一体化生活污水生物处理设备

一体化生活污水生物处理设备

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什么是硝化作用？
硝化作用是在有氧条件下，好氧的硝化细菌将氨氧化成盐的过程。这个过程是由亚菌和菌联合完成的。
718.硝化作用的生化成成是怎样进行的？

硝化作用的生化过程按以下步骤进行：
（1）NH3+1/2 O2→NH2OH+15.47 KJ
此反应是需能反应，而且是限速的。能量来自亚菌的酶，他将氨激活后，进行氧化生成羟胺（NH2OH）。据实验测得，激活1mol氨并氧化成1mol羟胺需能量为15.47KJ。
通过计算可知，硝化作用每消耗1gNH3-N约耗去4.33g氧，耗去无机碳0.08g，生成新细胞0.15g，生成酸（耗碱度计）7.14g（按CaCO3）。方程式中C5H7NO2代表细胞质。

715.什么是水力停留时间（HRT）?
HRT使之进入生物处理装置的污水在装置内的停留时间（h）。HRT实质上是为保证微生物完成降解有机物所提供的时间。
716.什么是表面负荷？
表面负荷使之单位沉淀池面积在单位时间内所能处理的污水量，单位为m3/（m2·h）。结果表明,出水的急性毒性仅为进水的24. 7% ,说明臭氧氧化可以有效的降低出水的急性毒性。臭氧氧化后,各组分的急性毒性值均有所减少,其中进出水的HIS 的急性毒性绝对值最大,其次是HON,然后是HOA,在HOB 中没有检测出急性毒性,表明臭氧氧化进出水的急性毒性物质均主要存在于HIS 组分中。

由于臭氧氧化反应是非选择性的氧化还原反应,水样中通常含有多种无机盐离子,其也可能参与到臭氧氧化反应中,影响出水的生物毒。生活污水中氯离子是最常见的无机离子之一,因此研究考察了水中氯离子对臭氧氧化处理生活污水急性毒性的影响,结果如图4 所示。臭氧氧化出水的急性毒性随着氯离子浓度的升高而升高,表明进水中的氯离子浓度在一定的范围内会影响臭氧氧化出水的急性毒性。出水的HOB 组分没有检出急性毒性,而出水的HIS 组分、HOA 组分和HON 组分的急性毒性当量都呈现出随进水中氯离子浓度的升高而升高的趋势,其中HIS 组分的急性毒性增加最为明显,这也表明臭氧氧化处理产生的有毒产物大部分存在于HIS组分中。
泥龄是活性污泥处理系统的重要参数。它与活性污泥特点、污泥生成量、氧的耗量与污水处理效果等有关。当选用较长的泥龄时，则污泥的BOD负荷小，曝气时间长，耗氧多，剩余污泥量少，处理效果较好；当选用较短的泥龄时，则污泥的BOD 负荷大，曝气时间短，耗氧少，剩余污泥量多，处理效果不如前者。另外，泥龄还可以反应微生物的组成，世代时间比泥龄长的微生物不可能成为优势菌种，在系统中将被逐渐淘汰。

急性毒性测试
急性毒性测试选用青海弧菌Q67(Vibrioqinghaiensis sp. Q67)为指示生物。发光细菌毒性检测是一种操作简单、反应快速和灵敏度高的方法,已被广泛应用于环境污染物急性毒性的研究。
首先调节各水样pH 值范围为7. 0 ~ 8. 0,然后进行固相萃取,选用6 mL,500 mg 的HLB 固相萃取小柱(Waters Oasis,USA)分别用正己烷、二氯甲烷、甲醇洗脱得到总洗脱混合液,将混合液旋转蒸发浓缩至1 ~ 2 mL,氮气吹干后,分别用200 μL 二甲基亚砜(DMSO)复溶。实验前配置毒性实验测试方法中需要的稀释水,稀释水配方为:CaCl2 11. 1 mg,KCl 4. 2 mg,NaHCO3 42 mg,MgSO4 28. 6 mg,NaNO3 4. 1 μg 溶于1 L超纯水中。然后用稀释水稀释待测样品,设10 个稀释度,每个稀释度做3 个平行,以模拟湖水为空白对照,将待测样品和菌悬液混匀15 min 后用酶标仪(Tecan infinite-200) 测定相对发光度RLU(relative lightunits),计算样品的相对发光抑制率:

相对抑制率(% ) = (1 - 试样的RLU/ 空白对照的RLU) × 100
一体化生活污水生物处理设备以样品的相对发光抑制率对样品的稀释倍数作图,求出样品的EC50 值,即最大毒性效应的半数效应浓度,急性毒性单位定义为:1 TU = EC50 - 1荧光光谱技术是利用波长和荧光强度进行检测的分析方法,与传统化学分析方法相比,荧光光谱具有高灵敏度、高选择性、高信息量等优点,并已经广泛应用于城市污水、工业废水及自然环境水体的溶解性有机物的检测。CHEN 等 根据以往文献将三维荧光谱图分为5 个区域,分别代表5 类物质:Ⅰ区为类芳香族蛋白类似物,Ⅱ区为第二类芳香族蛋白类似物,Ⅲ区为类富里酸,Ⅳ区为含苯环蛋白质、溶解性微生物副产物,Ⅴ区为类腐殖酸。
根据测试结果分析,臭氧氧化进出水的荧光峰总强度分别是5. 2 × 105 和3. 9 × 105 。相对于进水,出水的荧光峰的总强度下降了27% ,而臭氧氧化处理出水的COD 去除率也达到了39% 以上,两者变化幅度相吻合。由图6 可以看出,进水的荧光峰主要为Ⅰ、Ⅱ区的芳香族蛋白质类似物和Ⅳ区的含苯环蛋白质、溶解性微生物副产物,三者所占比例之和在86% 以上。相比之下,出水中I 区的芳香族蛋白质类似物的荧光峰强度相对比例明显下降,Ⅱ区的芳香族蛋白质类似物的荧光峰强度相对比例明显增加。
对各区的荧光强度进行积分,可得到各水样中5类有机物占总有机物的百分比。将该百分比乘以各样品的TOC 浓度,即得到各水样中5 类有机物的含量,结果如图7 所示。结果表明,经过臭氧氧化处理后,出水中5 类有机物的绝对浓度明显降低,但是Ⅰ、Ⅱ区的芳香族蛋白质类似物依然占据较高的比重,表明在实验条件下,Ⅰ、Ⅱ区的芳香族蛋白质类似物相对难以被臭氧氧化降解。

1. 6 三维荧光光谱扫描
对水样进行三维荧光光谱(Hitachi F4500 型荧光光谱分析仪)扫描。扫描条件为激发光源:150-W 氙弧灯;PMT 电压:750 V;扫描间隔:Ex = 5 nm,Em = 10 nm;采用自动响应时间,扫描速度为30 000 nm·min - 1 ,激发和发射波长范围:Ex = 200 ~ 400 nm,Em = 280 ~ 550 nm,以超纯水做空白对照。用Origin8. 5 软件对扫描得到的每个发射/ 激发波长下的荧光强度数据进行处理,将得到的三维数据矩阵作等值线图,EEM 的积分方法参考CHEN 的荧光区域积分方法(FRI)。
由以上四个方面进行列表，并通过验证，给定不同情况下的污泥生物指数(SBI)，最后由污泥生物指数来确定活性污泥法污水处理所具有的质量等级。优(SBI=8～10)，良(SBI=6～7)，中等(SBI=4～5)，差(SBI=0～3)。
污水处理厂的处理效果主要取决于水中的微生物。原生动物能用来改善水质、原生动物门属真核原生生物界，是单细胞的微型动物，由原生质和一个或多个细胞核组成。原生动物和多细胞动物相同，具有新陈代谢、运动、繁殖、对外界刺激的感应性和对环境的适应性等生理功能。原生动物个体很小，长度一般在100～300 μm之间。它们都具有细胞膜。多数种属的细胞膜结实而富有弹性，从而使原生动物本体保持一定的体形。但也有一些种属，例如变形虫，只有一层极薄的原生质膜，不能保持固定的体形。原生动物一般具有一个或两个以上的细胞核，其形状多种多样，它们在其细胞内产生形态的分化，形成了能够执行各项生命活动和生理功能的胞器。在运动胞器方面有鞭毛、伪足和纤毛;在营养胞器方面有胞口、胞咽和食物泡;用以排出废料和调节渗透压的胞器有伸缩泡等。有些种类的原生动物的细胞膜内分布着肌丝，具有收缩变形的功能。
1.3 分类
1981年国际原生动物学会公布了原生动物分类系统，其中在水处理中常见的有三类：
①肉足类，其细胞质可伸缩变动而形成伪足，作为运动和摄食的胞器，运动速度达3 μm/s，典型的肉足类为变形虫属、简便虫属、表壳虫属和鳞壳虫属等;

一体化生活污水生物处理设备鞭毛类，具有一根或一根以上的鞭毛。鞭毛长度与其体长大致相等或更长些，是运动器官，鞭毛虫又可分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫，常见的植物性鞭毛虫有滴虫属、屋滴虫属和眼虫属等，常见的动物性鞭毛虫有波豆虫属、尾波虫属等，鞭毛虫的运行速度达15～300 μm/s;
数量分析固体回收率及加药量的问题
前述第④条：离心机的固体回收率确实比带机高[1]，但这并不是说带机固体回收率低就不能用，事实上滤波还得回流到前面，与污水厂进水一道重新进行处理。
药剂投加量，是有争议的，带机厂商也会说，他们的带机药剂投加量也少，笔者设计的某15×104t/d城市污水处理厂，采用的是卧螺离心机脱水，投产后每吨干污泥的实测耗药（PAM）量为 1.7－2.0kg，是比较低的。资料显示，上海某污水厂也作过带机脱水耗药量试验，城市污水每吨干污泥的药剂也在20kg左右。由于各厂污泥性质有所不同，很难说带机药耗就比离心机高多少。
离心机易损件为轴承和密封件，卸料螺旋的维修周期一般在3a以上；而带机易损件除轴承、密封件外，滤带也需更换，价格昂贵；