內(nèi)蒙古一體化生活污水處理設(shè)備
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內(nèi)蒙古一體化生活污水處理設(shè)備
微生物的代謝
微生物的生命過程是營養(yǎng)不斷被利用，細胞物質(zhì)不斷合成又不斷消耗的過程。在這一過程中伴隨著新生命的誕生，舊生命的死亡和營養(yǎng)物（基質(zhì)）的轉(zhuǎn)化。污水的生物處理就是利用微生物對污染物（營養(yǎng)物）的代謝轉(zhuǎn)化作用實現(xiàn)的。
1、微生物的營養(yǎng)關(guān)系
細菌、真菌、藻類、原生動物、后生動物共生于水體中。細菌和真菌以水中的有機物、氮和磷等為營養(yǎng)進行有氧和無氧呼吸合成自身細胞。藻類是利用二氧化碳和水中的氮、磷進行光和作用合成自身細胞并向水體提供氧氣。藻類的細胞死亡后成為菌類繁殖的營養(yǎng)。原生動物吞食水中固態(tài)有機物、菌類和藻類。后生動物捕食水中固體有機物、菌類、藻類和原生動物。
2、微生物的代謝
微生物從污水中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，通過復(fù)雜的生物化學反應(yīng)合成自身細胞和排出廢物。這種為維持生命活動和生長繁殖而進行的生化反應(yīng)過程叫新陳代謝，簡稱代謝。根據(jù)能量的轉(zhuǎn)移和生化反應(yīng)的類型可將代謝分為分解代謝和合成代謝。微生物將營養(yǎng)物分解轉(zhuǎn)化為簡單的化合物并釋放出能量，這一過程叫做分解代謝或產(chǎn)能代謝；微生物將營養(yǎng)物轉(zhuǎn)化為細胞物質(zhì)并吸收分解代謝釋放的能量，這一過程叫做合成代謝。當營養(yǎng)缺乏時，微生物對自身細胞物質(zhì)進行氧化分解，以獲得能量，這以過程叫做內(nèi)源代謝，也叫內(nèi)源呼吸。當營養(yǎng)物充足的時，內(nèi)源呼吸并不明顯，但營養(yǎng)物缺乏時，內(nèi)源呼吸是能量的主要來源。
沒有新陳代謝就沒有生命。微生物通過新陳代謝不斷地增殖和死亡。微生物的分解代謝為合成代謝提供能量和物質(zhì)，合成代謝為分解代謝提供催化劑和反應(yīng)器。兩種代謝相互依賴、相互促進、不可分割。
微生物代謝消耗的營養(yǎng)物一部分分解成簡單的物質(zhì)排入環(huán)境，另一部分合成為細胞物質(zhì)。不同的微生物代謝速度不同，營養(yǎng)物用于分解和合成的比例也不相同。厭氧微生物分解營養(yǎng)物不*，釋放的能量少，代謝速度慢，將營養(yǎng)物用于分解的比例大，用于合成的比例小，細胞增殖慢。好氧微生物分解營養(yǎng)物*，終產(chǎn)物（CO2、H2O 、NO3-、PO43-等）穩(wěn)定，含有的能量少，所以好氧微生物代謝中釋放的能量多，代謝速度快，將營養(yǎng)物用于分解的比例小，用于合成的比例大，細胞增殖快。
厭氧生物處理技術(shù)在水處理行業(yè)中一直都受到環(huán)保工作者們的青睞，由于其具有良好的去除效果，更高的反應(yīng)速率和對毒性物質(zhì)更好的適應(yīng)，更重要的是由于其相對好氧生物處理廢水來說不需要為氧的傳遞提供大量的能耗，使得厭氧生物處理在水處理行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。
但由于總體反應(yīng)式基于莫諾方程的厭氧處理受到低濃度廢水Ks的限制，所以厭氧在處理低濃度廢水方面沒有太大的空間，可近的一些和試驗表明，厭氧如果提供合適的外部條件，在處理低濃度廢水方面仍然有非常高的處理效果。
我們可以根據(jù)厭氧反應(yīng)的原理加以動力學方程推導(dǎo)出厭氧生物處理低濃度廢水尤其在處理生活污水方面的合適條件。
厭氧反應(yīng)四個階段
一般來說，廢水中復(fù)雜有機物物料比較多，通過厭氧分解分四個階段加以降解：
（1）水解階段：高分子有機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內(nèi)進行下一步的分解。
（2）酸化階段：上述的小分子有機物進入到細胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。
（3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質(zhì)。
（4）產(chǎn)甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質(zhì)。這一階段也是整個厭氧過程為重要的階段和整個厭氧反應(yīng)過程的限速階段。
再上述四個階段中，有人認為第二個階段和第三個階段可以分為一個階段，在這兩個階段的反應(yīng)是在同一類細菌體類完成的。前三個階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來模擬前三個階段的反應(yīng)速率的話，Ks（半速率常數(shù)）可以在50mg/l以下，μ可以達到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四個反應(yīng)階段通常很慢，同時也是為重要的反應(yīng)過程，在前面幾個階段中，廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化，COD幾乎沒有什么去除，只是在第四個階段中污染物質(zhì)變成甲烷等氣體，使廢水中COD大幅度下降。同時在第四個階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個階段產(chǎn)生的有機酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，保證反應(yīng)的連續(xù)進行。
一般來說，影響Kh的因素很多，很難確定一個特定的方程來求解Kh，但我們可以根據(jù)一些特定條件的Kh，反推導(dǎo)出水解反應(yīng)器的容積和反應(yīng)條件。在實際工程實施中，有條件的話，針對要處理的廢水作一些Kh的測試工作。通過對國內(nèi)外一些的研究，提出在低溫下水解對脂肪和蛋白質(zhì)的降解速率非常慢，這個時候，可以不考慮厭氧處理方式。對于生活污水來說，在溫度15的情況下，Kh＝0.2左右。但在水解階段我們不需要過多的COD去除效果，而且在一個反應(yīng)器中你很難嚴格的把厭氧反應(yīng)的幾個階段區(qū)分開來，一旦停留時間過長，對工程的經(jīng)濟性就不太實用。如果就單獨的水解反應(yīng)針對生活污水來說，COD可以控制到0.1的去除效果就可以了。物理化學法
物理化學法可有效去除農(nóng)家樂生活污水中的有機污染物和油脂，且物化法具有操作簡單、投資少、體積小的特點，因而在農(nóng)家樂生活污水處理中應(yīng)用較廣。常用的物化法有混凝法和粗粒化法。
混凝法
混凝法是通過在生活污水中投加混凝劑，在壓縮雙電層、電中和、吸附架橋、網(wǎng)捕卷掃的單獨或共同作用下，使膠體和懸浮粒子脫穩(wěn)之后形成大的聚集體，在重力作用下沉降，進而與水體分離被去除的過程。通過對混凝過程的研究得出:決定混凝劑用量的階段主要為破乳階段;廢水經(jīng)混凝處理后，油、CODcr的去除率與原廢水中油、CODcr含量有關(guān)，污染物含量越高，去除率亦越高。因而其處理效果受水質(zhì)影響較大，處理效果往往不穩(wěn)定。不適合處理水質(zhì)波動大，CODcr濃度高的農(nóng)家樂生活污水。
粗粒化法
粗粒化法是利用油、水兩相對聚結(jié)材料親和力相差較大的特性，使油粒截流在材料表面及空隙內(nèi)并形成油膜，隨著油膜厚度的增大，在水力和浮力等的作用下油膜脫落合并聚結(jié)成較大的油粒。聚結(jié)后粒徑較大的油珠則易于從水中被分離。該法現(xiàn)常用于農(nóng)家樂生活污水的預(yù)處理。
電化學法
電化學法是利用陽極材料氧化生成的金屬離子溶于水后與OH-生成多核羥基配合物，使廢水中的有機物因發(fā)生混凝作用而形成大的絮凝體;陰極則還原生成H2等氣體，通過氣浮作用帶動絮凝體上浮而被去除，同時電場可直接氧化去除廢水中的某些有機物。其優(yōu)點是既可以作為單獨的處理工藝，又可以與其他技術(shù)相結(jié)合形成復(fù)合處理工藝;優(yōu)點是不會產(chǎn)生二次污染;設(shè)備小巧、易操作。缺點是耗能較多、成本很高。電化學法主要包括電凝聚法、微電解-電解法、脈沖電絮凝法等。列如有人釆用電凝聚法處理農(nóng)家樂餐飲廢水，研究發(fā)現(xiàn):進水pH值、電導(dǎo)率和電流密度不會影響污染物的去除率;實驗中污水的油脂去除率高于94%;且電凝聚法還能夠調(diào)節(jié)廢水的pH值。該法在電價低廉的地區(qū)有一定的適用性。
