一體化生活污水處理成套設(shè)備
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生物膜法生物膜的形成
前提條件：起支撐作用的載體物——填料或稱濾料；
營養(yǎng)物質(zhì)——有機(jī)物、N、P以及其它；
接種微生物；
生物膜的形成過程：含有營養(yǎng)物質(zhì)和接種微生物的污水在填料的表面流動(dòng)，一定時(shí)間后，微生物會(huì)附著在填料表面而增殖和生長，形成一層薄的生物膜。
生物膜法生物膜的組成
在生物膜上由細(xì)菌及其它各種微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)以及生物膜對有機(jī)物的降解功能都達(dá)到了平衡和穩(wěn)定。
對于城市污水，在20°C條件下，生物膜從開始形成到成熟，一般需要30天左右。
性質(zhì)：高度親水，存在著附著水層
微生物高度密集：各種細(xì)菌以及微型動(dòng)物，這些微生物起著主要去除廢水中的有機(jī)污染物的作用，形成了有機(jī)污染物——細(xì)菌——原生動(dòng)物(后生動(dòng)物)的食物鏈
生物膜法基本特征
在污水處理構(gòu)筑物內(nèi)設(shè)置微生物生長聚集的載體（一般稱填料），在充氧的條件下，微生物在填料表面聚附著形成生物膜，經(jīng)過充氧(充氧裝置由水處理曝氣風(fēng)機(jī)及曝氣器組成)的污水以一定的流速流過填料時(shí)，生物膜中的微生物吸收分解水中的有機(jī)物，使污水得到凈化，同時(shí)微生物也得到增殖，生物膜隨之增厚。
當(dāng)生物膜增長到一定厚度時(shí)，向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散的氧受到限制，其表面仍是好氧狀態(tài)，而內(nèi)層則會(huì)呈缺氧甚至厭氧狀態(tài)，并終導(dǎo)致生物膜的脫落。隨后，填料表面還會(huì)繼續(xù)生長新的生物膜，周而復(fù)始，使生物膜法污水得到凈化。
微生物在填料表面聚附著形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，其表面存在一層薄薄的水層，水層中的有機(jī)物已經(jīng)被生物膜氧化分解，故水層中的有機(jī)物濃度濃度比進(jìn)水要低得多，當(dāng)廢水從生物膜表面流過時(shí)，有機(jī)物就會(huì)從運(yùn)動(dòng)著的廢水中轉(zhuǎn)移到附著在生物膜表面的水層中去，并進(jìn)一步被生物膜所吸附，同時(shí)，空氣中的氧也經(jīng)過廢水而進(jìn)入生物膜水層并向內(nèi)部轉(zhuǎn)移。
生物膜上的微生物在有溶解氧的條件下對有機(jī)物進(jìn)行分解和機(jī)體本身進(jìn)行新陳代謝，因此產(chǎn)生的二氧化碳等無機(jī)物又沿著相反的方向，即從生物膜經(jīng)過附著水層轉(zhuǎn)移到流動(dòng)的廢水中或空氣中去。這樣一來，出水的有機(jī)物含量減少，廢水得到了凈化。
在小規(guī)模分散型污水處理中大量使用生物膜污水處理工藝，比使用活性污泥工藝更有優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在：
1.微生物相方面，各種生物膜工藝中參與凈化反應(yīng)的微生物多樣化，微生物的食物鏈較長，世代時(shí)間較長的微生物易于存活，在分段運(yùn)行中每段都能夠形成優(yōu)勢菌種;
2.在處理工藝上，各種生物膜工藝對水質(zhì)水量變化均有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥沉降性能良好、易于固液分離，能夠處理低濃度的污水，易于維護(hù)、節(jié)能。
生物膜法的培養(yǎng)與馴化：
生物膜掛膜過程使用的方法一般有直接掛膜法和間接掛膜法兩種。
在各種形式的生物膜處理設(shè)施中，生物接觸氧化池和塔式生物濾池由于具有曝氣系統(tǒng)，而且填料量和填料空隙均較大，可以使用直接掛膜法;而普通生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤等設(shè)施需要使用間接掛膜法。
直接掛膜法
該方法是在合適的水溫、溶解氧等環(huán)境條件及合適的pH、BOD5、C/N等水質(zhì)條件下，讓處理系統(tǒng)連續(xù)進(jìn)水正常運(yùn)行。對于生活污水、城市污水或混有較大比例生活污水的工業(yè)廢水可以采用直接掛膜法，一般經(jīng)過7～10d就可以完成掛膜過程。
間接掛膜法
對于不易降解的工業(yè)廢水，尤其是使用普通生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤等設(shè)施處理時(shí)，為了保證掛膜的順利運(yùn)行，可以通過預(yù)先培養(yǎng)和馴化相應(yīng)的活性污泥，然后再投加到生物膜處理系統(tǒng)中，進(jìn)行掛膜，也就是分布掛膜。通常的做法是先將生活污水或其與工業(yè)廢水的混合污水培養(yǎng)出活性污泥，然后將該污泥或其它類似污水處理廠的污泥與工業(yè)廢水一起放入一個(gè)循環(huán)池內(nèi)，再用泵投入生物膜法處理設(shè)施中，出水和沉淀污泥均回流到循環(huán)池。
循環(huán)運(yùn)行形成生物膜后，通水運(yùn)行，并加入要處理的工業(yè)廢水?？上韧杜?0%的工業(yè)廢水，經(jīng)分析進(jìn)出水的水質(zhì)，生物膜具有一定處理效果后，再逐步加大工業(yè)廢水的比例，直到全部都是工業(yè)廢水為止。也可以用摻有少量(20%)工業(yè)廢水的生活污水直接培養(yǎng)生物膜，掛膜成功后再逐步加大工業(yè)廢水的比例，直到全部都是工業(yè)廢水為止。
培養(yǎng)和馴化生物膜過程中需要注意以下事項(xiàng)：
1.開始掛膜時(shí)，進(jìn)水流量應(yīng)小于設(shè)計(jì)值，可按設(shè)計(jì)流量的20%～40%起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在外觀可見已有生物膜生成時(shí)，流量可提高至60%～80%，待出水效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，即可提高流量至設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
2.在生物轉(zhuǎn)盤法中，用于硝化的轉(zhuǎn)盤，掛膜時(shí)間要增加2～3周，并注意進(jìn)水BOD應(yīng)低于30mg/L，因自養(yǎng)性硝化細(xì)菌世代時(shí)間長，繁殖生長慢，若進(jìn)水有機(jī)物過高，可使膜中異養(yǎng)細(xì)菌占優(yōu)勢，從而抑制了自養(yǎng)菌的生長。
3.當(dāng)水中出現(xiàn)亞硝酸鹽時(shí)，表明生物膜上硝化作用進(jìn)程已開始;當(dāng)出水中亞硝酸下降，并出現(xiàn)大量硝酸鹽時(shí)，表明硝化菌在生物膜上已占優(yōu)勢，掛膜工作宣告結(jié)束。
4.膜所需的環(huán)境條件與活性污泥培菌時(shí)相同，要求進(jìn)水具有合適的營養(yǎng)、溫度、pH等，尤其是氮磷等營養(yǎng)元素的數(shù)量必須充足，同時(shí)避免毒物的大量進(jìn)入。
5.因初期膜量較少，反應(yīng)器內(nèi)充氧量可稍少。使溶解氧不致過高;同時(shí)采用小負(fù)荷進(jìn)水的方式，減少對生物膜的沖刷作用，增加填料或填料的掛膜速度。
6.在冬季13℃時(shí)掛膜，整個(gè)周期比溫暖季節(jié)延長2～3倍。
7.在生物膜培養(yǎng)掛膜期間，由于剛剛長成的生物膜適應(yīng)能力較差，往往會(huì)出現(xiàn)膜狀污泥大量脫落的現(xiàn)象，這可以說是正常的，尤其是采用工業(yè)廢水進(jìn)行馴化時(shí)，脫膜現(xiàn)象會(huì)更嚴(yán)重。
8.要注意控制生物膜的厚度，保持在2mm左右，不使厭氧層過分增長，通過調(diào)整水力負(fù)荷(改變回流水量) 等形式使生物膜脫落均衡進(jìn)行。同時(shí)隨時(shí)進(jìn)行鏡檢，觀察生物膜生物相的變化情況，注意特征微生物的種類和數(shù)量變化情況。
A/O工藝
20世紀(jì)60年代，Ludzack和Ettinger提出了前置反硝化工藝，即Ludzack-Ettinger脫氮工藝，將反硝化段設(shè)置在系統(tǒng)的前端，直接利用污水中的有機(jī)物作為反硝化的碳源，解決了碳源不足的問題。但好氧池的硝酸氮也會(huì)被攜帶至沉淀池，影響沉淀池水質(zhì)。20世紀(jì)70年代，Barnard又提出改良型Ludzack-Ettinger脫氮工藝，即廣泛應(yīng)用的A/O工藝。A/O工藝中，好氧池的混合液和沉淀后的污泥同時(shí)回流到缺氧池，這樣，回流液中的大量硝酸鹽回流到缺氧池后，反硝化菌以原廢水中的有機(jī)碳為碳源，不需要外加碳源，使反硝化脫氮得以充分進(jìn)行。
A/O法的基本原理是：在常規(guī)活性污泥法基本流程的基礎(chǔ)上，為了除磷或脫氮，將厭氧狀態(tài)組合到活性污泥法中，即在生化反應(yīng)池中隔開一段作為厭氧段，其他部分仍然保留好氧狀態(tài);或使生化反應(yīng)池反復(fù)周期性的實(shí)現(xiàn)厭氧、好氧狀態(tài)。A/O法有以脫氮為主的缺氧/好氧(A1/O)工藝和以除磷為主的厭氧/好氧(A2/O)工藝。
A2/O工藝
A2/O工藝是在20世紀(jì)70年代由美國專家在厭氧-好氧除磷工藝(A2/O工藝)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，同時(shí)具有脫氮除磷的功能。此工藝在A2/O工藝的基礎(chǔ)上增設(shè)一個(gè)缺氧池，為達(dá)到硝化脫氮的目的，將好氧池流出的部分混合液回流至缺氧池前端。A2/O工藝的特點(diǎn)是將脫氮、除磷和降解有機(jī)物三個(gè)生化過程巧妙地結(jié)合起來，在厭氧和缺氧段提供不同的反應(yīng)條件完成除磷脫氮，在后的好氧段為三個(gè)指標(biāo)的處理提供了共同的反應(yīng)條件，能夠用簡單的流程，盡量少的構(gòu)筑物完成復(fù)雜的處理過程，給工程實(shí)施創(chuàng)造方便條件。
SBR工藝
SBR是序批式活性污泥法(SequenceBatchReactor)的簡稱(間歇式活性污泥法)，SBR法早在1914年即已開發(fā)，20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)于美國，SBR工藝去除有機(jī)污染物與傳統(tǒng)活性污泥工藝*一致，只是運(yùn)行方式不同，他的主體構(gòu)筑物是SBR反應(yīng)池，污水依次完成曝氣、沉淀、排水及排除剩余污泥等工序。可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，簡化了工藝流程，省去了初次沉淀池和二次沉淀池，節(jié)省土地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。
