一體化生活污水生物處理設備

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什么是硝化作用？
硝化作用是在有氧條件下，好氧的硝化細菌將氨氧化成鹽的過程。這個過程是由亞菌和菌聯合完成的。
718.硝化作用的生化成成是怎樣進行的？

硝化作用的生化過程按以下步驟進行：
（1）NH3+1/2 O2→NH2OH+15.47 KJ
此反應是需能反應，而且是限速的。能量來自亞菌的酶，他將氨激活后，進行氧化生成羥胺（NH2OH）。據實驗測得，激活1mol氨并氧化成1mol羥胺需能量為15.47KJ。
通過計算可知，硝化作用每消耗1gNH3-N約耗去4.33g氧，耗去無機碳0.08g，生成新細胞0.15g，生成酸（耗堿度計）7.14g（按CaCO3）。方程式中C5H7NO2代表細胞質。

715.什么是水力停留時間（HRT）?
HRT使之進入生物處理裝置的污水在裝置內的停留時間（h）。HRT實質上是為保證微生物完成降解有機物所提供的時間。
716.什么是表面負荷？
表面負荷使之單位沉淀池面積在單位時間內所能處理的污水量，單位為m3/（m2·h）。結果表明,出水的急性毒性僅為進水的24. 7% ,說明臭氧氧化可以有效的降低出水的急性毒性。臭氧氧化后,各組分的急性毒性值均有所減少,其中進出水的HIS 的急性毒性值zui大,其次是HON,然后是HOA,在HOB 中沒有檢測出急性毒性,表明臭氧氧化進出水的急性毒性物質均主要存在于HIS 組分中。

由于臭氧氧化反應是非選擇性的氧化還原反應,水樣中通常含有多種無機鹽離子,其也可能參與到臭氧氧化反應中,影響出水的生物毒。生活污水中氯離子是zui常見的無機離子之一,因此研究考察了水中氯離子對臭氧氧化處理生活污水急性毒性的影響,結果如圖4 所示。臭氧氧化出水的急性毒性隨著氯離子濃度的升高而升高,表明進水中的氯離子濃度在一定的范圍內會影響臭氧氧化出水的急性毒性。出水的HOB 組分沒有檢出急性毒性,而出水的HIS 組分、HOA 組分和HON 組分的急性毒性當量都呈現出隨進水中氯離子濃度的升高而升高的趨勢,其中HIS 組分的急性毒性增加zui為明顯,這也表明臭氧氧化處理產生的有毒產物大部分存在于HIS組分中。
泥齡是活性污泥處理系統的重要參數。它與活性污泥特點、污泥生成量、氧的耗量與污水處理效果等有關。當選用較長的泥齡時，則污泥的BOD負荷小，曝氣時間長，耗氧多，剩余污泥量少，處理效果較好；當選用較短的泥齡時，則污泥的BOD 負荷大，曝氣時間短，耗氧少，剩余污泥量多，處理效果不如前者。另外，泥齡還可以反應微生物的組成，世代時間比泥齡長的微生物不可能成為優勢菌種，在系統中將被逐漸淘汰。

急性毒性測試
急性毒性測試選用青海弧菌Q67(Vibrioqinghaiensis sp. Q67)為指示生物。發光細菌毒性檢測是一種操作簡單、反應快速和靈敏度高的方法,已被廣泛應用于環境污染物急性毒性的研究。
首先調節各水樣pH 值范圍為7. 0 ~ 8. 0,然后進行固相萃取,選用6 mL,500 mg 的HLB 固相萃取小柱(Waters Oasis,USA)分別用正己烷、二氯甲烷、甲醇洗脫得到總洗脫混合液,將混合液旋轉蒸發濃縮至1 ~ 2 mL,氮氣吹干后,分別用200 μL 二甲基亞砜(DMSO)復溶。實驗前配置毒性實驗測試方法中需要的稀釋水,稀釋水配方為:CaCl2 11. 1 mg,KCl 4. 2 mg,NaHCO3 42 mg,MgSO4 28. 6 mg,NaNO3 4. 1 μg 溶于1 L超純水中。然后用稀釋水稀釋待測樣品,設10 個稀釋度,每個稀釋度做3 個平行,以模擬湖水為空白對照,將待測樣品和菌懸液混勻15 min 后用酶標儀(Tecan infinite-200) 測定相對發光度RLU(relative lightunits),計算樣品的相對發光抑制率:

相對抑制率(% ) = (1 - 試樣的RLU/ 空白對照的RLU) × 100
一體化生活污水生物處理設備以樣品的相對發光抑制率對樣品的稀釋倍數作圖,求出樣品的EC50 值,即zui大毒性效應的半數效應濃度,急性毒性單位定義為:1 TU = EC50 - 1熒光光譜技術是利用波長和熒光強度進行檢測的分析方法,與傳統化學分析方法相比,熒光光譜具有高靈敏度、高選擇性、高信息量等優點,并已經廣泛應用于城市污水、工業廢水及自然環境水體的溶解性有機物的檢測。CHEN 等 根據以往文獻將三維熒光譜圖分為5 個區域,分別代表5 類物質:Ⅰ區為*類芳香族蛋白類似物,Ⅱ區為第二類芳香族蛋白類似物,Ⅲ區為類富里酸,Ⅳ區為含苯環蛋白質、溶解性微生物副產物,Ⅴ區為類腐殖酸。
根據測試結果分析,臭氧氧化進出水的熒光峰總強度分別是5. 2 × 105 和3. 9 × 105 。相對于進水,出水的熒光峰的總強度下降了27% ,而臭氧氧化處理出水的COD 去除率也達到了39% 以上,兩者變化幅度相吻合。由圖6 可以看出,進水的熒光峰主要為Ⅰ、Ⅱ區的芳香族蛋白質類似物和Ⅳ區的含苯環蛋白質、溶解性微生物副產物,三者所占比例之和在86% 以上。相比之下,出水中I 區的芳香族蛋白質類似物的熒光峰強度相對比例明顯下降,Ⅱ區的芳香族蛋白質類似物的熒光峰強度相對比例明顯增加。
對各區的熒光強度進行積分,可得到各水樣中5類有機物占總有機物的百分比。將該百分比乘以各樣品的TOC 濃度,即得到各水樣中5 類有機物的含量,結果如圖7 所示。結果表明,經過臭氧氧化處理后,出水中5 類有機物的濃度明顯降低,但是Ⅰ、Ⅱ區的芳香族蛋白質類似物依然占據較高的比重,表明在實驗條件下,Ⅰ、Ⅱ區的芳香族蛋白質類似物相對難以被臭氧氧化降解。

1. 6 三維熒光光譜掃描
對水樣進行三維熒光光譜(Hitachi F4500 型熒光光譜分析儀)掃描。掃描條件為激發光源:150-W 氙弧燈;PMT 電壓:750 V;掃描間隔:Ex = 5 nm,Em = 10 nm;采用自動響應時間,掃描速度為30 000 nm·min - 1 ,激發和發射波長范圍:Ex = 200 ~ 400 nm,Em = 280 ~ 550 nm,以超純水做空白對照。用Origin8. 5 軟件對掃描得到的每個發射/ 激發波長下的熒光強度數據進行處理,將得到的三維數據矩陣作等值線圖,EEM 的積分方法參考CHEN 的熒光區域積分方法(FRI)。
由以上四個方面進行列表，并通過驗證，給定不同情況下的污泥生物指數(SBI)，zui后由污泥生物指數來確定活性污泥法污水處理所具有的質量等級。優(SBI=8～10)，良(SBI=6～7)，中等(SBI=4～5)，差(SBI=0～3)。
污水處理廠的處理效果主要取決于水中的微生物。原生動物能用來改善水質、原生動物門屬真核原生生物界，是單細胞的微型動物，由原生質和一個或多個細胞核組成。原生動物和多細胞動物相同，具有新陳代謝、運動、繁殖、對外界刺激的感應性和對環境的適應性等生理功能。原生動物個體很小，長度一般在100～300 μm之間。它們都具有細胞膜。多數種屬的細胞膜結實而富有彈性，從而使原生動物本體保持一定的體形。但也有一些種屬，例如變形蟲，只有一層極薄的原生質膜，不能保持固定的體形。原生動物一般具有一個或兩個以上的細胞核，其形狀多種多樣，它們在其細胞內產生形態的分化，形成了能夠執行各項生命活動和生理功能的胞器。在運動胞器方面有鞭毛、偽足和纖毛;在營養胞器方面有胞口、胞咽和食物泡;用以排出廢料和調節滲透壓的胞器有伸縮泡等。有些種類的原生動物的細胞膜內分布著肌絲，具有收縮變形的功能。
1.3 分類
1981年原生動物學會公布了原生動物分類系統，其中在水處理中常見的有三類：
①肉足類，其細胞質可伸縮變動而形成偽足，作為運動和攝食的胞器，運動速度達3 μm/s，典型的肉足類為變形蟲屬、簡便蟲屬、表殼蟲屬和鱗殼蟲屬等;

鞭毛類，具有一根或一根以上的鞭毛。鞭毛長度與其體長大致相等或更長些，是運動器官，鞭毛蟲又可分為植物性鞭毛蟲和動物性鞭毛蟲，常見的植物性鞭毛蟲有滴蟲屬、屋滴蟲屬和眼蟲屬等，常見的動物性鞭毛蟲有波豆蟲屬、尾波蟲屬等，鞭毛蟲的運行速度達15～300 μm/s;
數量分析固體回收率及加藥量的問題
前述第④條：離心機的固體回收率確實比帶機高[1]，但這并不是說帶機固體回收率低就不能用，事實上濾波還得回流到前面，與污水廠進水一道重新進行處理。
藥劑投加量，是有爭議的，帶機廠商也會說，他們的帶機藥劑投加量也少，筆者設計的某15×104t/d城市污水處理廠，采用的是臥螺離心機脫水，投產后每噸干污泥的實測耗藥（PAM）量為 1.7－2.0kg，是比較低的。資料顯示，上海某污水廠也作過帶機脫水耗藥量試驗，城市污水每噸干污泥的藥劑也在20kg左右。由于各廠污泥性質有所不同，很難說帶機藥耗就比離心機高多少。
離心機易損件為軸承和密封件，卸料螺旋的維修周期一般在3a以上；而帶機易損件除軸承、密封件外，濾帶也需更換，價格昂貴；