醫(yī)院一體化污水處理裝置
生物膜法
1．生物膜法工藝類型。潤(rùn)濕型：生物濾池、生物濾塔、生物轉(zhuǎn)盤。浸沒型：接觸氧化、濾料浸沒在濾池中。流動(dòng)床型：生物活性碳，砂粒介質(zhì)懸浮流動(dòng)于池內(nèi)。
2．原理。由于生活污水中含有大量的有機(jī)成分，生物膜法依靠固定于載體表面上的微生物膜來降解有機(jī)物，由于微生物細(xì)胞幾乎能在水環(huán)境中的任何適宜的載體表面牢固地附著、生長(zhǎng)和繁殖，由細(xì)胞內(nèi)向外伸展的胞外多聚物使微生物細(xì)胞形成纖維狀的纏結(jié)結(jié)構(gòu)，因此生物膜通常具有孔狀結(jié)構(gòu)，并具有很強(qiáng)的吸附性能。
生物膜附著在載體的表面，是高度親水的物質(zhì)，在污水不斷流動(dòng)的條件下，其外側(cè)總是存在著一層附著水層。生物膜又是微生物高度密集的物質(zhì)，在膜的表面上和內(nèi)部生長(zhǎng)繁殖著大量的微生物及微型動(dòng)物，形成由有機(jī)污染物→細(xì)菌→原生動(dòng)物（后生動(dòng)物）組成的食物鏈。
醫(yī)院一體化污水處理裝置生物膜是由細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物和其他一些肉眼可見的生物群落組成。污水在流過載體表面時(shí)，污水中的有機(jī)污染物被生物膜中的微生物吸附，并通過氧向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散，在膜中發(fā)生生物氧化等作用，從而完成對(duì)有機(jī)物的降解。生物膜 表層生長(zhǎng)的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的內(nèi)層微生物則往往處于厭氧狀態(tài)，當(dāng)生物膜逐漸增厚，厭氧層的厚度超過好氧層時(shí)，會(huì)導(dǎo)致生物膜的脫落，而新的生物膜又會(huì)在載體表面重新生成，通過生物膜的周期更新，以維持生物膜反應(yīng)器的正常運(yùn)行。
3．生物膜的更新與脫落。維持生物膜反應(yīng)器正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)是生物膜的更新與脫落，生物膜表層生長(zhǎng)的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的內(nèi)層微生物則往往處于厭氧狀態(tài)，當(dāng)生物膜逐漸增厚，厭氧層的厚度超過好氧層時(shí)，會(huì)導(dǎo)致生物膜的脫落，而新的生物膜又會(huì)在載體表面重新生成。更新與脫落過程如下：首先，厭氧膜的出現(xiàn)過程：一是生物膜；二是成熟的生物膜一般厚度不斷增加，氧氣不能透入的內(nèi)部深處將轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)；都由厭氧膜和好氧膜組成；三是好氧膜是有機(jī)物降解的主要場(chǎng)所，一般厚度為2 mm。其次，厭氧膜的加厚過程：一是厭氧的代謝產(chǎn)物增多，導(dǎo)致厭氧膜與好氧膜之間的平衡被破壞；二是氣態(tài)產(chǎn)物的不斷 逸出，減弱了生物膜在填料上的附著能力；三是成為老化生物膜，其凈化功能較差，且易于脫落。
再次，生物膜的更新：一是老化膜脫落，新生生物膜又會(huì)生長(zhǎng)起來；二是新生生物膜的凈化功能較強(qiáng)。
4．影響生物膜工作性能的三個(gè)重要指標(biāo)（以生物濾池為例）。一是水力負(fù)荷：?jiǎn)挝幻娣e濾池或單位體積濾料每天所能處理的廢水量，包括水力表面負(fù)荷和水力何種負(fù)荷；二是 BOD 負(fù)荷：?jiǎn)挝粫r(shí)間供給單位體積濾料的BOD 量，城市污水極限值分低負(fù)荷（0.15~0.3），高負(fù)荷（0.8~1.2）；三是毒物負(fù)荷：?jiǎn)挝粸V料每天所能承受毒物的量。
醫(yī)院一體化污水處理裝置活性污泥法與生物膜法的比較
1．活性污泥法優(yōu)缺點(diǎn)。長(zhǎng)期以來，城市生活污水的二級(jí)生 物處理多采用活性污泥法，它是當(dāng)前世界各國(guó)應(yīng)用廣的一種二級(jí)生物處理工藝，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是采用傳統(tǒng)的活性污泥法，往往基建費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)高，能耗大，管理較復(fù)雜，易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象；工藝設(shè)備不能滿足低耗的要求。二是隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷嚴(yán)格，對(duì)污水中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排放要求較高，傳統(tǒng)的具有脫氮除磷功能的污水處理工藝多以活性污泥法為主，往往需要將多個(gè)厭氧和好氧反應(yīng)池串聯(lián)，形成多級(jí)反應(yīng)池，通過增加內(nèi)循環(huán)來達(dá)到脫氮除磷的目的，這勢(shì)必要增加基建投資的費(fèi)用及能耗，并且使運(yùn)行管理較為復(fù)雜。三是活性污泥法產(chǎn)生大量的剩余污泥，需要進(jìn)行污泥無害化處理，增加了投資。
生物膜法優(yōu)缺點(diǎn)。生物膜法也是城市污水二級(jí)生物處 理的一種常用方法，與活性污泥法相比具有以下特點(diǎn)：一是生物膜對(duì)污水水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，管理方便，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。二是微生物固著在載體表面、世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物也能增殖，生物相對(duì)更為豐富、穩(wěn)定，產(chǎn)生的剩余污泥少。三是能夠處理低濃度的污水。另外，生物膜法的不足之處在于生物膜載體增加了系統(tǒng)的投資；載體材料的比表面積小，反應(yīng)裝置容積有限、空間效率低，在處理城市污水時(shí)處理效率比活性污泥法低；附著于固體表面的微生物量較難 控制，操作伸縮性差；靠自然通風(fēng)供氧，不如活性污泥供氧充足，容易產(chǎn)生厭氧。
生物膜法基本特征
在污水處理構(gòu)筑物內(nèi)設(shè)置微生物生長(zhǎng)聚集的載體（一般稱填料），在充氧的條件下，微生物在填料表面聚附著形成生物膜，經(jīng)過充氧(充氧裝置由水處理曝氣風(fēng)機(jī)及曝氣器組成)的污水以一定的流速流過填料時(shí)，生物膜中的微生物吸收分解水中的有機(jī)物，使污水得到凈化，同時(shí)微生物也得到增殖，生物膜隨之增厚。當(dāng)生物膜增長(zhǎng)到一定厚度時(shí)，向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散的氧受到限制，其表面仍是好氧狀態(tài)，而內(nèi)層則會(huì)呈缺氧甚至厭氧狀態(tài)，并終導(dǎo)致生物膜的脫落。隨后，填料表面還會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)新的生物膜，周而復(fù)始，使生物膜法污水得到凈化。
微生物在填料表面聚附著形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，其表面存在一層薄薄的水層，水層中的有機(jī)物已經(jīng)被生物膜氧化分解，故水層中的有機(jī)物濃度濃度比進(jìn)水要低得多，當(dāng)廢水從生物膜表面流過時(shí)，有機(jī)物就會(huì)從運(yùn)動(dòng)著的廢水中轉(zhuǎn)移到附著在生物膜表面的水層中去，并進(jìn)一步被生物膜所吸附，同時(shí)，空氣中的氧也經(jīng)過廢水而進(jìn)入生物膜水層并向內(nèi)部轉(zhuǎn)移。
在小規(guī)模分散型污水處理中大量使用生物膜污水處理工藝，比使用活性污泥工藝更有優(yōu)勢(shì)，具體體現(xiàn)在：①微生物相方面，各種生物膜工藝中參與凈化反應(yīng)的微生物多樣化，微生物的食物鏈較長(zhǎng)，世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物易于存活，在分段運(yùn)行中每段都能夠形成優(yōu)勢(shì)菌種;②在處理工藝上，各種生物膜工藝對(duì)水質(zhì)水量變化均有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥沉降性能良好、易于固液分離，能夠處理低濃度的污水，易于維護(hù)、節(jié)能。
生物脫氮機(jī)理
生物脫氮理論認(rèn)為生物脫氮主要包括硝化和反硝化2個(gè)生化過程,并由有機(jī)氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用來完成。
氨化作用即水中的有機(jī)氮化合物在氨化細(xì)菌分解作用下轉(zhuǎn)化為氨氮。一般氨化過程與微生物去除有機(jī)物同時(shí)進(jìn)行,氨化作用進(jìn)行得很快,有機(jī)物去除結(jié)束時(shí),氨化過程也已完成,故無需采取特殊的措施。
硝化作用即在供氧充足的條件下,水中的氨氮首先在亞硝化細(xì)菌的作用下被氧化成亞硝酸氮,然后再在硝化細(xì)菌的作用下進(jìn)一步氧化成硝酸氮。由于亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)速率低,所以要求較長(zhǎng)的污泥齡。
