美麗鄉村生活污水處理系統
水解是指有機物進入微生物細胞前、在胞外進行的生物化學反應。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應。
酸化是一類典型的發酵過程，微生物的代謝產物主要是各種有機酸。
從機理上講，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉變為溶解性有機物，特別是工業廢水，主要將其中難生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物，提高廢水的可生化性，以利于后續的好氧處理。考慮到后續好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預處理。混合厭氧消化工藝中的水解酸化的目的是為混合厭氧消化過程的甲烷發酵提供底物。而兩相厭氧消化工藝中的產酸相是將混合厭氧消化中的產酸相和產甲烷相分開，以創造各自的*環境。
處理過程
厭氧生化處理的概述
廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中各種復雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質的過程。
厭氧生化處理過程：高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。
1、水解階段
水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。
2、發酵（或酸化）階段
發酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物，因此這一過程也稱為酸化。
3、產乙酸階段
在產氫產乙酸菌的作用下，上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
4、甲烷階段
這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
水解酸化分析
高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。它們在水解階段被細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，淀粉被淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢，多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。
酸化階段，上述小分子的化合物在酸化菌的細胞內轉化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等，產物的組成取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。
總結
水解階段是大分子有機物降解的必經過程，大分子有機想要被微生物所利用，必須先水解為小分子有機物，這樣才能進入細菌細胞內進一步降解。酸化階段是有機物降解的提速過程，因為它將水解后的小分子有機進一步轉化為簡單的化合物并分泌到細胞外。這也是為何在實際的工業廢水處理工程中，水解酸化往往作為預處理單元的原因。
兩點普遍認同的作用：
1、提高廢水可生化性：能將大分子有機物轉化為小分子。
2、去除廢水中的COD：既然是異養型微生物細菌，那么就必須從環境中汲取養分，所以必定有部分有機物降解合成自身細胞。
污水深度處理工藝曝氣生物濾池技術
曝氣生物濾池工藝(簡稱BAF)是繼滴流濾池和干燥過濾系統之后的第三代污水處理生物膜反應器,它充分發揮了生物代謝作用、物理過濾作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反應器內食物鏈的分級捕食作用,不僅具有生物膜技術優勢,同時也起著有效的空間濾池作用[3]。曝氣生物濾池的基本原理是在一級強化的基礎上,以顆粒狀填料及其附著生長的生物膜為主要處理介質,充分發揮生物代謝作用、物理過濾作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反應器內食物鏈的分級捕食作用,實現污染物在同一單元反應器內的去除。曝氣生物濾池借鑒了生物接觸氧化反應器和深床過濾的設計原理,省去了二次沉淀設備。BAF存在的主要問題如下所示,①曝氣生物濾池對進水懸浮物要求較高,控制在60mg/1以下,這樣對曝氣生物濾池前的處理工藝提出較高要求。②曝氣生物濾池水頭損失較大,由于停留時間短,硝化不充分,產泥量較大,污泥穩定性較差,進一步處理困難。③除磷效果一般,需加化學除磷。④缺少選擇性能高、成本低的濾料,沒有統一的濾料標準體系。
美麗鄉村生活污水處理系統污水深度處理工藝電吸附技術(EST)
目前生產中對于廢水的處理大量采用炭材料吸附來進行重金屬離子、有機污染物和有色物質的脫除,應用的主要有活性炭,包括粒狀活性炭和纖維狀活性炭。盡管活性炭等在吸附去除水中和氣流中的污染物應用方面有很多優勢,但也存在一定的缺點。電吸附的優勢為:可吸附去除難生物降解的有機物質;凈化程度好,可用于處理稀溶液體系;能耗小,操作成本低。因此電吸附技術在廢水處理和水的深度凈化、有機物的分離和回收、吸附劑的再生等方面有著良好的應用前景。此外電吸附方法還可以被用來富集有價值的化學或生物物質。EST系統由原水箱、水泵、前置過濾器、EST模塊、后置過濾器、成品水箱、管閥系統、電源系統、檢測儀表及電氣控制系統等組成。EST模塊對原水中余氯、有機物、高價離子的濃度沒有特別限制,所以對預處理的要求主要在于泥沙、懸浮物的過濾去除,通常可采用PP濾材過濾、沙濾等手段。如果對成品水有較高要求,可以在EST模塊后加精密過濾器、UV殺菌器或臭氧殺菌器以及其他后置處理裝置。EST模塊的工作是間隙式的,在電極飽和后,需要對其進行再生。
污水深度處理工藝膜分離法
膜分離技術是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術。它的大特點是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅動力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節省能源的分離技術。微濾可以除去細菌、病毒和寄生生物等，還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發區污水處理廠采用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理,滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求。超濾用于去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大于50%。北京市高碑店污水處理廠采用超濾法對二級出水進行深度處理，產水水質達到生活雜用水標準，回用污水用于洗車，每年可節約用水4700m3。反滲透用于降低礦化度和去除總溶解固體，對二級出水的脫鹽率達到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，細菌去除率90%以上。
緬甸某電廠采用反滲透膜和電除鹽聯用技術，用于鍋爐補給水。經反滲透處理的水，能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物。納濾介于反滲透和超濾之間，其操作壓力通常為0.5～1.0MPa，納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性，它對二價離子的去除率高達95%以上，一價離子的去除率較低，為40%～80%。采用膜生物反應器－納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果，出水COD小于100mg/L，廢水回用率大于80%。我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界進水平尚有較大差距。今后的研究重點是開發、制造高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料，著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。
生物曝氣流化床技術是介于生物接觸氧化工藝和生物曝氣濾池工藝的一種新的水處理工藝，它吸取了生物接觸氧化工藝和生物曝氣濾池的優點，具有出水水質好、生物量大、處理負荷高、脫氮除磷效果好、無須反沖洗等優點。目前，它已經開始在城市污水處理、小區生活污水處理、工業廢水處理、微污染源水預處理、城市污水二級出水回用處理等方面。
國內外相關研究現狀及動態
現在生物接觸氧化工藝已經廣泛應用于水處理中的各個方面，可以說是已經比較成熟的工藝。而生物曝氣濾池工藝是近年來我國比較成功從國外引用并迅速推廣的一種新型污水處理工藝。
