MBR膜生活污水處理系統(tǒng)
活性污泥的結構
在活性污泥工藝中，將千萬個細菌結合在一起形成絮凝體狀的細菌稱為菌膠團細菌。菌膠團細菌在活性污泥中具有十分重要的作用，只有在菌膠團發(fā)育良好的條件下，活性污泥的絮凝、吸附及沉降等功能才能正常發(fā)揮。形成絮體的細菌在處理過程中起著非常重要的作用，它們有助于從處理過的廢水中分離污泥。
通過對活性污泥中種群動態(tài)學的研究，人們認識到，活性污泥中的菌膠團細菌和絲狀菌形成一個共生的微生物體系。當活性污泥中的菌膠團細菌和絲狀菌處于平衡狀態(tài)時，絲狀菌作為污泥絮體的骨架，菌膠團細菌附著在其表面，形成結構緊密、沉降性能良好的污泥絮體。
隨著絮體尺寸增大到某一臨界值后，絮體內部條件不利于菌膠團細菌和絲狀菌的繁殖，絲狀菌伸展出來，沉降性能開始變差。后來，污泥絮體開始解體，污泥的沉降性能更差。破碎后的小指狀污泥又利于菌膠團細菌的生長，此時擴散能力改善，菌膠團細菌又可直接從溶液中吸取營養(yǎng)和基質，故又可出現(xiàn)菌膠團細菌和絲狀菌的生長平衡狀態(tài)，如此完成絮體形態(tài)上的一個循環(huán)。
由此可見，菌膠團細菌和絲狀菌的共生體系是一種接近于自然界的混合培養(yǎng)體系，存在著這兩類微生物之間在時間和空間上的動態(tài)生態(tài)學的相互作用。在該體系中，絲狀菌的重要作用有：
(1)保持污泥絮體的結構，形成沉淀性能良好的污泥從Seagin等人關于絮體結構的學說中可知，由絲狀菌形成污泥絮體的骨架，這對于保證污泥絮體的強度有很大作用；若缺少絲狀菌,則污泥絮體強度降低，抗剪力變差，往往會造成出水的混濁。
⑵高的凈化效率，低的出水濃度從動力學參數(shù)方面比較，絲狀菌的Ks及μmax均比菌膠團的低，而按莫諾德(Monod)方程，由于菌膠團的Ks,、μmin大于絲狀菌的，因而菌膠團的Smin值也高于絲狀菌的；可見在絲狀菌存在（但不是大量存在）的條件下可以獲得高質量、低濃度的出水，從而保證了凈化效果。
(3)保持絲狀菌和菌膠團菌的共生關系從大量的實際工程運轉資料可以得出，活性污泥中絲狀菌含量太高或太低均不適宜。前者雖能使出水濃度低，但沉淀性能差；后者沉降性能好，但出水中含有較多的細小懸浮物。
但如果采用一定的方法，使曝氣中的生態(tài)環(huán)境有利于選擇性地發(fā)展菌膠團細菌，應用生物競爭的機制抑制絲狀菌的過度生長和繁殖，從而利于控制污泥膨脹的發(fā)生發(fā)展，稱之為環(huán)境調控?？傊?，廢水處理的終目標是出水清澈、沉降性能好，為實現(xiàn)這一目標，應合理地控制絲狀菌，使其在一個合理的范圍之內。
活性污泥的功能
活性污泥中存在大量的腐生生物，其主要功能是降解有機物。細菌是有機物的凈化功能中心。同時，活性污泥中還存在硝化細菌與反硝化細菌。其在生物脫氮中起著非常重要的作用。尤其在廢水中氮的去除日益受到重視的形勢下，這兩類菌及它們之間的關系就顯得更重要了。
進行硝化作用的微生物有：
(1)亞硝化細菌和硝化細菌，它們均為化能自養(yǎng)菌，專性好氧，分別從氧化NH3和N02-的過程中獲得能量，以C02為唯yi碳源，產物分別為NO2-及N03-；它們要求中性或弱堿性環(huán)境（pH=6.5~8.0），在pH<6時，作用顯著下降。
(2)好氧的異養(yǎng)細菌和真菌，如節(jié)桿菌、芽孢桿菌、銅綠假單胞菌、姆拉克漢遜酵母、黃曲霉、青霉等能將NH4+氧化為N02-及NO3-，但它們并不依靠這個氧化過程作為能量來源的途徑，它們相對于自然界的硝化作用而言并不重要。
硝化菌對環(huán)境的變化很敏感，DO≥1mg/L，pH=8.0~8.4，BOD5≤15~20mg/L，適宜溫度=20~30℃；硝化菌在反應器內的停留時間即生物固體平均停留時間，必須大于其小的世代時間。
進行反硝化作用的微生物有異養(yǎng)型的反硝化菌，如脫氮假單胞菌、熒光假單胞菌、銅綠假單胞菌等，在厭氧條件下利用NO3中的氧氧化有機物，獲得能量。自養(yǎng)型的反硝化菌，如脫氮硫桿菌，在缺氧環(huán)境中利用NO3中的氧將硫或硫代硫酸鹽氧化成硫酸鹽，從中獲得能量來同化CO2。兼性化能自養(yǎng)型反硝化菌，如脫氮副球菌，能利用氫的還原作用作為能源，以02或N03-作為電子受體，使NO3-還原成N2O和N2。
MBR膜生活污水處理系統(tǒng)A2/O系統(tǒng)如果主要用于除磷，則混合液不需回流，而只需污泥回流。
回流污泥中的聚磷菌在厭氧池可吸收消解一部分有機物，同時釋放出大量磷，然后混合液流入好氧池，污水中的有機物在其中得到氧化分解；同時聚磷菌則超量地從污水中吸收磷，在二沉池沉淀后，剩余污泥排放，使污水除磷凈化。
工藝特點：
（1） 工藝流程簡單
（2） 水力停留時間短，厭氧池1～2h；好氧池2～4h，總共為3～6h，厭氧池/好氧池的水力停留時間之比為1:(2～3)。
（3） 磷的去除主要通過二沉池污泥排放，污泥含磷量高，可達2.5%以上，作肥料肥效高。
（4） 沉淀池內污泥停留時間不宜過長，否則聚磷菌會在厭氧狀態(tài)下產生磷的釋放，降低除磷率，所以應及時排污泥和采取污泥回流。
（5）厭氧池在前，好氧池在后，有利于抑制絲狀菌的生長，混合液的SVI小于100，污泥易沉淀，不易發(fā)生污泥膨脹，并減輕好氧池的有機負荷。
（6）當污水BOD5濃度不高或含磷量高時，則ρ/BOD5比值升高，污泥產量降低，使除磷率難于提高。
（7）A2/O大缺陷是污水不回流，脫氮效果差，此工藝適合于含磷而NH3-N含量低的污水。
廢水物理化學處理法是廢水處理方法之一種。系運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。它是由物理方法和化學方法組成的廢水處理系統(tǒng)，或是包括物理過程和化學過程的單項處理方法，如浮選、吹脫、結晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。如為去除懸浮的和溶解的污染物而采用的化學混凝——沉淀和活性炭吸附的兩級處理，是一種比較典型的物理化學處理系統(tǒng)。和生物處理法相比，此法優(yōu)點：占地面積少；出水水質好，且比較穩(wěn)定；對廢水水量、水溫和濃度變化適應性強；可去除有害的重金屬離子；除磷、脫氮、脫色效果好；管理操作易于自動檢測和自動控制等。但是，處理系統(tǒng)的設備費和日常運轉費較高。
常用于化工廢水處理的物理化學法有：離子交換法、萃取法、膜分離法和吸附法等。廢水中經(jīng)常含有某些細小的懸浮物及溶解靜態(tài)有機物，為了進一步去除殘存在水中的污染物，可以采用物理化學方法進行處理。離子交換法是一種借助于離子交換劑上離子和水中離子進行交換反應而除去廢水有害離子態(tài)物質的方法，在水的軟化、有機廢水處理中有著廣泛的應用。萃取法采用與水不互溶但能很好溶解污染物的萃取劑，使其與廢水充分混合接觸，利用污染物在水和溶劑中的溶解度或分配比的不同，達到分離、提取污染物和凈化廢水的目的。電滲析是在滲析法的基礎上發(fā)展起來的一項廢水處理工藝，它是在直流電場的作用下，利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性，而使溶液中的溶質與水分離的一種物理化學過程。反滲透是利用半滲透膜進行分子過濾，來處理廢水的一種方法，所以又稱為膜分離技術，這種方法是利用“半滲透膜”的性質，進行分離作用。這種膜可以使水通過，但不能使水中懸浮物及溶質通過，所以這種膜稱為半滲透膜，利用它可以除去水中的溶解固體、大部分溶解性有機物和膠狀物質。近年來該方法開始得到人們的重視，應用范圍也在不斷擴大。這些方法只適用于某一類物質的分離，具有較強的選擇性，且成本較高，容易造成二次污染。吸附法是利用多孔性固體物質作為吸附劑，以吸附劑的表面吸附廢水中的有機污染物的方法，活性炭是一種非選擇性的常用的水處理吸附材料。但是由于活性炭再生性能差，水處理費用高，因而難以廣泛使用。
生物轉盤法是生物膜法的一種，它是用轉動的盤片代替固定點濾料，運用生物轉盤法去除廢水中有機物質的原理是：將廢水置于半靜止狀態(tài)，污水中有機物被盤片上的生物膜吸附，當轉盤在廢水中不停的緩緩轉動，盤片離開污水時形成一層薄薄的水膜，生物膜從空氣中吸氧同時在生物酶催化作用下，被吸附的有機物被氧化降解，即每轉動一周形成吸附+吸氧+氧化降解，另一方面轉盤的攪動，將大氣中的氧帶入氧化槽，使水中溶解氧不斷增加，有利于基質的氧化降解，活性衰退的生物膜會在轉盤剪切作用下自動脫落。
