一體化生活污水生物處理設(shè)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(xì)菌將氨氧化成鹽的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程是由亞菌和菌聯(lián)合完成的。
718.硝化作用的生化成成是怎樣進(jìn)行的？

硝化作用的生化過(guò)程按以下步驟進(jìn)行：
（1）NH3+1/2 O2→NH2OH+15.47 KJ
此反應(yīng)是需能反應(yīng)，而且是限速的。能量來(lái)自亞菌的酶，他將氨激活后，進(jìn)行氧化生成羥胺（NH2OH）。據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，激活1mol氨并氧化成1mol羥胺需能量為15.47KJ。
通過(guò)計(jì)算可知，硝化作用每消耗1gNH3-N約耗去4.33g氧，耗去無(wú)機(jī)碳0.08g，生成新細(xì)胞0.15g，生成酸（耗堿度計(jì)）7.14g（按CaCO3）。方程式中C5H7NO2代表細(xì)胞質(zhì)。

715.什么是水力停留時(shí)間（HRT）?
HRT使之進(jìn)入生物處理裝置的污水在裝置內(nèi)的停留時(shí)間（h）。HRT實(shí)質(zhì)上是為保證微生物完成降解有機(jī)物所提供的時(shí)間。
716.什么是表面負(fù)荷？
表面負(fù)荷使之單位沉淀池面積在單位時(shí)間內(nèi)所能處理的污水量，單位為m3/（m2·h）。結(jié)果表明,出水的急性毒性僅為進(jìn)水的24. 7% ,說(shuō)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(jìn)出水的HIS 的急性毒性值z(mì)ui大,其次是HON,然后是HOA,在HOB 中沒(méi)有檢測(cè)出急性毒性,表明臭氧氧化進(jìn)出水的急性毒性物質(zhì)均主要存在于HIS 組分中。

由于臭氧氧化反應(yīng)是非選擇性的氧化還原反應(yīng),水樣中通常含有多種無(wú)機(jī)鹽離子,其也可能參與到臭氧氧化反應(yīng)中,影響出水的生物毒。生活污水中氯離子是zui常見(jiàn)的無(wú)機(jī)離子之一,因此研究考察了水中氯離子對(duì)臭氧氧化處理生活污水急性毒性的影響,結(jié)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(jìn)水中的氯離子濃度在一定的范圍內(nèi)會(huì)影響臭氧氧化出水的急性毒性。出水的HOB 組分沒(méi)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(dāng)量都呈現(xiàn)出隨進(jìn)水中氯離子濃度的升高而升高的趨勢(shì),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(chǎn)生的有毒產(chǎn)物大部分存在于HIS組分中。
泥齡是活性污泥處理系統(tǒng)的重要參數(shù)。它與活性污泥特點(diǎn)、污泥生成量、氧的耗量與污水處理效果等有關(guān)。當(dāng)選用較長(zhǎng)的泥齡時(shí)，則污泥的BOD負(fù)荷小，曝氣時(shí)間長(zhǎng)，耗氧多，剩余污泥量少，處理效果較好；當(dāng)選用較短的泥齡時(shí)，則污泥的BOD 負(fù)荷大，曝氣時(shí)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(yīng)微生物的組成，世代時(shí)間比泥齡長(zhǎng)的微生物不可能成為優(yōu)勢(shì)菌種，在系統(tǒng)中將被逐漸淘汰。

急性毒性測(cè)試
急性毒性測(cè)試選用青?；【鶴67(Vibrioqinghaiensis sp. Q67)為指示生物。發(fā)光細(xì)菌毒性檢測(cè)是一種操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)快速和靈敏度高的方法,已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染物急性毒性的研究。
首先調(diào)節(jié)各水樣pH 值范圍為7. 0 ~ 8. 0,然后進(jìn)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(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至1 ~ 2 mL,氮?dú)獯蹈珊?分別用200 μL 二甲基亞砜(DMSO)復(fù)溶。實(shí)驗(yàn)前配置毒性實(shí)驗(yàn)測(cè)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(cè)樣品,設(shè)10 個(gè)稀釋度,每個(gè)稀釋度做3 個(gè)平行,以模擬湖水為空白對(duì)照,將待測(cè)樣品和菌懸液混勻15 min 后用酶標(biāo)儀(Tecan infinite-200) 測(cè)定相對(duì)發(fā)光度RLU(relative lightunits),計(jì)算樣品的相對(duì)發(fā)光抑制率:

相對(duì)抑制率(% ) = (1 - 試樣的RLU/ 空白對(duì)照的RLU) × 100
一體化生活污水生物處理設(shè)備以樣品的相對(duì)發(fā)光抑制率對(duì)樣品的稀釋倍數(shù)作圖,求出樣品的EC50 值,即zui大毒性效應(yīng)的半數(shù)效應(yīng)濃度,急性毒性單位定義為:1 TU = EC50 - 1熒光光譜技術(shù)是利用波長(zhǎng)和熒光強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)的分析方法,與傳統(tǒng)化學(xué)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(yōu)點(diǎn),并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市污水、工業(yè)廢水及自然環(huán)境水體的溶解性有機(jī)物的檢測(cè)。CHEN 等 根據(jù)以往文獻(xiàn)將三維熒光譜圖分為5 個(gè)區(qū)域,分別代表5 類物質(zhì):Ⅰ區(qū)為*類芳香族蛋白類似物,Ⅱ區(qū)為第二類芳香族蛋白類似物,Ⅲ區(qū)為類富里酸,Ⅳ區(qū)為含苯環(huán)蛋白質(zhì)、溶解性微生物副產(chǎn)物,Ⅴ區(qū)為類腐殖酸。
根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析,臭氧氧化進(jìn)出水的熒光峰總強(qiáng)度分別是5. 2 × 105 和3. 9 × 105 。相對(duì)于進(jìn)水,出水的熒光峰的總強(qiáng)度下降了27% ,而臭氧氧化處理出水的COD 去除率也達(dá)到了39% 以上,兩者變化幅度相吻合。由圖6 可以看出,進(jìn)水的熒光峰主要為Ⅰ、Ⅱ區(qū)的芳香族蛋白質(zhì)類似物和Ⅳ區(qū)的含苯環(huán)蛋白質(zhì)、溶解性微生物副產(chǎn)物,三者所占比例之和在86% 以上。相比之下,出水中I 區(qū)的芳香族蛋白質(zhì)類似物的熒光峰強(qiáng)度相對(duì)比例明顯下降,Ⅱ區(qū)的芳香族蛋白質(zhì)類似物的熒光峰強(qiáng)度相對(duì)比例明顯增加。
對(duì)各區(qū)的熒光強(qiáng)度進(jìn)行積分,可得到各水樣中5類有機(jī)物占總有機(jī)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(jī)物的含量,結(jié)果如圖7 所示。結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)臭氧氧化處理后,出水中5 類有機(jī)物的濃度明顯降低,但是Ⅰ、Ⅱ區(qū)的芳香族蛋白質(zhì)類似物依然占據(jù)較高的比重,表明在實(shí)驗(yàn)條件下,Ⅰ、Ⅱ區(qū)的芳香族蛋白質(zhì)類似物相對(duì)難以被臭氧氧化降解。

1. 6 三維熒光光譜掃描
對(duì)水樣進(jìn)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(fā)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(dòng)響應(yīng)時(shí)間,掃描速度為30 000 nm·min - 1 ,激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)范圍:Ex = 200 ~ 400 nm,Em = 280 ~ 550 nm,以超純水做空白對(duì)照。用Origin8. 5 軟件對(duì)掃描得到的每個(gè)發(fā)射/ 激發(fā)波長(zhǎng)下的熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,將得到的三維數(shù)據(jù)矩陣作等值線圖,EEM 的積分方法參考CHEN 的熒光區(qū)域積分方法(FRI)。
由以上四個(gè)方面進(jìn)行列表，并通過(guò)驗(yàn)證，給定不同情況下的污泥生物指數(shù)(SBI)，zui后由污泥生物指數(shù)來(lái)確定活性污泥法污水處理所具有的質(zhì)量等級(jí)。優(yōu)(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(dòng)物能用來(lái)改善水質(zhì)、原生動(dòng)物門屬真核原生生物界，是單細(xì)胞的微型動(dòng)物，由原生質(zhì)和一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞核組成。原生動(dòng)物和多細(xì)胞動(dòng)物相同，具有新陳代謝、運(yùn)動(dòng)、繁殖、對(duì)外界刺激的感應(yīng)性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性等生理功能。原生動(dòng)物個(gè)體很小，長(zhǎng)度一般在100～300 μm之間。它們都具有細(xì)胞膜。多數(shù)種屬的細(xì)胞膜結(jié)實(shí)而富有彈性，從而使原生動(dòng)物本體保持一定的體形。但也有一些種屬，例如變形蟲(chóng)，只有一層極薄的原生質(zhì)膜，不能保持固定的體形。原生動(dòng)物一般具有一個(gè)或兩個(gè)以上的細(xì)胞核，其形狀多種多樣，它們?cè)谄浼?xì)胞內(nèi)產(chǎn)生形態(tài)的分化，形成了能夠執(zhí)行各項(xiàng)生命活動(dòng)和生理功能的胞器。在運(yùn)動(dòng)胞器方面有鞭毛、偽足和纖毛;在營(yíng)養(yǎng)胞器方面有胞口、胞咽和食物泡;用以排出廢料和調(diào)節(jié)滲透壓的胞器有伸縮泡等。有些種類的原生動(dòng)物的細(xì)胞膜內(nèi)分布著肌絲，具有收縮變形的功能。
1.3 分類
1981年原生動(dòng)物學(xué)會(huì)公布了原生動(dòng)物分類系統(tǒng)，其中在水處理中常見(jiàn)的有三類：
①肉足類，其細(xì)胞質(zhì)可伸縮變動(dòng)而形成偽足，作為運(yùn)動(dòng)和攝食的胞器，運(yùn)動(dòng)速度達(dá)3 μm/s，典型的肉足類為變形蟲(chóng)屬、簡(jiǎn)便蟲(chóng)屬、表殼蟲(chóng)屬和鱗殼蟲(chóng)屬等;

鞭毛類，具有一根或一根以上的鞭毛。鞭毛長(zhǎng)度與其體長(zhǎng)大致相等或更長(zhǎng)些，是運(yùn)動(dòng)器官，鞭毛蟲(chóng)又可分為植物性鞭毛蟲(chóng)和動(dòng)物性鞭毛蟲(chóng)，常見(jiàn)的植物性鞭毛蟲(chóng)有滴蟲(chóng)屬、屋滴蟲(chóng)屬和眼蟲(chóng)屬等，常見(jiàn)的動(dòng)物性鞭毛蟲(chóng)有波豆蟲(chóng)屬、尾波蟲(chóng)屬等，鞭毛蟲(chóng)的運(yùn)行速度達(dá)15～300 μm/s;
數(shù)量分析固體回收率及加藥量的問(wèn)題
前述第④條：離心機(jī)的固體回收率確實(shí)比帶機(jī)高[1]，但這并不是說(shuō)帶機(jī)固體回收率低就不能用，事實(shí)上濾波還得回流到前面，與污水廠進(jìn)水一道重新進(jìn)行處理。
藥劑投加量，是有爭(zhēng)議的，帶機(jī)廠商也會(huì)說(shuō)，他們的帶機(jī)藥劑投加量也少，筆者設(shè)計(jì)的某15×104t/d城市污水處理廠，采用的是臥螺離心機(jī)脫水，投產(chǎn)后每噸干污泥的實(shí)測(cè)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(guò)帶機(jī)脫水耗藥量試驗(yàn)，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(zhì)有所不同，很難說(shuō)帶機(jī)藥耗就比離心機(jī)高多少。
離心機(jī)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(jī)易損件除軸承、密封件外，濾帶也需更換，價(jià)格昂貴；