無(wú)動(dòng)力地埋式一體化污水處理系統(tǒng)
生物處理技術(shù)
水源水生物處理技術(shù)的本質(zhì)是水體天然凈化的人工化，通過(guò)微生物的降解，去除水源水中包括腐殖酸在內(nèi)的可生物降解的有機(jī)物及可能在加氯后致突變物質(zhì)的前驅(qū)物和NH3—N，NO2—等污染物，再通過(guò)改進(jìn)的傳統(tǒng)工藝的處理，使水源水水質(zhì)大幅度提高。常用方法有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床，生物接觸氧化池和生物活性炭濾池。這些處理技術(shù)可有效去除有機(jī)碳及消毒副產(chǎn)物的前體物，并可大幅度的降低NH3—N，對(duì)鐵、錳、酚、濁度、色、嗅、味均有較好的去除效果，費(fèi)用較低，可*代替預(yù)氯化。
塔式生物濾池
輕質(zhì)濾料的開發(fā)與采用，為塔式生物濾池的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。生物塔濾增加了濾池高度，分層放置填料，通風(fēng)良好克服了普通生物濾池（非曝氣）溶解氧不足的缺陷。國(guó)外廣泛采用塑料材質(zhì)大孔徑波紋孔板濾料，我國(guó)常采用環(huán)氧樹脂固化玻璃鋼蜂窩填料。塔式生物濾池的凈化作用也是通過(guò)填料表面的生物膜的新陳代謝活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。塔式濾池的優(yōu)點(diǎn)是負(fù)荷高、產(chǎn)水量大、占地面積小，dui沖擊負(fù)荷水量和水質(zhì)的突變適應(yīng)性較強(qiáng)。缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗較大，基建投資高，運(yùn)行管理不便。
生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器
生物轉(zhuǎn)盤在污水處理中已廣泛采用，目前在給水處理領(lǐng)域，對(duì)某些污染程度較為嚴(yán)重的微污染水進(jìn)行了一些研究。
生物轉(zhuǎn)盤的特點(diǎn)表現(xiàn)為，生物膜能夠周期的運(yùn)行于空氣與水相兩者之中，微生物能直接從大氣中吸收需要的氧氣（減少了溶液中氧傳質(zhì)的困難性），使生物過(guò)程更為有利的進(jìn)行。轉(zhuǎn)盤上生物膜生長(zhǎng)面積大，生物量豐富，不存在類似于生物濾池的堵塞情況，有較好的耐沖擊負(fù)荷的能力，脫落膜易于清理處置。但存在的不足是生物氧化接觸時(shí)間較長(zhǎng)，構(gòu)筑物占地面積大，盤片價(jià)格較貴，基建投資高。
生物膨脹床與流化床
生物膨脹床是介于固定床和流化床之間的一種過(guò)渡狀態(tài)，流化床中的填料隨水、氣流的上升流速的增加而逐漸由固定床經(jīng)膨脹床后成為流化床。生物膨脹床與流化床通過(guò)選用適度規(guī)格粒徑（約為0.2~1.0mm）的生物載體，如砂、焦碳、活性炭、陶粒等，采用氣、水同向混合自下而上，使載體保持適度膨脹或流化的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。與固定床相比，從兩個(gè)方面強(qiáng)化了生物處理過(guò)程：一方面，載體粒徑變小，比表面積增大，單位溶劑的比表面積可達(dá)到2000~3000m2/m3，這大大提高了單位生物池的生物量。另一方面，由于顆粒在反應(yīng)器中處于自由運(yùn)動(dòng)（膨脹或流化）狀態(tài)，避免了生物濾池的堵塞現(xiàn)象，提高了水與生物顆粒的接觸機(jī)會(huì)；同時(shí)可采用控制膨脹率的辦法來(lái)控制水流紊動(dòng)對(duì)生物顆粒表面的剪力水平，進(jìn)而控制填料上生物膜的厚度，有利于形成均勻、致密、厚度較薄且活性較高的生物膜。這些都大大的強(qiáng)化了水中可生物降解基質(zhì)向生物膜內(nèi)的傳遞過(guò)程，使生物膨脹床、流化床的單位容積的基質(zhì)降解速率得到提高。生物膨脹床、流化床含有活性高的較大生物量，處理水力負(fù)荷增大，并保證出水水質(zhì)良好。
采用生物膨脹床與流化床，可解決固定填料床中常出現(xiàn)的堵塞問(wèn)題，進(jìn)一步提高凈化效率，且占地面積少。但由于保持膨脹或流化狀態(tài)，消耗的動(dòng)力費(fèi)用較高，且維護(hù)管理復(fù)雜，尤其是當(dāng)池體比較大的情況，如一旦停止運(yùn)行，再啟動(dòng)很困難，運(yùn)行中水力學(xué)條件難以控制等。在運(yùn)行過(guò)程中還存在流化介質(zhì)跑料現(xiàn)象，其工程應(yīng)用還很少見(jiàn)。
微生物的生長(zhǎng)環(huán)境
廢水生物處理的主體是微生物，只有創(chuàng)造良好的環(huán)境條件讓微生物大量繁殖才能獲得令人滿意的處理效果。影響微生物生長(zhǎng)的的條件主要有營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH值、溶解氧及有毒物質(zhì)等。
1、營(yíng)養(yǎng)
營(yíng)養(yǎng)是微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，生命活動(dòng)所需的能量和物質(zhì)來(lái)自于營(yíng)養(yǎng)。微生物細(xì)胞的組成(不包括H2O和無(wú)機(jī)物)，可用化學(xué)式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。不同微生物細(xì)胞的組成不盡相同，對(duì)碳氮磷比的要求也不*相同。好氧微生物要求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:5:1[或COD:N:P=(200~300):5:1]。厭氧微生物要求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:6:1。其中N以NH3 - N計(jì)，P以PO43--P計(jì)。微生物種類繁多，所需C、N、P的化學(xué)形式也不相同。如異養(yǎng)菌需要有機(jī)物為碳源，而自養(yǎng)菌以CO2和HCO3-為碳源。
幾乎所有的有機(jī)物都是微生物的營(yíng)養(yǎng)源，為達(dá)到預(yù)期的凈化效果，控制合適的C:N:P比顯得十分重要。微生物除需要C、H、O、N、P外，還需要S、Mg、Fe、Ca、K等元素，以及Mn、Zn、Co、Ni、Cu、Mo、V、I、Br、B等微量元素。
2、溫度
微生物的種類不同生長(zhǎng)溫度不同，各種微生物的總體溫度范圍是0~80℃。根據(jù)適應(yīng)的溫度范圍，微生物可分為低溫性(好冷性)、中溫性和高溫性(好熱性)三類。低溫性微生物的生長(zhǎng)溫度為20℃以下，中溫性微生物的生長(zhǎng)溫度為20~45℃，高溫性微生物的生長(zhǎng)溫度為45℃以上。好氧生物處理以中溫為主，微生物的適生長(zhǎng)溫度為20～37。厭氧生物處理時(shí)，中溫微生物的適生長(zhǎng)溫度為25~40℃，高溫微生物的適生長(zhǎng)溫度為50~60℃。所以厭氧微生物處理常利用33~38℃和52~57℃兩個(gè)溫度段，分別叫做中溫消化(發(fā)酵)和高溫消化(發(fā)酵)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，厭氧反應(yīng)已能在20~25℃的常溫下進(jìn)行，這就大大降低了運(yùn)行費(fèi)用。
無(wú)動(dòng)力地埋式一體化污水處理系統(tǒng)在適宜的溫度范圍內(nèi)，每升高10℃，生化反應(yīng)速度就提高1~2倍。所以，在較高適溫度條件下生物處理效果較好。人為改變污水溫度將增大處理成本，所以好氧生物處理一般在自然溫度下進(jìn)行，即在常溫下進(jìn)行。好氧生物處理效果受氣候的影響較小。厭氧生物處理受溫度影響較大，需要保持較高的溫度，但考慮到運(yùn)行成本，應(yīng)盡量采用常溫下運(yùn)行(20~25℃)。如果原污水的溫度較高，應(yīng)采用中溫發(fā)酵(33~38℃)或高溫發(fā)酵(52~57℃)。如果有足夠的余熱或發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生足夠的沼氣(高濃度有機(jī)污水和污泥消化)，則可以利用余熱或沼氣的熱能實(shí)現(xiàn)中溫和高溫發(fā)酵。一般情況下，一日內(nèi)溫度的波動(dòng)不宜超過(guò)℃。所以，在生物處理時(shí)要控制適宜的水溫并保持穩(wěn)定。
3、pH值
酶是一種兩性電解質(zhì)，pH值的變化影響酶的電離形式，進(jìn)而影響酶的催化性能，所以pH值是影響酶活性的重要因素之一。不同的微生物具有不同的酶系統(tǒng)，就有不同的pH值適應(yīng)范圍。細(xì)菌、放線菌、藻類和原生動(dòng)物的pH值適應(yīng)范圍是4~10。酵母菌和霉菌的適pH為3.0~6.0。大多數(shù)細(xì)菌適宜pH=6.5~8.5的中性和偏堿性環(huán)境。好氧生物處理的適宜pH為6.5~8.5，厭氧生物處理的適宜pH為6.7~7.4(*pH為6.7~7.2)。在生物處理過(guò)程中保持適pH值范圍非常重要。否則，微生物酶的活性降低或喪失，微生物生長(zhǎng)緩慢甚至死亡，導(dǎo)致處理失敗。
進(jìn)水pH值的突然變化會(huì)對(duì)生物處理產(chǎn)生很大的影響，這種影響不可逆轉(zhuǎn)。所以保持pH值的穩(wěn)定非常重要。
4、溶解氧
好氧微生物的代謝過(guò)程以分子氧為受體，并參與部分物質(zhì)的合成。沒(méi)有分子氧，好氧微生物就不能生長(zhǎng)繁殖，所以，進(jìn)行好氧生物處理時(shí)，要保持一定濃度的溶解氧(DO)。供氧不足，適合低溶解氧生長(zhǎng)的微生物(微量好氧的發(fā)硫菌)和兼性微生物大量繁殖。它們分解有機(jī)物不*，處理效果下降，且低溶解氧狀態(tài)下絲狀菌優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)，引起污泥膨脹。溶解氧濃度過(guò)高，不僅浪費(fèi)能量，而且會(huì)因營(yíng)養(yǎng)相對(duì)缺乏而使細(xì)胞氧化和死亡。為取得良好的處理效果，好氧生物處理時(shí)應(yīng)控制溶解氧在2~3mg/L(二沉池出水0.5~1mg/L)為宜。
厭氧微生物在有氧的條件下生成H2O2，但沒(méi)有分解H2O2的酶而被H2O2殺死。所以，在厭氧生物處理反應(yīng)器中決不能有分子氧存在。其他氧化態(tài)物質(zhì)如SO42-、NO3-、PO43-和Fe3+等也會(huì)對(duì)厭氧生物處理產(chǎn)生不良影響，也應(yīng)控制它們的濃度。
5有毒物質(zhì)
對(duì)微生物有抑制和毒害作用的化學(xué)物質(zhì)叫有毒物質(zhì)。它能破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，使酶變性而失去活性。如重金屬能與酶的-SH基團(tuán)結(jié)和，或與蛋白質(zhì)結(jié)合使之變性或沉淀。有毒物質(zhì)在低濃度時(shí)對(duì)微生物無(wú)害，超過(guò)某一數(shù)值則發(fā)生毒害。某些有毒物質(zhì)在低濃度時(shí)可以成為微生物的營(yíng)養(yǎng)。有毒物質(zhì)的毒性受pH值、溫度和有無(wú)其他有毒物質(zhì)存在等因素的影響，在不同條件下毒性相差很大，不同的微生物對(duì)同一毒物的耐受能力也不同，具體情況應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)而定。
廢水生物處理的目的和重要性
1、廢水生物處理的目的
廢水生物處理的主要目的有以下3點(diǎn)：① 絮凝和去除廢水中不可自然沉淀的膠體狀固體物；② 穩(wěn)定和去除廢水中的有機(jī)物；③ 去除營(yíng)養(yǎng)元素氮和磷。
2、廢水生物處理的重要性
① 城市污水中約有60%以上的有機(jī)物只有用生物法去除才；
② 廢水中氮的去除一般來(lái)說(shuō)只有依靠生物法；
③ 目前世界上已建成的城市污水處理廠有90%以上是生物處理法；
④ 大多數(shù)工業(yè)廢水處理廠也是以生物法為主體的。
