100立方米/天一體化生活污水處理設備
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有機物的去除工藝路線
1、預處理
預處理工藝一般是作為其他工藝的輔助措施，先期對于超標較多，指標較高的物質進行減量或改變其性質，便于后續工藝的去除。
預處理技術主要是生物預處理和強氧化處理技術。
生物預處理技術的應用
生物預處理是通過生物作用來去除氨氮和部分有機物。微污染水源的生物預處理技術，在國內外的研究和應用已經有30多年的歷史，并已經得到了人們的普遍的認同。作為微污染水源的預處理，生物處理的主要優點是：對去除NH3-N、NO2-N、AOC*，對有機物、色度、嗅味、TOC、濁度也有一定去除效果。缺點是占地大，處理效果對受水源水質和水溫影響較大。
預氧化技術的應用
主要采用預氯化、預臭氧技術、高錳酸鹽預氧化技術及二氧化氯預氧化技術。
2、預氯化
預氯化在國內已得到普遍使用，用于除藻和降解有機物，費用低廉，但氯與水中有機物生成的消毒副產物對人體非常有危害，應逐步取消在微污染水源中作為預處理的使用。
3、預臭氧
預臭氧技術主要用于消除地下水中的鐵、錳和去除色度、嗅味，以及降解水中的高分子有機物，還被用于改善絮凝和澄清。預臭氧工程應用中，其主要目的是助凝，必要時考慮強化去除藻類、色度和有機污染物，臭氧投量一般為0.2～2.0mg/L。
有研究表明預臭氧控制消毒副產物的效果也比較穩定，在預臭氧投加量約1.0mg/L(0.23mgO3/mgDOC)的情況下，三鹵甲烷前體物去除率約為23%，高藻期時藻類去除率高達47%。在臭氧預氧化處理過程中，臭氧不是通過降低水中有機物含量達到控制消毒副產物前體物，而是主要氧化攻擊分子質量較大的疏水性有機物。這些有機物多數具有芳香性結構或者不飽和雙鍵，易受攻擊而斷裂變小，轉化為親水性物質。臭氧預處理通過改變水中有機物的物理化學性質，降低水中有機物的氯化活性，從而達到控制消毒副產物生成量的目的。但需注意的是，當原水中含有較高濃度的溴離子時或臭氧投加過量時，臭氧預氧化使溴離子轉變為溴酸根離子，并使水中溴代三鹵甲烷、溴乙酸等濃度升高。
預臭氧工藝占地少，工藝效果不受季節、氣溫等因素影響，效果穩定。但臭氧需要現場制備，且運行成本較高。
高錳酸鹽預氧化
高錳酸鉀是一種強氧化劑，能夠選擇性地與水中有機污染作用，破壞有機物的不飽和官能團，20世紀60年代就被用于去除水中嗅味、色度等，效果良好。近年來又研制出高錳酸鹽復合藥劑，對地表水有顯著的氧化助凝、除藻、除嗅味、去除微量有機污染物等效能，還可降低三鹵甲烷生成勢。高錳酸鹽復合藥劑在氧化過程中產生的中間態和新生態成分可強化去除水中微量有機污染物。此外，新生態二氧化錳對水中多種微量有機與無機污染物有吸附作用，可提高對水中多種有機污染物和重金屬的去除效果。
二氧化氯預氧化
二氧化氯預氧化的應用還比較少，但二氧化氯預氧化對芳香烴類化合物都有比較好的去除效果，可以控制三鹵甲烷(THMs)的形成，減少總有機鹵的生成，對水中有色物質有很好的脫色作用。采用二氧化氯預氧化，形成的有機副產物較少且毒害作用較輕，無機副產物主要有亞氯酸鹽、氯酸鹽。有研究報道，亞氯酸鹽和氯酸鹽的不利影響主要在于它的強氧化性和對人體神經系統的毒害作用，長期飲用能導致貧血癥等。目前這方面的研究有待于進一步深入。
二氧化氯也需要現場制備，而且根據不同的制備方法，需要嚴格控制反應條件，防止發生爆炸。二氧化氯用于預氧化去除有機物、鐵及錳時，其投加量為1～1.5mg/L，具體投量需要根據水質情況確定。投加濃度必須控制在防爆濃度以下，必須設置安全防爆措施。凡與二氧化氯接觸處應使用惰性材料;對每種藥劑應設置單獨的房間，并要有排除和容納或滲漏藥劑的措施。
通過上述比較，可以看出，預臭氧工藝和生物預處理工藝的選用目的是不同的：預臭氧主要通過強氧化性來降解有機物和去除色度和嗅味;而生物預處理則是通過生物作用去除氨氮和部分有機物。另外，本工程地處黃河口，冬季氣溫低，采用生物預處理方法，處理有機物效果差，占地大，需要對池體保溫，費用較高。如不保溫，生物反應池排泥困難，影響運行。考慮實施加大污染治理力度后原水水質將有所改善，本次方案暫不考慮采用生物預處理，采用預氯化方法無疑會生成大量的加氯消毒副產物，對飲用水安全帶來危害，高錳酸鹽和臭氧預氧化相對經濟，且對重金屬的去除效果好，可以與后面的深度處理工藝統一考慮。
懸浮微生物的活性
微生物的活性通常可用微生物的比增長率(μ)來描述，即單位質量微生物的增長繁殖速率。因此，在研究微生物活性對生物膜形成的初階段的影響時，關鍵是如何控制懸浮微生物的比增長率。研究結果表明，硝化細菌在載體表面的附著固定量及初始速率均正比于懸浮硝化細菌的活性。Bryers等人在研究異養生物膜的形成時也得出同樣結果。影響懸浮微生物活性的因素主要有如下幾種。
(1)當懸浮微生物的生物活性較高時，其分泌胞外多聚物的能力較強。這種粘性的胞外多聚物在細菌與載體之間起到了生物粘合劑的作用，使得細菌易于在載體表面附著、固定；
(2)微生物所處的能量水平直接與它們的增長率相關。當盧增加時，懸浮微生物的動能隨之增加。這些能量有助于克服在固定化過程中微生物載體表面間的能壘，使得細菌初始積累速率與懸浮細菌活性成正比。
(3)微生物的表面結構隨著其活性的不同而相應變化。Herben等人研究發現，懸浮細菌活性對細菌在載體表面的附著固定過程有影響，而且，細菌表面的化學組成、官能團的量也隨細菌活性的變化有顯著變化。同時，Wastson等人的研究表明，細胞膜等隨懸浮細菌活性的變化而有顯著變化。細菌表面的這些變化將直接影響微生物在載體表面的附著、固定。因此，通常認為，由懸浮微生物活性變化而引起的細菌表面生理狀態或分子組成的變化是有利于細菌在載體表面附著、固定的。
100立方米/天一體化生活污水處理設備溫度
水溫是微生物的重要生存因子,在適宜的水溫范圍內微生物可大量生長繁殖。每一種微生物都有一個zui適生長溫度，在一定溫度范圍內大多數微生物的新陳代謝活動都會隨著溫度的升高而增強，隨著溫度的下降而減弱。好氧微生物的適宜溫度范圍是10—35℃。水溫對硝化菌的生長和硝化速率有較大的影響。大多數硝化菌合適的生長溫度是25—30℃之間，當溫度低于25℃或者高于30℃硝化菌生長減慢，10℃以下硝化菌的生長及硝化作用顯著減慢。
溫度是影響生物活性和代謝能力的關鍵因素，其對硝化反應過程的影響主要在于硝化細菌的生長規律及生物活性上。
溫度對生物活性的影響表現為：一是對生化反應速率的影響；二是對氧的傳質速率的影響。
進水水質
（1）營養物質
參與活性污泥處理的微生物，在其生命活動過程中，需要不斷從周圍環境的污水中吸取其所必須的營養物質，包括：碳源、氮源、無機鹽類以及某些生長素等。待處理的污水中必須充分含有這些物質。碳是構成微生物細胞的重要物質，參與活性污泥處理的微生物對碳源需求量較大，一般以BOD5計，不應低于100mg/L。生活污水碳源比較充足，對于一些碳源不足的工業廢水則應補充碳源，如生活污水或是淀粉等。
氮是組成微生物細胞內蛋白質和核酸的重要元素，氮源可來自N2、NH3、NO3等無機氮化合物，也可以來自蛋白質、胨（音dong）以及氨基酸等有機含氮化合物。生活污水中氮源充足，不需要另行投加；工業廢水則應考慮含氮是否充足，必要時可投加尿素、硫酸銨等。
磷是合成核蛋白、卵磷脂以及其他磷化合物的重要元素，在微生物的代謝和物質轉化中起重要作用。輔酶I、輔酶II、磷酸腺苷等都含有磷。微生物主要從無機磷化合物中獲取磷。磷源不足將影響酶的活性，從而使微生物的生理功能受到影響。
（2）有毒物質
“有毒物質”是指對微生物生理活動具有抑制作用的某些無機質及有機質，主要有重金屬離子（如鋅，銅，鎳，鉛，鉻等）和一些非金屬化合物（如酚，醛，qing化物，硫化物等）。有毒物質對微生物毒害作用，有一個量的概念，只有在有毒物質在環境中達到某一濃度時，毒害和抑制作用才顯現出來。污水中的各種有毒物質只要低于這一濃度，微生物的生理功能不受影響。有毒物質的作用還與pH值、水溫、溶解氧、有無其他有毒物質及微生物的數量以及是否經過馴化等因素有關。
生物膜法中生物膜的形成與那些因素有關？
微生物與載體接觸時間
微生物在載體表面附著、固定是—動態過程。微生物與載體表面接觸后，需要一個相對穩定的環境條件，因此必須保證微生物在載體表面停留一定時間，完成微生物在載體表面的增長過程。
