每天处理15吨一体化污水处理装置

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生物除磷
1、生物除磷的原理
污水生物除磷的原理就是人为创造生物超量除磷过程，实现可控的除磷效果。整个过程必须通过创造厌氧环节利用厌氧微生物的作用来实现生物除磷过程。
1）厌氧条件下释磷
在没有溶解氧或硝态氮存在的条件下，兼性细菌通过发酵作用将可溶性BOD5转化为低分子挥发性有机酸VFA。聚磷菌吸收这些发酵产物或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化成胞内碳能源储存物质PHB，所需的能力来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，并导致磷酸盐的释放。
2）好氧条件下摄磷
好氧条件下，聚磷菌的活力得到恢复，并以聚磷的形式存储超过生长所需的磷量，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕集存储，磷酸盐从水中被去除。
3）富磷污泥的排放
产生的富磷污泥通过剩余污泥的形式排放，从而将磷去除。从能量角度来看，聚磷菌在无氧条件下释放磷获取能量以吸收废水中溶解性有机物，在好氧状态下降解吸收溶解性有机物获取能量以吸收磷。
除磷的关键是厌氧区的设置，可以说厌氧区是聚磷菌的生物选择器。聚磷菌能在短暂的厌氧条件下，由于非聚磷菌吸收低分子基质并快速同化和储存这些发酵产物，即厌氧区为聚磷菌提供了竞争优势。

这样一来，能吸收大量磷的聚磷菌就能在处理系统中得到选择性增殖，并可通过排除高含磷量的剩余污泥达到除磷的目的。这种选择性增殖的另一好处是抑制了丝状菌的增殖，避免了产生沉淀性能较差的污泥的可能，因此厌氧/好氧生物除磷工艺一般不会出现污泥膨胀。
生物除磷的影响因素：
1）溶解氧
首先必须在厌氧区严控制的厌氧环境，这直接关系到聚磷菌的生长状况、释磷能力及利用有机基质合成PHB的能力。其次是必须在好氧区供给足够的溶解氧，以满足聚磷菌对储存的PHB进行降解，释放足够的能量供其过量摄磷。一般厌氧段的DO要严格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的DO要严格控制在2mg/L以上。
2）厌氧区硝态氮
硝态氮包括硝酸盐和亚硝酸盐，硝态氮的存在也会消耗有机基质而抑制聚磷菌对磷的释放，从而影响好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。另外，硝态氮的存在会被部分聚磷菌作为电子受体进行反硝化，从未影响其以发酵产物作为电子受体进行发酵产酸、抑制聚磷菌的释磷和摄磷能力及PHB的合成能力。
3）温度
一般来说，在5~30℃范围内，都可以收到较好的除磷效果。
4）pH值
pH值在6~8范围内，磷的释放比较稳定。
5）BOD负荷和有机物性质
一般认为，进水中的BOD5/TP要大于15，才能保证聚磷菌有足够的基质，从而获得理想的除磷效果。为此，可以采用部分进水和跨越初沉池的方法，获得除磷所需的BOD5量。
6）泥龄
一般以除磷为目的的生物处理系统的泥龄控制在3.5~7d。
废水生物除磷的方法有哪些
废水生物除磷包括厌氧释磷和好氧摄磷两个过程，因此废水生物除磷的工艺流程由厌氧和好氧两个部分组成。按照磷的终去除方式和构筑物的组成，除磷工艺流程可分为主流程除磷工艺和侧流程除磷工艺。
主流除磷工艺的厌氧段在处理污水的水流方向上，磷的终去除通过剩余污泥排放，典型的方法有厌氧/好氧（A/O）工艺，其他方法有厌氧/缺氧/好氧（A/²O）工艺、Phoredox工艺、UTC工艺、VIP工艺以及SBR工艺、氧化沟工艺等。
侧流工艺的厌氧段不在处理污水的水流方向上，而是在回流污泥的侧流上，具体方法是将部分含磷回流污泥分流到厌氧段释放磷，再用石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。
除磷设施运行管理的注意事项
1）厌氧段是生物除磷关键的环节，其容积一般按0.5~2h的水力停留时间确定，如果进水中容易生物降解的有机物含量较高，应当设法减少水力停留时间，以保证好氧段进水的BOD5含量。
2）如果磷的排放标准很高，而所选的除磷工艺不能满足出水要求，可以增加化学除磷或者过滤处理去除水中残留的低含量磷。
3）生物除磷工艺的机理是将溶解转移到活性污泥生物细胞中，通过剩余污泥的排放从系统中除去。在污泥的处理过程中，如果出现厌氧状态，剩余污泥中的磷就睡重新释放出来。
重力浓缩容易产生厌氧状态，有除磷要求的剩余污泥处理不能采用这种方法，而应当使用气浮浓缩、机械浓缩、带式重力浓缩等不产生厌氧状态的浓缩方法。如果只能选择重力浓缩时，必须在工艺流程中增设化学沉淀设施去除浓缩上清液中所含的磷。
4）泥龄是影响生物脱氮除磷的主要因素，脱氮要求越高，所需泥龄越长。而泥龄越长，对除磷越不利。尤其是在进水BOD5/TP小于20时，泥龄越短越好。
但如果进水BOD5偏低，活性污泥增长缓慢，就不可能将泥龄控制的太短，此时必须进行化学除磷。

生物强化技术
生物强化技术就是为了提高废水处理系统的处理能力而向该系统中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的菌种，以去除某一种或某一类有害物质的方法。它通过向自然菌群中投加具有特殊作用的微生物来增加生物量，以强化对某一特定环境或特殊污染物的去除作用。投人的菌种与基质之间的作用主要有直接作用和共代谢作用。
①直接作用。即通过驯化、筛选、诱变、基因重组等技术得到一株以目标降解物质为主要碳源和能源的微生物，并将该菌种投入处理系统以去除目的物。目前投加的菌株主要是通过质粒育种和基因工程构建。
a.质粒育种。即将两种或多种微生物通过细胞结合或融合技术，使供体菌的质粒转移到受体菌体内，使受体菌保留自身功能质粒，同时获得供体菌的功能质粒，即培育出具有两种功能质粒的新品种，这已在环境工程中获得初步研究成果:Chakrabarty等将嗜油假单胞菌体内有降解辛烷、乙烷、癸烷功能的OCT质粒和抗汞质粒MER同时转移到对汞(20mg/L)敏感的恶臭假单胞菌体内，使其转变成能抗50一70mg/L的汞且能分解辛烷的解烷抗汞质粒菌。把降解芳烃、菇烃、多环芳烃的质粒转移到能降解脂烃的假单胞菌体内，结果得到了可同时降解4种烃类的超级菌，它能把中约2/3的烃消耗掉。自然菌种要花一年多才能将海上浮油分解*，而超级细菌只要几小时就分解*。将分别含有降解偶氮染料质粒的编号为K24和K,6的两株假单胞菌通过质粒转移技术可培育出兼有分解两种偶氮染料功能的脱色工程菌。Q5T工程菌是将嗜温的 Pseudomonas putda pawl 和嗜冷的Q5菌株融合，使前者体内降解甲苯、二甲苯的TOL质粒转移人Q5菌株体内构建而成，该菌在0℃仍能正常利用浓度为1000mg/L的甲苯作碳源，这对寒冷地区的废水生物处理很有意义。

每天处理15吨一体化污水处理装置b.利用基因工程构建。基因工程是指在基因水平上的遗传工程，又叫基因剪接，是用人工方法把所需要的某一供体生物的DNA提取出来，在离体的条件下用限制性内切酶将离体DNA切割成带有目的基因的DNA片段，每一片段平均长度有几千个核昔酸，用DNA连接酶把它和质粒(载体)的DNA分子在体外连接成重组DNA分子，然后将重组体导人某一受体细胞中，以便外来的遗传物质在其中进行复制扩增和表达，而后进行重组体克隆筛选和鉴定，后对外源基因表达产物进行分离提纯，从而获得新品种。
现在，利用基因工程获得了分解多种有毒物质的新型菌种。例如:A.Khan等从P.putdaOV83分离出3一苯儿茶酚双加氧酶基因，将它与pCP13质粒连接后转人E.coli中表达。另外，将降解氯化芳香化合物的基因和降解甲基芳香化合物的基因分别切割下来组合在一起构建成工程菌，使它同时具有降解上述两种物质的功能。McClure用4L曝气池装置考察体内含有降解3一氯苯甲酸酪质粒pD10的基因工程菌的存活时间和代谢活性，工程菌浓度为4x106个/L，存活时间达56d以上。此外，还获得了含有快速降解几丁质、果胶、纤维二糖、淀粉和竣甲基纤维素等质粒的大肠杆菌。
②共代谢作用。即微生物在有它可利用的惟一碳源存在时，对它原来不能利用的物质也能分解代谢的现象。对于一些有毒有害物质，微生物不能以其为碳源和能源生长，但在其他基质存在下能够改变这种有害物的化学结构使其降解，如在甲烷、芳香烃、氨、异戊二烯和丙烯为主要基质而生长的一些菌可以产生一种氧合酶，这种酶可以共代谢三氯乙烯(TCE)。
代谢作用可以提高微生物对难降解物质的降解效率。Grav。等发现，漂白厂的废水对产甲烷菌有抑制作用，但当用甲醇或乙醇作一级基质时可以提高对废水中难生化有机卤化物的去除率。共代谢作用主要有3种类型:
a.生物在正常生长代谢过程中对二级基质的共同氧化。这种代谢是指当一级基质存在时，一级基质的代谢能够提供足够的碳源和能源供微生物生长并诱导产生相应的降解酶来降解二级基质。杂环化合物及多环芳烃的生物降解需要一个完整的厌氧微生物食物链系统，葡萄糖的存在可为相关的微生物提供碳源和能源，另外葡萄糖经相关微生物的代谢还可为受试有机物的开环提供必需的还原力和各种辅酶。付莉燕等〔5〕考察了厌氧条件下废水中活性染料(活性翠蓝)的生物降解，发现以活性翠蓝为单一碳源时，厌氧菌不能降解活性翠蓝，但在进水中补充葡萄糖后，厌氧菌对葡萄糖和活性翠蓝产生了共代谢作用，活性翠蓝被降解。施汉昌等的研究也表明，补充碳源，可以提高啤酒废水污泥对氯酚的降解作用。
b.微生物间的协同作用。这种代谢是指有些污染物的降解并不导致微生物的生长和能量的产生，它们只是在微生物利用一级基质时由微生物所产氧化物进而被另一种微生物利用并*降解。有研究证明，在用苯甲酸单独培养普通的脱硫弧菌属和铜绿假单胞菌属时，二者均不能利用苯甲酸，但当在含有苯甲酸和S02的基质中共同培养时，苯甲酸即可
*被生物降解，同时so-2被还原为H2S;生物膜或颗粒污泥的形成能有效地发挥微生物间的协同作
用，提高生物降解率。
c一级基质不存在时休眠细胞对二级基质的利用。翟福平〔8〕研究了氯苯类有机物的生物降解，分别用氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯、1,2,4-三氯苯溶液驯化污泥并使其中微生物处于内源呼吸阶段，然后用这些污泥对这5种有机物在不同浓度下的降解进行了研究，发现用氯苯、邻二氯苯、间二氯苯溶液驯化的污泥，能够有效地相互降解，它们诱
导的酶系统具有一个共同特征，即要求被作用的二级基质苯环上至少具有一个“连续三空结构”;由于对二氯苯、1,2,4一三氯苯缺乏“连续三空结构”，故不能被由上述3种有机物驯化的污泥降解，而用这2种有机物驯化的污泥诱导的酶系统，作用的二级基质范围更宽，只要求二级基质苯环上至少具有一个“连续二空结构”即可，所以用这2种有机物驯化的污泥能够降解所有受试的5种有机物。由此可见，共代谢作用在氯代苯的生物降解中能发挥重要作用，因此可考虑利用此技术来驯化和富集降解菌株。