水污染治理方向论文的工艺原理

生物接触氧化法在治理水污染方面挺厉害的，好多生活污水、工业废水处理都用它。它把活性污泥法和生物膜法的优点合起来了，主要靠微生物来干活，把污水里那些不好的东西，像有机污染物、氮磷这些营养物质，变成二氧化碳、水、氮气这些无害的东西，这样水就干净了。下面就详细说说它咋起作用的。

大概说说这工艺

生物接触氧化法里，关键的地方是接触氧化池。池子里有好多填料，这些填料表面会长出一层微生物，就像给填料穿了件微生物外套。污水流过填料的时候，微生物就和污水亲密接触，拿污水里的有机物当吃的和能量来源，一边自己生长繁殖，一边把污水里的污染物分解掉，水就这么被净化了。

微生物都干些啥

分解有机物

微生物分解有机物主要靠好氧呼吸。污水进了接触氧化池，氧气会先跑到微生物细胞里，和细胞里的酶一起搞化学反应。那些吃有机物的微生物，会先把污水里的大分子有机物，像碳水化合物、蛋白质、脂肪这些，用细胞外面的酶切成小分子，再吸收到细胞里，进一步氧化分解成二氧化碳和水，还会放出能量，这些能量就供微生物自己生活和生长用。

氮的变化

污水里的氮大多是氨氮，生物接触氧化法处理氮分两步，硝化和反硝化。

硝化过程

硝化这过程需要不少氧气，还会让水的碱度降低，所以水的酸碱度会变。

反硝化过程

反硝化是在没多少氧气的情况下，反硝化细菌用污水里的有机物当碳源，把硝酸盐氮和亚硝酸盐氮变成氮气，这样氮就从水里跑出去了。

在实际的生物接触氧化工艺里，通过控制水里氧气的分布和污水停留的时间等条件，能在一个反应器里弄出有氧和缺氧的地方，让硝化和反硝化同时进行，这样氮去除得就更有效率。

磷的去除

生物接触氧化法去除磷，主要靠聚磷菌。在有氧的时候，聚磷菌会吸收污水里的磷酸盐，变成聚磷酸盐存在细胞里，还会合成一些储能的东西，这时候聚磷菌里的磷就变多了；在没氧气的地方，聚磷菌就分解细胞里的聚磷酸盐和储能物质，产生能量维持自己，还会把磷酸盐放回污水里。这样通过有氧和无氧环境交替，聚磷菌就能在有氧的时候大量吸收磷，把污水里的磷去掉。

填料有啥用

填料在生物接触氧化法里很重要，作用有这些：

让微生物有地方待

填料给微生物提供了很多能附着生长的地方，这样微生物就能在填料表面形成一层稳定的生物膜。生物膜里微生物种类很多，有细菌、真菌、原生动物、后生动物等，就像一个小社会，这样能更好地分解污染物，让系统更稳定。

让污水和微生物多接触

填料的表面积大，污水流过的时候，就能和微生物充分接触，这样传质就快，微生物就能更快地吸收污水里的污染物，加快分解速度。

让水流动得更乱

填料能让水流变得乱一些，这样污水和微生物接触的机会更多，氧气也能更好地传进去、散开，保证微生物有氧代谢需要的氧气。

氧气咋供应和传递

氧气对生物接触氧化法里的微生物好氧代谢很关键。处理污水的时候，一般用鼓风曝气或者机械曝气的方法给接触氧化池送氧气。

氧气从空气跑到水里，再到微生物那里，这个过程和气液传质的理论有关。根据双膜理论，在气液界面两边有气膜和液膜，氧气先从空气里通过气膜扩散到气液界面，然后在界面上溶到水里，再通过液膜扩散到水里。水里溶解氧的传递速度和很多因素有关，像气液接触面积、氧分压、水温、污水的性质、曝气设备好不好等。在生物接触氧化池里，好的曝气系统得保证有足够的氧气，满足微生物的需求，还不能曝气太多，不然浪费能源，还会把生物膜冲坏。

工艺参数咋影响处理效果

水力停留时间（HRT）

水力停留时间就是污水在接触氧化池里平均待的时间，这时间长短影响污水和微生物接触时间和反应程度。时间长点，微生物能更充分地分解污染物，但反应器就得做大，成本就高；时间太短，污水可能处理不干净，出水水质不达标。所以得根据污水的情况、处理要求和微生物的生长特点等，合理确定水力停留时间。

有机负荷率

有机负荷率就是单位体积反应器在单位时间里承受的有机物量，这反映了微生物承受的有机物压力。有机负荷率太高，微生物就压力太大，可能生长受抑制，生物膜掉下来，处理效果就不好；有机负荷率太低，反应器空间就浪费了，微生物生长繁殖也受限制。所以实际运行中，得把有机负荷率控制在合适范围，保证微生物正常生长和处理效果好。

溶解氧浓度

溶解氧浓度对生物接触氧化法处理效果影响很大。在有氧的地方，氧气够了微生物才能正常好氧代谢，分解有机物和进行硝化作用；但氧气太多，微生物自己消耗能量就多了，生物膜掉得快，处理效果就不稳定。在缺氧的地方，溶解氧浓度得低，这样反硝化作用才能进行，不然氧气会抑制反硝化细菌。所以得根据工艺特点和要求，精确控制溶解氧浓度，一般有氧区溶解氧浓度保持在 2 - 4mg/L，缺氧区控制在 0.5mg/L 以下。

水温

水温对微生物的生长代谢活动影响明显。在合适的温度范围，微生物活性随温度升高变强，处理效果也好；但温度太高或太低，微生物活性就受抑制，甚至会死，处理效果就差了。一般生物接触氧化法合适的水温是 15 - 35°C。实际工程里，水温低的污水可以加热或保温；水温高的污水就得降温，保证微生物正常生长和处理效果稳定。

生物接触氧化法治理污水挺有效的，原理包括微生物代谢、填料特性、氧气供应传递等好多方面。通过合理控制工艺参数，让微生物好好干活，反应器性能也好，就能把污水里的有机污染物、氮磷这些营养物质高效去掉，让水变干净。不过这工艺实际用的时候也有问题，像微生物群落稳不稳定、填料会不会堵或者老化等，还得深入研究和改进，让这工艺更可靠、更省钱，在水污染治理里用得更广。