地埋式生活污水處理一體化設(shè)施
懸浮微生物的活性
微生物的活性通?？捎梦⑸锏谋仍鲩L(zhǎng)率(μ)來(lái)描述，即單位質(zhì)量微生物的增長(zhǎng)繁殖速率。因此，在研究微生物活性對(duì)生物膜形成的初階段的影響時(shí)，關(guān)鍵是如何控制懸浮微生物的比增長(zhǎng)率。研究結(jié)果表明，硝化細(xì)菌在載體表面的附著固定量及初始速率均正比于懸浮硝化細(xì)菌的活性。異養(yǎng)生物膜的形成時(shí)也得出同樣結(jié)果。影響懸浮微生物活性的因素主要有如下幾種。
(1)當(dāng)懸浮微生物的生物活性較高時(shí)，其分泌胞外多聚物的能力較強(qiáng)。這種粘性的胞外多聚物在細(xì)菌與載體之間起到了生物粘合劑的作用，使得細(xì)菌易于在載體表面附著、固定；
(2)微生物所處的能量水平直接與它們的增長(zhǎng)率相關(guān)。當(dāng)盧增加時(shí)，懸浮微生物的動(dòng)能隨之增加。這些能量有助于克服在固定化過程中微生物載體表面間的能壘，使得細(xì)菌初始積累速率與懸浮細(xì)菌活性成正比。
(3)微生物的表面結(jié)構(gòu)隨著其活性的不同而相應(yīng)變化。Herben等人研究發(fā)現(xiàn)，懸浮細(xì)菌活性對(duì)細(xì)菌在載體表面的附著固定過程有影響，而且，細(xì)菌表面的化學(xué)組成、官能團(tuán)的量也隨細(xì)菌活性的變化有顯著變化。細(xì)胞膜等隨懸浮細(xì)菌活性的變化而有顯著變化。細(xì)菌表面的這些變化將直接影響微生物在載體表面的附著、固定。因此，通常認(rèn)為，由懸浮微生物活性變化而引起的細(xì)菌表面生理狀態(tài)或分子組成的變化是有利于細(xì)菌在載體表面附著、固定的。
(4)微生物與載體接觸時(shí)間。微生物在載體表面附著、固定是—動(dòng)態(tài)過程。微生物與載體表面接觸后，需要一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境條件，因此必須保證微生物在載體表面停留一定時(shí)間，完成微生物在載體表面的增長(zhǎng)過程。
地埋式生活污水處理一體化設(shè)施水力停留時(shí)間(HRT)。HRT對(duì)能否形成完整的生物膜起著重要的作用。在其他條件確定的情況下，HRT短則有機(jī)容積負(fù)荷大，當(dāng)稀釋率大于大生長(zhǎng)率時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)載體上能生成完整的生物膜?？痟uis等人的試驗(yàn)證明了這種觀點(diǎn)。在COD負(fù)荷為2．5kg／(m3·d)，HRT為4h時(shí)，載體上幾乎沒有完整的生物膜，而水力停留時(shí)間為1h時(shí)，在相同的操作時(shí)間內(nèi)幾乎所有的載體上都長(zhǎng)有完整的生物膜，且較高的表面COD負(fù)荷更易生成較厚的生物膜，即COD負(fù)荷越高，生物膜越厚。周平等人也通過試驗(yàn)證明了較短的水力停留時(shí)間有利于載體掛膜。
(6)液相pH值。除了等電點(diǎn)外，細(xì)菌表面在不同環(huán)境下帶有不同的電荷；液相環(huán)境中，pH值的變化將直接影響微生物的表面電荷特性。當(dāng)液相pH值大于細(xì)菌等電點(diǎn)時(shí)，細(xì)菌表面由于氨基酸的電離作用而顯負(fù)電性；當(dāng)液相pH值小于細(xì)菌等電點(diǎn)時(shí)，細(xì)菌表面顯正電性。細(xì)菌表面電性將直接影響細(xì)菌在載體表面附著、固定。
(7)水力剪切力。在生物膜形成初期，水力條件是一個(gè)非常重要的因素，它直接影響生物膜是否能培養(yǎng)成功。在實(shí)際水處理中，水力剪切力的強(qiáng)弱決定了生物膜反應(yīng)器啟動(dòng)周期。單從生物膜形成角度分析，弱的水力剪切力有利于細(xì)菌在載體表面的附著和固定，但在實(shí)際運(yùn)行中，反應(yīng)器的運(yùn)行需要一定強(qiáng)度的水力剪切力以維持反應(yīng)器中的*混合狀態(tài)。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)行中如何確定生物膜反應(yīng)器的水力學(xué)條件是非常重要的。
酸化池中的反應(yīng)是厭氧反應(yīng)中的一段，水解酸化池內(nèi)部可以不設(shè)曝氣裝置，控制停留時(shí)間再水解、酸化階段，不出現(xiàn)厭氧產(chǎn)氣階段，前兩個(gè)階段的COD去除率不是很高，因?yàn)樗哪康闹皇菍⒋蠓肿拥淖兂尚》肿佑袡C(jī)物，一般去除率在20%左右，產(chǎn)氣階段的COD去除率一般在40%左右，但這時(shí)產(chǎn)生的硫化氫氣體要進(jìn)行除臭處理，且達(dá)到產(chǎn)氣階段的停留時(shí)間要較前兩階段長(zhǎng)，也就是要出現(xiàn)厭氧狀態(tài)。
地埋式生活污水處理一體化設(shè)施厭氧池：
水解、酸化、產(chǎn)乙酸、甲烷化同步進(jìn)行。需要調(diào)節(jié)pH，不易操作控制，去除大部分COD。目的是去除COD。
厭氧池是指沒有溶解氧，也沒有硝酸鹽的反應(yīng)池。是利用厭氧菌的作用，去除廢水中的有機(jī)物，通常需要時(shí)間較長(zhǎng)。需要調(diào)節(jié)pH，不易操作控制，去除大部分COD。
缺氧池：
有水解反應(yīng)，在脫氮工藝中，其pH值升高。在脫氮工藝中，主要起反硝化去除硝態(tài)氮的作用，同時(shí)去除部分BOD。也有水解反應(yīng)提高可生化性的作用。
缺氧池是指沒有溶解氧但有硝酸鹽的反應(yīng)池。缺氧池內(nèi)要設(shè)置曝氣裝置，控制溶解氧在0.3-0.8mg/l，利用兼氧微生物及生物膜來(lái)降解廢水中的有機(jī)物，接觸氧化池內(nèi)的曝氣器既要保證供氧量，又要確保有利于生物膜的脫落、更新。一般不選用微孔曝氣器作為池底的曝氣器。
厭氧生化的三個(gè)階段：厭氧生物處理過程是微生物共生體的活動(dòng)來(lái)完成許多細(xì)菌和復(fù)雜的組成過程中的一些中間步驟。為了便于研究，將復(fù)雜的厭氧生化過程大致分為4個(gè)階段：水解階段、酸化階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。但到目前為止，三個(gè)階段的理論和四個(gè)理論被認(rèn)為是厭氧細(xì)菌的過程更全面，更準(zhǔn)確的描述。
將厭氧生物技術(shù)用于工業(yè)廢水處理過程的可行性：厭氧生物處理可以被具體解釋為以下原理，即厭氧條件下，通過兼性厭氧菌以及厭氧細(xì)菌和其他微生物之間的作用，將有機(jī)物中的甲烷和二氧化碳進(jìn)行降解的過程。該過程不需要外界資源的輔助，被還原的有機(jī)物可以作為受氫體，同時(shí)產(chǎn)生甲烷氣體。相對(duì)于好氧生物技術(shù)而言，厭氧生物技術(shù)的使用將有更廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。首先，厭氧技術(shù)的成本較低，工業(yè)廢水的排放在厭氧處理技術(shù)下經(jīng)濟(jì)效益更高。其次，厭氧生物技術(shù)將會(huì)降低企業(yè)的下排污罰款量。此外，厭氧系統(tǒng)處理污泥的成本相對(duì)于好氧生物技術(shù)而言是微不足道的。后，好氧活性污泥每去除1kgBOD耗氧量為1.2kg-1.5kg，1000kgCOD耗電量為(1.44—3.6)×108J，而厭氧生物去除1000kgCOD耗電量為(2.52-5.4)×107J。由于以上優(yōu)勢(shì)，厭氧生物處理技術(shù)已經(jīng)逐步成為工業(yè)處理廢水的主要工具。
厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的發(fā)展前景：厭氧生物處理技術(shù)發(fā)展到今天，已在不斷的完善發(fā)展，走向成熟。比較典型的成果有：厭氧濾池(AF)、厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)、升流式厭氧污泥床(UASB)等。但它們?nèi)源嬖谌毕荩枰粩喔倪M(jìn)。因此未來(lái)對(duì)工業(yè)廢水處理應(yīng)著眼于以厭氧生物處理技術(shù)為主，好氧生物處理技術(shù)為輔的技術(shù)路線。本著這條主線，未來(lái)的研究工作可以考慮以下幾個(gè)方面：與傳統(tǒng)的好氧生物處理方法相比，厭氧生物處理具有能源消耗小、成本費(fèi)用低、污泥量少且易處置的特點(diǎn)。對(duì)于氣候相對(duì)溫暖的地區(qū)，利用厭氧技術(shù)是提高城市工業(yè)廢水處理率的有效途徑。但是，厭氧技術(shù)對(duì)有毒物質(zhì)特別敏感，硫化物、重金屬等能輕易破壞產(chǎn)甲烷菌的繁殖。所以，未來(lái)還可以結(jié)合其他工業(yè)廢水處理技術(shù)共同形成綜合處理循環(huán)系統(tǒng)，如好氧—厭氧—濕地，以提高其效用;因?yàn)閰捬跎锾幚砑夹g(shù)對(duì)環(huán)境要求較高，其他的制約因素也較多，所以單獨(dú)采用厭氧技術(shù)治理工業(yè)廢水還未廣泛投入使用。這一問題的解決辦法是對(duì)厭氧出水的后續(xù)處理作出改進(jìn)。例如用厭氧技術(shù)+酸化+好氧技術(shù)。前半段可除去大多COD，減少循環(huán)過程的能源消耗，后半段可以使出水量滿足不同規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
膜技術(shù)處理的特點(diǎn):處理廢水的常規(guī)技術(shù)方法在一定程度上抑制廢水排放量，提升廢水使用利用量，緩解處理 廢水壓力。但是因存在種種弊端，才逐漸被膜技術(shù)代替。膜技術(shù)處理廢水較常規(guī)處理方法存在明顯優(yōu)勢(shì)，其特點(diǎn)呈現(xiàn)如下：(1)購(gòu)買設(shè)備投資成本低，設(shè)備占地面積小，大大節(jié)約購(gòu)買經(jīng)費(fèi)，提高企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)備外表堅(jiān)固，易于運(yùn)輸，不存在運(yùn)輸有損設(shè)備質(zhì)量的現(xiàn)象，零件維修維護(hù)工作簡(jiǎn)單，不需要聘用技術(shù)含量特高的專家進(jìn)行設(shè)備維修。(2)設(shè)備操作環(huán)境優(yōu)良，衛(wèi)生符合標(biāo)準(zhǔn)，膜技術(shù)設(shè)置在密閉的系統(tǒng)中，沒有面臨污水滲透與臭味散發(fā)的危險(xiǎn)。(3)膜技術(shù)去除效率高，處理度高，凈化污水能力很強(qiáng)。有相關(guān)數(shù)據(jù)分析指出，常規(guī)處理方法廢水效率值不超過70%，而膜技術(shù)可以達(dá)到90%左右。膜技術(shù)在色度去除率方面也比常規(guī)方法處理表現(xiàn)。膜技術(shù)處理結(jié)果干凈，不存在產(chǎn)生污泥現(xiàn)象，有效節(jié)省二次處理費(fèi)用。因此，膜技術(shù)相比于常規(guī)水處理方法擁有優(yōu)勢(shì)。
