100立方米/天一体化生活污水处理设备

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有机物的去除工艺路线
1、预处理
预处理工艺一般是作为其他工艺的辅助措施，先期对于超标较多，指标较高的物质进行减量或改变其性质，便于后续工艺的去除。
预处理技术主要是生物预处理和强氧化处理技术。
生物预处理技术的应用
生物预处理是通过生物作用来去除氨氮和部分有机物。微污染水源的生物预处理技术，在国内外的研究和应用已经有30多年的历史，并已经得到了人们的普遍的认同。作为微污染水源的预处理，生物处理的主要优点是：对去除NH3-N、NO2-N、AOC*，对有机物、色度、嗅味、TOC、浊度也有一定去除效果。缺点是占地大，处理效果对受水源水质和水温影响较大。
预氧化技术的应用
主要采用预氯化、预臭氧技术、高锰酸盐预氧化技术及二氧化氯预氧化技术。
2、预氯化
预氯化在国内已得到普遍使用，用于除藻和降解有机物，费用低廉，但氯与水中有机物生成的消毒副产物对人体非常有危害，应逐步取消在微污染水源中作为预处理的使用。
3、预臭氧
预臭氧技术主要用于消除地下水中的铁、锰和去除色度、嗅味，以及降解水中的高分子有机物，还被用于改善絮凝和澄清。预臭氧工程应用中，其主要目的是助凝，必要时考虑强化去除藻类、色度和有机污染物，臭氧投量一般为0.2～2.0mg/L。
有研究表明预臭氧控制消毒副产物的效果也比较稳定，在预臭氧投加量约1.0mg/L(0.23mgO3/mgDOC)的情况下，三卤甲烷前体物去除率约为23%，高藻期时藻类去除率高达47%。在臭氧预氧化处理过程中，臭氧不是通过降低水中有机物含量达到控制消毒副产物前体物，而是主要氧化攻击分子质量较大的疏水性有机物。这些有机物多数具有芳香性结构或者不饱和双键，易受攻击而断裂变小，转化为亲水性物质。臭氧预处理通过改变水中有机物的物理化学性质，降低水中有机物的氯化活性，从而达到控制消毒副产物生成量的目的。但需注意的是，当原水中含有较高浓度的溴离子时或臭氧投加过量时，臭氧预氧化使溴离子转变为溴酸根离子，并使水中溴代三卤甲烷、溴乙酸等浓度升高。

预臭氧工艺占地少，工艺效果不受季节、气温等因素影响，效果稳定。但臭氧需要现场制备，且运行成本较高。

高锰酸盐预氧化
高锰酸钾是一种强氧化剂，能够选择性地与水中有机污染作用，破坏有机物的不饱和官能团，20世纪60年代就被用于去除水中嗅味、色度等，效果良好。近年来又研制出高锰酸盐复合药剂，对地表水有显著的氧化助凝、除藻、除嗅味、去除微量有机污染物等效能，还可降低三卤甲烷生成势。高锰酸盐复合药剂在氧化过程中产生的中间态和新生态成分可强化去除水中微量有机污染物。此外，新生态二氧化锰对水中多种微量有机与无机污染物有吸附作用，可提高对水中多种有机污染物和重金属的去除效果。
二氧化氯预氧化
二氧化氯预氧化的应用还比较少，但二氧化氯预氧化对芳香烃类化合物都有比较好的去除效果，可以控制三卤甲烷(THMs)的形成，减少总有机卤的生成，对水中有色物质有很好的脱色作用。采用二氧化氯预氧化，形成的有机副产物较少且毒害作用较轻，无机副产物主要有亚氯酸盐、氯酸盐。有研究报道，亚氯酸盐和氯酸盐的不利影响主要在于它的强氧化性和对人体神经系统的毒害作用，长期饮用能导致贫血症等。目前这方面的研究有待于进一步深入。
二氧化氯也需要现场制备，而且根据不同的制备方法，需要严格控制反应条件，防止发生爆炸。二氧化氯用于预氧化去除有机物、铁及锰时，其投加量为1～1.5mg/L，具体投量需要根据水质情况确定。投加浓度必须控制在防爆浓度以下，必须设置安全防爆措施。凡与二氧化氯接触处应使用惰性材料;对每种药剂应设置单独的房间，并要有排除和容纳或渗漏药剂的措施。
通过上述比较，可以看出，预臭氧工艺和生物预处理工艺的选用目的是不同的：预臭氧主要通过强氧化性来降解有机物和去除色度和嗅味;而生物预处理则是通过生物作用去除氨氮和部分有机物。另外，本工程地处黄河口，冬季气温低，采用生物预处理方法，处理有机物效果差，占地大，需要对池体保温，费用较高。如不保温，生物反应池排泥困难，影响运行。考虑实施加大污染治理力度后原水水质将有所改善，本次方案暂不考虑采用生物预处理，采用预氯化方法无疑会生成大量的加氯消毒副产物，对饮用水安全带来危害，高锰酸盐和臭氧预氧化相对经济，且对重金属的去除效果好，可以与后面的深度处理工艺统一考虑。

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。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。

100立方米/天一体化生活污水处理设备温度
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zui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。
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。
进水水质
（1）营养物质
参与活性污泥处理的微生物，在其生命活动过程中，需要不断从周围环境的污水中吸取其所必须的营养物质，包括：碳源、氮源、无机盐类以及某些生长素等。待处理的污水中必须充分含有这些物质。碳是构成微生物细胞的重要物质，参与活性污泥处理的微生物对碳源需求量较大，一般以BOD5计，不应低于100mg/L。生活污水碳源比较充足，对于一些碳源不足的工业废水则应补充碳源，如生活污水或是淀粉等。
氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素，氮源可来自N2、NH3、NO3等无机氮化合物，也可以来自蛋白质、胨（音dong）以及氨基酸等有机含氮化合物。生活污水中氮源充足，不需要另行投加；工业废水则应考虑含氮是否充足，必要时可投加尿素、硫酸铵等。
磷是合成核蛋白、卵磷脂以及其他磷化合物的重要元素，在微生物的代谢和物质转化中起重要作用。辅酶I、辅酶II、磷酸腺苷等都含有磷。微生物主要从无机磷化合物中获取磷。磷源不足将影响酶的活性，从而使微生物的生理功能受到影响。
（2）有毒物质
“有毒物质”是指对微生物生理活动具有抑制作用的某些无机质及有机质，主要有重金属离子（如锌，铜，镍，铅，铬等）和一些非金属化合物（如酚，醛，qing化物，硫化物等）。有毒物质对微生物毒害作用，有一个量的概念，只有在有毒物质在环境中达到某一浓度时，毒害和抑制作用才显现出来。污水中的各种有毒物质只要低于这一浓度，微生物的生理功能不受影响。有毒物质的作用还与pH值、水温、溶解氧、有无其他有毒物质及微生物的数量以及是否经过驯化等因素有关。
生物膜法中生物膜的形成与那些因素有关？
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。