地埋式生活污水处理设施

地埋式生活污水处理设施

A/O内循环生物脱氮工艺特点
根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，结合多年的废水脱氮的经验，我们总结出(A/O)生物脱氮流程具有以下优点：
(1)效率高。
该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。
(2)流程简单，投资省，操作费用低。
反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分;曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质;A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。

该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。
(3)缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。
如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是为经济的节能型降解过程。
(4)容积负荷高。
由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。
(5)缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。
当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。
生物膜法是一种的废水处理方法，具有污泥量少，不会引起污泥膨胀，对废水的水质和水量的变动具有较好的适应能力，运行管理简单等特点。
生物膜法是使微生物附着在载体表面上并形成生物膜，当污水流经载体表面时，污水中的有机物及溶解氧向生物膜内部扩散。膜内微生物在有氧存在的情况下对有机物进行分解代谢和机体合成代谢，同时分解的代谢产物从生物膜扩散到水相和空气中，从而使废水中的有机物得以降解。

活性污泥法和生物膜法的区别不仅仅是微生物的悬浮与附着之分，更重要的是扩散过程在生物膜处理系统中是一个必须考虑的因素。
在生物膜反应器中，有机污染物、溶解氧及各种必须的营养物质首先要从液相扩散到生物膜表面，进而进到生物膜内部，只有扩散到生物膜表面或内部的污染物才有可能被生物膜内微生物分解与转化，终形成各种代谢产物。
另外，在生物膜反应器中，由于微生物被固定在载体上，从而实现了SRT与HRT(水力停留时间)的分离，使得增殖速率慢的微生物也能生长繁殖。因此，生物膜是一稳定的、多样的微生物生态系统。
生物膜的形成原理(挂膜过程)
生物膜的形成过程是微生物吸附、生长、脱落等综合作用的动态过程。
首先，悬浮于液相中的有机污染物及微生物移动并附着在载体表面上;然后，附着在载体上的微生物对有机污染物进行降解，并发生代谢、生长、繁殖等过程，并逐渐在载体的局部区域形成薄的生物膜，这层生物膜具有生化活性，又可进一步吸附、分解废水中有机污染物，直至后形成一层将载体*包裹的成熟的生物膜。
微生物膜的形成通常经历载体表面改良、可逆附着、不可逆附着、生物膜形成四个阶段，具体描述如下：
微生物在载体上的挂膜可分为微生物吸附和固着生长两个阶段。载体加入水体以后，首先进入吸附期。有部分微生物和丝状物质已经附着在载体表面，附着了较多物质的位置往往是载体的凹处，不容易被水流剪切的地方。此时悬浮液中的微生物大量增长，出现较明显的一个污泥层。
地埋式生活污水处理设施经过不可逆附着以后，微生物在载体表面获得一个比较稳定的生长环境，在供氧和底物充足的情况下，吸附在载体上的污泥中的微生物很快就开始生长。
随着培养驯化时间的增长，在载体表面生长的生物膜也迅速增长，逐渐覆盖整个载体表面，并开始增厚。但生物膜的生长并不均匀，在载体比较突出的地方，生物膜比较薄，而凹处则会长出相当繁盛的菌落，可见水力剪切对生物膜的生长具有重要的影响。在载体表面附着生长的微生物种类也很繁多，除了累枝虫、钟虫外，还可观察到丝状菌、球菌、杆菌等，还有一些游泳性的细菌在活动。随着载体上附着了越来越多的生物膜，载体的表观密度逐渐会下降，变得更轻，更容易流态化，同时在下降区的载体下降速度有所变慢。
生物膜形成的影响因素
生物膜的形成与载体表面性质(载体表面亲水性、表面电荷、表面化学组成和表面粗糙度)、微生物的性质(微生物的种类、培养条件、活性和浓度)及环境因素(PH值、离子强度、水力剪切力、温度、营养条件及微生物与载体的接触时间)等因素有关。
载体表面性质
载体表面电荷性、粗糙度、粒径和载体浓度等直接影响着生物膜在其表面的附着、形成。在正常生长环境下，微生物表面带有负电荷。如果能通过一定的改良技术，如化学氧化、低温等离子体处理等可使载体表面带有正电荷，从而可使微生物在载体表面的附着、形成过程更易进行。载体表面的粗糙度有利于细菌在其表面附着、固定。
一方面，与光滑表面相比，粗糙的载体表面增加了细菌与载体间的有效接触面积;另一方面载体表面的粗糙部分，如孔洞、裂缝等对已附着的细菌起着屏蔽保护作用，使它们免受水力剪切力的冲刷。

活性污泥的结构
在活性污泥工艺中，将千万个细菌结合在一起形成絮凝体状的细菌称为菌胶团细菌。菌胶团细菌在活性污泥中具有十分重要的作用，只有在菌胶团发育良好的条件下，活性污泥的絮凝、吸附及沉降等功能才能正常发挥。形成絮体的细菌在处理过程中起着非常重要的作用，它们有助于从处理过的废水中分离污泥。
过对活性污泥中种群动态学的研究，人们认识到，活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌形成一个共生的微生物体系。当活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌处于平衡状态时，丝状菌作为污泥絮体的骨架，菌胶团细菌附着在其表面，形成结构紧密、沉降性能良好的污泥絮体。
随着絮体尺寸增大到某一临界值后，絮体内部条件不利于菌胶团细菌和丝状菌的繁殖，丝状菌伸展出来，沉降性能开始变差。后来，污泥絮体开始解体，污泥的沉降性能更差。破碎后的小指状污泥又利于菌胶团细菌的生长，此时扩散能力改善，菌胶团细菌又可直接从溶液中吸取营养和基质，故又可出现菌胶团细菌和丝状菌的生长平衡状态，如此完成絮体形态上的一个循环。

由此可见，菌胶团细菌和丝状菌的共生体系是一种接近于自然界的混合培养体系，存在着这两类微生物之间在时间和空间上的动态生态学的相互作用。在该体系中，丝状菌的重要作用有：
(1)保持污泥絮体的结构，形成沉淀性能良好的污泥从Seagin等人关于絮体结构的学说中可知，由丝状菌形成污泥絮体的骨架，这对于保证污泥絮体的强度有很大作用；若缺少丝状菌,则污泥絮体强度降低，抗剪力变差，往往会造成出水的混浊。
⑵高的净化效率，低的出水浓度从动力学参数方面比较，丝状菌的Ks及μmax均比菌胶团的低，而按莫诺德(Monod)方程，由于菌胶团的Ks,、μmin大于丝状菌的，因而菌胶团的Smin值也高于丝状菌的；可见在丝状菌存在（但不是大量存在）的条件下可以获得高质量、低浓度的出水，从而保证了净化效果。
(3)保持丝状菌和菌胶团菌的共生关系从大量的实际工程运转资料可以得出，活性污泥中丝状菌含量太高或太低均不适宜。前者虽能使出水浓度低，但沉淀性能差；后者沉降性能好，但出水中含有较多的细小悬浮物。
但如果采用一定的方法，使曝气中的生态环境有利于选择性地发展菌胶团细菌，应用生物竞争的机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖，从而利于控制污泥膨胀的发生发展，称之为环境调控。总之，废水处理的终目标是出水清澈、沉降性能好，为实现这一目标，应合理地控制丝状菌，使其在一个合理的范围之内。
活性污泥的功能
活性污泥中存在大量的腐生生物，其主要功能是降解有机物。细菌是有机物的净化功能中心。同时，活性污泥中还存在硝化细菌与反硝化细菌。其在生物脱氮中起着非常重要的作用。尤其在废水中氮的去除日益受到重视的形势下，这两类菌及它们之间的关系就显得更重要了。