地(di)埋(mai)式(shi)生活汙(wu)水處(chu)理(li)壹體化(hua)設施

懸(xuan)浮(fu)微(wei)生物(wu)的活性(xing)
微(wei)生物(wu)的活性(xing)通常(chang)可用(yong)微(wei)生物(wu)的比(bi)增長率(μ)來(lai)描(miao)述，即單位質(zhi)量(liang)微(wei)生物(wu)的增長繁殖速(su)率。因(yin)此，在(zai)研究(jiu)微(wei)生物(wu)活性(xing)對生物(wu)膜形成的初階(jie)段(duan)的影(ying)響(xiang)時，關(guan)鍵是(shi)如(ru)何控(kong)制(zhi)懸(xuan)浮(fu)微(wei)生物(wu)的比(bi)增長率。研究(jiu)結果表明，硝(xiao)化(hua)細(xi)菌在(zai)載(zai)體(ti)表面的附(fu)著(zhe)固定(ding)量及(ji)初始(shi)速率均(jun)正比於懸(xuan)浮(fu)硝(xiao)化(hua)細(xi)菌的活性(xing)。異養生物(wu)膜的形成時也(ye)得出同樣結果。影(ying)響(xiang)懸浮(fu)微(wei)生物(wu)活性(xing)的因(yin)素(su)主(zhu)要有(you)如下幾(ji)種。
(1)當懸浮(fu)微(wei)生物(wu)的生物(wu)活性(xing)較(jiao)高(gao)時，其(qi)分(fen)泌(mi)胞外多(duo)聚物(wu)的能(neng)力較(jiao)強(qiang)。這種粘性(xing)的胞外多(duo)聚物(wu)在(zai)細(xi)菌與載(zai)體之間起到(dao)了(le)生物(wu)粘合(he)劑(ji)的作(zuo)用(yong)，使得細(xi)菌易於在(zai)載(zai)體(ti)表面附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)；
(2)微(wei)生物(wu)所(suo)處(chu)的能(neng)量(liang)水平(ping)直(zhi)接(jie)與(yu)它(ta)們(men)的增長率相關。當盧增加時，懸浮(fu)微(wei)生物(wu)的動(dong)能(neng)隨之增加。這些(xie)能(neng)量(liang)有(you)助(zhu)於克服(fu)在(zai)固(gu)定(ding)化(hua)過(guo)程中微(wei)生物(wu)載體表面間的能(neng)壘，使得細(xi)菌初始(shi)積(ji)累速(su)率與(yu)懸浮(fu)細(xi)菌活性(xing)成正比。

(3)微(wei)生物(wu)的表面結構隨著其(qi)活性(xing)的不同而(er)相應變(bian)化(hua)。Herben等(deng)人(ren)研究(jiu)發現，懸(xuan)浮(fu)細(xi)菌活性(xing)對細(xi)菌在(zai)載(zai)體(ti)表面的附(fu)著(zhe)固定(ding)過(guo)程有(you)影(ying)響(xiang)，而(er)且(qie)，細(xi)菌表面的化(hua)學組(zu)成、官能(neng)團的量(liang)也(ye)隨細(xi)菌活性(xing)的變(bian)化(hua)有(you)顯(xian)著變化(hua)。細(xi)胞膜等(deng)隨(sui)懸(xuan)浮(fu)細(xi)菌活性(xing)的變(bian)化(hua)而(er)有(you)顯(xian)著變化(hua)。細(xi)菌表面的這(zhe)些(xie)變(bian)化(hua)將(jiang)直接(jie)影(ying)響(xiang)微(wei)生物(wu)在(zai)載(zai)體(ti)表面的附(fu)著(zhe)、固定(ding)。因(yin)此，通常(chang)認(ren)為，由(you)懸浮(fu)微(wei)生物(wu)活性(xing)變化(hua)而(er)引(yin)起(qi)的細(xi)菌表面生理狀態或(huo)分(fen)子組(zu)成的變(bian)化(hua)是有(you)利於細(xi)菌在(zai)載(zai)體(ti)表面附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)的。
(4)微(wei)生物(wu)與載體(ti)接(jie)觸(chu)時間。微(wei)生物(wu)在(zai)載(zai)體(ti)表面附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)是—動(dong)態過(guo)程。微(wei)生物(wu)與載體(ti)表面接(jie)觸(chu)後，需(xu)要壹(yi)個相對穩(wen)定(ding)的環(huan)境條件(jian)，因(yin)此必(bi)須(xu)保證微(wei)生物(wu)在(zai)載(zai)體(ti)表面停(ting)留(liu)壹(yi)定(ding)時間，完成微(wei)生物(wu)在(zai)載(zai)體(ti)表面的增長過(guo)程。
地(di)埋(mai)式(shi)生活汙(wu)水處(chu)理(li)壹體化(hua)設施水(shui)力停(ting)留(liu)時(shi)間(HRT)。HRT對能否形成完整的生物(wu)膜起著(zhe)重要的作(zuo)用(yong)。在(zai)其(qi)他(ta)條件(jian)確(que)定(ding)的情(qing)況下，HRT短(duan)則(ze)有(you)機容(rong)積(ji)負荷大(da)，當稀釋率大(da)於大(da)生長率時(shi)，反(fan)應器(qi)內載(zai)體上能生成完整的生物(wu)膜。刊huis等(deng)人(ren)的試驗證(zheng)明(ming)了(le)這種觀點。在(zai)COD負荷為(wei)2．5kg／(m3·d)，HRT為(wei)4h時，載(zai)體上幾乎沒(mei)有(you)完整的生物(wu)膜，而(er)水力停(ting)留(liu)時(shi)間為1h時，在(zai)相同的操作(zuo)時(shi)間內幾乎所(suo)有(you)的載(zai)體(ti)上都長有(you)完整的生物(wu)膜，且(qie)較(jiao)高(gao)的表面COD負荷更易生成較(jiao)厚(hou)的生物(wu)膜，即COD負荷越(yue)高，生物(wu)膜越(yue)厚。周平(ping)等(deng)人(ren)也(ye)通過(guo)試驗證(zheng)明(ming)了(le)較(jiao)短(duan)的水(shui)力停(ting)留(liu)時(shi)間有(you)利於載(zai)體(ti)掛膜。

(6)液(ye)相pH值。除了等(deng)電(dian)點外，細(xi)菌表面在(zai)不同環(huan)境下帶(dai)有(you)不同的電(dian)荷；液(ye)相環(huan)境中，pH值的變(bian)化(hua)將(jiang)直接(jie)影(ying)響(xiang)微(wei)生物(wu)的表面電(dian)荷特(te)性(xing)。當液(ye)相pH值大於細(xi)菌等(deng)電(dian)點時，細(xi)菌表面由(you)於氨(an)基(ji)酸(suan)的電(dian)離作用(yong)而(er)顯(xian)負電性(xing)；當液(ye)相pH值小於細(xi)菌等(deng)電(dian)點時，細(xi)菌表面顯(xian)正電性(xing)。細(xi)菌表面電(dian)性(xing)將(jiang)直接(jie)影(ying)響(xiang)細(xi)菌在(zai)載(zai)體(ti)表面附(fu)著(zhe)、固(gu)定(ding)。
(7)水力剪(jian)切(qie)力。在(zai)生物(wu)膜形成初期，水(shui)力條件(jian)是(shi)壹個非常(chang)重(zhong)要的因(yin)素(su)，它(ta)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)生物(wu)膜是否能(neng)培養成功。在(zai)實(shi)際(ji)水(shui)處(chu)理(li)中，水(shui)力剪(jian)切(qie)力的強(qiang)弱決定(ding)了生物(wu)膜反(fan)應器(qi)啟(qi)動周期(qi)。單從生物(wu)膜形成角(jiao)度(du)分(fen)析(xi)，弱的水(shui)力剪(jian)切(qie)力有(you)利於細(xi)菌在(zai)載(zai)體(ti)表面的附(fu)著(zhe)和固定(ding)，但(dan)在(zai)實(shi)際(ji)運行(xing)中，反(fan)應器(qi)的運行(xing)需(xu)要壹(yi)定(ding)強(qiang)度(du)的水(shui)力剪(jian)切(qie)力以維(wei)持(chi)反(fan)應器(qi)中的*混(hun)合(he)狀態(tai)。所(suo)以在(zai)實(shi)際(ji)設計運行(xing)中如(ru)何(he)確(que)定(ding)生物(wu)膜反(fan)應器(qi)的水(shui)力學條件(jian)是(shi)非常(chang)重(zhong)要的。
酸(suan)化(hua)池中的反(fan)應是(shi)厭(yan)氧(yang)反(fan)應中的壹(yi)段(duan)，水解酸(suan)化(hua)池內(nei)部可以不設曝氣(qi)裝置(zhi)，控(kong)制(zhi)停(ting)留(liu)時(shi)間再(zai)水解、酸(suan)化(hua)階(jie)段(duan)，不出現厭(yan)氧(yang)產氣(qi)階(jie)段(duan)，前兩(liang)個階(jie)段(duan)的COD去除率不是(shi)很高(gao)，因(yin)為(wei)他的目(mu)的只是(shi)將(jiang)大分(fen)子的變(bian)成小分(fen)子有(you)機物(wu)，壹般去除率在(zai)20%左(zuo)右，產氣(qi)階(jie)段(duan)的COD去除率壹(yi)般在(zai)40%左(zuo)右，但(dan)這時(shi)產生的硫(liu)化(hua)氫氣(qi)體要進(jin)行(xing)除臭(chou)處(chu)理(li)，且(qie)達(da)到(dao)產氣(qi)階(jie)段(duan)的停(ting)留(liu)時(shi)間要較(jiao)前兩(liang)階(jie)段(duan)長(chang)，也(ye)就(jiu)是要出現厭(yan)氧(yang)狀(zhuang)態(tai)。
地埋(mai)式(shi)生活汙(wu)水處(chu)理(li)壹體化(hua)設施厭(yan)氧(yang)池：
水(shui)解、酸(suan)化(hua)、產乙酸(suan)、甲烷化(hua)同步(bu)進(jin)行(xing)。需(xu)要調(tiao)節pH，不易(yi)操作(zuo)控(kong)制(zhi)，去除大部(bu)分COD。目(mu)的是(shi)去除COD。
厭(yan)氧(yang)池是(shi)指沒(mei)有(you)溶解氧(yang)，也(ye)沒(mei)有(you)硝酸(suan)鹽的反(fan)應池。是(shi)利用(yong)厭(yan)氧(yang)菌(jun)的作(zuo)用(yong)，去除廢水(shui)中的有(you)機物(wu)，通常(chang)需(xu)要時(shi)間較(jiao)長(chang)。需(xu)要調(tiao)節pH，不易(yi)操作(zuo)控(kong)制(zhi)，去除大部(bu)分COD。
缺(que)氧(yang)池：
有(you)水解反(fan)應，在(zai)脫氮(dan)工藝中，其(qi)pH值升高。在(zai)脫氮(dan)工藝中，主(zhu)要起(qi)反(fan)硝化(hua)去除硝態(tai)氮(dan)的作(zuo)用(yong)，同時去除部分(fen)BOD。也(ye)有(you)水解反(fan)應提(ti)高可生化(hua)性(xing)的作(zuo)用(yong)。
缺氧池是(shi)指沒(mei)有(you)溶解氧(yang)但(dan)有(you)硝酸(suan)鹽的反(fan)應池。缺(que)氧池內(nei)要設置曝(pu)氣(qi)裝置(zhi)，控(kong)制(zhi)溶解氧(yang)在(zai)0.3-0.8mg/l，利(li)用(yong)兼氧微(wei)生物(wu)及(ji)生物(wu)膜來(lai)降解(jie)廢水(shui)中的有(you)機物(wu)，接(jie)觸(chu)氧化(hua)池內(nei)的曝(pu)氣(qi)器(qi)既要保(bao)證供(gong)氧量(liang)，又要確(que)保有(you)利於生物(wu)膜的脫落(luo)、更新。壹般不選(xuan)用微(wei)孔(kong)曝氣(qi)器(qi)作為(wei)池底(di)的曝(pu)氣(qi)器(qi)。

厭(yan)氧(yang)生化(hua)的三(san)個階(jie)段(duan)：厭(yan)氧(yang)生物(wu)處(chu)理(li)過(guo)程是(shi)微(wei)生物(wu)共生體的活動(dong)來(lai)完成許多(duo)細(xi)菌和復(fu)雜(za)的組(zu)成過(guo)程中的壹(yi)些(xie)中間步(bu)驟。為(wei)了(le)便(bian)於研究(jiu)，將(jiang)復(fu)雜(za)的厭(yan)氧(yang)生化(hua)過(guo)程大(da)致(zhi)分(fen)為4個階(jie)段(duan)：水(shui)解階(jie)段(duan)、酸(suan)化(hua)階(jie)段(duan)、產乙酸(suan)階(jie)段(duan)和產甲烷階(jie)段(duan)。但(dan)到(dao)目(mu)前為(wei)止，三(san)個階(jie)段(duan)的理(li)論(lun)和四個理論(lun)被認(ren)為是(shi)厭(yan)氧(yang)細(xi)菌的過(guo)程更全(quan)面，更準確(que)的描(miao)述。
將(jiang)厭(yan)氧(yang)生物(wu)技術用於工業(ye)廢水(shui)處(chu)理(li)過(guo)程的可行(xing)性(xing)：厭(yan)氧(yang)生物(wu)處(chu)理(li)可以被具體解釋為(wei)以下原理，即厭(yan)氧(yang)條件(jian)下，通(tong)過(guo)兼性(xing)厭(yan)氧(yang)菌(jun)以及(ji)厭(yan)氧(yang)細(xi)菌和其(qi)他(ta)微(wei)生物(wu)之間的作(zuo)用(yong)，將(jiang)有(you)機物(wu)中的甲(jia)烷和二氧化(hua)碳進(jin)行(xing)降(jiang)解(jie)的過(guo)程。該(gai)過(guo)程不需(xu)要外界(jie)資(zi)源(yuan)的輔(fu)助(zhu)，被還(hai)原的有(you)機物(wu)可以作(zuo)為(wei)受(shou)氫(qing)體，同時產生甲烷氣(qi)體。相對於好氧生物(wu)技術而(er)言，厭(yan)氧(yang)生物(wu)技術的使用將(jiang)有(you)更廣(guang)闊的發展和應用前景(jing)。首(shou)先，厭(yan)氧(yang)技術的成本較(jiao)低，工業(ye)廢水(shui)的排放在(zai)厭(yan)氧(yang)處(chu)理(li)技術下經(jing)濟效益更高。其(qi)次(ci)，厭(yan)氧(yang)生物(wu)技術將(jiang)會(hui)降(jiang)低企業(ye)的下排汙罰(fa)款(kuan)量(liang)。此外，厭(yan)氧(yang)系統(tong)處(chu)理(li)汙泥的成本相對於好氧生物(wu)技術而(er)言是(shi)微(wei)不足道的。後，好氧活性(xing)汙泥每(mei)去除1kgBOD耗氧量為(wei)1.2kg-1.5kg，1000kgCOD耗電量為(wei)(1.44—3.6)×108J，而(er)厭(yan)氧(yang)生物(wu)去除1000kgCOD耗電量為(wei)(2.52-5.4)×107J。由(you)於以上優勢，厭(yan)氧(yang)生物(wu)處(chu)理(li)技術已(yi)經(jing)逐步(bu)成為工業(ye)處(chu)理(li)廢水(shui)的主(zhu)要工具。

厭(yan)氧(yang)生物(wu)技術在(zai)工業(ye)廢水(shui)處(chu)理(li)中的發展前景(jing)：厭(yan)氧(yang)生物(wu)處(chu)理(li)技術發展到(dao)今(jin)天(tian)，已(yi)在(zai)不斷的完善(shan)發展，走向(xiang)成熟(shu)。比較(jiao)典(dian)型的成果有(you)：厭(yan)氧(yang)濾(lv)池(AF)、厭(yan)氧(yang)膨(peng)脹(zhang)顆(ke)粒(li)汙(wu)泥床(EGSB)、升流式(shi)厭(yan)氧(yang)汙(wu)泥床(UASB)等(deng)。但(dan)它(ta)們(men)仍(reng)存在(zai)缺(que)陷(xian)，需(xu)要不斷改(gai)進(jin)。因(yin)此未來(lai)對工業(ye)廢水(shui)處(chu)理(li)應著眼於以厭(yan)氧(yang)生物(wu)處(chu)理(li)技術為主(zhu)，好氧生物(wu)處(chu)理(li)技術為輔(fu)的技術路線(xian)。本著(zhe)這條主(zhu)線(xian)，未來(lai)的研究(jiu)工作可以考慮以下幾(ji)個方(fang)面：與(yu)傳(chuan)統的好氧生物(wu)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)相比，厭(yan)氧(yang)生物(wu)處(chu)理(li)具有(you)能源(yuan)消(xiao)耗小、成本費(fei)用低、汙泥量少(shao)且(qie)易(yi)處(chu)置(zhi)的特(te)點。對於氣(qi)候(hou)相對溫(wen)暖的地(di)區，利用厭(yan)氧(yang)技術是提(ti)高(gao)城市工業(ye)廢水(shui)處(chu)理(li)率的有(you)效途徑(jing)。但(dan)是，厭(yan)氧(yang)技術對有(you)毒物(wu)質特(te)別敏感(gan)，硫(liu)化(hua)物(wu)、重金屬(shu)等(deng)能(neng)輕(qing)易(yi)破(po)壞產甲烷菌的繁(fan)殖(zhi)。所(suo)以，未(wei)來(lai)還(hai)可以結合(he)其(qi)他(ta)工業(ye)廢水(shui)處(chu)理(li)技術共同形成綜合(he)處(chu)理(li)循環(huan)系統(tong)，如好氧—厭(yan)氧(yang)—濕(shi)地(di)，以提(ti)高(gao)其(qi)效用;因(yin)為(wei)厭(yan)氧(yang)生物(wu)處(chu)理(li)技術對環(huan)境要求較(jiao)高(gao)，其(qi)他(ta)的制(zhi)約因(yin)素(su)也(ye)較(jiao)多(duo)，所(suo)以單獨采(cai)用(yong)厭(yan)氧(yang)技術治理(li)工業(ye)廢水(shui)還(hai)未廣(guang)泛(fan)投(tou)入(ru)使用。這(zhe)壹(yi)問題(ti)的解(jie)決(jue)辦(ban)法是(shi)對厭(yan)氧(yang)出水(shui)的後續(xu)處(chu)理(li)作出改(gai)進(jin)。例(li)如(ru)用(yong)厭(yan)氧(yang)技術+酸(suan)化(hua)+好氧技術。前半(ban)段(duan)可除去大(da)多(duo)COD，減少循(xun)環(huan)過(guo)程的能(neng)源(yuan)消(xiao)耗，後半段可以使出水(shui)量(liang)滿(man)足不同規定(ding)的排放標準。
膜(mo)技術處(chu)理(li)的特(te)點:處(chu)理(li)廢水(shui)的常(chang)規技術方(fang)法(fa)在(zai)壹(yi)定(ding)程度(du)上抑制廢水(shui)排放量(liang)，提升廢水(shui)使用利(li)用(yong)量，緩解(jie)處(chu)理(li) 廢水(shui)壓(ya)力。但(dan)是因(yin)存在(zai)種種弊(bi)端(duan)，才逐漸被膜技術代替(ti)。膜(mo)技術處(chu)理(li)廢水(shui)較(jiao)常(chang)規處(chu)理(li)方(fang)法(fa)存在(zai)明(ming)顯(xian)優(you)勢，其(qi)特(te)點呈現如(ru)下：(1)購(gou)買(mai)設備(bei)投(tou)資(zi)成本低，設備(bei)占地(di)面積(ji)小，大(da)大節(jie)約購(gou)買(mai)經(jing)費，提(ti)高企業(ye)的整體經(jing)濟效益。設備(bei)外表堅固(gu)，易(yi)於運輸(shu)，不存在(zai)運輸(shu)有(you)損設備(bei)質(zhi)量(liang)的現象(xiang)，零(ling)件(jian)維(wei)修(xiu)維護工作簡單，不需(xu)要聘用技術含(han)量特(te)高的專(zhuan)家(jia)進(jin)行(xing)設備(bei)維(wei)修(xiu)。(2)設備(bei)操作(zuo)環(huan)境優(you)良(liang)，衛(wei)生符合(he)標準，膜(mo)技術設置在(zai)密(mi)閉(bi)的系統(tong)中，沒(mei)有(you)面臨(lin)汙(wu)水(shui)滲透與(yu)臭(chou)味散(san)發的危(wei)險(xian)。(3)膜技術去除效率高(gao)，處(chu)理(li)度(du)高(gao)，凈(jing)化(hua)汙水(shui)能(neng)力很(hen)強(qiang)。有(you)相關數據(ju)分(fen)析指出，常(chang)規處(chu)理(li)方(fang)法(fa)廢水(shui)效率值不超(chao)過(guo)70%，而(er)膜技術可以達(da)到(dao)90%左(zuo)右。膜技術在(zai)色(se)度(du)去除率方(fang)面也(ye)比常(chang)規方(fang)法(fa)處(chu)理(li)表現。膜(mo)技術處(chu)理(li)結果幹(gan)凈，不存在(zai)產生汙泥現象(xiang)，有(you)效節省(sheng)二(er)次處(chu)理(li)費用。因(yin)此，膜技術相比於常(chang)規水(shui)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)擁(yong)有(you)優勢。