地埋式MBR膜一體化污水處理系統(tǒng)
廢水的生化培養(yǎng)過程是一項錯綜復(fù)雜的工作,其理論基礎(chǔ)涉及物理學(xué)、無機化學(xué)、有機化學(xué)、微生物學(xué)、流體力學(xué)等多種學(xué)科,盡管早的活性污泥工藝迄今已有近百年的歷史,但是諸多理論在學(xué)術(shù)界仍無定論。因此,在本項目廢水生化處理過程中,就要求操作及管理人員,在深入理論研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合公司廢水具體情況,在生化培養(yǎng)過程中不斷地進行探索實踐,在做到系統(tǒng)正常運行,確保廢水達標(biāo)排放的前提下,提高其理論深度,豐富其實踐經(jīng)驗,完成其技術(shù)儲備。
廢水生化處理調(diào)試是以微生物的培養(yǎng)為主要過程的工作,按照微生物的需氧情況可分為好氧處理、兼氧處理和厭氧處理;按照微生物的生長形式可分為活性污泥法和生物膜法;按照廢水和微生物的形式可分為*混合式、序批式等;按照其反應(yīng)器形式則包括更多類型。本人在結(jié)合理論廢水處理工程實踐的基礎(chǔ)上,對廢水生化處理過程中的影響因素、監(jiān)測手段及控制參數(shù)等進行整理。
1、溫度
溫度對生化培養(yǎng)過程起著至關(guān)重要的作用。目前,盡管本項目廢水處理工程尚未做到對生化系統(tǒng)控制溫度的程度,但是各生化反應(yīng)系統(tǒng)、各運行階段中溫度的測量和分析依舊對生化污泥馴化培養(yǎng)過程起到指導(dǎo)性作用,它能夠為生化培養(yǎng)過程中各現(xiàn)象的解釋提供依據(jù),有助于幫助管理及操作人員對系統(tǒng)運行管理做出正確及時的判斷。
溫度在很大程度上影響活性污泥(包括厭氧、兼氧和好氧)中的微生物活性程度,并且對諸如溶解氧、曝氣量等產(chǎn)生影響,同時對生化反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。不同種類的微生物所生長的溫度范圍不同,約為5℃~80℃。
在此溫度范圍內(nèi),可分成低生長溫度、高生長溫度和適生長溫度。以微生物適應(yīng)的溫度范圍,微生物可分為中溫性、好熱性和好冷性三類。中溫微生物的生長溫度范圍在20℃~45℃,好冷性微生物的生長溫度在20℃以下,好熱性微生物的生長溫度在45℃以上。
廢水生化好氧生物處理,以中溫細菌為主,其生長繁殖的適溫度為20℃~37℃。當(dāng)溫度超過高生物生長溫度時,會使微生物的蛋白質(zhì)迅速變性及酶系統(tǒng)遭到破壞而失去活性,嚴重者可使微生物死亡。低溫會使微生物的代謝活力降低,進而處于生長繁殖停止?fàn)顟B(tài),但仍保存其生命力。 厭氧生物處理中的中溫性甲烷菌適溫度范圍在20℃~40℃之間,高溫性為50℃~60℃,厭氧生物處理常采用溫度33℃~38℃和50℃~57℃。
地埋式MBR膜一體化污水處理系統(tǒng)2、pH值
不同的微生物有不同的pH值適應(yīng)范圍。例如細菌、放線菌、藻類和原生動物的pH值適應(yīng)范圍是在4~10之間。大多數(shù)細菌適宜中性和偏堿性(pH值6.5~7.5)環(huán)境;氧化硫化桿菌喜歡在酸性環(huán)境,它的適pH值為3,亦可以在pH值1.5的環(huán)境中生活;酵母菌和霉菌要求在酸性或偏酸性的環(huán)境中生活,適pH值3.0~6.0,適應(yīng)pH值范圍為1.5~10之間。
廢水生物處理過程保持適pH值范圍是十分重要的。如用活性污泥法處理廢水,曝氣池混合液的pH值達到9.0時,原生動物將由活躍轉(zhuǎn)為呆滯,菌膠團粘性物質(zhì)解體,活性污泥結(jié)構(gòu)遭到破壞,處理效率顯著下降。如果進水pH值突然降低,曝氣池混合液呈酸性,活性污泥結(jié)構(gòu)也會變化,二沉池中出現(xiàn)大量浮泥現(xiàn)象。
培養(yǎng)優(yōu)良、馴化成熟的生物系統(tǒng)具有較強的耐沖擊負荷的能力,但如果pH值在大幅度內(nèi)變化,則會影響反應(yīng)器的效率,甚至對微生物造成毒性而使反應(yīng)器失效,因為pH值的改變可能引起細胞電荷的變化,進而影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和微生物代謝中酶的活性。
綜上所述,在生物系統(tǒng)處理廢水過程中,應(yīng)提供微生物佳的pH值范圍,以使其在優(yōu)化條件下運行。
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(xué)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(guān)。
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(shù),如化學(xué)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(yīng)器內(nèi)生物膜的掛膜也很重要。Wagner在用氣提式反應(yīng)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(yīng)器依然能達到穩(wěn)定的(98%)去除率,COD負荷可達58kg/(m3·d)。