MBR膜地埋式生活污水處理系統
生物膜法基本特征
在污水處理構筑物內設置微生物生長聚集的載體（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，經過充氧(充氧裝置由水處理曝氣風機及曝氣器組成)的污水以一定的流速流過填料時，生物膜中的微生物吸收分解水中的有機物，使污水得到凈化，同時微生物也得到增殖，生物膜隨之增厚。當生物膜增長到一定厚度時，向生物膜內部擴散的氧受到限制，其表面仍是好氧狀態，而內層則會呈缺氧甚至厭氧狀態，并終導致生物膜的脫落。隨后，填料表面還會繼續生長新的生物膜，周而復始，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，水層中的有機物已經被生物膜氧化分解，故水層中的有機物濃度濃度比進水要低得多，當廢水從生物膜表面流過時，有機物就會從運動著的廢水中轉移到附著在生物膜表面的水層中去，并進一步被生物膜所吸附，同時，空氣中的氧也經過廢水而進入生物膜水層并向內部轉移。
生物膜上的微生物在有溶解氧的條件下對有機物進行分解和機體本身進行新陳代謝，因此產生的二氧化碳等無機物又沿著相反的方向，即從生物膜經過附著水層轉移到流動的廢水中或空氣中去。這樣一來，出水的有機物含量減少，廢水得到了凈化。
在小規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勢，具體體現在：①微生物相方面，各種生物膜工藝中參與凈化反應的微生物多樣化，微生物的食物鏈較長，世代時間較長的微生物易于存活，在分段運行中每段都能夠形成優勢菌種;②在處理工藝上，各種生物膜工藝對水質水量變化均有較強的適應性，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、節能。
初期的吸附去除階段
在該階段,污水和污泥在剛開始接觸的5～10min內就出現了很高的BOD去除率,通常30min內完成污水中的有機物被大量去除,這主要是由于活性污泥的物理吸附和生物吸附作用共同作用的結果.
活性污泥法初期的吸附去除的主要特點包括以下幾點:
a.初期的吸附去除完成時間短,去除量大;
b.去除的有機物對象主要是膠體和懸浮性有機物;
c.活性污泥的性質與初期的吸附去除關系密切,一般處于內源呼吸期的活性污泥微生物吸附能力強,而氧化過度的活性污泥微生物初期吸附的效果不好;
d.初期吸附有機物的效果與生物反應池的混合及傳質效果密切相關;e.被吸附的有機物沒有從根本上被礦化,通過數小時的曝氣后,在胞外酶的作用下,被分解為小分子有機物后才可能被微生物酶轉化.
②代謝階段
活性污泥吸附了污水中呈非溶解狀態的大分子有機物后,被微生物的胞外酶分解成小分子的溶解性有機物,與污水中溶解性的有機物一起進入微生物細胞內被降解和轉化,一部分有機物質進行分解代謝,氧化為二氧化碳和水,并獲得合成新細胞所需的能量,另一部分物質進行合成代謝,形成新的細胞物質.
③活性污泥絮體的分離沉淀
無分解還是代謝,都能去除有機污染物,但是產物卻不同,分解代謝的產物是二氧化碳和水,而合成代謝的產物則是新的細胞,并以剩余污泥的方式排出活性污泥系統.
沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同廢水分離的過程.固液分離的好壞,直接影響出水水質.如果處理水挾帶生物體,出水BOD和SS將增大.所以,活性污泥法的處理效率,同其他生物處理方法一樣,應包括二次沉淀池的效率,即用曝氣池及二沉池的總效率表示,除了重力沉淀外,也可用氣浮法進行固液分離。
AAO工藝介紹
AA/O工藝是將厭/好氧除磷系統和缺氧/好氧脫氮系統相結合而成，是生物脫氮除磷的基礎工藝，常規工藝在去除有機污染物的同時，具有一定脫氮除磷效果，可同時去除水中的BOD5、氮和磷。
污水與從沉淀池回流的污泥首先進入厭氧池，在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解態有機物進行厭氧釋磷；然后與好氧末端回流的混合液一起進入缺氧池，在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有機物和回流的硝酸鹽進行反硝化作用脫氮；脫氮反應完成后，進入好氧池，在此污泥中的硝化菌進行硝化作用將廢水中的氨氮轉化為硝酸鹽,同時聚磷菌進行好氧吸磷，剩余的有機物也在此被好氧細菌氧化，后經沉淀池進行泥水分離，出水排放，沉淀的污泥部分返回厭氧池，部分以富磷剩余污泥排出。
AAO法的特點：
MBR膜地埋式生活污水處理系統1）AAO法在去除有機碳污染物的同時，還能去除污水中的氮和磷，與普通活性污泥法二級處理后再進行深度處理相比，不僅投資少、運行費用低，而且沒有大量的化學污泥，具有良好的環境效益。
2）在厭氧段，污水中的BOD5或COD有一定程度的下降，氨氮濃度由于細胞的合成也有一些降低，但硝酸鹽氮沒有變化，磷的含量卻由于聚磷菌的釋放而上升在缺氧段，污水中有機物被反硝化菌利用為碳源，因此BOD5或COD繼續降低，磷和氨氮濃度變化較小，硝酸鹽則因為反硝化作用被還原成N2，濃度大幅度下降在好氧段，有機物由于好氧降解會繼續減少，磷和氨氮的濃度會因硝化和聚磷菌攝磷作用，以較快的速率下降，硝酸鹽氮含量卻因消化作用而上升。
3AAO法是厭氧、缺氧、好氧交替運行，可以達到同時去除有機物、脫氮和除磷多重目的，而且這種運行條件使絲狀菌不易生長繁殖，避免了常規活性污泥法經常出現的污泥膨脹問題。AAO工藝流程簡單，總水力停留時間少于其他同樣功能的工藝，并且不用外加碳源，厭氧和缺氧段只進行緩速攪拌，運行費用較低
AAO法的缺點：
受到泥齡、回流污泥中溶解氧和硝酸鹽氮的限制，除磷效果不是十分理想，同時，由于脫氮效果取決于混合液回流比，而AAO法的回流比不宜過高（一般不超過200%），因此脫氮效果不能滿足較高要求。
混凝沉淀原理：在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚成絮凝體，然后予以分離除去的水處理法。
混凝法的基本原理是在廢水中投入混凝劑，因混凝劑為電解質，在廢水里形成膠團，與廢水中的膠體物質發生電中和，形成絨粒沉降。
混凝沉淀不但可以去除廢水中的粒徑為10-3~10-6 mm的細小懸浮顆粒，而且還能夠去除色度、油分、微生物、氮和磷等富營養物質、重金屬以及有機物等。
廢水在未加混凝劑之前，水中的膠體和細小懸浮顆粒的本身質量很輕，受水的分子熱運動的碰撞而作無規則的布朗運動。顆粒都帶有同性電荷，它們之間的靜電斥力阻止微粒間彼此接近而聚合成較大的顆粒;其次，帶電荷的膠粒和反離子都能與周圍的水分子發生水化作用，形成一層水化殼，有阻礙各膠體的聚合。一種膠體的膠粒帶電越多，其電位就越大;擴散層中反離子越多，水化作用也越大，水化層也越厚，因此擴散層也越厚，穩定性越強。
廢水中投入混凝劑后，膠體因電位降低或消除，破壞了顆粒的穩定狀態(稱脫穩)。脫穩的顆粒相互聚集為較大顆粒的過程稱為凝聚。未經脫穩的膠體也可形成大得顆粒，這種現象稱為絮凝。不同的化學藥劑能使膠體以不同的方式脫穩、凝聚或絮凝。按機理，混凝可分為壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網鋪四種。
在廢水的混凝沉淀處理過程中，影響混凝效果的因素比較多。
其中有水樣的影響：對不同水樣，由子廢水中的成分不同，同一種混凝劑的處理效果可能會相差很大。
還有水溫的影響，其影響主要表現在：a影響藥劑在水中堿度起化學反應的速度，對金屬鹽類混凝影響很大，因其水解是吸熱反應;b影響礬花地形成和質量。水溫較低時，絮凝體型成緩慢，結構松散，顆粒細小;c水溫低時水的粘度大，布朗運動強度減弱，不利于脫穩膠粒相互凝聚，水流剪力也增大，影響絮凝體的成長。該因素主要影響金屬鹽類的混凝，對高分子混凝劑影響較小。
AO工藝即缺氧好氧工藝(Anoxic Oxic)，是一種改進型的采用活性污泥法(有時候也會采取添加填料的生物膜法的方式組合使用，例如：接觸氧化工藝)的污水處理工藝，不僅可以降解有機物，還具有一定的除磷脫氮效果。
*生物池，在*生物池段異養菌將污水中可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物，將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化。在O級生物池段存在好氧微生物及消化菌，其中好氧微生物將有機物分解成CO2和H2O;在充足供氧條件下，硝化菌的硝化作用將NH3-N氧化為NO3-，通過回流控制返回至*生物池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮。
A/O法脫氮工藝的特點：
(a) 流程簡單，勿需外加碳源與后曝氣池，以原污水為碳源，建設和運行費用較低;
(b) 反硝化在前，硝化在后，設內循環，以原污水中的有機底物作為碳源，效果好，反硝化反應充分;
(c) 曝氣池在后，使反硝化殘留物得以進一步去除，提高了處理水水質;
(d) A段攪拌，只起使污泥懸浮，而避免DO的增加。O段的前段采用強曝氣，后段減少氣量，使內循環液的DO含量降低，以保證A段的缺氧狀態。
厭氧生物轉盤的構造與好氧生物轉盤相似、不同之處在于上部加蓋密封，為收集沼氣和防止液面上的空間有氧存在。厭氧生物轉盤由盤片、密封的反應槽、轉軸及驅動裝置等組成。盤片分為固定盤片(擋板)和轉動盤片，相間排列，以防止盤片間生物膜粘連堵塞，固定盤片一般設在起端。轉動盤片串聯，中心穿以轉軸，軸安裝在反應器兩端的支架上，其構造如下圖所示。廢水處理靠盤片表面生物膜和懸浮在反應槽中的厭氧活性污泥共同完成。盤片轉動時，作用在生物膜上的剪切力將老化的生物膜剩下，在水中星懸浮狀態，隨水流出槽外。沼氣則從槽頂排出。
厭氧生物轉盤的特點
(1)微生物濃度高，可承受的有機物負荷高，一般在中溫發酵條件下，有機物面積負可達0.04 kgcod/[m2(盤片)?d左右，相應的COD去除率可達90%左右。
(2)廢水在反應器內按水平方向流動，無需提升廢水，從這個意義來說是節能的。
(3)無需處理水回流，與厭氧膨脹床和流化床相比較既節能又便于操作。
(4)可處理含懸浮固體較高的廢水，不存在堵塞問題。
(5)由于轉盤轉動，不斷使老化生物膜脫落，使生物膜經常保持較高的活性。
(6)具有承受沖擊負荷的能力，處理過程穩定性較強。
(7)可采用多種串聯，各級微生物處于*的條件。
(8)便于運行管理。
(9)主要缺點是盤片成本較高，使整個裝置造價很高。
