一体化污水处理设备WSZ-AO-1.5

一体化污水处理设备WSZ-AO-1.5

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厌氧生物处理技术在水处理行业中一直都受到环保工作者们的青睐，由于其具有良好的去除效果，更高的反应速率和对毒性物质更好的适应，更重要的是由于其相对好氧生物处理废水来说不需要为氧的传递提供大量的能耗，使得厌氧生物处理在水处理行业中应用十分广泛。
但由于总体反应式基于莫诺方程的厌氧处理受到低浓度废水Ks的限制，所以厌氧在处理低浓度废水方面没有太大的空间，可近的一些报道和试验表明，厌氧如果提供合适的外部条件，在处理低浓度废水方面仍然有非常高的处理效果。
我们可以根据厌氧反应的原理加以动力学方程推导出厌氧生物处理低浓度废水尤其在处理生活污水方面的合适条件。

厌氧反应四个阶段
一般来说，废水中复杂有机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解：
（1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。
（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。
（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。
再上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四个反应阶段通常很慢，同时也是为重要的反应过程，在前面几个阶段中，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD几乎没有什么去除，只是在第四个阶段中污染物质变成甲烷等气体，使废水中COD大幅度下降。同时在第四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的有机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，保证反应的连续进行。

一般来说，影响Kh的因素很多，很难确定一个特定的方程来求解Kh，但我们可以根据一些特定条件的Kh，反推导出水解反应器的容积和反应条件。在实际工程实施中，有条件的话，针对要处理的废水作一些Kh的测试工作。通过对国内外一些报道的研究，提出在低温下水解对脂肪和蛋白质的降解速率非常慢，这个时候，可以不考虑厌氧处理方式。对于生活污水来说，在温度15的情况下，Kh＝0.2左右。但在水解阶段我们不需要过多的COD去除效果，而且在一个反应器中你很难严格的把厌氧反应的几个阶段区分开来，一旦停留时间过长，对工程的经济性就不太实用。如果就单独的水解反应针对生活污水来说，COD可以控制到0.1的去除效果就可以了。物理化学法
物理化学法可有效去除农家乐生活污水中的有机污染物和油脂，且物化法具有操作简单、投资少、体积小的特点，因而在农家乐生活污水处理中应用较广。常用的物化法有混凝法和粗粒化法。
    混凝法
混凝法是通过在生活污水中投加混凝剂，在压缩双电层、电中和、吸附架桥、网捕卷扫的单独或共同作用下，使胶体和悬浮粒子脱稳之后形成大的聚集体，在重力作用下沉降，进而与水体分离被去除的过程。通过对混凝过程的研究得出:决定混凝剂用量的阶段主要为破乳阶段;废水经混凝处理后，油、CODcr的去除率与原废水中油、CODcr含量有关，污染物含量越高，去除率亦越高。因而其处理效果受水质影响较大，处理效果往往不稳定。不适合处理水质波动大，CODcr浓度高的农家乐生活污水。
    粗粒化法
粗粒化法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差较大的特性，使油粒截流在材料表面及空隙内并形成油膜，随着油膜厚度的增大，在水力和浮力等的作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒。聚结后粒径较大的油珠则易于从水中被分离。该法现常用于农家乐生活污水的预处理。
    电化学法
电化学法是利用阳极材料氧化生成的金属离子溶于水后与OH-生成多核羟基配合物，使废水中的有机物因发生混凝作用而形成大的絮凝体;阴极则还原生成H2等气体，通过气浮作用带动絮凝体上浮而被去除，同时电场可直接氧化去除废水中的某些有机物。其优点是既可以作为单独的处理工艺，又可以与其他技术相结合形成复合处理工艺;优点是不会产生二次污染;设备小巧、易操作。缺点是耗能较多、成本很高。电化学法主要包括电凝聚法、微电解-电解法、脉冲电絮凝法等。列如有人釆用电凝聚法处理农家乐餐饮废水，研究发现:进水pH值、电导率和电流密度不会影响污染物的去除率;实验中污水的油脂去除率高于94%;且电凝聚法还能够调节废水的pH值。该法在电价低廉的地区有一定的适用性。
污水处理中的微生物种类很多，主要有菌类，藻类以及动物类。
1、细菌
细菌的适应性强，增长速度快。根据对营养物需求的不同，可将细菌分为自养菌和异养菌两大类。自养菌利用各种无机物（CO2、HCO3-、NO3-、PO3-4等）为营养将其转化为另一种无机物，释放出能量，合成细胞物质，其碳源、氮源和磷源皆为无机物。异养菌以有机碳作碳源，有机或无机氮为氮源，将其转化为CO2、H2O、NO3-、CH4、NH3等无机物，释放出能量，合成细胞物质。污水处理设施中的微生物主要是异养菌。
2、真菌
真菌包括霉菌和酵母菌。真菌是好氧菌，以有机物为碳源，生长pH为2〜9，pH为5.6。真菌需氧量少，只有细菌的一半。真菌常出现于低pH值、分子氧较少的环境中。
真菌丝体对活性污泥的凝聚起到骨架作用，但过多丝状菌的出现会影响污泥的沉淀性能，而引起污泥膨胀。真菌在污水处理的作用是不可忽视的。
3、藻类
藻类是单细胞和多细胞的植物性微生物。它含有叶绿素，利用光合作用同化二氧化碳和水放出氧气，吸收水中的氮、磷等营养元素合成自身细胞。
4、原生动物
原生动物是低等的能进行分裂增殖的单细胞动物。污水中的原生动物既是水质净化者又是水质指示物。绝大多数原生动物属于好氧异养型。在污水处理中，原生动物的作用没有细菌重要，但由于大多数原生动物能吞食固态有机物和游离细菌，所以有净化水质的作用。原生动物对环境的变化比较敏感，在不同的水质环境中出现不同的原生动物，所以是水质指示物。例如，溶解氧充足时钟虫大量出现，溶解氧低于1㎎/L时出现较少，也不活跃。
5、后生动物
后生动物是多细胞动物。在污水处理设施和稳定塘中常见的后生动物有轮虫、线虫和甲壳类的动物。
后生动物皆为好氧微生物，生活在较好的水质环境中。后生动物以细菌、原生动物、藻类和有机固体为食，它们的出现表明处理效果较好，是污水处理的指示性生物。