磷酸盐、重金属离子(如Zn 2+)、填料(如钛白粉)、溶剂等。电泳涂漆废水产生于涂件上附着的浮漆和槽液的清洗过程，一般包括去离子水洗水和超滤液；其成分与槽液成分相同，含有水溶性树脂(如环氧树脂、酚醛树脂等)、颜料(如碳黑、氧化铁红、铅汞等)、填料(如钛白粉、滑石粉等)、助溶剂(如三乙醇胺、丁醇等)和少量重金属离子。 湿式喷漆室用水洗涤喷漆室作业区空气，空气中漆雾和有机溶剂被转移到水中形成了喷漆废水；废水中含有大量漆雾颗粒，其水质由所用漆料(以硝基漆、氨基漆、醇酸漆和环氧漆为主)和溶剂(如乙醇、丙酮、 脂类、苯类等)、助溶剂而定。 2.2 汽车涂装废水特征 2.2.1 废水种类多、成分复杂 汽车涂装线排放的废水(或废液)种类很多，每一种废水水质(成分、浓度)因使用的材料而异。仅脱脂液就有多种配方，涂料(任何一种涂料均由树脂、颜料、溶剂、添加剂等组成)种类更多。 2.2.2 排放无规律 除部分水洗水连续溢流排放外，涂装线废水或废液多为间歇集中排放。某汽车厂车身车间排水情况见 表1。 2.2.3 水量、水质变化大 由于各种废水成份、浓度各异，且排放无规律，造成汽车涂装线排水水量、水质变化很大且无规律可 循。 3 国内汽车涂装废水处理技术 中国城镇水网w w w .c h i n a c i t y w a t e r .o r g
污水处理厂生物除臭技术 随着人类生活水平的提高和公众环境意识的增强，污水处理厂的除臭问题正引起越来越多的关注。为防止和避免污水处理厂臭味对周围居民生活的影响，一些发达国家先后制定了一些具体规定，例如德国规定城市污水厂界限外300 m范围内不得建造生活设施，达不到此要求，污水处理厂内就要采取必要的防止臭味扩散的措施。目前我国兴建的城市污水厂大多在大、中城市，有的很难避开居民区或村落，因此其气味问题也应得到解决。 同污水处理一样，臭味的处理方法有很多，但经济实用的还属生物除臭技术。 1 产生气味的物质与测定 在污水处理工艺过程中产生气味物质主要由碳、氮和硫元素组成。只有少数的气味物质是无机化合物，例如：氨(NH3)、膦(PH3)和硫化氢(H2S)；大多数的气味物质是有机物，比如：低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物。值得注意的是：这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，特别是被氧化。当活性基团被氧化后，气味就消失，生物除臭工艺就是基于这一原理。 一般来说，扩散源废气的成分相当复杂，其气味又是一个不可客观确定的量，它与接受对象的敏感性、心理和生理作用有关。常用嗅觉法的原理是：将待测气体用无味的人造合成空气逐步进行稀释，直到刚好可以闻出气味(嗅阈)时为止，把此时的稀释比作为表示被测气体气味强度的量度，所需的稀释倍数越大，说明气体气味越大。这个稀释 比被表示成“气味单位”。 测量的具体方法如下：从扩散源取来待测气体样品，在稀释仪中用人造空气混和，让最少四个嗅觉健康并经过专门训练的人来闻，并说出是否能闻到气味，一直重复到其中一半的人刚刚能闻到，而另一半的人已不能闻到为止，从仪表上就可以读出稀释倍数，
1 制药工业概述 1.1 分类 根据生产工艺的特点，制药工业可以分为发酵类、化学合成类、混装制剂类、生物工程类、提取类、中药类。 1.1.1 发酵类 1）定义 发酵类制药指通过微生物发酵的方法产生抗生素或其他的活性成分，然后经过分离、纯化、精制等工序生产出药物的过程。 2）分类及其代表性药物 发酵类药物主要包括抗生素、维生素、氨基酸和其他类，其代表性药物如下表所示： 1.1.2 化学合成类 1）定义 化学合成类制药指采用一个化学反应或者一系列化学反应生产药物活性成分的过程，包括完全合成制药和半合成（主要原料来自提取或生物制药方法生产
的中间体）之制药。 2）分类及其代表性药物 其主要品种有合成抗菌药（如喹诺酮类、磺胺类等）、解热镇痛药和非甾体抗炎药、麻醉药、镇静催眠药（如巴比妥类、苯并氮杂卓类、氨基甲酸酯类等）、抗癫痫药、抗精神失常药、镇痛药和镇咳祛痰药、中枢兴奋药和利尿药、拟肾上腺素药、心脑血管系统药物、解痉药及肌肉松弛药、抗过敏药和抗溃疡药、寄生虫病防治药物、抗病毒药和抗真菌药、抗肿瘤药、甾体药物、代谢类药物等约近千个品种。 1.1.3 混装制剂类 1）定义 混装制剂类制药是指用药物活性成分和辅料通过混合、加工和配制，制成各种剂型药物的过程。 2）分类及其代表性药物
1.1.4 生物工程类 1）定义 生物工程类制药指利用微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织等，采用现代生物技术方法（主要是基因工程技术等）进行生产，作为治疗、诊断等用途的多肽和蛋白质类药物、疫苗等药品的过程 2）分类及其代表性药物 主要包括括基因工程药物、基因工程疫苗、克隆工程制备药物等。根据不完全统计，我国已经批准上市的基因工程药物和疫苗如下表所示：
（生物科技行业）分析生物技术在污水处理中的应用
课程名称：现代生物技术概论 学院：信息科学和工程学院 专业：电子信息科学和技术 姓名：……….. 学号：…………… 指导教师：………….. 2011年4月22日
分析现代生物技术在污水处理中的应用摘要：随着工业的高速发展，水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境，制约着社会和经济的进壹步发展。因此，水污染控制成为全世界共同关注的问题。当今的水处理技术中生物处理法已成为水污染控制的主要方法，尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术及其在污水处理中的应用和发展，有效地控制了水污染问题。 关键词：现代生物技术基因工程生物修复技术固定化技术 正文： 壹、现代生物技术的发展概况 现代生物技术是指以DNA技术为先导，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的壹系列生物高新技术的统称[1]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域，但它们之间又相互补充和衔接，形成壹个完整的体系。现代生物技术可应用于农业、医药、化工、食品、环境保护等众多领域，主要包括发酵工程、基因工程、酶工程和细胞工程等。 现代环境生物技术是现代生物技术和环境工程技术相结合的产物，它是20世纪80年代才诞生的壹种崭新的技术，是对传统生物技术的强化和创新。作为壹门新兴的边缘学科，环境生物技术主要涉及生物技术、工程学、环境学和生态学等学科，不仅包含了生物技术所
有的特点，而且仍融合了环境污染防治及其他工程技术[2]。 二、现代生物技术在污水治理中的应用和发展 近10年来，环境生物技术发展极其迅速，研究领域不断扩大，而且工程实践也已经表明其成为壹种经济效益和环境效益俱佳的技术，是解决复杂环境污染问题的有效手段之壹[3]。以基因工程为主导的现代污染防治生物技术是高新的环境生物技术，为改变微生物细胞内的关键酶或酶系统提供了可能，使大量的人工合成有机化合物，特别是那些难于生物降解或是降解缓慢的化合物，得到了很快的降解。 目前的水处理技术中，生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段，尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段，现代生物技术在污水处理中的应用非常广泛，包括基因工程、生物修复以及固定化技术等领域。 2.1基因工程技术 基因工程是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译和表达，从而获得新个体的壹种育种方法。将基因工程技术运用于环境污染治理中，能够提高微生物的降解速率，拓宽底物的专壹性范围，维持低浓度下的代谢活性，改善有机污染物降解过程中的生物催化稳定性等。因此，从环境中筛选分离出的菌种，利用基因工程的手段，实现质粒转移，分子育种，基因重组技术，能够构建出具有特殊降解功能的超级工程菌[4]；其生长繁殖速度极快，生物降解活性极高。以大肠杆菌E.coliJMl09为宿主菌通过DNA质粒转化得到基因工程菌，该菌对废水中的汞离子有
重庆英特安制药有限责任公司 制药废水处理设计方案 （二）
目录 第一章………………………………………………………概况第二章……………………………………设计依据及设计范围第三章…………………………………………………设计参数第四章……………………………………………工艺方案选择第五章…………………………………………………设计说明第六章…………………………………………………工艺设计第七章………………………………………………电气及控制第八章……………………………环境保护、安全及节能措施第九章…………………………………………………应急措施第十章…………………………………………总图及建筑结构第十一章……………………………………………人员及其他第十二章…………………………………………工程投资估算第十三章………………………………………运行成本分析第十四章……………………………………………结论及建议第十五章………………………………………………售后服务
第一章概况 1．1前言 一家生产药品中间体的厂家，制药废水为高浓度的苯系物、醇类、酯类、有机酸、卤代烃等有机物和极高浓度的钠盐、钾盐等无机盐构成的混合废水，成分极为复杂。其产生的医药废水有三高，1.高COD，2.高盐，3.高磷。其中盐的成分比较复杂占20%以上，COD 在100000左右，磷3000多。处理量在100吨，再加上部分辅助用水（设备冲洗用水和职工生活用水）。该公司医药废水处理后排入园区管网进入污水处理厂，园区污水厂对水排放提出三个排放标准，1、COD指标500ppm， 2、氨氮指标为45 ，3、磷酸盐达到2级标准1PPM。设计水量：150T。 这类废水COD、磷含量高，如果直接排放将对环境造成严重污染，必须经处理后，才能达标排放。 1．2项目改造的必要性 由于生产废水COD、磷含量高, 如果不能达标排放，造成水域环境的恶化给流域内的工农业生产和居民生活带来了严重的后果，妨碍地区经济持续、稳定地发展；值得注意的是如不尽早实施污染治理工程措施，环境质量的恶化将进一步加剧。因此，对该污染源进行治理，使其达到国家排放标准后再排入水体和回收利用，具有良好的环境效益、社会效益和一定的经济效益；新建废水处理站，已成为经济发展步入良性循环所面临的重大问题，势在必行，有利于保护环境，保障人民的身体健康，促进社会全面发展。
污水治理生物强化技术 在工业化不断发展的背景下，经济水平也在不断的提高，与此同时污染的问题亟待解决，其中的水污染也成为人们越来越关注的话题。在运用传统化学处理方法对水污染进行处理的过程中，很难保证降低污染的实效性，但是通过应用生物强化技术，出现了明显的效果。在应用生物强化技术对水污染进行治理的过程中运用生物的手段投菌、配菌，然后制成相对应的强化菌类，通过微生物，对污水中的富营养化物质进行消耗，从而可以对受到污染的水体进行净化。 1 生物强化技术简介及来源 1.1 生物强化技术简介 对于生物强化技术来说，是属于一种新型的生物技术，并且应用治理水污染的效果比较明显，在应用废水污染治理的过程中，其原理为可以通过对相应具有特殊功能菌种的配置，在这些特殊的菌种中，具备被强化的新陈代谢的能力，在投放于水源当中，可以运用微生物本身的新陈代谢的能力，对污水中污染分子进行分解，同时对于具有污染性质的有机物来说，可以转化为无污染的无机物从而可以实现污水的净化。在应用生物强化技术对水污染进行治理的过程中，主要的作用包括了以下几个方面： (1)直接作用：对于污染水体中的污染源来说，水体当中的有机物分子可以进行直接的处理降解，从而可以对水质进行净化，降低水污染的程度。 (2)共同代谢作用：在应用生物强化技术的过程中，通过运用微生物的新陈代谢作用，可以采取共同代谢的方式，对污染中的污染结构进行改变，充分发挥生物强化技术降解治理污水的作用。 (3)基因水平转移作用：在应用生物强化技术的过程中，可以对具有特定代谢基因的微生物与自然基因的代谢途径进行交换，这样在基因水平中，可以实现转移交换的作用，一定程度上提高生物体降低水污染的有效性。 1.2 生物强化菌剂的来源 1.2.1 在自然界中筛选菌种 在自然界中对菌种进行筛选的过程中，需要对环境因素进行充分思考，例如，水和土壤，然后进行分离筛选工作，得到具备特殊降解性的菌株，保证选择菌株的高效性，
八、微生物 8.1、微生物指示 活性污泥主要由四部分组成： ①具有代谢功能的活性微生物群体； ②微生物内源呼吸自身氧化的残留物； ③被污泥絮体吸附的难降解有机物； ④被污泥絮体吸附的无机物。 具有代谢功能的活性微生物群体包括细菌、真菌、原生动物、后生动物等，而其中细菌承担了降解污染物的主要作用。 活性污泥中的细菌以异养型的原核细菌为主，对正常成熟的活性污泥，每毫升活性污泥中的细菌数大致在10^7～10^9个。细菌是以溶解性物质为食物的单细胞微生物。在活性污泥中形成优势的细菌与污水中的污染物性质和活性污泥法运行操作条件有关。活性污泥中常见的优势苗种有；产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、动胶杆菌属、假单胞菌属、丛毛单胞菌属、大肠埃氏杆菌屑等。活性污泥中一些细菌，如枝状动胶杆菌、腊状芽孢杆菌、黄杆菌、放线形诺卡亚氏菌、假单胞苗等细菌具有分泌黏着性的物质能力，这些黏着性的物质提供了使细菌互相黏结、形成菌胶团的条件。菌胶团对污水中微小颗粒和可溶性有机物有一定的吸附和黏结作用，促进形成活性污泥絮体。 真菌是多细胞的异养型微生物，属于专性好氧微生物，以分裂、芽殖及形成孢子等方式生存。真菌对氮的需求仅为细菌的一半。活性污泥法中常见的真菌是微小的腐生或寄生的丝状菌，它们具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及其他含氮化合物的功能。如果大量出现，会产生污泥膨胀现象，严重影响活性污泥系统的正常工作。真菌在活性污泥法中出现往往与水质有关。 肉足类、鞭毛类、纤毛类是活性污泥中常见的三类原生动物。原生动物为单细胞生物，以二分裂法繁殖，大多为好氧化能异养型菌，它们的主要食物对象是细菌。因此，处理水的水质和活性污泥中细菌的变化直接影响原生动物的种类和数量的变化。在活性污泥法的运行初期，以肉足虫类、鞭毛虫类为主，然后是自由游泳的纤毛虫类，当活性污泥成熟，处理效果良好时，匍匐型或附着型的纤毛虫类占优势。原生动物个体较大，通过显微镜能够观察到，可作为指示生物，在活性污泥法的应用中，常通过观察原生动物的种类和数量，间接地判断污水处理的效果。因此，活性污泥原生动物生物相的观察，是活性污泥质量评价的重要手段之一。此外，原生动物捕食细菌的作用也确保活性污泥系 第145页
生物强化技术--废水处理 1 生物强化技术的提出 随着现代合成工业的发展，大量异生化合物(Xenobiotics)进入了工业废水和城市污水中，由于其本身具有结构复杂性和生物陌生性，因此很难在短时间内被常规生物处理系 统中的微生物分解氧化。为了解决难降解有机废水的处理问题，国外学者提出了生物强化技术(Bioaugmentation)的概念。生物强化技术是指在生物处理系统中，通过投加具有特定功能的微生物、营养物或基质类似物，达到提高废水处理效果的手段和方法。 2 作用机制 2.1高效菌种的直接作用 这种作用机制首先需要通过驯化、筛选、诱变和基因重组等生物技术手段得到1株以目标降解物质为主要碳源和能源的高效微生物菌种，再经培养繁殖后，投放到具有目标降解物质的废水处理系统中。因此，当原处理系统中不含高效菌种时，如果投入一定量的高效菌种，则可有针对性地去除废水中的目标降解物；当原处理系统中只存在少量高效菌种时，那么投加高效菌种后，可大大缩短微生物驯化所需要的时间。在水力停留时间不变的情况下，能达到较好的去除效果。 2.2 微生物的共代谢作用 所谓微生物的共代谢作用是指只有在初级能源物质存在时，才能进行的有机化物的生物降解过程。共代谢过程不仅包括微生物在正常生长代谢过程中对非生长基质的共同氧化，而且也包括了休止细胞(resting cells)对不可利用基质的氧化代谢。微生物的共代谢作用可分为：①以易降解的有机物为碳源和能源，提高共代谢菌的生理活性；②以目标污染物的降解产物、前体作为酶的诱导物，提高酶的合成；③不同微生物之间的协同作用。 共代谢虽然能提高难降解有机物的去除效果，但机理十分复杂，迄今有很多问题尚处于研究阶段。一些学者曾针对共代谢现象提出了各种假设。Foster认为微生物不能在某种基质上生长的原因并不是由于微生物无法分解代谢该物质，而是由于微生物本身缺乏吸收、同化其氧化产物的能力。Hughes提出卤代芳烃化合物的共代谢可能是由于微生物无法从苯环上脱去卤素取代基，并把芳香环基质导向碳吸收同化的节点。Tranter和Cain 把具有氧化代谢卤代芳烃化合物功能的细菌不能在该基质上生长的原因归结于有毒产物的积累。但目前提出的各种假设都不能圆满地解释实际工程中所发生的各种共代谢现象。 许多难降解有机物的去除是通过共代谢途径进行的。例如在氧化塘处理焦化废水的系统中，投加生活污水可大大提高COD的去除率，其主要原因就是生活污水中含有多种营养元素，加强了生物的共代谢作用。瞿福平等在对氯代芳香烃化合物的研究中发现，氯苯类同系物共存时，对氯苯的生物降解性有一定程度的影响。邻二氯苯，间二氯苯的共存有利于整个体系的降解，但氯苯的耗氧速率有所降低。Adriaens等研究发现，一株Acinetbacter sp.生长在含有4-氯苯甲酸盐(4CB)的基质上时，可以将原来不能利用的3,4-二氯苯甲酸盐(3,4-DCB)转化成3-氯-4-羟基苯甲酸盐，毫无疑问共代谢在其中发挥了重要的作用。 3 实施途径 3.1投加高效降解微生物 该技术得以实施的前提是获得能作用于目标降解物的高效菌株，从理论上讲，对于天
生物技术在废水处理中的应用 摘要：分析目前的水环境污染状况及生物技术在其的应用，最后主要介绍几种在废水处理中应用的生物技术。 关键词：废水处理；生物膜法；固定化微生物技术；生物强化处理技术 随着工业的高速发展,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和经济的进一步发展,因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物，少部分利用植物作为环境污染控制的生物[1]。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术，其在水污染控制方面发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移，因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。 现在，生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面[2]。更因其在处理水污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点，加之技术开发所预示的广阔的市场前景，受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入，人们已越来越意识到，现代生物技术的发展，为从根本上解决环境问题提供了无限的希望。 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,从而使废水得到净化的处理方法[3]。这里主要介绍几种废水生物处理技术。 厌氧生物处理 厌氧生物处理已经广泛应用于许多工业废水的处理，而且诸如能耗少，操作简单，投资及运行费用低廉等优点更显示出在垃圾渗滤液处理方面的巨大优势，且由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少的特性，也正适合于营养物质失调的渗滤液的处理[4]。近年来，运用于垃圾渗滤液处理的厌氧生物处理方法主要有：厌氧消化池、厌氧序批式反应器、上流式厌氧污泥床反应器、上流式厌氧过滤反应器、上流式厌氧污泥床过滤反应器及厌氧折流板反应器等[5]。 好氧生物处理 好氧生物处理工艺是最为经典和技术最为纯熟的污水处理方式。好氧处理不仅可以有效降解
污水处理中各类生物处理法的比较 1.1二级生物处理工艺的选择 近年来城市污水处理技术发展很快，类别也很多，在生物处理法中，有活性污泥法和生物膜法两大类。 1.1.1活性污泥法 应用于城市污水厂的活性污泥法污水处理工艺主要有三个系列：①氧化沟系列； ②A2/O系列；③SBR系列。 各个系列不断地发展、改进，形成了目前比较典型的工艺有：CARROUSEL-2000氧化沟工艺、双沟式DE氧化沟工艺、三沟式T型氧化沟工艺、ORBAL氧化沟工艺、A2/O微孔曝气氧化沟工艺、A/O工艺、改良A2/O工艺、UCT工艺、改良UCT工艺、倒置A2/O工艺、CAST工艺、SBR工艺、CASS工艺、MSBR工艺等。 1、氧化沟工艺系列 目前在国内外较为流行的氧化沟有：卡罗塞尔氧化沟、奥伯尔氧化沟、双沟式氧化沟、三沟式氧化沟、A/A/O微孔曝气氧化沟。 氧化沟是活性污泥法的一种改进型，具有除磷脱氮功能，其曝气池为封闭的沟渠，废水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因此氧化沟又名“连续循环曝气法”。过去由于其曝气装置动力小，使池深及充氧能力受到限制，导致占地面积大，土建费用高，使其推广及运用受到影响。近十年来由于曝气装置的不断改进、完善及池形的合理设计，弥补了氧化沟过去的缺点。 1）卡罗塞尔氧化沟 卡罗塞尔氧化沟是荷兰DHV公司开发的。该工艺在曝气渠道端部装有低速表面曝气机。在曝气渠内用隔板分格，构成连续渠道。表曝机把水流推向曝气区，水流连续经过几个曝气区后经堰口排出。为了保证沟中流速，曝气渠的几何尺寸和表曝机的设计是至关重要的，DHV公司往往要通过水力模型才能确定工程设计。最近DHV公司又开发了卡罗塞尔2000型，把厌氧/缺氧/好氧与氧化沟循环式曝气渠巧妙的结合起来，改变了原调节性差，除磷脱氮效果低的缺点，但水力设计更为复杂。卡鲁塞尔氧化沟的缺点是池深较浅，一般为4.0m，占地面积大，土建费用高。也有将卡罗塞尔氧化沟池深设计为6m或更深的情况，但需采用潜水推流器提供额外动力。