農(nóng)村小型生活污水處理系統(tǒng)
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廢水厭氧生物處理是環(huán)境工程與能源工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)改革，過去，它在構(gòu)筑物型式上主要采用普通消化池，由于存在水力停留時(shí)間長(zhǎng)、有機(jī)負(fù)荷低等缺點(diǎn)，較長(zhǎng)時(shí)期限制了它在廢水處理中的應(yīng)用。70年代以來，世界能源短缺日益突出，從節(jié)約和利用能源上考慮，廢水厭氧處理技術(shù)受到重視，開發(fā)了各種新型處理工藝和設(shè)備，大大提高了厭氧反應(yīng)器內(nèi)活性污泥的持留量，使處理時(shí)間大大縮短，處理效率有了很多提高。目前，厭氧生化法不僅可用于處理有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)廢水，也可用于處理中、低濃度有機(jī)廢水，包括城市污水。
厭氧生物處理與好氧生物處理相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
（1）應(yīng)用范圍廣。好氧法因供氧限制一般只適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理，而厭氧法既用于高濃度有機(jī)廢水，又適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理。有些有機(jī)物對(duì)好氧生物處理法來說是難降解的，但對(duì)厭氧生物處理是可降解的。
（2）能耗低。好氧法需要消耗大量能量供氧，曝氣費(fèi)用隨著有機(jī)物濃度的增加而增大，而厭氧法不需要充氧，而且產(chǎn)生的沼氣能量可以抵償消耗能量。
（3）負(fù)荷高。通常好氧法的有機(jī)容積負(fù)荷（BOD）為2～4Kg（m3·d），而厭氧法為2～10Kg（m3·d）。
（4）剩余污泥量少，且污泥濃縮、脫水性良好。好氧法每去除1KgCOD將產(chǎn)生0.4～0.6Kg生物量，而厭氧法去除1KgCOD只產(chǎn)生0.02～0.1Kg生物量，其剩余污泥量只有好氧法的5％～20％.此外，消化污泥在衛(wèi)生學(xué)上和化學(xué)上都是較穩(wěn)定的，因此剩余污泥的處理和處置簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，甚至可作為肥料利用。
（5）氮、磷營(yíng)養(yǎng)需要量較少。好氧一般要求BOD：N：P為100：5：1，而厭氧法要求的BOD：N：P為100：2.5：0.5，因此厭氧法對(duì)氮磷缺乏的工業(yè)廢水所需投加的營(yíng)養(yǎng)鹽較少。
（6）厭氧處理過程有一定的殺菌作用，可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒。
（7）厭氧活性污泥可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存，厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或間歇性運(yùn)行，在停止運(yùn)行一段時(shí)間后，能較迅速啟動(dòng)。
但是，厭氧生物處理法也存在下列缺點(diǎn)：
（1）厭氧微生物增殖緩慢，因而厭氧生物處理的啟動(dòng)和處理時(shí)間比好氧生物處理時(shí)間長(zhǎng)。
（2）出水往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步處理，故一般在厭氧處理后串聯(lián)好氧處理。
（3）厭氧處理系統(tǒng)操作控制因素較為復(fù)雜和嚴(yán)格，對(duì)有毒有害物質(zhì)的影響較敏感。
厭氧生物處理的基本原理
廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件通過厭氧微生物（包括兼性微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化炭等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化。它與好氧過程低根本區(qū)別，在于不以分子態(tài)氧作為受氫體，而以化合態(tài)氧、碳、硫、氮等為受氫體。
厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)過程，依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成，因而可粗略地將厭氧消化過程劃分為三個(gè)連續(xù)的階段，即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。
第yi階段為水解酸化階段。復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物先在細(xì)胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機(jī)物，然后滲入細(xì)胞體內(nèi)，分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類、醛類等。這個(gè)階段主要產(chǎn)生較脂肪酸。
由于簡(jiǎn)單碳水化合物的分解產(chǎn)酸作用要比含氮有機(jī)物的分解產(chǎn)氨作用迅速，故蛋白質(zhì)的分解在碳水化合物分解后產(chǎn)生。
含氮有機(jī)物分解產(chǎn)生NHз,除了提供合成細(xì)胞物質(zhì)的氮源外，在水中部分電離，生成NH⒋HCOз, 具有緩沖消化液pH的作用，故有時(shí)也把繼碳水化合物分解后的蛋白質(zhì)分解產(chǎn)氨過程稱為性減退期。
第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)氨細(xì)菌的作用下，第yi階段產(chǎn)生的各種有機(jī)酸被分解轉(zhuǎn)化戍成乙：酸和H⒉,在降解有機(jī)酸時(shí)還生成CO⒉
第三階段為產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷細(xì)菌將乙酸、乙。酸鹽、CO⒉和H⒉等轉(zhuǎn)化為甲烷. 此過程由兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌完成，一徂把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產(chǎn)生甲烷，前者約占總量的1∕3，后當(dāng)者約占2∕3.
上述三個(gè)階段的反應(yīng)速度依廢水性質(zhì)而異，對(duì)含纖維素、半纖維素、果膠和貲類等污染物為主的廢水，水解階段往往成為速度限制步驟；簡(jiǎn)單的糖類、淀粉、氨基酸和一般的蛋白質(zhì)均能被微生物迅速分解，對(duì)含這類有機(jī)物為主的廢水，產(chǎn)甲烷階段通常成為速度限制步驟。雖然厭氧消化過程可分為以上三個(gè)階段，但是在厭氧反應(yīng)器中，三個(gè)階段是同時(shí)進(jìn)行的，并保持某種程度的平衡，這種動(dòng)態(tài)平衡一旦被pH、溫度、有機(jī)負(fù)荷等外加因素所破壞，則首先將使產(chǎn)甲烷階段受到抑制，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致低級(jí)脂肪酸的積累和厭氧進(jìn)程的異常變化，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)拐麄€(gè)厭氧消化過程受到破壞。
好氧池會(huì)有哪些異常現(xiàn)象出現(xiàn)?
①好氧污泥發(fā)黑或者發(fā)白(溶解氧低或者過高)
②好氧池上清液混濁(污泥吸附性能變差或者溶解氧過高導(dǎo)致污泥解體、溶解氧過低有機(jī)物未能氧化掉)
③從二沉池回流的污泥泡沫變黏稠(污泥在二沉池停留時(shí)間過長(zhǎng)，污泥反硝化后活性變差)
④好氧池泡沫增多(通過泡沫顏色、黏稠情況來判斷是污泥本身發(fā)生變化造成的還是生產(chǎn)中添加的物質(zhì)造成的)
⑤好氧池去除率下降(具體分析原因：污泥活性情況、污泥負(fù)荷、溶解氧、污泥濃度、水溫等)
⑥好氧池污泥膨脹(通過加大排泥和調(diào)整營(yíng)養(yǎng)料投加來控制，穩(wěn)定進(jìn)水量，保證溶解氧的充足和適合的水溫)
⑦好氧污泥做沉降比時(shí)上清液混濁細(xì)碎泥多(污泥負(fù)荷過高或者污泥解體，鏡檢污泥結(jié)構(gòu)松散，菌膠團(tuán)瘦小)
⑧好氧微生物變少，結(jié)構(gòu)松散，菌膠團(tuán)瘦少(負(fù)荷過低或者過高、溶解氧不足、發(fā)生污泥膨脹、營(yíng)養(yǎng)料不足)
⑨好氧池溶解氧長(zhǎng)期偏高而出水混濁且COD高(污泥負(fù)荷長(zhǎng)期偏低，污泥解體、菌膠團(tuán)被氧化，不消耗氧氣)
⑩污泥老化(導(dǎo)致污泥老化原因有泥齡長(zhǎng)、負(fù)荷低等，污泥老化使出水變差，細(xì)碎泥、輪蟲多，耗氧量增加)
農(nóng)村小型生活污水處理系統(tǒng)二沉池會(huì)有哪些異常現(xiàn)象出現(xiàn)?
①出現(xiàn)浮渣浮泥(污泥老化或者污泥齡短，污泥在二沉池停留時(shí)間過長(zhǎng))
②出水混濁，COD高，發(fā)臭(好氧池溶解氧不足，好氧池停留時(shí)間短)
③出水混濁，COD不是很高，細(xì)碎污泥多(好氧池溶解氧充足，污泥負(fù)荷小，污泥老化)
④出水混濁，COD高，細(xì)碎污泥多(好氧池溶解氧不足，污泥老化，污泥負(fù)荷大)
⑤出水清澈，COD高(好氧池污泥發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象)
⑥細(xì)碎污泥翻滾(好氧池污泥出現(xiàn)問題，建議增加營(yíng)養(yǎng)料，調(diào)整合適的污泥齡)
⑦二沉池泥層過高(好氧池出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象或者回流比小)
⑧二沉池水面冒氣泡(污泥在二沉池停留時(shí)間過長(zhǎng))
⑨回流污泥發(fā)黑發(fā)臭帶黏稠狀(污泥停留時(shí)間過長(zhǎng)，回流比小)
⑩出水色度變深(物化效果變差、厭氧池效果變差或者好氧池污泥發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象)
好氧池污泥發(fā)生污泥膨脹時(shí)為什么會(huì)出現(xiàn)上清液清澈但是COD高的現(xiàn)象?
①絲狀菌有很強(qiáng)的吸附作用，大量的絲狀菌有網(wǎng)捕作用，所以上清液清澈
②絲狀菌大量伸出菌膠團(tuán)外，阻隔了菌膠團(tuán)得到充足的氧氣，未能將有機(jī)物氧化轉(zhuǎn)化成無機(jī)物
③菌膠團(tuán)得不到充足的氧氣，繁殖活動(dòng)減少，菌膠團(tuán)變得瘦小，活性下降
典型生活污水水質(zhì)
經(jīng)使用后的生活用水水質(zhì)發(fā)生了變化，水中增加了有機(jī)物、懸浮物和致病菌。水處理設(shè)備 比較典型的生活污水水質(zhì)中生化需氧量(BOD5)-般為l00-400mg/LI化學(xué)需氧量(CODcr)-般為250—1000mg/LI懸浮物(Ss)一般為100-350mg/LIPH值為6-9。
2生活污水處理工藝
人工生物凈化
人工生物凈化，是人為的創(chuàng)造條件使微生物大量繁殖，人工馴化微生物，利用微生物質(zhì)新陳代謝降解水中有機(jī)物的方法，是目前國內(nèi)外對(duì)生活污水二級(jí)處理的主體工藝。主要優(yōu)點(diǎn)為：處理效果穩(wěn)定，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)處理效率，處理工藝占地面積小。主要缺點(diǎn)為：投資高、運(yùn)行費(fèi)用高、管理復(fù)雜，需操作人員較多。
主要處理工藝如下：
生活污水一沉淀(或氣浮)一生物膜法一生物濾池(生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化、活性污泥法)一曝氣池(氧化溝)一沉淀(或氣浮)一消毒一出水。
