微動(dòng)力一體化生活污水處理設(shè)施
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懸浮微生物的活性
微生物的活性通常可用微生物的比增長率(μ)來描述，即單位質(zhì)量微生物的增長繁殖速率。因此，在研究微生物活性對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。Bryers等人在研究異養(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。同時(shí)，Wastson等人的研究表明，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。
溫度
水溫是微生物的重要生存因子,在適宜的水溫范圍內(nèi)微生物可大量生長繁殖。每一種微生物都有一個(gè)zui適生長溫度，在一定溫度范圍內(nèi)大多數(shù)微生物的新陳代謝活動(dòng)都會隨著溫度的升高而增強(qiáng)，隨著溫度的下降而減弱。好氧微生物的適宜溫度范圍是10—35℃。水溫對硝化菌的生長和硝化速率有較大的影響。大多數(shù)硝化菌合適的生長溫度是25—30℃之間，當(dāng)溫度低于25℃或者高于30℃硝化菌生長減慢，10℃以下硝化菌的生長及硝化作用顯著減慢。
溫度是影響生物活性和代謝能力的關(guān)鍵因素，其對硝化反應(yīng)過程的影響主要在于硝化細(xì)菌的生長規(guī)律及生物活性上。
溫度對生物活性的影響表現(xiàn)為：一是對生化反應(yīng)速率的影響；二是對氧的傳質(zhì)速率的影響。
進(jìn)水水質(zhì)
（1）營養(yǎng)物質(zhì)
參與活性污泥處理的微生物，在其生命活動(dòng)過程中，需要不斷從周圍環(huán)境的污水中吸取其所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，包括：碳源、氮源、無機(jī)鹽類以及某些生長素等。待處理的污水中必須充分含有這些物質(zhì)。碳是構(gòu)成微生物細(xì)胞的重要物質(zhì)，參與活性污泥處理的微生物對碳源需求量較大，一般以BOD5計(jì)，不應(yīng)低于100mg/L。生活污水碳源比較充足，對于一些碳源不足的工業(yè)廢水則應(yīng)補(bǔ)充碳源，如生活污水或是淀粉等。
氮是組成微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸的重要元素，氮源可來自N2、NH3、NO3等無機(jī)氮化合物，也可以來自蛋白質(zhì)、胨（音dong）以及氨基酸等有機(jī)含氮化合物。生活污水中氮源充足，不需要另行投加；工業(yè)廢水則應(yīng)考慮含氮是否充足，必要時(shí)可投加尿素、硫酸銨等。
磷是合成核蛋白、卵磷脂以及其他磷化合物的重要元素，在微生物的代謝和物質(zhì)轉(zhuǎn)化中起重要作用。輔酶I、輔酶II、磷酸腺苷等都含有磷。微生物主要從無機(jī)磷化合物中獲取磷。磷源不足將影響酶的活性，從而使微生物的生理功能受到影響。
（2）有毒物質(zhì)
“有毒物質(zhì)”是指對微生物生理活動(dòng)具有抑制作用的某些無機(jī)質(zhì)及有機(jī)質(zhì)，主要有重金屬離子（如鋅，銅，鎳，鉛，鉻等）和一些非金屬化合物（如酚，醛，qing化物，硫化物等）。有毒物質(zhì)對微生物毒害作用，有一個(gè)量的概念，只有在有毒物質(zhì)在環(huán)境中達(dá)到某一濃度時(shí)，毒害和抑制作用才顯現(xiàn)出來。污水中的各種有毒物質(zhì)只要低于這一濃度，微生物的生理功能不受影響。有毒物質(zhì)的作用還與pH值、水溫、溶解氧、有無其他有毒物質(zhì)及微生物的數(shù)量以及是否經(jīng)過馴化等因素有關(guān)。
生物膜法中生物膜的形成與那些因素有關(guān)？
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過程。
水力停留時(shí)間(HRT)
HeUnen等人認(rèn)為，HRT對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。
微動(dòng)力一體化生活污水處理設(shè)施迷宮式斜管沉淀池
迷宮式斜板沉淀池是在普通斜板沉淀池的斜板垂直方向上安裝數(shù)道翼形葉片，翼形葉片將進(jìn)入的水流分為主流區(qū)、旋流區(qū)和環(huán)流區(qū)。位于主流區(qū)內(nèi)的絮體，在流速和沉速的共同作用下，逐步下沉。在旋渦區(qū)的絮體，被強(qiáng)制輸送到環(huán)流區(qū)，每經(jīng)過一個(gè)翼片截留一些絮體。進(jìn)入環(huán)流區(qū)的絮體，在環(huán)流作用下，呈螺旋形運(yùn)動(dòng)并沿翼片下沉到池底。迷宮斜板沉淀池的渦旋區(qū)的渦旋強(qiáng)制輸送和環(huán)流區(qū)的沉淀作用，使其具有較高的沉淀效率。
迷宮斜板的顆粒分離屬于動(dòng)態(tài)分離，特別是在渦旋區(qū)，它包括了旋流作用下進(jìn)行的重力、流體阻力和慣性力等作用的分離過程，而且在主流區(qū)和旋流區(qū)產(chǎn)生的質(zhì)量交換也有使絮體互相碰撞絮凝的作用。因此，其處理效果優(yōu)于普通斜板沉淀。
間距斜板沉淀池
蜂窩斜管填料沉淀池中水流在理論上處于層流狀態(tài)，其實(shí)不然，實(shí)際上在斜管沉淀池中水流是有脈動(dòng)的，這是因?yàn)楫?dāng)斜管中大的礬花顆粒在沉淀中與水產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，會在礬花顆粒后面產(chǎn)生小渦旋，這些渦旋產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)造成了水流的脈動(dòng)。這些脈動(dòng)對于大的礬花顆粒沒有影響，對于反應(yīng)不*的小顆粒的沉淀起到頂托作用，故此也就影響了出水水質(zhì)。為了克服這一現(xiàn)象，抑制水流的脈動(dòng)，小間距斜板沉淀設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。
這一設(shè)備有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、由于間距明顯減少，礬花沉淀距離也明顯減少，使更多小顆?？梢猿恋硐聛?
2、由于間距減小，水力阻力增大，使之占水流在沉淀池中水流阻力的主要部分，這樣沉淀池中流量分布均勻，與斜管相比，明顯改善了沉淀?xiàng)l件;
3、排泥性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他形式的淺層沉淀池，因?yàn)檫@種設(shè)備基本無側(cè)向約束，設(shè)備沉淀面積與排泥面積相等。
3、高密度沉淀池
高密度沉淀工藝是在傳統(tǒng)的平流沉淀池的基礎(chǔ)上，充分利用了動(dòng)態(tài)混凝、加速絮凝原理和淺池理論，把混凝、強(qiáng)化絮凝、斜管沉淀三個(gè)過程進(jìn)行優(yōu)化。主要基于4個(gè)機(jī)理：*的一體化反應(yīng)區(qū)設(shè)計(jì)、反應(yīng)區(qū)到沉淀區(qū)較低的流速變化、沉淀區(qū)到反應(yīng)區(qū)的污泥循環(huán)和采用斜管沉淀布置。反應(yīng)池分為2個(gè)部分：快速混凝攪拌反應(yīng)池和慢速混凝推流式反應(yīng)池?？焖倩炷龜嚢璺磻?yīng)池是將原水引入到反應(yīng)池底板的中央，在圓筒中間安裝一個(gè)葉輪，該葉輪的作用是使反應(yīng)池內(nèi)水流均勻混合，并為絮凝和聚合電解質(zhì)的分配提供所需的動(dòng)能。礬花慢速地從預(yù)沉池進(jìn)入到澄清池，這樣可避免礬花破碎，并產(chǎn)生渦旋，使大量的懸浮固體顆粒在該區(qū)均勻沉積。
礬花在澄清池下部匯集成污泥并濃縮。濃縮區(qū)分為兩層：上層為再循環(huán)污泥的濃縮，下層是產(chǎn)生大量濃縮污泥的地方。逆流式斜管沉淀區(qū)將剩余的礬花沉淀。通過固定在清水收集槽進(jìn)行水力分布，斜管將提高水流均勻分配。清水由一個(gè)集水槽系統(tǒng)收回。絮凝物堆積在澄清池下部，形成的污泥也在這部分區(qū)域濃縮。
