KDL定向固定细胞生物法应用于水处理技术创新性及优势

  中国网9月6日北京讯 今天上午，由中国国际科技交流中心、中国科协新技术开发中心主办的“KDL固定化定向生物法治水科技成果转化应用研讨会”，在人民大会堂重庆厅举行。会议由中国国际科技交流中心副主任秦久怡主持，来自政府机构、科研院所、高校、社团组织以及相关领域企业的代表和专家、学者，围绕水资源环境保护、清洁能源、污水处理以及水资源再生回用等话题进行研讨。

  研讨会上， KDL技术发明人汪凯民就KDL定向固定细胞生物法应用于水处理技术创新性及优势的话题做了专题报告。

  下面我就“KDL固定化定向细胞生物法”水处理技术的创新性及优势，向各位来宾做一下介绍。

  众所周知，水是地球上所有生命赖以生存的基础。水是生命的起源，可以说：没有水，一切生命创造都将不复存在。当今世界，经济在快速地发展，我们对于水需求更大，然而我们却在面临前所未有的水危机。

  据联合国有关数据预测：到2050年，全世界将有超过20亿的人口缺水，21世纪将是一个水比油更宝贵的世纪，保护水资源迫在眉睫！

  我国水形势亦不容乐观：据有关数据，中国是世界上13个缺水的国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染的恶化更使水短缺雪上加霜：我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%---70%是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。

  我们的水资源正在遭受各种污染的侵袭，水污染严重破坏生态环境、影响人类生存，要想实现人类社会的可持续发展，首先要解决水污染问题。

  目前按水处理工艺分，主要的水处理方法有：物理法、化学法、生化法和电化学法等几种。目前大部分使用的是生化法，生化法又包括：活性污泥法、生物膜法和固定化微生物法等。

  1、活性污泥处理法：目前在生活垃圾污水中应用最多的是活性污泥法，活性污泥法是向原水中连续通入空气,经一段时间后,因好氧性微生物大量繁殖而形成污泥状物质，其上栖息有以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附与氧化有机物的能力。它具有解决能力强，处理后水质好等优势。其大致由下列构筑物组成，包括曝气池，沉淀池，污泥排放以及回流等系统。活性污泥法已有A/O法,A2/O法,SBR等改良系列,活性污泥法的缺点在于其基本的建设的成本比较高，易产生污泥膨胀，管理复杂，操作麻烦，污泥量大。

  2、生物膜处理法： “生物膜法”一般是由非常密集的好氧菌，厌氧菌，原生动物和藻类等结合一起形成的生态系统。生物膜所附着的固体介质叫做载体或滤料。整个方法的基本运作过程为，先由生物膜吸附水层中的有机物，然后由好氧菌进行分解，再由厌氧菌进行厌气分解，运动水层通过流动一直更新,新的微生物长成,老化生物膜脱落，由此反复实现对污水的净化作用。

  生物膜法，所用的处理结构是生物滤池或生物转盘，塔式生物滤池,MBR等。由于材料和技术的不断革新，生物膜法技术近年来进步很大。因为生物膜法中微生物一般固定在填料上，所以构成的生态系统较为稳定，微生物生活和消耗的能量比活性污泥法中要小得多，剩余的污泥也更少。生物膜法所拥有的高效率，高耐冲击性、产泥量低以及运行管理便利等优势使其在各种处理方法中竞争力极大。生物膜法的劣势在于成本比较高且单位处理效率低。所以逐步降低成本，提高效率是今后生物膜法研究的主要方向。

  固定化生物膜技术是使细菌、原生动物、后生动物等微型生物附着在滤料或其他载体上生长繁殖，并形成膜状生物污泥，以达到微生物固着生长目的的污水生物处理技术。固定化生物膜技术最重要的包含：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化工艺、膜生物反应器等几种污水处理工艺。固定化微生物处理技术对水质、水量变动适应能力强，污泥沉降性能好，能处理低浓度污水，并且易于维护运行。

  固定化细胞技术是将微生物固定在载体上使其高度密集并保持其生物活性功能，在适宜条件下还能够完全满足应用之需的生物技术。固定化方法主要有：a.表面吸附固定化技术。b.交联固定化技术。c.包埋固定化技术。d.自身固定化技术等几种方法。微生物固定化技术有利于提高生物反应器内的微生物浓度，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需时间，还可以轻松又有效地实现对氮以及其他重金属离子的去除。

  我国城市污水处理主要是采用活性污泥法。目前形成的较典型的二级处理工艺主要有传统活性污泥法、AB法、A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺、CASS工艺、SBBR工艺、BIOLAK工艺等。

  传统的处理工艺存在脱氮除磷效果稍差、水处理效果不稳定、水处理成本比较高等问题，有较大的改善空间，且在兼顾污泥减量化及资源化方面要进一步加强。

  不同工业废水净化处理按其作用原理,基本可分为物理法、化学法、物理化学法和生化法四类。根据不一样的行业工业废水的特点，可选择合适的单一或多种技术联合的处理工艺。

  然而，上述几种方法都会存在经营成本高、占地面积大、二次污染大等问题，因此固定化定向生物法等处理方法，用于特殊工业废水净化处理将成为未来发展的新特点和趋势。

  目前,农村里的生活污水治理主要采用接入城镇生活垃圾污水厂、现在有无动力、微动力、地埋式污水处理设施及生态湿地等方式，其他处理工艺主要有A/O厌氧好氧法，SBR活性污泥法等。但是农村生活垃圾污水处理投资成本大、污水收集难、占地面积大、管理起来复杂、运行成本很高。

  鉴于以上情况，国内外水处理方面的专家、学者及有关人士认为：正在探索研发新型的水处理技术及工艺、发展一体化成套设备处理技术、加强完善生态处理方法的发展、集约化专业化服务体系，是未来农村污水处理发展的主要方向。

  “固定化微生物技术”是20世纪70年代发展起来的一门新兴生物技术。该技术利用各种措施将游离微生物细胞或酶定位于限定的空间区域，并使其保持活性从而反复利用，具有效率高、稳定性强、反应易控制、对环境耐受力强、保持菌种高效等优点。“固定化微生物技术”在环境工程中的前景是不可估量的,但目前此类技术还存在许多问题有待于研究,相应地就形成了今后一段时间里固定化技术的研究方向。

  “KDL固定化定向生物法”是全球首创，根据水污染情况的不同，利用固定载体培养出有针对性的优势高效微生物，针对不同污染源，有方向、有目的地进行处理，处理后水质达到国家一级A标准。

  “KDL固定化定向生物法”是通过固定化技术，使微生物固定着生长，在适宜条件下保持高的生物活性，进行生物处理的一系列污水生物处理技术方法。其原理是将微生物固定在载体上，使其高度密集并保持其生物活性功能，在适宜条件下可以满足应用的生物技术。

  微生物固定化技术有利于提高生物反应器内的微生物浓度，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需时间，还有效地实现对氮以及其他重金属离子的去除。

  综上所述，以“KDL固定化定向生物法”为基础，以KDL高效絮凝模块、 KDL自动过滤模块、 KDL总氮处理模块、KDL氨氮处理模块、KDL COD处理模块、KDL生物活性炭处理模块等处理单元为配合的“KDL水处理系统”，在技术上处于世界的先进水平，在运用上解决了投资所需成本大、占地面积大、二次污染大、水处理效果不稳定、水处理成本比较高、运营维护成本高、管理难度复杂等一系列问题。