污水治理與微生物

A. 為什麼說在治理污水中，最根本，最有效的手段是微生物處理法

污水處理方法有物理方法、化學方法和生物（微生物處理法）方法，其中生物法是目前污水處理最普遍，也是最經濟的處理方法。北京水之窗環保為你解答困惑。

B. 升流式厭氧好氧生化濾格處理造紙廢水出水水質發白，正常時是清澈的

停留時間短，曝氣量不夠，沉降差，最好的解決辦法就是增加一套「微生物一體化廢水處理強化處理設備，即可解決問題。
微生物一體化污水強化處理設備簡稱微生物強化設備(Microbial enhanced equipment.)用MIE表示。該設備能將廢水中的污染物有效去除，處理後的水質經環保機構與衛生防疫部門檢測及全國近百家用戶使用證明，該設備設計合理、技術先進、性能穩定、使用安全，各項技術性能居國內首位，特別適合各種廢（污）水處理和微污染治理。具有以下特點：
一、自動化程度高，污水處理效果好
該設備通過程序控制、空氣凈化、富氧曝氣、環境模擬、營養配對，使微生物在設備中進行強化、改性、馴化後，發生迅速增殖、對數增長，進而使密度達到1.8×1020 CFU/ml，這些高密度微生物通過釋放進入曝氣池，池中生物迅速提高到2.0×104MIE/L，將污水中的污水中的污染物分解成CO2和H2O，實現污水凈化、達標排放或中水回用的目的。
二、適應范圍
該設備為比較理想的廢（污）水生物強化處理設備，可根據不同種類、不同性質、不同環境的污水處理需要，生成不同種群、不同菌屬、不同溫度的微生物，特別適合醫院、城鎮、小城鎮、農村、工業、生活小區、石油化工、制葯、造紙、食品、印染、畜禽養殖、高鹽、高氨氮、有毒有害水、重金屬、垃圾滲濾液等廢（污）水處理。
該設備還可直接與接觸氧化法、AB法、A/O法、氧化溝、SBR、曝氣生物濾
池、導流曝氣生物濾池等各種舊廢（污）水處理工程配套，在不改變污水處理工藝或土建工程的條件下，實現污水處理的升級、改造、擴建、污泥減量、脫氮除磷、中水回用等多種用途。
該設備還可用於景觀、河道、湖面、河流、鹹水湖、海灣、土地等領域去除微污染，保護公共環境。
三、經濟效益突出
該設備產生的是高密度優勢微生物菌群，能快速噬掉污水中的污染物和淤泥，且不產生臭味，不用污泥脫水機、污泥傳輸機、泥餅外運車、廢氣處理設備和大功率的鼓風曝氣設備，與傳統方法比較，能耗是活性污泥法的1/8，設備投資可節省近70%，還可在淺層水池上運轉，從而使污水處理池深度減淺、體積縮小，大大降低了一次投資費用和長期運行、管理費用。
四、管理方便，安全可靠
該設備產生的高密度微生物菌群通過自動釋放進入廢（污）水曝氣池後，能迅速減少污水中的生物耗氧量(BOD)、化學需氧量（COD）和固體懸浮物（TSS），並有極強的脫氮除磷功能，還能在極短的時間內使5類水轉變成3類以上，7天內消除污水中的臭味，10天內吃掉污水中50%左右的淤泥，每天降解近20%的BOD，10-15天內實現達標排放或中水回用。
採用該設備處理廢（污）水無污泥膨脹之憂，也不受操作員學歷、年齡等限制，管理方便、安全可靠。
五、沒有二次污染，營造綠色環境
隨著高密度微生物菌群數量的不斷增加，污水中的生物耗氧量(BOD)也越來越少，大量的微生物因缺少BOD而失去存活能源自滅，變成二氧化碳和水，未自滅微生物還可成為魚類和浮游生物的餌料，進而形成良性的生態處理凈化過程，沒有臭味、不產生污泥、無二次污染，營造綠色環境。
六、不受氣候影響，完成生化處理
傳統的生化法處理污水，受氣候及水溫變化影響較大，當溫度每降低10度，微生物的酶促反應速度就降低1-2倍。氣候導致微生物的活性不足，造成污水處
理效果不好，不僅威脅著北方的污水處理廠，對於南方的污水處理廠，冬天也是嚴峻的考驗，貴州長城環保科技有限公司生產的微生物強化設備徹底解決了這一難題，該設備產生的高濃度微生物菌群釋放進入曝氣池後，其微生物量訊速達到2.0×104MIE/L以上，使曝氣池中微生物濃度較活性污泥高出10倍，彌補了因水溫低而導致微生物量不足，污水處理效果差的技術難題。
七、解決活性不足，確保水質達標
採用傳統的生化方式處理高濃度、高氨氮、高鹽量、有毒性、重金屬廢水，由於微生物在這些污水中的成活率低、數量小，致使處理後的污水出水水質差、效果不穩定、難以達標排放。微生物強化設備以獨特的方式徹底解決了這一難題，該設備能將生產出的濃度高於1.8×1020CFU/ml的微生物菌群源源不斷地送入曝氣池，微生物量較其他污水處理高出10倍以上，強大的微生物菌群加速了對污水中污染物的降解和消化，同時，曝氣供氧又顯著加速了污染物被分解成CO2和H2O，硝酸鹽、硫酸鹽成為微生物生長的養分，使微生物又得到進一步的衍生，即使在天冷、低溫、沖擊負荷的條件下，或受高濃度、高氨氮、高鹽量、有毒性、重金屬的抑制，也無法阻止群雄逐鹿、前仆後繼的微生物大軍，形成對污水處理的強大陣容，進而降解和消化污水中的污染物，最終實現廢水達標排放或中水回用。
八、改變微污染治理方式
傳統河道治理離不開閘壩、斷水、清淤等處理過程，工程投資大、工期長、淤泥量大。微生物強化設備直接安裝在景觀、河道、湖面、河流、鹹水湖、海灣、土地等微污染源上游，從源頭切斷和堵住污染，並通過微生物降解污染、吃掉污泥、去除臭味、除磷脫氮等作用實現徹底治理，為微污染治理提供了可靠的設備。
九、主要 技術優勢
1、快速降解BOD5、CODcr、TSS，使污水得到凈化；
2、提高總氮（TN）和總磷（TP）的脫除效果和去除能力；
3、處理效率可提高達50％左右，進水負荷提高40％左右；
4、 快速應對曝氣池可能發生的緊急故障情況；
5、 提高難分解污染物的生化效率；
6、有效解決污水量增加或負荷增大，而無場地改擴建的難題；
7、 有效解決絲狀菌異常增殖導致污泥膨脹的問題；
8、在處理污水的同時減量污泥，達到不用清淤除泥的效果；
9、僅需幾天就能消解污水中的味道，去除污水中的惡臭；
10、採用自然界或國內外選育出來的優勢無害菌種，無二次污染的後顧之憂；
11、污染凈化完畢後，微生物因失去存活能源而自滅，變成CO2和H2O；
12、未滅的微生物還可成為魚類和浮游生物的餌料；
13、升級改造舊污水處理工程，較其它污水處理方法節省投資70％；
14、較其它生化處理方法，節省電能80%左右；
微生物濃度高達1.8×1020CFU/ml以上，高濃度微生物大大提高了處理效率，
1、減少了曝氣池容積，節省工程投資40%；
2、解決了因氣候變化、水溫降低而導致微生物數量減少，進而影響污水處理效果的技術難題；
3、微生物大軍前仆後繼、協同作戰，有效解決了高鹽、高濃度、有毒、有害、化工、重金屬、垃圾滲透液等抑制微生物生長、微生物難以存活的技術難題；
4、在不改動土建的條件下實現舊污水處理工程的升級改造或工程擴容；
5、在不改動污水處理工藝的前提下，有效脫除污水中的磷和氮，並提高處理後的污水出水水質，實現達標排放或中水回用效果；
6、直接用於江河、湖泊等微污染源上游，直接堵住污染源頭，在有效解決微污染的同時，實現無泥排放，徹底地革新了傳統河道治理離不開閘壩、斷水、清淤方式，為微污染治理提供了的理想設備；
7、安裝方便、應用靈活、操作簡單，只用一人兼管，就能完成任務；
布局靈活、佔地面積小、自動化程度高、操作管理簡單、運行費用低。
十、應用領域和方式
1、新建項目
⑴、城鎮、村鎮、農村、住宅小區及開發區生活污水處理，賓館、飯店、學校、商場及辦公樓污水處理，車站、航空港、碼頭等污水處理；
⑵、醫院、療養院、醫院院校、農村衛生院、醫療診所等含菌污水處理；
⑶、化工、制葯、印染、腌制、畜禽養殖、製糖、釀酒、白酒、石化、焦化、農葯、味精、紙漿、毛紡、橡膠、餐飲廢水處理；
2、升級、改造
⑴、升級、改造或擴建城市舊污水處理廠；
⑵、升級、改造或擴建各種大、中、小型工業廢水處理廠；
⑶、升級、改造或擴建各種大、中、小型公寓、小區污水/廢水處理站；
⑷、作為新建污水廠的配套，可減少佔地面積，提高系統效率，特別適用於石油化工、制葯、造紙、食品、印染等行業中廢水處理廠的升級、改造或擴建；
⑸、升級、改造或擴建各種大、中、小型醫院污水處理工程。
3、其它處理
⑴、有脫氮除磷需求的廢水處理；
⑵、江河、湖泊等河道、景觀治理；
⑶、濕地公園生態修復；
⑷、污水處理廠污泥減量，實現無泥外排。

C. 使用微生物制劑治理水污染對環境有二次破壞作用嗎

這個問題來 ； 和你所選用的源微生物、所要處理的污染物密切相關：因為微生物處理污染物主要就三個方式：（1）分解；（2）轉化；（3）富集。所以所選用的微生物種類、所要處理的污染物種類；不可避免的影響到處理污染的效果。也影響著會否發生二次污染的可能性。

D. 污水治理與微生物

一、生物降解是指由生物催化的復雜化合物的分解過程。而在石油降解中微生物首先通過自身的代謝產生分解酶，裂解重質的烴類和原油，降低石油的粘度，另外在其生長繁殖過程中,能產生諸如溶劑、酸類、氣體、表面活性劑和生物聚合物等有效化合物利於驅油，然後由其他的微生物進一步的氧化分解成為小分子而達到降解的目的。
二、海洋中最主要的降解細菌屬於:無色桿菌屬、不動桿菌屬、產鹼桿菌屬、節桿菌屬、芽孢桿菌屬、黃桿菌屬、棒桿菌屬、微桿菌屬、微球菌屬、假單胞菌屬以及放線菌屬、諾卡氏菌屬。在大多海洋環境中,上述這些細菌是主要降解菌,在真菌中,金色擔子菌屬、假絲酵母屬、紅酵母屬和擲孢酵母屬是最普遍的海洋石油烴降解菌。一些絲狀真菌如麴黴屬、毛霉屬、鐮刀霉屬和青黴屬也應被歸入海洋降解菌中。土壤中主要的降解菌除了上面提到的細菌種類外,還包括分枝桿菌屬以及大量絲狀真菌。麴黴屬和青黴屬某些種在海洋和土壤兩種環境中都有分布。木霉屬和被孢霉屬某些種是土壤降解菌。

利用微生物對城市垃圾和污水、海洋石油污染等有害物質進行降解日趨廣泛，生物脫硫、生物漂白、農葯殘留的生物降解以及土壤重金屬污染的生物富集和清除等技術也將為環境保護帶來重大效益

生物除污在環境污染治理中潛力巨大，微生物參與治理則是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有機物；還能處理工業廢水中的磷酸鹽、含硫廢氣以及土壤的改良等。微生物能夠分解纖維素等物質，並促進資源的再生利用。對這些微生物開展的基因組研究，在深入了解特殊代謝過程的遺傳背景的前提下，有選擇性的加以利用，例如找到不同污染物降解的關鍵基因，將其在某一菌株中組合，構建高效能的基因工程菌株，一菌多用，可同時降解不同的環境污染物質，極大發揮其改善環境、排除污染的潛力。美國基因組研究所結合生物晶元方法對微生物進行了特殊條件下的表達譜的研究，以期找到其降解有機物的關鍵基因，為開發及利用確定目標。

E. 如何利用微生物多樣性進行環境污染治理

微生物在污水生物處理中的作用
一、污水生物處理的特徵
（一）、污水與污水生物處理
污水中的污染物質成分極其復雜。一般生活污水的主要成分是代謝廢物和食物殘渣。工業廢水可能含有較多的金屬、酚類、甲醛等化學物質。此外污水中還含有大量非病原微生物和少量病原菌及病毒。污水的生物處理就是以污水中的混合微生物群體作為工作主體，對污水中的各種有機污染物進行吸收、轉化，同時通過擴散、吸附、凝聚、氧化分解、沉澱等作用，以去除水中的污染物。因此，污水生物處理實際上是水體自凈的強化，不同的是，在去除了污水中的污染物後，必須將微生物從出水中分離出來，這種分離主要是通過微生物本身的絮凝和原生動物、輪蟲等的吞食作用完成的。
（二）、生化需氧量及生物處理的應用
在污水處理中，通常是以有機物在氧化過程中所消耗的氧量這一綜合性指標來表示有機污染物的濃度，如生化需氧量（BOD）和化學需氧量（COD）。生化需氧量是指在特定的溫度和時間（通常這5 d、20℃下，微生物分解污水中有機物所消耗的氧量，稱為BOD5。BOD5約占生化需氧總量的2/3，故採用BOD5來表示污水中可降解有機物的濃度是比較合適的。但污水中有機物並不是都能較快降解的，在工業廢水中，可以結合COD等指標表示有機污染物的濃度。
只有BOD高的廢水才適宜採用生物處理，COD很高但BOD不高的廢水不宜採用生物處理。對於有毒的廢水，只要毒物能降解，就可用生物法處理，關鍵是控制毒物濃度和馴化微生物。
（三）、污水生物處理的效果
污水經過生物處理後，其中的雜質和污染物質能以某種形式（如生物絮凝作用）被分離除去，或被轉為無害的物質。例如，城市生活污水經生物處理後，活性污泥法的BOD和SS（懸浮性固體）去除率都在90%左右；生物濾池法BOD去除率在80%、SS去除率在90%左右。
生物處理還能減少城市污水中的病原微生物和病毒，但濃度仍然較高，因此，出水和剩餘污泥都要消毒。
二、污水生物處理方法
根據微生物對O2的需求不同，污水生物處理可分為好氧處理和厭氧處理兩大類。根據構築物的不同類型以可分為多種方法（表10-1）。
（一）、好氧生物處理
好氧生物處理是在水中有溶解氧存在的條件下，借好氧和兼性厭氧微生物（其中主要是好氧菌）的作用來進行的。在處理過程中，絕大多數的有機物都能被相應的微生物氧化分解。整個好氧分解過程可分為兩個階段。第一階段，主要是有機物被轉化為CO2、H2O、NH3等；第二階段，主要是NH3轉化為NO2和NO3。
用好氧法處理污水，基本上沒有臭氣，處理所需的時間比較短，如果條件適宜，一般可去除BOD580～90%以上。
根據處理構築物的不同，好氧生物處理的方法可分為活性污泥法、生物膜法、氧化塘等。其中活性污泥法和生物膜法應用最廣泛。
（二）厭氧生物處理
套氧生物處理是在無氧的條件下，借厭氧和兼性厭氧微生物（其中主要是厭氧菌）的作用來分解污水中有機物的，也稱厭氧消化或厭氧發酵。
有機物厭氧分解的錢過程是由三類生理上完全不同的細菌分三個階段完成的（圖10-4）。第一階段，復雜有機物如纖維素、蛋白質、脂肪等在微生物作用下降解為簡單的有機物如糧類、有機酸、醇等，是水解、發酵階段；第二階段，由產氫產乙酸細菌群將有機酸等轉化成乙酸、H2及CO2，為產氫產乙酸階段；第三階段，在產甲烷細菌作用下將乙酸（包括甲酸）、CO2、H2轉化為CH4，是產甲烷階段。
厭氧生物處理主要應用於有機污泥和高濃度有機污水的處理。由於是密閉發酵，所以在處理過程中不影響周圍環境；同時隔絕空氣又加以高溫發酵，可以釘死寄生蟲卵和致病菌；並且可以產生生物能源甲烷。因此厭氧消化法近年來漸漸受到重視，但由於所需時間長，對設備要求嚴格，因而影響其迅速推廣。
三、污水生物處理中的微生物群落及其作用
（一）、活性污泥微生物群落及其作用
活性污泥是指由細菌、微型動物為主的微生物與膠體物質、懸浮物質等混雜在一起形成的，具有很強吸附分解有機物的能力和良好沉降性能的絨絮狀顆粒。活性污泥中生存著各種微生物，構成了復雜的微生物群落。其中主要的微生物是細菌（以好氧性異養菌為主）和原生動物，此外尚有酵母菌、絲狀黴菌、單胞藻類、輪蟲線蟲等。
1、活性污泥中的細菌及其作用 活性污泥中細菌的數量約為108～109
個/ mL，它們是去除水中有機污染物的主力軍。最常出現的優勢種群是：產鹼桿菌屬、芽孢桿菌屬、黃桿菌屬、假單孢菌屬、動膠菌屬，其次尚有無色桿菌、諾卡氏菌、蛭弧菌、分枝蒜苗、硝化細菌、大腸埃希氏菌等。它們全部是化能異養菌，多數為革蘭氏陰性菌，可以有效地分解廢水中的有機污染物。

F. 有關於污水處理的知識,詳細點,

環境保護是我國的基本國策。世界經濟發展的實踐證明，為實現經濟的持續穩定的發展，必須解決好發展與環境保護的矛盾。隨著我國社會和經濟的高速發展，城市環境污染特別是水污染的問題日趨嚴重。城鎮生活污水的排放量逐年增加，2002年全國工業和城鎮生活廢水排放總量為439.5億噸，比上年增加1.5%。其中工業廢水排放量207.2億噸，比上年增加2.3%；城鎮生活污水排放量232.3億噸，比上年增加0.9%，其中僅有10%得到處理。[1]生活污水中含有較高的氮、磷等營養物質,未經處理直接排入江河湖海,是導致水域富營養化污染的主要原因。2002年監測數據顯示,遼河、海河水系污染嚴重，劣V類水體佔60%以上；淮河幹流水質以III-V類水體為主，支流及省界河段水質仍然較差；黃河水系總體水質較差，幹流水質以III-IV類水體為主，支流污染普通嚴重；松花江水系以III-IV類水體為主；珠江水系水質總體良好，以II類水體為主；長江幹流及主要一級支流水質良好，以II類水體為主。由於「污染性」造成的水資源短缺，已成為嚴重製約我國社會經濟持續發展的突出問題，丞待解決。目前我國水污染控制的重點已從以工業點源為主，逐步轉變為以城市污水污染為主的控制。根據預測 [2]，到2010年我國城市污水排放總量為1050億m3，城市污水處理率要達到50%，預計需新建污水處理廠1000餘座，而決定城市污水處理廠投資和運行成本的主要因素是污水處理工藝和技術的選擇，因此開發適合我國國情的、高效、低耗、能滿足排放要求、基建和運行費用低的污水處理新技術和新工藝，具有十分重要的現實意義。
二、生活污水處理工藝研究和應用領域共同關注的問題
長期以來，城市生活污水的二級生物處理多採用活性污泥法，它是當前世界各國應用最廣的一種二級生物處理流程，具有處理能力高，出水水質好等優點。但卻普遍存在著基建費、運行費高，能耗大，管理較復雜，易出現污泥膨脹、污泥上浮等問題，且不能去除氮、磷等無機營養物質。對於我國這樣一個資源不足、人口眾多的發展中國家，從可持續發展的角度來看，並不適合中國國情。由於污水處理是一項側重於環境效益和社會效益的工程，因此在建設和實際運行過程中常受到資金的限制，使得治理技術與資金問題成為我國水污染治理的「瓶頸」。歸納起來，目前在城市生活污水處理研究和應用領域，普遍存在的問題有：
（1）採用傳統的活性污泥法，往往基建費、運行費高，能耗大，管理較復雜，易出現污泥膨脹現象；工藝設備不能滿足高效低耗的要求。
（2）隨著污水排放標準的不斷嚴格，對污水中氮、磷等營養物質的排放要求較高，傳統的具有脫氮除磷功能的污水處理工藝多以活性污泥法為主，往往需要將多個厭氧和好氧反應池串聯，形成多級反應池，通過增加內循環來達到脫氮除磷的目的，這勢必要增加基建投資的費用及能耗，並且使運行管理較為復雜。
（3）目前城市污水的處理多以集中處理為主，龐大的污水收集系統的投資遠遠超過污水處理廠本身的投資，因此建設大型的污水處理廠，集中處理生活污水，從污水再生回用的角度來說不一定是唯一可取的方案。
因此，如何使城市污水處理工藝朝著低能耗、高效率、少剩餘污泥量、最方便的操作管理，以及實現磷回收和處理水回用等可持續的方向發展。已成為目前水處理技術研究和應用領域共同關注的問題，就要求污水處理不應僅僅滿足單一的水質改善，同時也需要一並考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題，且所採用的技術必須以低能耗和少資源損耗為前提。
三、生物膜法處理工藝在生活污水處理中的應用研究發展
在污水生物處理的發展和應用中，活性污泥和生物膜法一直占據主導地位。隨著新型填料的開發和配套技術的不斷完善，與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由於生物膜法具有處理效率高，耐沖擊負荷性能好，產泥量低，佔地面積少，便於運行管理等優點，在處理中極具競爭力。
1．生物膜法凈化污水機理
污水中有機污染物質種類繁多，成分復雜。但對於生活污水來說，其有機成分歸納起來主要包括：蛋白質（40%-60%），碳水化合物（25%-50%）和油脂（10%），此外還含有一定量的尿素[3]。生物膜法依靠固定於載體表面上的微生物膜來降解有機物，由於微生物細胞幾乎能在水環境中的任何適宜的載體表面牢固地附著、生長和繁殖，由細胞內向外伸展的胞外多聚物使微生物細胞形成纖維狀的纏結結構，因此生物膜通常具有孔狀結構，並具有很強的吸附性能。
生物膜附著在載體的表面，是高度親水的物質，在污水不斷流動的條件下，其外側總是存在著一層附著水層。生物膜又是微生物高度密集的物質，在膜的表面上和一這深度的內部生長繁殖著大量的微生物及微型動物，形成由有機污染物 →細菌→原生動物（後生動物）組成的食物鏈。生物膜是由細菌、真菌、藻類、原生動物、後生動物和其他一些肉眼可見的生物群落組成。其中細菌一般有：假單苞菌屬、芽苞菌屬、產鹼桿菌屬和動膠菌屬以及球衣菌屬，原生動物多為鍾蟲、獨縮蟲、等枝蟲、蓋纖蟲等。後生動物只有在溶解氧非常充足的條件下才出現，且主要為線蟲。污水在流過載體表面時，污水中的有機污染物被生物膜中的微生物吸附，並通過氧向生物膜內部擴散，在膜中發生生物氧化等作用，從而完成對有機物的降解。生物膜表層生長的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的內層微生物則往往處於厭氧狀態，當生物膜逐漸增厚，厭氧層的厚度超過好氧層時，會導致生物膜的脫落，而新的生物膜又會在載體表面重新生成，通過生物膜的周期更新，以維持生物膜反應器的正常運行。
生物膜法通過將微生物細胞固定於反應器內的載體上，實現了微生物停留時間和水力停留時間的分離，載體填料的存在，對水流起到強制紊動的作用，同時可促進水中污染物質與微生物細胞的充分接觸，從實質上強化了傳質過程。生物膜法克服了活性污泥法中易出現的污泥膨脹和污泥上浮等問題，在許多情況下不僅能代替活性污泥法用於城市污水的二級生物處理，而且還具有運行穩定、抗沖擊負荷強、更為經濟節能、具有一定的硝化反硝化功能、可實現封閉運轉防止臭味等優點。
通過人工強化作用將生物膜引入到污水處理反應器中，便形成了生物膜反應器。近年來，物物膜反應器發展迅速，由單一到復合，有好氧也有厭氧，逐步形成了一套較完整的生物處理系統。
填料是生物膜技術的核心之一，它的性能對廢水處理工藝過程的效率、能耗、穩定性以及可靠性均有直接關系。
2、厭氧生物膜法處理工藝在生活污水處理中的應用研究進展
（1）、復雜物料的厭氧降解階段
在廢水的厭氧處理過程中，廢水中的有機物經大量微生物的共同作用，被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨。在此過程中，不同的微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成復雜的生態系統。對復雜物料的厭氧過程的敘述，有助於我們了解這一過程的基本內容。所謂復雜物料，即指那些高分子的有機物，這些有機物在廢水中以懸浮物或膠體形式存在。
復雜物料的厭氧降解過程可以被分為四個階段。
水解階段：高分子有機物因相對分子質量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。因此它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。
發酵（或酸化）階段：在這一階段，上述小分子的化合物在發酵細菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸（簡寫作VFA）、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時，酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質，因此未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩餘污泥。
產乙酸階段：在此階段，上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
產甲烷階段：這一階段里，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
在以上階段里，還包含著以下這些過程：a、水解階段里有蛋白質水解、碳水化合物的水解和脂類水解；b、發酵酸化階段包含氨基酸和糖類的厭氧氧化與較高級的脂肪酸與醇類的厭氧氧化；c、產乙酸階段里有從中間產物中形成乙酸和氫氣和由氫氣和 氧化碳形成乙酸；d、甲烷化階段包括由乙酸形成甲烷和從氫氣和二氧化碳形成甲烷。除以上這些過程之外，當廢水含有硫酸鹽時還會有硫酸鹽還原過程。復雜化合物的厭氧降解可以利用圖來表述（見圖1）
（2）厭氧生物膜法處理工藝的應用研究進展
a、厭氧濾器（AF）
厭氧濾器是60年代末由美國McCarty 等在Coulter等研究基礎上發展並確立的第一個高速厭氧反應器。傳統的好氧生物系統一般容積負荷在2KgCOD/（m3?d）以下。而在AF發明之前的厭氧反應器一般容積負荷也在4-5kgCOD/（m3?d）以下。但AF在處理溶解性廢水時負荷可高達10-15 kgCOD/（m3?d）。[4]因此AF的發展大大提高了厭氧反應器的處理速率，使反應器容積大大減少。
AF作為高速厭氧反應器地位的確立，還在於它採用了生物固定化的技術，使污泥在反應器內的停留時間（SRT）極大地延長。McCarty發現在保持同樣處理效果時，SRT的提高可以大大縮短廢水的水力停留時間（HRT），從而減少反應器容積，或在相同反應器容積時增加處理的水量。這種採用生物固定化延長SRT，並把SRT和HRT分別對待的思想推動了新一代高速厭氧反應器的發展。
SRT的延長實質是維持了反應器內污泥的高濃度，在AF內，厭氧污泥的濃度可以達到10-20gVSS/L。AF內厭氧污泥的保留由兩種方式完成：其一是細菌在AF內固定的填料表面（也包括反應器內壁）形成生物膜；其二是在填料之間細菌形成聚集體。高濃度厭氧污泥在反應器內的積累是AF具有高速反應性能的生物學基礎，在一定的污泥比產甲烷活性下，厭氧反應器的負荷與污泥濃度成正比。同時，AF內形成的厭氧污泥較之厭氧接觸工藝的污泥密度大、沉澱性能好，因而其出水中的剩餘污泥不存在分離困難的問題。由於AF內可自行保留高濃度的污泥，也不需要污泥的迴流。
在AF內，由於填料是固定的，廢水進入反應器內，逐漸被細菌水解酸化、轉化為乙酸和甲烷，廢水組成在不同反應器高度逐漸變化。因此微生物種群的分布也呈現規律性。在底部（進水處），發酵菌和產酸菌佔有最大的比重，隨反應器高度上升，產乙酸菌和產甲烷菌逐漸增多並佔主導地位。細菌的種類與廢水的成分有關，在已酸化的廢水中，發酵與產酸菌不會有太大的濃度。
細菌在反應器內分布的另一特徵是反應器進水處（例如上流式AF的內部）細菌由於得到營養最多因而污泥濃度最高，污泥的濃度隨高度迅速減少。
污泥的這種分布特徵賦予AF一些工藝上的特點。首先，AF內廢水中有機物的去除主要在AF底部進行（指上流式AF），據Young和Dahab報道[4]， AF反應器在1m以上COD的去除率幾乎不再增加,而大部分COD是在0.3m以內去除的。因此研究者認為在一定的容積負荷下,淺的AF反應器比深的反應器能有更好的處理效率。其次,由於反應器底部污泥濃度特別大，因此容易引起反應器的堵塞。堵塞問題是影響AF應用的最主要問題之一。據報道,上流式AF底部污泥濃度可高達60g/L。厭氧污泥在AF內的有規律分布還使得反應器對有毒物質的適應能力較強,可以生物降解的毒性物質在反應器內的濃度也呈現出規律性的變化,加之厭氧生物膜形成各種菌群的良好共生體系,因此在AF內易於培養出適應有毒物質的厭氧污泥。例如在處理三氯甲烷和甲醛廢水中,發現AF反應器內的污泥產生了良好的適應性,這些有毒物質的去除效果和允許的進液濃度逐漸上升。AF同時也具有較大的抗沖擊負荷能力。一般認為在相同的溫度條件下，AF的負荷可高出厭氧接觸工藝2~3倍，同時會有較高的COD去除率。
AF在應用上的問題除了堵塞和由局部堵塞引起的溝流以外，另一個問題是它需要大量的填料，填料的使用使其成本上升。由於以上問題，國外生產規模的AF系統應用也不是很多。據Le-ttinga在1993年估計，國外生產規模的AF系統大約僅有30~40個。[4]
作為升流式厭氧濾池的革新技術——厭氧膜床（S?pecial Anaerobic Film Bed, SAFB）,採用較大顆粒及孔隙率的填料代替傳統的小粒徑填料，有效地解決了反應器的堵塞問題。厭氧膜床具有如下特點：
有效克服了厭氧濾池易堵塞和出水水質差的缺點；
生物固體濃度高，因此可獲得較高的有機負荷；
在厭氧膜床內微生物通過附著在填料表面形成生物膜，以及懸浮於填料孔隙間形成細菌聚集體，因此在厭氧膜床內可以保持較高的生物量。因此可縮短水力停留時間，耐沖擊負荷能力較強；
啟動時間短，停止運行後再啟動也較容易；
不需要迴流污泥，運行管理方便；
在水量和負荷有較大變化的情況下，耐沖擊性較好。
b、厭氧流化床反應器（AFBR）
在流化床系統中依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜來保留厭氧污泥，液體與污泥的混合、物質的傳遞依靠使這些帶有生物膜的微粒形成流態化來實現。
流化床反應器的主要特點可歸納如下：
流態化能最大程度使厭氧污泥與被處理的廢水接觸；
由於顆粒與流體相對運動速度高，液膜擴散阻力小，且由於形成的生物膜較薄，傳質作用強，因此生物化學過程進行較快，允許廢水在反應器內有較短的水力停留時間；
克服了厭氧濾器堵塞和溝流問題；
高的反應器容積負荷可減少反應器體積，同時由於其高度與直徑的比例大於其它厭氧反應器，因此可以減少佔地面積。
但是，厭氧流化床反應器存在著幾個尚未解決的問題。其一，為了實現良好的流態化並使污泥和填料不致從反應器流失，必須使生物膜顆粒保持均勻的形狀、大小和密度，但這幾乎是難以做到的，因此穩定的流態化也難以保證。[5]其次，一些較新的研究認為流化床反應器需要有單獨的預酸化反應器。同時，為取得高的上流速度以保證流態化，流化床反應器需要大量的迴流水，這樣導致能耗加大，成本上升。由於以上原因，流化床反應器至今沒有生產規模的設施運行。有人認為它在今後應用的前景也不大。[5]
c、厭氧附著膜膨脹床反應器（AAFEB）
厭氧附著膜膨脹床（Anaerobic Attached Film Expanded Bed）是Jewell等人在1974年研究和開發出來的一種污水處理工藝。與生物流化床相比，區別在於載體的膨脹程度。以填料層高度計，膨脹床的膨脹率約為10%~20%，此時顆粒間仍保持互相接觸，而流化床則為20%~70%。Bruce J.Alderman等[6]通過對比厭氧膨脹床、滴濾池和活性污泥法等工藝的經濟性，發現對於小型污水處理廠而言，厭氧膨脹床後續滴濾池的設計是最為經濟的選擇，能耗量少，污泥產率量低。但目前此工藝仍主要停留在小試和中試研究階段。
綜上所述，採用厭氧生物膜反應器為主體的厭氧處理技術，作為生活污水處理的核心方法，在技術上已經成熟，並且較之其它方法有獨到的一些優勢。但是，厭氧方法在濃縮營養物（氮和磷）方面效果不大，同時它僅能除去部分病源微生物。此外，殘存的BOD、懸浮物或還原性物質可能影響到出水的質量。所以厭氧生物膜反應器要成為完整的環境治理技術，合適的後處理手段必不可少。
3、好氧生物膜法處理技術——生物接觸氧化
生物接觸氧化法是由生物濾池和接觸曝氣氧化池演變而來的。早在20世紀30年代，已在美國出現生產型裝置。當時的生物接觸氧化池，填料的材質是砂石、竹木製品和金屬製品，主要用於處理低濃度、低有機負荷的污水，它克服了活性污泥法在處理此類污水時，因污泥流失而不能維持正常運行的缺點，並取得了較好的效果。進入70年代，隨著大孔徑、高比表面積的蜂窩直管填料和立體波紋塑料填料的出現，使生物接觸氧化法的應用范圍得到拓寬，它不僅可用於處理生活污水，而且可用於處理高濃度有機廢水和有毒有害工業廢水，與其他生物處理方法相比，展現出了優越性，我國在70年代開始對生物接觸氧化法進行了研究，第一座生產性試驗裝置用於處理城市污水，在處理效果、動力消耗、經濟效益和管理維護等方面都明顯優於活性污泥法。與活性污泥法比較，生物接觸氧化具有以下主要優點：①生物接觸化法以填料作為載體，供生物群棲息生長，形成穩定的生態體系，有較高的微生物濃度，一般可達10~20g/l；氧的利用率高，可達10%。具有較高的耐沖擊負荷能力和對環境變化的適應能力，剩餘污泥量少。②生物接觸氧化法可以充分利用絲狀菌的強氧化能力且不產生污泥膨脹。並且不需要象活性污泥法那樣採用污泥迴流以調整污泥量和溶解氧濃度，易於管理和操作。隨著十餘年的大量實踐，對氧化池結構形式、填料的品種和安裝方式、供氣裝置的種類和布置形式等方面進行了不斷創新、不斷優化。目前，生物接觸氧化技術已經廣泛應用處理生活污水、生活雜用水和不同有機物濃度的工業廢水。
填料是微生物棲息的場所、生物膜的載體。填料的表面生長生物膜，生物膜的新陳代謝過程使污水得利凈化。填料的性能直接影響著生物接觸氧化技術的效果和經濟上的合理性，因而填料的選擇是生物接觸氧化技術的關鍵。
填料的特性取決於填料的材質和結構形式。填料的材質應具有分子結構穩定、抗老化、耐腐蝕和生物穩定性好等特性。填料的結構形式應具有比表面積大、空隙率高、硬度高、有布水布氣和切割氣泡的功能。填料之間的空隙在外力作用下可發生變化，有利於剝落的生物膜及時排出填料區，以及填料的體積應具有可壓縮性，並在復原後不發生變形，便於運輸和安裝。
固定化載體的發展
（1）固定式填料
固定式填料以蜂窩狀及波紋狀填料為代表，多用玻璃鋼、各種薄形塑料片構成。新近有陶土直接燒結生產的陶瓷蜂窩填料，孔形為六角形，孔徑在20~100mm之間。由於比表面積小，生物膜量小，表面光滑，生物膜易脫落，填料橫向不流通，造成布氣不均勻，易堵塞以至無法正常運轉，且造價較高，近年來，此類填料已逐漸淘汰。
（2）懸掛式填料
懸掛式填料包括軟性、半軟性及組合填料、軟性填料，理論比表面積大,空隙率>90%，掛膜快，空隙的可變性使之不易堵塞，而且造價低，組裝方便，出水穩定，處理效果較好,COD和BOD5去除率達80%以上。但廢水濃度高或水中懸浮物較大時，填料絲會結團，大大減少了實際利用的比表面積，且易發生斷絲、中心繩斷裂等情況，影響使用壽命，其壽命一般為1~2年。半軟性填料，具有較強的氣泡切割性能和再行布水布氣的能力、掛膜脫膜效果較好、不堵塞；COD和BOD去除率在70-80%。使用壽命較軟性填料長。但其理論比表面積較小（87-93m2/m3）生物膜總量不足影響污水處理效果，且造價偏高。
組合式填料，是鑒於軟性、半軟性存在的上述缺點並吸取軟性填料比表面積大、易掛膜和半軟性填料不結團，氣泡切割性能好而設計的新型填料，在填料中央設計半軟性部件支撐著外圍的軟性纖維束，其平面有如盾形，故又稱盾式填料。其比表面積1000~2500 m2/m3，空隙率98%-99%，具有掛膜快，生物總量大，不結團等優點。污水處理能力優於軟性、半軟性填料，在正常水力負荷條件下COD去除率70%-85%，BOD5去除率達80%~90%，與之類似的還有燈籠式（或龍式）和YDT彈性立體填料。
（3）分散式填料
分散式填料包括堆積式、懸浮式填料，種類繁多。特點是無需固定和懸掛，只需將之放置於處理裝置之中，使用方便，更換簡單。北京曉清環保公司的多孔球形懸浮填料和北京桑德公司的SNP無剩餘污泥懸浮填料等，具有充氧性能好，掛膜快，使用壽命長等優點。江西萍鄉佳能環保工程公司新近開發的堆積式填料—球形輕質陶料，填料粒徑2~4 mm，有巨大的比表面積，使反應器中單位體積內可保持較高的生物量，而且填料上的生物膜較薄，其活性相對較高，具有完全符合曝氣生物濾池填料的國際性能標准，在法國承建的我國大連馬欄河污水處理廠使用，這是我國新型填料開發的一項重大突破。
四、水解酸化—好氧活性污泥工藝在生活污水處理中的應用
城市污水經厭氧處理後，在現有的技術條件下，要達到二級出水標准，需要相當長的停留時間，結果使厭氧處理雖然在運行管理費用上佔有優勢，但在基建投資上卻失去了競爭力。因此從微生物和化學角度講，厭氧處理僅僅提供了一種預處理，它一般需要後處理方能滿足新的污水排放標准。印度和南美國家在積極推廣應用厭氧生活污水處理技術的同時，普遍意識到由於厭氧處理後氮和磷基本上沒有去除，因此對厭氧出水進一步處理很有必要。缺乏合適的後處理技術，是導致厭氧生物處理技術在生活污水處理領域應用緩慢的主要原因之一。雖然已有的小試實驗結果表明，兩級厭氧系統組合可以獲得良好的處理效果。但目前，在實際生產中，應用最為廣泛的仍然是厭氧與好氧組合系統。在印度，氧化塘是最常用的後處理方法。經厭氧、氧化塘兩級處理後的出水BOD5、CODcr和TSS去除率分別為87%、81%和90%。在巴西NovaVista市的7000人生活污水處理工程中，以及哥倫比亞Bucarmanga鎮的160000人生活污水處理工程中，後處理均採用的是兼性氧化塘。在墨西哥的厭氧生活污水處理工程中，後處理方法比較多樣化，二沉池＋氯消毒、淹沒濾池＋二沉池＋氯消毒、氧化溝等，最後直接排入城市污水管網或用於農灌。在日本，城鎮生活污水一般採用厭氧消化＋好氧活性污泥法聯合處理、厭氧濾池＋好氧濾池以及厭氧濾池＋接觸氧化法組合處理。並且最新研製的具有脫氮除磷功能的高級型JOHKASO小型家用生活污水凈化器系統，廣泛應用於分散處理生活污水方面。[7]厭氧和好氧生物處理技術的組合能夠有效的去除大部分有機和無機污染物。厭氧生物專家G·Lettinga教授斷言厭氧處理生物技術如果有合適的後處理方法相配合，可以成為分散型生活污水處理模式的核心手段，這一模式較之於傳統的集中處理方法更具有可持續性和生命力，尤其適合發展中國家的情況。[8]
厭氧-好氧組合處理工藝，充分發揮了厭氧技術節能、好氧技術高效的優勢，成為目前污水處理工藝發展的主要趨勢。在國外，由上流式厭氧污泥床反應器（UASB）和好氧生物膜反應器組成的厭氧—好氧組合處理工藝一直是研究的重點，[9，10，11]並針對組合工藝的硝化/反硝化性能和動力學機理展開了較為深入的研究。[12，13]近年來，Ricardo Franci Goncalves等[14，15]進行的小試和中試的研究結果表明，採用UASB和淹沒式曝氣生物濾池（BF）組合工藝處理生活污水，兩段HRT分別為6h和0.17h時系統對CODcr 、BOD5 和SS去除率均在90%以上，並且該組合系統相對單一的UASB污水處理系統而言，有更好的穩定出水水質的作用。當BF段的污泥迴流至UASB段時，厭氧反應器內有機物甲烷化的能力提高，使產氣量增加、剩餘污泥量減少，可以減少甚至省去污泥濃縮池和消化池。
由於以UASB為主體的厭氧-好氧組合處理工藝,受溫度的影響較大,特別是在低溫條件下,系統的性能不能得到充分的發揮。Igor Bodik等[16]通過中試試驗研究了厭氧折流板生物濾池反應器和淹沒式曝氣生物濾池組合工藝低溫下處理生活污水時的脫氮性能。系統經過一年的運行，在厭氧段和好氧段的水力停留時間分別為15 h和4h的條件下，即使環境溫度低於10℃（平均氣溫5.9℃），對CODcr、BOD5和SS的去除率仍達80%左右。低溫使硝化的活性受到一定的影響，溫度在4.5-23℃范圍內，TKN的去除率在46.4-87.3%間變化,並且該系統也具有一定的反硝化功能，為低溫環境下生活污水的脫氮處理提供了參考。
參考資料：http://..com/question/23545633.html?si=4

G. 如何預防霧霾

預防霧霾的方法：

1、盡可能減少出門頻率，室內的空氣質量要比外面霧霾天氣好一些。

2、戴口罩。選擇專門針對霧霾研製的口罩，相對於其他口罩，這些防霧霾專用口罩會更有效果。

3、關閉門窗。由於霧霾天氣時，空氣中的污染物難以消散，在大霧的天氣應緊閉門窗，避免室外霧氣進入室內污染室內空氣，誘發急性呼吸道和心血管疾病的發生。

4、減少運動。霧霾空氣中漂浮大量顆粒塵埃，一旦將pm2.5吸入肺中，就無法排出。減少運動可以減少深呼吸的頻率，減少呼吸性疾病的發生概率。

5、注意飲食。患有慢性呼吸道疾病患者，尤其是老年人要保持科學的生活規律，避免過度勞累，多飲水。要注意飲食清淡，少食刺激性食物，多吃些豆腐、牛奶等食品，必要時要補充維生素D。

(7)污水治理與微生物擴展閱讀：

不預防霧霾的危害：

1、對呼吸系統的影響。

霧霾顆粒能直接進入並粘附在人體呼吸道和肺泡中。尤其是亞微米粒子會分別沉積於上、下呼吸道和肺泡中，引起急性鼻炎和急性支氣管炎等病症。

對於支氣管哮喘、慢性支氣管炎、阻塞性肺氣腫和慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系統疾病患者，霧霾天氣可使病情急性發作或急性加重。如果長期處於這種環境還會誘發肺癌。

2、對心血管系統的影響。

霧霾天對人體心腦血管疾病的影響也很嚴重，會阻礙正常的血液循環，導致心血管病、高血壓、冠心病、腦溢血，可能誘發心絞痛、心肌梗塞、心力衰竭等，使慢性支氣管炎出現肺源性心臟病等。

3、不利於兒童成長。

由於霧天日照減少，兒童紫外線照射不足，體內維生素D生成不足，對鈣的吸收大大減少，嚴重的會引起嬰兒佝僂病、兒童生長減慢。

4、影響心理健康。

專家指出，持續大霧天對人的心理和身體都有影響，從心理上說，大霧天會給人造成沉悶、壓抑的感受，會刺激或者加劇心理抑鬱的狀態。此外，由於霧天光線較弱及導致的低氣壓，有些人在霧天會產生精神懶散、情緒低落的現象。

5、影響生殖能力。

有研究表明，長期暴露於高濃度污染的空氣中的人群，其精子在體外受精時的成功率可能會降低。研究人員還發現了有毒空氣和男性生育能力下降之間的關聯 。