小型醫(yī)療廢水處理裝置

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    生物評(píng)價(jià)指數(shù)
Madoni在采用原生動(dòng)物組成、數(shù)量來(lái)指示污水處理狀態(tài)的基礎(chǔ)上，提出用污泥生物指數(shù)SBI(Sludge Biotic Index)來(lái)評(píng)價(jià)活性污泥的生物特性。這使一直使用觀察的感性認(rèn)識(shí)判斷生物特性的方法變?yōu)槭褂镁唧w數(shù)值。SBI是根據(jù)以下幾個(gè)方面確定的。
(1)原生動(dòng)物的密度。根據(jù)普遍的研究認(rèn)為：在活性污泥中，原生動(dòng)物的密度>106個(gè)/L為良好，104～106個(gè)/L為中等，<104個(gè)/L則為差。因此，SBI在列表時(shí)分為≥1066個(gè)/L和<106個(gè)/L兩檔，前者比后者的SBI大。

(2)原生動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種群。把原生動(dòng)物分為匍匐性、部分固著性纖毛類或Testate amoebae類，固著性纖毛類，蓋蟲屬，小口鐘蟲，游泳纖毛蟲，小型游泳鞭毛蟲六類，SBI隨以上順序逐漸減小。
(3)原生動(dòng)物的種類總數(shù)。把活性污泥中檢測(cè)出的所有原生動(dòng)物種類數(shù)量劃分為>10，8～10，5～7，<5(單位：個(gè)/mL)。SBI隨以上順序逐漸減小。
(4)小型鞭毛蟲的數(shù)量。由于小型鞭毛蟲出現(xiàn)能指示污水處理相對(duì)不理想。所以把其數(shù)量劃分為<10，10～100(單位：個(gè)/mL)。前者SBI大于后者。

③纖毛類，原生動(dòng)物周身表面或部分表面具有纖毛，作為行動(dòng)或攝食的工具，具有胞口、口圍、口前庭和胞咽等司吞食和消化的細(xì)胞器官，分為游泳型和固著型兩種，游泳型包括漫游蟲屬、草履蟲屬、腎形蟲屬、斜管蟲屬等，固著型常見的有鐘蟲屬、累枝蟲屬、蓋蟲屬、聚縮蟲屬、盾纖蟲屬和殼吸管蟲屬等，纖毛類運(yùn)動(dòng)速度較快，可達(dá)200～1 000 μm/s。
    活性污泥凈化污水通過(guò)哪幾個(gè)基本作用？
（1）吸附作用?；钚晕勰啾缺砻娣e大（2000~10000m2/m3混合液），并且表面具有黏質(zhì)層，因此對(duì)污水中的污染物具有強(qiáng)的吸附性，尤其是對(duì)懸浮的膠體的物質(zhì)，吸附作用進(jìn)行很快，一般在污水與活性污泥接觸后10~30min即可基本完成。
（2）代謝作用。活性污泥將被吸附的一部分有機(jī)物合成新的細(xì)胞物質(zhì)，而對(duì)另一部分有機(jī)物質(zhì)則進(jìn)行分解代謝，以獲得合成新細(xì)胞所需要的能力，并終形成穩(wěn)定的簡(jiǎn)單物質(zhì)。好氧和厭氧微生物代謝產(chǎn)物不同，如下
（3）凝聚沉降作用?；钚晕勰啻x作用后，具有凝聚沉降性能，可以與處理后的水分開，使污水得到凈化。

小型醫(yī)療廢水處理裝置不同曝氣方式下反應(yīng)器進(jìn)出水氨氮濃度、氨氮去除率和氨氮去除負(fù)荷如圖6和7所示。階段1一階段4，平均氨氮出水濃度分別為19.6,32.9,34.7和32.9 mg / L;平均氨氮去除率分別為53. 4% ,24.8%,18.5%和20.0%;平均氨氮去除負(fù)荷分別為0. 089 , 0. 043 , 0. 031和0. 034 kg / ( m3 · d)。可見，階段1一階段4隨著停曝時(shí)間的增加，DO濃度下降，硝化活性受到抑制，氨氮的去除效果降低，DO濃度與氨氮去除負(fù)荷存在極顯著正相關(guān)關(guān)系(R=0.997 ,P <0.01)。階段4氨氮去除效果略優(yōu)于階段3，可能由于階段4曝氣周期DO濃度波動(dòng)(0. 15一1.22mg/L)大于階段3(0.42一0. 65 mg / L)，能夠出現(xiàn)較高DO濃度環(huán)境，且平均DO濃度略高，硝化活性抑制相對(duì)較弱。

    反應(yīng)器內(nèi)SND過(guò)程有利于TN去除。不同曝氣方式下反應(yīng)器進(jìn)出水TN濃度、TN去除率和 TN去除負(fù)荷如圖8和9所示。階段1一階段4，平均TN出水濃度分別為30. 0 、35. 1 、40. 2和39. 0 mg / L ;平均TN去除率分別為43.4% ,32.8% ,22. 0%和26.5 %;平均TN去除負(fù)荷分別為0. 092 、 0. 069 、 0. 045和0. 057 kg/(m3·d) 。

     壓力溶氣罐的出水閥門必須*打開，以防水流在出水閥處受阻，使氣泡合并變大。
（4）控制氣浮池出水調(diào)節(jié)閥門或可調(diào)堰板，將氣浮池水位穩(wěn)定在集浮渣槽口以下5~10cm，待水位穩(wěn)定后，用進(jìn)出水閥門調(diào)節(jié)。
（4）反應(yīng)pH值。酶蛋白為兩性電解質(zhì)，只有處在等電狀態(tài)時(shí)，即蛋白質(zhì)分子所帶凈電荷為零時(shí)的pH值，每才具有良好的活性。維持酶活性大時(shí)的環(huán)境pH值，就是適宜pH值。在事宜pH值條件下，生物降解速度快。
（3）兼性微生物。這類微生物介于上述二者之間，在缺氧的環(huán)境中生存。兼性微生物處理裝置內(nèi)溶解氧好小于0.4mg/L，BOD5的代謝有硝態(tài)氮維持。
污泥沉降比主要反映活性污泥凝聚沉降性能。當(dāng)凝聚沉降性能良好時(shí)，沉降比的大小還可以反映曝氣池混合液中污泥數(shù)量的多少，因此，可用來(lái)控制污泥的排放時(shí)間和排放數(shù)量。

    我國(guó)是世界上水資源短缺zui為嚴(yán)重的國(guó)家之一,城市污水回用是解決水資源短缺的有效途徑。城鎮(zhèn)生活污水的處理以生物法為主,出水水質(zhì)通常不能滿足回用水的要求,需要深度處理,以進(jìn)一步去除水中微量有機(jī)污染物、懸浮物、氮和磷等。臭氧深度處理是一種簡(jiǎn)單、有效的深度處理技術(shù),反應(yīng)快且無(wú)二次污染,常用于生活污水的深度處理。針對(duì)如何評(píng)價(jià)和表征處理后回用水的水質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題,研究者主要采用生物毒性作為物理化學(xué)指標(biāo)的補(bǔ)充。急性生物毒性是指人、魚類、細(xì)菌和藻類等生物體在一次或在24 h 內(nèi)多次與毒性物質(zhì)接觸后,短期內(nèi)產(chǎn)生的致毒效應(yīng)。水體中含有各種無(wú)機(jī)離子和有機(jī)物,水體中的氯離子、根離子和根離子,有可能與高級(jí)氧化過(guò)程中產(chǎn)生的·OH 等發(fā)生反應(yīng),MUTHUKUMAR等在處理染料廢水中報(bào)道,臭氧氧化中的臭氧、·OH 和水體中的無(wú)機(jī)離子會(huì)發(fā)生反應(yīng)。但是目前針對(duì)生活污水的臭氧深度處理研究中,缺乏對(duì)臭氧深度處理對(duì)出水急性毒性的影響因素的研究。
本實(shí)驗(yàn)采用臭氧氧化深度處理生活污水,研究臭氧氧化對(duì)生活污水的急性毒性變化的影響,考察水中無(wú)機(jī)離子對(duì)臭氧氧化深度處理生活污水急性毒性的影響,并對(duì)產(chǎn)生毒性的主要物質(zhì)組分進(jìn)行了分離,以識(shí)別關(guān)鍵的生物毒性組分。
    有人證明奇觀獨(dú)縮蟲在自然水體中 1 h能吃3萬(wàn)個(gè)細(xì)菌。Curds等人在曝氣池中接種纖毛類原生動(dòng)物，出水大為改善。②絮凝作用，細(xì)菌生長(zhǎng)到一定程度后就凝集成絮狀物。這種絮狀物為原生動(dòng)物提供了著生的環(huán)境，反過(guò)來(lái)絮狀物上的原生動(dòng)物能加速絮凝過(guò)程。Curds等證明纖毛蟲能分泌兩種物質(zhì)，一種稱為P物質(zhì)，是一種多糖類碳水化合物;另一種是屬于單糖結(jié)構(gòu)的葡萄糖及阿拉伯糖，表面電荷為負(fù)的懸浮顆粒會(huì)吸收這種P物質(zhì)，通過(guò)懸浮顆粒表面電荷的改變，就使懸浮顆粒集結(jié)起來(lái)，形成絮狀物。另外，纖毛蟲還能分泌一種粘液，能把絮狀物再聯(lián)結(jié)起來(lái)。原生動(dòng)物分泌的粘液對(duì)懸浮顆粒和細(xì)菌均有吸附能力。這就促進(jìn)了菌膠團(tuán)的形成和處理能力的提高。微氣泡通常是指直徑為10 - 50 μm的微小氣泡，其在氣液傳質(zhì)及有機(jī)污染物去除方面表現(xiàn)出潛在優(yōu)勢(shì)，在廢水處理領(lǐng)域逐漸受到關(guān)注。已有研究證實(shí)微氣泡曝氣對(duì)臭氧傳質(zhì)具有強(qiáng)化作用，并大幅提高臭氧氧化效率和臭氧利用率;同時(shí)，微氣泡曝氣中氣含率遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)氣泡曝氣，在廢水處理中，能夠提高氧傳質(zhì)速率及污染物去除效果。
 TN采用TOC分析儀(TOC-Vcpn，島津，日本)測(cè)定;DO采用便攜式溶解氧測(cè)定儀(WTW cellOx 325 , WTW，德國(guó))測(cè)定，連續(xù)曝氣每日測(cè)定4次，間歇曝氣每日測(cè)定4個(gè)曝氣周期zui大DO濃度(停曝前)和zui小DO濃度(曝氣前)，均取平均值作為日均DO濃度;測(cè)定生物膜耗氧速率(OUR)以反映其生物活性，包括碳氧化活性和硝化活性;電能消耗采用單相電子式電能表(D D S607，德力西，中國(guó))測(cè)定。
1. 4統(tǒng)計(jì)分析
    本研究使用SPSS statistics 19軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，考察不同參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系。R值表示變量間的相關(guān)關(guān)系程度和方向。R=-1表明變量之間*負(fù)相關(guān)，R=1表明變量之間*正相關(guān)，而R =0表明沒有相關(guān)關(guān)系。P值表示相關(guān)性系數(shù)檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量顯著性概率，當(dāng)P < 0. 05時(shí)，表明相關(guān)性顯著，P<0. 0 1時(shí)，表明相關(guān)性非常顯著;當(dāng)P > 0. 05時(shí)，表明無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系。
2結(jié)果與討論(3)生殖方式。原生動(dòng)物的生殖方式有無(wú)性生殖和有性生殖。無(wú)性生殖即簡(jiǎn)單的細(xì)胞分裂，細(xì)胞核和原生質(zhì)一分為二。在營(yíng)養(yǎng)、溫度、氧等環(huán)境條件良好的場(chǎng)合，原生動(dòng)物就進(jìn)行連續(xù)的無(wú)性生殖。當(dāng)出現(xiàn)有性生殖(接合生殖)時(shí)，往往預(yù)示環(huán)境條件變差或種群已處于衰老期。
5.4 預(yù)測(cè)出水水質(zhì)
    Gurds等人在91個(gè)活性污泥曝氣池中進(jìn)行調(diào)查，找出原生動(dòng)物種類組成與排放水水質(zhì)之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)雖然原生動(dòng)物對(duì)環(huán)境適應(yīng)的范圍較寬，但zui合適、數(shù)量zui多的是集中在一個(gè)狹小的范圍內(nèi)。根據(jù)這一特征，將出水BOD分為4個(gè)等級(jí)：0～10 mg/L,11～20 mg/L，21～30 m g/L，>30 mg/L，得出活性污泥中纖毛蟲的組合比率，并和出水BOD對(duì)應(yīng)，進(jìn)行列表。反復(fù)試驗(yàn)，找出規(guī)律。在以后的運(yùn)行中，只要觀察原生動(dòng)物的構(gòu)成情況，即可以預(yù)測(cè)出水BOD了。實(shí)際證明，有柄纖毛蟲的數(shù)量和質(zhì)量是預(yù)測(cè)出水水質(zhì)zui重要的原生動(dòng)物。 Al-Shahwani等人為了采用原生動(dòng)物來(lái)反映污水廠的運(yùn)行效果。通過(guò)回歸分析法，建立出水水質(zhì)和原生動(dòng)物種群和數(shù)量的數(shù)學(xué)模型。其中有：BOD=a0+a1x1+a2x2+…這里 x是某一特定原生動(dòng)物的記錄數(shù)量，a是對(duì)應(yīng)的回歸系數(shù)。

    可以看到，階段1一階段4 TN去除性能也逐漸下降，其原因是TN去除依賴于SND效果，DO濃度降低有利于反硝化過(guò)程而不利于硝化過(guò)程，而各階段DO濃度與TN去除負(fù)荷存在顯著正相關(guān)關(guān)系(R=0.957 ,P <0.05)，表明硝化作用是SND過(guò)程的限速步驟，因此TN去除隨著氨氮去除效果的下降而下降。同時(shí)，TN去除性能下降的幅度低于氨氮去除性能的下降幅度，因此，SND過(guò)程可能是TN去除的主要但不是*途徑。低DO濃度下，生物膜內(nèi)TN去除可能還包含其他生物脫氮過(guò)程，包括短程硝化反硝化過(guò)程、短程硝化厭氧氨氧化過(guò)程等。
    階段4 DO濃度波動(dòng)大于階段3，好氧/缺氧環(huán)境交替更為顯著，有助于不同生物脫氮過(guò)程的進(jìn)行，因此TN去除性能更高。此外，階段4 TN去除負(fù)荷比階段3高0. 012 kg/(m3·d)，按照反硝化過(guò)程中C:N理論zui低值2.86:1，階段4 COD去除負(fù)荷應(yīng)比階段3高0. 034 kg/(m3·d) 以上，接近于實(shí)際運(yùn)行中的0. 050 kg/(m3·d) 。可見，階段4 TN去除對(duì)COD的消耗是其COD去除略優(yōu)于階段3的另一主要原因。
2. 5不同曝氣方式下生物膜活性
    階段1一階段4運(yùn)行末期取填料上生物膜樣品，測(cè)定各階段生物膜耗氧速率，以反映其好氧生物活性變化，結(jié)果如圖10所示。階段1一階段4，生物膜總氧化活性分別為63. 03 、51. 32 、47. 74和49. 66 mg O2·(gVSS·h)-1;碳氧化活性分別為41. 11、 40. 82、36. 93和38. 21 mg 02·( g VSS·h)-1;硝化活性分別為20. 92、13. 50 、10. 81和11. 45 mg O2 · ( g VSS · h) -1。可見，階段1一階段4隨著停曝時(shí)間的增加和DO濃度降低，生物膜好氧生物活性有所降低，特別是硝化活性下降更為顯著。同時(shí)，生物膜好氧生物活性降低與COD和氨氮去除效果下降的趨勢(shì)相一

    為考察水中無(wú)機(jī)離子對(duì)臭氧氧化處理生活污水急性毒性的影響,在上述出水水樣中人工投加了一定量的氯離子、根離子和根離子,配置以下模擬水樣,如表3 所示。
1. 3 水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定
    水樣的COD、TOC、氨氮和總磷的測(cè)定方法采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法 :COD 采用微回流消解比色法測(cè)定(Hach DR890,USA);TOC 采用島津TOC 分析儀測(cè)定(Shimadzu TOC-VCPH,Japan);氨氮采用水楊酸-次氯酸鹽分光光度法測(cè)定;總磷采用過(guò)鉀消解-鉬銻抗分光光度法測(cè)定;氣相中臭氧濃度的測(cè)定方法參考《臭氧發(fā)生器臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗的測(cè)量CJ/ T3028. 2-1994》,液相中的臭氧濃度采用靛藍(lán)法檢測(cè)。