一级强化工艺污水处理设备

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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*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。
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。
研究认为，相对于大粒径载体而言，小粒径载体之间的相互摩擦小，比表面积大，因而更容易生成生物膜。另外，载体浓度对反应器内生物膜的挂膜也很重要。Wagner在用气提式反应器处理难降解物废水时发现，在载体质量浓度很低情况下，即使生物膜厚达295μm，还是不能达到稳定的去除率。但是，在载体浓度为20-30g/L时，即使只有20%的载体上有75μn厚的生物膜，反应器依然能达到稳定的(98%)去除率，COD负荷zui高可达58kg/(m3·d)。
悬浮微生物浓度
在给定的系统中，悬浮微生物浓度反映了微生物与载体间的接触频度。一般来讲，随着悬浮微生物浓度的增加，微生物与载体间可能接触的几率也增加。许多研究结果表明，在微生物附着过程中存在着一个临界的悬浮微生物浓度;随着微生物浓度的增加，微生物借助浓度梯度的运送得到加强。
在临界值以前，微生物从液相传送、扩散到载体表面是控制步骤，一旦超过此临界值，微生物在载体表面的附着、固定受到载体有效表面积的限制，不再依赖于悬浮微生物的浓度。但附着固定平衡后，载体表面微生物的量是由微生物及载体表面特性所决定的。
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。Bryers等人在研究异养生物膜的形成时也得出同样结果。

种污泥的选择及驯化培养
总的原则为源污泥的活性再生，水质的适应，定向提升负荷驯化。

一级强化工艺污水处理设备1、种泥选择原则：
1)本项目如有污水处理，原有污泥接种为*选择。
2)可选择附近相近生产的企业浓缩消化污泥或脱水污泥。
3)可选择附近市政污水处理厂的浓缩消化污泥或脱水污泥。
4)如以上都没有，则要选择没有重金属、毒性，且生化活性相对高、进水COD、BOD低于本项目的活性污泥作为种泥培养。
5)另外湖泊底泥、各类粪肥或化粪池的底泥也可以用于接种污泥，但各类污泥中均不应当有太多的砂子。
以上种泥选择后，培养难度是依次增加的，所以必须与甲方单位和相应部门沟通好，以免拖延工期。
接种培养方案
1)接种量的大小：污泥接种量一般不应少于水量(有效池容)的8-10%，否则，将影响启动速度。
2)接种：接种培养水为稀释后低浓度的处理水。在正常20-35℃的条件下，水解酸化池中活性污泥投加比例8%(浓缩污泥)，在不同的温度条件下，投加的比例不同，温度越低投加量越大。投加后按正常水位条件，连续闷曝(曝气期间不进水)3-7天后，检查处理效果，在确定微生物生化条件正常时，进行下一步驯化培养。

一般来讲，在低于20℃的条件下，接种和启动均有一定的困难，特别是冬季运行时更是如此。因此，建议冬季运行时污泥分两次投加，一次投加活性污泥投加比例8%(浓缩污泥)，连续闷曝(曝气期间不进水)7天后，检查处理效果，在确定微生物生化条件正常时，方可小水量(低浓度水)连续进水25天，待生化效果明显或气温明显回升时，再次投加10﹪活性污泥，生化工艺才能正常启动，进行下一步驯化培养。
在接种培养的过程中，需要检测水温、PH值等，污泥方面，需要微生物镜检，观察污泥形状颜色等，COD的检测也可以帮助确认接种是否成功。
3)脱水污泥：脱水干污泥接种培菌的过程与浓缩污泥培菌法基本相同。接种污泥要先用刚脱水不久的新鲜泥饼，投加至曝气池前需加少量水并捣成泥浆。干污泥的投加量一般为池容积的8%。干污泥中可能含有一定浓度的化学药剂(用于污泥调理)，如药剂含量过高、毒性较大，则不宜用作为培菌的种泥。
鉴定污泥能否作接种用，可将少量泥块捣碎后放入小容器(如烧杯或塑料桶)内加水曝气，经过一段时间后如果泥色能转黄，就可用于接种。接种的过程中，注意根据实际情况适当的排泥，加新泥，以保证干污泥的无效成分排除即可。
3、驯化培养
接种菌种完成后，在连续运行已见到效果的情况下，采用递增污水进水量的方式，使微生物逐步适应新的生活条件，而厌氧进水浓度递增比例则要小，且厌氧池中PH值应保持在6.5-7.5范围内，不要产生太大的波动，在这种情况下水量才可慢慢递增。直至适应原水浓度为准，基本指标为COD，B/C，不出现大量泡沫漂浮污泥。
调试运行期指标负荷的控制及注意事项
1、调试运行期指标负荷的控制
水解酸化池由于抗冲击负荷比较好，所以对于水温，保持在室温温度20℃就可以;PH理论的要求为5-6.5，相比于其他厌氧处理工艺来说，要求没有那么苛刻，只要不出现大量污泥上浮，或者泡沫的情况下，可以根据实际情况放大一些范围。