1城市污水分類及處理過程
　　城市污水處理一般按處理程度劃分為預(yù)處理、一級、二級和深度處理。預(yù)處理工藝通常包括格柵處理、泵房抽升和沉砂處理。一級處理應(yīng)用物理方法，去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質(zhì)。二級處理應(yīng)用生物處理方法，通過微生物的代謝作用進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程，將污水中大部分復(fù)雜的污染物氧化降解為CO2和H2O等簡單的物質(zhì)。主要是由曝氣池和二次沉淀池構(gòu)成，曝氣池內(nèi)微生物在反應(yīng)過后與水一起源源不斷地流入二次沉淀池，微生物沉在池底，并通過管道和泵回送到曝氣池前端與新流入的污水混合；二次沉砂池上面澄清的處理水則源源不斷地通過出水堰流出。深度處理是為了滿足高標(biāo)準(zhǔn)的受納水體要求或回用于工業(yè)等特殊用途而進(jìn)行的進(jìn)一步處理。是在一、二級的基礎(chǔ)上，應(yīng)用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、化學(xué)方法去除污水中難溶解的有機(jī)物、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)。城市污水主要包括生活污水、醫(yī)院污水和工業(yè)污水。生活污水經(jīng)過一級處理和簡單的二級處理即可達(dá)到城市中水使用的水質(zhì)要求，可以滿足工業(yè)循環(huán)水冷卻和家居如廁等用水的要求。醫(yī)院污水是醫(yī)療機(jī)構(gòu)在診治、預(yù)防疾病過程中產(chǎn)生的一類廢水，具有潛在傳染性和急性傳染性，其中含有多種微生物和傳染病原，此類污水經(jīng)過二級處理后水質(zhì)明顯改善，但是細(xì)菌數(shù)量仍很多，應(yīng)以消毒為主。工業(yè)污水由于含有大量的金屬離子，污染性很強(qiáng)，如直接進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，金屬物會富集，在體內(nèi)積累，危害生命，因此必須進(jìn)行嚴(yán)格的污水處理。不同工廠產(chǎn)生的工業(yè)污水所含成分各不相同，須因地制宜地選用合適的技術(shù)進(jìn)行處理，最好在工廠附近有針對性地進(jìn)行污水處理。
2研究現(xiàn)狀
　　自1957年Oswald等提出利用藻類去除污水中氮、磷以來，國內(nèi)外紛紛進(jìn)行了大量的相關(guān)研究。經(jīng)過近50年的研究，大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果已充分證實(shí)藻類對污水中氮、磷等污染物能有效地吸收和去除，能大量吸附和富集污水中的重金屬，富集和降解多種有機(jī)化合物，如農(nóng)藥、油脂等。為了有效提高藻類污水凈化和提高藻類產(chǎn)量，國內(nèi)外學(xué)者研究并建立了多種藻類污水凈化系統(tǒng)，其中部分系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用于實(shí)踐。
2.1高效藻類塘系統(tǒng)
　　高效藻類塘(HighRateAlgaePond,HRAP)是美國加州大學(xué)伯克利分校的Oswald提出并發(fā)展的。與普通的氧化塘的深度一般在0.5m~2m相比，該塘的深度較淺，一般為0.3~0.6m。有一垂直于塘內(nèi)廊道的連續(xù)攪拌的裝置，污水停留時間隨季節(jié)變化，一般4~12d，比一般的穩(wěn)定塘的停留時間短7~10倍。一般把HRAP分成幾個狹長的廊道，所以塘的寬度一般較窄。連續(xù)攪拌裝置可以促進(jìn)污水的完全混合、調(diào)節(jié)塘內(nèi)氧和CO2的濃度、均衡池內(nèi)水溫以及促進(jìn)氨氮的吹脫作用。以上的特征使得HRAP內(nèi)形成有利于藻類和細(xì)菌生長繁殖的環(huán)境，強(qiáng)化藻菌之間的相互作用，所以高HRAP內(nèi)有著比一般穩(wěn)定塘更加豐富的生物相，從而對有機(jī)物、氨氮和磷有著良好的去除效果。由于高效穩(wěn)定塘有這些特征，可以大大減少占地面積。現(xiàn)在高效穩(wěn)定塘在美國、法國、德國、南非、以色列、菲律賓、泰國、印度、新加坡等國都有應(yīng)用。在李旭東等用高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水的研究中，污水首先進(jìn)入沉淀水箱，經(jīng)蠕動泵進(jìn)入高速率藻類塘(HRAP)，最后經(jīng)過水生生物塘(含高等水生植物)出水。結(jié)果表明HRAP出水COD濃度受藻類生長影響較大，藻類生長旺盛時COD增大，平均去除率70%以上，氨氮平均去除率為93%，總磷平均去除率在50%左右。但值得注意的是，HRAP的pH值受到藻類光合作用的影響波動較大。雖然大量的研究和應(yīng)用都證明HARP對污水的處理是有效的，但由于其主要依靠自然生長的藻類的和半人工控制手段，藻類生長受到許多因素的限制，如光能利用率較低，藻類密度較小，溫度、pH和O2不易控制，影響藻類生長和代謝，影響污水處理穩(wěn)定性。另外處理后出水中藻收獲困難，這些問題嚴(yán)重阻礙了HARP進(jìn)一步發(fā)展。
2.2藻類固定化
　藻類固定化技術(shù)始于20世紀(jì)80年代，是指利用物理或化學(xué)手段將游離藻類細(xì)胞固定，使其既能保持自身代謝活性，又能在連續(xù)反應(yīng)后回收，反復(fù)利用的生物體系。藻類固定化技術(shù)具有藻類密度高、反應(yīng)速度快、穩(wěn)定性強(qiáng)、耐毒害能力強(qiáng)、藻類細(xì)胞流失少、產(chǎn)物分離容易和剩余污泥少等優(yōu)點(diǎn)，從而對毒物、有機(jī)污染物的耐受力增強(qiáng)，對氮、磷及重金屬的吸收、富集、去除能力提高。同時，解決了藻類尤其是單細(xì)胞藻類由于個體小處理后不易收集，應(yīng)用受到限制的問題。嚴(yán)國安等人在固定化柵藻對污水的凈化及其生理特征的變化的研究中，將斜生柵藻包埋固定在褐藻酸鈣凝膠膠珠中，對人工配制污水進(jìn)行凈化，并與未固定的斜生柵藻(懸浮藻)進(jìn)行對照比較。結(jié)果表明，固定化柵藻對NH+-N和PO34-P的凈化效率顯著高于懸浮藻，固定化藻類用于污水處理可以顯著提高污水凈化效率。潘輝等人在光照對固定化菌藻去除市政污水有機(jī)物的研究中，把離心分離的藻液和活性污泥與10%~12%的PVA和0.12%~0.15%的海藻酸鈉混合均勻，滴入2%的CaCl2中形成凝膠球，2h后分離凝膠球，放入10%Na2SO4溶液中攪拌再次固定，形成固定化小球。分別用全天光照、半天光照、無光照以及二極管光源和日光燈光源研究固定化菌藻共生體系對模擬生活污水中有機(jī)物去除影響。模擬污水中含有NH+-N和PO34-P及有機(jī)物。污結(jié)果表明，不同光照條件下對有機(jī)物去除差別不大，二極管光源比日光燈更適合固定化菌藻。由于所采用的載體、藻細(xì)胞密度、pH值、污染物負(fù)荷不同，各個研究的結(jié)果存在差異。進(jìn)一步的研究，應(yīng)該圍繞開發(fā)廉價載體，優(yōu)選高效藻種以及合適的固定化方法展開。
2.3光生物反應(yīng)器
　　由于藻類對于水的凈化效率取決于藻類生物量大小，那么盡可能地獲得藻類培養(yǎng)的最大生物量，極大提高凈化效率和減少占地面積，必須借助于光生物反應(yīng)器。蒙沛南等在利用太陽能光生物反應(yīng)器處理有機(jī)污水并培養(yǎng)飼料級螺旋藻實(shí)驗(yàn)研究中，采用成本低廉的掛袋式太陽能沼氣發(fā)酵袋發(fā)酵糞液5~10d后，經(jīng)砂濾。采用混合培養(yǎng)基流加培養(yǎng)鈍頂螺旋藻(s.peatensis)，培養(yǎng)基成分包括NaNO3、糞沼液、淀粉渣水解液、NaHCO3、復(fù)合鉀鈉鎂鹽、碘堿液、FeSO4•7H2O、Na2SeO3。從播種第5天開始，每天取總藻液量20％的藻液，以300目網(wǎng)袋過濾得螺旋藻濕品，再用自來水洗滌至pH值7.5左右，再過濾，曬干，即得到成品螺旋藻。結(jié)果表明，螺旋藻日產(chǎn)量10倍于大田開放跑道式培養(yǎng)工藝。然而，利用光生物反應(yīng)器培養(yǎng)藻類仍處于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模。具高光能利用效率、造價便宜、適于污水處理及藻類資源收獲一體化的光生物反應(yīng)器的不斷研究完善，將為藻類凈化污水的應(yīng)用開辟更加廣闊的前途。
2.4其它藻類凈化技術(shù)
　　此外，還有藻類超濃度培養(yǎng)、菌藻共生系統(tǒng)、藻墊等。超濃度培養(yǎng)可使藻類生物量達(dá)到1.5g干重/L以上。實(shí)驗(yàn)室及小規(guī)模試驗(yàn)表明，超濃度藻類培養(yǎng)與常規(guī)培養(yǎng)相比，能明顯加速氮、磷等營養(yǎng)物及其它污染物的去除。在應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況、污水質(zhì)量及污水處理要求，因地制宜地選用上述技術(shù)或者多種技術(shù)同時采用，如菌藻固定化技術(shù)處理污水。

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