小型乡镇医院污水处理设备

小型乡镇医院污水处理设备
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悬浮微生物的活性
微生物的活性通常可用微生物的比增长率(μ)来描述，即单位质量微生物的增长繁殖速率。因此，在研究微生物活性对生物膜形成的*初阶段的影响时，关键是如何控制悬浮微生物的比增长率。研究结果表明，硝化细菌在载体表面的附着固定量及初始速率均正比于悬浮硝化细菌的活性。
影响悬浮微生物活性的因素主要有如下几种：
(1)当悬浮微生物的生物活性较高时，其分泌胞外多聚物的能力较强。这种粘性的胞外多聚物在细菌与载体之间起到了生物粘合剂的作用，使得细菌易于在载体表面附着、固定;
(2)微生物所处的能量水平直接与它们的增长率相关。当卢增加时，悬浮微生物的动能随之增加。这些能量有助于克服在固定化过程中微生物载体表面间的能垒，使得细菌初始积累速率与悬浮细菌活性成正比;
(3)微生物的表面结构随着其活性的不同而相应变化。Herben等人研究发现，悬浮细菌活性对细菌在载体表面的附着固定过程有影响，而且，细菌表面的化学组成、官能团的量也随细菌活性的变化有显著变化。同时，Wastson等人的研究表明，细胞膜等随悬浮细菌活性的变化而有显著变化。细菌表面的这些变化将直接影响微生物在载体表面的附着、固定。因此，通常认为，由悬浮微生物活性变化而引起的细菌表面生理状态或分子组成的变化是有利于细菌在载体表面附着、固定的;
(4)微生物与载体接触时间。微生物在载体表面附着、固定是—动态过程。微生物与载体表面接触后，需要一个相对稳定的环境条件，因此必须保证微生物在载体表面停留一定时间，完成微生物在载体表面的增长过程;
(5)水力停留时间(HRT)。HeUnen等人认为，HRT对能否形成完整的生物膜起着重要的作用。在其他条件确定的情况下，HRT短则有机容积负荷大，当稀释率大于*大生长率时，反应器内载体上能生成完整的生物膜。刊huis等人的试验证明了这种观点。在COD负荷为2.5kg/(m3·d)，HRT为4h时，载体上几乎没有完整的生物膜，而水力停留时间为1h时，在相同的操作时间内几乎所有的载体上都长有完整的生物膜，且较高的表面COD负荷更易生成较厚的生物膜，即COD负荷越高，生物膜越厚。周平等人也通过试验证明了较短的水力停留时间有利于载体挂膜;
(6)液相pH值。除了等电点外，细菌表面在不同环境下带有不同的电荷;液相环境中，pH值的变化将直接影响微生物的表面电荷特性。当液相pH值大于细菌等电点时，细菌表面由于氨基酸的电离作用而显负电性;当液相pH值小于细菌等电点时，细菌表面显正电性。细菌表面电性将直接影响细菌在载体表面附着、固定;
(7)水力剪切力。在生物膜形成初期，水力条件是一个非常重要的因素，它直接影响生物膜是否能培养成功。在实际水处理中，水力剪切力的强弱决定了生物膜反应器启动周期。单从生物膜形成角度分析，弱的水力剪切力有利于细菌在载体表面的附着和固定，但在实际运行中，反应器的运行需要一定强度的水力剪切力以维持反应器中的完全混合状态。所以在实际设计运行中如何确定生物膜反应器的水力学条件是非常重要的。
挂膜过程中的影响因素
生物载体挂膜过程中的作用力
生物载体挂膜过程中的作用力直接促成了微生物与载体表面的直接作用，在整个生物膜形成过程中起着至关重要的作用。生物载体在挂膜过程的作用力较为复杂，这里详细分析与生物载体表面理化特性有关的物理力，如范德华力、静电作用力、表面张力、水动力外，还有湍流扩散力、表面剪切力、载体运动引起的力等。
载体表面亲水性的影响
华南理工大学江帆通过对不同载体挂膜实验得出：GPUC载体表面含有-OH、酰胺基等亲水性基团，而大部分微生物本身具有良好的亲水性，载体表面与微生物表面能够形成氢键结构;同时亲水性载体表面自由能低于疏水性载体的表面自由能，水中的微生物更容易接近亲水性载体表面吸附生长。实验中对GPUC载体与普通多孔载体进行了比较，结果显示GPUC载体的挂膜量及挂膜生物活性均大于普通多孔载体。
温度对挂膜行为的影响
水温是微生物的重要生存因子,在适宜的水温范围内微生物可大量生长繁殖。每一种微生物都有一个*适生长温度，在一定温度范围内大多数微生物的新陈代谢活动都会随着温度的升高而增强，随着温度的下降而减弱。好氧微生物的适宜温度范围是10—35℃。水温对硝化菌的生长和硝化速率有较大的影响。大多数硝化菌合适的生长温度是25—30℃之间，当温度低于25℃或者高于30℃硝化菌生长减慢，10℃以下硝化菌的生长及硝化作用显著减慢。
分别在10℃、20℃、35℃左右时进行挂膜试验，同时在整个挂膜过程中测定填料上附着的微生物量，根据结果绘制不同温度下的微生物量变化曲线如图所示。在10℃时，挂膜启动较慢，经过7d才有明显的生物膜附着，挂膜成熟经过了21d，附着生物量*大值为2.1 g/L;在35℃时，经过4d生物膜开始形成，生物膜成熟经历了大约19d，附着生物膜量*大值为3.5g/L;在20℃左右时，经过2d生物膜开始形成，生物膜成熟经过了10d左右，附着生物膜量*大值为5.7g/L。可见，温度对挂膜的影响不大明显，在15℃～30℃范围内，填料表面生物膜都能够形成，挂膜启动的比较快。
温度是影响生物活性和代谢能力的关键因素，其对硝化反应过程的影响主要在于硝化细菌的生长规律及生物活性上。
温度对生物活性的影响表现为：一是对生化反应速率的影响;二是对氧的传质速率的影响。
载体比表面积、表面粗糙度对生物膜附着性能的影响
微生物的表面积、表面粗糙度形成初期生物膜的主要因素。大的比表面积、粗糙度提高了载体对微生物的捕捉能力。
表面粗糙度大的载体对水流具有更强的重新分布能力使反应器内水流对载体上生物膜的剪切力变小，同时为微生物与基质之间的混合和接触提供了有利的内环境，促进了生物膜在填料表面的积累。
粗糙表面比光滑表面具有更厚的层流边界层，能提供良好的静态水力学环境从而避免水流剪切力对附着微生物增长的不利影响，所以在生物膜形成的*初阶段，较大的比表面积、表面粗糙度可使生物膜的形成速度加快。
曝气生物滤池具有以下几个特点：
曝气生物滤池的主要特点是采用粒径较小的粒状材料作为滤料，滤料浸没在水中，利用鼓风机曝气供氧。滤料层起两方面作用，一是作为微生物的载体，与一般的生物滤池相比，由于具有更大的比表面积，污水与生物膜实际接触的时间长，可使生化反应进行得更彻底，二是可作为过滤介质，截留进水中的悬浮固体和新形成的生物固体，从而省去其他生物处理法中的二次沉淀池，取得优质出水；
在生曝气物滤池中可以生长许多不同性质的菌群。在距进水端较近的滤层中，污水中的有机物含量较高，各种异养菌占优势，主要是去除BOD；在距出水口较近的滤料层中，污水中的有机物含量已经很低，自养型的硝化菌将占优势，可进行氨氮的硝化反应。硝化菌存在于生物膜内侧，在滤料上有很强的附着力，一旦形成，不易完全脱落，故曝气生物滤池具有很强的硝化去除氨氮的能力。
小型乡镇医院污水处理设备采用气水平行上流，使得气水进行极好的均分，防止了气泡在滤料层中凝结和气堵现象，且滤料层对气泡的切割作用使气泡在滤料层中的停留时间延长，使氧的利用率高，能耗低；
上向流形成了对工艺有好处的半柱推条件，即使采用高过滤速度和负荷，仍能保证BAF工艺的持久稳定性和有效性。
采用气水平行上向流，使空间过滤能被更好的运用，空气能将固体物质带入滤床深处，在滤池中能保持高负荷均匀的固体物质，从而延长了反冲洗周期，减少了清洗时水、气用量。
BAF具有生化处理和过滤的双重功能，可以同步去除污水的有机物、氮磷和悬浮物的优点。
怎样培养水处理段的活性污泥?
污水处理厂在单体试车初步验收和联动试车的基础上。进水的污水水质、水量能满足初步运行的要求，即可进行投产试运行。首先要培养活性污泥，一般直接通污水进行培养。
将城市污水引人曝气池后暂停进水，进行曝气。在水温、气温都合适情况下1~2天就会出现絮状物，这时可少量连续进水，也可间歇进水，连续曝气。连续曝气一周后，通过显微镜检查到菌胶团长势良好后即可由少到大逐渐增加进水到设计量，投入试运行。
如果营养不足可加人一些粪便、食品加工业的含氮磷丰富的废液，以及饭店的米泔水等以增快培养的速度。
还要注意在培养菌的初期，由于好氧细菌没大量形成，应控制曝气量，避免好氧细菌老化。
怎样培养污泥处理段的厌氧污泥?
大中型污水处理厂一般在水处理段正常后，有足够的剩余污泥后，再培养厌氧污泥比较有利。
先将消化池内充满二级出水，投入其它消化池的厌氧污泥菌种，或接入水处理段的剩余污泥。
在消化污泥来源缺乏的地方也可用人粪、牛粪、猪装、酒糟、剩余的淀粉等有机废物稀释到含固率为1%~3%投入硝化池。
培养消化污泥菌时，必须控制pH值和有机物投配负荷，PH值应保持在6.4~7.8之间。有机负荷控制在0.5kgVSS/(m3˙d)之下。投配负荷过高，会导致挥发性脂肪酸大量积累，PH值降低，使酸衰退阶段太长，从而延长培养时间。
充分搅拌消化池内的混合污泥。中温消化要保持消化池内的水温在35℃士2°C，边进泥边加热，待加至所需温度及混位后，暂停进泥。待厌氧消化产气正常后可逐新增加投泥量，直至到正常加泥。
每日分析沼气成分，所需数据正常时，取样品进行点火试验，(注意防火、防爆)然后才可正式进行沼气利用工作。
试运行期间应注意什么?
当活性污泥培养成功后，污水处理厂即可投产试运行。试运行的水量可根据来水情况安排。一般开始试运行时按照设计量的一半运行，待正常时再投入另一半试运行。
试运行期间为了确定*佳工艺运行条件主要作为变量考虑的因素有污水的温度、pH、电导率、曝气池中的溶解氧和污泥浓度、消化池内泥温、pH値、加热污泥系统的运行情况、沼气柜的运行情况、脱水机的运行状况。
活性污泥法的重要参数BOD5、CODcr、MLSS、MLVSS、氨氮、总磷等需要化验室每天监测，用以调整工艺参数。SV、SVI、显微镜检査，每天可根据实际需要多次检测，随时调整工艺。
污水处理、污泥处理在试运行阶段控制、调整应以培养、驯化污泥为主，切实做好控制、观察、记录和分析检验工作，对污水处理量、污泥处理量、污泥产量、沼气产量、药剂耗量、生产电耗量、自来水耗量应有详细记录。对进、出水水质、好氧污泥指标、厌氧活性污泥指标、脱水污泥指标、沼气成分等应有足够的分析数据，便于提高污水处理的质量。
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。