300t/d一體化地埋式污水處理設備
生物膜形成的影響因素
生物膜的形成與載體表面性質(zhì)(載體表面親水性、表面電荷、表面化學組成和表面粗糙度)、微生物的性質(zhì)(微生物的種類、培養(yǎng)條件、活性和濃度)及環(huán)境因素(PH值、離子強度、水力剪切力、溫度、營養(yǎng)條件及微生物與載體的接觸時間)等因素有關。
載體表面性質(zhì)
載體表面電荷性、粗糙度、粒徑和載體濃度等直接影響著生物膜在其表面的附著、形成。在正常生長環(huán)境下，微生物表面帶有負電荷。如果能通過一定的改良技術，如化學氧化、低溫等離子體處理等可使載體表面帶有正電荷，從而可使微生物在載體表面的附著、形成過程更易進行。載體表面的粗糙度有利于細菌在其表面附著、固定。
一方面，與光滑表面相比，粗糙的載體表面增加了細菌與載體間的有效接觸面積；另一方面載體表面的粗糙部分，如孔洞、裂縫等對已附著的細菌起著屏蔽保護作用，使它們免受水力剪切力的沖刷。
研究認為，相對于大粒徑載體而言，小粒徑載體之間的相互摩擦小，比表面積大，因而更容易生成生物膜。另外，載體濃度對反應器內(nèi)生物膜的掛膜也很重要。Wagner在用氣提式反應器處理難降解物廢水時發(fā)現(xiàn)，在載體質(zhì)量濃度很低情況下，即使生物膜厚達295μm，還是不能達到穩(wěn)定的去除率。但是，在載體濃度為20-30g／L時，即使只有20％的載體上有75μn厚的生物膜，反應器依然能達到穩(wěn)定的(98％)去除率，COD負荷高可達58kg／(m3·d)。
懸浮微生物濃度
在給定的系統(tǒng)中，懸浮微生物濃度反映了微生物與載體間的接觸頻度。一般來講，隨著懸浮微生物濃度的增加，微生物與載體間可能接觸的幾率也增加。許多研究結(jié)果表明，在微生物附著過程中存在著一個臨界的懸浮微生物濃度；隨著微生物濃度的增加，微生物借助濃度梯度的運送得到加強。
在臨界值以前，微生物從液相傳送、擴散到載體表面是控制步驟，一旦超過此臨界值，微生物在載體表面的附著、固定受到載體有效表面積的限制，不再依賴于懸浮微生物的濃度。但附著固定平衡后，載體表面微生物的量是由微生物及載體表面特性所決定的。
懸浮微生物的活性
微生物的活性通常可用微生物的比增長率(μ)來描述，即單位質(zhì)量微生物的增長繁殖速率。因此，在研究微生物活性對生物膜形成的初階段的影響時，關鍵是如何控制懸浮微生物的比增長率。研究結(jié)果表明，硝化細菌在載體表面的附著固定量及初始速率均正比于懸浮硝化細菌的活性。Bryers等人在研究異養(yǎng)生物膜的形成時也得出同樣結(jié)果。
300t/d一體化地埋式污水處理設備影響懸浮微生物活性的因素主要有如下幾種：
(1)當懸浮微生物的生物活性較高時，其分泌胞外多聚物的能力較強。這種粘性的胞外多聚物在細菌與載體之間起到了生物粘合劑的作用，使得細菌易于在載體表面附著、固定；
(2)微生物所處的能量水平直接與它們的增長率相關。當盧增加時，懸浮微生物的動能隨之增加。這些能量有助于克服在固定化過程中微生物載體表面間的能壘，使得細菌初始積累速率與懸浮細菌活性成正比；
(3)微生物的表面結(jié)構(gòu)隨著其活性的不同而相應變化。Herben等人研究發(fā)現(xiàn)，懸浮細菌活性對細菌在載體表面的附著固定過程有影響，而且，細菌表面的化學組成、官能團的量也隨細菌活性的變化有顯著變化。同時，Wastson等人的研究表明，細胞膜等隨懸浮細菌活性的變化而有顯著變化。細菌表面的這些變化將直接影響微生物在載體表面的附著、固定。因此，通常認為，由懸浮微生物活性變化而引起的細菌表面生理狀態(tài)或分子組成的變化是有利于細菌在載體表面附著、固定的；
生物膜在污水處理中的應用優(yōu)勢
1、對進出水的水質(zhì)和水量的適應性*。
2、生物膜法管理便捷、運費低廉。
3、生物法對環(huán)境的溫度的要求很高，如果氣溫過高或過低會影響膜運行的活力，導致膜的損壞。
4、此載體的比表面積對生物膜處理的效果影響很大。
5、能夠克服活性污泥法中污泥絲狀膨脹的缺點，使剩余污泥量明顯的減少。
6、生物膜法屬于消耗品，膜需要定期的更新，避免引起濾料的破損和堵塞，降低出水水質(zhì)。
水解在化學上指的是化合物與水進行的一類反應的總稱。比如，酯類物質(zhì)水解生成醇和有機酸的反應。在廢水生物處理中，水解指的是有機物(基質(zhì))進入細胞前，在胞外進行的生物化學反應。這一階段為典型的特征是生物反應的場所發(fā)生在細胞外，微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶來完成生物催化氧化反應(主要包括大分子物質(zhì)的斷鏈和水溶)。研究表明，自然界的許多物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等)能在好氧、缺氧或厭氧條件下順利進行水解。
酸化則是一類典型的發(fā)酵過程。這一階段的基本持征是微生物的代謝產(chǎn)物主要為各種有機酸(如乙酸、丙酸、下酸等)。水解菌實際上是一種具有水解能力的發(fā)酵細菌，水解是耗能過程，發(fā)酵細菌付出能量進行水解的目的，是為了取得能進行發(fā)酵的水镕性基質(zhì)，并通過胞內(nèi)的生化反應取得能源，同時排除代謝產(chǎn)物(厭氧條件下主要為各種有機酸)。實際工程中希望將產(chǎn)酸過程控制在小范圍。因為酸化使pH值下降太多時，不利于水解的進行。
