MBR膜一體化污水處理設(shè)施
厭氧生化的三個(gè)階段：厭氧生物處理過程是微生物共生體的活動(dòng)來完成許多細(xì)菌和復(fù)雜的組成過程中的一些中間步驟。為了便于研究，將復(fù)雜的厭氧生化過程大致分為4個(gè)階段：水解階段、酸化階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。但到目前為止，三個(gè)階段的理論和四個(gè)理論被認(rèn)為是厭氧細(xì)菌的過程更全面，更準(zhǔn)確的描述。
將厭氧生物技術(shù)用于工業(yè)廢水處理過程的可行性：厭氧生物處理可以被具體解釋為以下原理，即厭氧條件下，通過兼性厭氧菌以及厭氧細(xì)菌和其他微生物之間的作用，將有機(jī)物中的甲烷和二氧化碳進(jìn)行降解的過程。該過程不需要外界資源的輔助，被還原的有機(jī)物可以作為受氫體，同時(shí)產(chǎn)生甲烷氣體。相對(duì)于好氧生物技術(shù)而言，厭氧生物技術(shù)的使用將有更廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。首先，厭氧技術(shù)的成本較低，工業(yè)廢水的排放在厭氧處理技術(shù)下經(jīng)濟(jì)效益更高。其次，厭氧生物技術(shù)將會(huì)降低企業(yè)的下排污罰款量。此外，厭氧系統(tǒng)處理污泥的成本相對(duì)于好氧生物技術(shù)而言是微不足道的。后，好氧活性污泥每去除1kgBOD耗氧量為1.2kg-1.5kg，1000kgCOD耗電量為(1.44—3.6)×108J，而厭氧生物去除1000kgCOD耗電量為(2.52-5.4)×107J。由于以上優(yōu)勢(shì)，厭氧生物處理技術(shù)已經(jīng)逐步成為工業(yè)處理廢水的主要工具。
MBR膜一體化污水處理設(shè)施厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的發(fā)展前景：厭氧生物處理技術(shù)發(fā)展到今天，已在不斷的完善發(fā)展，走向成熟。比較典型的成果有：厭氧濾池(AF)、厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)、升流式厭氧污泥床(UASB)等。但它們?nèi)源嬖谌毕?，需要不斷改進(jìn)。因此未來對(duì)工業(yè)廢水處理應(yīng)著眼于以厭氧生物處理技術(shù)為主，好氧生物處理技術(shù)為輔的技術(shù)路線。本著這條主線，未來的研究工作可以考慮以下幾個(gè)方面：與傳統(tǒng)的好氧生物處理方法相比，厭氧生物處理具有能源消耗小、成本費(fèi)用低、污泥量少且易處置的特點(diǎn)。對(duì)于氣候相對(duì)溫暖的地區(qū)，利用厭氧技術(shù)是提高城市工業(yè)廢水處理率的有效途徑。但是，厭氧技術(shù)對(duì)有毒物質(zhì)特別敏感，硫化物、重金屬等能輕易破壞產(chǎn)甲烷菌的繁殖。所以，未來還可以結(jié)合其他工業(yè)廢水處理技術(shù)共同形成綜合處理循環(huán)系統(tǒng)，如好氧—厭氧—濕地，以提高其效用;因?yàn)閰捬跎锾幚砑夹g(shù)對(duì)環(huán)境要求較高，其他的制約因素也較多，所以單獨(dú)采用厭氧技術(shù)治理工業(yè)廢水還未廣泛投入使用。這一問題的解決辦法是對(duì)厭氧出水的后續(xù)處理作出改進(jìn)。例如用厭氧技術(shù)+酸化+好氧技術(shù)。前半段可除去大多COD，減少循環(huán)過程的能源消耗，后半段可以使出水量滿足不同規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
膜技術(shù)處理的特點(diǎn):處理廢水的常規(guī)技術(shù)方法在一定程度上抑制廢水排放量，提升廢水使用利用量，緩解處理 廢水壓力。但是因存在種種弊端，才逐漸被膜技術(shù)代替。膜技術(shù)處理廢水較常規(guī)處理方法存在明顯優(yōu)勢(shì)，其特點(diǎn)呈現(xiàn)如下：(1)購買設(shè)備投資成本低，設(shè)備占地面積小，大大節(jié)約購買經(jīng)費(fèi)，提高企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)備外表堅(jiān)固，易于運(yùn)輸，不存在運(yùn)輸有損設(shè)備質(zhì)量的現(xiàn)象，零件維修維護(hù)工作簡單，不需要聘用技術(shù)含量特高的專家進(jìn)行設(shè)備維修。(2)設(shè)備操作環(huán)境優(yōu)良，衛(wèi)生符合標(biāo)準(zhǔn)，膜技術(shù)設(shè)置在密閉的系統(tǒng)中，沒有面臨污水滲透與臭味散發(fā)的危險(xiǎn)。(3)膜技術(shù)去除效率高，處理度高，凈化污水能力很強(qiáng)。有相關(guān)數(shù)據(jù)分析指出，常規(guī)處理方法廢水效率值不超過70%，而膜技術(shù)可以達(dá)到90%左右。膜技術(shù)在色度去除率方面也比常規(guī)方法處理表現(xiàn)。膜技術(shù)處理結(jié)果干凈，不存在產(chǎn)生污泥現(xiàn)象，有效節(jié)省二次處理費(fèi)用。因此，膜技術(shù)相比于常規(guī)水處理方法擁有優(yōu)勢(shì)。
膜技術(shù)處理的優(yōu)點(diǎn):膜技術(shù)是一項(xiàng)全新的高科技技術(shù)，通過其中的分離技術(shù)將液體中的污垢進(jìn)行分類分離。將此技術(shù)運(yùn)用到工業(yè)廢水處理中能夠科學(xué)處理不同種類的廢水，具有很強(qiáng)的去污染物能力和良好的去色度效果，現(xiàn)如今已廣泛運(yùn)用到造紙業(yè)廢水處理、印染業(yè)廢水防治等行業(yè)中。除此之外，還可以回收有益物質(zhì)，滿足大限度利用有益物質(zhì)的需求。設(shè)備可操作性強(qiáng)，操作方法簡單易懂，操作過程中危險(xiǎn)性低，設(shè)備安全性能優(yōu)良，有效節(jié)約耗電量的優(yōu)點(diǎn)。總之，膜技術(shù)在處理工業(yè)廢水中發(fā)揮著重要作用，是目前不可超越替代的。
MBR膜一體化污水處理設(shè)施活性污泥法和生物膜法的區(qū)別不僅僅是微生物的懸浮與附著之分，更重要的是擴(kuò)散過程在生物膜處理系統(tǒng)中是一個(gè)必須考慮的因素。在生物膜反應(yīng)器中，有機(jī)污染物、溶解氧及各種必須的營養(yǎng)物質(zhì)首先要從液相擴(kuò)散到生物膜表面，進(jìn)而進(jìn)到生物膜內(nèi)部，只有擴(kuò)散到生物膜表面或內(nèi)部的污染物才有可能被生物膜內(nèi)微生物分解與轉(zhuǎn)化，終形成各種代謝產(chǎn)物。另外，在生物膜反應(yīng)器中，由于微生物被固定在載體上，從而實(shí)現(xiàn)了SRT與HRT(水力停留時(shí)間)的分離，使得增殖速率慢的微生物也能生長繁殖。因此，生物膜是一穩(wěn)定的、多樣的微生物生態(tài)系統(tǒng)。
1. 生物膜的形成原理
生物膜的形成過程是微生物吸附、生長、脫落等綜合作用的動(dòng)態(tài)過程。
首先，懸浮于液相中的有機(jī)污染物及微生物移動(dòng)并附著在載體表面上；然后附著在載體上的微生物對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，并發(fā)生代謝、生長、繁殖等過程，并逐漸在載體的局部區(qū)域形成薄的生物膜，這層生物膜具有生化活性，又可進(jìn)一步吸附、分解廢水中有機(jī)污染物，直至后形成一層將載體*包裹的成熟的生物膜。
微生物在載體上的掛膜可分為微生物吸附和固著生長兩個(gè)階段。載體加入水體以后，首先進(jìn)入吸附期。由圖可見，有部分微生物和絲狀物質(zhì)已經(jīng)附著在載體表面，附著了較多物質(zhì)的位置往往是載體的凹處，不容易被水流剪切的地方。此時(shí)懸浮液中的微生物大量增長，出現(xiàn)較明顯的一個(gè)污泥層。
地埋式一體化醫(yī)療廢水處理設(shè)施經(jīng)過不可逆附著以后，微生物在載體表面獲得一個(gè)比較穩(wěn)定的生長環(huán)境，在供氧和底物充足的情況下，吸附在載體上的污泥中的微生物很快就開始生長。下圖為微生物在載體表面開始生長時(shí)的情景，由圖可見到活性很好的鐘蟲和累枝蟲。
隨著培養(yǎng)馴化時(shí)間的增長，在載體表面生長的生物膜也迅速增長，逐漸覆蓋整個(gè)載體表面，并開始增厚。但生物膜的生長并不均勻，在載體比較突出的地方，生物膜比較薄，而凹處則會(huì)長出相當(dāng)繁盛的菌落，可見水力剪切對(duì)生物膜的生長具有重要的影響。
生物膜形成的影響因素
生物膜的形成與載體表面性質(zhì)(載體表面親水性、表面電荷、表面化學(xué)組成和表面粗糙度)、微生物的性質(zhì)(微生物的種類、培養(yǎng)條件、活性和濃度)及環(huán)境因素(PH值、離子強(qiáng)度、水力剪切力、溫度、營養(yǎng)條件及微生物與載體的接觸時(shí)間)等因素有關(guān)。
載體表面性質(zhì)
載體表面電荷性、粗糙度、粒徑和載體濃度等直接影響著生物膜在其表面的附著、形成。在正常生長環(huán)境下，微生物表面帶有負(fù)電荷。如果能通過一定的改良技術(shù)，如化學(xué)氧化、低溫等離子體處理等可使載體表面帶有正電荷，從而可使微生物在載體表面的附著、形成過程更易進(jìn)行。載體表面的粗糙度有利于細(xì)菌在其表面附著、固定。
一方面，與光滑表面相比，粗糙的載體表面增加了細(xì)菌與載體間的有效接觸面積；另一方面載體表面的粗糙部分，如孔洞、裂縫等對(duì)已附著的細(xì)菌起著屏蔽保護(hù)作用，使它們免受水力剪切力的沖刷。
