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20噸/天一體化生活污水處理設備
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一體化污水處理設備、氣浮機、二氧化氯發生器、玻璃鋼設備、一體化提升泵站等污水設備都有。
懸浮微生物的活性
微生物的活性通常可用微生物的比增長率(μ)來描述,即單位質量微生物的增長繁殖速率。因此,在研究微生物活性對生物膜形成的初階段的影響時,關鍵是如何控制懸浮微生物的比增長率。研究結果表明,硝化細菌在載體表面的附著固定量及初始速率均正比于懸浮硝化細菌的活性。研究異養生物膜的形成時也得出同樣結果。
影響懸浮微生物活性的因素主要有如下幾種:
(1)當懸浮微生物的生物活性較高時,其分泌胞外多聚物的能力較強。這種粘性的胞外多聚物在細菌與載體之間起到了生物粘合劑的作用,使得細菌易于在載體表面附著、固定;
(2)微生物所處的能量水平直接與它們的增長率相關。當盧增加時,懸浮微生物的動能隨之增加。這些能量有助于克服在固定化過程中微生物載體表面間的能壘,使得細菌初始積累速率與懸浮細菌活性成正比;
(3)微生物的表面結構隨著其活性的不同而相應變化。懸浮細菌活性對細菌在載體表面的附著固定過程有影響,而且,細菌表面的化學組成、官能團的量也隨細菌活性的變化有顯著變化。細胞膜等隨懸浮細菌活性的變化而有顯著變化。細菌表面的這些變化將直接影響微生物在載體表面的附著、固定。因此,通常認為,由懸浮微生物活性變化而引起的細菌表面生理狀態或分子組成的變化是有利于細菌在載體表面附著、固定的;
(4)微生物與載體接觸時間。微生物在載體表面附著、固定是—動態過程。微生物與載體表面接觸后,需要一個相對穩定的環境條件,因此必須保證微生物在載體表面停留一定時間,完成微生物在載體表面的增長過程;
(5)水力停留時間(HRT)。HRT對能否形成完整的生物膜起著重要的作用。在其他條件確定的情況下,HRT短則有機容積負荷大,當稀釋率大于大生長率時,反應器內載體上能生成完整的生物膜。刊huis等人的試驗證明了這種觀點。在COD負荷為2.5kg/(m3·d),HRT為4h時,載體上幾乎沒有完整的生物膜,而水力停留時間為1h時,在相同的操作時間內幾乎所有的載體上都長有完整的生物膜,且較高的表面COD負荷更易生成較厚的生物膜,即COD負荷越高,生物膜越厚。周平等人也通過試驗證明了較短的水力停留時間有利于載體掛膜;
(6)液相pH值。除了等電點外,細菌表面在不同環境下帶有不同的電荷;液相環境中,pH值的變化將直接影響微生物的表面電荷特性。當液相pH值大于細菌等電點時,細菌表面由于氨基酸的電離作用而顯負電性;當液相pH值小于細菌等電點時,細菌表面顯正電性。細菌表面電性將直接影響細菌在載體表面附著、固定;
(7)水力剪切力。在生物膜形成初期,水力條件是一個非常重要的因素,它直接影響生物膜是否能培養成功。在實際水處理中,水力剪切力的強弱決定了生物膜反應器啟動周期。單從生物膜形成角度分析,弱的水力剪切力有利于細菌在載體表面的附著和固定,但在實際運行中,反應器的運行需要一定強度的水力剪切力以維持反應器中的*混合狀態。所以在實際設計運行中如何確定生物膜反應器的水力學條件是非常重要的。
20噸/天一體化生活污水處理設備掛膜過程中的影響因素
生物載體掛膜過程中的作用力
生物載體掛膜過程中的作用力直接促成了微生物與載體表面的直接作用,在整個生物膜形成過程中起著至關重要的作用。生物載體在掛膜過程的作用力較為復雜,這里詳細分析與生物載體表面理化特性有關的物理力,如范德華力、靜電作用力、表面張力、水動力外,還有湍流擴散力、表面剪切力、載體運動引起的力等。
載體表面親水性的影響
通過對不同載體掛膜實驗得出:GPUC載體表面含有-OH、酰胺基等親水性基團,而大部分微生物本身具有良好的親水性,載體表面與微生物表面能夠形成氫鍵結構;同時親水性載體表面自由能低于疏水性載體的表面自由能,水中的微生物更容易接近親水性載體表面吸附生長。實驗中對GPUC載體與普通多孔載體進行了比較,結果顯示GPUC載體的掛膜量及掛膜生物活性均大于普通多孔載體。
溫度對掛膜行為的影響
水溫是微生物的重要生存因子,在適宜的水溫范圍內微生物可大量生長繁殖。每一種微生物都有一個適生長溫度,在一定溫度范圍內大多數微生物的新陳代謝活動都會隨著溫度的升高而增強,隨著溫度的下降而減弱。好氧微生物的適宜溫度范圍是10—35℃。水溫對硝化菌的生長和硝化速率有較大的影響。大多數硝化菌合適的生長溫度是25—30℃之間,當溫度低于25℃或者高于30℃硝化菌生長減慢,10℃以下硝化菌的生長及硝化作用顯著減慢。
生物膜-膜生物反應器的優點
(1)BMBR綜合了生物膜法和MBR的優點。反應器內由于填料的加入,使得懸浮污泥的濃度降低,改善了膜的通量、降低了膜的阻力、在一定程度上減緩了膜的污染,使膜的運行周期更長,減少了膜的清洗次數,降低處理工藝的動力消耗。
(2)SS的去除率較好。生物膜法中如果厭氧層過厚,生物膜脫落后會產生大量的非活性的細小懸浮物分散于水中,使出水的澄清度降低,而BMBR由于膜分離設備的截留作用可以有效解決這個問題。
(3)有較好的脫氮、除磷效果。硝化菌是化能自氧菌,在混合培養的活性污泥中無法與異養菌競爭,所以在MBR中脫氮效果并不是很好,而投加了填料的BMBR可以承載大量的生物量,有利于世代時間較長的硝化菌生長,而且由于BMBR中形成了厭氧環境,脫氮效果會有所提高。
(4)由于生物膜上的微生物種類豐富,載體的添加可以給微型動物提供了相對穩定的生長環境,存在相當數量的原生動物和后生動物,組成較長的食物鏈,所以生物膜膜生物反應器產生的污泥量少。
生物膜-膜生物反應器的缺點
BMBR和MBR一樣同樣具有以下2個缺點:(1)膜污染問題,沒有有效的清洗技術。膜污染速率隨著溫度的下降而呈現加劇趨勢。(2)膜的制造成本高。
生物膜-膜生物反應器的研究進展
許多學者相繼對MBR進行了大量的實驗研究并開發了多種MBR的變形新工藝,如分離式MBR、厭氧式MBR、一體式MBR等。20世紀90年代以后,MBR得到了迅猛的發展,隨著MBR在實際運行中膜污染的問題出現,有的學者在研究此問題時指出,在MBR中,由于膜組件與活性污泥混合液的直接接觸,在膜組件表面生長出生物膜是不可避免的,也就是說膜污染的問題是不可避免的,膜污染在導致膜通量下降的同時也使出水水質變差,但是當時都未對此進行深入的探討,直至后來BMBR的提出。一些學者認為將膜分離技術和生物膜法相結合,將會有更大的優勢。BMBR工藝早是日本科研人員針對低濃度氨氮廢水處理提出的新工藝。澳大利亞新南威爾士大學膜與分離中心的FaneAG曾采用生物濾池與分離式膜分離設備相結合處理生活廢水,取得了很好的處理效果。在膜分離技術與生物膜相結合的BMBR方面,國內哈爾濱工業大學較早做此方面的工藝研究。
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