300吨地埋式污水处理设备一体机

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微生物的生长环境
废水生物处理的主体是微生物，只有创造良好的环境条件让微生物大量繁殖才能获得令人满意的处理效果。影响微生物生长的的条件主要有营养、温度、pH值、溶解氧及有毒物质等。
营养
营养是微生物生长的物质基础，生命活动所需的能量和物质来自于营养。微生物细胞的组成（不包括H2O和无机物），可用化学式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。不同微生物细胞的组成不尽相同，对碳氮磷比的要求也不*相同。好氧微生物要求碳氮磷比为BOD5:N:P=100:5:1[或COD:N:P=(200~300):5:1]。厌氧微生物要求碳氮磷比为BOD5:N:P=100:6:1。其中N以NH3- N计，P以PO43－-P计。微生物种类繁多，所需C、N、P的化学形式也不相同。如异养菌需要有机物为碳源，而自养菌以CO2和HCO3－为碳源。
几乎所有的有机物都是微生物的营养源，为达到预期的净化效果，控制合适的C:N:P比显得十分重要。微生物除需要C、H、O、N、P外，还需要S、Mg、Fe、Ca、K等元素，以及Mn、Zn、Co、Ni、Cu、Mo、V、I、Br、B等微量元素。

温度
微生物的种类不同生长温度不同，各种微生物的总体温度范围是0~80℃。根据适应的温度范围，微生物可分为低温性（好冷性）、中温性和高温性（好热性）三类。低温性微生物的生长温度为20℃以下，中温性微生物的生长温度为20~45℃，高温性微生物的生长温度为45℃以上。好氧生物处理以中温为主，微生物的适生长温度为20～37。厌氧生物处理时，中温微生物的适生长温度为25~40℃，高温微生物的适生长温度为50~60℃。所以厌氧微生物处理常利用33~38℃和52~57℃两个温度段，分别叫做中温消化（发酵）和高温消化（发酵）。随着科学技术的发展，厌氧反应已能在20~25℃的常温下进行，这就大大降低了运行费用。
在适宜的温度范围内，每升高10℃，生化反应速度就提高1~2倍。所以，在较高适温度条件下生物处理效果较好。人为改变污水温度将增大处理成本，所以好氧生物处理一般在自然温度下进行，即在常温下进行。好氧生物处理效果受气候的影响较小。厌氧生物处理受温度影响较大，需要保持较高的温度，但考虑到运行成本，应尽量采用常温下运行（20~25℃）。如果原污水的温度较高，应采用中温发酵（33~38℃）或高温发酵（52~57℃）。如果有足够的余热或发酵过程中产生足够的沼气（高浓度有机污水和污泥消化），则可以利用余热或沼气的热能实现中温和高温发酵。一般情况下，一日内温度的波动不宜超过℃。所以，在生物处理时要控制适宜的水温并保持稳定。

厌氧稳定是由一类非贮磷菌属的兼性厌氧菌发酵反应的结果，是一种脱氢氧化行为。厌氧稳定削减的曝气耗氧量可达20%～30%。厌氧稳定对含糖比大，有机物浓度高的污水较为合适。从削减曝气耗氧量的角度出发，厌氧稳定应是一个有利于产生并释放H2和CO2的过程，这个过程应促进NAD的再氧化并避免降解产物的还原。
为控制水污染的日益加剧，目前国内正大举兴建城镇污水处理厂。这是一项保证国民经济可持续发展的战略举措，但也是一项只见投入，不见直接产出的公益行为。其不仅需要投入大笔的基建资金，而且还要付出可观的运转费用。一些地方大力筹资建成了污水处理厂，但却因难以承担运转费用而不能充分发挥环境效益。因此，降低能耗，节约运转费用对发展城镇污水处理事业具有举足轻重的作用。

在常规城镇污水处理中，曝气供氧的能耗大，约占全厂总能耗的50%。因此，降低曝气耗氧量是节约运转费用的首要环节。降低曝气耗氧量的途径有两条：*，前置预处理设施，削减进入曝气区的耗氧量；第二，优选运行条件和扩散装置，提高氧利用率。本文将就前者作进一步的探讨。
厌氧预处理对曝气耗氧量的削减作用
在A/O、A2/O系统中，厌氧区可去除水中大部分有机物。过去，一直将这种现象主要归因于贮磷菌的吸收和贮存PHB的作用。因PHB是过渡产物，在好氧区将作为碳源而被氧化。故这一过程并不削减后续的曝气耗氧量。然而，近年来的理论和实践都证明，厌氧区不仅具有吸收和贮存基质的功能，而且还产生脱氢氧化作用，并可大幅度削减继后的曝气耗氧量。
早先的发现和实践的证明
早在1983年，Lan等就发现在曝气区前设置一个厌氧区，可降低曝气区50%的耗氧量。继后，Randall等(1984～1987年)多次证实了这一发现，并将这一现象命名为“厌氧稳定”。Bordacs等(1988年)在曝气区前加了一只厌氧选择器，平均降低了30%的曝气耗氧量。其降低幅度与F/M(BOD/MLVSS)有关：当F/M为0.2时，降低36%，当F/M为0.8时，降低20%。王凯军等(1988年)将初沉池改成厌氧池，厌氧反应1.67～2.5 h后，曝气耗氧量降低约50%。McClintock等[3](1993年)应用A2/O 工艺与常规活性污泥法进行对比研究，前者厌氧、缺氧反应各1h，在同等的除氮效果下，A2/O 工艺所需的曝气时间由3.2h缩短至1.7h，曝气耗氧量降低近1/2。

微生物的代谢

微生物的生命过程是营养不断被利用，细胞物质不断合成又不断消耗的过程。在这一过程中伴随着新生命的诞生，旧生命的死亡和营养物（基质）的转化。污水的生物处理就是利用微生物对污染物（营养物）的代谢转化作用实现的。
1、微生物的营养关系
细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物共生于水体中。细菌和真菌以水中的有机物、氮和磷等为营养进行有氧和无氧呼吸合成自身细胞。藻类是利用二氧化碳和水中的氮、磷进行光和作用合成自身细胞并向水体提供氧气。藻类的细胞死亡后成为菌类繁殖的营养。原生动物吞食水中固态有机物、菌类和藻类。后生动物捕食水中固体有机物、菌类、藻类和原生动物。

2、微生物的代谢
微生物从污水中摄取营养物质，通过复杂的生物化学反应合成自身细胞和排出废物。这种为维持生命活动和生长繁殖而进行的生化反应过程叫新陈代谢，简称代谢。根据能量的转移和生化反应的类型可将代谢分为分解代谢和合成代谢。微生物将营养物分解转化为简单的化合物并释放出能量，这一过程叫做分解代谢或产能代谢；微生物将营养物转化为细胞物质并吸收分解代谢释放的能量，这一过程叫做合成代谢。当营养缺乏时，微生物对自身细胞物质进行氧化分解，以获得能量，这以过程叫做内源代谢，也叫内源呼吸。当营养物充足的时，内源呼吸并不明显，但营养物缺乏时，内源呼吸是能量的主要来源。
没有新陈代谢就没有生命。微生物通过新陈代谢不断地增殖和死亡。微生物的分解代谢为合成代谢提供能量和物质，合成代谢为分解代谢提供催化剂和反应器。两种代谢相互依赖、相互促进、不可分割。
微生物代谢消耗的营养物一部分分解成简单的物质排入环境，另一部分合成为细胞物质。不同的微生物代谢速度不同，营养物用于分解和合成的比例也不相同。厌氧微生物分解营养物不*，释放的能量少，代谢速度慢，将营养物用于分解的比例大，用于合成的比例小，细胞增殖慢。好氧微生物分解营养物*，终产物（CO2、H2O 、NO3-、PO43-等）稳定，含有的能量少，所以好氧微生物代谢中释放的能量多，代谢速度快，将营养物用于分解的比例小，用于合成的比例大，细胞增殖快。