地(di)埋式(shi)壹體化(hua)醫療廢(fei)水(shui)處理(li)設(she)施

活(huo)性汙(wu)泥(ni)法(fa)和(he)生物膜(mo)法的(de)區(qu)別不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)微(wei)生物的(de)懸(xuan)浮(fu)與附(fu)著之(zhi)分，更重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)擴散(san)過(guo)程(cheng)在生物膜(mo)處理(li)系統中是壹個必須(xu)考(kao)慮(lv)的(de)因素(su)。在(zai)生物膜(mo)反應器中，有機汙(wu)染(ran)物(wu)、溶(rong)解(jie)氧(yang)及(ji)各種(zhong)必須(xu)的(de)營(ying)養物質首先(xian)要(yao)從液(ye)相(xiang)擴(kuo)散(san)到(dao)生物膜(mo)表面，進(jin)而進(jin)到生物膜(mo)內部(bu)，只有擴(kuo)散(san)到(dao)生物膜(mo)表面或(huo)內(nei)部(bu)的汙(wu)染(ran)物(wu)才(cai)有(you)可能被生物膜(mo)內微(wei)生物分(fen)解(jie)與轉(zhuan)化(hua)，終形(xing)成(cheng)各種(zhong)代謝產物(wu)。另外，在生物膜(mo)反應器中，由於(yu)微(wei)生物被(bei)固定(ding)在載(zai)體(ti)上(shang)，從而實現(xian)了(le)SRT與HRT(水(shui)力(li)停留時(shi)間(jian))的分離(li)，使(shi)得(de)增(zeng)殖(zhi)速率慢的微(wei)生物也(ye)能生長(chang)繁(fan)殖(zhi)。因此(ci)，生物膜(mo)是壹穩(wen)定(ding)的、多(duo)樣的微(wei)生物生態系統。
1. 生物膜(mo)的形(xing)成(cheng)原(yuan)理(li)
生物膜(mo)的形(xing)成(cheng)過(guo)程(cheng)是微(wei)生物吸附(fu)、生長(chang)、脫落(luo)等(deng)綜合(he)作(zuo)用(yong)的動態過(guo)程(cheng)。
首先(xian)，懸(xuan)浮(fu)於(yu)液(ye)相(xiang)中的有(you)機汙(wu)染(ran)物(wu)及(ji)微(wei)生物移(yi)動並附(fu)著在載體表面上(shang)；然(ran)後(hou)附(fu)著在載體上(shang)的(de)微(wei)生物對(dui)有機汙(wu)染(ran)物(wu)進(jin)行降解(jie)，並發(fa)生代謝、生長(chang)、繁(fan)殖(zhi)等(deng)過程(cheng)，並逐(zhu)漸在(zai)載體(ti)的(de)局部(bu)區(qu)域形(xing)成(cheng)薄(bo)的(de)生物膜(mo)，這層生物膜(mo)具有(you)生化(hua)活(huo)性，又(you)可進(jin)壹步(bu)吸附(fu)、分(fen)解(jie)廢(fei)水(shui)中有機汙(wu)染(ran)物(wu)，直(zhi)至後(hou)形(xing)成(cheng)壹層將載(zai)體*包裹(guo)的成(cheng)熟(shu)的(de)生物膜(mo)。

微(wei)生物在(zai)載體(ti)上(shang)的(de)掛膜(mo)可分為(wei)微(wei)生物吸附(fu)和(he)固著生長(chang)兩(liang)個階段(duan)。載體(ti)加入(ru)水(shui)體以(yi)後(hou)，首先(xian)進(jin)入(ru)吸附(fu)期(qi)。由圖可見，有(you)部(bu)分微(wei)生物和(he)絲狀(zhuang)物質(zhi)已(yi)經附(fu)著在載體表面，附(fu)著了較多(duo)物(wu)質的(de)位置(zhi)往往是載(zai)體的凹處，不(bu)容易被(bei)水(shui)流(liu)剪切的地(di)方(fang)。此(ci)時(shi)懸(xuan)浮(fu)液(ye)中的微(wei)生物大(da)量(liang)增(zeng)長(chang)，出現(xian)較(jiao)明(ming)顯(xian)的(de)壹個汙(wu)泥(ni)層。
地(di)埋式(shi)壹體化(hua)醫療廢(fei)水(shui)處理(li)設(she)施經過不(bu)可逆附(fu)著以後(hou)，微(wei)生物在(zai)載體(ti)表面獲(huo)得(de)壹個比較穩(wen)定(ding)的生長(chang)環(huan)境，在(zai)供氧(yang)和(he)底(di)物(wu)充足的(de)情況(kuang)下，吸附(fu)在(zai)載(zai)體(ti)上(shang)的(de)汙(wu)泥(ni)中的微(wei)生物很快就(jiu)開(kai)始(shi)生長(chang)。下圖為(wei)微(wei)生物在(zai)載體(ti)表面開(kai)始(shi)生長(chang)時(shi)的情(qing)景，由(you)圖可見到(dao)活(huo)性很好的(de)鐘蟲(chong)和(he)累枝蟲(chong)。
隨(sui)著培養馴化(hua)時(shi)間(jian)的增(zeng)長(chang)，在(zai)載體(ti)表面生長(chang)的(de)生物膜(mo)也迅(xun)速(su)增(zeng)長(chang)，逐(zhu)漸覆(fu)蓋(gai)整(zheng)個載體表面，並開(kai)始(shi)增(zeng)厚。但生物膜(mo)的生長(chang)並不(bu)均(jun)勻，在載體比(bi)較(jiao)突(tu)出的(de)地(di)方(fang)，生物膜(mo)比較(jiao)薄(bo)，而(er)凹處則(ze)會長(chang)出相(xiang)當(dang)繁盛的菌(jun)落(luo)，可見水(shui)力(li)剪切對生物膜(mo)的生長(chang)具(ju)有重(zhong)要(yao)的(de)影(ying)響。
生物膜(mo)形(xing)成(cheng)的(de)影(ying)響因素(su)
生物膜(mo)的形(xing)成(cheng)與載(zai)體(ti)表面性質(zhi)(載(zai)體(ti)表面親水(shui)性、表面電(dian)荷、表面化(hua)學(xue)組(zu)成和(he)表面粗糙(cao)度(du))、微(wei)生物的(de)性質(zhi)(微(wei)生物的(de)種類(lei)、培養條件、活(huo)性和(he)濃度(du))及(ji)環境(jing)因素(su)(PH值(zhi)、離(li)子(zi)強(qiang)度(du)、水(shui)力(li)剪切力(li)、溫(wen)度(du)、營(ying)養條件及(ji)微(wei)生物與載(zai)體(ti)的接(jie)觸時(shi)間(jian))等(deng)因素(su)有(you)關(guan)。

載(zai)體表面性質(zhi)
載(zai)體(ti)表面電(dian)荷性(xing)、粗(cu)糙(cao)度、粒(li)徑和(he)載體(ti)濃度等(deng)直(zhi)接(jie)影響著生物膜(mo)在其表面的附(fu)著、形(xing)成(cheng)。在(zai)正(zheng)常生長(chang)環(huan)境下，微(wei)生物表面帶(dai)有(you)負電(dian)荷。如(ru)果(guo)能通過壹定(ding)的改(gai)良技(ji)術(shu)，如(ru)化(hua)學(xue)氧(yang)化(hua)、低溫(wen)等(deng)離子(zi)體(ti)處(chu)理(li)等(deng)可使載(zai)體(ti)表面帶(dai)有(you)正電(dian)荷，從而可使微(wei)生物在(zai)載體(ti)表面的附(fu)著、形(xing)成(cheng)過(guo)程(cheng)更易進(jin)行。載(zai)體表面的粗(cu)糙(cao)度(du)有利(li)於(yu)細菌在其表面附(fu)著、固定(ding)。

壹方面，與光滑表面相(xiang)比(bi)，粗糙的載(zai)體(ti)表面增(zeng)加了細菌與載(zai)體(ti)間(jian)的有效(xiao)接(jie)觸面積；另壹方面載體(ti)表面的粗(cu)糙(cao)部(bu)分，如(ru)孔洞、裂(lie)縫(feng)等(deng)對已(yi)附(fu)著的細菌起著屏蔽保護(hu)作(zuo)用(yong)，使它(ta)們免(mian)受水(shui)力(li)剪切力(li)的(de)沖刷。
研(yan)究認(ren)為(wei)，相(xiang)對(dui)於大粒(li)徑載體而言(yan)，小粒(li)徑載體之(zhi)間(jian)的相(xiang)互(hu)摩(mo)擦(ca)小，比表面積大，因而更容易生成生物膜(mo)。另外，載體濃度(du)對(dui)反(fan)應器內(nei)生物膜(mo)的掛膜(mo)也很重(zhong)要(yao)。Wagner在(zai)用(yong)氣(qi)提式(shi)反應器處(chu)理(li)難(nan)降解(jie)物廢(fei)水(shui)時(shi)發(fa)現(xian)，在(zai)載(zai)體(ti)質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)很低情(qing)況(kuang)下，即(ji)使(shi)生物膜(mo)厚達295μm，還(hai)是不(bu)能達到穩(wen)定(ding)的去(qu)除(chu)率。但是(shi)，在載(zai)體(ti)濃(nong)度(du)為(wei)20-30g／L時(shi)，即(ji)使(shi)只有20％的(de)載體(ti)上(shang)有(you)75μn厚的生物膜(mo)，反應器依(yi)然(ran)能達到穩(wen)定(ding)的(98％)去(qu)除(chu)率，COD負荷(he)可達58kg／(m3·d)。
懸(xuan)浮(fu)微(wei)生物濃(nong)度
在(zai)給(gei)定(ding)的系統中，懸(xuan)浮(fu)微(wei)生物濃(nong)度反(fan)映(ying)了(le)微(wei)生物與載(zai)體(ti)間(jian)的接(jie)觸頻(pin)度(du)。壹般(ban)來(lai)講，隨(sui)著懸(xuan)浮(fu)微(wei)生物濃(nong)度的(de)增(zeng)加，微(wei)生物與載(zai)體(ti)間(jian)可能接(jie)觸的幾率也增(zeng)加。許多(duo)研(yan)究結(jie)果(guo)表明，在微(wei)生物附(fu)著過程(cheng)中存(cun)在著壹個臨界(jie)的懸(xuan)浮(fu)微(wei)生物濃(nong)度；隨(sui)著微(wei)生物濃(nong)度的(de)增(zeng)加，微(wei)生物借(jie)助(zhu)濃(nong)度(du)梯度的運(yun)送(song)得(de)到(dao)加(jia)強(qiang)。
地(di)埋式(shi)壹體化(hua)醫療廢(fei)水(shui)處理(li)設(she)施在臨界(jie)值以(yi)前，微(wei)生物從液(ye)相(xiang)傳(chuan)送(song)、擴(kuo)散(san)到(dao)載體表面是控(kong)制(zhi)步(bu)驟(zhou)，壹旦超過此(ci)臨界(jie)值，微(wei)生物在(zai)載體(ti)表面的附(fu)著、固定(ding)受到載(zai)體(ti)有效表面積的限制，不(bu)再依(yi)賴於(yu)懸(xuan)浮(fu)微(wei)生物的(de)濃度(du)。但(dan)附(fu)著固定(ding)平衡(heng)後(hou)，載(zai)體(ti)表面微(wei)生物的(de)量(liang)是(shi)由(you)微(wei)生物及(ji)載體(ti)表面特性(xing)所(suo)決定(ding)的。
混(hun)凝沈(chen)澱(dian)。混(hun)凝沈(chen)澱(dian)是印染(ran)廢(fei)水(shui)處理(li)的(de)重(zhong)要(yao)方(fang)法(fa)，可有效(xiao)除(chu)去水(shui)中疏水(shui)性染(ran)料(liao)物質(zhi)及(ji)部(bu)分親水(shui)性染(ran)料(liao)物質(zhi)，大(da)大(da)減輕後(hou)續(xu)生物處(chu)理(li)的(de)壓(ya)力(li)。壹般(ban)PAC等(deng)混(hun)凝劑(ji)對(dui)以(yi)膠體或(huo)懸(xuan)浮(fu)狀(zhuang)存(cun)在於(yu)廢(fei)水(shui)中的染(ran)料(liao)有良(liang)好(hao)的(de)混(hun)凝效(xiao)果(guo)。這壹類染(ran)料(liao)主要(yao)包(bao)括(kuo)疏水(shui)性、不(bu)溶(rong)性(xing)染(ran)料(liao)，如(ru)分散(san)染(ran)料(liao)、活(huo)性染(ran)料(liao)、還(hai)原性染(ran)料(liao)及(ji)水(shui)溶(rong)性(xing)染(ran)料(liao)中分子(zi)量(liang)較(jiao)大(da)的(de)壹部(bu)分直(zhi)接(jie)染(ran)料(liao)等(deng)，生化(hua)前混(hun)凝沈(chen)澱(dian)對COD、BOD5、色度的去除效(xiao)率分別(bie)可達到(dao)30%～60%、15%～40%、40%～50%。
水(shui)解(jie)酸化(hua)池(chi)。水(shui)解(jie)酸化(hua)池(chi)可明顯(xian)提高BOD5/COD比值，增(zeng)強(qiang)廢(fei)水(shui)可生化(hua)性。參(can)與水(shui)解(jie)酸化(hua)的微(wei)生物主(zhu)要(yao)是(shi)水(shui)解(jie)菌和(he)產酸(suan)菌，它們均(jun)為(wei)兼氧(yang)菌，由(you)於產甲(jia)烷菌的(de)生長(chang)速(su)度和(he)水(shui)解(jie)菌、產酸(suan)菌的生長(chang)速(su)度不(bu)同(tong)，控(kong)制系統的(de)水(shui)力(li)停留時(shi)間(jian)，利(li)用(yong)水(shui)流(liu)動的淘洗作(zuo)用(yong)，就能抑(yi)制產甲(jia)烷菌的(de)生長(chang)，充分利(li)用(yong)兼氧(yang)菌將(jiang)廢(fei)水(shui)中的染(ran)料(liao)、漿料(liao)等(deng)大分(fen)子(zi)、雜(za)環(huan)類有機物分(fen)解(jie)為(wei)低(di)分子(zi)有(you)機物，破壞染(ran)料(liao)分子(zi)的(de)有(you)色基(ji)團(tuan)，水(shui)解(jie)酸化(hua)池(chi)對COD、BOD5、色(se)度的(de)去除效率分別(bie)可達到(dao)15%～35%、10%～30%、30%～80%。
生物接(jie)觸氧(yang)化(hua)。生物接(jie)觸氧(yang)化(hua)法是(shi)壹種介(jie)於(yu)活(huo)性汙(wu)泥(ni)法(fa)與生物濾(lv)池(chi)之(zhi)間(jian)的生物膜(mo)法工(gong)藝，其特點(dian)是在(zai)池(chi)內設(she)置(zhi)填料(liao)，池(chi)底(di)曝氣(qi)對(dui)汙(wu)水(shui)進(jin)行充氧(yang)，並使(shi)池(chi)體內(nei)汙(wu)水(shui)處於(yu)流(liu)動狀(zhuang)態，以(yi)保證汙(wu)水(shui)與汙(wu)水(shui)中的填(tian)料(liao)充分接(jie)觸，避免(mian)生物接(jie)觸氧(yang)化(hua)池(chi)中存(cun)在汙(wu)水(shui)與填(tian)料(liao)接(jie)觸不(bu)均(jun)的(de)缺陷(xian)。該(gai)法中微(wei)生物所(suo)需氧(yang)由鼓(gu)風(feng)機曝氣(qi)供給，生物膜(mo)生長(chang)至(zhi)壹定(ding)厚度後(hou)，填(tian)料(liao)壁的微(wei)生物會(hui)因缺氧(yang)而進(jin)行厭(yan)氧(yang)代謝，產生的氣(qi)體(ti)及(ji)曝氣(qi)形(xing)成(cheng)的(de)沖刷作(zuo)用(yong)會造(zao)成生物膜(mo)的脫落(luo)，並促(cu)進(jin)新生物膜(mo)的生長(chang)，此(ci)時(shi)脫落(luo)的(de)生物膜(mo)將隨(sui)出水(shui)流(liu)出池(chi)外。生物接(jie)觸氧(yang)化(hua)法具(ju)有(you)以(yi)下特點(dian)：①由(you)於(yu)填料(liao)比表面積大，池(chi)內充氧(yang)條件良(liang)好，池(chi)內單位容積的生物固體量(liang)較(jiao)高(gao)，因此(ci)生物接(jie)觸氧(yang)化(hua)池(chi)具有(you)較高(gao)的容積負荷(he);②由(you)於生物接(jie)觸氧(yang)化(hua)池(chi)內生物固體量(liang)多(duo)，水(shui)流(liu)*混(hun)合，故(gu)對(dui)水(shui)質水(shui)量(liang)的(de)驟(zhou)變(bian)有較(jiao)強(qiang)的(de)適應能力(li);③剩余(yu)汙(wu)泥(ni)量(liang)少(shao)，不(bu)存(cun)在汙(wu)泥(ni)膨(peng)脹(zhang)問題，運(yun)行管理(li)簡便(bian)。生物接(jie)觸氧(yang)化(hua)對COD、BOD5、色(se)度(du)的(de)去(qu)除(chu)效率分別(bie)可達到(dao)55%～70%、85%～95%、35%～50%。