廢水處理基礎知識

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廢水的生化培養(yǎng)過程是一項錯綜復雜的工作，其理論基礎涉及物理學、無機化學、有機化學、微生物學、流體力學等多種學科，盡管最早的活性污泥工藝迄今已有近百年的歷史，但是諸多理論在學術界仍無定論。廢水生化處理調(diào)試是以微生物的培養(yǎng)為主要過程的工作，按照微生物的需氧情況可分為好氧處理、兼氧處理和厭氧處理；按照微生物的生長形式可分為活性污泥法和生物膜法；按照廢水和微生物的形式可分為完全混合式、序批式等；按照其反應器形式則包括更多類型。
1、溫度
溫度對生化培養(yǎng)過程起著至關重要的作用。目前，盡管本項目廢水處理工程尚未做到對生化系統(tǒng)控制溫度的程度，但是各生化反應系統(tǒng)、各運行階段中溫度的測量和分析依舊對生化污泥馴化培養(yǎng)過程起到指導性作用，它能夠為生化培養(yǎng)過程中各現(xiàn)象的解釋提供依據(jù)，有助于幫助管理及操作人員對系統(tǒng)運行管理做出正確及時的判斷。 溫度在很大程度上影響活性污泥（包括厭氧、兼氧和好氧）中的微生物活性程度，并且對諸如溶解氧、曝氣量等產(chǎn)生影響，同時對生化反應速率產(chǎn)生影響。不同種類的微生物所生長的溫度范圍不同，約為5℃~80℃。在此溫度范圍內(nèi)，可分成最低生長溫度、最高生長溫度和最適生長溫度。以微生物適應的溫度范圍，微生物可分為中溫性、好熱性和好冷性三類。中溫微生物的生長溫度范圍在20℃~45℃，好冷性微生物的生長溫度在20℃以下，好熱性微生物的生長溫度在45℃以上。 廢水生化好氧生物處理，以中溫細菌為主，其生長繁殖的最適溫度為20℃~37℃。當溫度超過最高生物生長溫度時，會使微生物的蛋白質(zhì)迅速變性及酶系統(tǒng)遭到破壞而失去活性，嚴重者可使微生物死亡。低溫會使微生物的代謝活力降低，進而處于生長繁殖停止狀態(tài)，但仍保存其生命力。 厭氧生物處理中的中溫性甲烷菌最適溫度范圍在20℃~40℃之間，高溫性為50℃~60℃，厭氧生物處理常采用溫度33℃~38℃和50℃~57℃。
2、pH值
不同的微生物有不同的pH值適應范圍。例如細菌、放線菌、藻類和原生動物的pH值適應范圍是在4~10之間。大多數(shù)細菌適宜中性和偏堿性（pH值6.5~7.5）環(huán)境；氧化硫化桿菌喜歡在酸性環(huán)境，它的最適pH值為3，亦可以在pH值1.5的環(huán)境中生活；酵母菌和霉菌要求在酸性或偏酸性的環(huán)境中生活，最適pH值3.0~6.0，適應pH值范圍為1.5~10之間。 廢水生物處理過程保持最適pH值范圍是十分重要的。如用活性污泥法處理廢水，曝氣池混合液的pH值達到9.0時，原生動物將由活躍轉(zhuǎn)為呆滯，菌膠團粘性物質(zhì)解體，活性污泥結構遭到破壞，處理效率顯著下降。如果進水pH值突然降低，曝氣池混合液呈酸性，活性污泥結構也會變化，二沉池中出現(xiàn)大量浮泥現(xiàn)象。
培養(yǎng)優(yōu)良、馴化成熟的生物系統(tǒng)具有較強的耐沖擊負荷的能力，但如果pH值在大幅度內(nèi)變化，則會影響反應器的效率，甚至對微生物造成毒性而使反應器失效，因為pH值的改變可能引起細胞電荷的變化，進而影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和微生物代謝中酶的活性。
綜上所述，在生物系統(tǒng)處理廢水過程中，應提供微生物最佳的pH值范圍，以使其在最優(yōu)化條件下運行。
3、化學需氧量（COD）
COD的測試方法嚴格遵守廢水水質(zhì)分析國家標準測試方法。化學需氧量是用化學氧化劑氧化水中的有機污染物時所消耗的氧化劑量，用氧量（mg/L）表示?；瘜W需氧量越高，也表示水中有機污染物越多。常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀和高錳酸鉀。以高錳酸鉀作氧化劑時，測得的值稱CODMn或簡稱OC。以重鉻酸鉀作氧化劑時，測得的值稱CODCr，或簡稱COD。如果廢水中有機物的組成相對穩(wěn)定，則化學需氧量和生化需氧量之間有一點個比例關系。一般說，重鉻酸鉀化學需氧量與第一階段生化需氧量之差，可以粗略的表示為不能被需氧微生物分解的有機物。
COD的測試分析是廢水處理調(diào)試運行工作的重要組成部分，一方面掌握工藝流程中各處理單元的進出水情況，確保進水穩(wěn)定，不至于產(chǎn)生較大的波動和對系統(tǒng)的沖擊；另一方面，通過各處理單元前后進出水的COD變化情況，了解處理單元的處理效果和效率。其重要作用可總結為以下三點：
1）提供詳細的進出水濃度，使管理人員根據(jù)濃度變化情況相應的對運行工況作出調(diào)整，保證廢水處理系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運行；
2）作為一項重要的技術指標，反映各處理單元的運行情況及處理效率等；
3）為整個系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象及異常情況的分析判斷及合理解釋提供依據(jù)。