小型醫(yī)療廢水處理設(shè)施
活性污泥法處理污水，是利用活性污泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用，去除廢水中有機(jī)污染物的一種廢水處理方法。活性污泥法是向廢水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)一定時(shí)間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團(tuán)為主的微生物群，具有很強(qiáng)的吸附與氧化有機(jī)物的能力。
活性污泥基本概念是廢水進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間曝氣會(huì)產(chǎn)生污泥并使水質(zhì)明顯改善，其 后Arden and Lackett進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)由于實(shí)驗(yàn)容器洗不干凈，瓶壁留下殘?jiān)炊固幚硇Ч岣撸瑥亩l(fā)現(xiàn)活性微生物菌膠團(tuán)，定名為活性污泥而來(lái)。
影響活性污泥過(guò)程工作效率(處理效率和經(jīng)濟(jì)效益)的主要因素是處理方法的選擇與曝氣池和沉淀池的設(shè)計(jì)及運(yùn)行。
活性污泥法處理污水：1、基本組成
① 曝池：反應(yīng)主體② 二沉池：1）進(jìn)行泥水分離，保證出水水質(zhì)；2）保證回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。③ 回流系統(tǒng)：1）維持曝氣池的污泥濃度；2）改變回流比，改變曝氣池的運(yùn)行工況。④ 剩余污泥排放系統(tǒng)：1）是去除有機(jī)物的途徑之一；2）維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。⑤ 供氧系統(tǒng):主要由供氧曝氣風(fēng)機(jī)和曝氣器構(gòu)成向曝氣池內(nèi)提供足夠的溶解氧。
活性污泥法處理污水：2、影響因素
BOD負(fù)荷率（F/M）也稱有機(jī)負(fù)荷率，以NS表示）；
BOD負(fù)荷率是指在規(guī)定時(shí)間（日、月、年）內(nèi)的平均BOD負(fù)荷與大BOD負(fù)荷之比的百分?jǐn)?shù)。
用來(lái)衡量在規(guī)定時(shí)間內(nèi)負(fù)荷變動(dòng)情況。
b. 水溫； c. pH值； d. 溶解氧； e. 營(yíng)養(yǎng)平衡； f. 有毒物質(zhì)。
活性污泥法處理污水：3、方法設(shè)計(jì)
除普通活性污泥法外，還有多點(diǎn)進(jìn)水、吸附再生、延時(shí)曝氣和高負(fù)荷率活性污泥等方法。前兩種方法與基本流程有所不同，廢水流進(jìn)曝氣池的入口的數(shù)目和位置有差別。在多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法中，只有一部分廢水和回流污泥一起在首端入池。 其余的廢水分2～3次在離首端有一定距離的2～3個(gè)入口處(入口的間距一般相等)進(jìn)入曝氣池。從流程上看,可以說(shuō)吸附再生活性污泥法 (圖2)只是多點(diǎn)進(jìn)水過(guò)程（圖3）的變形,幾個(gè)廢水入口只用后一個(gè)，后者即變成前者。
方法類型的發(fā)展是以過(guò)程的機(jī)理為依據(jù)的。參與過(guò)程的主要物質(zhì)有：有機(jī)物、微生物和溶解氧(空氣)。前兩者是主要的，溶解氧只要維持一定的濃度。
在整個(gè)過(guò)程中，需氧量是不同的。起始有機(jī)物濃度高，微生物繁殖迅速，需氧量大。隨著有機(jī)物的逐漸下降，需氧量也逐漸減少。在普通活性污泥法中，曝氣池的供氧是均勻的。這顯然是不合理的。改進(jìn)的辦法有兩種。一種是從曝氣方法著眼，把均勻的曝氣改為漸降曝氣。
有機(jī)物與微生物之比稱污泥負(fù)荷率(F:M)。它影響過(guò)程的代謝深度和污泥的沉降性能，也影響運(yùn)行的穩(wěn)定性和基建費(fèi)用。污泥負(fù)荷率低些，過(guò)程的運(yùn)行比較容易，處理效率比較穩(wěn)定，剩余污泥量比較少，但基本建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用一般要高些。普通活性污泥法的負(fù)荷率常在0.15～0.3公斤BOD/公斤污泥之間。高負(fù)荷率活性污泥法采用1以上,回流污泥量和空氣量可以大大減少,節(jié)省費(fèi)用,但是BOD去除率降低到60～70％，因此也稱為變型活性污泥法。用于只需要中等處理程度的場(chǎng)合。延時(shí)曝氣活性污泥法則相反，負(fù)荷率常小于0.1,曝氣時(shí)間超過(guò)24小時(shí)，代謝深入，剩余污泥量少，無(wú)需頻繁排泥,工作穩(wěn)定,管理簡(jiǎn)便，常用于流量很小的場(chǎng)合。
在實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)污染物轉(zhuǎn)移到污泥上去的效率很快,而代謝速率較慢。處理城市污水時(shí)，往往不到1小時(shí)就把廢水BOD降低90％左右。但是如果把這些污泥回流到曝氣池，卻不能再現(xiàn)這樣的能力（見(jiàn)曝氣），從而創(chuàng)造了吸附再生法。活性污泥的再生實(shí)質(zhì)上是給微生物以足夠的時(shí)間來(lái)消化轉(zhuǎn)移來(lái)的有機(jī)物。因此，有人把它改名為接觸穩(wěn)定法。
活性污泥法處理污水：4、曝氣池
是所有活性污泥法的心臟，其作用是攪拌混合液使泥、水充分接觸和向微生物供氧。攪拌有兩種方式，一種是使同時(shí)進(jìn)曝氣池的泥和水充分混合并一直保持到流出池子，而不和已在池中的混合液相混以免發(fā)生短路現(xiàn)象。曝氣池采用長(zhǎng)條形就是以保證同時(shí)入池的泥和水都同時(shí)出池(圖4),使同時(shí)入池的廢水有相同的曝氣時(shí)間。另一種攪拌方式是使進(jìn)入池子的泥和水立即與全池的混合液充分混合，達(dá)到混合液的水質(zhì)均勻,有可能使微生物的生長(zhǎng)處在*的生活環(huán)境中,使過(guò)程處在的條件下運(yùn)行。還有一種環(huán)形曝氣長(zhǎng)槽，深度較淺，混合液在槽中以較高的流速回流。這種曝氣槽的曝氣時(shí)間接近24小時(shí)，特稱氧化槽或氧化溝。實(shí)際上是延時(shí)曝氣活性污泥法的一種曝氣池。
除按要求設(shè)計(jì)幾何形狀外，曝氣方法和設(shè)備也是很重要的。曝氣方法有氣泡曝氣法（又稱鼓風(fēng)曝氣法）和表面曝氣法（也稱機(jī)械曝氣法）兩種。20世紀(jì)70年代末問(wèn)世的深井曝氣也是一種氣泡曝氣，以增加氣泡與混合液的接觸時(shí)間來(lái)提高曝氣效率。
在表面曝氣法中借設(shè)在液面的曝氣器使池液回流，并使液面劇烈波動(dòng)與空氣密切接觸交換氣體。曝氣器一般是各種立式葉輪，也有采用臥式旋刷或旋槳的。環(huán)形曝氣槽都采用臥式曝氣器。
小型醫(yī)療廢水處理設(shè)施為加快氧的溶解，70年代開(kāi)始出現(xiàn)了“純氧”曝氣，以含氧濃度*的空氣替代一般空氣。大多采用表面曝氣法。
活性污泥法處理污水：5、運(yùn)行
主要是活性污泥量和供氧量的控制，曝氣池的活性污泥濃度（稱混合液懸浮固體），是可以調(diào)節(jié)的，也就是活性污泥量和負(fù)荷率是可以調(diào)節(jié)的，運(yùn)行時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況注意調(diào)節(jié)。活性污泥法污水廠容易出現(xiàn)污泥膨脹，即污泥含水量*，不易沉降。這將造成污泥隨水流出沉淀池，破壞水質(zhì)，同時(shí)，污泥的流失使曝氣池中污泥減少，整個(gè)過(guò)程逐漸失效。在發(fā)現(xiàn)污泥有膨脹趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)即分析原因，采取措施。
厭氧生物處理就是在厭氧條件下微生物降解廢水中的有機(jī)物；好氧生物處理就是在有氧條件下微生物降解廢水中的有機(jī)物。厭氧生物處理,處理大分子量的有機(jī)物。主要是將大分子量的有機(jī)物分解成較小分子量的有機(jī)物并將其中一部分的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成甲烷等可利用的能源。好氧生物處理處理經(jīng)厭氧生物處理后的廢水中分子量較小的有機(jī)物并將其分解成無(wú)機(jī)物, 分解的無(wú)機(jī)物在二沉池加入一定量的混凝劑或絮凝劑將其沉降與水分離從而達(dá)到廢水凈化的目的。
厭氧處理是利用厭氧菌的作用，去除廢水中的有機(jī)物，通常需要時(shí)間較長(zhǎng)。厭氧過(guò)程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段。
水解酸化的產(chǎn)物主要是小分子有機(jī)物，使廢水中溶解性有機(jī)物顯著提高，而微生物對(duì)有機(jī)物的攝取只有溶解性的小分子物質(zhì)才可直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，而不溶性大分子物質(zhì)首先要通過(guò)胞外酶的分解才得以進(jìn)入微生物體內(nèi)代謝。例如天然膠聯(lián)劑（主要為淀粉類），首先被轉(zhuǎn)化為多糖，再水解為單糖。纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖與葡萄糖。半纖維素被聚木糖酶等水解成低聚糖和單糖。
水解過(guò)程較緩慢，同時(shí)受多種因素的影響，是厭氧降解的限速階段。在酸化這一階段，上述第yi階段形成的小分子化合物在發(fā)酵細(xì)菌即酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)菌體外，主要包括揮發(fā)性有機(jī)酸（VFA）、乳醇、醇類等，接著進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸等。酸化過(guò)程是由大量發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn)乙酸菌完成的，他們絕大多數(shù)是嚴(yán)格厭氧菌，可分解糖、氨基酸和有機(jī)酸。
活性污泥法
對(duì)比活性污泥法與生物膜法各自的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍
活性污泥法和生物膜法一樣，同屬好氧生物處理方法。但活性污泥法是依靠曝氣池中懸浮流動(dòng)著的活性污泥來(lái)分解有機(jī)物的，而生物膜法則上要依靠固著于載體表面的微生物膜來(lái)凈化有機(jī)物。下面以活性污泥法為參照，比較它們之間的優(yōu)缺點(diǎn)：
（1）生物膜法優(yōu)點(diǎn)：
①固著于固體表面上的生物膜對(duì)廢水水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，操作穩(wěn)定性好。
②不會(huì)發(fā)生污泥膨脹，運(yùn)轉(zhuǎn)管理較方便。而活性污泥法則容易發(fā)生污泥膨脹。
③由于微生物固著于固體表面，即使增殖速度慢的微生物也能生長(zhǎng)繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留時(shí)間長(zhǎng)的微生物被排出曝氣池，因此，生物膜中的生物相更為豐富，且沿水流方向膜中生物種群具有一定分布。
④同高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的微生物存在，有機(jī)物代謝對(duì)較多的轉(zhuǎn)移為能量，合成新細(xì)胞即剩余污泥量較少。
⑤采用自然通風(fēng)供氧。
（2）生物膜法缺點(diǎn)：
①活性生物難以人為控制，因而在運(yùn)行方面靈活性較差。而活性污泥法運(yùn)行比較方便靈活。
②由于載體材料的比表面積小，故設(shè)備容積負(fù)荷有限，空間效率較低。而且需要較多的載體填料和支撐結(jié)構(gòu)，通常基建投資超過(guò)活性污泥法。
③處理出水往往含有較大的脫落的生物膜片，使得出水澄清度降低。而活性污泥法在
正常情況下獲得比較好的澄清水。
(3) 應(yīng)用范圍
活性污泥和生物膜法系統(tǒng)是當(dāng)前污水處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的兩種處理技術(shù)。活性污泥法是目前應(yīng)用廣泛的好氧生物處理技術(shù)，保證活性污泥處理系統(tǒng)成功運(yùn)行的基本條件是：1.廢水中含有微生物所需的C、N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及元素；2.混合液中含有足夠的溶解氧；3.活性污泥應(yīng)與廢水充分的接觸；4.活性污泥需連續(xù)回流，并及時(shí)排放剩余污泥，使混合液保持適量的活性污泥；5.廢水中含有的有毒污染物質(zhì)的量足夠低，對(duì)微生物不能構(gòu)成抑制作用。生物膜法是一種的廢水處理方法，具有污泥量少，不會(huì)引起污泥膨脹，對(duì)廢水的水質(zhì)和水量的變動(dòng)具有較好的適應(yīng)能力，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。他們能有效的應(yīng)用于生活污水、城市污水和各種工業(yè)廢水的處理中。
