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(duì)污水處理過(guò)程中的活性污泥生長(zhǎng)、變化進(jìn)行觀察。特別是觀察原生動(dòng)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(dòng)物應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行對(duì)照。建議可以采用《微型生物監(jiān)測(cè)新技術(shù)》上的圖片進(jìn)行比較。通過(guò)原生動(dòng)物的形態(tài)來(lái)確認(rèn)其種類和特性，進(jìn)而來(lái)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(dòng)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(shì)原生動(dòng)物：豆形蟲(chóng)屬、腎形蟲(chóng)屬、草履蟲(chóng)屬、瞬目蟲(chóng)屬、波豆蟲(chóng)屬、尾滴蟲(chóng)屬、滴蟲(chóng)屬等。這些都屬于快速游泳型的種屬。污泥嚴(yán)重惡化時(shí)，微型動(dòng)物幾乎不出現(xiàn)，細(xì)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(xì)小，有些似針狀分散。主要的優(yōu)勢(shì)原生動(dòng)物有：變形蟲(chóng)屬、簡(jiǎn)便蟲(chóng)屬等肉足類。
(3)污泥膨脹?；钚晕勰喑两敌阅懿?，SVI值高。由于絲狀菌的大量生長(zhǎng)，出現(xiàn)能攝食絲狀菌的裸口目旋毛科、全毛類原生動(dòng)物及擬輪毛蟲(chóng)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(duì)象。由于生物酶具有專一性，即一種酶只能對(duì)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(duì)生物降解十分重要。
（2）底物濃度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(huì)凝固變性失活。因此，適宜溫度是保持酶不失活而又達(dá)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(jìn)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(jiàn)圖7)。第1小時(shí)末，落葉釋放碳源使得污水+落葉組COD濃度達(dá)到峰值329 mg / L (見(jiàn)圖8),碳源的增加使得第1一2小時(shí)污水+落葉組鹽減少量高達(dá)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(shí)，落葉浸出的碳源能作為有效的補(bǔ)充，維持相對(duì)較高的反硝化速率。亞硝鹽濃度變化軌跡顯示，整個(gè)反應(yīng)過(guò)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(shì)，亞硝鹽濃度升高的過(guò)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(shí)，發(fā)現(xiàn)隨著反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，出水pH基本維持在中性，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果*。實(shí)際污水反硝化過(guò)程中，污水夾帶了一些緩沖物質(zhì)，同時(shí)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(duì)穩(wěn)定。

2組反應(yīng)中污水組COD濃度和色度隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)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(shì)(見(jiàn)圖8),COD濃度在第1小時(shí)末達(dá)到峰值329 mg / L，對(duì)應(yīng)色度也達(dá)到zui高55度，隨后COD濃度逐漸減少到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，色度也維持在40 - 45度之間;反應(yīng)結(jié)束時(shí)污水+落葉組出水COD與進(jìn)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(zhǎng)的曝氣時(shí)間，來(lái)完成剩余COD的降解。
③纖毛類，原生動(dòng)物周身表面或部分表面具有纖毛，作為行動(dòng)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(xì)胞器官，分為游泳型和固著型兩種，游泳型包括漫游蟲(chóng)屬、草履蟲(chóng)屬、腎形蟲(chóng)屬、斜管蟲(chóng)屬等，固著型常見(jiàn)的有鐘蟲(chóng)屬、累枝蟲(chóng)屬、蓋蟲(chóng)屬、聚縮蟲(chóng)屬、盾纖蟲(chóng)屬和殼吸管蟲(chóng)屬等，纖毛類運(yùn)動(dòng)速度較快，可達(dá)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(kāi)始，3組系統(tǒng)先后出現(xiàn)硝鹽去除率的波動(dòng)，同時(shí)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(xiàn)報(bào)道，低溫條件下的反硝化過(guò)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(guò)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(shí)驗(yàn)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(guò)一段時(shí)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(shí)爭(zhēng)奪碳源，硝鹽的競(jìng)爭(zhēng)能力較強(qiáng)，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(duì)充足，充足的碳源抵消了溫度的不良影響。實(shí)驗(yàn)中亞硝鹽累積的zui高濃度小于2 mg / L ，對(duì)系統(tǒng)反硝化過(guò)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(shí)，各系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行26 d內(nèi)，進(jìn)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(fù)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(wú)亞硝鹽積累(見(jiàn)圖6)，而2. 5 : 250組對(duì)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(jī)酸類逐漸向水相中釋放，根據(jù)落葉浸出過(guò)程中pH的釋放曲線(見(jiàn)圖1),2.5:250固液比系統(tǒng)pH值在浸出第4小時(shí)就會(huì)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(cè)，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(jiàn)圖6);從第15天開(kāi)始，硝鹽去除率與投加量已漸呈正相關(guān)關(guān)系，此時(shí)固液比為2.5:250組其系統(tǒng)中的碳源物質(zhì)濃度對(duì)于反硝化較為適宜，所以硝鹽去除率高于另兩組。由此可見(jiàn)，由于廣玉鑄葉釋酸的特性，過(guò)高的固液比會(huì)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(shí)不會(huì)引起溶液pH值的顯著變化。?

   1、污水處理-直接引進(jìn)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(mén)好氧菌。污水處理此種培菌法，投資大，周期長(zhǎng)，只有特殊情況才用。

  原生動(dòng)物與細(xì)菌的關(guān)系
2.2 原生動(dòng)物與細(xì)菌的功能關(guān)系
有人證明奇觀獨(dú)縮蟲(chóng)在自然水體中 1 h能吃3萬(wàn)個(gè)細(xì)菌。Curds等人在曝氣池中接種纖毛類原生動(dòng)物，出水大為改善。②絮凝作用，細(xì)菌生長(zhǎng)到一定程度后就凝集成絮狀物。這種絮狀物為原生動(dòng)物提供了著生的環(huán)境，反過(guò)來(lái)絮狀物上的原生動(dòng)物能加速絮凝過(guò)程。Curds等證明纖毛蟲(chóng)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(fù)的懸浮顆粒會(huì)吸收這種P物質(zhì)，通過(guò)懸浮顆粒表面電荷的改變，就使懸浮顆粒集結(jié)起來(lái)，形成絮狀物。另外，纖毛蟲(chóng)還能分泌一種粘液，能把絮狀物再聯(lián)結(jié)起來(lái)。原生動(dòng)物分泌的粘液對(duì)懸浮顆粒和細(xì)菌均有吸附能力。這就促進(jìn)了菌膠團(tuán)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(jī)污染物去除方面表現(xiàn)出潛在優(yōu)勢(shì)，在廢水處理領(lǐng)域逐漸受到關(guān)注。已有研究證實(shí)微氣泡曝氣對(duì)臭氧傳質(zhì)具有強(qiáng)化作用，并大幅提高臭氧氧化效率和臭氧利用率;同時(shí)，微氣泡曝氣中氣含率遠(yuǎn)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(duì)微氣泡產(chǎn)生及氧傳質(zhì)過(guò)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(wú)污染、免維護(hù)、壽命長(zhǎng)及適用于規(guī)?；瘧?yīng)用等優(yōu)點(diǎn)，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(wèn)題，因此，在保證系統(tǒng)處理效果和運(yùn)行穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上降低曝氣能耗是工藝改進(jìn)的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化曝氣方式對(duì)于反應(yīng)器的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性具有重要作用，采用間歇曝氣能夠降低曝氣能耗，達(dá)到降低運(yùn)行成本的目的。同時(shí)，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(shí)，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(shí)現(xiàn)對(duì)碳氮的有效去除。