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水体净化原理

By www.jorsun.com.cn - 12.21,2015

水净化的原理。 人们从自然界的水体自净过程中受到启发,认识到经过微生物、特别是细菌的作用,使水体中的污染物得到降解,然后通过水生生态系统中的食物链,有时细菌受到限制,进而使水达到净化。所以,废水中的生物处理实际上是水体的生物自净原理在水污染治理中的应用,也可以说是模拟天然水体自净作用的一种生物工程。
利用这一原理来净化污水,所要投加的人力、物力比其他方法要少得多。在废水生物处理的人工生态系统中,物质的迁移转化效率之高是任何天然的或农业生态系统所不能比拟的。例如,一个普通的活性污泥厂,每天每平米曝气池能转换1~2kg干有机物,他比一个高产的森林中所发生的矿化作用效率要高好几百倍,该森林要达到同样的数量,需要一年时间。所以废水生物处理工厂是一个效率极高的集中进行矿化作用的场所。
与天然水体自净过程类似,在废水生物处理系统中,同样主要是通过微生物代谢产生的酶,来降解、转化有机物,将有机物最终转化为无害的二氧化碳和水,从而使废水得到净化。目前最常用的生物处理方法是活性污泥法赫和生物膜法。因此,以这两种处理方法中微生物的作用为例,来说明废水生物处理的作用机理。
2.1.活性污泥的定义和特性
2.1.1.活性污泥的定义
生物处理中的活性污泥,就是由细菌、原生动物、等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有吸附分解有机物能力的絮状体。也可以说,活性污泥就是具有很强的吸附分解有机物能力的、充满微生物的污泥。生物膜则是附着在填料上呈薄膜状的活性污泥。
2.1.2.活性污泥的定义
活性污泥的絮体颗粒大小约为0.02~0.2mm,表面积为20~100cm2/ml,密度约为1.002~1.006。活性污泥与生物膜之所以能在净化污水中起重要作用,是因为他们具有以下特性:
1) 具有很强的吸附能力
当废水与活性污泥一接触,首先发生的就是活性污泥对废水中污染物质的吸附作用。据研究,生活铅、镍、锌等金属离子,大约30%~90%能被活性污泥通过吸附去除。
2) 具有很强的分解、氧化有机物的能力
被活性污泥吸附的大分子有机物质,在微生物细胞分泌的胞外酶作用下,变成小分子有机物,然后透过细胞膜进入微生物细胞,这些被吸收的营养物质,再由胞内酶的作用,经过一系列生化途径而氧化为无机物并放出能量,这就是微生物的异化作用;与此同时,微生物又利用呼吸作用释放的能量,把氧化过程的一些中间产物转变为细胞物质,这就是微生物的同化作用。在此过程中,微生物不断繁殖,有机物不断地被氧化分解。
当活性污泥对有机物的吸附达到饱和后,通过微生物对有机物的氧化分解,除去了活性污泥所吸附和吸收的大量有机物,是污泥又重新呈现活性,恢复了它的吸附能力。
3) 具有较长的食物链
在活性污泥和生物膜中,一般都能看到存在着“有机物→细菌→原生动物→微型后生动物”这样的食物链。因为有机物虽然能通过细菌等腐生营养性的微生物的作用而去除,但仅有他们的作用还难以达到处理的目标。也就是说,要达到处理目标,原生动物等动物性营养的生物对细菌的捕食作用是必不可少的。