一體化污水處理設備的運行原理

一、一體化污水處理設備的運行原理——目的和重要性

1、廢水生物處理的目的

廢水生物處理的主要目的有以下3點：①絮凝和去除廢水中不可自然沉淀的膠體狀固體物；②穩定和去除廢水中的有機物；③去除營養元素氮和磷。

2、廢水生物處理的重要性

①城市污水中約有60%以上的有機物只有用生物法去除才；

②廢水中氮的去除一般來說只有依靠生物法；

③目前世界上已建成的城市污水處理廠有90%以上是生物處理法；

④大多數工業廢水處理廠也是以生物法為主體的。

二、微生物在廢水處理中的作用

微生物在廢水生物處理中主要有三個作用：

①去除溶解性有機物（以COD或BOD5表示）（將其轉化成CO2和H2O），去除其它溶解性無機營養元素如N（轉化為N2氣）、P（轉化為富含磷的剩余污泥從水中分離出來）等；

②絮凝沉淀和降解膠體狀固體物（某些難降解顆粒或膠體狀有機物，可以通過微生物產生的胞外多聚物等具有絮凝效果的物質發生沉淀，與剩余污泥一同被排出系統；或通過吸附較長期地滯留在系統內而被緩慢降解）；

③穩定有機物（某些有毒有害難降解有機物可以被微生物初步分解或部分降解，而減輕毒性作用或得到部分穩定，或被*轉化為無機物而得到穩定）。

三微生物代謝過程簡介

1、廢水生物處理過程中微生物代謝過程示意圖

2、微生物代謝的基本要素

①能源：化學能，或光能——化能營養型、光能營養型；

②碳源：有機碳，或無機碳——異養型、自養型；

③無機營養元素——又分為宏量元素，如：N、P、S、K、Ca、Mg等，在處理工業廢水時，N、P元素與所需要去除的有機污染物之間的營養平衡問題有時會很關鍵，必要時就需要在進行中投加一定量的N、P；以及微量元素，如Fe、Co、Ni、Mo等，微量元素對于某些特殊的細菌如產甲烷細菌等的生長十分重要，因此在設計和運行厭氧生物反應器時，應給予足夠的重視，否則會出現所謂的“微量元素缺乏癥”；

④特殊有機營養物（也稱生長因子，如維生素、*等）：對于某些特殊細菌，某些特殊的維生素對其生長的影響會很大，因此，在必要時應考慮補充。

3、廢水生物處理中涉及的微生物代謝過程主要有：

①化能異養型代謝：在廢水生物處理中主要的代謝形式，主要用于對廢水中有機物的去除，包括主要的好氧細菌和厭氧細菌；

②化能自養型代謝：也是廢水生物處理中常見的一種代謝形式，主要包括硝化細菌（將氨氮氧化為亞硝酸鹽，或進一步氧化為硝酸鹽）、氫細菌（對其的應用還處在研究階段）、鐵細菌等；

③光合異養型代謝：利用光合細菌以高濃度有機廢水為基質生產菌體蛋白；具體參見更多相關技術文檔。

④光合自養型代謝：在廢水生物處理中少有應用。

四、廢水生物處理中的微生物

1、細菌：

主要包括真細菌(eubacteria)和古細菌(archaebacteria)；是廢水生物處理工程中主要的微生物；

根據需氧情況不同：好氧細菌、兼性細菌和厭氧細菌；

根據能源碳源利用情況的不同：光合細菌——光能自養菌、光能異養菌；非光合細菌——化能自養菌、化能異養菌；

根據生長溫度的不同：低溫菌(-10ºC~15ºC)、中溫菌(15ºC~45ºC)和高溫菌(>45ºC)。

2、真菌：

真菌的三個主要特點：

①能在低溫和低pH值的條件生長；

②在生長過程中對氮的要求較低（是一般細菌的1/2）；

③能降解纖維素。

真菌在廢水處理中的應用：

①處理某些特殊工業廢水；

②固體廢棄物的堆肥處理

3、原生動物、后生動物：

原生動物主要以細菌為食；其種屬和數量隨處理出水的水質而變化，可作為指示生物。

后生動物以原生動物為食；也可作為指示生物。