農(nóng)村生活污水高效處理裝置

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形態(tài)和生理觀察
采用顯微鏡對污水處理過程中的活性污泥生長、變化進行觀察。特別是觀察原生動物的形態(tài)和生理特征。顯微鏡的放大倍數(shù)采用16×10或16×40即可，觀察到的原生動物應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)圖進行對照。建議可以采用《微型生物監(jiān)測新技術(shù)》上的圖片進行比較。通過原生動物的形態(tài)來確認其種類和特性，進而來分析其所處的生理狀態(tài)或生理階段，這能間接反映活性污泥的特性。

農(nóng)村生活污水高效處理裝置原生動物的指示作用
5.1 指示活性污泥性質(zhì)
(1)污泥惡化?；钚晕勰嘈跄w較小，往往在0.1～0.2 mm以下。主要出現(xiàn)以下優(yōu)勢原生動物：豆形蟲屬、腎形蟲屬、草履蟲屬、瞬目蟲屬、波豆蟲屬、尾滴蟲屬、滴蟲屬等。這些都屬于快速游泳型的種屬。污泥嚴重惡化時，微型動物幾乎不出現(xiàn)，細菌大量分散，活性污泥的凝聚、沉降能力下降，處理能力差。
(2)污泥解體。絮凝體細小，有些似針狀分散。主要的優(yōu)勢原生動物有：變形蟲屬、簡便蟲屬等肉足類。
(3)污泥膨脹。活性污泥沉降性能差，SVI值高。由于絲狀菌的大量生長，出現(xiàn)能攝食絲狀菌的裸口目旋毛科、全毛類原生動物及擬輪毛蟲等。

影響生物酶活性的因素是哪些？
影響生物酶活性的因素有：
（1）底物種類。底物是指生物降解的對象。由于生物酶具有專一性，即一種酶只能對某一種或某一類物質(zhì)的生物化學(xué)反應(yīng)其催化作用，因此底物種類對生物降解十分重要。
（2）底物濃度。經(jīng)實驗證明，在一定范圍內(nèi)，酶的活性隨著底物濃度的增加而提高；當(dāng)?shù)孜餄舛群艽髸r，酶的活性反而下降。
（3）溫度。酶促生化反應(yīng)速度隨溫度升高而加快，但酶是蛋白質(zhì)構(gòu)成，蛋白質(zhì)到一定溫度后會凝固變性失活。因此，適宜溫度是保持酶不失活而又達到大生化反應(yīng)速度。不同的酶類要求不同的適宜溫度。

    由于所取生活污水濃度較高，進水COD/NO3- -N大于5，因此，反應(yīng)前1h,2組反應(yīng)裝置的鹽減少量相當(dāng)(見圖7)。第1小時末，落葉釋放碳源使得污水+落葉組COD濃度達到峰值329 mg / L (見圖8),碳源的增加使得第1一2小時污水+落葉組鹽減少量高達9. 06 mg / L ，明顯高于污水組的5. 54mg / L;隨后的2 h，污水組硝鹽減少量分別為3. 53和1. 56 mg / L，而污水+落葉組酸鹽濃度分別減少了5. 23和3. 27 mg / L，均優(yōu)于污水組，如圖7所示。表明當(dāng)污水中碳源減少時，落葉浸出的碳源能作為有效的補充，維持相對較高的反硝化速率。亞硝鹽濃度變化軌跡顯示，整個反應(yīng)過程中，亞硝鹽濃度呈現(xiàn)出先緩慢上升到峰值后又下降的趨勢，亞硝鹽濃度升高的過程伴隨溶液pH值逐漸下降，兩組反應(yīng)溶液中pHzui終維持在7. 5左右。以稻草和玉米芯為反硝化碳源時，發(fā)現(xiàn)隨著反硝化反應(yīng)的進行，出水pH基本維持在中性，與本實驗結(jié)果*。實際污水反硝化過程中，污水夾帶了一些緩沖物質(zhì)，同時反硝化反應(yīng)的堿度部分中和了落葉釋放的酸性物質(zhì)，從而維持反應(yīng)體系pH相對穩(wěn)定。

2組反應(yīng)中污水組COD濃度和色度隨反應(yīng)時間的延長逐漸減小;污水+落葉組的COD和色度則呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(見圖8),COD濃度在第1小時末達到峰值329 mg / L，對應(yīng)色度也達到zui高55度，隨后COD濃度逐漸減少到相對穩(wěn)定狀態(tài)，色度也維持在40 - 45度之間;反應(yīng)結(jié)束時污水+落葉組出水COD與進水COD濃度相當(dāng)，相比單純的污水，投加了落葉的污水在后續(xù)好氧處理階段需要消耗更多的溶解氧或需要更長的曝氣時間，來完成剩余COD的降解。
③纖毛類，原生動物周身表面或部分表面具有纖毛，作為行動或攝食的工具，具有胞口、口圍、口前庭和胞咽等司吞食和消化的細胞器官，分為游泳型和固著型兩種，游泳型包括漫游蟲屬、草履蟲屬、腎形蟲屬、斜管蟲屬等，固著型常見的有鐘蟲屬、累枝蟲屬、蓋蟲屬、聚縮蟲屬、盾纖蟲屬和殼吸管蟲屬等，纖毛類運動速度較快，可達200～1 000 μm/s。
3組系統(tǒng)在反應(yīng)的前13 d里均未出現(xiàn)亞硝鹽的積累，從第14天開始，3組系統(tǒng)先后出現(xiàn)硝鹽去除率的波動，同時除了15℃組，其他2組都出現(xiàn)較明顯的亞硝鹽累積現(xiàn)象，如圖4所示。有文獻報道，低溫條件下的反硝化過程亞酸鹽積累量明顯高于中溫(25℃)和高溫(35℃)條件，與本研究中結(jié)果有異。分析可能是由于生活污水和其他液體碳源在反硝化過程中可利用碳源總量是逐漸減少的，而廣玉蘭葉具有可持續(xù)釋放碳源的能力，實驗中3組溫度下的落葉投加量相同，由于等量的葉片可釋放的碳源總量相當(dāng)，溫度越高，單位質(zhì)量落葉所釋放的COD增加量也越高，經(jīng)過一段時間的反應(yīng)后，25和30 ℃ 2組系統(tǒng)可溶性易降解碳源逐漸減少，而當(dāng)碳源有*，硝鹽和亞硝鹽同時爭奪碳源，硝鹽的競爭能力較強，因此，出現(xiàn)了較低濃度的亞硝鹽累積現(xiàn)象;15℃組由于碳源釋放較慢，到反應(yīng)后期，可利用碳源反而相對充足，充足的碳源抵消了溫度的不良影響。實驗中亞硝鹽累積的zui高濃度小于2 mg / L ，對系統(tǒng)反硝化過程影響較小，表明廣玉鑄葉可以作為反硝化外加碳源。
固液比分別為1:250,1.5:250和2.5:250，反應(yīng)溫度為(25士1)℃時，各系統(tǒng)連續(xù)運行26 d內(nèi)，進出水的硝鹽去除和亞硝鹽積累情況如圖5和圖6所示。
由圖5可知，除了第1天的適應(yīng)期，第2 -8天，落葉投加量與硝鹽去除率呈現(xiàn)負相關(guān)，固液比為1 : 250和1.5:250兩組的硝鹽去除率一直維持在90%左右，基本無亞硝鹽積累(見圖6)，而2. 5 : 250組對應(yīng)的硝鹽去除率在85%左右。分析原因，反應(yīng)初期，落葉表面碳源物質(zhì)，包括有機酸類逐漸向水相中釋放，根據(jù)落葉浸出過程中pH的釋放曲線(見圖1),2.5:250固液比系統(tǒng)pH值在浸出第4小時就會從7. 49下降到5. 9左右，而反硝化適宜的pH值一般在7. 0一8. 5 ，低于6. 0，反硝化效率將明顯降低。據(jù)此推測，前期2.5:250固液比系統(tǒng)反硝化效率低的主要原因是pH值較低影響到反硝化菌的代謝活性;第9一14天，3組固液比條件下出水硝鹽濃度相當(dāng)，但隨著釋碳速率變緩，1 : 250和1.5:250固液比組出現(xiàn)低濃度亞硝氮積累現(xiàn)象(見圖6);從第15天開始，硝鹽去除率與投加量已漸呈正相關(guān)關(guān)系，此時固液比為2.5:250組其系統(tǒng)中的碳源物質(zhì)濃度對于反硝化較為適宜，所以硝鹽去除率高于另兩組。由此可見，由于廣玉鑄葉釋酸的特性，過高的固液比會顯著降低溶液的pH值，從而影響到初期反硝化效率，因此，合適的固液比應(yīng)該既能維持釋放碳源在一定范圍內(nèi)，同時不會引起溶液pH值的顯著變化。?

   1、污水處理-直接引進種菌種培菌：有些特殊水質(zhì)菌種難于培養(yǎng)，還可利用當(dāng)?shù)乜蒲辛α?，利用專業(yè)的工業(yè)微生物研究所培養(yǎng)菌種后再接種培養(yǎng)-污水處理，如PVA（*）好氧消化即有專門好氧菌。污水處理此種培菌法，投資大，周期長，只有特殊情況才用。

  原生動物與細菌的關(guān)系
2.2 原生動物與細菌的功能關(guān)系
有人證明奇觀獨縮蟲在自然水體中 1 h能吃3萬個細菌。Curds等人在曝氣池中接種纖毛類原生動物，出水大為改善。②絮凝作用，細菌生長到一定程度后就凝集成絮狀物。這種絮狀物為原生動物提供了著生的環(huán)境，反過來絮狀物上的原生動物能加速絮凝過程。Curds等證明纖毛蟲能分泌兩種物質(zhì)，一種稱為P物質(zhì)，是一種多糖類碳水化合物;另一種是屬于單糖結(jié)構(gòu)的葡萄糖及阿拉伯糖，表面電荷為負的懸浮顆粒會吸收這種P物質(zhì)，通過懸浮顆粒表面電荷的改變，就使懸浮顆粒集結(jié)起來，形成絮狀物。另外，纖毛蟲還能分泌一種粘液，能把絮狀物再聯(lián)結(jié)起來。原生動物分泌的粘液對懸浮顆粒和細菌均有吸附能力。這就促進了菌膠團的形成和處理能力的提高。微氣泡通常是指直徑為10 - 50 μm的微小氣泡，其在氣液傳質(zhì)及有機污染物去除方面表現(xiàn)出潛在優(yōu)勢，在廢水處理領(lǐng)域逐漸受到關(guān)注。已有研究證實微氣泡曝氣對臭氧傳質(zhì)具有強化作用，并大幅提高臭氧氧化效率和臭氧利用率;同時，微氣泡曝氣中氣含率遠大于傳統(tǒng)氣泡曝氣，在廢水處理中，能夠提高氧傳質(zhì)速率及污染物去除效果。
在廢水生物處理中，SPG ( Shirasu Porous Glass)膜微氣泡曝氣技術(shù)已成功應(yīng)用于生物膜反應(yīng)器，氧利用率可接近100 %，顯著高于傳統(tǒng)曝氣方式。然而，SPG膜在應(yīng)用中存在膜污染現(xiàn)象，對微氣泡產(chǎn)生及氧傳質(zhì)過程具有不利影響。 OHR( Original Hydrodynamic Reaction)寧昆合器微氣泡曝氣系統(tǒng)具有不堵塞、無污染、免維護、壽命長及適用于規(guī)?；瘧?yīng)用等優(yōu)點，在廢水生物處理中具有更好的適用性。
目前，微氣泡曝氣裝置仍然存在能耗較高的問題，因此，在保證系統(tǒng)處理效果和運行穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上降低曝氣能耗是工藝改進的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化曝氣方式對于反應(yīng)器的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性具有重要作用，采用間歇曝氣能夠降低曝氣能耗，達到降低運行成本的目的。同時，間歇曝氣可以使反應(yīng)器內(nèi)微生物處于好氧/缺氧環(huán)境交替的狀態(tài)，有利于總氮(TN)的去除。有研究證實，在反應(yīng)器內(nèi)采用生物膜法與間歇曝氣結(jié)合的方式可以實現(xiàn)對碳氮的有效去除。