医院废水处理一体化设备

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化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。
化学需氧量（COD）的测定，随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。高锰酸钾（KMnO4）法，氧化率较低，但比较简便，在测定水样中有机物含量的相对比较值时，可以采用。重铬酸钾（K2Cr2O7）法，氧化率高，再现性好，适用于测定水样中有机物的总量。有机物对工业水系统的危害很大。严格的来说，化学需氧量也包括了水中存在的无机性还原物质。
通常，因废水中有机物的数量大大多于无机物质的量，因此，一般用化学需氧量来代表废水中有机物质的总量。在测定条件下水中不含氮的有机物质易被高锰酸钾氧化，而含氮的有机物质就比较难分解。因此，耗氧量适用于测定天然水或含容易被氧化的有机物的一般废水，而成分较复杂的有机工业废水则常测定化学需氧量。

污水生物脱氮的基本原理是：在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过缺氧条件下的反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮从水中去除。由此而发展起来的生物脱氮工艺大多将缺氧区和好氧区分开，形成分级硝化反硝化工艺，以便硝化与反硝化能够独立进行。
随着近代生物学的发展以及人们对生物技术的掌握，污水脱氮除磷技术由以单纯的工艺改革向着以生物学特性研究、促进工艺改革的方向发展，以达到低耗。主要表现在以下几个方面：
1）系统中硝化菌与聚磷菌间的矛盾主要在于泥龄。由于快速生物降解COD理论的发展，人们逐渐认识到反硝化菌与聚磷菌间的矛盾主要是由基质竞争引起的，所以有研究者将工作的重点转移到对碳源需求的研究上：一是通过改进工艺将除磷和脱氮在空间和时间上分开，分别设置厌氧、缺氧、好氧环境来满足脱氮和除磷要求；一是寻找快速可替代有机碳源，使反硝化速率加快，脱氮效率提高。目前已有研究者在研究如何采用生物技术将城市污水的初沉污泥这种潜在的碳源高速、地转化为快速有机碳源，达到提高污水除磷脱氮效果和废物利用的双重目的。   
2）短程污水生物脱氮法由于具有节能、节约外加碳源、缩短水力停留时间和减少剩余污泥排放量等优点受到关注。利用微生物动力学特性的固有差异而实现亚硝酸菌和硝酸菌的动态竞争与选择，尤其是通过降低溶解氧实现短程硝化的控制是对传统生物脱氮处理的深化，但对活性污泥的沉降性能和污泥膨胀、低溶解氧下同步硝化与反硝化等问题，有待于进一步研究与完善。
3）在一般系统中，提高除磷效率往往伴随着脱氮率的下降，因此有研究者设想如果将反硝化与除磷这两个需碳源的过程合二为一，即在缺氧环境下利用亚硝酸盐作为电子受体，同时进行反硝化和超量聚磷，这样可大大减少碳源需求量。已有研究者观察到这种现象，并认为存在反硝化聚磷菌（DNPAO）可同时进行反硝化作用和超量聚磷，但在不同环境条件下，DNPAO的诱导增殖与代谢途径的变化规律等仍有待研究。
污水排放标准的不断严格是目前世界各国的普遍发展趋势，以控制水体富营养化为目的的氮、磷脱除技术开发已成为世界各国主要的奋斗目标。我国对污水脱氮除磷技术的研究起步较晚，投入的资金也十分有限，研究水平仍处于发展阶段。目前在污水脱氮除磷技术基础理论没有重大革新之前，充分利用现有的工艺组合，开发技术成熟、经济且符合国情的工艺应是今后我国污水脱氮除磷技术发展的主要方向，主要体现在：
 (1)开展对生物脱氮除磷更深入的基础研究和应用开发，优化生物脱氮除磷组合工艺，开发、经济的小型化、商品化脱氮除磷组合工艺。
 (2)发展可持续污水处理工艺，朝着节约碳源、降低CO2释放、减少剩余污泥排放以及实现氮磷回收和处理水回用等方向发展。

 (3)大力开发适合现有污水处理厂改造的污水脱氮除磷技术。
常用的污水脱氮除磷技术有：缺氧-好氧脱氮工艺；厌氧-好氧除磷工艺；厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺等。但是，在常规的生物脱氮除磷工艺中，污泥在厌氧、缺氧和好氧段之间往复循环。该污泥由硝化菌、反硝化菌、除磷菌以及其它多种微生物组成，由于不同菌的*生长环境不同，脱氮与除磷之间存在着矛盾。实际应用中经常出现脱氮效果好时除磷效果较差，而除磷效果好时脱氮效果不佳。
因此，常规污水生物脱氮除磷技术流程存在着影响该工艺有效运行的相互影响和制约的因素，主要表现为：①厌氧与缺氧段污泥量的分配比影响磷释放或硝态氮反硝化的效果，厌氧段污泥量比例大则磷释放效果好，但反硝化效果差；反之，则反硝化效果好，而磷释放效果差；②原污水经厌氧段进入缺氧段，磷释放与硝态氮反硝化争夺碳源，当原水中碳源不足时，磷释放或反硝化不*；③硝化菌世代繁殖时间长，要求较长的污泥龄，但磷从系统中被去除主要是通过剩余污泥的排放，因此要提高除磷效率则要求短污泥龄。对于某些含高浓度氨氮的工业废水，由于碳源不足，总氮的去除率较低。

厌氧反应概述：
利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机物分解为简单无机物，从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。根据代谢过程对氧的需求，微生物又分为好氧、厌氧和介于两者间的兼性微生物。厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的生物气（即沼气）和水。
厌氧是一种低成本废水处理技术，把废水治理和能源相结合，特别适合发展中国家使用。
厌气处理技术的优势和不足：
厌氧优势：
1.可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术，具有良好的社会、经济、环境效益。
2.耗能少,运行费低,对中等以上(1500mg/L)浓度废水费用仅为好氧工艺1/3。
3.回收能源，理论上讲1kgCOD可产生纯甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3)，高于天然气(3.93×10-1J/m3)。以日排10tCOD工厂为例,按COD去除80%,甲烷为理论值80%计算，日产沼气2240m³,相当于2500m³天然气或3.85t煤,可发电5400Kwh。

4.设备负荷高、占地少。
5.剩余污泥少,仅相当于好氧工艺1/6～1/10。
6.对N、P等营养物需求低，好氧工艺要求C：N:P=100:5:1,厌氧工艺为C:N:P=(350-500):5:1。
7.可直接处理高浓有机废水,不需稀释。
8.厌氧菌可在中止供水和营养条件下，保留生物活性和沉泥性一年,适合间断和季节性运行。
9.系统灵活,设备简单,易于制作管理，规模可大可小。
医院废水处理一体化设备厌氧不足：
1.出水污染浓度高于好氧，一般不能达标；
2.对有毒性物质敏感；
3.初次启动缓慢，少需8-12周以上方能转入正常水平。
反应机理：
厌氧反应过程是对复杂物质（指高分子有机物以悬浮物和胶体形式存在于水中）生物降解的复杂的生态系统。其反应过程可分为四个阶段：
1.水解阶段——被细菌胞外酶分解成小分子。例如：纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物能被溶解于水，并透过细胞为细胞所利用。
2.发酵阶段——小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。
3.产酸阶段——上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。
4.产甲烷阶段——在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。原理图如下：
a.水解阶段——含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。
b.发酵酸化阶段——包括氨基酸和糖类的厌氧氧化，以及较脂肪酸与醇类的厌氧氧化。
c.产乙酸阶段——含有从中间产物中形成乙酸和氧气，以及氢气和二氧化碳形成乙酸。
d.产甲烷阶段——包括从乙酸形成甲烷，以及从氧、二氧化碳形成甲烷。废水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原过程，如虚线所示。厌氧反应器类型：普通厌氧反应池、厌氧接触工艺、升流厌氧污泥库(UASB)反应器、厌氧颗粒污泥膨胀库(EGSR)、厌氧滤料(AF)、厌氧流化库反应器、厌氧折流反应器(ABR)、厌氧生物转盘、厌氧混台反应器等。
厌氧反应的工艺控制条件：
温度：按三种不同嗜温厌氧菌（嗜温5-20℃嗜温20-42℃嗜温42-75℃）工程上分为低温厌氧(15-20℃)、中温厌氧（30-35℃）、高温厌氧（50-55℃）三种。温度对厌氧反应尤为重要，当温度低于*下限温度时，每下降1℃，效率下降11%。在上述范围，温度在1-3℃的微小波动，对厌氧反应影响不明显，但温度变化过大（急速变化），则会使污泥活力下降，度产生酸积累等问题。

PH：厌氧水解酸化工艺，对PH要求范围较松，即产酸菌的PH应控制4-7℃范围内；*厌氧反应则应严格控制PH，即产甲烷反应控制范围6.5-8.0,*范围为6.8-7.2,PH低于6.3或高于7.8,甲烷化速降低。
氧化还原电位：水解阶段氧化还原电位为-100～+100mv，产甲烷阶段的*氧化还原电位为-150～-400mv。因此,应控制进水带入的氧的含量，不能因以对厌氧反应器造成不利影响。
营养物：厌氧反应池营养物比例为C:N:P=(350-500):5:1。

水解酸化池调试
①调试工作前的先决条件
调试前的先决条件包括全部机械设备和仪表在调试工作进行之前已经进行初步调试，并确认可投入使用；所有的构筑物和工艺管道均已经清理完毕；各构筑物均已经进行闭水试验，经过监理方和各方同意验收；各构筑物经过初期的清水试验，确认构筑物能满足设计要求。
②确定调试过程中需要培育的菌种
通过对以往污水处理的经验，活性污泥法主要菌种为细菌和有关的微生物，培育菌种的菌源采用活性污泥或者采用化粪池污泥，或者直接使用人类粪便污水作为菌源；加入的菌源要求不存在对微生物有害作用的重金属物质。
③初步向池内投加污水
首先向池中加入一定量的污水，加入的污水要求有适当的有机物浓度，它们是微生物的食源，如果营养不够，就要加入无机盐（氨盐，氮盐）补充营养。
④投加菌种污泥
在污水进入池内后加入含有菌种的人类粪便污水，观察污水的水质情况，直到污水中出现絮状物质，证明污泥有了活性，等待微生物的静态生长，然后加大污水的加入量。
⑤进一步加大污水的加入量
在上次加入污水量的基础上，加大污水的投加量，重复上面的步骤。在进行调试的过程中，要求随时观察水质的变化情况，对出现的问题随时处理，否则将对微生物产生很大的影响。
⑥加大污水量达到设计要求
由于通过前期的培育，池中有了大量的微生物，可以将污水加至设计水位，重复上面的曝气步骤，直到达到想要的结果，查看池中水质分布情况和填料上膜的生长情况，针对性进行下部工作。