日處理5立方米地埋式污水處理設備

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 微生物的生長環境
廢水生物處理的主體是微生物，只有創造良好的環境條件讓微生物大量繁殖才能獲得令人滿意的處理效果。影響微生物生長的的條件主要有營養、溫度、pH值、溶解氧及有毒物質等。
營養
營養是微生物生長的物質基礎，生命活動所需的能量和物質來自于營養。微生物細胞的組成（不包括H2O和無機物），可用化學式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。不同微生物細胞的組成不盡相同，對碳氮磷比的要求也不*相同。好氧微生物要求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:5:1[或COD:N:P=(200~300):5:1]。厭氧微生物要求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:6:1。其中N以NH3- N計，P以PO43－-P計。微生物種類繁多，所需C、N、P的化學形式也不相同。如異養菌需要有機物為碳源，而自養菌以CO2和HCO3－為碳源。
幾乎所有的有機物都是微生物的營養源，為達到預期的凈化效果，控制合適的C:N:P比顯得十分重要。微生物除需要C、H、O、N、P外，還需要S、Mg、Fe、Ca、K等元素，以及Mn、Zn、Co、Ni、Cu、Mo、V、I、Br、B等微量元素。

溫度
微生物的種類不同生長溫度不同，各種微生物的總體溫度范圍是0~80℃。根據適應的溫度范圍，微生物可分為低溫性（好冷性）、中溫性和高溫性（好熱性）三類。低溫性微生物的生長溫度為20℃以下，中溫性微生物的生長溫度為20~45℃，高溫性微生物的生長溫度為45℃以上。好氧生物處理以中溫為主，微生物的適生長溫度為20～37。厭氧生物處理時，中溫微生物的適生長溫度為25~40℃，高溫微生物的適生長溫度為50~60℃。所以厭氧微生物處理常利用33~38℃和52~57℃兩個溫度段，分別叫做中溫消化（發酵）和高溫消化（發酵）。隨著科學技術的發展，厭氧反應已能在20~25℃的常溫下進行，這就大大降低了運行費用。
在適宜的溫度范圍內，每升高10℃，生化反應速度就提高1~2倍。所以，在較高適溫度條件下生物處理效果較好。人為改變污水溫度將增大處理成本，所以好氧生物處理一般在自然溫度下進行，即在常溫下進行。好氧生物處理效果受氣候的影響較小。厭氧生物處理受溫度影響較大，需要保持較高的溫度，但考慮到運行成本，應盡量采用常溫下運行（20~25℃）。如果原污水的溫度較高，應采用中溫發酵（33~38℃）或高溫發酵（52~57℃）。如果有足夠的余熱或發酵過程中產生足夠的沼氣（高濃度有機污水和污泥消化），則可以利用余熱或沼氣的熱能實現中溫和高溫發酵。一般情況下，一日內溫度的波動不宜超過℃。所以，在生物處理時要控制適宜的水溫并保持穩定。

厭氧穩定是由一類非貯磷菌屬的兼性厭氧菌發酵反應的結果，是一種脫氫氧化行為。厭氧穩定削減的曝氣耗氧量可達20%～30%。厭氧穩定對含糖比大，有機物濃度高的污水較為合適。從削減曝氣耗氧量的角度出發，厭氧穩定應是一個有利于產生并釋放H2和CO2的過程，這個過程應促進NAD的再氧化并避免降解產物的還原。
為控制水污染的日益加劇，目前國內正大舉興建城鎮污水處理廠。這是一項保證國民經濟可持續發展的戰略舉措，但也是一項只見投入，不見直接產出的公益行為。其不僅需要投入大筆的基建資金，而且還要付出可觀的運轉費用。一些地方大力籌資建成了污水處理廠，但卻因難以承擔運轉費用而不能充分發揮環境效益。因此，降低能耗，節約運轉費用對發展城鎮污水處理事業具有舉足輕重的作用。

在常規城鎮污水處理中，曝氣供氧的能耗大，約占全廠總能耗的50%。因此，降低曝氣耗氧量是節約運轉費用的首要環節。降低曝氣耗氧量的途徑有兩條：*，前置預處理設施，削減進入曝氣區的耗氧量；第二，優選運行條件和擴散裝置，提高氧利用率。本文將就前者作進一步的探討。
厭氧預處理對曝氣耗氧量的削減作用
在A/O、A2/O系統中，厭氧區可去除水中大部分有機物。過去，一直將這種現象主要歸因于貯磷菌的吸收和貯存PHB的作用。因PHB是過渡產物，在好氧區將作為碳源而被氧化。故這一過程并不削減后續的曝氣耗氧量。然而，近年來的理論和實踐都證明，厭氧區不僅具有吸收和貯存基質的功能，而且還產生脫氫氧化作用，并可大幅度削減繼后的曝氣耗氧量。
早先的發現和實踐的證明
早在1983年，Lan等就發現在曝氣區前設置一個厭氧區，可降低曝氣區50%的耗氧量。繼后，Randall等(1984～1987年)多次證實了這一發現，并將這一現象命名為“厭氧穩定”。Bordacs等(1988年)在曝氣區前加了一只厭氧選擇器，平均降低了30%的曝氣耗氧量。其降低幅度與F/M(BOD/MLVSS)有關：當F/M為0.2時，降低36%，當F/M為0.8時，降低20%。王凱軍等(1988年)將初沉池改成厭氧池，厭氧反應1.67～2.5 h后，曝氣耗氧量降低約50%。McClintock等[3](1993年)應用A2/O 工藝與常規活性污泥法進行對比研究，前者厭氧、缺氧反應各1h，在同等的除氮效果下，A2/O 工藝所需的曝氣時間由3.2h縮短至1.7h，曝氣耗氧量降低近1/2。

微生物的代謝

微生物的生命過程是營養不斷被利用，細胞物質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物（基質）的轉化。污水的生物處理就是利用微生物對污染物（營養物）的代謝轉化作用實現的。
1、微生物的營養關系
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。原生動物吞食水中固態有機物、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物質，通過復雜的生物化學反應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過程叫新陳代謝，簡稱代謝。根據能量的轉移和生化反應的類型可將代謝分為分解代謝和合成代謝。微生物將營養物分解轉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能代謝；微生物將營養物轉化為細胞物質并吸收分解代謝釋放的能量，這一過程叫做合成代謝。當營養缺乏時，微生物對自身細胞物質進行氧化分解，以獲得能量，這以過程叫做內源代謝，也叫內源呼吸。當營養物充足的時，內源呼吸并不明顯，但營養物缺乏時，內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，合成代謝為分解代謝提供催化劑和反應器。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物一部分分解成簡單的物質排入環境，另一部分合成為細胞物質。不同的微生物代謝速度不同，營養物用于分解和合成的比例也不相同。厭氧微生物分解營養物不*，釋放的能量少，代謝速度慢，將營養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物*，終產物（CO2、H2O 、NO3-、PO43-等）穩定，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，將營養物用于分解的比例小，用于合成的比例大，細胞增殖快。