小型生活污水處理設(shè)施
生物膜法基本特征
在污水處理構(gòu)筑物內(nèi)設(shè)置微生物生長(zhǎng)聚集的載體（一般稱填料），在充氧的條件下，微生物在填料表面聚附著形成生物膜，經(jīng)過(guò)充氧(充氧裝置由水處理曝氣風(fēng)機(jī)及曝氣器組成)的污水以一定的流速流過(guò)填料時(shí)，生物膜中的微生物吸收分解水中的有機(jī)物，使污水得到凈化，同時(shí)微生物也得到增殖，生物膜隨之增厚。當(dāng)生物膜增長(zhǎng)到一定厚度時(shí)，向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散的氧受到限制，其表面仍是好氧狀態(tài)，而內(nèi)層則會(huì)呈缺氧甚至厭氧狀態(tài)，并終導(dǎo)致生物膜的脫落。隨后，填料表面還會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)新的生物膜，周而復(fù)始，使生物膜法污水得到凈化。
微生物在填料表面聚附著形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，其表面存在一層薄薄的水層，水層中的有機(jī)物已經(jīng)被生物膜氧化分解，故水層中的有機(jī)物濃度濃度比進(jìn)水要低得多，當(dāng)廢水從生物膜表面流過(guò)時(shí)，有機(jī)物就會(huì)從運(yùn)動(dòng)著的廢水中轉(zhuǎn)移到附著在生物膜表面的水層中去，并進(jìn)一步被生物膜所吸附，同時(shí)，空氣中的氧也經(jīng)過(guò)廢水而進(jìn)入生物膜水層并向內(nèi)部轉(zhuǎn)移。

生物膜上的微生物在有溶解氧的條件下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解和機(jī)體本身進(jìn)行新陳代謝，因此產(chǎn)生的二氧化碳等無(wú)機(jī)物又沿著相反的方向，即從生物膜經(jīng)過(guò)附著水層轉(zhuǎn)移到流動(dòng)的廢水中或空氣中去。這樣一來(lái)，出水的有機(jī)物含量減少，廢水得到了凈化。
小型生活污水處理設(shè)施在小規(guī)模分散型污水處理中大量使用生物膜污水處理工藝，比使用活性污泥工藝更有優(yōu)勢(shì)，具體體現(xiàn)在：①微生物相方面，各種生物膜工藝中參與凈化反應(yīng)的微生物多樣化，微生物的食物鏈較長(zhǎng)，世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物易于存活，在分段運(yùn)行中每段都能夠形成優(yōu)勢(shì)菌種;②在處理工藝上，各種生物膜工藝對(duì)水質(zhì)水量變化均有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥沉降性能良好、易于固液分離，能夠處理低濃度的污水，易于維護(hù)、節(jié)能。
凈化機(jī)理及過(guò)程
⑴活性污泥中的微生物在酶的催化作用下,利用污水中的有機(jī)物和氧,將有機(jī)物氧化為水和二氧化碳,達(dá)到去除水中有機(jī)污染物的目的。
⑵凈化過(guò)程
活性污泥去除污水中有機(jī)物的過(guò)程一般分為三個(gè)階段：
①初期的吸附去除階段
在該階段,污水和污泥在剛開(kāi)始接觸的5～10min內(nèi)就出現(xiàn)了很高的BOD去除率,通常30min內(nèi)完成污水中的有機(jī)物被大量去除,這主要是由于活性污泥的物理吸附和生物吸附作用共同作用的結(jié)果.
活性污泥法初期的吸附去除的主要特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn):
a.初期的吸附去除完成時(shí)間短,去除量大;
b.去除的有機(jī)物對(duì)象主要是膠體和懸浮性有機(jī)物;
c.活性污泥的性質(zhì)與初期的吸附去除關(guān)系密切,一般處于內(nèi)源呼吸期的活性污泥微生物吸附能力強(qiáng),而氧化過(guò)度的活性污泥微生物初期吸附的效果不好;
d.初期吸附有機(jī)物的效果與生物反應(yīng)池的混合及傳質(zhì)效果密切相關(guān);e.被吸附的有機(jī)物沒(méi)有從根本上被礦化,通過(guò)數(shù)小時(shí)的曝氣后,在胞外酶的作用下,被分解為小分子有機(jī)物后才可能被微生物酶轉(zhuǎn)化.

②代謝階段
活性污泥吸附了污水中呈非溶解狀態(tài)的大分子有機(jī)物后,被微生物的胞外酶分解成小分子的溶解性有機(jī)物,與污水中溶解性的有機(jī)物一起進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)被降解和轉(zhuǎn)化,一部分有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解代謝,氧化為二氧化碳和水,并獲得合成新細(xì)胞所需的能量,另一部分物質(zhì)進(jìn)行合成代謝,形成新的細(xì)胞物質(zhì).

BIOSTYR上向流生物濾池是一種運(yùn)行可靠、出水水質(zhì)好、節(jié)約能耗、抗沖擊能力強(qiáng)和自動(dòng)化程度高的新一代曝氣生物濾池工藝，既可用于污水二級(jí)處理，也可用于污水深度處理和回用，還可以用于微污染水預(yù)處理。大中城市的市區(qū)污水廠在升級(jí)改造過(guò)程中，由于受到占地面積的限制，生物濾池工藝是一種較好的選擇。
在淹沒(méi)式曝氣生物濾池(包括下向流濾池和上向流濾池)領(lǐng)域擁有近30 年的工程設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并且在世界各地建設(shè)了300多座采用曝氣生物濾池工藝的污水處理廠，其中一種工藝便是上向流生物濾池(已經(jīng)擁有140多個(gè)成功案例)。該工藝先開(kāi)發(fā)時(shí)是用于二級(jí)和三級(jí)處理氨氮和總氮的去除，目前該工藝已經(jīng)可與多種預(yù)處理工藝配合直接進(jìn)行二級(jí) 生化處理，并且出水水質(zhì)能夠達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。
小型生活污水處理設(shè)施基本結(jié)構(gòu)和工藝過(guò)程
基本結(jié)構(gòu)
BIOSTYR工藝是一種淹沒(méi)式上向流生物濾池，球形顆粒濾料漂浮在水中。該濾料由聚苯乙烯顆粒發(fā)泡而成，是一種密度較小并且均勻度很高的小球，直徑為3～5 mm，具有很大的比表面積、很強(qiáng)的機(jī)械性能和物理化學(xué)性能，且有一定剛性，在水中既不容易變形，也不容易磨損。

每個(gè)生物濾池單元包括：
① 進(jìn)水渠(水量較小時(shí)也可使用管道進(jìn)水)，在濾池的側(cè)面，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的出水(一般經(jīng)過(guò)6mm 細(xì)格柵、曝氣沉砂池和初沉池處理，不需要2mnl超細(xì)格柵；有時(shí)也包括回流的反沖洗廢水或內(nèi)回流的濾池出水)由上而下進(jìn)入底部的配水渠。
② 配水渠，位于濾池底部，每格濾池2～4條不等，每條配水渠上有一排折形布置的配水孔，直徑約為50～60 mm，不易堵塞，還可用于排除反沖洗廢水。
③ 空氣管，初需要布置兩條空氣管(304L 不銹鋼穿孔管，孔徑為3～5 mm)，中部一條用于工藝曝氣，底部一條用于氣反沖洗；新的設(shè)計(jì)已將工藝曝氣和反沖洗空氣合并為同一條管道，并采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)。
④ 濾料層，厚度為2．0—3．5 m，濾料表面有 一層生物膜附著大量的微生物。
⑤ 濾板，濾池頂部有混凝土預(yù)制濾板，防止濾料的流失。
⑥ 濾頭，濾板上安裝有濾頭，濾頭縫隙≤1．5 mm，用于濾池出水和空氣的排除。
在生物處理中，廢水中的有機(jī)物作為微生物的營(yíng)養(yǎng)源被微生物利用，終分解為穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物或合成細(xì)胞物質(zhì)而以污泥物態(tài)由水中分離，從而使廢水得到凈化。在好氧處理工藝中，微生物通過(guò)利用氧氣將有機(jī)污染物氧化為CO2和微生物的細(xì)胞物質(zhì)（污泥）。隨著氧化分解過(guò)程，大量能量被釋放，用于微生物降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)，即好氧污泥；而厭氧處理工藝則是在無(wú)氧的條件下，大多數(shù)有機(jī)污染物的能量轉(zhuǎn)化為甲烷的形式，結(jié)果只有很少部分用于合成細(xì)胞物質(zhì)，而產(chǎn)生的沼氣可作為熱能被再利用。因此從生物反應(yīng)的原理上，顯而易見(jiàn)，厭氧處理存在很大的優(yōu)勢(shì)。

整個(gè)厭氧過(guò)程分為水解、發(fā)酵、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段、產(chǎn)甲烷階段。
1.水解階段
高分子有機(jī)物因相對(duì)分子量巨大，不能透過(guò)細(xì)胞膜，因此不可能為細(xì)菌直接利用。因此它們?cè)陔A段被細(xì)菌胞外酶分解為小分子。例如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白酶分解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過(guò)細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。