MBR膜生活污水處理系統(tǒng)
活性污泥的結(jié)構(gòu)
在活性污泥工藝中，將千萬(wàn)個(gè)細(xì)菌結(jié)合在一起形成絮凝體狀的細(xì)菌稱為菌膠團(tuán)細(xì)菌。菌膠團(tuán)細(xì)菌在活性污泥中具有十分重要的作用，只有在菌膠團(tuán)發(fā)育良好的條件下，活性污泥的絮凝、吸附及沉降等功能才能正常發(fā)揮。形成絮體的細(xì)菌在處理過(guò)程中起著非常重要的作用，它們有助于從處理過(guò)的廢水中分離污泥。
通過(guò)對(duì)活性污泥中種群動(dòng)態(tài)學(xué)的研究，人們認(rèn)識(shí)到，活性污泥中的菌膠團(tuán)細(xì)菌和絲狀菌形成一個(gè)共生的微生物體系。當(dāng)活性污泥中的菌膠團(tuán)細(xì)菌和絲狀菌處于平衡狀態(tài)時(shí)，絲狀菌作為污泥絮體的骨架，菌膠團(tuán)細(xì)菌附著在其表面，形成結(jié)構(gòu)緊密、沉降性能良好的污泥絮體。
隨著絮體尺寸增大到某一臨界值后，絮體內(nèi)部條件不利于菌膠團(tuán)細(xì)菌和絲狀菌的繁殖，絲狀菌伸展出來(lái)，沉降性能開(kāi)始變差。后來(lái)，污泥絮體開(kāi)始解體，污泥的沉降性能更差。破碎后的小指狀污泥又利于菌膠團(tuán)細(xì)菌的生長(zhǎng)，此時(shí)擴(kuò)散能力改善，菌膠團(tuán)細(xì)菌又可直接從溶液中吸取營(yíng)養(yǎng)和基質(zhì)，故又可出現(xiàn)菌膠團(tuán)細(xì)菌和絲狀菌的生長(zhǎng)平衡狀態(tài)，如此完成絮體形態(tài)上的一個(gè)循環(huán)。
由此可見(jiàn)，菌膠團(tuán)細(xì)菌和絲狀菌的共生體系是一種接近于自然界的混合培養(yǎng)體系，存在著這兩類(lèi)微生物之間在時(shí)間和空間上的動(dòng)態(tài)生態(tài)學(xué)的相互作用。在該體系中，絲狀菌的重要作用有：
(1)保持污泥絮體的結(jié)構(gòu)，形成沉淀性能良好的污泥從Seagin等人關(guān)于絮體結(jié)構(gòu)的學(xué)說(shuō)中可知，由絲狀菌形成污泥絮體的骨架，這對(duì)于保證污泥絮體的強(qiáng)度有很大作用；若缺少絲狀菌,則污泥絮體強(qiáng)度降低，抗剪力變差，往往會(huì)造成出水的混濁。
⑵高的凈化效率，低的出水濃度從動(dòng)力學(xué)參數(shù)方面比較，絲狀菌的Ks及μmax均比菌膠團(tuán)的低，而按莫諾德(Monod)方程，由于菌膠團(tuán)的Ks,、μmin大于絲狀菌的，因而菌膠團(tuán)的Smin值也高于絲狀菌的；可見(jiàn)在絲狀菌存在（但不是大量存在）的條件下可以獲得高質(zhì)量、低濃度的出水，從而保證了凈化效果。
(3)保持絲狀菌和菌膠團(tuán)菌的共生關(guān)系從大量的實(shí)際工程運(yùn)轉(zhuǎn)資料可以得出，活性污泥中絲狀菌含量太高或太低均不適宜。前者雖能使出水濃度低，但沉淀性能差；后者沉降性能好，但出水中含有較多的細(xì)小懸浮物。
但如果采用一定的方法，使曝氣中的生態(tài)環(huán)境有利于選擇性地發(fā)展菌膠團(tuán)細(xì)菌，應(yīng)用生物競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)制抑制絲狀菌的過(guò)度生長(zhǎng)和繁殖，從而利于控制污泥膨脹的發(fā)生發(fā)展，稱之為環(huán)境調(diào)控。總之，廢水處理的終目標(biāo)是出水清澈、沉降性能好，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，應(yīng)合理地控制絲狀菌，使其在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。
活性污泥的功能
活性污泥中存在大量的腐生生物，其主要功能是降解有機(jī)物。細(xì)菌是有機(jī)物的凈化功能中心。同時(shí)，活性污泥中還存在硝化細(xì)菌與反硝化細(xì)菌。其在生物脫氮中起著非常重要的作用。尤其在廢水中氮的去除日益受到重視的形勢(shì)下，這兩類(lèi)菌及它們之間的關(guān)系就顯得更重要了。
進(jìn)行硝化作用的微生物有：
(1)亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌，它們均為化能自養(yǎng)菌，專(zhuān)性好氧，分別從氧化NH3和N02-的過(guò)程中獲得能量，以C02為唯yi碳源，產(chǎn)物分別為NO2-及N03-；它們要求中性或弱堿性環(huán)境（pH=6.5~8.0），在pH<6時(shí)，作用顯著下降。
(2)好氧的異養(yǎng)細(xì)菌和真菌，如節(jié)桿菌、芽孢桿菌、銅綠假單胞菌、姆拉克漢遜酵母、黃曲霉、青霉等能將NH4+氧化為N02-及NO3-，但它們并不依靠這個(gè)氧化過(guò)程作為能量來(lái)源的途徑，它們相對(duì)于自然界的硝化作用而言并不重要。
硝化菌對(duì)環(huán)境的變化很敏感，DO≥1mg/L，pH=8.0~8.4，BOD5≤15~20mg/L，適宜溫度=20~30℃；硝化菌在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間即生物固體平均停留時(shí)間，必須大于其小的世代時(shí)間。
進(jìn)行反硝化作用的微生物有異養(yǎng)型的反硝化菌，如脫氮假單胞菌、熒光假單胞菌、銅綠假單胞菌等，在厭氧條件下利用NO3中的氧氧化有機(jī)物，獲得能量。自養(yǎng)型的反硝化菌，如脫氮硫桿菌，在缺氧環(huán)境中利用NO3中的氧將硫或硫代硫酸鹽氧化成硫酸鹽，從中獲得能量來(lái)同化CO2。兼性化能自養(yǎng)型反硝化菌，如脫氮副球菌，能利用氫的還原作用作為能源，以02或N03-作為電子受體，使NO3-還原成N2O和N2。
MBR膜生活污水處理系統(tǒng)A2/O系統(tǒng)如果主要用于除磷，則混合液不需回流，而只需污泥回流。
回流污泥中的聚磷菌在厭氧池可吸收消解一部分有機(jī)物，同時(shí)釋放出大量磷，然后混合液流入好氧池，污水中的有機(jī)物在其中得到氧化分解；同時(shí)聚磷菌則超量地從污水中吸收磷，在二沉池沉淀后，剩余污泥排放，使污水除磷凈化。
工藝特點(diǎn)：
（1） 工藝流程簡(jiǎn)單
（2） 水力停留時(shí)間短，厭氧池1～2h；好氧池2～4h，總共為3～6h，厭氧池/好氧池的水力停留時(shí)間之比為1:(2～3)。
（3） 磷的去除主要通過(guò)二沉池污泥排放，污泥含磷量高，可達(dá)2.5%以上，作肥料肥效高。
（4） 沉淀池內(nèi)污泥停留時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則聚磷菌會(huì)在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生磷的釋放，降低除磷率，所以應(yīng)及時(shí)排污泥和采取污泥回流。
（5）厭氧池在前，好氧池在后，有利于抑制絲狀菌的生長(zhǎng)，混合液的SVI小于100，污泥易沉淀，不易發(fā)生污泥膨脹，并減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷。
（6）當(dāng)污水BOD5濃度不高或含磷量高時(shí)，則ρ/BOD5比值升高，污泥產(chǎn)量降低，使除磷率難于提高。
（7）A2/O大缺陷是污水不回流，脫氮效果差，此工藝適合于含磷而NH3-N含量低的污水。
廢水物理化學(xué)處理法是廢水處理方法之一種。系運(yùn)用物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的方法。它是由物理方法和化學(xué)方法組成的廢水處理系統(tǒng)，或是包括物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程的單項(xiàng)處理方法，如浮選、吹脫、結(jié)晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。如為去除懸浮的和溶解的污染物而采用的化學(xué)混凝——沉淀和活性炭吸附的兩級(jí)處理，是一種比較典型的物理化學(xué)處理系統(tǒng)。和生物處理法相比，此法優(yōu)點(diǎn)：占地面積少；出水水質(zhì)好，且比較穩(wěn)定；對(duì)廢水水量、水溫和濃度變化適應(yīng)性強(qiáng)；可去除有害的重金屬離子；除磷、脫氮、脫色效果好；管理操作易于自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制等。但是，處理系統(tǒng)的設(shè)備費(fèi)和日常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)較高。
常用于化工廢水處理的物理化學(xué)法有：離子交換法、萃取法、膜分離法和吸附法等。廢水中經(jīng)常含有某些細(xì)小的懸浮物及溶解靜態(tài)有機(jī)物，為了進(jìn)一步去除殘存在水中的污染物，可以采用物理化學(xué)方法進(jìn)行處理。離子交換法是一種借助于離子交換劑上離子和水中離子進(jìn)行交換反應(yīng)而除去廢水有害離子態(tài)物質(zhì)的方法，在水的軟化、有機(jī)廢水處理中有著廣泛的應(yīng)用。萃取法采用與水不互溶但能很好溶解污染物的萃取劑，使其與廢水充分混合接觸，利用污染物在水和溶劑中的溶解度或分配比的不同，達(dá)到分離、提取污染物和凈化廢水的目的。電滲析是在滲析法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)廢水處理工藝，它是在直流電場(chǎng)的作用下，利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶液中陰、陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性，而使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。反滲透是利用半滲透膜進(jìn)行分子過(guò)濾，來(lái)處理廢水的一種方法，所以又稱為膜分離技術(shù)，這種方法是利用“半滲透膜”的性質(zhì)，進(jìn)行分離作用。這種膜可以使水通過(guò)，但不能使水中懸浮物及溶質(zhì)通過(guò)，所以這種膜稱為半滲透膜，利用它可以除去水中的溶解固體、大部分溶解性有機(jī)物和膠狀物質(zhì)。近年來(lái)該方法開(kāi)始得到人們的重視，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。這些方法只適用于某一類(lèi)物質(zhì)的分離，具有較強(qiáng)的選擇性，且成本較高，容易造成二次污染。吸附法是利用多孔性固體物質(zhì)作為吸附劑，以吸附劑的表面吸附廢水中的有機(jī)污染物的方法，活性炭是一種非選擇性的常用的水處理吸附材料。但是由于活性炭再生性能差，水處理費(fèi)用高，因而難以廣泛使用。
生物轉(zhuǎn)盤(pán)法是生物膜法的一種，它是用轉(zhuǎn)動(dòng)的盤(pán)片代替固定點(diǎn)濾料，運(yùn)用生物轉(zhuǎn)盤(pán)法去除廢水中有機(jī)物質(zhì)的原理是：將廢水置于半靜止?fàn)顟B(tài)，污水中有機(jī)物被盤(pán)片上的生物膜吸附，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)在廢水中不停的緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，盤(pán)片離開(kāi)污水時(shí)形成一層薄薄的水膜，生物膜從空氣中吸氧同時(shí)在生物酶催化作用下，被吸附的有機(jī)物被氧化降解，即每轉(zhuǎn)動(dòng)一周形成吸附+吸氧+氧化降解，另一方面轉(zhuǎn)盤(pán)的攪動(dòng)，將大氣中的氧帶入氧化槽，使水中溶解氧不斷增加，有利于基質(zhì)的氧化降解，活性衰退的生物膜會(huì)在轉(zhuǎn)盤(pán)剪切作用下自動(dòng)脫落。
