15m3/d一體化地埋式污水處理設備

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 厭氧穩定是由一類非貯磷菌屬的兼性厭氧菌發酵反應的結果，是一種脫氫氧化行為。厭氧穩定削減的曝氣耗氧量可達20%～30%。厭氧穩定對含糖比大，有機物濃度高的污水較為合適。從削減曝氣耗氧量的角度出發，厭氧穩定應是一個有利于產生并釋放H2和CO2的過程，這個過程應促進NAD的再氧化并避免降解產物的還原。
為控制水污染的日益加劇，目前國內正大舉興建城鎮污水處理廠。這是一項保證國民經濟可持續發展的戰略舉措，但也是一項只見投入，不見直接產出的公益行為。其不僅需要投入大筆的基建資金，而且還要付出可觀的運轉費用。一些地方大力籌資建成了污水處理廠，但卻因難以承擔運轉費用而不能充分發揮環境效益。因此，降低能耗，節約運轉費用對發展城鎮污水處理事業具有舉足輕重的作用。

在常規城鎮污水處理中，曝氣供氧的能耗大，約占全廠總能耗的50%。因此，降低曝氣耗氧量是節約運轉費用的首要環節。降低曝氣耗氧量的途徑有兩條：*，前置預處理設施，削減進入曝氣區的耗氧量；第二，優選運行條件和擴散裝置，提高氧利用率。本文將就前者作進一步的探討。
厭氧預處理對曝氣耗氧量的削減作用
在A/O、A2/O系統中，厭氧區可去除水中大部分有機物。過去，一直將這種現象主要歸因于貯磷菌的吸收和貯存PHB的作用。因PHB是過渡產物，在好氧區將作為碳源而被氧化。故這一過程并不削減后續的曝氣耗氧量。然而，近年來的理論和實踐都證明，厭氧區不僅具有吸收和貯存基質的功能，而且還產生脫氫氧化作用，并可大幅度削減繼后的曝氣耗氧量。
早先的發現和實踐的證明
早在1983年，Lan等就發現在曝氣區前設置一個厭氧區，可降低曝氣區50%的耗氧量。繼后，Randall等(1984～1987年)多次證實了這一發現，并將這一現象命名為“厭氧穩定”。Bordacs等(1988年)在曝氣區前加了一只厭氧選擇器，平均降低了30%的曝氣耗氧量。其降低幅度與F/M(BOD/MLVSS)有關：當F/M為0.2時，降低36%，當F/M為0.8時，降低20%。王凱軍等(1988年)將初沉池改成厭氧池，厭氧反應1.67～2.5 h后，曝氣耗氧量降低約50%。McClintock等[3](1993年)應用A2/O 工藝與常規活性污泥法進行對比研究，前者厭氧、缺氧反應各1h，在同等的除氮效果下，A2/O 工藝所需的曝氣時間由3.2h縮短至1.7h，曝氣耗氧量降低近1/2。

微生物的代謝

微生物的生命過程是營養不斷被利用，細胞物質不斷合成又不斷消耗的過程。在這一過程中伴隨著新生命的誕生，舊生命的死亡和營養物（基質）的轉化。污水的生物處理就是利用微生物對污染物（營養物）的代謝轉化作用實現的。
1、微生物的營養關系
細菌、真菌、藻類、原生動物、后生動物共生于水體中。細菌和真菌以水中的有機物、氮和磷等為營養進行有氧和無氧呼吸合成自身細胞。藻類是利用二氧化碳和水中的氮、磷進行光和作用合成自身細胞并向水體提供氧氣。藻類的細胞死亡后成為菌類繁殖的營養。原生動物吞食水中固態有機物、菌類和藻類。后生動物捕食水中固體有機物、菌類、藻類和原生動物。

2、微生物的代謝
微生物從污水中攝取營養物質，通過復雜的生物化學反應合成自身細胞和排出廢物。這種為維持生命活動和生長繁殖而進行的生化反應過程叫新陳代謝，簡稱代謝。根據能量的轉移和生化反應的類型可將代謝分為分解代謝和合成代謝。微生物將營養物分解轉化為簡單的化合物并釋放出能量，這一過程叫做分解代謝或產能代謝；微生物將營養物轉化為細胞物質并吸收分解代謝釋放的能量，這一過程叫做合成代謝。當營養缺乏時，微生物對自身細胞物質進行氧化分解，以獲得能量，這以過程叫做內源代謝，也叫內源呼吸。當營養物充足的時，內源呼吸并不明顯，但營養物缺乏時，內源呼吸是能量的主要來源。
沒有新陳代謝就沒有生命。微生物通過新陳代謝不斷地增殖和死亡。微生物的分解代謝為合成代謝提供能量和物質，合成代謝為分解代謝提供催化劑和反應器。兩種代謝相互依賴、相互促進、不可分割。
微生物代謝消耗的營養物一部分分解成簡單的物質排入環境，另一部分合成為細胞物質。不同的微生物代謝速度不同，營養物用于分解和合成的比例也不相同。厭氧微生物分解營養物不*，釋放的能量少，代謝速度慢，將營養物用于分解的比例大，用于合成的比例小，細胞增殖慢。好氧微生物分解營養物*，終產物（CO2、H2O 、NO3-、PO43-等）穩定，含有的能量少，所以好氧微生物代謝中釋放的能量多，代謝速度快，將營養物用于分解的比例小，用于合成的比例大，細胞增殖快。

厭氧生物處理技術在水處理行業中一直都受到環保工作者們的青睞，由于其具有良好的去除效果，更高的反應速率和對毒性物質更好的適應，更重要的是由于其相對好氧生物處理廢水來說不需要為氧的傳遞提供大量的能耗，使得厭氧生物處理在水處理行業中應用十分廣泛。
但由于總體反應式基于莫諾方程的厭氧處理受到低濃度廢水Ks的限制，所以厭氧在處理低濃度廢水方面沒有太大的空間，可近的一些報道和試驗表明，厭氧如果提供合適的外部條件，在處理低濃度廢水方面仍然有非常高的處理效果。

我們可以根據厭氧反應的原理加以動力學方程推導出厭氧生物處理低濃度廢水尤其在處理生活污水方面的合適條件。

厭氧反應四個階段
一般來說，廢水中復雜有機物物料比較多，通過厭氧分解分四個階段加以降解：
（1）水解階段：高分子有機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內進行下一步的分解。
（2）酸化階段：上述的小分子有機物進入到細胞體內轉化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外，這一階段的主要產物為揮發性脂肪酸（VFA），同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產物產生。
（3）產乙酸階段：在此階段，上一步的產物進一步被轉化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質。
（4）產甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程較為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。
再上述四個階段中，有人認為第二個階段和第三個階段可以分為一個階段，在這兩個階段的反應是在同一類細菌體類完成的。前三個階段的反應速度很快，如果用莫諾方程來模擬前三個階段的反應速率的話，Ks（半速率常數）可以在50mg/l以下，μ可以達到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四個反應階段通常很慢，同時也是較為重要的反應過程，在前面幾個階段中，廢水的中污染物質只是形態上發生變化，COD幾乎沒有什么去除，只是在第四個階段中污染物質變成甲烷等氣體，使廢水中COD大幅度下降。同時在第四個階段產生大量的堿度這與前三個階段產生的有機酸相平衡，維持廢水中的PH穩定，保證反應的連續進行。