人工濕地作為一種低投資、低能耗、低處理成本和具有較好氮磷去除功能的廢水生態(tài)處理技術(shù)已逐漸被世界各國所接受.它的原理主要是利用濕地中基質(zhì)、水生植物和微生物之間的相互作用，通過一系列物理的、化學(xué)的以及生物的途徑凈化污水.近年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)人工濕地在污水處理方面的工程應(yīng)用和凈化機(jī)理等作了大量的研究; 在濕地系統(tǒng)的構(gòu)造、配水及組合類型方面也做了深入的探索.由于其具有良好的污染物去除效果和廣泛的適用性，已經(jīng)引起世界各國研究者的重視.

　　微生物作為人工濕地除污的主體和核心，在物質(zhì)的礦化、硝化、反硝化等過程中起到關(guān)鍵作用.低溫微生物是極端微生物之一，它們有著獨(dú)特的生理功能適應(yīng)環(huán)境，所以研究這類微生物不僅具有重要的理論意義，還在實(shí)際推廣應(yīng)用中產(chǎn)生了日益明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益.關(guān)于低溫菌，目前國內(nèi)科學(xué)家的研究主要是集中在低溫菌的分離、篩選和鑒定，對(duì)其在水處理方面的應(yīng)用也局限于實(shí)驗(yàn)室溫控條件下對(duì)模擬廢水的處理研究，針對(duì)低溫微生物在人工濕地中的污水處理方面研究極少.本實(shí)驗(yàn)研究了低溫菌Pseudomonas flava WD-3在不同接種量和水力停留時(shí)間時(shí)對(duì)冬季人工濕地的污水凈化效果，并采用Monod 模型對(duì)處理效果進(jìn)行模擬，對(duì)擴(kuò)展微生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用以及強(qiáng)化處理低溫廢水提供新的方法.

　　2 材料與方法

　　2.1 菌種來源

　　菌株P(guān)seudomonas flava WD-3 是冬季從南四湖人工濕地的底泥中培養(yǎng)、分離、篩選出來，經(jīng)鑒定為黃假單胞菌(Pseudomonas flava)，命名為Pseudomonas flava WD-3，基因登陸號(hào)為JX114950.

　　2.2 復(fù)合垂直流人工濕地

　　實(shí)驗(yàn)人工濕地采用復(fù)合垂直流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，底部相通，污水由下行池表面均勻投配，垂直下行，經(jīng)連通層到達(dá)上行池，再垂直上行，通過收集管排出.其中下行流池長(zhǎng)150 cm，寬100 cm，深65 cm，上行流池長(zhǎng)120 cm，寬100 cm，深55 cm，卵石層深20 cm; 投配負(fù)荷：2～20 cm · d-1;有機(jī)負(fù)荷：15～20 kg · hm-1 · h-1. 濕地基質(zhì)選用了不同粒徑的礫石和砂土特別組配而成，濕地結(jié)構(gòu)如圖 1所示，其中圖中箭頭表示污水流動(dòng)方向.

　　圖 1 復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

　　系統(tǒng)所選植物為美人蕉(Canna generalis)和菖蒲(Acorus calamus)，在2012年4月份種植于人工濕地反應(yīng)器中，種植密度為8株 · m-2，濕地植物生長(zhǎng)狀況良好，已完全遮蓋基質(zhì)表面，根系發(fā)達(dá)，至實(shí)驗(yàn)時(shí)為止，該系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行半年時(shí)間.系統(tǒng)進(jìn)水參數(shù)見表 1.

　　表 1 人工濕地系統(tǒng)進(jìn)水參數(shù)

　　2.3 接種量對(duì)Pseudomonas flava WD-3在人工濕地中的廢水處理效果的影響

　　人工濕地系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行半年后，于2012年12月初(水溫的變化范圍為4～8 ℃.)開始投入低溫菌Pseudomonas flava WD-3，接種量V(菌液)/V(污水)為1.5%～10%，菌懸液的濃度為4.575×108個(gè) · mL-1，水力停留時(shí)間為10 d，以未接菌的人工濕地為對(duì)照組.連續(xù)3個(gè)月內(nèi)追蹤測(cè)定COD、NH3-N和TP的變化情況.

　　2.4 水力停留時(shí)間對(duì)Pseudomonas flava WD-3在人工濕地中的廢水處理效果的影響

　　通過2.3節(jié)中的實(shí)驗(yàn)，選擇最佳的投菌量作為試驗(yàn)投菌量，設(shè)置不同的水力停留時(shí)間(1~10 d)，以未接菌的人工濕地為對(duì)照組.連續(xù)3個(gè)月內(nèi)追蹤測(cè)定COD、NH3-N和TP的變化情況.

　　2.5 Monod 動(dòng)力學(xué)模型

　　采用簡(jiǎn)化的Monod 動(dòng)力學(xué)模型對(duì)Pseudomonas flava WD-3在復(fù)合垂直流人工濕地中對(duì)污染物的去除研究進(jìn)行模擬，模型假設(shè)目標(biāo)污染物的降解服從 Monod 動(dòng)力學(xué)，復(fù)合垂直流濕地系統(tǒng)為連續(xù)攪拌反應(yīng)器(CSTR)，該濕地系統(tǒng)的 Monod 動(dòng)力學(xué)方程表達(dá)為：

　　式中，K為最大面積去除率常數(shù)(g · m-2 · d-1)，q 為水力負(fù)荷率(m · d-1)，Cin為入流污染物濃度(mg · L-1)，Cout為出水濃度(mg · L-1)，Chalf為限制因素半飽和常數(shù)(mg · L-1)

　　2.6 水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

　　氨氮的測(cè)定采用納氏試劑分光光度法，亞硝酸鹽氮的測(cè)定采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法，硝酸鹽氮的測(cè)定采用酚二磺酸分光光度法，總磷的測(cè)定采用鉬酸銨分光光度法，CODCr的測(cè)定采用重鉻酸鉀氧化法，各指標(biāo)測(cè)定的具體操作步驟詳見《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法，第4版》.采用SPSS19和Origin8.6對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及繪圖.

　　3 結(jié)果與分析

　　3.1 不同接種量情況下的污水處理效果

　　連續(xù)3個(gè)月內(nèi)，水溫為4～8 ℃時(shí)，不同接種量對(duì)復(fù)合垂直流濕地中污水的COD、NH3-N和TP去除效果如圖 2所示.

　　圖 2 不同投菌量時(shí)進(jìn)出水中NH3-N，COD和TP 濃度變化情況

　　結(jié)果表明，Pseudomonas flava WD-3在冬季人工濕地中表現(xiàn)出很好的污水處理效果，隨著投菌量(1.5%～10.0%)的增加，濕地系統(tǒng)污水中的COD、NH3-N和TP的去除效率也隨之增大.當(dāng)投菌量由1.5%增至6.0%時(shí)，濕地系統(tǒng)各項(xiàng)污水指標(biāo)的去除效果增幅明顯，但是從6.0%至10.0%時(shí)，雖然各項(xiàng)污水指標(biāo)去除效果最好，但處理效果增幅并不明顯，而且菌投入過大，從運(yùn)行成本方面考慮宜選用6.0%為最佳菌液投加量.當(dāng)實(shí)驗(yàn)菌液投加量為6.0%，Pseudomonas flava WD-3對(duì)污水COD、NH3-N和TP的去除率分別介于：85.82%~87.00%、73.91%~84.18%和82.04%~85.38%，且平均去除效率分別為未投加該菌的1.49、1.46、1.76倍.該濕地系統(tǒng)不論是對(duì)有機(jī)物還是對(duì)氮磷方面的污染物的去除效率都有較大幅度提高，說明復(fù)合流垂直流濕地系統(tǒng)綜合了垂直流與表面流的雙重優(yōu)點(diǎn)(梁康等，2014);另外對(duì)投菌量與各項(xiàng)污水指標(biāo)的凈化效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析表明，Pseudomonas flava WD-3的投加量與污水COD、NH3-N和TP的去除率均達(dá)到顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.9613* *，0.9581* *，0.9751* *，* *p<0.01.

　　3.2 不同水力停留時(shí)間下的污水處理效果

　　連續(xù)3個(gè)月內(nèi)，水溫為4～8 ℃時(shí)，不同水力停留時(shí)間對(duì)復(fù)合垂直流濕地中污水的COD、NH3-N和TP去除效果如圖 3所示.

　　圖 3 不同水力停留時(shí)間時(shí)進(jìn)出水中NH3-N，COD和TP 濃度變化情況

　　由圖 3可知，當(dāng)實(shí)驗(yàn)投菌量為最佳投加量6%時(shí)，隨著水力停留時(shí)間的延長(zhǎng)(1~10 d)，Pseudomonas flava WD-3對(duì)濕地系統(tǒng)污水中的COD、NH3-N和TP的去除效率也隨之增大.當(dāng)水力停留時(shí)間由1 d延長(zhǎng)至7 d時(shí)，濕地系統(tǒng)各項(xiàng)污水指標(biāo)的去除效果增幅明顯;但當(dāng)水力停留時(shí)間延長(zhǎng)至10 d時(shí)，污水凈化效果雖然最好，但各項(xiàng)污水指標(biāo)的處理效率增幅并不明顯，而且水力停留時(shí)間過長(zhǎng)，從運(yùn)行成本方面考慮宜選用7 d為最佳水力停留時(shí)間.當(dāng)水力停留時(shí)間為7 d時(shí)，Pseudomonas flava WD-3對(duì)污水COD、NH3-N和TP的去除率分別介于：79.67%~81.96%、78.51%~83.46%和74.71%~81.49%.對(duì)水力停留時(shí)間與各項(xiàng)污水指標(biāo)的凈化效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析表明，不同的水力停留時(shí)間與污水COD、NH3-N和TP的去除率均達(dá)到顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.9725* *，0.9812* *，0.9697* *，* *p<0.01.

　　3.3 模型模擬及驗(yàn)證

　　采用上述簡(jiǎn)化的 Monod動(dòng)力學(xué)模型對(duì)Pseudomonas flava WD-3在冬季人工濕地中污水處理進(jìn)行模擬，模型中的參數(shù)Chalf對(duì)于COD為 20 mg · L-1(Vaccari et al.， 2006)，對(duì)于NH3-N為 1.0 mg · L-1(Henze et al. 1987)，對(duì)于TP為 0.2 mg · L-1(Henze et al. 1995).引入3個(gè)參數(shù)估計(jì)模型的優(yōu)劣.

　　判定系數(shù)：

　　相對(duì)均方根誤差：

　　模型效率：

　　式中，Xi，Yi 分別為不同投菌量時(shí)不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)出水中污染物的濃度;

　　，

　　分別為不同投菌量時(shí)進(jìn)出水中各污染物的均值;

　　為預(yù)測(cè)值.

　　圖 4~7表示簡(jiǎn)化的Monod模型中f(Cin，Cout，q)與Cout的關(guān)系.回歸擬合線的斜率即為污染物最大去除率(K，g · m-2 · d-1)，統(tǒng)計(jì)參數(shù)R2，RRMSE和ME用來表示各污染物檢測(cè)值與模型預(yù)測(cè)值之間的偏差，虛線為95%置信帶，包含了真實(shí)回歸擬合線.由結(jié)果可知，復(fù)合垂直流濕地中Pseudomonas flava WD-3對(duì)污水中COD、NH3-N和TP去除的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)值吻合程度較好，表明簡(jiǎn)化的Monod模型預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確.

　　圖 4 1.5%投菌量時(shí)濕地進(jìn)出口有機(jī)物、N和磷監(jiān)測(cè)值的Monod & CSTR動(dòng)力學(xué)模型回歸分析

　　圖 5 3.0%投菌量時(shí)濕地進(jìn)出口有機(jī)物、N和磷監(jiān)測(cè)值的Monod & CSTR動(dòng)力學(xué)模型回歸分析

　　圖 6 6.0%投菌量時(shí)濕地進(jìn)出口有機(jī)物、N和磷監(jiān)測(cè)值的Monod & CSTR動(dòng)力學(xué)模型回歸分析

　　圖 7 10.0%投菌量時(shí)濕地進(jìn)出口有機(jī)物、N和磷監(jiān)測(cè)值的Monod & CSTR動(dòng)力學(xué)模型回歸分析

　　3.4 投菌量與去除率的相關(guān)性

　　Pseudomonas flava WD-3的投加量與其對(duì)污水中COD、NH3-N和TP去除率的關(guān)系見圖 8，隨著投菌量的增加，其去除率相應(yīng)增加，這與已有的研究結(jié)論相一致.投菌量與去除率之間的正相關(guān)關(guān)系與傳統(tǒng)的Monod動(dòng)力學(xué)假設(shè)也一致，即在較高的有機(jī)底物條件下，有機(jī)底物的降解速率與自身的濃度無關(guān)，呈零級(jí)反應(yīng)關(guān)系，但與污泥濃度(微生物量)有關(guān)，并呈一級(jí)反應(yīng)關(guān)系.

　　圖 8 投菌量與污染物的去除率的關(guān)系

　　3.5 水力停留時(shí)間與去除率的相關(guān)性

　　將低溫菌種Pseudomonas flava WD-3投加到人工濕地中后，在不同的時(shí)間點(diǎn)對(duì)污水中COD、NH3-N和TP濃度進(jìn)行檢測(cè)，即水力停留時(shí)間與污染物去除率的關(guān)系如圖 9所示.由圖可知，隨著水力停留時(shí)間的延長(zhǎng)，其去除率相應(yīng)增加，正相關(guān)關(guān)系達(dá)到0.87以上.即在同等投菌量的情況下，該菌對(duì)廢水處理的時(shí)間越長(zhǎng)，處理效果越好.并且，水力停留時(shí)間小于7 d時(shí)，污染物的去除效率增加迅速，7 d之后，去除效率的增加相對(duì)緩慢，這和細(xì)菌在有限的生存環(huán)境內(nèi)的生長(zhǎng)曲線相對(duì)應(yīng)，開始生長(zhǎng)速度較快，隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的減少生長(zhǎng)速度逐漸減慢.具體參見污水寶商城資料或http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　圖 9 水力停留時(shí)間與污染物的去除率的關(guān)系

　　4 結(jié)論

　　1)冬季Pseudomonas flava WD-3在復(fù)合垂直流人工濕地中對(duì)廢水具有較好的處理能力，簡(jiǎn)化的Monod模型對(duì)該低溫菌在冬季人工濕地中污染物去除的預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確.

　　2)在較高的有機(jī)負(fù)荷條件下，Pseudomonas flava WD-3的投加量與去除率呈正相關(guān)的一級(jí)反應(yīng)關(guān)系，最佳實(shí)驗(yàn)投菌量為6%.

　　3)實(shí)驗(yàn)投菌量為最佳投加量6%時(shí)，最佳水力停留時(shí)間為7 d，且水力停留時(shí)間與去除率呈正相關(guān)的一級(jí)反應(yīng)關(guān)系.

　　國內(nèi)外有許多關(guān)于好氧法處理含聚污水的報(bào)道.例如，報(bào)道，從活性污泥和受到石油污染的土壤中分離出2株好氧菌，它們可以利用HPAM作為唯一的碳源;研究發(fā)現(xiàn)，好氧顆粒污泥對(duì)聚合物驅(qū)采出水具有良好的適應(yīng)性，并能有效地促進(jìn)HPAM的生物降解，但并沒有達(dá)到理想的降解效果.因此，為了尋找一個(gè)有效降解含HPAM污水的方法，本文擬對(duì)厭氧生物法處理含HPAM污水進(jìn)行研究.

　　作為一個(gè)特定的厭氧反應(yīng)器，ABR由于具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、耗能低和處理效果好等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于試驗(yàn)中.例如，研究了ABR處理高鹽度低營(yíng)養(yǎng)的重油采出水的效果，探討了ABR處理大豆蛋白加工廢水的性能.除此之外，ABR還被用于處理含四價(jià)鉻的酸性廢水、含聚乙烯醇廢水、酸性礦排、威士忌酒廠廢水等.但關(guān)于用ABR處理高濃度含HPAM污水的報(bào)道卻很少見.

　　課題組前期對(duì)HPAM的性質(zhì)及好氧生物法降解HPAM開展了大量的研究，結(jié)果表明，好氧生物法能夠有效地降解HPAM.基于此，本文進(jìn)一步研究了厭氧生物法處理高濃度含HPAM污水的效果，并對(duì)HPAM降解菌的降解條件進(jìn)行優(yōu)化.同時(shí)，利用ABR對(duì)含HPAM污水的處理進(jìn)行擴(kuò)大化實(shí)驗(yàn)研究，以得到更好的降解效果，為處理含HPAM污水提供一個(gè)有效的方法.

　　2 材料與方法

　　2.1 菌種、接種污泥來源和實(shí)驗(yàn)材料

　　選取實(shí)驗(yàn)室低溫保藏的2株HPAM降解菌PAM-F1和PM-2進(jìn)行實(shí)驗(yàn).接種污泥取自青島市某廢水處理廠生物處理二沉淀池.污泥呈棕褐色，粒徑為1~2 mm，總懸浮物(MLSS)為21.8 g · L-1，揮發(fā)性懸浮物(MLVSS)為12.35 g · L-1，污泥沉降指數(shù)為31.19.

　　實(shí)驗(yàn)用模擬污水：HPAM(相對(duì)分子量2.2×107，水解度23%，固含量90%)500 mg · L-1，用葡萄糖調(diào)節(jié)CODCr值至1500~1700 mg · L-1.添加氮源(NH4Cl)、磷源(磷酸二氫鉀)，使CODCr ∶ N ∶ P=300 ∶ 5 ∶ 1，用NaHCO3調(diào)節(jié)進(jìn)水pH為7.0~7.5.除此之外，配水中還添加了鎂離子、鐵離子、錳離子等微生物生長(zhǎng)所需的微量元素.

　　2.2 培養(yǎng)基

　　富集培養(yǎng)基(g · L-1)：蛋白胨5，牛肉膏10，NaCl 5，去離子水1000 mL.降解培養(yǎng)基(g · L-1)：HPAM 0.5，NH4Cl 1.0，MgSO4 · 7H2O 2.0，NaSO4 2.0，CaCl2 0.05，NaH2PO4 3.0，K2HPO4 3.0，pH值調(diào)節(jié)至7.0~7.5，去離子水1000 mL.所有的培養(yǎng)基均在121 ℃下滅菌20 min后使用.

　　2.3 菌種的馴化與鑒定

　　降解菌在250 mL的厭氧瓶中進(jìn)行富集培養(yǎng)，35 ℃下富集培養(yǎng)2 d后，取5 mL的富集菌液接種到裝有100 mL降解培養(yǎng)基的250 mL厭氧瓶中，35 ℃下培養(yǎng)7 d后，再取出5 mL的降解培養(yǎng)液接種到100 mL新鮮的降解培養(yǎng)基中培養(yǎng)7 d.30 d內(nèi)不斷重復(fù)這個(gè)馴化過程，得到馴化好的降解菌，待用.所有的厭氧瓶在加入培養(yǎng)基后，通氮?dú)? min，以去除溶解氧，保證厭氧的環(huán)境.

　　菌株P(guān)M-2已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)室其他研究人員鑒定為蠟樣芽孢桿菌(Bacillus sp.).所以，為了更好地了解菌株P(guān)AM-F1的特性，通過生理生化特征和16S rDNA測(cè)序分析對(duì)其進(jìn)行菌種鑒定.

　　2.4 實(shí)驗(yàn)用ABR

　　實(shí)驗(yàn)所用的ABR采用有機(jī)玻璃加工訂做而成，規(guī)格尺寸為650 mm×150 mm×500 mm(長(zhǎng)×寬×高)，有效容積約為35.5 L.反應(yīng)器由5個(gè)隔室組成，前4個(gè)隔室為降解隔室，第5隔室為沉降室.前4個(gè)隔室中設(shè)有上流室和下流室，其寬度之比為4 ∶ 1，折流板底部轉(zhuǎn)角為40°.4個(gè)隔室的頂部設(shè)有集氣孔便于收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，并在各個(gè)隔室底部?jī)啥嗽O(shè)計(jì)倒角，既便于水流通往上流室中部，又避免“死區(qū)”出現(xiàn).在隔室側(cè)面設(shè)有取污泥口和取水口，便于定期監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)污泥及污水變化情況.第5個(gè)隔室設(shè)有回流孔，用于污水的回流，有利于提高反應(yīng)器的工作效率.由蠕動(dòng)泵在ABR的進(jìn)、出水端均勻進(jìn)水和出水.ABR實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖 1所示.

　　圖 1 厭氧折流板反應(yīng)器示意圖

　　2.5 分析方法

　　2.5.1 HPAM降解率和CODCr去除率的測(cè)定

　　HPAM的濃度采用淀粉-碘化鉻法測(cè)定，CODCr采用重鉻酸鉀法測(cè)定，其中，HPAM生物降解率η1和CODCr去除率η2的計(jì)算公式為：

　　式中，C0和C1分別表示降解前、后的HPAM濃度(mg · L-1); Ca和Cb分別表示降解前、后的CODCr值(mg · L-1).

　　2.5.2 傅里葉-紅外光譜(FT-IR)分析

　　HPAM干粉和降解產(chǎn)物分析采用紅外光譜法，取適量樣品，KBr壓片，用德國布魯克Tensor27傅里葉-紅外光譜儀分析.

　　2.5.3 掃描電鏡(SEM)分析

　　從ABR反應(yīng)器中取出反應(yīng)后的顆粒污泥，進(jìn)行掃描電鏡分析.對(duì)反應(yīng)前后的顆粒污泥進(jìn)行前處理，方法見文獻(xiàn).用S3400型掃描電鏡觀察污泥的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化.

　　3 結(jié)果與討論

　　3.1 PAM-F1的菌種鑒定結(jié)果

　　PAM-F1菌株為短桿菌，有鞭毛，在富集培養(yǎng)基表面菌體呈現(xiàn)橘紅色菌落，菌落濕潤(rùn)、中間凸起、形狀規(guī)則.在革蘭氏染色試驗(yàn)、明膠試驗(yàn)和葡萄糖試驗(yàn)中呈陽性，V-P試驗(yàn)和甲基紅試驗(yàn)呈陰性.經(jīng)測(cè)序后獲得1486 bp的PAM-F1的16S rDNA序列，將PAM-F1的基因序列上傳至GenBank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)，獲得GenBank登錄號(hào)為KC476501.1.并與已有的序列進(jìn)行Blast基因比對(duì)，結(jié)果見表 1.綜合生理生化特征和16S rDNA序列分析結(jié)果，確定PAM-F1為紅球菌(Rhodococcus sp.).

　　表1 PAM-F1基因比對(duì)結(jié)果

　　3.2 厭氧瓶實(shí)驗(yàn)中菌株降解條件的優(yōu)化

　　3.2.1 最佳降解時(shí)間的確定

　　將兩株單獨(dú)菌和混合菌的培養(yǎng)液分別按10%的接入量接入到100 mL的降解培養(yǎng)基中，在35 ℃的生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，間隔一定時(shí)間測(cè)定HPAM的濃度.從圖 2中可以看出，在反應(yīng)前3 d，HPAM的降解效果不是很明顯.但從第4 d開始，隨著降解時(shí)間的延長(zhǎng)，HPAM的降解率迅速增加，到達(dá)第9 d以后，降解率趨于平緩.這是由于開始階段厭氧菌生長(zhǎng)緩慢，對(duì)HPAM的降解效果不明顯.隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，菌種逐漸適應(yīng)環(huán)境，開始快速生長(zhǎng)，降解率也開始增高.但隨著對(duì)底物的消耗，厭氧菌的生長(zhǎng)受到抑制，降解率增長(zhǎng)緩慢，最后趨于平緩，從而得到9 d為最佳降解時(shí)間.

　　圖 2 降解時(shí)間對(duì)聚丙烯酰胺降解率的影響

　　3.2.2 最佳溫度的確定

　　溫度是影響微生物生命活動(dòng)的重要因素，影響著酶的活性和酶促反應(yīng)速率，而適宜的培養(yǎng)溫度可使微生物以最快的速率生長(zhǎng)繁殖.將馴化好的培養(yǎng)液按10%的量分別接入到100 mL的降解培養(yǎng)基中，分別在10、15、20、25、30、35、40、45 ℃的條件下培養(yǎng)，7 d后測(cè)定降解效果.由圖 3可知，10~40 ℃時(shí)，HPAM的降解率不斷增加，當(dāng)溫度超過40 ℃時(shí)，降解率明顯降低.且在35~40 ℃之間，降解效果明顯，40 ℃時(shí)，HPAM降解率最高，可達(dá)37.26%.因此，35~40 ℃為最適宜降解溫度范圍.

　　圖 3 溫度對(duì)HPAM降解率的影響

　　3.2.3 最佳初始pH的確定

　　厭氧微生物的生命活動(dòng)、代謝過程與環(huán)境的pH值密切相關(guān).pH通過影響細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性、膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和物質(zhì)的溶解性或電離性來影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而影響細(xì)菌的生長(zhǎng)速率.每種微生物都有最適宜生長(zhǎng)的pH范圍，大多數(shù)微生物最適宜的pH范圍為6.5~7.5.將馴化好的培養(yǎng)液按10%的量接入到100 mL降解培養(yǎng)基中，分別將pH值設(shè)定為3.0、4.0、5.0、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、9.0、10.0、11.0，在35 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d后測(cè)定HPAM的濃度.由圖 4可知，pH在6.0~9.0之間時(shí)，HPAM能夠有效地降解，而最佳降解pH大約在7.0~7.8之間.當(dāng)pH低于7.0或者高于7.8時(shí)，HPAM的降解率大幅度降低.當(dāng)pH為7.5時(shí)，降解率達(dá)到最大值37.69%.

　　圖 4 初始pH值對(duì)HPAM降解率的影響

　　3.2.4 最佳活化次數(shù)的確定

　　將不同活化次數(shù)的培養(yǎng)液按10%的量接入到100 mL降解培養(yǎng)基中，在35 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d后測(cè)定HPAM的濃度.如圖 5所示，活化3次的培養(yǎng)基中，HPAM的降解效果最好，降解率可達(dá)35.7%.因此，確定最佳活化次數(shù)為3次.

　　圖 5 活化次數(shù)對(duì)HPAM降解率的影響

　　3.2.5 最佳條件下不同菌株HPAM降解率的測(cè)定

　　將活化3次的培養(yǎng)液按10%的量接入到100 mL的pH=7.5的降解培養(yǎng)基中，40 ℃下培養(yǎng)9 d后測(cè)定HPAM的濃度.如圖 6所示，在最佳條件下，對(duì)于500 mg · L-1的HPAM溶液，PAM-F1和PM-2對(duì)HPAM的降解率分別為36.14%和37.75%，而混合菌的降解效果更好，降解率可達(dá)40.69%.這可能是兩株菌協(xié)同作用的結(jié)果.厭氧瓶實(shí)驗(yàn)表明，厭氧法能夠有效降解HPAM污水.

　　圖 6 最優(yōu)條件下不同菌株的降解效果

　　3.2.6 生物降解前后HPAM的結(jié)構(gòu)分析

　　分別對(duì)厭氧瓶實(shí)驗(yàn)中生物降解前后的HPAM進(jìn)行傅里葉-紅外光譜掃描，結(jié)果如圖 7所示.HPAM作為一種伯酰胺，在3330 cm-1和3190 cm-1處的吸收峰分別對(duì)應(yīng)于—NH2鍵的反對(duì)稱峰和對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰，而1660 cm-1處的吸收峰對(duì)應(yīng)于—CONH2中C O鍵的對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰.對(duì)比圖 7可以看出，厭氧生物降解后，2903 cm-1左右的亞甲基反對(duì)稱吸收峰消失，1679 cm-1處酰胺I(C O)伸縮振動(dòng)峰的吸收強(qiáng)度變?nèi)�，說明微生物在生長(zhǎng)過程中利用了HPAM上的部分碳作為其生長(zhǎng)所需的碳源.而降解產(chǎn)物的譜圖中，3479 cm-1和3413 cm-1處游離—NH2特征吸收峰強(qiáng)度增強(qiáng)，3280 cm-1處締結(jié)—NH2特征吸收峰強(qiáng)度減弱，說明厭氧生物降解了HPAM上的部分胺基.而且1166 cm-1和1114 cm-1處的吸收峰強(qiáng)度明顯減弱，這與C—N伸縮振動(dòng)有關(guān)，說明厭氧生物降解后酰胺基的含量明顯減少，從而進(jìn)一步證明：微生物能夠降解并利用HPAM上的部分胺基和碳作為其生長(zhǎng)所需的氮源與碳源.也由此推斷出，HPAM的降解是發(fā)生在水解酸化階段.而通常參與水解酸化的細(xì)菌比較容易培養(yǎng)，其增值速率也快，這也與文中最佳降解時(shí)間僅為9 d的結(jié)果相吻合.

　　圖 7 生物降解前后聚丙烯酰胺的傅里葉-紅外光譜圖

　　3.3 ABR處理含HPAM污水試驗(yàn)

　　3.3.1 ABR處理含HPAM污水的效果分析

　　為了對(duì)厭氧瓶生物降解實(shí)驗(yàn)進(jìn)行擴(kuò)大化研究，并加速反應(yīng)器的啟動(dòng)，將最優(yōu)條件下培養(yǎng)的混合菌接種到裝有1/2體積污泥的ABR中，進(jìn)行ABR厭氧生物降解實(shí)驗(yàn).整個(gè)ABR實(shí)驗(yàn)在室溫條件下進(jìn)行，試驗(yàn)確立了ABR的水力停留時(shí)間為24 h，出水回流比為10 ∶ 1，用葡萄糖與HPAM作為共基質(zhì)來調(diào)節(jié)CODCr，從而達(dá)到所需的容積負(fù)荷.

　　ABR的啟動(dòng)分為兩個(gè)階段：第一階段，所配污水的CODCr控制在500 mg · L-1，容積負(fù)荷為0.50 kg · m-3 · d-1(以CODCr計(jì))，第一階段運(yùn)行25 d后，CODCr和HPAM的去除效果較為理想;隨即進(jìn)入啟動(dòng)的第二階段，增加CODCr到1700 mg · L-1，容積負(fù)荷增加到1.3 kg · m-3 · d-1.

　　反應(yīng)器經(jīng)過啟動(dòng)階段55 d的運(yùn)行，CODCr的去除率在75%以上，HPAM的去除率也在60%以上，這表明ABR反應(yīng)器達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài).此時(shí)，通入模擬污水20 d，每隔1 d測(cè)定CODCr和HPAM的濃度.圖 8和圖 9分別體現(xiàn)了CODCr和HPAM的變化.由圖 8可以看出，盡管進(jìn)水的CODCr不斷變化，但CODCr的去除率都能達(dá)到85%以上.尤其當(dāng)進(jìn)水CODCr為1693 mg · L-1時(shí)，出水CODCr能夠降到170 mg · L-1，此時(shí)，CODCr的去除率最高，達(dá)到89.96%.而在圖 9中，第14 d時(shí)HPAM降解率最高，為75.48%，明顯高于研究的61.2%的HPAM降解率，這說明ABR能有效地處理高濃度含HPAM污水.

　　圖 8 CODCr的濃度和降解率隨時(shí)間的變化

　　圖 9 ABR中HPAM降解率隨時(shí)間的變化

　　3.3.2 ABR反應(yīng)前后污泥外觀形態(tài)的SEM分析

　　ABR啟動(dòng)完成后，取出適量的污泥進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)有黑色厭氧顆粒污泥形成.用蒸餾水沖洗掉絮狀污泥，挑取出厭氧顆粒污泥于培養(yǎng)皿中，分別對(duì)接種顆粒污泥和成熟顆粒污泥的外觀形態(tài)進(jìn)行SEM分析.從圖 10a中可以看出，接種污泥的結(jié)構(gòu)不緊密，呈零碎狀態(tài)，很容易被進(jìn)入反應(yīng)器的污水沖走或者被水流剪切成碎片，成為新生厭氧顆粒污泥的內(nèi)核，有利于重新組裝成比較大的顆粒污泥.而與接種污泥相比，成熟后的厭氧污泥(圖 10b)結(jié)構(gòu)緊密，表面呈多孔結(jié)構(gòu).緊湊的結(jié)構(gòu)增加了微生物與HPAM的接觸面積，有利于提高HPAM的降解率，為增加生物量提供了可能.而多孔的結(jié)構(gòu)能為微生物提供有機(jī)質(zhì)，并且也是微生物的產(chǎn)氣通道.除此之外，成熟顆粒污泥表面有大量的微生物存在，其中以短桿菌和球菌為主，這也驗(yàn)證了成熟污泥有利于微生物的大量生長(zhǎng)和繁殖.分析結(jié)果表明，ABR內(nèi)形成了成熟的顆粒污泥，它們能有效地降解HPAM，并為菌株的生長(zhǎng)繁殖提供有利的條件.具體參見污水寶商城資料或http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　圖 10 顆粒污泥的掃描電鏡圖片(a.接種污泥;b.成熟污泥)

　　4 結(jié)論

　　1)運(yùn)用厭氧瓶對(duì)含500 mg · L-1 HPAM的污水進(jìn)行厭氧水解酸化生物處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)降解時(shí)間為9 d，連續(xù)活化次數(shù)為3次，溫度為35~40 ℃，初始pH值為7.5時(shí)，混合菌的降解效果最好，降解率可達(dá)40.69%，說明厭氧水解酸化能夠降解HPAM.生物降解前后HPAM的傅里葉-紅外光譜圖對(duì)比顯示，細(xì)菌能夠降解并利用HPAM的部分胺基和碳作為生長(zhǎng)所需的氮源和碳源，并且推斷HPAM的降解過程發(fā)生在水解酸化階段.通過生理生化特征和16S rDNA分析，確定PAM-F1為紅球菌.

　　2)經(jīng)過ABR處理的含500 mg · L-1 HPAM的污水，CODCr去除率和HPAM降解率最高分別可達(dá)89.96%和75.48%.顆粒污泥的掃描電鏡觀察顯示，ABR內(nèi)形成了成熟的顆粒污泥，它們能夠有效地促進(jìn)HPAM的生物降解，并為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供有利的條件.ABR實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了厭氧水解酸化過程可以有效地處理含高濃度HPAM污水.

　　工業(yè)化發(fā)展程度的不斷提高使得油品的使用量越來越大，產(chǎn)生的含油廢水也越來越多.大量的含油廢水被直接排放到環(huán)境中，不僅會(huì)浪費(fèi)有限的水資源，還會(huì)造成嚴(yán)重的水污染問題，因此對(duì)含油廢水的處理勢(shì)在必行.含油廢水中的漂浮油和溶解油一般可以通過隔油、氣浮等工藝除去，但是以乳化態(tài)存在的乳化油，油滴粒徑分布從數(shù)微米至數(shù)毫米，體系比較穩(wěn)定，很難將其去除.傳統(tǒng)工藝已經(jīng)不能滿足本行業(yè)快速發(fā)展的需求.而膜生物反應(yīng)器具有固液分離效率高、占地少、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，在污水處理領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但膜污染問題始終制約著膜生物反應(yīng)器的進(jìn)一步推廣，尤其是對(duì)有機(jī)廢水的處理.由日本住友電工生產(chǎn)的聚四氟乙烯(PTFE)中空纖維膜.膜表面經(jīng)過特殊的化學(xué)鍵技術(shù)親水改性，具有高通量、抗污染等優(yōu)點(diǎn)，本研究就是利用這種膜與好氧生物反應(yīng)器構(gòu)成的浸沒式膜生物反應(yīng)器來處理含油廢水，通過考察含油廢水中COD、石油類污染物、氨氮、揮發(fā)酚、濁度等污染物質(zhì)的去除效率來評(píng)估膜生物反應(yīng)器處理含油廢水的可行性，同時(shí)分析膜的抗油污性能.考慮到含油廢水的可生化性差，來水水質(zhì)不穩(wěn)定的特點(diǎn)，本研究采用厭氧消化過程作為好氧生物反應(yīng)的預(yù)處理.

　　2 材料與方法

　　2.1 實(shí)驗(yàn)用水

　　含油廢水中主要含有大量的油類、揮發(fā)酚、氨氮、懸浮物等污染物質(zhì).本實(shí)驗(yàn)是在分析某油田含油廢水的基礎(chǔ)上，采用實(shí)驗(yàn)室人工模擬的乳化含油廢水.實(shí)驗(yàn)室中模擬含油廢水的合成步驟為：首先量取一定量的柴油倒入盛有自來水的三角瓶(500 mL)中，加入十二烷基硫酸鈉作為乳化劑，在六聯(lián)電動(dòng)攪拌器上以3000 r · min-1的轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌36 h;接著再稱取適量的葡萄糖、NH4Cl，KH2PO4，CaCl2，MgSO4 · 7H2O，(NH4)2Fe(SO4)2，MnSO4 · H2O等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和無機(jī)鹽，保持碳氮磷之比約為100 ∶ 5 ∶ 1，將之溶解，配制成溶液.然后添加一定量的硅藻土和苯酚分別構(gòu)成模擬廢水的濁度和揮發(fā)酚，再將這些溶液倒入配水桶(200 L)中，在潛水?dāng)嚢璞玫淖饔孟率怪浞只旌?最后用NaOH和HCl溶液調(diào)節(jié)混合液的pH至7.0左右.模擬廢水水質(zhì)如表 1所示.

　　表1 乳化含油廢水的水質(zhì)情況

　　2.2 實(shí)驗(yàn)用品

　　本研究使用的中空纖維膜絲是由日本住友電氣工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)并提供，膜絲的材質(zhì)為聚四氟乙烯，內(nèi)外徑分別為1.3 mm和2.3 mm，膜的公稱孔徑為0.1~0.2 μm，開孔率在75%~85%.實(shí)驗(yàn)用的膜組件是在實(shí)驗(yàn)室自行加工而成，有效過濾面積為0.2 m2，外壓式過濾.

　　實(shí)驗(yàn)中所使用的藥品均是分析純級(jí)的，其中葡萄糖(C6H12O6 · H2O)、氫氧化鈉(NaOH)購自北京化工廠;苯酚(C6H6O)、氯化銨(NH4Cl)、磷酸二氫鉀(KH2PO4)、硫酸鎂(MgSO4 · 7H20)、十二烷基苯磺酸鈉(C18H29NaO3S)、檸檬酸(C6H8O7 · H2O)均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司;硫酸錳(MnSO4 · H20)、次氯酸鈉(NaClO)購自西隴化工股份有限公司. 另外，硅藻土、柴油(0#)、硫酸亞鐵銨((NH4)2Fe(SO4)2 · 6H2O)、 無水氯化鈣(CaCl2)分別購自北京創(chuàng)清源、中國石化、天津化工、浙江城南等.

　　2.3 裝置圖及操作過程

　　本研究采用的UASB-SMBR工藝如圖 1所示.全過程分為配制廢水、厭氧消化、好氧生物降解、膜過濾和滲透出水5個(gè)階段.乳化含油廢水在配水桶中攪拌均勻之后由蠕動(dòng)泵送入?yún)捬跸A段，厭氧消化采用升流式厭氧污泥床(UASB)，在水解和酸化菌作用下水中的固體、大分子和不易生物降解的有機(jī)物被降解為易于生物處理的小分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性.UASB的上清液流入好氧生物反應(yīng)器中，好氧階段(趙穎等，2008)進(jìn)行微孔曝氣，同時(shí)控制溫度、溶解氧、氧化還原電位等參數(shù);大部分的污染物被微生物降解利用.膜生物反應(yīng)器采用浸沒式，膜組件下方曝氣造成水流的紊動(dòng)，不斷切向沖刷膜表面，從而使污染物質(zhì)不易在膜表面沉積，保持較高的通量.最后在隔膜計(jì)量泵的負(fù)壓抽吸作用下，滲透液透過膜流入清水池.實(shí)驗(yàn)運(yùn)行條件如表 2所示.

　　圖 1 UASB-SMBR工藝實(shí)驗(yàn)裝置圖(1. 潛水?dāng)嚢杵? 2. 進(jìn)料箱; 3. 進(jìn)料泵; 4. UASB反應(yīng)器; 5. 溫度控制儀; 6. 電加熱帶; 7. 緩沖罐; 8. 膜生物反應(yīng)器; 9. 空氣壓縮機(jī); 10. 氣體流量計(jì); 11. 微孔曝氣管; 12. 膜組件; 13. 電熱棒; 14. 液位計(jì); 15. 液體流量計(jì); 16. 壓力傳感器; 17. 負(fù)壓抽吸泵; 18. 清水池; 19. 電控柜)

表2 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行條件

　　2.4 分析方法

　　COD、氨氮、揮發(fā)酚、污泥濃度的測(cè)定均是按照國家環(huán)保總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第4版)進(jìn)行;采用哈希BOD快速測(cè)試儀(HACH，America，TrakTMII)測(cè)定BOD5;采用哈希2100P型濁度儀(HACH，America，2100P)測(cè)定濁度;采用紫外分光光度法(紫外可見分光光度計(jì)(Unic，America，UV—2102 PES))測(cè)定水中石油類污染物濃度;pH、溶解氧、氧化還原電位等數(shù)據(jù)使用在線監(jiān)測(cè)儀(METTLER TOLEDO，Switzerl and ，M300)獲得;進(jìn)、出水pH采用便攜式pH計(jì)(METTLER TOLEDO，Switzerl and ，DELTA320)測(cè)得.

　　3 結(jié)果與討論

　　3.1 UASB的作用效果

　　從圖 2中可以看出，進(jìn)水的可生化性較低，BOD5/COD值只有0.09~0.24，平均值為0.14，但是，經(jīng)過水解酸化作用后，含油廢水的可生化性B/C提升到0.21~0.51，平均值達(dá)到0.35，提升幅度在35.42%～641.16%.通過UASB的水解酸化，難生物降解的大分子結(jié)構(gòu)被破壞，微生物體內(nèi)的一些不溶或難溶的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可以被微生物直接攝取溶解性的小分子有機(jī)物質(zhì)，含油廢水的可生化性得到了很大程度的提高，為后續(xù)的好氧生物降解提供了有利環(huán)境.

　　圖 2 UASB對(duì)含油廢水可生化性的改善效果

　　3.2 各種污染物質(zhì)去除效果 3.2.1 COD的去除效果

　　COD的變化及去除效果如圖 3所示.在為期69 d的試驗(yàn)里，進(jìn)水COD最低濃度為341.28 mg · L-1，最高為914.82 mg · L-1，平均值為596.34 mg · L-1，而出水COD為8.17~37.62 mg · L-1，平均值為21.73 mg · L-1;COD的平均去除率高達(dá)96.19%.從圖中可以看出，雖然進(jìn)水COD總體呈逐漸上升趨勢(shì)，期間也出現(xiàn)了較大的波動(dòng)，但出水中COD始終維持在一個(gè)較低的水平，這說明UASB-SMBR工藝不僅能夠有效去除含油廢水中的COD，而且能夠抵抗較強(qiáng)的有機(jī)沖擊負(fù)荷.UASB中懸浮載體上附著的厭氧微生物將水中的大分子和不易生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易于被微生物降解的小分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性，同時(shí)一部分COD被去除.MBR中微濾膜的截留作用保證了較高的污泥濃度，而且延長(zhǎng)了有機(jī)物大分子與微生物的接觸時(shí)間，增加了微生物與有機(jī)物接觸反應(yīng)的機(jī)會(huì)，提高了有機(jī)物的去除效率.

　　圖 3 COD的去除情況

　　3.2.2 石油類污染物的去除效果

　　如圖 4所示，UASB-SMBR工藝對(duì)含油廢水中石油類污染物的去除效果非常明顯.進(jìn)水含油量由83.89 mg · L-1上升到333.84 mg · L-1，平均值為201.94 mg · L-1;出水含油量在0.16～6.82 mg · L-1之間波動(dòng)，平均值為2.76 mg · L-1，污染物的平均去除率達(dá)到98.76%.圖中顯示，隨著進(jìn)水中石油類污染物濃度的提高，污染物的去除率出現(xiàn)略微的下降，出水中石油類污染物的濃度也有所上升，但是仍然滿足石油煉制工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3551-83)和國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978—1996).石油類污染物主要是一些大分子的有機(jī)物，呈非溶解態(tài)，很難被微生物所降解.在兼性厭氧微生物的作用下，這些有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為易于生物降解的溶解態(tài)小分子有機(jī)物，廢水的可生化性得到了提高，為后續(xù)的好氧反應(yīng)創(chuàng)造了條件.好氧及膜生物反應(yīng)器階段進(jìn)一步降解這些溶解態(tài)的小分子有機(jī)物，提高石油類污染物的去除效率.

　　圖 4 石油類污染物的去除情況

　　3.2.3 濁度的去除效果

　　圖 5顯示進(jìn)水的濁度在持續(xù)增加，從69.2 NTU到410 NTU，平均值為164 NTU，而出水的濁度始終小于0.5 NTU，平均濁度只有0.32 NTU，濁度的平均去除率高達(dá)99.77%.其中UASB中的懸浮載體和MBR中的微濾膜是降低濁度的主要原因.他們將一些粒徑較大的懸浮固體截留在反應(yīng)器內(nèi)，保證了出水水質(zhì)優(yōu)越性和穩(wěn)定性.李繼宏等(2013)在利用膜生物反應(yīng)器處理聚驅(qū)采油廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)通過膜截留和生物降解的共同作用，粒徑大于600 nm的懸浮顆粒的去除率達(dá)到98.8%.

　　圖 5 濁度的變化及去除情況

　　3.2.4 氨氮和揮發(fā)酚的去除效果

　　從表 3中可以看出，UASB-SMBR工藝對(duì)氨氮以及揮發(fā)酚都有很好的去除效果.氨氮的去除率均在90%以上，平均去除率達(dá)98.18%.揮發(fā)酚的去除率均在99%以上，平均達(dá)99.84%.出水水質(zhì)都能滿足國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn).膜的截留作用防止了菌種的流失，保證了反應(yīng)器中有非常高的污泥濃度，同時(shí)延長(zhǎng)了污泥的停留時(shí)間，微生物與污染物質(zhì)的接觸時(shí)間和反應(yīng)機(jī)會(huì)增多，有利于提高污染物的去除效率在利用水解酸化-膜生物反應(yīng)器工藝處理城市綜合廢水時(shí)也認(rèn)為膜的截留有助于某些專性微生物的培養(yǎng)，進(jìn)而提高污染物的去除效率.

表3 氨氮及揮發(fā)酚的去除情況

　　3.3 膜污染

　　3.3.1 膜污染速率分析

　　上圖呈現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過程中跨膜壓差和膜通量隨運(yùn)行時(shí)間的變化情況.運(yùn)行過程中膜通量出現(xiàn)了微小的波動(dòng)，但是總體保持在19.46 L · m-2 · h-1，所以可以認(rèn)為膜通量保持不變，系統(tǒng)是在恒流模式下運(yùn)行.實(shí)驗(yàn)過程分為3個(gè)階段，每個(gè)階段結(jié)束之后對(duì)微濾膜進(jìn)行1次清洗.在第一階段(1~29 d)，最初的幾天里跨膜壓差迅速上升，膜滲透率快速下降，之后跨膜壓差的上升態(tài)勢(shì)趨于平緩，但仍有較大的波動(dòng).這是由于微濾膜在接觸到污水以后，水中的一些小分子物質(zhì)會(huì)迅速吸附在膜孔內(nèi)壁，造成膜孔變小，甚至堵塞膜孔.隨著膜過濾的不斷進(jìn)行，一些大分子物質(zhì)被膜截留，吸附、沉積在膜表面，形成沉積層，使得膜的過濾阻力增大，跨膜壓差繼續(xù)上升.第二個(gè)階段(30~48 d)的膜通量基本維持在一個(gè)恒定的水平，波動(dòng)較小，但是18 d的時(shí)間里跨膜壓差迅速由

　　3.66 kPa上升到12.75 kPa，膜滲透率下降很快，而在第三個(gè)階段(49~68 d)也觀察到同樣的變化趨勢(shì)，其中部分時(shí)間段由于膜通量過高使得跨膜壓差最高時(shí)接近20 kPa.比較這3個(gè)階段不難發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，跨膜壓差的上升速率逐漸加快，原因可能是隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，更多的污染物質(zhì)被吸附到膜孔或膜表面，形成凝膠層，造成了滲透阻力增加.

　　圖 6 跨膜壓差及膜通量變化情況

　　3.3.2 膜清洗

　　實(shí)驗(yàn)期間分別在第29、48、69 d的時(shí)候從生物反應(yīng)器中把膜組件抽出來進(jìn)行化學(xué)清洗.化學(xué)清洗步驟為：首先用自來水沖洗膜組件表面，然后浸泡在2%(質(zhì)量比)NaOH和1000 mg · L-1 NaClO混合溶液中12 h，接著浸泡在1%(質(zhì)量比)檸檬酸溶液中12 h，最后再用清水沖洗干凈.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)對(duì)不同狀態(tài)下的膜外表面進(jìn)行了掃描電鏡分析.

　　圖 7a是新膜的SEM圖，膜過濾層呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，孔徑大、孔隙率高;圖 7b是被污染膜的SEM圖，膜表面覆蓋有粗糙而致密的凝膠層，上面還粘附著一些絲狀和球狀微生物;圖 7c是清洗之后的膜，膜表面仍剩有一些污染物質(zhì).與新膜相比，膜孔徑有所減小，孔隙率有所降低.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)分別測(cè)定了新膜和經(jīng)過最后一次清洗膜的清水比通量K0、Kt，測(cè)試結(jié)果圖 8所示.

　　圖 7 不同狀態(tài)下膜外表面的SEM圖

　　圖 8 新膜與清洗后的膜透水率比較

　　從圖 8可以看出，新膜的清水比通量K0為3.79 L ·(m2 · kPa · h)-1，清洗后的膜清水比通量Kt為3.61 L ·(m2 · kPa · h)-1，膜透水率恢復(fù)到了95.11%，仍然保持非常低的過濾阻力.這說明聚四氟乙烯中空纖維微濾膜在處理乳化含油廢水方面有獨(dú)特的優(yōu)越性.具體參見污水寶商城資料或http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　4 結(jié)論

　　1)采用UASB-SMBR工藝處理含油廢水的效果非常明顯，COD、石油類污染物、氨氮、揮發(fā)酚以及濁度的平均去除率均在96%以上，出水能夠滿足行業(yè)和國家綜合廢水排放標(biāo)準(zhǔn);聚四氟乙烯膜的高效截留保證了較高的污泥濃度和較長(zhǎng)的污泥停留時(shí)間，增加了接觸反應(yīng)的機(jī)會(huì)，污染物的去除率增大，出水水質(zhì)更優(yōu).

　　2)實(shí)驗(yàn)過程中始終保持有很高的膜通量，雖然出現(xiàn)了輕微的膜污染，但是在化學(xué)清洗之后透水率基本完全恢復(fù)，說明膜的抗污染性能非常好.這與膜表面的親水性密切相關(guān)，經(jīng)過化學(xué)鍵技術(shù)親水改性之后的聚四氟乙烯微濾膜具有高通量、抗污染的特點(diǎn)，對(duì)含有廢水的處理有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì).

　　3)該工藝對(duì)處理可生化性低、有機(jī)沖擊負(fù)荷大的廢水有很好的效果，而且固液分離效率高、占地少、自動(dòng)化控制，運(yùn)行管理非常方便;聚四氟乙烯膜與UASB-SMBR工藝組合用于處理含油廢水有著非常重要的推廣意義.

　　漆酶是一種含有銅離子的多酚氧化酶，它能催化多酚、木質(zhì)素、氨基苯酚、多胺、芳基二胺等多種芳香族、非芳香族化合物發(fā)生氧化反應(yīng).它催化的特點(diǎn)就是使氧分子還原成為水，同時(shí)底物所形成的自由基可以自身結(jié)合或者相互偶聯(lián)，形成聚合物或偶聯(lián)物，而不產(chǎn)生其他物質(zhì)(劉濤等，2005)，因此漆酶的優(yōu)點(diǎn)在于其催化染料脫色時(shí)不產(chǎn)生新的有害產(chǎn)物，是一種環(huán)保用酶.能夠產(chǎn)生漆酶的物種有很多，包括動(dòng)物、植物、細(xì)菌、真菌等，其中利用白腐真菌生產(chǎn)漆酶被認(rèn)為最具前景，Ganoderma lucidum分泌的漆酶具有耐熱性好、最適pH偏酸、脫色效率高等特點(diǎn).

　　紡織印染廢水中成分復(fù)雜，含有多種染料、紡織助劑、鹽類、表面活性劑、紡織品降解物等，而目前漆酶脫色研究主要集中于對(duì)單種染料的降解.酸性黑ATT(圖 1)屬于一種復(fù)合的偶氮染料，由酸性黑10B和酸性橙Ⅱ按照70 ∶ 30比例調(diào)合而成，常用于毛、絲、棉綸及其混紡織物的染色，是一種代表性的復(fù)合染料.本研究利用Ganoderma lucidum wz-32所產(chǎn)漆酶催化酸性黑ATT脫色的條件，同時(shí)考慮到漆酶的催化作用會(huì)受到金屬離子、酶抑制劑和催化助劑的影響，研究了一些金屬離子和化學(xué)試劑對(duì)脫色的影響，以期為漆酶在復(fù)合染料廢水脫色處理領(lǐng)域的深入研究及工業(yè)化應(yīng)用提供基礎(chǔ).

　　圖 1 酸性黑ATT染料組成及分子結(jié)構(gòu)

　　2 材料與方法

　　2.1 染料

　　酸性黑ATT(Acid Black ATT)，購自溫州市化工市場(chǎng).

　　2.2 化學(xué)試劑

　　ABTS(2，2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽)、HBT(1-羥基-苯并-三氮唑)，購自Sigma公司;磷酸氫二鈉、檸檬酸、硫酸銅、氯化鈷、硫酸鈉、硫酸亞鐵、氯化錳、碘化鉀、EDTA-鈉(乙二胺四乙酸二鈉)、SDS(十二烷基硫酸鈉)等試劑均為市售分析純.

　　2.3 漆酶的制備

　　將白腐菌Ganoderma lucidum wz-32(溫州大學(xué)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)室保存)接種于150 mL種子培養(yǎng)基(葡萄糖2%，玉米粉2%，豆粕2%，硫酸鎂0.075%，磷酸氫二鉀0.15%，水)在28 ℃、165 r · min-1搖床培養(yǎng)7d.將種子液按10%的接種量接種于發(fā)酵罐中，28 ℃液體發(fā)酵培養(yǎng)5d(培養(yǎng)基:可溶性淀粉2%，花生殼3%，豆粕1.5%，硫酸鎂0.075%，磷酸氫二鉀0.15%，硫酸銅0.01%，水).發(fā)酵結(jié)束后5000 r · min-1離心條件下取上清液即為粗酶液，置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?

　　2.4 酶活性的測(cè)定

　　反應(yīng)總體系3 mL，含0.1 mL經(jīng)稀釋的酶液，1.9 mL pH 3.0的緩沖液(檸檬酸-磷酸氫二鈉)和1.0 mL 0.5 mmol · L-1 ABTS溶液.50 ℃水浴保溫3 min，420 nm處測(cè)定吸光值.每min氧化1 μmol底物(ABTS，吸光系數(shù)為36000 L ·(mol · cm)-1)所需要的酶量為1個(gè)酶活單位(U).

　　2.5 染料最大吸收光譜的測(cè)定

　　用蒸餾水把酸性黑ATT配成0.1 g · L-1的母液，測(cè)定時(shí)將溶液稀釋到線性范圍內(nèi)，以蒸餾水為參比，進(jìn)行光譜掃描得到酸性黑ATT的最大吸收波長(zhǎng)為636.00nm.

　　2.6 染料的脫色試驗(yàn)和脫色率的計(jì)算

　　在20mL的反應(yīng)體系中，用檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液調(diào)整脫色體系的pH，控制變量法依次改變脫色pH、時(shí)間、溫度、酶活、染料濃度進(jìn)行試驗(yàn).分別測(cè)定脫色前后的吸光值(A)，脫色率的計(jì)算公式(Khlifi et al., 2010):

　　式中，A0、A分別表示初始時(shí)刻和t時(shí)刻染料在最大吸收波長(zhǎng)下的吸光值.實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，取平均值.

　　2.7 正交優(yōu)化試驗(yàn)

　　為確定漆酶催化酸性黑ATT脫色的最佳條件，對(duì)加酶量、pH、溫度、染料濃度進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)，選用L9(34)正交表安排試驗(yàn)，各因素的試驗(yàn)水平根據(jù)單因素的試驗(yàn)結(jié)果確定，具體見表 1.

　　表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平

　　3 結(jié)果與討論

　　3.1 時(shí)間對(duì)脫色效果的影響

　　在pH 5.0、加酶量6 U · mL-1、溫度為60 ℃、染料濃度0.1 g · L-1時(shí)，分別在保溫5、10、20、30、40、50、60、70、80 min時(shí)取樣，測(cè)定脫色率.結(jié)果(圖 2)表明隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，染料溶液的脫色率變化先快后慢，在反應(yīng)的前20 min，其脫色率變化是最快的，20 min后其脫色率變化越來越小，60 min以后脫色率變化不大.隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，酶與染料中的成分已經(jīng)充分接觸并使之脫色，60 min后體系中的染料濃度較低，不利于與酶活性中心結(jié)合，所以確定脫色時(shí)間為60 min進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn).

　　圖 2 漆酶催化酸性黑ATT脫色隨時(shí)間的變化

　　3.2 pH對(duì)脫色效果的影響

　　在加酶量6 U · mL-1、溫度60 ℃、染料濃度0.1 g · L-1條件下，分別調(diào)節(jié)緩沖液pH為3、4、5、6、7、8，保溫60 min.研究pH對(duì)漆酶催化酸性黑ATT脫色的影響，結(jié)果(圖 3)表明，當(dāng)pH為3~8時(shí)，隨著pH的增大，脫色率呈先上升后下降的趨勢(shì)，pH為5時(shí)脫色效果最好.pH是影響酶活的主要因素之一，對(duì)酶活的影響關(guān)系到酶作用于染液的效果，而漆酶的酶活在偏酸的環(huán)境中較高，在酸性條件下有利于漆酶催化酸性黑ATT脫色.G.lucidum所產(chǎn)漆酶適應(yīng)的pH范圍較寬，在pH 4.0~7.5酶活穩(wěn)定，pH 4.0對(duì)偶氮染料Remazol Black-5和蒽醌染料Remazol Brilliant Blue R的脫色效果最好.

　　圖 3 pH對(duì)漆酶催化酸性黑ATT脫色的影響

　　3.3 溫度對(duì)脫色效果的影響

　　在pH 5.0、加酶量6 U · mL-1、染料濃度0.1 g · L-1條件下，分別設(shè)定溫度為40、50、60、70 ℃，保溫60 min.研究溫度對(duì)漆酶催化酸性黑ATT脫色的影響，結(jié)果(圖 4)表明，在40~60 ℃范圍內(nèi)，脫色率變化不大，脫色率最高可達(dá)81%.G. lucidum所產(chǎn)漆酶為耐熱性酶，在60 ℃時(shí)的半衰期為2 h，4 h后殘存酶活為25%，但70 ℃時(shí)酶活快速下降，本研究結(jié)果與之相一致，當(dāng)溫度為70 ℃時(shí)，脫色率明顯減小，因?yàn)闇囟冗^高會(huì)導(dǎo)致酶蛋白變性，使酶的活性大幅下降，導(dǎo)致脫色率降低.

　　圖 4 溫度對(duì)漆酶催化酸性黑ATT脫色的影響

　　3.4 酶量對(duì)脫色效果的影響

　　在pH 5.0、溫度60 ℃、染料濃度0.1 g · L-1條件下，分別加入3~30 U · mL-1酶量，保溫60 min，研究加酶量對(duì)漆酶催化酸性黑ATT脫色的影響.結(jié)果如圖 5所示，在小于6 U · mL-1的酶活范圍內(nèi)，隨著加酶量的增加，脫色率與加酶量成正相關(guān)，隨著酶的增多，反應(yīng)活性中心增多，有利于與底物的結(jié)合從而提高脫色的效率，加酶量在6 U · mL-1時(shí)脫色率為84.62%，但繼續(xù)增加酶量并不能進(jìn)一步顯著提高脫色率，這一結(jié)果與Murugesan等的結(jié)果相一致.

　　圖 5 加酶量對(duì)酸性黑ATT脫色的影響

　　在pH 5.0、加酶量6 U · mL-1、溫度60 ℃條件下，分別添加濃度為0.05、0.10、0.15 g · L-1、0.20、0.25、0.30 g · L-1的酸性黑ATT染料，保溫60 min，比較一定量的酶液脫色的染料濃度限度.如圖 6所示，在染料濃度為0.05～0.30 g · L-1時(shí)，脫色效果呈下降趨勢(shì)，但脫色率相差不大，都在80%以上，表明G. lucidum wz-32所產(chǎn)漆酶能耐受較高濃度的酸性黑ATT染料.提高染料濃度在前期脫色率較低，但隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，脫色率會(huì)逐漸上升，偶氮染料Remazol Black-5和蒽醌染料Remazol Brilliant Blue R在0.3 g · L-1濃度下對(duì)漆酶沒有抑制作用.酸性黑ATT中含有磺酸基(—SO3)，磺酸基對(duì)染料的生物降解有一定的抑制作用.

　　圖 6 染料濃度對(duì)酸性黑ATT脫色的影響

　　3.6 正交試驗(yàn)優(yōu)化

　　對(duì)加酶量、pH、溫度、染料濃度4個(gè)因子進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化，結(jié)果(表 2)表明，對(duì)脫色率影響大小依次為C>B>D>A，即溫度>pH值>染料濃度>加酶量，最優(yōu)組合為A3B2C2D1，所對(duì)應(yīng)的最佳條件為：加酶量9 U · mL-1、反應(yīng)pH 5.0、溫度為50 ℃、染料濃度為0.1 g · L-1.在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)得到的脫色率為87.35%.

　　表2 酸性黑ATT脫色的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　3.7 金屬離子對(duì)脫色效果的影響

　　紡織廢水中往往含有Cu2+、Co2+、Zn2+、Na+等金屬離子，為探究各離子對(duì)脫色效果的影響，在正交試驗(yàn)所得的最優(yōu)條件下分別添加氯化鈷、硫酸鈉、硫酸亞鐵、硫酸鎂、氯化錳、硫酸銅、氯化鈣、氯化鉀、碘化鉀，濃度分別為0、0.5、1、5、10 mmol · L-1.結(jié)果表明，對(duì)脫色作用具有促進(jìn)作用的離子有：Na+、Mg2+、Cu2+，但在試驗(yàn)范圍內(nèi)促進(jìn)作用不顯著;具有抑制作用的離子有Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、I-(圖 7)，10 mmol · L-1的濃度可使脫色率降低50%以上;其中Mn2+的抑制作用尤為顯著，0.5 mmol · L-1的濃度就使脫色率減小50%以上.通過KCl和KI的比較試驗(yàn)，可以看出，I-濃度為10 mmol · L-1時(shí)脫色率只有17.01%，具有很強(qiáng)的抑制作用，因?yàn)镮-可以抑制酶活，從而降低脫色率.

　　圖 7 不同離子對(duì)漆酶催化酸性黑ATT脫色的影響

　　銅離子在濃度小于1 mmol · L-1時(shí)，對(duì)脫色略有促進(jìn)作用，而隨著銅離子濃度的上升，脫色率明顯下降.Cu2+是漆酶的組成部分，也是其活性中心，適量的Cu2+對(duì)漆酶的活性有促進(jìn)作用.但是高濃度銅離子卻會(huì)起反作用，因?yàn)楦邼舛入x子對(duì)染料本身的色澤起了加深作用.

　　3.8 酶抑制劑對(duì)脫色效果的影響

　　EDTA-鈉是一種絡(luò)合劑能夠與金屬陽離子形成高度穩(wěn)定的水溶性絡(luò)合物，EDTA-鈉能夠與漆酶的銅離子結(jié)合，從而改變漆酶的活性結(jié)合位點(diǎn);SDS是一種離子型去污劑，可使蛋白質(zhì)變性.在正交試驗(yàn)所得的最優(yōu)條件下，分別加入0、0.1、0.5、1、10 mmol · L-1的EDTA-鈉、SDS，探究酶抑制劑對(duì)脫色率的影響.結(jié)果(圖 8)表明，EDTA-鈉對(duì)脫色的抑制作用不顯著，加入量達(dá)10 mmol · L-1時(shí)才顯現(xiàn)一定的抑制效果.SDS對(duì)脫色的抑制作用很強(qiáng)，濃度為10 mmol · L-1時(shí)脫色率降低了68%.

　　圖 8 酶抑制劑對(duì)漆酶催化酸性黑ATT脫色的影響

　　3.9 助劑對(duì)脫色效果的影響

　　分別在脫色體系中加入0、0.1、0.5、1.0 μmol · L-1 濃度的ABTS，0、0.5、1、5、10 mmol · L-1濃度的HBT，探究脫色助劑對(duì)脫色率的影響.結(jié)果(圖 9、10)表明，在試驗(yàn)范圍內(nèi)ABTS對(duì)脫色影響不顯著;但HBT效果顯著，室溫下加入1 mmol · L-1 HBT反應(yīng)10 min，其脫色率可達(dá)到對(duì)照組(50 ℃)反應(yīng)60 min時(shí)的脫色率(87.35%)，顯著提高了漆酶的脫色效率.HBT是良好的氧化還原介質(zhì)，在漆酶催化染料脫色、紙漿漂白及其它污染物降解過程中起著重要作用的研究表明HBT是Pleurotus sajor-caju和G. lucidum所產(chǎn)漆酶脫色的最佳助劑.漆酶-HBT介質(zhì)系統(tǒng)對(duì)降 解Acid Red 1、Reactive Black 5、reactive red 239、reactive yellow 15、reactive blue 114等染料非常有效. HBT濃度為1.0 mmol · L-1時(shí)效果最佳(脫色率可達(dá)90.81%)，濃度大于1.0 mmol · L-1以后促進(jìn)作用反而降低(圖 10)，因?yàn)镠BT超過一定濃度時(shí)，其形成的自由基對(duì)漆酶的酶活有抑制作用.具體參見污水寶商城資料或http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　圖 9 ABTS對(duì)漆酶催化酸性黑ATT脫色的影響

　　圖 10 HBT對(duì)漆酶催化酸性黑ATT脫色的影響

　　4 結(jié)論

　　1)溫度、pH、加酶量、染料濃度這4個(gè)因素對(duì)漆酶催化復(fù)合染料酸性黑ATT脫色的效果有顯著影響.通過正交試驗(yàn)確定最優(yōu)脫色條件為酶活9 U · mL-1、pH 5.0、溫度為50 ℃、染料濃度為0.1 g · L-1，在此條件下的脫色率為87.35%.

　　2)實(shí)驗(yàn)證明G. lucidum wz-32粗酶液可以對(duì)偶氮染料進(jìn)行直接脫色，無需加入介質(zhì)，可能是未純化的粗酶液中有充當(dāng)介質(zhì)的未知小分子物質(zhì).

　　3)金屬離子Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、I-對(duì)G.lucidum wz-32漆酶脫色有抑制作用，Mn2+和I-尤其明顯;Na+、Mg2+、Cu2+對(duì)脫色有一定的促進(jìn)作用.酶抑制劑和脫色助劑的實(shí)驗(yàn)表明，EDTA-鈉對(duì)脫色的抑制作用不顯著，而SDS的抑制作用非常顯著;HBT對(duì)脫色的促進(jìn)作用顯著，是非常有效的脫色助劑.

　　通過了解廢水來源，對(duì)污水成分、水質(zhì)特點(diǎn)作理論綜合分析，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合以往治理同類型廢水所取得的經(jīng)驗(yàn)，并考慮排水標(biāo)準(zhǔn)、資金投入等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，確定采用“生物接觸氧化法”處理工藝。具體工藝流程圖如下圖所示：

　　我國目前共有60 多萬個(gè)行政村、250 多萬個(gè)自然村，居住生活著2 億多農(nóng)戶、近8 億人口 。隨著國家對(duì)“三農(nóng)”問題重視程度的不斷提高，提出了建設(shè)生態(tài)文明的新型農(nóng)村的要求，并明確了“生產(chǎn)發(fā)展、生活寬裕、鄉(xiāng)風(fēng)文明、村容整潔、管理民主”的建設(shè)目標(biāo)。

　　目前全國農(nóng)村有6 億多人實(shí)現(xiàn)了飲水安全和基本安全，但農(nóng)村排水狀況卻不容樂觀，96% 的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)，因此，加強(qiáng)農(nóng)村生活污水收集、處理與資源化設(shè)施建設(shè)是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村對(duì)水利工作提出的新任務(wù)。

　　1　現(xiàn)狀農(nóng)村生活污水及存在的問題

　　1. 1　現(xiàn)狀農(nóng)村生活污水水質(zhì)及排放特點(diǎn)

　　農(nóng)村生活污水包括洗滌、沐浴、廚房炊事、糞便及其沖洗等排水 。由于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡，各地農(nóng)村生活污水的量和質(zhì)也相差較大，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村居民生活污水量遠(yuǎn)高于欠發(fā)達(dá)地區(qū)，污水中氮和磷也高于欠發(fā)達(dá)地區(qū)，而有機(jī)污染物較欠發(fā)達(dá)地區(qū)的要低�？偟恼f來，我國農(nóng)村生活污水具有面廣分散、來源多、增長(zhǎng)快、污水成分復(fù)雜、水質(zhì)及水量變化大的特征。

　　1. 2　農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀及問題

　　我國農(nóng)村生活污水的排放途徑主要是直接灑向地面、就近排入河道或通過下水道排入河中等。農(nóng)村污水排放中存在的問題主要表現(xiàn)在: 一是不少農(nóng)戶在新建房屋和舊房衛(wèi)生設(shè)施改造中，雖然建有三格式化糞池，但卻沒有排放設(shè)施，而是依靠土壤滲透，這種方法雖簡(jiǎn)便，卻嚴(yán)重污染了周圍的地下水; 二是即使有排水系統(tǒng)，絕大多數(shù)也是合流制排水，且一般采用明溝排水，由于沒有科學(xué)、合理地進(jìn)行規(guī)劃，加之農(nóng)藥的大量使用、畜禽糞便隨雨水流入溝渠，一到晴天氣味難聞，嚴(yán)重污染著農(nóng)村生活環(huán)境; 三是農(nóng)村往往有灌渠貫穿其中，隨著各家各戶普遍使用沖水廁所，各種污廢水未經(jīng)處理大量排入灌渠，對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉用水污染頗大。

　　我國農(nóng)村生活污水處理尚處于起步階段，污水處理設(shè)施不配套或不完善，其建設(shè)與運(yùn)行管理相對(duì)滯后。究其原因，一方面缺乏穩(wěn)定可靠的資金來源，另一方面尚無生活污水排放相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)可依 。

　　2　農(nóng)村生活污水處理模式與處理技術(shù)分析

　　農(nóng)村地區(qū)居住相對(duì)分散，自然條件和經(jīng)濟(jì)條件千差萬別，采取統(tǒng)一的污水處理模式絕無可能，而應(yīng)該因地制宜，根據(jù)村莊的具體實(shí)際來確定污水排放模式。

　　目前，一些國家在農(nóng)村生活排水工程及污水處理等方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，并形成了比較成熟的技術(shù)體系和管理體系。如日本政府從1973 年開始進(jìn)行“農(nóng)村集落排水工程”建設(shè)，并已制定《農(nóng)村集落排水工程設(shè)計(jì)指南》和《農(nóng)村集落排水工程施工指南》等相關(guān)農(nóng)村排水標(biāo)準(zhǔn)[8] ; 澳大利亞近年采用“污水灌溉-土地凈化-地下暗管排水”的土地處理系統(tǒng); 韓國多用小型、簡(jiǎn)易、廉價(jià)的“土地-植物”濕地污水處理系統(tǒng)。

　　結(jié)合國外生活污水處理的成功經(jīng)驗(yàn)和我國農(nóng)村生活污水的排放特點(diǎn)，總結(jié)近年來我國一些地方的工程實(shí)例，我國農(nóng)村生活污水處理的模式可以按照分類處置的原則加以選擇。

　　2. 1　接入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)統(tǒng)一處理模式

　　靠近城區(qū)、鎮(zhèn)區(qū)且滿足城鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)接入要求的村莊宜優(yōu)先納入城區(qū)、鎮(zhèn)區(qū)污水收集系統(tǒng)，所有的生活污水集中收集后，送入到城鎮(zhèn)污水處理廠集中處理(見圖1) 。這種模式適用于距離中心城、衛(wèi)星城、建制鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)較近(5 km以內(nèi))，符合高程接入要求的村莊。由于城鎮(zhèn)污水處理廠相對(duì)運(yùn)行規(guī)范、管理完善，而且污水處理的運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)，污水處理的效果也更有保障，有條件的村莊應(yīng)優(yōu)先考慮這種污水治理模式。

　　圖1　接入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)統(tǒng)一處理模式

　　2. 2　分散式農(nóng)村生活污水處理模式

　　對(duì)于距離城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)比較遠(yuǎn)，或者接入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)的投資較大的村莊，不可能把污水收集后輸往就近的污水廠去處理，只能走小型化、就地化、分散式處理的道路。

　　2. 2. 1　農(nóng)村生活污水沼氣凈化池處理模式

　　在我國農(nóng)村生活污水處理的實(shí)踐中，最通用、節(jié)儉、能夠體現(xiàn)環(huán)境效益與社會(huì)效益結(jié)合的生活污水處理方式是沼氣池。沼氣凈化池處理模式采用“多級(jí)發(fā)酵技術(shù)、多種好氧過濾和多層次的凈化”逐段降解，根據(jù)水質(zhì)確定工藝流程，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。工藝流程主要結(jié)構(gòu)有預(yù)處理系統(tǒng)、厭氧發(fā)酵系統(tǒng)、兼氧發(fā)酵系統(tǒng)和后處理好氧過濾系統(tǒng)。使經(jīng)處理的出水水質(zhì)能較穩(wěn)定地達(dá)到糞便無害化和污水排放標(biāo)準(zhǔn)，用于農(nóng)田灌溉或水產(chǎn)養(yǎng)殖。污水沼氣凈化池處理模式有分流和合流兩種工藝流程。分流式適用于糞便污水和其它生活污水分流進(jìn)入池內(nèi)，如圖2 所示。合流式適用于糞便污水和其他生活污水合流進(jìn)入池內(nèi)，如圖3 所示。

　　該處理模式基本不耗能，可間歇性運(yùn)行，無需專人管理，適用于排水管網(wǎng)不健全、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)。

　　2. 2. 2　高效厭氧(ABR) -生態(tài)組合處理模式

　　高效厭氧(ABR) -生態(tài)組合處理模式將高效厭氧技術(shù)(ABR——厭氧折流板反應(yīng)器) 與改良的人工濕地串連起來(也可以采用穩(wěn)定塘、復(fù)合床等) ，ABR 作為強(qiáng)化預(yù)處理技術(shù)，投加懸浮有機(jī)填料和優(yōu)勢(shì)微生物，高效降解污水中有機(jī)污染物，厭氧單元在較大程度上發(fā)揮了將顆粒有機(jī)物轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物的作用，為后續(xù)濕地處理提供了有利的條件。改良的人工濕地主體為多孔的無機(jī)填料、砂石和微生物組成填料床,并在床體表面種植具有處理性能好、耐水性好、適應(yīng)能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)且美觀的植物，并以升流式和降流式進(jìn)行組合，通過生物處理和人工生態(tài)系統(tǒng)中植物-微生物的協(xié)作作用，實(shí)現(xiàn)污水的凈化處理。工藝流程見圖4。

　　該處理模式將厭氧技術(shù)與生態(tài)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，污水在處理的同時(shí)被作為一種資源加以利用，同時(shí)加入了景觀設(shè)計(jì)的理念，系統(tǒng)運(yùn)行無需其他動(dòng)力，管理維護(hù)簡(jiǎn)單，因此，適用于具有自然坡度且有豐富土地資源的村莊，可建于地下。

　　圖4　高效厭氧(ABR) -生態(tài)組合處理模式

　　2. 2. 3　厭氧-好氧組合一體化設(shè)備處理達(dá)標(biāo)排放模式

　　厭氧-好氧組合一體化設(shè)備是在吸收了傳統(tǒng)流化床、活性污泥法和生物接觸氧化法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種高效、穩(wěn)定的生化處理裝置，由厭氧懸浮床、移動(dòng)循環(huán)床和好氧固定床組成。其核心技術(shù)是應(yīng)用懸浮生物載體形成移動(dòng)床和投加高效微生物優(yōu)勢(shì)菌，充分提高反應(yīng)器中微生物濃度。該裝置可在好氧、缺氧、厭氧環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)懸浮載體與污水流化狀態(tài)下充分接觸，利用微生物的生物活性進(jìn)行有機(jī)物的水解、生物降解、氮的硝化和磷的生物沉淀。沉淀出水能達(dá)標(biāo)排放，無需采用砂濾或其他過濾材料。系統(tǒng)通過自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化運(yùn)行和管理。工藝流程見圖5。

　　圖5　厭氧-好氧組合一體化設(shè)備處理達(dá)標(biāo)排放模式

　　該處理模式將厭氧、缺氧、好氧技術(shù)有機(jī)結(jié)合為一體，實(shí)現(xiàn)A2/ O 工藝流程，污染物去除效率高，處理后水質(zhì)好且穩(wěn)定，但由于一體化設(shè)備購置成本較高，日常運(yùn)行管理要消耗電能，因此適合于經(jīng)濟(jì)條件較好，周邊既無一定規(guī)�？盏兀謱�(duì)出水水質(zhì)要求較高的農(nóng)村地區(qū)，可建于地下。

　　3　農(nóng)村生活污水處理的管理措施

　　3. 1　制定農(nóng)村生活污水處理的建設(shè)規(guī)劃

　　在推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)過程中，應(yīng)充分利用國家新農(nóng)村建設(shè)的良好政策環(huán)境，加強(qiáng)農(nóng)村生活污水處理規(guī)劃的制定，根據(jù)規(guī)劃來系統(tǒng)地開展污水治理工作�；谵r(nóng)村生活污水污染產(chǎn)生的多方面原因，結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)中改廁、改廚和改圈的工作，配套建設(shè)污水處理設(shè)施。建立與各地農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平、自然條件、環(huán)境目標(biāo)相適應(yīng)的生活污水處理工藝和行之有效的運(yùn)行管理模式。

　　3. 2　制定農(nóng)村生活污水處理工程技術(shù)規(guī)范

　　目前，我國尚無農(nóng)村生活污水處理工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的地方、行業(yè)和國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)村生活污水處理工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范，應(yīng)針對(duì)農(nóng)村生活污水的水質(zhì)、水量特點(diǎn)，結(jié)合農(nóng)村目前的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平，在現(xiàn)有分散和集中處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，獲取經(jīng)濟(jì)有效的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)、設(shè)備和集成模式,提出農(nóng)村排水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，分類指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)和建設(shè)。技術(shù)規(guī)范應(yīng)包括不同地區(qū)農(nóng)村生活污水排水工程設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范以及農(nóng)村生活污水排水工程管理、運(yùn)行、維護(hù)規(guī)范等。

　　3. 3　建立有效的資金保障機(jī)制

　　農(nóng)村生活污水處理具有較強(qiáng)的公益性，需要一定規(guī)模的資金投入。調(diào)查結(jié)果顯示，目前村委會(huì)和村民對(duì)污水處理費(fèi)雖有一定的承受能力，但都不愿意承擔(dān)，多數(shù)區(qū)縣運(yùn)行費(fèi)用來源不清。各地方政府應(yīng)結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)的實(shí)踐，采取國家扶持、地方補(bǔ)助、農(nóng)民支持和企業(yè)參與等方式，廣泛籌集資金，形成多元化投入、多渠道動(dòng)員的參與機(jī)制; 也可以參照美國滾動(dòng)基金[11] 的運(yùn)營(yíng)模式，保障農(nóng)村污水治理設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行的資金需求;還可以推行農(nóng)村污水治理的優(yōu)惠政策，如利益優(yōu)惠、稅收優(yōu)惠等，鼓勵(lì)和引導(dǎo)各種社會(huì)力量和資金投入到農(nóng)村污水治理，使農(nóng)村生活污水處理工程能夠順利付諸實(shí)施和運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　3. 4　建立完善的水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施管理機(jī)制

　　在水務(wù)行政部門和鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)關(guān)等部門的指導(dǎo)和監(jiān)督下，由村委會(huì)聯(lián)合當(dāng)?shù)鼗鶎铀畡?wù)組織成立專門的水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施管理協(xié)會(huì)，參與基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)運(yùn)營(yíng)工作。協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)制定本村的水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)辦法，明確村民的權(quán)利和義務(wù)，并且設(shè)立專門賬戶，制定排水設(shè)施及處理設(shè)備的日常維護(hù)費(fèi)用、管理收費(fèi)等資金管理制度。

　　4　結(jié)束語

　　開展農(nóng)村生活污水治理工作是改變農(nóng)村生活污水無序排放現(xiàn)狀、改善農(nóng)民生活條件和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的需要。在實(shí)施農(nóng)村生活污水處理工作中，應(yīng)堅(jiān)持因地制宜，分類處置的原則，依據(jù)村落的布局，科學(xué)選用污水處理工藝模式。有關(guān)政府部門應(yīng)給予高度重視，加快建立健全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)措施、政策措施，并加大投資力度，保證新農(nóng)村污水治理工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定可持續(xù)運(yùn)行。

　　為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國水污染防治法》，規(guī)范飲料制造廢水治理工程的建設(shè)與運(yùn)行管理，防治環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境和人體健康，制定本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了飲料制造廢水治理工程設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收與維護(hù)的技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。

飲料制造廢水治理工程技術(shù)規(guī)范(HJ 2048-2015)

隨著經(jīng)濟(jì)和人口的增長(zhǎng)，對(duì)大自然的污染愈來愈受到人類的重視，在總結(jié)國內(nèi)外生活污水處理裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種可地埋設(shè)置的成套有機(jī)廢水處理裝置，其設(shè)備采用九十年代后期國內(nèi)外先進(jìn)工藝和生產(chǎn)制造技術(shù)，生產(chǎn)出以玻璃鋼、不銹鋼為主要原料的污水處理設(shè)備。其目的主要是使生活污水和與之類似的工業(yè)有機(jī)廢水經(jīng)該設(shè)備處理后達(dá)到用戶要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備主要用于居住小區(qū)(含別墅小區(qū))、高級(jí)賓館、醫(yī)院、綜合辦公樓和各類公共建筑的生活污水處理，經(jīng)該設(shè)備處理的出水水質(zhì)，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。全套設(shè)備均可埋設(shè)于地下，故稱“地埋式生活污水處理設(shè)備”。地埋式生活污水處理設(shè)備采用國際先進(jìn)的生物處理工藝，能去除BOD5、COD、NH3-N，技術(shù)性能穩(wěn)定可靠，處理效果好，投資省，占地少，維護(hù)方便。

地埋式生活污水設(shè)備的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)生活污水和與之類似的工業(yè)有機(jī)污水的處理。其主要處理手段是采用較為成熟的生化處理技術(shù)——接觸氧化法，水質(zhì)參數(shù)按一般生活水水質(zhì)，進(jìn)水bod 200 mg/l，出水bod 20mg/l指標(biāo)設(shè)計(jì)，總共有六部份組成：(1)初沉池;(2)接觸氧化池;(3)二沉池;(4)消毒池、消毒裝置;(5)污泥池;(6)風(fēng)機(jī)房、風(fēng)機(jī)。

一、地埋式污水處理設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：

　　1、埋設(shè)于地表以下，設(shè)備上面的地表可作為綠化或其他用地，不需要建房及采暖、保溫。

　　2、二級(jí)生物接觸氧化處理工藝均采用推流式生物接觸氧化，其處理效果優(yōu)于完全混合式或二級(jí)串聯(lián)完全混合式生物接觸氧化池。并比活性污泥池體積小，對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，耐沖擊負(fù)荷性能好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹。池中采用新型彈性立體填料，比表面積大，微生物易掛膜，脫膜，在同樣有機(jī)物負(fù)荷條件下，對(duì)有機(jī)物去除率高，能提高空氣中的氧在水中溶解度。

　　3、生化池采用生物接觸氧化法，其填料的體積負(fù)荷比較低，微生物處于自身氧化階斷，產(chǎn)泥量少，僅需三個(gè)月(90天)以上排一次泥(用糞車抽吸或脫水成泥餅外運(yùn))。

　　4、該地埋式生活污水處理設(shè)備的除臭方式除采用常規(guī)高空排氣，另配有土壤脫臭措施。

　　5、整個(gè)設(shè)備處理系統(tǒng)配有全自動(dòng)電氣控制系統(tǒng)和設(shè)備故障報(bào)警系統(tǒng)，運(yùn)行安全可靠，平時(shí)一般不需要專人管理，只需適時(shí)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

二、地埋式污水處理設(shè)備缺點(diǎn)：

　　1.不利于維修.設(shè)備出現(xiàn)故障后，不方便檢修與更換。這通常是業(yè)主最煩惱的。

　　2.對(duì)環(huán)境適應(yīng)性，冬天防凍、夏天防洪.北方需要埋入較深，并做保溫處理。

地埋式污水處理設(shè)備設(shè)備適合條件：水量較小 、污染物濃度小、成分不復(fù)雜、場(chǎng)地有限、需考慮周圍環(huán)境美化因素等。通常以上幾種情況下建議采用地埋式污水處理設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行處理。

三、 地埋式污水處理設(shè)備 應(yīng)用范圍

　　1、賓館、飯店、療養(yǎng)院、醫(yī)院;

　　2、住宅小區(qū)、村莊、集鎮(zhèn);

　　3、車站、飛機(jī)場(chǎng)、海港碼頭、船舶;

　　4、工廠、礦山、部隊(duì)、旅游點(diǎn)、風(fēng)景區(qū);

　　5、與生活污水類似的各種工業(yè)有機(jī)廢水。

醫(yī)院污水消毒是醫(yī)院污水處理的重要工藝過程，其目的是殺滅污水中的各種致病菌。醫(yī)院污水消毒常用的消毒工藝有氯消毒(如氯氣、二氧化氯、次氯酸鈉)、氧化劑消毒(如臭氧、過氧乙酸)、輻射消毒(如紫外線、γ射線)。表1對(duì)常用的氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、次氯酸鈉消毒和紫外線消毒法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了歸納和比較。

　　表1 常用消毒方法比較

　　由上表可見，本項(xiàng)目采用的采用二氧化氯(ClO2)消毒工藝具有強(qiáng)烈氧化作用，不產(chǎn)生有機(jī)氯化物(THMs);投放簡(jiǎn)單方便;不受pH 影響的優(yōu)點(diǎn)。

　　ClO2 對(duì)大腸桿菌、細(xì)菌、芽孢、病毒及藻類均有很好的殺滅作用。此外，由于ClO2具有強(qiáng)氧化性，對(duì)廢水中某些化學(xué)物質(zhì)可以有效地氧化，如酚、氰、硫及產(chǎn)生臭味的物質(zhì)硫醇、仲胺、叔胺等，可進(jìn)一步改善水質(zhì)和除臭除味。氰化物可被ClO2 氧化成氰酸鹽或CO2 及氮?dú)狻?/P>

　　本項(xiàng)目污水處理站采用化學(xué)法制備二氧化氯。

　　以氯酸鈉和鹽酸等為原料，經(jīng)反應(yīng)器發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯氣體，再經(jīng)水射器混合形成二氧化氯水溶液，然后投加到被消毒的污水中進(jìn)入消毒接觸池消毒。二氧化氯必須現(xiàn)場(chǎng)制備，ClO2是帶有淺綠色的黃色有毒氣體，有刺激性，對(duì)呼吸道有刺激作用。ClO2在水中的副產(chǎn)物為亞氯酸鹽(ClO2-)和低濃度的氯酸鹽(ClO3-)，亞氯酸鹽易溶于水，在水溶液中穩(wěn)定，且無異臭和異味，在酸性介質(zhì)中又可轉(zhuǎn)為ClO2。一般要求ClO2 投加量為每噸污水5～10g 間，接觸時(shí)間1 小時(shí)以上。實(shí)際操作中醫(yī)院應(yīng)根據(jù)實(shí)際處理效果和污水性質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。二氧化氯發(fā)生器工作原理如下：

　　NaClO3+2HC1=NaC1+C1O2+1/2C12+H2O

　　原料供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的氯酸鈉水溶液和鹽酸在計(jì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的作用下

　　被定量輸送到發(fā)應(yīng)罐內(nèi)，在一定溫度下經(jīng)過負(fù)壓曝氣發(fā)應(yīng)反應(yīng)生成二氧化氯和氯

　　氣的氣液混合物，經(jīng)吸收系統(tǒng)吸收制成一定濃度的二氧化氯混合消毒液，投加到，待處理的廢水中，完成二氧化氯和氯氣的協(xié)同消毒、氧化等作用。具體參見污水寶商城資料或http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　幾種常見消毒藥劑的經(jīng)濟(jì)效益比較詳見下表。

　　表2 各種常用醫(yī)院污水消毒劑經(jīng)濟(jì)效益比較表(元/m3)

　　從表2知，二氧化氯的綜合運(yùn)行費(fèi)用主要含藥費(fèi)、人工、電耗和設(shè)備折舊費(fèi)用，共為0.3元/m3。綜合運(yùn)行費(fèi)用比次氯酸鈉、臭氧低，比加氯略高。以上消毒技術(shù)均是處理醫(yī)院消毒的常見工藝，本醫(yī)院的廢水的消毒處理推薦采用ClO2消毒的方式，該種方式占地面積較小，能夠就地使用，滅菌效果好，性價(jià)比較高，目前集成性質(zhì)的一體化設(shè)備多數(shù)采用ClO2消毒，也便于醫(yī)院購買和安裝。

第一條 為了規(guī)范污水處理費(fèi)征收使用管理，保障城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施運(yùn)行維護(hù)和建設(shè)，防治水污染，保護(hù)環(huán)境，根據(jù)《水污染防治法》、《城鎮(zhèn)排水與污水處理?xiàng)l例》的規(guī)定，制定本辦法。

第二條 城鎮(zhèn)污水處理費(fèi)的征收、使用和管理適用本辦法。

第三條 污水處理費(fèi)是按照“污染者付費(fèi)”原則，由排水單位和個(gè)人繳納并專項(xiàng)用于城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)、運(yùn)行和污泥處理處置的資金。

第四條 污水處理費(fèi)屬于政府非稅收入，全額上繳地方國庫，納入地方政府性基金預(yù)算管理，實(shí)行專款專用。

第五條 鼓勵(lì)各地區(qū)采取政府與社會(huì)資本合作、政府購買服務(wù)等多種形式，共同參與城鎮(zhèn)排水與污水處理設(shè)施投資、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，合理分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)權(quán)益融合，加強(qiáng)項(xiàng)目全生命周期管理，提高城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)效率。

第六條 污水處理費(fèi)的征收、使用和管理應(yīng)當(dāng)接受財(cái)政、價(jià)格、審計(jì)部門和上級(jí)城鎮(zhèn)排水與污水處理主管部門的監(jiān)督檢查。

第二章 征收繳庫

第七條 凡設(shè)區(qū)的市、縣（市）和建制鎮(zhèn)已建成污水處理廠的，均應(yīng)當(dāng)征收污水處理費(fèi)；在建污水處理廠、已批準(zhǔn)污水處理廠建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告或項(xiàng)目建議書的，可以開征污水處理費(fèi)，并應(yīng)當(dāng)在開征3年內(nèi)建成污水處理廠投入運(yùn)行。

第八條 向城鎮(zhèn)排水與污水處理設(shè)施排放污水、廢水的單位和個(gè)人（以下稱繳納義務(wù)人），應(yīng)當(dāng)繳納污水處理費(fèi)。

向城鎮(zhèn)排水與污水處理設(shè)施排放污水、廢水并已繳納污水處理費(fèi)的，不再繳納排污費(fèi)。

向城鎮(zhèn)排水與污水處理設(shè)施排放的污水超過國家或者地方規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)的，依法進(jìn)行處罰。

第九條 單位或個(gè)人自建污水處理設(shè)施，污水處理后全部回用，或處理后水質(zhì)符合國家規(guī)定的排向自然水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，且未向城鎮(zhèn)排水與污水處理設(shè)施排水的，不繳納污水處理費(fèi)；仍向城鎮(zhèn)排水與污水處理設(shè)施排水的，應(yīng)當(dāng)足額繳納污水處理費(fèi)。

第十條 除本辦法第十一條規(guī)定的情形外，污水處理費(fèi)按繳納義務(wù)人的用水量計(jì)征。用水量按下列方式核定：

（一）使用公共供水的單位和個(gè)人，其用水量以水表顯示的量值為準(zhǔn)。

（二）使用自備水源的單位和個(gè)人已安裝計(jì)量設(shè)備的，其用水量以計(jì)量設(shè)備顯示的量值為準(zhǔn)；未安裝計(jì)量設(shè)備或者計(jì)量設(shè)備不能正常使用的，其用水量按取水設(shè)施額定流量每日運(yùn)轉(zhuǎn)24小時(shí)計(jì)算。

第十一條 因大量蒸發(fā)、蒸騰造成排水量明顯低于用水量，且排水口已安裝自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)施等計(jì)量設(shè)備的，經(jīng)縣級(jí)以上地方城鎮(zhèn)排水與污水處理主管部門（以下稱城鎮(zhèn)排水主管部門）認(rèn)定并公示后，按繳納義務(wù)人實(shí)際排水量計(jì)征污水處理費(fèi)。對(duì)產(chǎn)品以水為主要原料的企業(yè)，仍按其用水量計(jì)征污水處理費(fèi)。

建設(shè)施工臨時(shí)排水、基坑疏干排水已安裝排水計(jì)量設(shè)備的，按計(jì)量設(shè)備顯示的量值計(jì)征污水處理費(fèi)；未安裝排水計(jì)量設(shè)備或者計(jì)量設(shè)備不能正常使用的，按施工規(guī)模定額征收污水處理費(fèi)。

第十二條 污水處理費(fèi)的征收標(biāo)準(zhǔn)，按照覆蓋污水處理設(shè)施正常運(yùn)營(yíng)和污泥處理處置成本并合理盈利的原則制定，由縣級(jí)以上地方價(jià)格、財(cái)政和排水主管部門提出意見，報(bào)同級(jí)人民政府批準(zhǔn)后執(zhí)行。

污水處理費(fèi)的征收標(biāo)準(zhǔn)暫時(shí)未達(dá)到覆蓋污水處理設(shè)施正常運(yùn)營(yíng)和污泥處理處置成本并合理盈利水平的，應(yīng)當(dāng)逐步調(diào)整到位。

第十三條 使用公共供水的單位和個(gè)人，其污水處理費(fèi)由城鎮(zhèn)排水主管部門委托公共供水企業(yè)在收取水費(fèi)時(shí)一并代征，并在發(fā)票中單獨(dú)列明污水處理費(fèi)的繳款數(shù)額。

城鎮(zhèn)排水主管部門應(yīng)當(dāng)與公共供水企業(yè)簽訂代征污水處理費(fèi)合同，明確雙方權(quán)利義務(wù)。

公共供水企業(yè)代征的污水處理費(fèi)與其水費(fèi)收入應(yīng)當(dāng)分賬核算，并及時(shí)足額上繳代征的污水處理費(fèi)，不得隱瞞、滯留、截留和挪用。

公共供水企業(yè)代征的污水處理費(fèi)，由城鎮(zhèn)排水主管部門征繳入庫。

第十四條 使用自備水源的單位和個(gè)人，其污水處理費(fèi)由城鎮(zhèn)排水主管部門或其委托的單位征收。

各地區(qū)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)自備水源的管理，加大對(duì)使用自備水源單位和個(gè)人污水處理費(fèi)的征收力度。

第十五條 污水處理費(fèi)一般應(yīng)當(dāng)按月征收，并全額上繳地方國庫。

公共供水企業(yè)應(yīng)當(dāng)按規(guī)定時(shí)限如實(shí)向城鎮(zhèn)排水主管部門申報(bào)售水量和代征的污水處理費(fèi)數(shù)額。使用自備水源的單位和個(gè)人應(yīng)當(dāng)按規(guī)定時(shí)限如實(shí)向城鎮(zhèn)排水主管部門或其委托的單位申報(bào)用水量（排水量）和應(yīng)繳納的污水處理費(fèi)數(shù)額。

城鎮(zhèn)排水主管部門或其委托的單位應(yīng)當(dāng)對(duì)申報(bào)情況進(jìn)行審核，確定污水處理費(fèi)征收數(shù)額。收取污水處理費(fèi)時(shí)，使用省級(jí)財(cái)政部門統(tǒng)一印制的票據(jù)。具體繳庫辦法按照省級(jí)財(cái)政部門的規(guī)定執(zhí)行。

第十六條 城鎮(zhèn)排水主管部門應(yīng)當(dāng)核實(shí)公共供水企業(yè)全年實(shí)際售水量，在次年3月底前完成對(duì)公共供水企業(yè)全年應(yīng)繳污水處理費(fèi)的匯算清繳工作。

對(duì)因用水戶欠繳水費(fèi)、公共供水企業(yè)核銷壞賬損失的水量，經(jīng)城鎮(zhèn)排水主管部門審核確認(rèn)后，不計(jì)入公共供水企業(yè)全年實(shí)際應(yīng)代征污水處理費(fèi)的水量。

第十七條 公共供水企業(yè)、城鎮(zhèn)排水主管部門委托的單位代征污水處理費(fèi)，由地方財(cái)政從污水處理費(fèi)支出預(yù)算中支付代征手續(xù)費(fèi)，具體辦法由縣級(jí)以上地方財(cái)政部門規(guī)定。

第十八條 城鎮(zhèn)排水主管部門及其委托的單位、公共供水企業(yè)要嚴(yán)格按照規(guī)定的范圍、標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)限要求征收或者代征污水處理費(fèi)，確保將污水處理費(fèi)征繳到位。

第十九條 任何單位和個(gè)人均不得違反本辦法規(guī)定，自行改變污水處理費(fèi)的征收對(duì)象、范圍和標(biāo)準(zhǔn)。

嚴(yán)禁對(duì)企業(yè)違規(guī)減免或者緩征污水處理費(fèi)。已經(jīng)出臺(tái)污水處理費(fèi)減免或者緩征政策的，應(yīng)當(dāng)予以廢止。

第二十條 城鎮(zhèn)排水主管部門應(yīng)當(dāng)將污水處理費(fèi)的征收依據(jù)、征收主體、征收標(biāo)準(zhǔn)、征收程序、法律責(zé)任等進(jìn)行公示。

第三章 使用管理

第二十一條 污水處理費(fèi)專項(xiàng)用于城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行和污泥處理處置，以及污水處理費(fèi)的代征手續(xù)費(fèi)支出，不得挪作他用。

第二十二條 征收的污水處理費(fèi)不能保障城鎮(zhèn)排水與污水處理設(shè)施正常運(yùn)營(yíng)的，地方財(cái)政應(yīng)當(dāng)給予補(bǔ)貼。

第二十三條 繳入國庫的污水處理費(fèi)與地方財(cái)政補(bǔ)貼資金統(tǒng)籌使用，通過政府購買服務(wù)方式，向提供城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)的單位支付服務(wù)費(fèi)。

服務(wù)費(fèi)應(yīng)當(dāng)覆蓋合理服務(wù)成本并使服務(wù)單位合理收益。

服務(wù)費(fèi)按照合同約定的污水處理量、污泥處理處置量、排水管網(wǎng)維護(hù)、再生水量等服務(wù)質(zhì)量和數(shù)量予以確定。

第二十四條 城鎮(zhèn)排水主管部門與財(cái)政部門、價(jià)格主管部門協(xié)商一致后，與城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)單位簽訂政府購買服務(wù)合同。

政府購買服務(wù)合同應(yīng)當(dāng)包括城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)范圍和期限、服務(wù)數(shù)量和質(zhì)量、服務(wù)費(fèi)支付標(biāo)準(zhǔn)及調(diào)整機(jī)制、績(jī)效考核、風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、信息披露、政府接管、權(quán)利義務(wù)和違約責(zé)任等內(nèi)容。

第二十五條 城鎮(zhèn)排水主管部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)單位履行政府購買服務(wù)合同的情況，以及城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施出水水質(zhì)和水量的監(jiān)督檢查結(jié)果，按期核定服務(wù)費(fèi)。

財(cái)政部門應(yīng)當(dāng)及時(shí)、足額撥付服務(wù)費(fèi)。

第二十六條 城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)單位應(yīng)當(dāng)定期公布污水處理量、主要污染物削減量、污水處理設(shè)施出水水質(zhì)狀況等信息。

第二十七條 城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)單位違反規(guī)定擅自停運(yùn)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施，以及城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的出水質(zhì)未達(dá)到國家或者地方規(guī)定的水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)當(dāng)按照合同約定相應(yīng)扣減服務(wù)費(fèi)，并依法對(duì)其進(jìn)行處罰。

第二十八條 城鎮(zhèn)排水主管部門、財(cái)政部門可以委托第三方評(píng)估機(jī)構(gòu)，對(duì)城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)績(jī)效進(jìn)行評(píng)估，績(jī)效評(píng)估結(jié)果應(yīng)當(dāng)與服務(wù)費(fèi)支付相掛鉤并向社會(huì)公開。

第二十九條 各地區(qū)可以通過合理確定投資收益水平，吸引社會(huì)資本參與投資、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)城鎮(zhèn)排水與污水處理項(xiàng)目，提高污水處理服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)效率。

各地區(qū)應(yīng)當(dāng)按照《政府采購法》及有關(guān)規(guī)定，通過公開招標(biāo)、競(jìng)爭(zhēng)性談判等競(jìng)爭(zhēng)性方式選擇符合要求的城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)單位，并采取特許經(jīng)營(yíng)、委托運(yùn)營(yíng)等多種服務(wù)方式。

第三十條 縣級(jí)以上地方財(cái)政部門對(duì)城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)費(fèi)支出（包括污水處理費(fèi)安排的支出和財(cái)政補(bǔ)貼資金）實(shí)行預(yù)決算管理。

城鎮(zhèn)排水主管部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)城鎮(zhèn)排水與污水處理設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行和污泥處理處置情況，編制年度城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)費(fèi)支出預(yù)算，經(jīng)同級(jí)財(cái)政部門審核后，納入同級(jí)財(cái)政預(yù)算報(bào)經(jīng)批準(zhǔn)后執(zhí)行。

城鎮(zhèn)排水主管部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)費(fèi)支出預(yù)算執(zhí)行情況編制年度決算，經(jīng)同級(jí)財(cái)政部門審核后，納入同級(jí)財(cái)政決算。

縣級(jí)以上地方財(cái)政部門會(huì)同排水主管部門可以將城鎮(zhèn)排水與污水處理服務(wù)費(fèi)支出納入中長(zhǎng)期財(cái)政規(guī)劃管理，加強(qiáng)預(yù)算控制，保障政府購買服務(wù)合同有效執(zhí)行。

第三十一條 污水處理費(fèi)的資金支付按照財(cái)政國庫管理制度有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

第三十二條 城鎮(zhèn)排水主管部門和財(cái)政部門應(yīng)當(dāng)每年向社會(huì)公布污水處理費(fèi)的征收、使用情況。

第四章 法律責(zé)任

第三十三條 單位和個(gè)人違反本辦法規(guī)定，有下列情形之一的，依照《財(cái)政違法行為處罰處分條例》和《違反行政事業(yè)性收費(fèi)和罰沒收入收支兩條線管理規(guī)定行政處分暫行規(guī)定》等國家有關(guān)規(guī)定追究法律責(zé)任；涉嫌犯罪的，依法移送司法機(jī)關(guān)處理：

（一）擅自減免污水處理費(fèi)或者改變污水處理費(fèi)征收范圍、對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)的；

（二）隱瞞、坐支應(yīng)當(dāng)上繳的污水處理費(fèi)的；

（三）滯留、截留、挪用應(yīng)當(dāng)上繳的污水處理費(fèi)的；

（四）不按照規(guī)定的預(yù)算級(jí)次、預(yù)算科目將污水處理費(fèi)繳入國庫的；

（五）違反規(guī)定擴(kuò)大污水處理費(fèi)開支范圍、提高開支標(biāo)準(zhǔn)的；

（六）其他違反國家財(cái)政收入管理規(guī)定的行為。

第三十四條 繳納義務(wù)人不繳納污水處理費(fèi)的，按照《城鎮(zhèn)排水與污水處理?xiàng)l例》第五十四條規(guī)定，由城鎮(zhèn)排水主管部門責(zé)令限期繳納，逾期拒不繳納的，處應(yīng)繳納污水處理費(fèi)數(shù)額1倍以上3倍以下罰款。

第三十五條 污水處理費(fèi)征收、使用管理有關(guān)部門的工作人員違反本辦法規(guī)定，在污水處理費(fèi)征收和使用管理工作中徇私舞弊、玩忽職守、濫用職權(quán)的，依法給予處分；涉嫌犯罪的，依法移送司法機(jī)關(guān)。

第五章 附 則

第三十六條 各省、自治區(qū)、直轄市根據(jù)本辦法制定具體實(shí)施辦法，并報(bào)財(cái)政部、國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部備案。

第三十七條 本辦法由財(cái)政部會(huì)同國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部負(fù)責(zé)解釋。

第三十八條 本辦法自2015年3月1日起施行。此前有關(guān)污水處理費(fèi)征收使用管理規(guī)定與本辦法不一致的，以本辦法為準(zhǔn)。

發(fā)酵酒精和白酒工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 27631－2011）

概 述

CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環(huán)活性污泥法的簡(jiǎn)稱，是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水)，間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌，其容積約占整個(gè)池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累--再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。

基本原理

在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程，這對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程。CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對(duì)污染物去除作用，同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。

CASS法工作原理如右圖所示：在反應(yīng)器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動(dòng)潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀、潷水、閑置四個(gè)階段，周期循環(huán)進(jìn)行。污水連續(xù)進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)，經(jīng)過隔墻底部進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機(jī)物被池中的微生物降解。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

運(yùn)行流程

1、曝氣階段

由曝氣裝置向反應(yīng)池內(nèi)充氧，此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3--N。

2、沉淀階段

此時(shí)停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解。反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，開始進(jìn)行反硝化反應(yīng)�；钚晕勰嘀饾u沉到池底，上層水變清。

3、潷水階段

沉淀結(jié)束后，置于反應(yīng)池末端的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液。此時(shí)反應(yīng)池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。

4、閑置階段

閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。

工藝特點(diǎn)

1、連續(xù)進(jìn)水、間斷排水；

2、運(yùn)行上的順序性：CASS反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個(gè)階段根據(jù)時(shí)間依次進(jìn)行。

3、運(yùn)行過程中的非穩(wěn)態(tài)性：每個(gè)工作周期內(nèi)排水開始時(shí)CASS池內(nèi)液位最高，排水結(jié)束時(shí)，液位最低，液位的變化幅度取決于排水比，而排水比與處理廢水的濃度、排放標(biāo)準(zhǔn)及生物降解的難易程度等有關(guān)。反應(yīng)池內(nèi)混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的，基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。

4、溶解氧周期性變化，濃度梯度高。

近年來,我國污水處理系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是,從大規(guī)模集中式向中小規(guī)模分散式轉(zhuǎn)變,以形成“以大型為主,中小型互補(bǔ)”的布局。建設(shè)大型污水處理廠一方面需要占用較多土地,另一方面又存在較大的資金壓力。相比之下,小型污水處理系統(tǒng)可以就地制宜,同時(shí)可以充分利用大量閑散的小額社會(huì)資金,適于房產(chǎn)物業(yè)、小型工廠、風(fēng)景區(qū)等情況。因此,充分發(fā)展小型污水處理系統(tǒng)符合我國的國情和“誰污染,誰治理”的環(huán)保特色。與大型污水處理廠相比,小型污水處理系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上都有不同的特點(diǎn),因此對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的探索和總結(jié)十分必要。小型污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)著眼于提高處理效率、降低能耗、減少產(chǎn)泥、方便管理、節(jié)省占地等幾個(gè)方面的原則,并綜合考慮之。

1關(guān)于設(shè)備

污水處理系統(tǒng)主要設(shè)備包括格柵、曝氣機(jī)、潛式水泵等。為隔除粗大懸浮顆粒和垃圾,格柵必不可少。對(duì)于小型系統(tǒng),設(shè)置1道細(xì)格柵即可,視情況采用310mm柵隙。同時(shí),考慮到系統(tǒng)渣量一般較少,格柵可以采用簡(jiǎn)易形式,如直接在格柵井中設(shè)置固定柵條或可提升的濾筐,定期人工清渣。小型污水處理系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備如曝氣機(jī)和提升水泵等,由于系統(tǒng)通常與生活區(qū)或辦公區(qū)相距較近,因此須充分考慮機(jī)電的噪聲和景觀影響�；诳紤],污水(泥)提升泵盡可能采用潛水式。另外,小型污水系統(tǒng)的產(chǎn)泥量一般也較少,不必設(shè)置污泥壓濾裝置,可由環(huán)衛(wèi)部門定期抽吸外運(yùn)處置。在接觸氧化法工藝中,填料的安裝可以采用多個(gè)填料單元堆積,用以代替常見的預(yù)埋鐵焊接或膨脹螺釘固定的安裝方式;填料單元的安裝和更換可以經(jīng)由人孔中出入,較為方便,與構(gòu)筑物不相影響。對(duì)于小型污水處理系統(tǒng),盡量采用簡(jiǎn)便型式設(shè)備,可以方便施工與管理、節(jié)省投資與能耗和避免其它不利因素。

2 關(guān)于工藝

　　小型污水處理系統(tǒng)一般采用生物氧化工藝,包括接觸氧化、生物流化床、延時(shí)曝氣、SBR和膜生物反應(yīng)器(MBR)。SBR法屬于間歇式活性污泥法,反應(yīng)與沉淀同池完成,處理效率較低,而且需要專用的潷水裝置,運(yùn)行和管理自動(dòng)化要求較高。MBR法是活性污泥與膜的組合,具有較高的處理效率,而且不需要二沉池;但是投資較高和運(yùn)行費(fèi)用較高,膜組件污染重、能耗高,管理和維護(hù)相對(duì)繁雜。接觸氧化和生物流化床在小型污水處理系統(tǒng)中較為多見,兩者均屬于生物膜法。生物膜法是在生化池中設(shè)置固定填料或流化填料,微生物附著其上形成的生物膜。

　　另外也可以采用污泥全回流的方式,使污泥中未完全轉(zhuǎn)化的污染物充分氧化,進(jìn)一步降低污泥產(chǎn)率。為了提高污水的可生化性,可以將生化池分成水解酸化池和好氧生化池運(yùn)行。調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入水解酸化池,停留時(shí)間取16h大分子有機(jī)物水解為小分子有機(jī)物,可生化性得以提高。經(jīng)水解酸化后的污水再進(jìn)入好氧池曝氣處理[6]。也有設(shè)計(jì)者嘗試將二沉池污泥回流至水解酸化池而取消污泥池的工藝.

3一體化設(shè)備技術(shù)

自20世紀(jì)80年代初引進(jìn)我國以來,隨著污水處理要求的提高,工藝及流程不斷得以改進(jìn),變得更加緊湊,提高了處理效率。一體化設(shè)備一般也采用接觸氧化或生物流化床工藝,其主體由生物反應(yīng)槽和沉淀槽(過濾槽)組成,槽體一般采用A3鋼或FRP(玻璃鋼)材質(zhì)。一體化設(shè)備是系統(tǒng)的主體,但是流程前端仍須配置集水池和調(diào)節(jié)池。一體化設(shè)備具有處理效率高、能耗低、產(chǎn)泥量少、管理方便、占地節(jié)省、施工快捷等優(yōu)點(diǎn),在小型污水處理領(lǐng)域得以廣泛的應(yīng)用。目前,全國各地設(shè)有多家一體化設(shè)備生產(chǎn)廠,產(chǎn)品已形成系列化,設(shè)計(jì)處理量范圍一般在0.550m3/h;設(shè)備也可以并聯(lián)使用,以增加處理能力。但是,從建設(shè)投資的角度來看,更大的水量(1000m3/d)不宜采用一體化設(shè)備。

4結(jié)論與問題

　　與大型污水處理廠相比,小型污水處理系統(tǒng)沒有專門技術(shù)人員管理,特別要求系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,方便操作。應(yīng)在充分考慮系統(tǒng)的環(huán)境影響(景觀及噪聲等)的基礎(chǔ)上,再對(duì)建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行設(shè)計(jì)核定;而對(duì)于大型污水處理廠,后兩者卻通常是制約因素。

化糞池是處理糞便并加以過濾沉淀的設(shè)備。其原理是固化物在池底分解，上層的水化物體，進(jìn)入管道流走，防止了管道堵塞，給固化物體(糞便等垃圾)有充足的時(shí)間水解。 化糞池指的是將生活污水分格沉淀，及對(duì)污泥進(jìn)行厭氧消化的小型處理構(gòu)筑物。

生活污水中懸浮性有機(jī)物的處理設(shè)施， 屬于初級(jí)的過渡性生活處理構(gòu)筑物。生活污水中含有大量糞便、紙屑、病原蟲...懸浮物固體濃度為 100~350mg/L，有機(jī)物濃度CODCr 在100~400mg/L之間，其中懸浮性的有機(jī)物濃度BOD5為50~200mg/L。污水進(jìn)入化糞池經(jīng)過12~24h的沉淀，可去除50%~60%的懸浮物。沉淀下來的污泥經(jīng)過3個(gè)月以上的厭氧發(fā)酵分解，使污泥中的有機(jī)物分解成穩(wěn)定的無機(jī)物，易腐敗的生污泥轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的熟污泥，改變了污泥的結(jié)構(gòu)，降低了污泥的含水率。定期將污泥清掏外運(yùn)，填埋或用作肥料。

第1池、第2池、第3池的容積比應(yīng)為2:1：3，在不減少第1池規(guī)定容積的前提下可適當(dāng)擴(kuò)大第2池的容積，不用糞肥的戶廁第3池又可適當(dāng)減小其容積。當(dāng)?shù)?SPAN lang=EN-US>2池容積不足0.5m3時(shí)，可按0.5m3設(shè)計(jì)施工。

三格化糞池的深度要求(關(guān)鍵)

① 由于第一池內(nèi)厭氧發(fā)酵形成糞皮和糞渣的厚度不斷增加，相應(yīng)地使池的有效容積逐漸

　�、谒桓叩牡胤�，深度過大挖土施工的難度也大，所以池的深度不宜過大;

　�、蹚陌踩嵌瓤紤]，糞池的深度不宜超過1.6米，糞液面深度不應(yīng)大于1.3m。

　�、転闈M足無害化衛(wèi)生處理效果，對(duì)第一、第二池的容積有一定要求，池的深度過淺，占地面積就大，造成土地利用上的困難。綜合以上考慮認(rèn)為第一、二池的糞液面深度應(yīng)保特為不低于1.0m，池內(nèi)凈高為不低于1.2m，相差0.2m留作糞皮的浮升空間。)

化糞池的頂面及出口標(biāo)高

　　1、化糞池的頂面標(biāo)高：為了不使地面雨水淹沒化糞池而導(dǎo)致雨水從蓋扳漏入池內(nèi)，整個(gè)化糞池頂面標(biāo)高應(yīng)高出室外地面標(biāo)高50-100mm。

　　2 、化糞池出口標(biāo)高：為保持糞池內(nèi)糞液流動(dòng)的靜壓，化糞池出水口管底標(biāo)高應(yīng)低于進(jìn)口管底標(biāo)高50-100mm，但又要高于所接污水管道頂面標(biāo)高或淺土滲濾管管頂標(biāo)高。

　　三格化糞池池形設(shè)計(jì)

　　確定池的深度以后，三格化糞池的池形便可根據(jù)建池周圍的地形、建筑情況以及池的使用要求等條件決定。具體池形設(shè)計(jì)，只要符合設(shè)計(jì)原理，可以不拘一格，如長(zhǎng)方形、橢圓形等。如土地允許，以長(zhǎng)寬比為2:1的長(zhǎng)方形較為理想(可延長(zhǎng)糞便在池內(nèi)的沉積時(shí)間，有利于無害化處理)。

　　新鮮糞便由進(jìn)糞口進(jìn)入第一池，池內(nèi)糞便開始發(fā)酵分解、因比重不同糞液可自然分為三層，上層為糊狀糞皮，下層為塊狀或顆狀糞渣，中層為比較澄清的糞液。在上層糞皮和下層糞渣中含細(xì)菌和寄生蟲卵最多，中層含蟲卵最少，初步發(fā)酵的中層糞液經(jīng)過糞管溢流至第二池，而將大部分未經(jīng)充分發(fā)酵的糞皮和糞渣阻留在第一池內(nèi)繼續(xù)發(fā)酵。流入第二池的糞液進(jìn)一步發(fā)酵分解，蟲卵繼續(xù)下沉，病原體逐漸死亡，糞液得到進(jìn)一步無害化，產(chǎn)生的糞皮和糞厚度比第一池顯著減少。流人第三池的糞液一般已經(jīng)腐熟，其中病菌和寄生蟲卵已基本殺滅。第三池功能主要起儲(chǔ)存已基本無害化的糞液作用。的作用

　　化糞池需要定期打開蓋子進(jìn)行清理，一般不要建永久性建筑�；S池上建筑物特別是不能壓住蓋子，可以搞一些綠化。

　　餐飲廢水的定義有幾種說法：其一指餐飲廢水即餐飲業(yè)和單位食堂產(chǎn)生的殘?jiān)蛷U料，還有一種說法是指飯店、賓館等飲食行業(yè)排放的含油潲水。潲水包括淘米水、米湯、剩飯菜、魚刺、骨渣、瓜菜皮等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅全國100多個(gè)大中型城市餐飲業(yè)，每天產(chǎn)生的廢水量就接近300萬噸，如不及時(shí)處理將造成很大的污染。

　　一、餐飲廢水的特點(diǎn)

　　餐飲廢水中主要成分是剩余食物和水，以淀粉類、食物纖維類、動(dòng)物脂肪類等有機(jī)物為主要成分，具有營(yíng)養(yǎng)成分高、含水率高、油脂和鹽分含量高、易腐發(fā)酵發(fā)臭等特點(diǎn)。若將之與生活垃圾一道收集、運(yùn)輸和處置，將會(huì)嚴(yán)重影響市容環(huán)境和居民生活，也會(huì)影響生活垃圾的最終處置效果。此外，餐廚垃圾中含有大量的有機(jī)物，其營(yíng)養(yǎng)既全面又豐富，只要通過合適的處理技術(shù)，就可以使餐飲廢水得到充分的“資源化”利用。

　　二、餐飲廢水的處理方法

　　處理餐飲廢水的方法大致有兩種：

　�、倮没瘜W(xué)反應(yīng)，通過添加化學(xué)物質(zhì)將餐飲廢水中的有機(jī)物質(zhì)分解，然后掩埋處理。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，高效，缺點(diǎn)是餐飲廢水中大量有用物質(zhì)被浪費(fèi)掉了，而且很容易造成二次污染。

　�、诎巡惋嫃U

　　水通過一系列處理工序轉(zhuǎn)變?yōu)榭晒┺r(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的有機(jī)復(fù)合肥。這種方法符合無害化、減量化、資源化的方針，缺點(diǎn)是處理成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。目前對(duì)于餐飲廢水的處理多采用第二種方法。餐飲廢水收集后首先要經(jīng)過固液分離。對(duì)于液體部分先進(jìn)行油水分離，分離后廢油回收利用，水再進(jìn)行后續(xù)處理。由于餐飲廢水的有機(jī)成分含量高，固液分離后的固體部分采用堆肥處理，堆肥產(chǎn)品一般作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機(jī)肥。

　　1.液態(tài)餐飲廢水的油水分離

　　(1)物理分離方法

　　油水分離器：張霖霖等文章提到一種裝置油水分離器用來進(jìn)行含油廢水的油水分離。其工作原理為廢水由進(jìn)水口入，經(jīng)濾網(wǎng)除去固體殘余物，水中油由下至上經(jīng)破乳、吸附;部分油浮水面，再經(jīng)濾油槽收集。清水則由底部出口處排放。粗�；ǎ捍至；▽儆谖锢矸�，是根據(jù)粗�；癁V料具有親油疏水的性質(zhì)，當(dāng)含油廢水通過時(shí)，微小油珠便附聚在其表面形成油膜，達(dá)到一定的厚度后，在浮力和水流剪力的作用下，脫離濾料表面，形成顆粒大的油珠浮升到水面。采用粗粒化技術(shù)能有效降低餐飲廢水的含油量，并能大幅度降低COD的濃度，采用粗粒化技術(shù)作為餐飲廢水的預(yù)處理，將有利于后續(xù)的生化處理。用H型改性聚丙烯酰胺纖維作為粗�；癁V料。

　　(2)電化學(xué)法

　　電絮凝法：XuemingChen等采用電絮凝法處理餐飲廢水，通過對(duì)油脂含量高、不同的COD、BOD和SS濃度的餐飲廢水的電絮凝實(shí)驗(yàn)表明：Al電極優(yōu)于Fe電極;進(jìn)水pH、電導(dǎo)率和電流密度不影響污染物的去除效率;電負(fù)荷是最重要的操作參數(shù)，最佳電負(fù)荷和電流密度分別是1.67F/m～9.95F/m和30AJm3~80AJm3,且與廢水的特性有關(guān);A1電極消耗范圍是17.7g/m3~106.4g/m，電耗小于15kW˙h/m3,試驗(yàn)污水的油脂去除率大于94%，電絮凝能中和廢水的pH值。微電解一電解法：林美強(qiáng)等提出微電解.電解法來處理含油餐飲廢水。實(shí)驗(yàn)證明，可取得良好的實(shí)際運(yùn)行效果。

　　(3)化學(xué)法

　　破乳技術(shù)：韓香云通過破乳技術(shù)來處理餐飲含油廢水，洗滌劑的使用使得餐飲業(yè)含油廢水中油呈乳化狀，一般油水處理設(shè)備難以進(jìn)行油水分離，必須將乳化油進(jìn)行破乳處理：在對(duì)破乳劑的選用上，她通過實(shí)驗(yàn)表明：聚合硫酸鐵、腐植酸鈉、聚丙烯酰胺混合使用效果明顯，油渣與水分層迅速。

　　2.液態(tài)餐飲廢水的后續(xù)處理

　　(1)混凝法

　　采用復(fù)合新型混凝劑，將餐飲廢水經(jīng)過混凝沉淀、砂濾以及活性炭吸附深度處理后，達(dá)到國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過消毒處理的水可用于生活雜用水。其中高效混凝劑的選擇是關(guān)鍵所在。實(shí)驗(yàn)表明：硫酸鋁鉀+聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑優(yōu)于單一絮凝濟(jì)的絮凝效果。

　　(2)生物法

　　由于餐飲廢水中BOD]COD>~03，具有可生化性好這一特點(diǎn)，在先除去油脂，不影響后續(xù)生化反應(yīng)的前提下，可利用生物法來處理餐飲廢水。

　　SBR工藝：于金蓮等采用序批式活性污泥法(SBR)2E藝處理餐飲廢水，考察了污泥濃度、污泥負(fù)荷與處理效果的關(guān)系以及該工藝的脫氮性能。結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水COD濃度為900mg/L-1095mg/L，進(jìn)水油濃度為185mg/L～356mg/L，污泥負(fù)荷小于0.81kg/kg(ss)˙d、油負(fù)荷小于0.112kg/kg(ss)。d的條件下，能使出水水質(zhì)達(dá)~O(GB8978˙1996)Z.級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　在進(jìn)水TN<30mg/L時(shí)，TN去除率能達(dá)到85%以上。SBR工藝對(duì)于間歇排放、水質(zhì)水量變化較大的餐飲廢水是一種理想的工藝選擇。

　　生物接觸氧化法：范立梅用生物接觸氧化法連續(xù)處理餐飲廢水，填料為PVC生物球和軟性纖維填料，當(dāng)水力停留時(shí)間大于78h時(shí)，廢水的COD、BOD及TSS的去除率達(dá)到90%，且產(chǎn)生的污泥量比活性污泥少1/4。

　　膜一生物反應(yīng)器：寧平等用膜.生物反應(yīng)器處理餐飲廢水，該膜一生物反應(yīng)器集微生物的降解作用和膜的高效分離作用于一體，能夠有效地降低廢水中的污染物濃度，出水水質(zhì)優(yōu)于國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978—1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.固態(tài)餐飲廢水的處理

　　(1)常規(guī)處理方法

　　家庭分類發(fā)酵法：將餐廚垃圾投入塑料垃圾桶，在表面噴施薄層微生物酵素，發(fā)酵一個(gè)月后即成有機(jī)堆肥。

　　熱力烘制法：用機(jī)械將餐廚垃圾打碎并擠干，再送入加熱恒溫?cái)嚢柰爸�，抄干成肉松狀�?dòng)物蛋白飼料。

　　厭氧消化法：指在沒有溶解氧和硝酸鹽氮的條件下，微生物將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和腐殖質(zhì)的過程。

　　好氧發(fā)酵法：公用工程設(shè)計(jì)

　　a.固態(tài)發(fā)酵：餐廚垃圾在加熱或添加干料后進(jìn)行發(fā)酵。

　　b.液態(tài)發(fā)酵：餐廚垃圾經(jīng)生物篩選、初步發(fā)酵、充氧發(fā)酵后產(chǎn)生酵素。

　　(2)液態(tài)好氧發(fā)酵技術(shù)工藝

　�、偾疤幚恚翰蛷N垃圾倒入生化篩選槽內(nèi)，槽底已預(yù)置微生物菌液。在傾倒餐廚垃圾的同時(shí)，微生物噴射添加器以噴射方式添加微生物菌種。餐廚垃圾的分子于二星期內(nèi)大幅降解并明顯減量。篩選槽底部安裝強(qiáng)力水泵，自槽底抽取菌液垂直對(duì)上浮的餐廚垃圾噴射，以使餐廚垃圾鼓動(dòng)。密度遠(yuǎn)大于餐廚垃圾的雜物下沉靠人工去除或定期放空清池。

　　②配送：經(jīng)生化篩選槽初步發(fā)酵后的餐廚垃圾，用液下渣漿泵送入碾碎機(jī)處理后轉(zhuǎn)入發(fā)酵槽中繼續(xù)發(fā)酵。

　�、圯毸椋荷Y選后所剩下的難于分解的有機(jī)物質(zhì)，經(jīng)輾碎機(jī)輾碎，然后送入發(fā)酵槽中，15d后即發(fā)酵熟化成品。

　　④發(fā)酵：根據(jù)不同的產(chǎn)品目標(biāo)要求調(diào)整其酸堿度。并投入不同的微生物、微生物培養(yǎng)劑、微量元素以及氮磷鉀等各種元素。空氣壓縮機(jī)定時(shí)、定量地向發(fā)酵槽充氧，15d后發(fā)酵成熟。

　�、莩溲酰嚎諝鈮嚎s機(jī)的高壓空氣經(jīng)管束向發(fā)酵槽打氣充氧并攪拌被發(fā)酵物。

　�、蕹隽希航退乜勺鳛楣虘B(tài)生物有機(jī)肥原料。發(fā)酵殘?jiān)膺\(yùn)填埋處置。

　�、呔N槽：在綜合樓菌種室內(nèi)培養(yǎng)的菌種，送入菌種槽中繼續(xù)量化培養(yǎng)，用于分解有機(jī)質(zhì)、消除臭味。

　�、嗵敲鄄郏汗⿷�(yīng)菌種養(yǎng)分。

　�、嵊�(jì)算機(jī)管理：利用計(jì)算機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)。

　　四、餐飲廢水的處理工藝

　　1.餐飲廢水的前處理及廢水治理工藝首先對(duì)餐館和飯店直接回收的餐飲廢水進(jìn)行機(jī)械除雜除去廢水中骨頭、菜葉甚至洗刷用的布條等較大雜質(zhì)以及淀粉、蛋白、糖類、洗滌劑及膠體物質(zhì)等雜質(zhì)。然后對(duì)于液體部分進(jìn)行油水分離。對(duì)于含油部分酸析、水洗，得到廢油，其中酸析過程中的加酸量以控制pH值在2-3之間為最佳。油水分離后的水部分和水洗用水混合后通過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后，經(jīng)泵提升至混凝氣浮池以去除大部分SS、油類及部分有機(jī)物，再進(jìn)行生化處理。生化處理采用SBR—PACT法，于生化池投加粉末活性炭，生化處理出水達(dá)標(biāo)排放;污泥入污泥濃縮池后進(jìn)行脫水處置。工藝流程如圖2所示。在這個(gè)流程中，對(duì)廢水的處理由預(yù)處理系統(tǒng)和生化處理餐廚垃圾菌液培養(yǎng)劑接種菌糖蜜糖。

　　餐飲泔水—◆飯店、賓館隔油池或塑料桶收集集中—◆旋轉(zhuǎn)機(jī)械格柵——智能油水分離系統(tǒng)—◆組合池—◆酸析—◆水洗—◆泔水油—’綜合利用污泥濃縮池—◆板框壓濾機(jī)—◆少量干泥外運(yùn)

　　餐飲餐飲廢水油前處理及廢水治理工藝流程

　　預(yù)處理系統(tǒng)：調(diào)節(jié)池及混凝氣浮池主要起穩(wěn)定水質(zhì)水量、并去除或降低廢水中影響后續(xù)生化處理的有機(jī)及無機(jī)物質(zhì)。由于廢水進(jìn)水水質(zhì)中pH值較低，屬酸性廢水，且油類含量較高，這里采用加堿中和一混凝氣浮法。

　　生化處理系統(tǒng)：

　　SBR池，主要起去除廢水中溶解性有機(jī)物質(zhì)的作用。為增強(qiáng)生化處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及抗沖擊能力，采用SBR(序批式活性污泥法)一PAcT(投料式活性污泥法)。

　　在曝氣池中投加粉末活性炭，能夠去除生化法不能去除的某些溶解性有機(jī)物，提高對(duì)COD和BOD，的去除率。污泥處置采用污泥濃縮一機(jī)械脫水的方法。濃縮池上清液入調(diào)節(jié)池再行處理，泥餅外運(yùn)作進(jìn)一步的妥善處置。

　　2.水再生飼料技術(shù)方案

　　集中收集衛(wèi)生、新鮮的城市餐飲廢水，首先將其作脫水、脫油處理，然后對(duì)固態(tài)成分進(jìn)行干燥滅菌，再通過機(jī)械加工，生產(chǎn)出固體飼料，簡(jiǎn)單流程見圖3：

　　脫水脫油：餐飲廢水基本由固態(tài)和液態(tài)成分構(gòu)成。在這種工藝中固、液分離采用的是自然沉淀法或機(jī)械過濾法。餐飲廢水脫水、脫油采用較簡(jiǎn)單的自然沉淀法，即利用液體的自身重量以及流動(dòng)性的特點(diǎn)，使用過濾網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離。為提高過濾效率可考慮采用分層濾水，濾網(wǎng)網(wǎng)格由大到小。

　　分撿：經(jīng)脫水、脫油后餐飲廢水中還混有一些牲畜不可食用的雜質(zhì)，比如木筷、塑料制品、金屬、紙張等，必須在加工前去除。分撿系統(tǒng)主要是利用物質(zhì)的比重、體積和磁性，采用重復(fù)機(jī)械化及磁選等連續(xù)性分選(對(duì)特殊物質(zhì)，適當(dāng)輔以磁選、風(fēng)力分選、人工分撿)，將雜質(zhì)分離出來。

　　干燥：這里選擇微波加熱干燥方法。該法的優(yōu)點(diǎn)是能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到加熱效果，加熱均勻，在較低的溫度下就能殺死細(xì)菌。且不會(huì)產(chǎn)生廢水、廢氣、廢物。

　　五、工程實(shí)例

　　某地30t餐廚垃圾處理廠工藝流程。

　　餐廚垃圾用回收專用車收集、運(yùn)輸至處理系統(tǒng)，首先進(jìn)行分選，取出少量混入餐廚垃圾中，不宜做堆肥發(fā)酵的瓶罐塑料等固體廢棄物，然后把剩余物進(jìn)行粉碎，并添加一定量的菌劑、輔料及副資材進(jìn)行攪拌提升至發(fā)酵塔內(nèi)。物料在發(fā)酵塔內(nèi)進(jìn)行一次發(fā)酵，以達(dá)到無害化、減量化的目的。一次發(fā)酵完成后的物料經(jīng)篩分去除雜物，并噴淋經(jīng)酸化后的泔腳水來調(diào)整一次發(fā)酵物的含水率，物料進(jìn)入二次發(fā)酵階段，把較難分解的有機(jī)物進(jìn)一步分解，以達(dá)到餐廚垃圾資源化處理的目的。一次發(fā)酵完成后的物料經(jīng)篩分去除雜物，并噴淋經(jīng)酸化后的泔腳水來調(diào)整一次發(fā)酵物的含水率，物料進(jìn)入二次發(fā)酵階段，把較難分解的有機(jī)物進(jìn)一步分解，以達(dá)到餐廚垃圾資源化處理的目的。

　　由餐廚垃圾中分離出來的泔腳水經(jīng)油水分離和沉淀分離，污油回收出售，污水進(jìn)入低分子化(酸化)處理系統(tǒng)，產(chǎn)生大量易被光合細(xì)菌(PSB)利用的小分子有機(jī)物。一部分為培養(yǎng)PSB的營(yíng)養(yǎng)液，另一部分則做為二次發(fā)酵過程中物料含水率的噴淋水，污水被全部利用，達(dá)到零排放。

　　六、建議

　　(1)開發(fā)小型的餐飲廢水一體化處理設(shè)備，以便于餐飲廢水能夠在不利于集中處理的旅游區(qū)、小城鎮(zhèn)等地方得到有效處理。

　　(2)政府制定強(qiáng)有力政策，對(duì)餐飲廢水進(jìn)行集中收集處理，防止人們對(duì)未經(jīng)處理的餐飲廢水隨意傾倒，打擊那些用從餐飲廢水中經(jīng)簡(jiǎn)單分離出的餐飲廢水油作為食用油的不法經(jīng)營(yíng)者。

污水處理技術(shù)咨詢電話：0318-82223400

概述

一體化凈水器集絮凝、沉淀、排污、反沖洗，集水過濾等工藝中的精華之大成，無需人員操作而能達(dá)到單體全自動(dòng)運(yùn)行的系列凈水裝置，是實(shí)現(xiàn)水廠自動(dòng)化管理的重要單元，再配以本公司生產(chǎn)的JY型自動(dòng)加藥裝置及消毒設(shè)備，即可成為一個(gè)具有全套功能的凈水廠。

1、適用于水濁度小于3000mg/L的各類江，河，湖，水庫等為水源的農(nóng)村，城鎮(zhèn)，工礦企業(yè)的水廠，作為主要的凈水處理裝置。

2、對(duì)于低溫，低濁，有季節(jié)性藻類的湖泊水源，有其特殊的適應(yīng)能力。

3、對(duì)高純水，飲料工業(yè)用水，鍋爐用水等作前置水處理的預(yù)處理設(shè)備。

4、用于各類工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)，可有效而大幅度的提高循環(huán)用水水質(zhì)。

1、除了對(duì)一級(jí)泵房及加藥系統(tǒng)的管理外，凈水裝置本身從反應(yīng)、絮凝、沉淀、集泥、排泥、集水、配水、過濾、反沖、排污等一系列運(yùn)行程序，達(dá)到了自動(dòng)運(yùn)行的要求，值班人員只要定時(shí)作水質(zhì)監(jiān)視測(cè)定工作外，無需對(duì)凈水裝置操作管理。

2、高濃度的絮凝層，能使原水中的雜質(zhì)顆粒，在其間得到充分的碰撞接觸，吸附的機(jī)率，因而能適應(yīng)各種原水的水溫和濁度，雜質(zhì)顆粒去除率高。在一定使用條件時(shí)，還具有除藻功能。

3、迅捷的泥渣濃縮室及可調(diào)式自動(dòng)排泥系統(tǒng)，能保證多余的泥渣雜質(zhì)及時(shí)排除，從而保證穩(wěn)定的雜質(zhì)顆粒去除率。

4、高效的絮凝及沉淀效果，使沉淀出水水質(zhì)一直保持良好狀態(tài)。

5、新穎獨(dú)創(chuàng)的集水系統(tǒng)及最低的集水水頭，使集水更均勻有效，不僅提高了體積利用系數(shù)，因其集水水頭極小，累積的省電效果可觀。

6、凈水系統(tǒng)自動(dòng)化，既保證了凈水系統(tǒng)的高效過濾，(在原水濁度小于3000mg/L，濾后水濁度可保持在3 mg/L以下)又能自動(dòng)反沖洗，無需另設(shè)反沖洗水泵或空壓機(jī)等電器設(shè)備，可節(jié)省大量的基建投資及日常運(yùn)行、維修、保養(yǎng)費(fèi)用。

7、自耗水率低約在<5%左右，對(duì)節(jié)省有限的水資源起著積極的作用。

8、占地面積小，與一般凈水構(gòu)筑物相比，可節(jié)省占地<50%以上，高度在4.10米左右，室內(nèi)外均可安置。

9、便于擴(kuò)建、改造、再用，便于搬遷或易地再用。

一體化凈水裝置和城市供水廠的凈化流程一樣。它有：混凝池、沉淀池、過濾池、水質(zhì)穩(wěn)定裝置、反沖洗裝置、水泵及電氣控制柜�，F(xiàn)分別介紹如下：

1、混凝池：投加混凝劑的原水由進(jìn)水管進(jìn)入混凝池內(nèi)，用特制的攪拌機(jī)攪動(dòng)，使水中的懸浮物和混凝劑充分接觸反應(yīng)形成礬花。一般凈水裝置是采用渦流反應(yīng)來使水和混凝劑混和，但效果受水量的變化而不穩(wěn)定。該凈水裝置則用攪拌機(jī)混和，不受水量變化而影響效果。

2、沉淀室：水經(jīng)加混凝劑混凝后形成礬花，流到設(shè)備的沉淀池內(nèi)進(jìn)行沉淀，沉淀池采用斜管沉淀法，經(jīng)過梯形斜板沉淀室沉淀完成固液分離，沉淀下來的污泥排入泥斗。

3、過濾池：經(jīng)沉淀后的水流到過濾池過濾，濾池結(jié)構(gòu)：底部為布水管，中部為石英砂，上部為無煙煤。過濾速度為10m/h，最后清水流到清水池內(nèi)消毒處理后飲用。過濾池反沖周期為12小時(shí)左右，反沖時(shí)間為5-10分鐘。用途

一體化凈水器適用于江、河、湖、水庫等以地表水為水源的給水工程的水質(zhì)凈水，中水回用、及煤礦尾礦水、洗煤水、浴池、游泳池、洗車場(chǎng)、造紙、印染、電鍍和其它工業(yè)廢水的水質(zhì)凈化。

1.適用原水濁度：≤3000mg/L。

2.適用原水溫度：常溫。

3.凈水出水濁度：≤3mg/L。

4.沉淀區(qū)設(shè)計(jì)表面負(fù)荷：7-8M/H·M。

5.過濾區(qū)設(shè)計(jì)濾速：7-10M/H。

6.濾池沖洗強(qiáng)度：14-16L/S·M。

7.沖洗歷時(shí)：t=4-6mim(可調(diào))。

8.總停留時(shí)間：T總40-45mim。

9.進(jìn)水壓力：≈0.06MPa。

文章摘編如下： 中國是個(gè)水資源異常缺乏的國家。國家水資源的規(guī)劃于是就向大自然要水，向浩瀚的海洋要水，這就是國家海水淡化“十二五”規(guī)劃。 為了貫徹執(zhí)行這個(gè)規(guī)劃，最近在湖北召開了國家海水淡化“十二五”發(fā)展規(guī)劃及項(xiàng)目審查會(huì)議。會(huì)議指出，在沿海大規(guī)模建設(shè)海水淡化工程，可以有效增加水資源總量，改善水資源結(jié)構(gòu)，提高水資源安全保障率，是解決淡水資源短缺的戰(zhàn)略選擇和重要措施。 到今年年底，天津?yàn)I海新區(qū)海水淡化總規(guī)模將達(dá)到日產(chǎn)50萬噸，海水淡化年生產(chǎn)能力達(dá)到1.5億噸以上，成為國內(nèi)最大的海水淡化基地。 中國漫長(zhǎng)的海岸線上的大多數(shù)城市，淡水資源并不充足，人均水資源量才160立方米。僅為全國人均水資源量1/15的天津，就是“站在海邊叫渴”的沿海城市之一，為了得到更多的淡水，天津把目光瞄向了大海。天津自上世紀(jì)九十年代初期就開始利用蒸餾法使海水脫鹽，同時(shí)嘗試著將淡水提供民用。當(dāng)前，在天津市場(chǎng)上，約25%的桶裝水是淡化海水，以淡化海水為原料的瓶裝水在超市、便利店隨處可見，價(jià)格與礦泉水差不多。 在天津領(lǐng)跑下，渤海沿岸城市建設(shè)海水淡化工程的熱情不斷高漲，多個(gè)萬噸級(jí)以上的海水淡化項(xiàng)目已完成前期工作，紛紛開工建設(shè)。受國家推動(dòng)節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)等產(chǎn)業(yè)政策影響，目前沿海地區(qū)擬建電廠項(xiàng)目幾乎全部計(jì)劃配套建設(shè)海水淡化裝置。 據(jù)天津海水淡化與利用研究所提供的數(shù)據(jù)顯示，截至目前，我國已建成72套海水淡化裝置，日產(chǎn)24萬噸淡水，在建和待建工程有56項(xiàng)。全部完成后，我國將可日產(chǎn)220萬噸淡水，是過去18年產(chǎn)量的總和。 在世界范圍里，海水淡化產(chǎn)業(yè)正顯現(xiàn)出蓬勃生機(jī)，目前全球海水淡化總產(chǎn)量已達(dá)日均6348萬噸。2008年全球海水淡化工程總投資額達(dá)248億美元，每年以20%至30%的速度增長(zhǎng)，2015年預(yù)計(jì)將達(dá)564億美元。全球水資源專家們都把水資源的最終解決方案，寄托在海水淡化上了，這是全人類的期待。 在全球來說水資源呈現(xiàn)緊缺，而人口卻又是最多的中國，為了應(yīng)對(duì)水資源危機(jī)和水資源污染，搞好海水淡化，加快海水淡化配套設(shè)施的建設(shè)，是我國建設(shè)創(chuàng)新型國家有著重大的戰(zhàn)略意義。

　　根據(jù)水質(zhì)的具體情況我們對(duì)水的處理技術(shù)也在不斷提高。循環(huán)水系統(tǒng)治理行業(yè)主要包括中節(jié)能央空調(diào)冷卻循環(huán)水處理、冷凍循環(huán)水處理、采暖水處理、集中供暖循環(huán)水處理、工業(yè)冷卻冷凍循環(huán)水處理幾個(gè)細(xì)分市場(chǎng)的設(shè)備生產(chǎn)和銷售。水資源綜合治理行業(yè)主要包括污水治理、景觀水回用處理、雨洪利用、城市污廢水綜合利用、普通生產(chǎn)污廢水綜合利用幾個(gè)細(xì)分市場(chǎng)。自來水供應(yīng)及其他主要是由自來水供應(yīng)及其他水處理行業(yè)構(gòu)成。目前，單一的處理技術(shù)已無法滿足水資源綜合治理領(lǐng)域的要求，由于水質(zhì)中的雜質(zhì)較多對(duì)于不同的要求需要有不同的解決方案。醫(yī)學(xué)上將要對(duì)癥下藥，在對(duì)于水質(zhì)上的問題也同樣是這個(gè)道理。

　　我國水處理行業(yè)前景及影響因素

　　主要影響因素：

　　(一)國家政策控制下的剛性需求，主要表現(xiàn)為國家鼓勵(lì)推動(dòng)水污染治理、推動(dòng)節(jié)能減排實(shí)施、重視水資源循環(huán)利用、解決缺水地區(qū)飲水問題等政策引發(fā)的需求。這些需求將主要促進(jìn)循環(huán)水市場(chǎng)、中小規(guī)模的工業(yè)污水處理市場(chǎng)迅速發(fā)展。

　　我國是缺水國家，人均水資源占有率僅有2300立方米。國家十分重視水資源的保護(hù)和循環(huán)利用，鼓勵(lì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、支持可持續(xù)發(fā)展、強(qiáng)力推行節(jié)能減排、重視綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這些都涉及到節(jié)約水資源、加大利用程度的訴求。

　　(二)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平提高產(chǎn)生的內(nèi)在需求，主要表現(xiàn)為城市改造升級(jí)、中高檔社區(qū)建設(shè)、人民對(duì)生活環(huán)境要求提升帶來的公園綠地建設(shè)等新增水處理需求。這方面的需求將主要促進(jìn)雨水、景觀水處理和生活污水處理市場(chǎng)的發(fā)展。

　　水處理行業(yè)前景：

　　水是人類賴以生存和發(fā)展的珍貴資源。水問題的嚴(yán)重性和重要性已日益成為社會(huì)各界的共識(shí)，水處理是影響到每一個(gè)人的全球性問題，中央和地方各級(jí)政府部門都把水問題提到重要位置，要節(jié)水、要加速水污染的治理、要促進(jìn)水的循環(huán)利用，水處理將成為中國未來發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一。

　　一、安全第一，調(diào)閱資質(zhì)

對(duì)于食品企業(yè)來說，食品安全是頭等大事。因此食品企業(yè)在選擇供應(yīng)商的時(shí)候，首要考慮的是安全性。安全性可以從以下幾個(gè)方面考察：

1、工藝和技術(shù)的安全性，能夠確保達(dá)到要求的指標(biāo)。比如，重金屬離子的有效去除，微生物含量的控制。

2、設(shè)備的組成部件安全，不得有有害溶出物。因?yàn)樗幚碓O(shè)備從進(jìn)水到出水會(huì)流經(jīng)各種管道和過濾材料，所以一定要控制這些管道和材料的材質(zhì)，避免往水中新增加對(duì)人有害的二次污染物。

3、報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，一定要有報(bào)警系統(tǒng)，避免受污染的水進(jìn)入食品加工段。

原水經(jīng)過細(xì)砂過濾器過濾，使水的污染指數(shù)降低至5以下，然后由計(jì)量泵加入定量的阻垢劑，以有效抑制水經(jīng)過反滲透裝置時(shí)化學(xué)結(jié)垢的形成，以保證反滲透安全運(yùn)行，使系統(tǒng)總出水為10m3/h。水經(jīng)過一卜述處理，再通過s微米過濾器以防止雜物及大顆粒物體進(jìn)入反滲透膜，水由高壓泵將壓力提升至1．45MPa壓力，進(jìn)入反滲透裝置。反滲透設(shè)備采用膜分離手段來去除水中的離子，有機(jī)物及微細(xì)懸浮物(細(xì)菌膠體微粒)，以達(dá)到水的脫鹽純化目的。

  二、工作原理

  在有鹽分的水中，施以比自然滲透壓力更大的壓力，使?jié)B透向相反方向

進(jìn)行，把原水中的水分子壓到膜的另一邊，變成潔凈的水，從而達(dá)到除去7J<中鹽分的目的，這就是反滲透除鹽原理。

進(jìn)水通過一個(gè)可更換濾芯的5 u微過濾器，此過濾器能去除極大多數(shù)的

懸浮物，通過微過濾器的水進(jìn)入到高壓泵，高壓泵將水送到并聯(lián)的反滲透膜壓力容器內(nèi)，進(jìn)水在壓力容器內(nèi)被反滲透膜分離，以產(chǎn)水和濃水流出壓力容器。

  四、工藝指標(biāo)

  過濾器進(jìn)水壓力：≥0．2MPa

  運(yùn)行壓力：1．45MPa

  脫鹽率：≥98％

  回收率：75％

  產(chǎn)水量：75~／h

  運(yùn)行水溫：20℃．25℃(最佳)

  SDI≤2

  游離氯：≤0．1mg／l

  PH：6．0-7．0

⑴ 原水箱：原水箱每月清洗一次。

⑵ 原水泵：反洗單獨(dú)使用及運(yùn)行時(shí)使用。

 ⑶ 多介質(zhì)過濾器：

①多介質(zhì)過濾器產(chǎn)水量及產(chǎn)水質(zhì)量不合格時(shí)，需反洗一次。（開啟原水泵，先反洗后正洗，正洗完畢后再運(yùn)行。）反洗及正洗排水必須清澈，無明顯顆粒。   

   ②活性炭過濾器：（多介質(zhì)過濾器處于運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行）

活性炭過濾器產(chǎn)水量及產(chǎn)水質(zhì)量不合格時(shí)，需反洗一次。（開啟原水泵、多介質(zhì)過濾器在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，先反洗后正洗，正洗完畢后再運(yùn)行。）反洗及正洗排水必須清澈，無明顯顆粒。 　注：因復(fù)合膜不耐余氯，炭過濾器的作用是除余氯，因此絕不能用未經(jīng)過炭過濾器的水進(jìn)入反滲透膜，否則膜的損壞無法恢復(fù)！��！

（4） 精密過濾器：

精密過濾器的濾芯一般90天或每個(gè)過濾器的壓力降大于0.1MPa時(shí)更換或清洗一次

2、反滲透裝置的運(yùn)行

運(yùn)行前確保反滲透的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作已完畢，預(yù)處理系統(tǒng)各閥門處于運(yùn)行狀態(tài)。

⑴ 全自動(dòng)運(yùn)行時(shí)

開機(jī)：

一級(jí)：原水泵啟動(dòng)、延時(shí)啟動(dòng)高壓泵，加藥泵啟動(dòng)，電動(dòng)慢開門開，檢查流量、壓力、電導(dǎo)率在規(guī)定范圍內(nèi)。液位自動(dòng)控制：一級(jí)水箱無水，原水箱有水，設(shè)備啟動(dòng)，不具備條件是不啟動(dòng)。

二級(jí)：二級(jí)高壓泵啟動(dòng)、PH調(diào)節(jié)加藥啟動(dòng)。檢查流量、壓力、電導(dǎo)率達(dá)到額定值。液位自動(dòng)控制：終端水箱水滿停機(jī)，無水啟動(dòng)，中間水箱無水，二級(jí)高壓泵不啟動(dòng)。

    關(guān)機(jī)：

一級(jí)：高壓泵關(guān)閉、同時(shí)開啟快沖洗電動(dòng)閥，延時(shí)關(guān)閉快沖洗電動(dòng)閥、原水泵。液位自動(dòng)控制：運(yùn)行中，原水箱無水或一級(jí)水箱水滿，設(shè)備停機(jī)。

二級(jí)：二級(jí)高壓泵停止、PH調(diào)節(jié)加藥停止。

⑵ 手動(dòng)開機(jī)：

一級(jí)：原水泵啟動(dòng)、高壓泵啟動(dòng)，加藥泵啟動(dòng)，進(jìn)水電動(dòng)門開啟。

二級(jí)：二級(jí)高壓泵啟動(dòng)、PH調(diào)節(jié)加藥啟動(dòng)，使流量達(dá)到額定值。

注：① 自動(dòng)時(shí)各泵運(yùn)行受各種罐的液位條件控制，條件滿足時(shí)即自動(dòng)開啟。

    ② 手動(dòng)時(shí)各泵運(yùn)行不受各種罐的液位條件控制。

③ 各加藥裝置的藥液濃度應(yīng)每次相同，加藥泵調(diào)節(jié)完畢后勿隨意變動(dòng)。

注：反滲透運(yùn)行時(shí)清洗水泵開關(guān)一定要處于關(guān)閉狀態(tài)，否則會(huì)燒壞清洗水泵�。�！

3、關(guān)機(jī)：

① 高壓泵停、原水泵停。

② 預(yù)處理控制是手動(dòng)的：關(guān)閉原水桶前的自來水進(jìn)水閥。

注：預(yù)處理若是自動(dòng)控制，則主機(jī)電源需24h通電，即RO的總電源不能關(guān)閉，但面板上的電源開關(guān)可以關(guān)閉。

①、進(jìn)水壓力應(yīng)在0.2-0.6MPa，當(dāng)水源壓力無法滿足要求時(shí)，可安裝增壓水泵提高進(jìn)水壓力。如果壓力過高，應(yīng)安裝減壓閥來控制進(jìn)水壓力。

②、進(jìn)水溫度應(yīng)在5-45℃之間， 此裝置不允許在冰點(diǎn)狀態(tài)下工作.

③、電源采用交流200V/50Hz，運(yùn)行中需保證電源不間斷,并不可被其開關(guān)切斷.

④、軟水器應(yīng)安裝在牢固的平臺(tái)上，附近有暢通的下水，并留有足夠的操作和維修空間。

2、安裝步驟

1）、先將樹脂罐.鹽罐就位于堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上,并保證罐體水平 2）、把下布水器牢固安裝在中心管底端，然后插入到樹脂罐中央，在中心管上端低于罐口0.5mm處截?cái)嗖?dǎo)角，然后用膠帶封住中心管口，以防樹脂漏入。

3）、將樹脂均勻地裝入樹脂罐中，樹脂裝填完，取下中心管的封口膠帶，將中心管上部及樹脂罐端面用水沖洗并擦干凈，中心管及控制器密封圈處涂上硅油。 4)、將上布水器安裝到控制閥上，然后將中心管從上布水器內(nèi)插入到控制閥內(nèi)，小心地沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)控制閥，直至旋緊在樹脂罐接口上（或用法蘭連接固定）。一定要確保中心管插入閥體。

注意：上布水器與控制閥、中心管，下布水器與中心管必須嚴(yán)密，防止樹脂跑出。中心管與控制閥必須嚴(yán)密不漏水，否則會(huì)出現(xiàn)竄硬水現(xiàn)象。

5)、組裝鹽閥

①、將吸鹽管與閥體連接的小銅配件插入吸鹽管內(nèi)后，然后把不銹鋼濾網(wǎng)插入小銅配件內(nèi)；帶濾網(wǎng)的一端與控制閥的吸鹽接口相連接，不漏空氣就行。 ②、把鹽閥置入鹽箱的鹽井中，然后與塑料彎頭連接；鹽水管路連接長(zhǎng)度不應(yīng)超過2m，一定要保持良好的密封性，否則會(huì)影響軟水器的再生效果。  6)、排水管的連接長(zhǎng)度不應(yīng)超過6m，不得采用軟塑料管，防止管道變形，影響排水效果。

7)、管道連接

①、按照控制閥進(jìn)出水箭頭標(biāo)記連接進(jìn)出水管，采用流量型再生控制器，流量計(jì)必須安裝在出水口。

②、進(jìn)出水管應(yīng)裝有壓力表及手動(dòng)閥門，同時(shí)還應(yīng)裝有旁通閥，在出水管閥前還應(yīng)安裝有取樣閥。進(jìn)水管閥后一般安裝有 Y 型過濾器，防止管道內(nèi)污物堵塞閥體造成設(shè)備無法正常運(yùn)行。