地埋式生活污水處理設施

A/O內循環(huán)生物脫氮工藝特點
根據(jù)以上對生物脫氮基本流程的敘述，結合多年的廢水脫氮的經(jīng)驗，我們總結出(A/O)生物脫氮流程具有以下優(yōu)點：
(1)效率高。
該工藝對廢水中的有機物，氨氮等均有較高的去除效果。當總停留時間大于54h，經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀，可將COD值降至100mg/L以下，其他指標也達到排放標準，總氮去除率在70%以上。
(2)流程簡單，投資省，操作費用低。
反硝化在前，硝化在后，設內循環(huán)，以原污水中的有機底物作為碳源，效果好，反硝化反應充分;曝氣池在后，使反硝化殘留物得以進一步去除，提高了處理水水質;A段攪拌，只起使污泥懸浮，而避免DO的增加。O段的前段采用強曝氣，后段減少氣量，使內循環(huán)液的DO含量降低，以保證A段的缺氧狀態(tài)。

該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸氨塔設置有脫固定氨的裝置后，碳氮比有所提高，在反硝化過程中產(chǎn)生的堿度相應地降低了硝化過程需要的堿耗。
(3)缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。
如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有機物的去除率分別為62%和36%，故反硝化反應是為經(jīng)濟的節(jié)能型降解過程。
(4)容積負荷高。
由于硝化階段采用了強化生化，反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度，與國外同類工藝相比，具有較高的容積負荷。
(5)缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。
當進水水質波動較大或污染物濃度較高時，本工藝均能維持正常運行，故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較，不難看出，生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時，也降解酚、氰、COD等有機物。結合水量、水質特點，我們推薦采用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮(內循環(huán)) 工藝流程，使污水處理裝置不但能達到脫氮的要求，而且其它指標也達到排放標準。
生物膜法是一種的廢水處理方法，具有污泥量少，不會引起污泥膨脹，對廢水的水質和水量的變動具有較好的適應能力，運行管理簡單等特點。
生物膜法是使微生物附著在載體表面上并形成生物膜，當污水流經(jīng)載體表面時，污水中的有機物及溶解氧向生物膜內部擴散。膜內微生物在有氧存在的情況下對有機物進行分解代謝和機體合成代謝，同時分解的代謝產(chǎn)物從生物膜擴散到水相和空氣中，從而使廢水中的有機物得以降解。

活性污泥法和生物膜法的區(qū)別不僅僅是微生物的懸浮與附著之分，更重要的是擴散過程在生物膜處理系統(tǒng)中是一個必須考慮的因素。
在生物膜反應器中，有機污染物、溶解氧及各種必須的營養(yǎng)物質首先要從液相擴散到生物膜表面，進而進到生物膜內部，只有擴散到生物膜表面或內部的污染物才有可能被生物膜內微生物分解與轉化，終形成各種代謝產(chǎn)物。
另外，在生物膜反應器中，由于微生物被固定在載體上，從而實現(xiàn)了SRT與HRT(水力停留時間)的分離，使得增殖速率慢的微生物也能生長繁殖。因此，生物膜是一穩(wěn)定的、多樣的微生物生態(tài)系統(tǒng)。
生物膜的形成原理(掛膜過程)
生物膜的形成過程是微生物吸附、生長、脫落等綜合作用的動態(tài)過程。
首先，懸浮于液相中的有機污染物及微生物移動并附著在載體表面上;然后，附著在載體上的微生物對有機污染物進行降解，并發(fā)生代謝、生長、繁殖等過程，并逐漸在載體的局部區(qū)域形成薄的生物膜，這層生物膜具有生化活性，又可進一步吸附、分解廢水中有機污染物，直至后形成一層將載體*包裹的成熟的生物膜。
微生物膜的形成通常經(jīng)歷載體表面改良、可逆附著、不可逆附著、生物膜形成四個階段，具體描述如下：
微生物在載體上的掛膜可分為微生物吸附和固著生長兩個階段。載體加入水體以后，首先進入吸附期。有部分微生物和絲狀物質已經(jīng)附著在載體表面，附著了較多物質的位置往往是載體的凹處，不容易被水流剪切的地方。此時懸浮液中的微生物大量增長，出現(xiàn)較明顯的一個污泥層。
地埋式生活污水處理設施經(jīng)過不可逆附著以后，微生物在載體表面獲得一個比較穩(wěn)定的生長環(huán)境，在供氧和底物充足的情況下，吸附在載體上的污泥中的微生物很快就開始生長。
隨著培養(yǎng)馴化時間的增長，在載體表面生長的生物膜也迅速增長，逐漸覆蓋整個載體表面，并開始增厚。但生物膜的生長并不均勻，在載體比較突出的地方，生物膜比較薄，而凹處則會長出相當繁盛的菌落，可見水力剪切對生物膜的生長具有重要的影響。在載體表面附著生長的微生物種類也很繁多，除了累枝蟲、鐘蟲外，還可觀察到絲狀菌、球菌、桿菌等，還有一些游泳性的細菌在活動。隨著載體上附著了越來越多的生物膜，載體的表觀密度逐漸會下降，變得更輕，更容易流態(tài)化，同時在下降區(qū)的載體下降速度有所變慢。
生物膜形成的影響因素
生物膜的形成與載體表面性質(載體表面親水性、表面電荷、表面化學組成和表面粗糙度)、微生物的性質(微生物的種類、培養(yǎng)條件、活性和濃度)及環(huán)境因素(PH值、離子強度、水力剪切力、溫度、營養(yǎng)條件及微生物與載體的接觸時間)等因素有關。
載體表面性質
載體表面電荷性、粗糙度、粒徑和載體濃度等直接影響著生物膜在其表面的附著、形成。在正常生長環(huán)境下，微生物表面帶有負電荷。如果能通過一定的改良技術，如化學氧化、低溫等離子體處理等可使載體表面帶有正電荷，從而可使微生物在載體表面的附著、形成過程更易進行。載體表面的粗糙度有利于細菌在其表面附著、固定。
一方面，與光滑表面相比，粗糙的載體表面增加了細菌與載體間的有效接觸面積;另一方面載體表面的粗糙部分，如孔洞、裂縫等對已附著的細菌起著屏蔽保護作用，使它們免受水力剪切力的沖刷。

活性污泥的結構
在活性污泥工藝中，將千萬個細菌結合在一起形成絮凝體狀的細菌稱為菌膠團細菌。菌膠團細菌在活性污泥中具有十分重要的作用，只有在菌膠團發(fā)育良好的條件下，活性污泥的絮凝、吸附及沉降等功能才能正常發(fā)揮。形成絮體的細菌在處理過程中起著非常重要的作用，它們有助于從處理過的廢水中分離污泥。
過對活性污泥中種群動態(tài)學的研究，人們認識到，活性污泥中的菌膠團細菌和絲狀菌形成一個共生的微生物體系。當活性污泥中的菌膠團細菌和絲狀菌處于平衡狀態(tài)時，絲狀菌作為污泥絮體的骨架，菌膠團細菌附著在其表面，形成結構緊密、沉降性能良好的污泥絮體。
隨著絮體尺寸增大到某一臨界值后，絮體內部條件不利于菌膠團細菌和絲狀菌的繁殖，絲狀菌伸展出來，沉降性能開始變差。后來，污泥絮體開始解體，污泥的沉降性能更差。破碎后的小指狀污泥又利于菌膠團細菌的生長，此時擴散能力改善，菌膠團細菌又可直接從溶液中吸取營養(yǎng)和基質，故又可出現(xiàn)菌膠團細菌和絲狀菌的生長平衡狀態(tài)，如此完成絮體形態(tài)上的一個循環(huán)。

由此可見，菌膠團細菌和絲狀菌的共生體系是一種接近于自然界的混合培養(yǎng)體系，存在著這兩類微生物之間在時間和空間上的動態(tài)生態(tài)學的相互作用。在該體系中，絲狀菌的重要作用有：
(1)保持污泥絮體的結構，形成沉淀性能良好的污泥從Seagin等人關于絮體結構的學說中可知，由絲狀菌形成污泥絮體的骨架，這對于保證污泥絮體的強度有很大作用；若缺少絲狀菌,則污泥絮體強度降低，抗剪力變差，往往會造成出水的混濁。
⑵高的凈化效率，低的出水濃度從動力學參數(shù)方面比較，絲狀菌的Ks及μmax均比菌膠團的低，而按莫諾德(Monod)方程，由于菌膠團的Ks,、μmin大于絲狀菌的，因而菌膠團的Smin值也高于絲狀菌的；可見在絲狀菌存在（但不是大量存在）的條件下可以獲得高質量、低濃度的出水，從而保證了凈化效果。
(3)保持絲狀菌和菌膠團菌的共生關系從大量的實際工程運轉資料可以得出，活性污泥中絲狀菌含量太高或太低均不適宜。前者雖能使出水濃度低，但沉淀性能差；后者沉降性能好，但出水中含有較多的細小懸浮物。
但如果采用一定的方法，使曝氣中的生態(tài)環(huán)境有利于選擇性地發(fā)展菌膠團細菌，應用生物競爭的機制抑制絲狀菌的過度生長和繁殖，從而利于控制污泥膨脹的發(fā)生發(fā)展，稱之為環(huán)境調控。總之，廢水處理的終目標是出水清澈、沉降性能好，為實現(xiàn)這一目標，應合理地控制絲狀菌，使其在一個合理的范圍之內。
活性污泥的功能
活性污泥中存在大量的腐生生物，其主要功能是降解有機物。細菌是有機物的凈化功能中心。同時，活性污泥中還存在硝化細菌與反硝化細菌。其在生物脫氮中起著非常重要的作用。尤其在廢水中氮的去除日益受到重視的形勢下，這兩類菌及它們之間的關系就顯得更重要了。