美丽乡村生活污水处理系统

水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。 
酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。 
从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的*环境。 

处理过程
厌氧生化处理的概述 
废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。 
厌氧生化处理过程：高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。 
1、水解阶段 
水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。  
2、发酵（或酸化）阶段 
发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。  
3、产乙酸阶段 
在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。 
4、甲烷阶段 
这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。 
水解酸化分析 
高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在水解阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。 
酸化阶段，上述小分子的化合物在酸化菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。 

总结
水解阶段是大分子有机物降解的必经过程，大分子有机想要被微生物所利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入细菌细胞内进一步降解。酸化阶段是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。这也是为何在实际的工业废水处理工程中，水解酸化往往作为预处理单元的原因。 
两点普遍认同的作用： 
1、提高废水可生化性：能将大分子有机物转化为小分子。 
2、去除废水中的COD：既然是异养型微生物细菌，那么就必须从环境中汲取养分，所以必定有部分有机物降解合成自身细胞。 

污水深度处理工艺曝气生物滤池技术
曝气生物滤池工艺(简称BAF)是继滴流滤池和干燥过滤系统之后的第三代污水处理生物膜反应器,它充分发挥了生物代谢作用、物理过滤作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物链的分级捕食作用,不仅具有生物膜技术优势,同时也起着有效的空间滤池作用[3]。曝气生物滤池的基本原理是在一级强化的基础上,以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质,充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物链的分级捕食作用,实现污染物在同一单元反应器内的去除。曝气生物滤池借鉴了生物接触氧化反应器和深床过滤的设计原理,省去了二次沉淀设备。BAF存在的主要问题如下所示,①曝气生物滤池对进水悬浮物要求较高,控制在60mg/1以下,这样对曝气生物滤池前的处理工艺提出较高要求。②曝气生物滤池水头损失较大,由于停留时间短,硝化不充分,产泥量较大,污泥稳定性较差,进一步处理困难。③除磷效果一般,需加化学除磷。④缺少选择性能高、成本低的滤料,没有统一的滤料标准体系。

美丽乡村生活污水处理系统污水深度处理工艺电吸附技术(EST)
目前生产中对于废水的处理大量采用炭材料吸附来进行重金属离子、有机污染物和有色物质的脱除,应用的主要有活性炭,包括粒状活性炭和纤维状活性炭。尽管活性炭等在吸附去除水中和气流中的污染物应用方面有很多优势,但也存在一定的缺点。电吸附的优势为:可吸附去除难生物降解的有机物质;净化程度好,可用于处理稀溶液体系;能耗小,操作成本低。因此电吸附技术在废水处理和水的深度净化、有机物的分离和回收、吸附剂的再生等方面有着良好的应用前景。此外电吸附方法还可以被用来富集有价值的化学或生物物质。EST系统由原水箱、水泵、前置过滤器、EST模块、后置过滤器、成品水箱、管阀系统、电源系统、检测仪表及电气控制系统等组成。EST模块对原水中余氯、有机物、高价离子的浓度没有特别限制,所以对预处理的要求主要在于泥沙、悬浮物的过滤去除,通常可采用PP滤材过滤、沙滤等手段。如果对成品水有较高要求,可以在EST模块后加精密过滤器、UV杀菌器或臭氧杀菌器以及其他后置处理装置。EST模块的工作是间隙式的,在电极饱和后,需要对其进行再生。
污水深度处理工艺膜分离法
膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型的流体分离单元操作技术。它的大特点是分离过程中不伴随有相的变化，仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很高的分离效果，是一种非常节省能源的分离技术。微滤可以除去细菌、病毒和寄生生物等，还可以降低水中的磷酸盐含量。天津开发区污水处理厂采用微滤膜对SBR二级出水进行深度处理,满足了景观、冲洗路面和冲厕等市政杂用和生活杂用的需求。超滤用于去除大分子，对二级出水的COD和BOD去除率大于50%。北京市高碑店污水处理厂采用超滤法对二级出水进行深度处理，产水水质达到生活杂用水标准，回用污水用于洗车，每年可节约用水4700m3。反渗透用于降低矿化度和去除总溶解固体，对二级出水的脱盐率达到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，细菌去除率90%以上。

缅甸某电厂采用反渗透膜和电除盐联用技术，用于锅炉补给水。经反渗透处理的水，能去除绝大部分的无机盐、有机物和微生物。纳滤介于反渗透和超滤之间，其操作压力通常为0.5～1.0MPa，纳滤膜的一个显著特点是具有离子选择性，它对二价离子的去除率高达95%以上，一价离子的去除率较低，为40%～80%。采用膜生物反应器－纳滤膜集成技术处理糖蜜制酒精废水取得了较好结果，出水COD小于100mg/L，废水回用率大于80%。我国的膜技术在深度处理领域的应用与世界进水平尚有较大差距。今后的研究重点是开发、制造高强度、长寿命、抗污染、高通量的膜材料，着重解决膜污染、浓差极化及清洗等关键问题。

生物曝气流化床技术是介于生物接触氧化工艺和生物曝气滤池工艺的一种新的水处理工艺，它吸取了生物接触氧化工艺和生物曝气滤池的优点，具有出水水质好、生物量大、处理负荷高、脱氮除磷效果好、无须反冲洗等优点。目前，它已经开始在城市污水处理、小区生活污水处理、工业废水处理、微污染源水预处理、城市污水二级出水回用处理等方面。
国内外相关研究现状及动态
现在生物接触氧化工艺已经广泛应用于水处理中的各个方面，可以说是已经比较成熟的工艺。而生物曝气滤池工艺是近年来我国比较成功从国外引用并迅速推广的一种新型污水处理工艺。