无动力地埋式一体化污水处理系统

生物处理技术
   水源水生物处理技术的本质是水体天然净化的人工化，通过微生物的降解，去除水源水中包括腐殖酸在内的可生物降解的有机物及可能在加氯后致突变物质的前驱物和NH3—N，NO2—等污染物，再通过改进的传统工艺的处理，使水源水水质大幅度提高。常用方法有生物滤池、生物转盘、生物流化床，生物接触氧化池和生物活性炭滤池。这些处理技术可有效去除有机碳及消毒副产物的前体物，并可大幅度的降低NH3—N，对铁、锰、酚、浊度、色、嗅、味均有较好的去除效果，费用较低，可*代替预氯化。
塔式生物滤池
    轻质滤料的开发与采用，为塔式生物滤池的应用创造了条件。生物塔滤增加了滤池高度，分层放置填料，通风良好克服了普通生物滤池（非曝气）溶解氧不足的缺陷。国外广泛采用塑料材质大孔径波纹孔板滤料，我国常采用环氧树脂固化玻璃钢蜂窝填料。塔式生物滤池的净化作用也是通过填料表面的生物膜的新陈代谢活动来实现的。塔式滤池的优点是负荷高、产水量大、占地面积小，dui冲击负荷水量和水质的突变适应性较强。缺点是动力消耗较大，基建投资高，运行管理不便。
生物转盘反应器
    生物转盘在污水处理中已广泛采用，目前在给水处理领域，对某些污染程度较为严重的微污染水进行了一些研究。

    生物转盘的特点表现为，生物膜能够周期的运行于空气与水相两者之中，微生物能直接从大气中吸收需要的氧气（减少了溶液中氧传质的困难性），使生物过程更为有利的进行。转盘上生物膜生长面积大，生物量丰富，不存在类似于生物滤池的堵塞情况，有较好的耐冲击负荷的能力，脱落膜易于清理处置。但存在的不足是生物氧化接触时间较长，构筑物占地面积大，盘片价格较贵，基建投资高。
生物膨胀床与流化床
    生物膨胀床是介于固定床和流化床之间的一种过渡状态，流化床中的填料随水、气流的上升流速的增加而逐渐由固定床经膨胀床后成为流化床。生物膨胀床与流化床通过选用适度规格粒径（约为0.2~1.0mm）的生物载体，如砂、焦碳、活性炭、陶粒等，采用气、水同向混合自下而上，使载体保持适度膨胀或流化的运转状态。与固定床相比，从两个方面强化了生物处理过程：一方面，载体粒径变小，比表面积增大，单位溶剂的比表面积可达到2000~3000m2/m3，这大大提高了单位生物池的生物量。另一方面，由于颗粒在反应器中处于自由运动（膨胀或流化）状态，避免了生物滤池的堵塞现象，提高了水与生物颗粒的接触机会；同时可采用控制膨胀率的办法来控制水流紊动对生物颗粒表面的剪力水平，进而控制填料上生物膜的厚度，有利于形成均匀、致密、厚度较薄且活性较高的生物膜。这些都大大的强化了水中可生物降解基质向生物膜内的传递过程，使生物膨胀床、流化床的单位容积的基质降解速率得到提高。生物膨胀床、流化床含有活性高的较大生物量，处理水力负荷增大，并保证出水水质良好。
    采用生物膨胀床与流化床，可解决固定填料床中常出现的堵塞问题，进一步提高净化效率，且占地面积少。但由于保持膨胀或流化状态，消耗的动力费用较高，且维护管理复杂，尤其是当池体比较大的情况，如一旦停止运行，再启动很困难，运行中水力学条件难以控制等。在运行过程中还存在流化介质跑料现象，其工程应用还很少见。

微生物的生长环境
废水生物处理的主体是微生物，只有创造良好的环境条件让微生物大量繁殖才能获得令人满意的处理效果。影响微生物生长的的条件主要有营养、温度、pH值、溶解氧及有毒物质等。
1、营养
营养是微生物生长的物质基础，生命活动所需的能量和物质来自于营养。微生物细胞的组成(不包括H2O和无机物)，可用化学式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。不同微生物细胞的组成不尽相同，对碳氮磷比的要求也不*相同。好氧微生物要求碳氮磷比为BOD5:N:P=100:5:1[或COD:N:P=(200~300):5:1]。厌氧微生物要求碳氮磷比为BOD5:N:P=100:6:1。其中N以NH3 - N计，P以PO43--P计。微生物种类繁多，所需C、N、P的化学形式也不相同。如异养菌需要有机物为碳源，而自养菌以CO2和HCO3-为碳源。
几乎所有的有机物都是微生物的营养源，为达到预期的净化效果，控制合适的C:N:P比显得十分重要。微生物除需要C、H、O、N、P外，还需要S、Mg、Fe、Ca、K等元素，以及Mn、Zn、Co、Ni、Cu、Mo、V、I、Br、B等微量元素。
2、温度
微生物的种类不同生长温度不同，各种微生物的总体温度范围是0~80℃。根据适应的温度范围，微生物可分为低温性(好冷性)、中温性和高温性(好热性)三类。低温性微生物的生长温度为20℃以下，中温性微生物的生长温度为20~45℃，高温性微生物的生长温度为45℃以上。好氧生物处理以中温为主，微生物的适生长温度为20～37。厌氧生物处理时，中温微生物的适生长温度为25~40℃，高温微生物的适生长温度为50~60℃。所以厌氧微生物处理常利用33~38℃和52~57℃两个温度段，分别叫做中温消化(发酵)和高温消化(发酵)。随着科学技术的发展，厌氧反应已能在20~25℃的常温下进行，这就大大降低了运行费用。

无动力地埋式一体化污水处理系统在适宜的温度范围内，每升高10℃，生化反应速度就提高1~2倍。所以，在较高适温度条件下生物处理效果较好。人为改变污水温度将增大处理成本，所以好氧生物处理一般在自然温度下进行，即在常温下进行。好氧生物处理效果受气候的影响较小。厌氧生物处理受温度影响较大，需要保持较高的温度，但考虑到运行成本，应尽量采用常温下运行(20~25℃)。如果原污水的温度较高，应采用中温发酵(33~38℃)或高温发酵(52~57℃)。如果有足够的余热或发酵过程中产生足够的沼气(高浓度有机污水和污泥消化)，则可以利用余热或沼气的热能实现中温和高温发酵。一般情况下，一日内温度的波动不宜超过℃。所以，在生物处理时要控制适宜的水温并保持稳定。

3、pH值
酶是一种两性电解质，pH值的变化影响酶的电离形式，进而影响酶的催化性能，所以pH值是影响酶活性的重要因素之一。不同的微生物具有不同的酶系统，就有不同的pH值适应范围。细菌、放线菌、藻类和原生动物的pH值适应范围是4~10。酵母菌和霉菌的适pH为3.0~6.0。大多数细菌适宜pH=6.5~8.5的中性和偏碱性环境。好氧生物处理的适宜pH为6.5~8.5，厌氧生物处理的适宜pH为6.7~7.4(*pH为6.7~7.2)。在生物处理过程中保持适pH值范围非常重要。否则，微生物酶的活性降低或丧失，微生物生长缓慢甚至死亡，导致处理失败。
进水pH值的突然变化会对生物处理产生很大的影响，这种影响不可逆转。所以保持pH值的稳定非常重要。
4、溶解氧
好氧微生物的代谢过程以分子氧为受体，并参与部分物质的合成。没有分子氧，好氧微生物就不能生长繁殖，所以，进行好氧生物处理时，要保持一定浓度的溶解氧(DO)。供氧不足，适合低溶解氧生长的微生物(微量好氧的发硫菌)和兼性微生物大量繁殖。它们分解有机物不*，处理效果下降，且低溶解氧状态下丝状菌优势生长，引起污泥膨胀。溶解氧浓度过高，不仅浪费能量，而且会因营养相对缺乏而使细胞氧化和死亡。为取得良好的处理效果，好氧生物处理时应控制溶解氧在2~3mg/L(二沉池出水0.5~1mg/L)为宜。
厌氧微生物在有氧的条件下生成H2O2，但没有分解H2O2的酶而被H2O2杀死。所以，在厌氧生物处理反应器中决不能有分子氧存在。其他氧化态物质如SO42-、NO3-、PO43-和Fe3+等也会对厌氧生物处理产生不良影响，也应控制它们的浓度。
5有毒物质
对微生物有抑制和毒害作用的化学物质叫有毒物质。它能破坏细胞的结构，使酶变性而失去活性。如重金属能与酶的-SH基团结和，或与蛋白质结合使之变性或沉淀。有毒物质在低浓度时对微生物无害，超过某一数值则发生毒害。某些有毒物质在低浓度时可以成为微生物的营养。有毒物质的毒性受pH值、温度和有无其他有毒物质存在等因素的影响，在不同条件下毒性相差很大，不同的微生物对同一毒物的耐受能力也不同，具体情况应根据实验而定。
废水生物处理的目的和重要性
1、废水生物处理的目的
废水生物处理的主要目的有以下3点：① 絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；② 稳定和去除废水中的有机物；③ 去除营养元素氮和磷。
2、废水生物处理的重要性
① 城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才；
② 废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；
③ 目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；
④ 大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。