地(di)埋式生(sheng)活汙水處理(li)壹體(ti)化(hua)裝置(zhi)

生(sheng)物膜形成的影響(xiang)因(yin)素
生物膜的形成與載體(ti)表面性(xing)質(zhi)(載體(ti)表面親(qin)水性、表面電(dian)荷(he)、表面化(hua)學(xue)組成和表面粗(cu)糙(cao)度)、微生(sheng)物的性質(zhi)(微生(sheng)物的種(zhong)類(lei)、培(pei)養條(tiao)件(jian)、活性和濃(nong)度)及環境因(yin)素(PH值(zhi)、離子(zi)強(qiang)度、水力剪(jian)切力(li)、溫(wen)度、營養條件(jian)及微生(sheng)物與載體(ti)的(de)接(jie)觸時(shi)間)等因(yin)素有關。
載體(ti)表面性(xing)質(zhi)
載體(ti)表面電(dian)荷(he)性(xing)、粗(cu)糙(cao)度、粒徑(jing)和載體(ti)濃(nong)度等直(zhi)接(jie)影響(xiang)著(zhe)生(sheng)物膜在其表面的(de)附(fu)著(zhe)、形(xing)成。在正常(chang)生長(chang)環境下，微生(sheng)物表面帶有(you)負電(dian)荷(he)。如果能通過(guo)壹(yi)定的(de)改良技術，如化(hua)學(xue)氧(yang)化(hua)、低(di)溫(wen)等離子(zi)體(ti)處(chu)理(li)等可使(shi)載體(ti)表面帶有(you)正電(dian)荷(he)，從(cong)而可使(shi)微生(sheng)物在載體(ti)表面的(de)附(fu)著(zhe)、形(xing)成過程更易進(jin)行(xing)。載體(ti)表面的(de)粗(cu)糙度有利於(yu)細(xi)菌(jun)在其表面附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)。
壹(yi)方面，與(yu)光(guang)滑(hua)表面相(xiang)比，粗糙的(de)載體(ti)表面增(zeng)加(jia)了(le)細(xi)菌(jun)與(yu)載體(ti)間的有效(xiao)接(jie)觸面積；另(ling)壹(yi)方面載體(ti)表面的(de)粗(cu)糙部(bu)分(fen)，如孔洞、裂縫等對(dui)已(yi)附(fu)著(zhe)的(de)細(xi)菌(jun)起(qi)著(zhe)屏(ping)蔽保護(hu)作(zuo)用(yong)，使(shi)它們(men)免(mian)受(shou)水力剪(jian)切力(li)的沖刷。

研(yan)究認為(wei)，相(xiang)對(dui)於(yu)大(da)粒徑(jing)載體(ti)而言，小粒徑(jing)載體(ti)之(zhi)間的相互摩擦(ca)小，比表面積(ji)大(da)，因(yin)而更容(rong)易生(sheng)成生物膜。另外(wai)，載體(ti)濃(nong)度對(dui)反應(ying)器(qi)內生物膜的掛(gua)膜(mo)也(ye)很(hen)重(zhong)要。Wagner在用氣提(ti)式反應(ying)器(qi)處(chu)理(li)難(nan)降解物廢(fei)水時(shi)發現(xian)，在載體(ti)質(zhi)量(liang)濃(nong)度很(hen)低(di)情況下，即(ji)使(shi)生物膜厚達295μm，還是(shi)不(bu)能達到穩定(ding)的(de)去除(chu)率。但(dan)是，在載體(ti)濃(nong)度為(wei)20-30g／L時(shi)，即(ji)使(shi)只有(you)20％的載體(ti)上(shang)有75μn厚的(de)生(sheng)物膜，反應(ying)器(qi)依然能達到穩定(ding)的(de)(98％)去除(chu)率，COD負荷gao可達58kg／(m3·d)。
地(di)埋式生(sheng)活汙水處理(li)壹體(ti)化(hua)裝置(zhi)懸浮微生(sheng)物濃(nong)度
在給定(ding)的(de)系統中，懸浮微生(sheng)物濃(nong)度反映了(le)微生(sheng)物與載體(ti)間的接觸頻度。壹般來講(jiang)，隨(sui)著(zhe)懸浮微生(sheng)物濃(nong)度的增加，微生(sheng)物與載體(ti)間可能接觸的幾(ji)率也(ye)增加(jia)。許(xu)多研(yan)究結(jie)果表明(ming)，在微生(sheng)物附(fu)著(zhe)過(guo)程(cheng)中(zhong)存(cun)在著(zhe)壹(yi)個(ge)臨(lin)界的懸浮微生(sheng)物濃(nong)度；隨著(zhe)微生(sheng)物濃(nong)度的增加，微生(sheng)物借助濃(nong)度梯度的運(yun)送(song)得(de)到(dao)加(jia)強(qiang)。
在臨(lin)界值(zhi)以(yi)前，微生(sheng)物從(cong)液(ye)相傳送(song)、擴散到(dao)載體(ti)表面是(shi)控(kong)制步驟(zhou)，壹(yi)旦超(chao)過(guo)此臨(lin)界值(zhi)，微生(sheng)物在載體(ti)表面的(de)附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)受(shou)到(dao)載體(ti)有(you)效(xiao)表面積(ji)的(de)限制，不(bu)再依賴於(yu)懸浮微生(sheng)物的濃(nong)度。但(dan)附(fu)著(zhe)固(gu)定(ding)平(ping)衡後，載體(ti)表面微生(sheng)物的量(liang)是由(you)微生(sheng)物及載體(ti)表面特性所(suo)決定(ding)的。
懸浮微生(sheng)物的活性
微生(sheng)物的活性通常(chang)可用微生(sheng)物的比增長(chang)率(μ)來(lai)描述，即(ji)單位質(zhi)量(liang)微生(sheng)物的增長(chang)繁(fan)殖(zhi)速率(lv)。因(yin)此，在研究微生(sheng)物活性對(dui)生物膜形成的初(chu)階(jie)段(duan)的影響(xiang)時(shi)，關鍵是如何(he)控(kong)制懸浮微生(sheng)物的比增長(chang)率。研(yan)究結(jie)果表明(ming)，硝(xiao)化(hua)細(xi)菌(jun)在載體(ti)表面的(de)附(fu)著(zhe)固(gu)定(ding)量(liang)及初(chu)始(shi)速率(lv)均(jun)正比於(yu)懸浮硝(xiao)化(hua)細(xi)菌(jun)的(de)活性。Bryers等人在研究異養(yang)生(sheng)物膜的形成時(shi)也(ye)得出同(tong)樣(yang)結(jie)果。

影響(xiang)懸浮微生(sheng)物活性的(de)因(yin)素主(zhu)要有(you)如下幾(ji)種(zhong)：
(1)當(dang)懸浮微生(sheng)物的生物活性較(jiao)高(gao)時(shi)，其分(fen)泌(mi)胞(bao)外(wai)多聚(ju)物的能力較強(qiang)。這種(zhong)粘(zhan)性的胞外(wai)多聚(ju)物在細(xi)菌(jun)與(yu)載體(ti)之(zhi)間起(qi)到(dao)了(le)生物粘(zhan)合劑的(de)作用(yong)，使(shi)得細(xi)菌(jun)易(yi)於(yu)在載體(ti)表面附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)；
(2)微生(sheng)物所(suo)處的(de)能量(liang)水平(ping)直接(jie)與它們(men)的增長(chang)率相(xiang)關。當(dang)盧增(zeng)加時(shi)，懸浮微生(sheng)物的動能隨之(zhi)增加。這些(xie)能量(liang)有助(zhu)於(yu)克服(fu)在固定(ding)化過(guo)程(cheng)中(zhong)微生(sheng)物載體(ti)表面間的能壘(lei)，使(shi)得細(xi)菌(jun)初(chu)始(shi)積(ji)累速率(lv)與(yu)懸浮細(xi)菌(jun)活性成正比；
(3)微生(sheng)物的表面結(jie)構隨(sui)著(zhe)其活性的(de)不(bu)同(tong)而相應(ying)變化(hua)。Herben等人研(yan)究發現(xian)，懸浮細(xi)菌(jun)活性對(dui)細(xi)菌(jun)在載體(ti)表面的(de)附(fu)著(zhe)固(gu)定(ding)過(guo)程(cheng)有影響(xiang)，而且，細(xi)菌(jun)表面的(de)化(hua)學組成、官(guan)能團的量(liang)也(ye)隨細(xi)菌(jun)活性的(de)變化(hua)有顯(xian)著(zhu)變化(hua)。同(tong)時(shi)，Wastson等人的(de)研究表明(ming)，細(xi)胞(bao)膜(mo)等隨(sui)懸浮細(xi)菌(jun)活性的(de)變化(hua)而有顯(xian)著(zhu)變化(hua)。細(xi)菌(jun)表面的(de)這些(xie)變化(hua)將(jiang)直(zhi)接(jie)影響(xiang)微生(sheng)物在載體(ti)表面的(de)附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)。因(yin)此，通常(chang)認為(wei)，由(you)懸浮微生(sheng)物活性變化(hua)而引起(qi)的(de)細(xi)菌(jun)表面生(sheng)理(li)狀態或(huo)分(fen)子(zi)組成的變化(hua)是有(you)利於(yu)細(xi)菌(jun)在載體(ti)表面附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)的(de)；
(4)微生(sheng)物與載體(ti)接(jie)觸時(shi)間。微生(sheng)物在載體(ti)表面附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)是(shi)—動(dong)態過程。微生(sheng)物與載體(ti)表面接(jie)觸後，需要(yao)壹(yi)個(ge)相(xiang)對(dui)穩定(ding)的(de)環境條件(jian)，因(yin)此必須(xu)保證微生(sheng)物在載體(ti)表面停(ting)留(liu)壹(yi)定時(shi)間，完成微生(sheng)物在載體(ti)表面的(de)增(zeng)長(chang)過程(cheng)；
(5)水力停(ting)留(liu)時(shi)間(HRT)。HeUnen等人認為(wei)，HRT對(dui)能否形成完整的(de)生(sheng)物膜起(qi)著(zhe)重(zhong)要的(de)作用(yong)。在其他(ta)條件(jian)確(que)定的情(qing)況(kuang)下，HRT短則有機(ji)容(rong)積負荷大(da)，當(dang)稀(xi)釋率大(da)於(yu)大(da)生(sheng)長(chang)率時(shi)，反應(ying)器(qi)內載體(ti)上(shang)能生成完整的(de)生(sheng)物膜。刊huis等人的(de)試驗證明(ming)了(le)這種(zhong)觀點。在COD負荷為(wei)2．5kg／(m3·d)，HRT為(wei)4h時(shi)，載體(ti)上(shang)幾(ji)乎(hu)沒(mei)有完整的(de)生(sheng)物膜，而水力停(ting)留(liu)時(shi)間為(wei)1h時(shi)，在相同(tong)的操作時(shi)間內幾(ji)乎(hu)所(suo)有的(de)載體(ti)上(shang)都長(chang)有完整的(de)生(sheng)物膜，且較高(gao)的(de)表面COD負荷更易生(sheng)成較厚的(de)生(sheng)物膜，即(ji)COD負荷越高(gao)，生(sheng)物膜越厚。周(zhou)平(ping)等人也(ye)通過(guo)試(shi)驗證明(ming)了(le)較短的(de)水力停(ting)留(liu)時(shi)間有利於(yu)載體(ti)掛(gua)膜(mo)；
(6)液(ye)相pH值(zhi)。除(chu)了(le)等電(dian)點(dian)外(wai)，細(xi)菌(jun)表面在不(bu)同(tong)環境下帶有(you)不(bu)同(tong)的電(dian)荷(he)；液(ye)相環境中，pH值(zhi)的(de)變化(hua)將(jiang)直(zhi)接(jie)影響(xiang)微生(sheng)物的表面電(dian)荷(he)特性。當(dang)液(ye)相pH值(zhi)大(da)於(yu)細(xi)菌(jun)等電(dian)點(dian)時(shi)，細(xi)菌(jun)表面由(you)於(yu)氨基酸(suan)的電(dian)離作用(yong)而顯(xian)負電(dian)性(xing)；當(dang)液(ye)相pH值(zhi)小於(yu)細(xi)菌(jun)等電(dian)點(dian)時(shi)，細(xi)菌(jun)表面顯(xian)正電(dian)性(xing)。細(xi)菌(jun)表面電(dian)性(xing)將(jiang)直(zhi)接(jie)影響(xiang)細(xi)菌(jun)在載體(ti)表面附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)；
地(di)埋式生(sheng)活汙水處理(li)壹體(ti)化(hua)裝置(zhi)水力剪(jian)切力(li)。在生物膜形成初(chu)期(qi)，水力條(tiao)件(jian)是壹(yi)個(ge)非常(chang)重(zhong)要的(de)因(yin)素，它直(zhi)接影響(xiang)生(sheng)物膜是否能培(pei)養成功。在實際(ji)水處理(li)中，水力剪(jian)切力(li)的強(qiang)弱決定(ding)了(le)生物膜反應(ying)器(qi)啟(qi)動(dong)周(zhou)期。單從(cong)生物膜形成角度分(fen)析(xi)，弱的水力剪(jian)切力(li)有利於(yu)細(xi)菌(jun)在載體(ti)表面的(de)附(fu)著(zhe)和固定(ding)，但(dan)在實際(ji)運(yun)行(xing)中，反應(ying)器(qi)的(de)運(yun)行(xing)需要(yao)壹(yi)定(ding)強(qiang)度的水力剪(jian)切力(li)以維(wei)持(chi)反應(ying)器(qi)中(zhong)的(de)*混(hun)合狀態。所(suo)以在實際(ji)設計運(yun)行(xing)中如何(he)確(que)定生物膜反應(ying)器(qi)的(de)水力學(xue)條件(jian)是非常(chang)重(zhong)要的(de)。

汙水的生(sheng)物膜法(fa)就是采(cai)取壹定的人工措(cuo)施，創(chuang)造有利於(yu)微生(sheng)物生長(chang)、繁(fan)殖(zhi)的(de)環境，使(shi)微生(sheng)物大量(liang)增殖(zhi)，以提(ti)高(gao)微生(sheng)物氧(yang)化(hua)、分(fen)解(jie)有(you)機(ji)汙染物被降解並(bing)轉化(hua)為(wei)無害(hai)物質(zhi)，使(shi)汙水得以(yi)凈化(hua)。
生物處理法(fa)可分(fen)為(wei)好(hao)氧(yang)處(chu)理法(fa)和厭(yan)氧(yang)處(chu)理法(fa)兩類(lei)。前(qian)者處理(li)效(xiao)率(lv)高(gao)，效(xiao)果好(hao)，使(shi)用廣(guang)泛(fan)，是生(sheng)物處理的主(zhu)要方法(fa)。屬於(yu)生(sheng)物處理法(fa)的工藝有(you)以(yi)下幾(ji)種(zhong)。
⑴活性汙(wu)泥法(fa)是當(dang)前應(ying)用(yong)廣(guang)泛(fan)的壹(yi)種(zhong)生(sheng)物處理技術。將(jiang)空(kong)氣連(lian)續(xu)鼓入(ru)含有大量(liang)溶(rong)解有(you)機(ji)汙染物的汙水中，經(jing)過(guo)壹(yi)段(duan)時(shi)間，水中既形成繁(fan)殖(zhi)有(you)大(da)量(liang)好(hao)氧(yang)型微生(sheng)物的絮凝(ning)體(ti)—活性汙(wu) 泥，
活性汙(wu)泥能夠吸附(fu)水中的(de)有機(ji)物，生活汙水在活性汙(wu)泥上(shang)的微生(sheng)物以有機(ji)物為(wei)食(shi)料(liao)，獲得(de)能量(liang)，並不(bu)斷省長(chang)增殖(zhi)，有機(ji)物被分(fen)解(jie)、去(qu)除(chu)，使(shi)汙水得以(yi)凈化(hua)。 壹般(ban)經(jing)曝氣池處理的(de)出水是含(han)有大(da)量(liang)活性汙(wu)泥的汙(wu)水—混合(he)液(ye)，經(jing)沈(chen)澱(dian)分(fen)離，水被凈化(hua)排放(fang)，沈(chen)澱(dian)分(fen)離後的(de)汙(wu)泥作為(wei)種(zhong)泥，部(bu)分(fen)回流到曝氣池。活性汙(wu)泥法(fa)自(zi)出現(xian)以來，經(jing)過(guo)80多年(nian)的(de)演變，出現(xian)了(le)各種(zhong)活性汙(wu)泥法(fa)的變法(fa)，但(dan)其原理(li)和工藝過(guo)程(cheng)沒(mei)有根(gen)本(ben)性(xing)的改變。

普通活性汙(wu)泥法(fa)這種(zhong)方法(fa)已(yi)被(bei)廣(guang)泛(fan)使(shi)用，是(shi)許(xu)多汙(wu)水處理(li)廠的(de)常(chang)用工藝。傳統(tong)活性汙(wu)泥法(fa)是將(jiang)汙(wu)水和回流汙泥從(cong)曝氣池首(shou)段(duan)引入(ru)，呈推流式至(zhi)曝氣池末端流出，此法(fa)適用於(yu)處(chu)理(li)要(yao)求(qiu)高(gao)、水質(zhi)較(jiao)穩定(ding)的(de)汙水，但(dan)對(dui)負荷的(de)變動(dong)適應(ying)性(xing)較(jiao)弱，後來(lai)在此基礎(chu)上(shang)產(chan)生(sheng)了(le)壹些(xie)改(gai)良(liang)形(xing)式。
⑶多點(dian)進(jin)水法(fa)為(wei)了(le)使(shi)槽(cao)內有機(ji)負荷接(jie)近壹定值(zhi)，把汙水從(cong)幾(ji)個點(dian)分(fen)開流入(ru)，有利於(yu)解(jie)決(jue)超(chao)負荷問(wen)題(ti)。
⑷吸(xi)附(fu)再(zai)生法(fa)接觸槽(cao)內活化的(de)活性汙(wu)泥吸附(fu)汙(wu)染物質(zhi)，汙(wu)泥與水分(fen)離後，在曝氣槽(cao)內把吸附(fu)的(de)汙染物質(zhi)進(jin)行(xing)氧(yang)化(hua)。該法(fa)有利於(yu)增(zeng)加(jia)汙(wu)水處理(li)量(liang)，有壹(yi)定的抗擊沖擊負荷能力。
⑸延(yan)時(shi)曝氣法(fa)汙水在曝氣池內延(yan)長(chang)曝氣時(shi)間，有利於(yu)*氧(yang)化(hua)，汙泥量(liang)少，該(gai)法(fa)適用於(yu)小型汙水處理(li)廠。
⑹厭(yan)氧(yang)-缺氧(yang)好(hao)氧(yang)活性汙(wu)泥法(fa) 在常(chang)規(gui)活性汙(wu)泥法(fa)去除有機(ji)汙染物的同(tong)時(shi)，為(wei)了(le)能有效(xiao)的(de)去除氮磷(lin)等營(ying)養(yang)物質(zhi)，人們(men)把厭(yan)氧(yang)、缺氧(yang)、好(hao)氧(yang)狀況組合(he)到(dao)活性汙(wu)泥法(fa)中，使(shi)厭(yan)氧(yang)-缺氧(yang)-好(hao)氧(yang)狀況在反應(ying)曝氣池內同(tong)時(shi)存在或反復(fu)周期(qi)實現(xian)，形成了(le)厭(yan)氧(yang)-缺氧(yang)-好(hao)氧(yang)活性汙(wu)泥法(fa)。也(ye)有的(de)工藝流程采(cai)用厭(yan)氧(yang)-好(hao)氧(yang)活性汙(wu)泥法(fa)。
⑺間歇(xie)式活性汙(wu)泥法(fa)汙水流至單壹(yi)反應(ying)池(chi)中(zhong)，按(an)時(shi)間通過(guo)程(cheng)序控制各過(guo)程(cheng)。在反應(ying)池(chi)的(de)壹(yi)個(ge)工作(zuo)周期，運(yun)行(xing)程序依次為(wei)進(jin)水、反應(ying)、沈(chen)澱(dian)、出水和待(dai)機(ji)等過(guo)程(cheng)。該法(fa)適用於(yu)中(zhong)小水量(liang)和出水水質(zhi)較(jiao)高(gao)的(de)場(chang)合，有(you)利於(yu)自(zi)動(dong)化控(kong)制;通過(guo)對(dui)運(yun)行(xing)的調(tiao)整，該(gai)法(fa)也(ye)可進行(xing)除磷(lin)脫氮和化學(xue)處(chu)理(li)，有利於(yu)汙(wu)水回用。
近(jin)年(nian)來，SBR工藝發展(zhan)很(hen)快，尤其隨著(zhe)儀(yi)表和自(zi)控(kong)技術與(yu)裝備(bei)的(de)發展(zhan)，間歇(xie)式活性汙(wu)泥法(fa)新工藝不(bu)斷湧(yong)現(xian)，如CASS工藝、CAST工藝、IDEA工藝、MSBR工藝以(yi)及(ji)UNITANK工藝等。