小型醫(yī)療廢水處理設(shè)施
活性污泥法處理污水，是利用活性污泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用，去除廢水中有機污染物的一種廢水處理方法。活性污泥法是向廢水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)一定時間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附與氧化有機物的能力。
活性污泥基本概念是廢水進行長時間曝氣會產(chǎn)生污泥并使水質(zhì)明顯改善，其 后Arden and Lackett進一步研究，發(fā)現(xiàn)由于實驗容器洗不干凈，瓶壁留下殘渣反而使處理效果提高，從而發(fā)現(xiàn)活性微生物菌膠團，定名為活性污泥而來。
影響活性污泥過程工作效率(處理效率和經(jīng)濟效益)的主要因素是處理方法的選擇與曝氣池和沉淀池的設(shè)計及運行。
活性污泥法處理污水：1、基本組成
① 曝池：反應(yīng)主體② 二沉池：1）進行泥水分離，保證出水水質(zhì)；2）保證回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。③ 回流系統(tǒng)：1）維持曝氣池的污泥濃度；2）改變回流比，改變曝氣池的運行工況。④ 剩余污泥排放系統(tǒng)：1）是去除有機物的途徑之一；2）維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。⑤ 供氧系統(tǒng):主要由供氧曝氣風(fēng)機和曝氣器構(gòu)成向曝氣池內(nèi)提供足夠的溶解氧。
活性污泥法處理污水：2、影響因素
BOD負荷率（F/M）也稱有機負荷率，以NS表示）；
BOD負荷率是指在規(guī)定時間（日、月、年）內(nèi)的平均BOD負荷與大BOD負荷之比的百分?jǐn)?shù)。
用來衡量在規(guī)定時間內(nèi)負荷變動情況。
b. 水溫； c. pH值； d. 溶解氧； e. 營養(yǎng)平衡； f. 有毒物質(zhì)。
活性污泥法處理污水：3、方法設(shè)計
除普通活性污泥法外，還有多點進水、吸附再生、延時曝氣和高負荷率活性污泥等方法。前兩種方法與基本流程有所不同，廢水流進曝氣池的入口的數(shù)目和位置有差別。在多點進水活性污泥法中，只有一部分廢水和回流污泥一起在首端入池。 其余的廢水分2～3次在離首端有一定距離的2～3個入口處(入口的間距一般相等)進入曝氣池。從流程上看,可以說吸附再生活性污泥法 (圖2)只是多點進水過程（圖3）的變形,幾個廢水入口只用后一個，后者即變成前者。
方法類型的發(fā)展是以過程的機理為依據(jù)的。參與過程的主要物質(zhì)有：有機物、微生物和溶解氧(空氣)。前兩者是主要的，溶解氧只要維持一定的濃度。
在整個過程中，需氧量是不同的。起始有機物濃度高，微生物繁殖迅速，需氧量大。隨著有機物的逐漸下降，需氧量也逐漸減少。在普通活性污泥法中，曝氣池的供氧是均勻的。這顯然是不合理的。改進的辦法有兩種。一種是從曝氣方法著眼，把均勻的曝氣改為漸降曝氣。
有機物與微生物之比稱污泥負荷率(F:M)。它影響過程的代謝深度和污泥的沉降性能，也影響運行的穩(wěn)定性和基建費用。污泥負荷率低些，過程的運行比較容易，處理效率比較穩(wěn)定，剩余污泥量比較少，但基本建設(shè)和運行費用一般要高些。普通活性污泥法的負荷率常在0.15～0.3公斤BOD/公斤污泥之間。高負荷率活性污泥法采用1以上,回流污泥量和空氣量可以大大減少,節(jié)省費用,但是BOD去除率降低到60～70％，因此也稱為變型活性污泥法。用于只需要中等處理程度的場合。延時曝氣活性污泥法則相反，負荷率常小于0.1,曝氣時間超過24小時，代謝深入，剩余污泥量少，無需頻繁排泥,工作穩(wěn)定,管理簡便，常用于流量很小的場合。
在實踐中，人們發(fā)現(xiàn)污染物轉(zhuǎn)移到污泥上去的效率很快,而代謝速率較慢。處理城市污水時，往往不到1小時就把廢水BOD降低90％左右。但是如果把這些污泥回流到曝氣池，卻不能再現(xiàn)這樣的能力（見曝氣），從而創(chuàng)造了吸附再生法。活性污泥的再生實質(zhì)上是給微生物以足夠的時間來消化轉(zhuǎn)移來的有機物。因此，有人把它改名為接觸穩(wěn)定法。
活性污泥法處理污水：4、曝氣池
是所有活性污泥法的心臟，其作用是攪拌混合液使泥、水充分接觸和向微生物供氧。攪拌有兩種方式，一種是使同時進曝氣池的泥和水充分混合并一直保持到流出池子，而不和已在池中的混合液相混以免發(fā)生短路現(xiàn)象。曝氣池采用長條形就是以保證同時入池的泥和水都同時出池(圖4),使同時入池的廢水有相同的曝氣時間。另一種攪拌方式是使進入池子的泥和水立即與全池的混合液充分混合，達到混合液的水質(zhì)均勻,有可能使微生物的生長處在*的生活環(huán)境中,使過程處在的條件下運行。還有一種環(huán)形曝氣長槽，深度較淺，混合液在槽中以較高的流速回流。這種曝氣槽的曝氣時間接近24小時，特稱氧化槽或氧化溝。實際上是延時曝氣活性污泥法的一種曝氣池。
除按要求設(shè)計幾何形狀外，曝氣方法和設(shè)備也是很重要的。曝氣方法有氣泡曝氣法（又稱鼓風(fēng)曝氣法）和表面曝氣法（也稱機械曝氣法）兩種。20世紀(jì)70年代末問世的深井曝氣也是一種氣泡曝氣，以增加氣泡與混合液的接觸時間來提高曝氣效率。
在表面曝氣法中借設(shè)在液面的曝氣器使池液回流，并使液面劇烈波動與空氣密切接觸交換氣體。曝氣器一般是各種立式葉輪，也有采用臥式旋刷或旋槳的。環(huán)形曝氣槽都采用臥式曝氣器。
小型醫(yī)療廢水處理設(shè)施為加快氧的溶解，70年代開始出現(xiàn)了“純氧”曝氣，以含氧濃度*的空氣替代一般空氣。大多采用表面曝氣法。
活性污泥法處理污水：5、運行
主要是活性污泥量和供氧量的控制，曝氣池的活性污泥濃度（稱混合液懸浮固體），是可以調(diào)節(jié)的，也就是活性污泥量和負荷率是可以調(diào)節(jié)的，運行時應(yīng)根據(jù)具體情況注意調(diào)節(jié)。活性污泥法污水廠容易出現(xiàn)污泥膨脹，即污泥含水量*，不易沉降。這將造成污泥隨水流出沉淀池，破壞水質(zhì)，同時，污泥的流失使曝氣池中污泥減少，整個過程逐漸失效。在發(fā)現(xiàn)污泥有膨脹趨勢時，應(yīng)即分析原因，采取措施。
厭氧生物處理就是在厭氧條件下微生物降解廢水中的有機物；好氧生物處理就是在有氧條件下微生物降解廢水中的有機物。厭氧生物處理,處理大分子量的有機物。主要是將大分子量的有機物分解成較小分子量的有機物并將其中一部分的有機物轉(zhuǎn)化成甲烷等可利用的能源。好氧生物處理處理經(jīng)厭氧生物處理后的廢水中分子量較小的有機物并將其分解成無機物, 分解的無機物在二沉池加入一定量的混凝劑或絮凝劑將其沉降與水分離從而達到廢水凈化的目的。
厭氧處理是利用厭氧菌的作用，去除廢水中的有機物，通常需要時間較長。厭氧過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段。
水解酸化的產(chǎn)物主要是小分子有機物，使廢水中溶解性有機物顯著提高，而微生物對有機物的攝取只有溶解性的小分子物質(zhì)才可直接進入細胞內(nèi)，而不溶性大分子物質(zhì)首先要通過胞外酶的分解才得以進入微生物體內(nèi)代謝。例如天然膠聯(lián)劑（主要為淀粉類），首先被轉(zhuǎn)化為多糖，再水解為單糖。纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖與葡萄糖。半纖維素被聚木糖酶等水解成低聚糖和單糖。
水解過程較緩慢，同時受多種因素的影響，是厭氧降解的限速階段。在酸化這一階段，上述第yi階段形成的小分子化合物在發(fā)酵細菌即酸化菌的細胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更簡單的化合物并分泌到細菌體外，主要包括揮發(fā)性有機酸（VFA）、乳醇、醇類等，接著進一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸等。酸化過程是由大量發(fā)酵細菌和產(chǎn)乙酸菌完成的，他們絕大多數(shù)是嚴(yán)格厭氧菌，可分解糖、氨基酸和有機酸。
活性污泥法
對比活性污泥法與生物膜法各自的優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍
活性污泥法和生物膜法一樣，同屬好氧生物處理方法。但活性污泥法是依靠曝氣池中懸浮流動著的活性污泥來分解有機物的，而生物膜法則上要依靠固著于載體表面的微生物膜來凈化有機物。下面以活性污泥法為參照，比較它們之間的優(yōu)缺點：
（1）生物膜法優(yōu)點：
①固著于固體表面上的生物膜對廢水水質(zhì)、水量的變化有較強的適應(yīng)性，操作穩(wěn)定性好。
②不會發(fā)生污泥膨脹，運轉(zhuǎn)管理較方便。而活性污泥法則容易發(fā)生污泥膨脹。
③由于微生物固著于固體表面，即使增殖速度慢的微生物也能生長繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留時間長的微生物被排出曝氣池，因此，生物膜中的生物相更為豐富，且沿水流方向膜中生物種群具有一定分布。
④同高營養(yǎng)級的微生物存在，有機物代謝對較多的轉(zhuǎn)移為能量，合成新細胞即剩余污泥量較少。
⑤采用自然通風(fēng)供氧。
（2）生物膜法缺點：
①活性生物難以人為控制，因而在運行方面靈活性較差。而活性污泥法運行比較方便靈活。
②由于載體材料的比表面積小，故設(shè)備容積負荷有限，空間效率較低。而且需要較多的載體填料和支撐結(jié)構(gòu)，通常基建投資超過活性污泥法。
③處理出水往往含有較大的脫落的生物膜片，使得出水澄清度降低。而活性污泥法在
正常情況下獲得比較好的澄清水。
(3) 應(yīng)用范圍
活性污泥和生物膜法系統(tǒng)是當(dāng)前污水處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的兩種處理技術(shù)。活性污泥法是目前應(yīng)用廣泛的好氧生物處理技術(shù)，保證活性污泥處理系統(tǒng)成功運行的基本條件是：1.廢水中含有微生物所需的C、N、P等營養(yǎng)物質(zhì)及元素；2.混合液中含有足夠的溶解氧；3.活性污泥應(yīng)與廢水充分的接觸；4.活性污泥需連續(xù)回流，并及時排放剩余污泥，使混合液保持適量的活性污泥；5.廢水中含有的有毒污染物質(zhì)的量足夠低，對微生物不能構(gòu)成抑制作用。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(zhì)和水量的變動具有較好的適應(yīng)能力，運行管理簡單等特點。他們能有效的應(yīng)用于生活污水、城市污水和各種工業(yè)廢水的處理中。
