奉賢廢水一體化處理設(shè)備污水處理中的微生物種類很多，主要是真菌，藻類和動(dòng)物。

1.細(xì)菌

細(xì)菌具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和快速的生長速度。根據(jù)養(yǎng)分的不同需求，細(xì)菌可分為自養(yǎng)細(xì)菌和異養(yǎng)細(xì)菌。自養(yǎng)細(xì)菌利用各種無機(jī)物質(zhì)（CO2，HCO3-，NO3-，PO3-4等）作為營養(yǎng)物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為另一種無機(jī)物質(zhì)，釋放能量，合成細(xì)胞物質(zhì)，其碳源，氮源和磷。全是無機(jī)的。異養(yǎng)細(xì)菌使用有機(jī)碳作為碳源，使用有機(jī)或無機(jī)氮作為氮源，然后將其轉(zhuǎn)化為無機(jī)物質(zhì)，例如CO2，H2O，NO3-，CH4，NH3等，以釋放能量并合成細(xì)胞材料。污水處理設(shè)施中的微生物主要是異養(yǎng)細(xì)菌。

2.真菌

真菌包括霉菌和酵母。真菌是需氧細(xì)菌，以有機(jī)物為碳源，生長pH為2?9，pH為5.6。真菌對(duì)氧氣的需求較少，只有細(xì)菌的一半。真菌通常出現(xiàn)在低pH值和低分子氧的環(huán)境中。

真菌絲在活性污泥的聚集中起骨架作用，但是過多的絲狀細(xì)菌的存在會(huì)影響污泥的沉降性能并引起污泥膨脹。真菌在污水處理中的作用不容忽視。

3.藻類

藻類是單細(xì)胞和多細(xì)胞植物微生物。它含有葉綠素，通過光合作用吸收二氧化碳和水以釋放氧氣，吸收水中的氮，磷和其他營養(yǎng)素以合成其自身的細(xì)胞。

4.原生動(dòng)物

原生動(dòng)物是能分裂和繁殖的的單細(xì)胞動(dòng)物。污水中的原生動(dòng)物既是凈水器又是水質(zhì)指標(biāo)。大多數(shù)原生動(dòng)物是有氧異養(yǎng)的。在污水處理中，原生動(dòng)物的作用不如細(xì)菌重要，但由于大多數(shù)原生動(dòng)物可吞咽固體有機(jī)物和游離細(xì)菌，因此具有凈化水質(zhì)的作用。原生動(dòng)物對(duì)環(huán)境變化更敏感。不同的原生動(dòng)物出現(xiàn)在不同的水質(zhì)環(huán)境中，因此它們是水質(zhì)的指標(biāo)。例如，有許多時(shí)鐘蠕蟲具有足夠的溶解氧。當(dāng)溶解氧低于1 / L時(shí)，它們出現(xiàn)的頻率降低并且不活躍。

5.后生動(dòng)物

后生動(dòng)物是多細(xì)胞動(dòng)物。污水處理設(shè)施和穩(wěn)定池塘中常見的后生動(dòng)物包括輪蟲，線蟲和甲殼類動(dòng)物。

后生動(dòng)物都是有氧微生物，生活在水質(zhì)較好的環(huán)境中。后生動(dòng)物以細(xì)菌，原生動(dòng)物，藻類和有機(jī)固體為食。它們的存在表明處理效果更好，并且是污水處理的指標(biāo)。

二，微生物的新陳代謝

微生物的生命過程是營養(yǎng)物質(zhì)不斷利用，細(xì)胞物質(zhì)不斷合成和消耗的過程。在此過程中，伴隨著新生命的誕生，舊生命的死亡和營養(yǎng)物質(zhì)（基質(zhì)）的轉(zhuǎn)化。污水的生物處理是通過微生物對(duì)污染物（營養(yǎng)物）的代謝轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)的。

1.微生物的營養(yǎng)關(guān)系

細(xì)菌，真菌，藻類，原生動(dòng)物和后生動(dòng)物共存于水中。細(xì)菌和真菌利用水中的有機(jī)物，氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)通過有氧和無氧呼吸來合成自己的細(xì)胞。藻類利用水中的二氧化碳，氮和磷來合成自己的細(xì)胞，并向水中提供氧氣。藻類細(xì)胞死亡后成為真菌繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)。原生動(dòng)物在水中吞咽固體有機(jī)物，真菌和藻類。后生動(dòng)物捕食水中的固體有機(jī)物，真菌，藻類和原生動(dòng)物。

2.微生物的代謝

微生物從污水中吸收養(yǎng)分，合成自己的細(xì)胞，并通過復(fù)雜的生化反應(yīng)排放廢物。這種維持生命活動(dòng)和生長繁殖的生化反應(yīng)過程稱為新陳代謝，簡稱為新陳代謝。根據(jù)能量轉(zhuǎn)移和生化反應(yīng)的類型，新陳代謝可分為分解代謝和合成代謝。微生物將營養(yǎng)分解成簡單的化合物并釋放能量。這個(gè)過程稱為分解代謝或能量代謝。微生物將營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)并吸收分解代謝釋放的能量。這個(gè)過程稱為合成代謝。營養(yǎng)不足時(shí)，微生物會(huì)氧化并分解其自身的細(xì)胞物質(zhì)以獲得能量。此過程稱為內(nèi)源性代謝，也稱為內(nèi)源性呼吸。當(dāng)營養(yǎng)充足時(shí)，內(nèi)源性呼吸就不明顯，但是當(dāng)營養(yǎng)不足時(shí)，內(nèi)源性呼吸是主要的能量來源。

沒有新陳代謝就沒有生命。微生物繼續(xù)繁殖并通過新陳代謝死亡。微生物分解代謝為合成代謝提供能量和物質(zhì)，而合成代謝為分解代謝提供催化劑和反應(yīng)器。這兩種新陳代謝是相互依存，相互促進(jìn)和不可分割的。

微生物代謝消耗的一部分營養(yǎng)物質(zhì)分解為簡單物質(zhì)，然后排放到環(huán)境中，另一部分則合成為細(xì)胞物質(zhì)。不同的微生物具有不同的代謝率，用于分解和合成的營養(yǎng)物比例也不同。厭氧微生物不能*分解營養(yǎng)，釋放較少的能量，并且代謝速度較慢。用于分解的營養(yǎng)物比例大，而用于合成的比例小。好氧微生物會(huì)*分解營養(yǎng)物質(zhì)，終產(chǎn)品（CO2，H2O，NO3-，PO43-等）穩(wěn)定且能量少。因此，需氧微生物釋放的能量大，代謝速度快。該比例小，用于合成的比例大，并且細(xì)胞迅速增殖。

3.微生物的生長環(huán)境

廢水生物處理的主體是微生物，只有創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，使微生物繁殖，才能獲得滿意的處理效果。影響微生物生長的條件主要是營養(yǎng)，溫度，pH，溶解氧和有毒物質(zhì)。

1.營養(yǎng)

營養(yǎng)是微生物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，生命活動(dòng)所需的能量和物質(zhì)來自營養(yǎng)。微生物細(xì)胞的組成（H2O和無機(jī)物質(zhì)除外）可以用化學(xué)式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。不同微生物細(xì)胞的組成并不相同，對(duì)碳氮比的要求也不*相同。有氧微生物需要BOD5：N：P = 100：5：1 [或COD：N：P =（200?300）：5：1]的碳氮磷比。厭氧微生物需要BOD5：N：P = 100：6：1的碳，氮和磷比率。其中，N由NH3-N計(jì)算，P由PO43-P計(jì)算。微生物種類很多，C，N和P的化學(xué)形式也不同。例如，異養(yǎng)細(xì)菌需要有機(jī)物作為碳源，而自養(yǎng)細(xì)菌則使用CO2和HCO3-作為碳源。

幾乎所有有機(jī)物都是微生物的營養(yǎng)來源。為了獲得所需的純化效果，控制適當(dāng)?shù)腃：N：P比例非常重要。除C，H，O，N，P之外，微生物還需要S，Mg，F(xiàn)e，Ca，K等元素以及痕量的Mn，Zn，Co，Ni，Cu，Mo，V，I，Br ，B等元素。

2.溫度

不同的微生物具有不同的生長溫度，并且各種微生物的總溫度范圍為0?80℃。根據(jù)適應(yīng)的溫度范圍，微生物可分為三類：低溫（良好的寒冷），中等溫度和高溫（良好的熱量）。低溫微生物的生長溫度為20℃以下，中溫微生物的生長溫度為20?45℃，高溫微生物的生長溫度為45℃以上。有氧生物處理以培養(yǎng)基溫度為主導(dǎo)，微生物的生長溫度為20-37。在厭氧生物處理過程中，中溫微生物的生長溫度為25-40°C，高溫微生物的生長溫度為50-60°C。因此，厭氧微生物處理通常使用兩個(gè)溫度范圍，即33 ?38℃和52?57℃，分別稱為中溫消化（發(fā)酵）和高溫消化（發(fā)酵）。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，厭氧反應(yīng)已能夠在20?25℃的室溫下進(jìn)行，大大降低了運(yùn)行成本。

在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，每升高10℃，生化反應(yīng)速率就會(huì)增加1-2倍。因此，在溫度較高的條件下，生物處理效果較好。人為改變污水溫度會(huì)增加處理成本，因此有氧生物處理通常在自然溫度（即室溫）下進(jìn)行。有氧生物處理的效果受氣候影響較小。厭氧生物處理受溫度影響很大，需要保持高溫，但考慮到運(yùn)行成本，應(yīng)盡可能在常溫（20?25℃）下運(yùn)行。如果原污水溫度較高，則應(yīng)使用中溫發(fā)酵（33?38℃）或高溫發(fā)酵（52?57℃）。如果在發(fā)酵過程中產(chǎn)生足夠的廢熱或產(chǎn)生足夠的沼氣（高濃度有機(jī)污水和污泥消化），則可以利用廢熱或沼氣中的熱量來實(shí)現(xiàn)中高溫發(fā)酵。通常情況下，一天之內(nèi)的溫度波動(dòng)不應(yīng)超過℃。因此，在生物處理過程中應(yīng)控制適當(dāng)?shù)乃疁夭⒈３址€(wěn)定。

3. pH值

酶是兩性電解質(zhì)。 pH值的變化會(huì)影響酶的電離形式，進(jìn)而影響酶的催化性能，因此pH值是影響酶活性的重要因素之一。不同的微生物具有不同的酶系統(tǒng)，并且它們具有不同的pH適應(yīng)范圍。細(xì)菌，放線菌，藻類和原生動(dòng)物的pH范圍是4?10。酵母和霉菌的pH值是3.0?6.0。大多數(shù)細(xì)菌適合pH = 6.5?8.5的中性和堿性環(huán)境。好氧生物處理的適宜pH為6.5?8.5，厭氧生物處理的適宜pH為6.7?7.4（pH為6.7?7.2）。在生物處理過程中保持pH范圍非常重要。否則，微生物酶的活性降低或喪失，微生物生長緩慢甚至死亡，導(dǎo)致治療失敗。

進(jìn)水pH值的突然變化將對(duì)生物處理產(chǎn)生很大影響，這種作用是不可逆的。因此，保持pH值穩(wěn)定非常重要。

4.溶解氧

有氧微生物的代謝過程以分子氧為受體，參與某些物質(zhì)的合成。沒有分子氧，好氧微生物就無法生長和繁殖。因此，在進(jìn)行有氧生物處理時(shí)，必須保持一定濃度的溶解氧（DO）。供氧不足，適用于低溶解氧生長的微生物（微量的需氧性產(chǎn)硫細(xì)菌）和兼性微生物。它們不能*分解有機(jī)物，降低了處理效果，絲狀細(xì)菌主要在低溶解氧的狀態(tài)下生長，導(dǎo)致污泥膨脹。如果溶解氧的濃度太高，不僅浪費(fèi)能量，而且由于營養(yǎng)物質(zhì)的相對(duì)缺乏而導(dǎo)致細(xì)胞氧化和死亡。為了獲得良好的處理效果，在好氧生物處理過程中，溶解氧應(yīng)控制在2?3mg / L（二級(jí)沉淀池為0.5?1mg / L）。

厭氧微生物在有氧條件下會(huì)產(chǎn)生H2O2，但它們會(huì)被H2O2殺死，而沒有分解H2O2的酶。因此，厭氧生物處理反應(yīng)器中必須沒有分子氧。其他氧化態(tài)物質(zhì)，例如SO42-，NO3-，PO43-和Fe3 +也將對(duì)厭氧生物處理產(chǎn)生不利影響，還應(yīng)控制其濃度。

5.有毒物質(zhì)

抑制微生物并使其中毒的化學(xué)物質(zhì)稱為有毒物質(zhì)。它可以破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使酶變性并失去其活性。例如，重金屬可與酶的-SH基團(tuán)結(jié)合，或與蛋白質(zhì)結(jié)合以使其變性或沉淀。低濃度的有毒物質(zhì)對(duì)微生物無害，超過一定值會(huì)發(fā)生中毒。某些有毒物質(zhì)在低濃度時(shí)會(huì)成為微生物營養(yǎng)。有毒物質(zhì)的毒性受pH，溫度和其他有毒物質(zhì)的存在等因素的影響。在不同條件下，毒性差異很大。不同的微生物對(duì)相同的有毒物質(zhì)具有不同的耐受性。具體情況應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。

在廢水的生物處理中，應(yīng)嚴(yán)格控制有毒物質(zhì)的濃度，但是對(duì)于有毒物質(zhì)濃度的允許范圍沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

奉賢廢水一體化處理設(shè)備卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝

傳統(tǒng)的卡魯塞爾氧化溝工藝

卡魯塞爾(Carrousel)氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開發(fā)研制的。它的研制目的是為滿足在較深的氧化溝溝渠中使混合液充分混合，并能維持較高的傳質(zhì)效率，以克服小型氧化溝溝深較淺，混合效果差等缺陷。至今世界上已有850多座Carrousel氧化溝系統(tǒng)正在運(yùn)行，實(shí)踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。Carrousel氧化溝使用立式表曝機(jī)，曝氣機(jī)安裝在溝的一端，因此形成了靠近曝氣機(jī)下游的富氧區(qū)和上游的缺氧區(qū)，有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降，設(shè)計(jì)有效水深4.0－4.5米，溝中的流速0.3米/秒。BOD5的去除率可達(dá)95%－99%，脫氮效率約為90%，除磷效率約為50%，如投加鐵鹽，除磷效率可達(dá)95%。

影響微生物活性的因素

在污水生化處理過程中，影響微生物活性的因素可分為基質(zhì)類和環(huán)境 類兩大類。

基質(zhì)類影響：

包括營養(yǎng)物質(zhì)，如以碳元素為主的有機(jī)化合物即碳源物質(zhì)、氮源、磷源等營養(yǎng)物質(zhì)、以及鐵、鋅、錳等微量元素;另外，還包括一些有毒有害化學(xué)物質(zhì)如酚類、苯類等化合物、也包括一些重金屬離子如銅、鎘、鉛離子等。

環(huán)境類影響：

溫度

溫度對(duì)微生物的影響是很廣泛的，盡管在高溫環(huán)境(50℃～70℃)和低溫環(huán)境(-5～0℃)中也活躍著某些類的細(xì)菌，但污水處理中絕大部分微生物適宜生長的溫度范圍是20-30℃。在適宜的溫度范圍內(nèi)，微生物的生理活動(dòng)旺盛，其活性隨溫度的增高而增強(qiáng)，處理效果也越好。超出此范圍，微生物的活性變差，生物反應(yīng)過程就會(huì)受影響。一般的，控制反應(yīng)進(jìn)程的高和低限值分別為35℃和10℃。

DE型、T型氧化溝脫氮工藝

DE型氧化溝為雙溝系統(tǒng)，T型氧化溝為三溝系統(tǒng)，其運(yùn)行方式比較相似，都是通過配水井對(duì)水流流向的切換，堰門的起閉以及曝氣轉(zhuǎn)刷的調(diào)速，在溝中創(chuàng)造交替的硝化，反硝化條件，以達(dá)到脫氮的目的。其不同之處在于DE型氧化溝系統(tǒng)是二沉池與氧化溝分建，有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)；而T型氧化溝的兩側(cè)溝輪流作為沉淀池。

污水處理工藝分三級(jí)：

一級(jí)處理：通過機(jī)械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。

二級(jí)處理：生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉(zhuǎn)化為污泥。

三級(jí)處理：污水的深度處理，它包括營養(yǎng)物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行消毒。

可能根據(jù)處理的目標(biāo)和水質(zhì)的不同，有的污水處理過程并不是包含上述所有過程。

一級(jí)處理(機(jī)械處理)

機(jī)械(一級(jí))處理工段包括格柵、沉砂池、初沉池等構(gòu)筑物，以去除粗大顆粒和懸浮物為目的，處理的原理在于通過物理法實(shí)現(xiàn)固液分離，將污染物從污水中分離，這是普遍采用的污水處理方式。

PI（Phase Isolation）型氧化溝，即交替式和半交替式氧化溝，是七十年代在丹麥發(fā)展起來的，其中包括DE型、T型和VR型氧化溝，隨著各國對(duì)污水處理廠出水氮，磷含量要求越來越嚴(yán)，因而開發(fā)出現(xiàn)了功能加強(qiáng)的PI型氧化溝，主要由Kruger公司與Demmark技術(shù)學(xué)院合作開發(fā)的，稱為Bio-Denitro和Bio-Denipho工藝，這兩種工藝都是根據(jù)A/O和A2/O生物脫氮除磷原理，創(chuàng)造缺氧/好氧，厭氧/缺氧/好氧的工藝環(huán)境，達(dá)到生物脫氮除磷的目的。

二級(jí)處理(生化處理)

污水生化處理屬于二級(jí)處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機(jī)物為主要目的，其工藝構(gòu)成多種多樣，可分成生物膜 法和活性污泥法(AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法)穩(wěn)定塘法、土地處理法等多種處理方法。

目前大多數(shù)城市污水處理 廠都采用活性污泥法，小城市一般采用的是CRI法(人工快滲系統(tǒng))，另外在工業(yè)廢水方面還有一些其它的方法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機(jī)物的分解和生物體的合成，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成無害的氣體產(chǎn)物(CO2)、液體產(chǎn)物(水)以及富含有機(jī)物的固體產(chǎn)物(微生物群體或稱生物污泥);多余的生物污泥在沉淀池中經(jīng)沉淀池固液分離，從凈化后的污水中除去。

VR型氧化溝脫氮工藝

VR氧化溝溝型宛如通常的環(huán)形跑道，中央有一小島的直壁結(jié)構(gòu)，氧化溝分為兩個(gè)容積相當(dāng)?shù)牟糠?，其水平形式如反向的英文字母C，污水處理通過二道拍門和二道出流堰交替起閉進(jìn)行連續(xù)和恒水位運(yùn)行。

PI型氧化溝同時(shí)脫氮除磷工藝

交替式氧化溝在脫氮效果上良好，為了達(dá)到除磷效果，通常在氧化溝前設(shè)置相應(yīng)的厭氧區(qū)或構(gòu)筑物或改變其運(yùn)行方式。據(jù)國內(nèi)外實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)顯示，這種同時(shí)脫氮除磷工藝只要運(yùn)行時(shí)控制的好，可以取得很好的脫氮除磷效果。

溶解氧

對(duì)好氧生物反應(yīng)來說，保持混合液中一定濃度的溶解氧至關(guān)重要。當(dāng)環(huán)境中的溶解氧高于0.3mg/l時(shí)，兼性菌和好氧菌都進(jìn)行好氧呼吸;當(dāng)溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零時(shí)，兼性菌則轉(zhuǎn)入?yún)捬鹾粑^大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌(多數(shù)為絲狀菌)還可能生長良好，在系統(tǒng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)后常導(dǎo)致污泥膨脹。一般的，曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜，過高則增加能耗，經(jīng)濟(jì)上不合算。

在所有影響因素中，基質(zhì)類因素和pH值決定于進(jìn)水水質(zhì)，對(duì)這些因素的控制，主要靠日常的監(jiān)測(cè)和有關(guān)條例、法規(guī)的嚴(yán)格執(zhí)行。對(duì)一般城市污水而言，這些因素大都不會(huì)構(gòu)成太大的影響，各參數(shù)基本能維持在適當(dāng)范圍內(nèi)。溫度的變化與氣候有關(guān)，對(duì)于萬噸級(jí)的城市污水處理廠，特別是采用活性污泥工藝時(shí)，對(duì)溫度的控制難以實(shí)施，在經(jīng)濟(jì)上和工程上都不是十分可行的。因此，一般是通過設(shè)計(jì)參數(shù)的適當(dāng)選取來滿足不同溫度變化的處理要求，以達(dá)到處理目標(biāo)。

三級(jí)處理(深度處理)

三級(jí)處理是對(duì)水的深度處理，是繼二級(jí)處理以后的廢水處理過程，是污水高處理措施?，F(xiàn)在的我國的污水處理廠投入實(shí)際應(yīng)用的并不多。它將經(jīng)過二級(jí)處理的水進(jìn)行脫氮、脫磷處理，用活性炭 吸附法或反滲透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒殺滅細(xì)菌和病毒,然后將處理水送入中水道，作為沖洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業(yè)用水、防火 等水源。

由此可見，污水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉(zhuǎn)化作用和固液分離，在使污水得到凈化的同時(shí)將污染物富集到污泥中，包括一級(jí)處理工段產(chǎn)生的初沉污泥、二級(jí)處理工段產(chǎn)生的剩余活性污泥以及三級(jí)處理產(chǎn)生的化學(xué)污泥。由于這些污泥含有大量的有機(jī)物和病原體，而且極易發(fā)臭，很容易造成二次污染，消除污染的任務(wù)尚未完成。污泥必須經(jīng)過一定的減容、減量和穩(wěn)定化無害化處理井妥善處置。污泥處理處置的成功與否對(duì)污水廠有重要的影響，必須重視。如果污泥不進(jìn)行處理，污泥將不得不隨處理后的出水排放，污水廠的凈化效果也就會(huì)被抵消掉。