醫(yī)療專業(yè)廢水處理設(shè)施
厭氧生物處理的主要特征
1、主要優(yōu)點
與廢水的好氧生物處理工藝相比，廢水的厭氧生物處理工藝具有以下主要優(yōu)點：
①能耗大大降低，而且還可以回收生物能（沼氣）；因為厭氧生物處理工藝無需為微生物提供氧氣，所以不需要鼓風(fēng)曝氣，減少了能耗，而且厭氧生物處理工藝在大量降低廢水中的有機物的同時，還會產(chǎn)生大量的沼氣，其中主要的有效成分是甲烷，是一種可以燃燒的氣體，具有很高的利用價值，可以直接用于鍋爐燃燒或發(fā)電；
②污泥產(chǎn)量很低；這是由于在厭氧生物處理過程中廢水中的大部分有機污染物都被用來產(chǎn)生沼氣——甲烷和二氧化碳了，用于細(xì)胞合成的有機物相對來說要少得多；同時，厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6kgVSS/kgCOD。
③厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的一些有機物進(jìn)行降解或部分降解；因此，對于某些含有難降解有機物的廢水，利用厭氧工藝進(jìn)行處理可以獲得更好的處理效果，或者可以利用厭氧工藝作為預(yù)處理工藝，可以提高廢水的可生化性，提高后續(xù)好氧處理工藝的處理效果。
2、主要缺點
與廢水的好氧生物處理工藝相比，廢水厭氧生物處理工藝也存在著以下的明顯缺點：
①厭氧生物處理過程中所涉及到的生化反應(yīng)過程較為復(fù)雜，因為厭氧消化過程是由多種不同性質(zhì)、不同功能的厭氧微生物協(xié)同工作的一個連續(xù)的生化過程，不同種屬間細(xì)菌的相互配合或平衡較難控制，因此在運行厭氧反應(yīng)器的過程中需要很高的技術(shù)要求；
②厭氧微生物特別是其中的產(chǎn)甲烷細(xì)菌對溫度、pH等環(huán)境因素非常敏感，也使得厭氧反應(yīng)器的運行和應(yīng)用受到很多限制和困難；
③雖然厭氧生物處理工藝在處理高濃度的工業(yè)廢水時常常可以達(dá)到很高的處理效率，但其出水水質(zhì)仍通常較差，一般需要利用好氧工藝進(jìn)行進(jìn)一步的處理；
④厭氧生物處理的氣味較大；
⑤對氨氮的去除效果不好，一般認(rèn)為在厭氧條件下氨氮不會降低，而且還可能由于原廢水中含有的有機氮在厭氧條件下的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致氨氮濃度的上升。
厭氧消化池
A、消化池的類型與構(gòu)造
氧消化池主要應(yīng)用于處理城市污水廠的污泥，也可應(yīng)用于處理固體含量很高的有機廢水；它的主要作用是：①將污泥中的一部分有機物轉(zhuǎn)化為沼氣；②將污泥中的一部分有機物轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)定性良好的腐殖質(zhì)；③提高污泥的脫水性能；④使得污泥的體積減少1/2以上；⑤使污泥中的致病微生物得到一定程度的滅活，有利于污泥的進(jìn)一步處理和利用。
1、消化池的分類：
消化池可以按其形狀分為：圓柱形、橢圓形（卵形）和龜甲形等幾種形式；也可以按其池頂結(jié)構(gòu)形式的不同將其分為：固定蓋式和浮動蓋式的消化池；或者還可以按其運行方式的不同分為：傳統(tǒng)消化池和高速消化池。
1)傳統(tǒng)消化池：
傳統(tǒng)消化池又稱為低速消化池，在池內(nèi)沒有設(shè)置加熱和攪拌裝置，所以有分層現(xiàn)象，一般分為浮渣層、上清液層、活性層、熟污泥層等，其中只有在活性層中才有有效的厭氧反應(yīng)過程在進(jìn)行，因此在傳統(tǒng)消化池中只有部分容積有效；傳統(tǒng)消化池的大特點就是消化反應(yīng)速率很低，HRT很長，一般為30~90天。
2)高速消化池
與傳統(tǒng)消化池不同的是，在高速消化池中設(shè)有加熱和/或攪拌裝置，因此縮短了有機物穩(wěn)定所需的時間，也提高了沼氣產(chǎn)量，在中溫（30~35?C）條件下，其HRT可以為15天左右，運行效果穩(wěn)定；但攪拌使高速消化池內(nèi)的污泥得不到濃縮，上清液與熟污泥不易分離。
傳統(tǒng)的生物脫氮是根據(jù)脫氮過程的兩階段理論，將好氧硝化與缺氧反硝化分置于2個獨立的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。 而SND則是在同一個反應(yīng)器內(nèi)直接實現(xiàn)氨氮到氮氣的轉(zhuǎn)化，將脫氮過程的2個反應(yīng)階段由宏觀空間（時間）上的好氧池與缺氧池，轉(zhuǎn)化為微觀空間上的微生物絮體表層與內(nèi)部，并通過運行參數(shù)的調(diào)整使污泥表層與內(nèi)部分別實現(xiàn)硝化與反硝化的反應(yīng)條件，從而達(dá)到脫氮的目的。 由于受到傳質(zhì)阻力的影響，微生物絮體由外至內(nèi)存在溶解氧和COD的質(zhì)量濃度變化梯度，依次形成了擴散區(qū)、好氧區(qū)和缺氧區(qū)。微生物絮體表層由于溶解氧質(zhì)量濃度較高，以硝化細(xì)菌為主，主要發(fā)生有機物和氨氮的氧化過程；微生物絮體內(nèi)部由于氧氣的大量消耗以及傳質(zhì)阻力的影響，形成缺氧區(qū)，反硝化細(xì)菌利用傳遞來的有機物反硝化脫氮。懸浮填料屬于分散式填料的一種，一般用聚乙烯、聚丙烯或聚氨酯等特制塑料或樹脂制成[，形狀規(guī)則，多為立方體或顆粒狀。 懸浮填料內(nèi)部孔隙率較大，比表面積大，極大地增加了微生物的附著面積，有利于生物膜的形成，使系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力顯著提高。 懸浮填料脫氮原理與微生物絮體類似，隨著污泥質(zhì)量濃度的增大，附著生長的生物膜內(nèi)層產(chǎn)生缺氧或厭氧環(huán)境，為SND脫氮提供了有利條件
醫(yī)療專業(yè)廢水處理設(shè)施懸浮填料強化脫氮技術(shù)污泥形式和微生物特性
微生物是污水處理的主力軍，因此反應(yīng)器內(nèi)生物量的多少直接影響到污染物的去除效果。 懸浮填料由于其內(nèi)部孔隙的存在，有利于缺氧環(huán)境的形成，且比表面積較大，為反硝化細(xì)菌的生長提供了更大的空間。 另外，填料表面的微生物主要以生物膜的形式存在，而常規(guī)活性污泥法反應(yīng)器內(nèi)的污泥處于游離狀態(tài)，前者對營養(yǎng)物質(zhì)的捕獲能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者，加之懸浮填料處于流化狀態(tài)，在水流剪力的作用下，老化的生物膜能夠及時脫落，始終保持較高的代謝活性，從而使反應(yīng)器在較低的碳源條件下仍能保持較好的反硝化效果。向活性污泥法中投加懸浮填料能在 很大程度上增加反應(yīng)器內(nèi)的總生物量和種類，改善其存在形式以及傳質(zhì)方式，大大提高凈化效率和處理能力。
懸浮填料由于其巨大的比表面積和內(nèi)部孔隙的存在，能夠吸附大量的絲狀菌，在強化污染物凈化能力的同時，控制污泥膨脹及上浮，使系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力顯著提高。 同時，反應(yīng)器內(nèi)生物固體平均停留時間較長，有益于自養(yǎng)微生物的生存，還會形成大量的輪蟲、鐘蟲、累枝蟲等原生動物和后生動物，有利于水質(zhì)的進(jìn)一步提升。
懸浮填料強化脫氮技術(shù)的應(yīng)用形式
向傳統(tǒng)活性污泥法中投加懸浮填料，能夠強化脫氮能力，使氨氮、總氮去除率明顯提高，并且與傳統(tǒng)活性污泥法相比，在低溫下仍能保持較好的氨氮去除效果。向傳統(tǒng)AO工藝中投加懸浮填料與CASS工藝相比，在低溫低曝氣量條件下仍能保持較好的污染物去除效果，并且具有運行管理簡單、投資造價低、占地面積小等優(yōu)勢。向傳統(tǒng)的A2/O生物池中投加聚乙烯懸浮填料，投配比為20%，總氮和總磷去除率均有顯著提升，當(dāng)污泥齡為8h 時，相應(yīng)去除率zui高可達(dá)75%和91.4%。
通過向氧化溝好氧段投加懸浮填料探究溶解氧含量、污泥回流比和污泥齡對脫氮效果的影響，結(jié)果表明，當(dāng)溶解 氧含量為0.8～1.2 mg/L，污泥回流比為75 %～100 %，污泥齡為10～15d時，出水 COD、氨氮和總氮可達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級A 標(biāo)準(zhǔn)。
為了探究低C/N比生活污水的處理方法，以聚丙烯作為懸浮填料投加到 SBR反應(yīng)器內(nèi)，發(fā)現(xiàn)在低C/N比下，反應(yīng)器仍能保持較高的生物量以及較好的TN去除效果。與常規(guī)SBR反應(yīng)器相比，懸浮填料SBR反應(yīng)器對水中DO利用率更高，低曝氣量下仍能保持較好的處理效果。 因此，懸浮填料的投加能夠顯著提高常規(guī)SBR反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷能力，強化脫氮效果，且在外在條件發(fā)生波動后仍能保持較好的污染物去除性能。
通過向平板膜生物反應(yīng)器中投加聚丙烯多面空心球懸浮填料，使得總氮、總磷去除效果和穩(wěn)定性顯著增強。 另外，懸浮污泥生物膜與懸浮污泥之間存在競爭關(guān)系，從而使污泥產(chǎn)量明顯降低。 通過對比普通膜生物反應(yīng)器和投加多孔柔性聚氨酯懸浮填料的復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，發(fā)現(xiàn)懸浮填料的投加能夠形成微湍流，加大流體運行的不穩(wěn)定性，有效地改善了膜生物反應(yīng)器的過濾性能，使膜污染速率下降30%以上。
厭氧生物處理技術(shù)的發(fā)展大致可以分為三個階段：
第yi階段
厭氧生物過程廣泛地存在于自然界中，但人類第yi次有意識地利用厭氧生物過程來處理廢棄物，則是在 1881 年由法國的Louis Mouras 所發(fā)明的“自動凈化器”開始的，隨后人類開始較大規(guī)模地應(yīng)用厭氧消化過程來處理城市污水（如化糞池、雙層沉淀池等）和剩余污泥（如各種厭氧消化池等）。這些厭氧反應(yīng)器現(xiàn)在通稱為“第yi代厭氧生物反應(yīng)器”。
