10立方米/天一體化生活污水處理設(shè)備
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污泥膨脹控制方法的演化過程
早期控制絲狀菌引起的污泥膨脹(簡(jiǎn)稱污泥膨脹)的主要手段是利用絲狀菌具有較大的比表面積值，采用藥劑殺死絲狀菌，或是投加無機(jī)或有機(jī)混凝劑或助凝劑以增加污泥絮體的比重<1>。這些方法往往無法*解決污泥膨脹問題，并且相反地會(huì)帶來出水水質(zhì)惡化的不良后果。人們逐漸認(rèn)識(shí)到活性污泥中的菌膠團(tuán)細(xì)菌和絲狀菌形成一個(gè)共生的微生物生態(tài)體系。在這種共生關(guān)系中，絲狀微生物是*的重要微生物，其在活性污泥工藝中對(duì)于高效、穩(wěn)定地凈化污水起重要作用。人們逐漸的從簡(jiǎn)單地殺死絲狀菌過渡到利用曝氣池中的生長環(huán)境，調(diào)整絲狀菌的比例，控制污泥膨脹的發(fā)生--即環(huán)境調(diào)控階段。環(huán)境調(diào)控概念的使用是人們?cè)谖勰嗯蛎浛刂萍夹g(shù)和實(shí)踐上的一大進(jìn)步。其主要出發(fā)點(diǎn)是使曝氣池中的生態(tài)環(huán)境，有利于選擇性地發(fā)展菌膠團(tuán)細(xì)菌，應(yīng)用生物競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)制抑制絲狀菌的過度生長和繁殖，將絲狀菌控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，從而控制污泥膨脹的發(fā)生和發(fā)展。同時(shí)利用絲狀菌特性凈化污水，穩(wěn)定處理工藝。近年選擇器理論得到充分發(fā)展和應(yīng)用就是這一概念具體體現(xiàn)。
二、統(tǒng)一的污泥膨脹的理論
由于活性污泥是一混合培養(yǎng)系統(tǒng)，活性污泥是菌膠團(tuán)細(xì)菌與絲狀菌的共生系統(tǒng)，任何活性污泥系統(tǒng)中都存在著絲狀茵。絲狀菌也不僅僅是一種菌存在，活性污泥中存在著至少30種可能引起污泥膨脹的絲狀菌，污泥膨脹的原因是復(fù)雜的。在絲狀茵與菌膠團(tuán)細(xì)菌平衡生長時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生膨脹問題。只有當(dāng)絲狀茵生長超過菌膠團(tuán)細(xì)菌時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)膨脹問題。污泥膨脹是由絲狀茵和菌膠團(tuán)細(xì)菌生理和生化性質(zhì)不同所決定的，這兩類細(xì)菌性質(zhì)的差異見表1。 
通過對(duì)近年來活性污泥膨脹問題國內(nèi)外研究進(jìn)展的分析和綜合，可以將主要的活性污泥絲狀菌膨脹的原因分為五種類型：即a)基質(zhì)限制；b)溶解氧限制；c)營養(yǎng)物缺乏型高；d)高、低pH引起； e) 和硫化氫因素等膨脹類型。
1. 廣義的Monod方程
絲狀菌與菌膠團(tuán)細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)的數(shù)學(xué)模型，其遵循多種基質(zhì)限制的廣義Monod方程
其中：μmax：zui大生長速率(d-1)；Ki:第I種基質(zhì)親和力(mg/l)；Si：第I種基質(zhì)。
根據(jù)動(dòng)力學(xué)方程(1)可知，基質(zhì)限制、溶解氧限制和營養(yǎng)物缺乏型的膨脹問題都可用廣義Monod方程來加以解釋。值得說明的是當(dāng)?shù)獓?yán)重缺乏時(shí)并不能歸入這一理論。原因在于由于缺乏氮，使微生物不能充分利用碳源合成細(xì)胞物質(zhì)，使得過量的碳源被轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗵穷惏赓A存物，這種貯存物是高度親水型化合物，從而形成結(jié)合水，影響污泥沉降性能，產(chǎn)生了高粘度性的膨脹，其類型不屬于絲狀菌膨脹。

2. 硫化氫的等其他類型的問題
關(guān)于pH的影響，可在動(dòng)力學(xué)方程的參數(shù)上，作為動(dòng)力學(xué)常數(shù)的乘積因子的形式進(jìn)行耦合，或者單獨(dú)列出其動(dòng)力學(xué)方程，從而統(tǒng)一在廣義Monod方程之下。關(guān)于H2S的影響，從文獻(xiàn)中報(bào)道引起污泥膨脹的H2S數(shù)值很低，一般是在1～2.0mg/l<5>。筆者認(rèn)為每升幾毫克硫化氫似乎不足以供發(fā)硫菌或貝氏硫細(xì)菌大量增值的能量，相反幾十到上百ppm的有機(jī)酸是值得注意的因素。我們進(jìn)行了向污水中添加H2S的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)即使H2S濃度達(dá)到 50mg/l也并不發(fā)生膨脹<6>。事實(shí)上，一些厭氧裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的較好，雖然出水含有大量H2S，但是揮發(fā)酸濃度很低時(shí)，好氧后處理也不發(fā)生膨脹。當(dāng)污水處于腐爛和厭氧條件時(shí)，污水厭氧發(fā)酵的同時(shí)產(chǎn)生H2S和揮發(fā)酸。揮發(fā)酸主要包括乙酸、丙酸等，這些低分子易于降解，造成耗氧速率的增加<7>，從而引起氧的限制型膨脹，這是造成污泥膨脹的根本原因。而H2S的出現(xiàn)是污水厭氧發(fā)酵的一個(gè)伴隨現(xiàn)象。因此H2S的膨脹類型可歸為溶解氧限制類型的膨脹，從而廣義的Monod動(dòng)力學(xué)模型可以在一定程度上很好地統(tǒng)一污泥膨脹的理論。
3. 雙基質(zhì)的Monod方程
由于城市污水中N、P和其它營養(yǎng)元素一般不缺乏，因此在一般情況下，可只考慮碳源限制和DO限制兩種情況。這樣城市污水的絲狀菌膨脹問題就簡(jiǎn)化為兩種主要類型的膨脹問題，即基質(zhì)限制和溶解氧限制類型。
μ＝μmax [S/(Ks+S)][DO/KDO+DO]   (2)
其中：μmax：zui大生長速率(d-1)；Ks:基質(zhì)親和力(mg/l)；KDO＝溶解氧親和力(mg/l)；電鍍行業(yè)作為三大污染行業(yè)之一，不僅對(duì)于水資源的消耗量極大，同時(shí)也會(huì)排放大量的電鍍廢水，對(duì)于環(huán)境的污染極為嚴(yán)重，加強(qiáng)對(duì)電鍍廢水治理以及回用技術(shù)的研究和利用，可以有效提升電鍍行業(yè)的水資源利用效率，控制電鍍廢水對(duì)于環(huán)境的污染。
10立方米/天一體化生活污水處理設(shè)備據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，目前我國的電鍍企業(yè)超過10000家，年排放污水高達(dá)40億m3，對(duì)此，我國政府已經(jīng)制定實(shí)施了電鍍廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，旨在控制電鍍廢水的污染，促使企業(yè)在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也要兼顧環(huán)境效益。
1.電鍍廢水的來源以及類型
1.1電鍍廢水的來源
電鍍企業(yè)電鍍工藝由于表面鍍層的不同而不同，鍍層大多是單一金屬或合金，如銀、鉻、鎳、鈦靶、鋅、鎘、金或黃銅、青銅等。電鍍的基體材料除鐵基的鑄鐵、鋼和不銹鋼外，還有非鐵金屬，如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料等，但塑料電鍍前，必須經(jīng)過特殊的活化和敏化處理。
更重要的是電鍍企業(yè)為了保證鍍液的穩(wěn)定性、使用壽命和鍍層質(zhì)量，在鍍液中添加了很多的絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、加速劑、PH緩沖劑和光亮劑等有機(jī)溶劑。因而產(chǎn)生了鍍前各鍍件的酸洗、堿洗廢水，鍍件漂洗廢水，鍍后清洗鈍化廢水及其他廢水等。

1.2電鍍廢水的類型
按照電鍍工藝的處理階段劃分，電鍍廢水可以分為鍍前處理廢水和鍍后清洗鈍化廢水;按照電鍍廢水的成分劃分主要后含氰廢水、含鎳廢水、含鉻廢水、含銅廢水等。針對(duì)不同類型的電鍍廢水需要采用不同的治理以及回用技術(shù)，這樣才能確保處理后的廢水達(dá)到再次利用的標(biāo)準(zhǔn)。
2.當(dāng)前幾種比較成熟的電鍍廢水治理以及回用的方法
目前，比較成熟且應(yīng)用效果相對(duì)良好的電鍍廢水處理及回用技術(shù)電解法、離子交換法、鐵氧體法、化學(xué)沉淀法、膜分離法以及生物法等，這些處理方法對(duì)于去除電鍍廢水中的鉻、銅、鎳等重金屬物質(zhì)具有良好的效果。
2.1電解法
電解法處理電鍍廢水的主要原理就是利用氧化、凝聚、還原以及氣浮這四種化學(xué)和物理反應(yīng)凈化電鍍廢水，是目前一種比較成熟的電鍍廢水治理技術(shù)，可以有效清除并回收廢水當(dāng)中的重金屬物質(zhì)，在處理過程中所產(chǎn)生的污泥較少，是一種比較清潔的處理方式。
并且電解法處理電鍍廢水不需要大量的化學(xué)藥品，處理過程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，占據(jù)的空間較小，處理效果也比較理想，但是這種處理方法的成本相對(duì)比較高，中小企業(yè)一般難以負(fù)擔(dān)。
2.2離子交換法
離子交換法處理電鍍廢水的主要原理是利用樹脂中的離子與電鍍廢水中的離子進(jìn)行交換，從而實(shí)現(xiàn)凈化廢水的目的。這種方法起源相對(duì)較早，是國外主要應(yīng)用的電鍍廢水處理的方式，我國在上世紀(jì)70年代也開始進(jìn)行研究，至80年代左右開始應(yīng)用離子交換法處理電鍍廢水，此后，這種方法長期在電鍍行業(yè)中被使用，效果良好。自從活性污泥法問世以來，污泥膨脹一直是運(yùn)行管理中的一個(gè)難題。污泥膨脹有3個(gè)明顯的特征：（1）發(fā)生率比較高，在歐洲大約有50%的污水處理廠都存在污泥膨脹現(xiàn)象；（2）具有普遍性，幾乎所有的活性污泥工藝都有污泥膨脹問題；（3）后果嚴(yán)重，當(dāng)污泥膨脹發(fā)生時(shí)，大量的污泥隨水流失，導(dǎo)致出水懸浮物增高，水質(zhì)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，直至整個(gè)工藝運(yùn)轉(zhuǎn)失效，而再恢復(fù)到正常狀態(tài)又需要很長的周期。