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40噸/天一體化污水處理設(shè)施
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態(tài)過程。
懸浮于液相中的有機污染物及微生物移動并附著在載體表面上;然后,附著在載體上的微生物對有機污染物進行降解,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,又可進一步吸附、分解廢水中有機污染物,直至最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階段。載體加入水體以后,先進入吸附期。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。此時懸浮液中的微生物大量增長,出現(xiàn)較明顯的一個污泥層。
經(jīng)過不可逆附著以后,微生物在載體表面獲得一個比較穩(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。
隨著培養(yǎng)馴化時間的增長,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,而凹處則會長出相當繁盛的菌落,可見水力剪切對生物膜的生長具有重要的影響。在載體表面附著生長的微生物種類也很繁多,除了累枝蟲、鐘蟲外,還可觀察到絲狀菌、球菌、桿菌等,還有一些游泳性的細菌在活動。隨著載體上附著了越來越多的生物膜,載體的表觀密度逐漸會下降,變得更輕,更容易流態(tài)化,同時在下降區(qū)的載體下降速度有所變慢。
水解(酸化)系統(tǒng)中的的目的主要是將原水中的非溶解態(tài)有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機物,特別是工業(yè)廢水處理,主要是將其中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì),提高廢水的可生化性,以利于后續(xù)的好氧生物處理??紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題,水解(酸化)主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理。
在混合厭氧消化系統(tǒng)中,水解酸化是和整個消化過程有機地結(jié)臺在一起,共處于一個反應(yīng)器中,水解、酸化的目的是為混合厭氧消化過程中的甲烷化階段提供基質(zhì)。而兩相厭氧消化中的產(chǎn)酸段(產(chǎn)酸相)是將混合厭氧消化中的產(chǎn)酸段和產(chǎn)甲烷段分開,以便形成各自的最佳環(huán)境,同時,產(chǎn)酸相對所產(chǎn)生的酸的形態(tài)也有要求(主要為乙酸)。
40噸/天一體化污水處理設(shè)施生物接觸氧化工藝是兼有活性污泥法及生物膜法的特點,具有較高的容積負荷,不需要污泥回流,無污泥膨脹問題,運行管理較活性污泥法簡單,對水量水質(zhì)的波動有較強的適應(yīng)能力等優(yōu)點,被廣泛采用。其技術(shù)實質(zhì)是在生物反應(yīng)池內(nèi)充填填料,部分微生物以生物膜的形式固著生長在填料表面,部分則是絮狀懸浮生長于水中。已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料,并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜,污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下,污水中有機污染物得到去除,污水得以凈化。
低比表面積導(dǎo)致生物菌種數(shù)量及多樣性不夠理想,在單位容積內(nèi)的生物菌種數(shù)量受到限制,從而影響污水處理效率。如果在現(xiàn)有填料基礎(chǔ)上附著高比表面積的多孔性物質(zhì)顆粒物,使生物填料的比表面積大大提高,將為生物菌種的生長和附著提供有利條件,從而提高單位容積內(nèi)的生物菌種數(shù)量,提高污水處理效率。具體措施:選用比表面積大于900m2/g的活性炭粉末,經(jīng)噴嘴霧化后噴出,被霧化的活性炭微粒通過槍口的極針或噴盤、噴杯的邊緣時因接觸而帶電,當經(jīng)過電暈放電所產(chǎn)生的氣體電離區(qū)時,將再一次增加其表面電荷密度。這些帶負電荷的活性炭微粒在靜電場作用下,向填料表面運動,并被沉積在填料表面上形成均勻的碳粉涂層。