15m3/d一體化地埋式污水處理設(shè)備

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 厭氧穩(wěn)定是由一類非貯磷菌屬的兼性厭氧菌發(fā)酵反應(yīng)的結(jié)果，是一種脫氫氧化行為。厭氧穩(wěn)定削減的曝氣耗氧量可達(dá)20%～30%。厭氧穩(wěn)定對(duì)含糖比大，有機(jī)物濃度高的污水較為合適。從削減曝氣耗氧量的角度出發(fā)，厭氧穩(wěn)定應(yīng)是一個(gè)有利于產(chǎn)生并釋放H2和CO2的過程，這個(gè)過程應(yīng)促進(jìn)NAD的再氧化并避免降解產(chǎn)物的還原。
為控制水污染的日益加劇，目前國(guó)內(nèi)正大舉興建城鎮(zhèn)污水處理廠。這是一項(xiàng)保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措，但也是一項(xiàng)只見投入，不見直接產(chǎn)出的公益行為。其不僅需要投入大筆的基建資金，而且還要付出可觀的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。一些地方大力籌資建成了污水處理廠，但卻因難以承擔(dān)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用而不能充分發(fā)揮環(huán)境效益。因此，降低能耗，節(jié)約運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用對(duì)發(fā)展城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)具有舉足輕重的作用。

在常規(guī)城鎮(zhèn)污水處理中，曝氣供氧的能耗大，約占全廠總能耗的50%。因此，降低曝氣耗氧量是節(jié)約運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的首要環(huán)節(jié)。降低曝氣耗氧量的途徑有兩條：*，前置預(yù)處理設(shè)施，削減進(jìn)入曝氣區(qū)的耗氧量；第二，優(yōu)選運(yùn)行條件和擴(kuò)散裝置，提高氧利用率。本文將就前者作進(jìn)一步的探討。
厭氧預(yù)處理對(duì)曝氣耗氧量的削減作用
在A/O、A2/O系統(tǒng)中，厭氧區(qū)可去除水中大部分有機(jī)物。過去，一直將這種現(xiàn)象主要?dú)w因于貯磷菌的吸收和貯存PHB的作用。因PHB是過渡產(chǎn)物，在好氧區(qū)將作為碳源而被氧化。故這一過程并不削減后續(xù)的曝氣耗氧量。然而，近年來的理論和實(shí)踐都證明，厭氧區(qū)不僅具有吸收和貯存基質(zhì)的功能，而且還產(chǎn)生脫氫氧化作用，并可大幅度削減繼后的曝氣耗氧量。
早先的發(fā)現(xiàn)和實(shí)踐的證明
早在1983年，Lan等就發(fā)現(xiàn)在曝氣區(qū)前設(shè)置一個(gè)厭氧區(qū)，可降低曝氣區(qū)50%的耗氧量。繼后，Randall等(1984～1987年)多次證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)，并將這一現(xiàn)象命名為“厭氧穩(wěn)定”。Bordacs等(1988年)在曝氣區(qū)前加了一只厭氧選擇器，平均降低了30%的曝氣耗氧量。其降低幅度與F/M(BOD/MLVSS)有關(guān)：當(dāng)F/M為0.2時(shí)，降低36%，當(dāng)F/M為0.8時(shí)，降低20%。王凱軍等(1988年)將初沉池改成厭氧池，厭氧反應(yīng)1.67～2.5 h后，曝氣耗氧量降低約50%。McClintock等[3](1993年)應(yīng)用A2/O 工藝與常規(guī)活性污泥法進(jìn)行對(duì)比研究，前者厭氧、缺氧反應(yīng)各1h，在同等的除氮效果下，A2/O 工藝所需的曝氣時(shí)間由3.2h縮短至1.7h，曝氣耗氧量降低近1/2。

微生物的代謝

微生物的生命過程是營(yíng)養(yǎng)不斷被利用，細(xì)胞物質(zhì)不斷合成又不斷消耗的過程。在這一過程中伴隨著新生命的誕生，舊生命的死亡和營(yíng)養(yǎng)物（基質(zhì)）的轉(zhuǎn)化。污水的生物處理就是利用微生物對(duì)污染物（營(yíng)養(yǎng)物）的代謝轉(zhuǎn)化作用實(shí)現(xiàn)的。
1、微生物的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系
細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物共生于水體中。細(xì)菌和真菌以水中的有機(jī)物、氮和磷等為營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行有氧和無氧呼吸合成自身細(xì)胞。藻類是利用二氧化碳和水中的氮、磷進(jìn)行光和作用合成自身細(xì)胞并向水體提供氧氣。藻類的細(xì)胞死亡后成為菌類繁殖的營(yíng)養(yǎng)。原生動(dòng)物吞食水中固態(tài)有機(jī)物、菌類和藻類。后生動(dòng)物捕食水中固體有機(jī)物、菌類、藻類和原生動(dòng)物。

2、微生物的代謝
微生物從污水中攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)合成自身細(xì)胞和排出廢物。這種為維持生命活動(dòng)和生長(zhǎng)繁殖而進(jìn)行的生化反應(yīng)過程叫新陳代謝，簡(jiǎn)稱代謝。根據(jù)能量的轉(zhuǎn)移和生化反應(yīng)的類型可將代謝分為分解代謝和合成代謝。微生物將營(yíng)養(yǎng)物分解轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的化合物并釋放出能量，這一過程叫做分解代謝或產(chǎn)能代謝；微生物將營(yíng)養(yǎng)物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)并吸收分解代謝釋放的能量，這一過程叫做合成代謝。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)，微生物對(duì)自身細(xì)胞物質(zhì)進(jìn)行氧化分解，以獲得能量，這以過程叫做內(nèi)源代謝，也叫內(nèi)源呼吸。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物充足的時(shí)，內(nèi)源呼吸并不明顯，但營(yíng)養(yǎng)物缺乏時(shí)，內(nèi)源呼吸是能量的主要來源。
沒有新陳代謝就沒有生命。微生物通過新陳代謝不斷地增殖和死亡。微生物的分解代謝為合成代謝提供能量和物質(zhì)，合成代謝為分解代謝提供催化劑和反應(yīng)器。兩種代謝相互依賴、相互促進(jìn)、不可分割。
微生物代謝消耗的營(yíng)養(yǎng)物一部分分解成簡(jiǎn)單的物質(zhì)排入環(huán)境，另一部分合成為細(xì)胞物質(zhì)。不同的微生物代謝速度不同，營(yíng)養(yǎng)物用于分解和合成的比例也不相同。厭氧微生物分解營(yíng)養(yǎng)物不*，釋放的能量少，代謝速度慢，將營(yíng)養(yǎng)物用于分解的比例大，用于合成的比例小，細(xì)胞增殖慢。好氧微生物分解營(yíng)養(yǎng)物*，終產(chǎn)物（CO2、H2O 、NO3-、PO43-等）穩(wěn)定，含有的能量少，所以好氧微生物代謝中釋放的能量多，代謝速度快，將營(yíng)養(yǎng)物用于分解的比例小，用于合成的比例大，細(xì)胞增殖快。

厭氧生物處理技術(shù)在水處理行業(yè)中一直都受到環(huán)保工作者們的青睞，由于其具有良好的去除效果，更高的反應(yīng)速率和對(duì)毒性物質(zhì)更好的適應(yīng)，更重要的是由于其相對(duì)好氧生物處理廢水來說不需要為氧的傳遞提供大量的能耗，使得厭氧生物處理在水處理行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。
但由于總體反應(yīng)式基于莫諾方程的厭氧處理受到低濃度廢水Ks的限制，所以厭氧在處理低濃度廢水方面沒有太大的空間，可近的一些報(bào)道和試驗(yàn)表明，厭氧如果提供合適的外部條件，在處理低濃度廢水方面仍然有非常高的處理效果。

我們可以根據(jù)厭氧反應(yīng)的原理加以動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)出厭氧生物處理低濃度廢水尤其在處理生活污水方面的合適條件。

厭氧反應(yīng)四個(gè)階段
一般來說，廢水中復(fù)雜有機(jī)物物料比較多，通過厭氧分解分四個(gè)階段加以降解：
（1）水解階段：高分子有機(jī)物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細(xì)胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機(jī)物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。
（2）酸化階段：上述的小分子有機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)單的化合物并被分配到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時(shí)還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。
（3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
（4）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過程較為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過程的限速階段。
再上述四個(gè)階段中，有人認(rèn)為第二個(gè)階段和第三個(gè)階段可以分為一個(gè)階段，在這兩個(gè)階段的反應(yīng)是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個(gè)階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來模擬前三個(gè)階段的反應(yīng)速率的話，Ks（半速率常數(shù)）可以在50mg/l以下，μ可以達(dá)到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四個(gè)反應(yīng)階段通常很慢，同時(shí)也是較為重要的反應(yīng)過程，在前面幾個(gè)階段中，廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化，COD幾乎沒有什么去除，只是在第四個(gè)階段中污染物質(zhì)變成甲烷等氣體，使廢水中COD大幅度下降。同時(shí)在第四個(gè)階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個(gè)階段產(chǎn)生的有機(jī)酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，保證反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。