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醫(yī)用污水處理器原理
醫(yī)療廢水處理機(jī)的原理是城市污水處理廠運(yùn)行過程中的必然結(jié)果。產(chǎn)生大量的殘?jiān)殉蔀槲鬯幚韽S所面臨的難題。目前國內(nèi)廢水處理的主流方式是集中生化處理，因其處置投資較大，常將其與污泥處置分開，目前，污水處理廠產(chǎn)生的大量剩余污泥已形成先污水處理后的處置局面，尚未引起人們足夠的重視，加之我國長期以來片面強(qiáng)調(diào)污水處理的重要性，忽視了污泥處理技術(shù)的開發(fā)和投資，因此，我國污泥處理和處置的水平明顯落后于污水處理技術(shù)的發(fā)展。
殘?jiān)勰嗤ǔ：邢喈?dāng)數(shù)量的有毒有害物質(zhì)(如寄生卵、病原菌、重金屬)和未穩(wěn)定化有機(jī)物，如果不加以適當(dāng)?shù)奶幚砗吞幹�，就會直接或潛在地污染環(huán)境。但是，剩余污泥的處理、處置工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，一般都占污水處理廠總投資的30%~40%，甚至可達(dá)60%以上，污泥處理成本占污水處理廠總運(yùn)行費(fèi)用的20%~50%。其產(chǎn)生污泥的主要環(huán)節(jié)是：格柵、沉砂池、初沉池、二沉池等。現(xiàn)有的城市污水處理場大多采用二級處理工藝。
1、廢水處理實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
淤泥減少和處置的目標(biāo)。
在處理和處置污泥時(shí)，首先要考慮污泥的容量和利用率。經(jīng)過減量化、穩(wěn)定、無害化等處理后的污泥資源已成為主流。因此污泥的處理和處置主要有以下四個(gè)目的：
(1)減量：在污泥最后處置之前，減少容積，以降低污泥處理和最后處置的成本；
(2)穩(wěn)定：通過對污泥進(jìn)行處理，使其穩(wěn)定，并在最后處置后不再產(chǎn)生污泥降解，避免了二次污染；
(3)無害化：達(dá)到污泥的無害化和衛(wèi)生化，例如去除重金屬或消毒等；
(4)資源化：對污泥進(jìn)行處置，以達(dá)到綜合利用、保護(hù)環(huán)境等目的，如產(chǎn)生沼氣等。
一是城市污泥的常用處理和處置方法；
1.1填埋
20世紀(jì)60年代開始采用污泥衛(wèi)生填埋技術(shù)，是根據(jù)環(huán)保要求對傳統(tǒng)埋方進(jìn)行了改良。淤泥可以單獨(dú)填埋，也可以和其它固體廢物一起填埋，現(xiàn)在已成為一種較為成熟的污泥處理技術(shù)。該工藝具有投資少、容量大、見效快等優(yōu)點(diǎn)。但是，這些措施有下列問題：
(1)淤泥填埋場的土力學(xué)性質(zhì)(以剪切強(qiáng)度表示：橫向剪切強(qiáng)度>25kN/m2)要求更高，面積大，需要大量運(yùn)輸；
(2)剩余污泥脫水后，一般仍有約75%的含水量，所以填埋地基必須進(jìn)行防滲濾處理，否則會污染地下水資源；
(3)填埋污泥會增加填埋壓實(shí)機(jī)的施工難度，使填埋場衛(wèi)生條件越來越差，對周圍環(huán)境也會造成很大影響；
(4)近幾年來，各國從土地和環(huán)境保護(hù)的角度，就填埋地點(diǎn)、工藝和污染物處理標(biāo)準(zhǔn)等問題提出了更高的要求和管理。淤泥的土地收益，有兩種途徑：農(nóng)業(yè)和園林綠化。在污泥土地利用方面，既能充分利用污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)，又能解決污泥出水問題，減少污泥對環(huán)境的二次污染。筆者認(rèn)為，在污泥土地利用過程中，應(yīng)綜合考慮重金屬、致病菌、有毒有機(jī)物等污染物對環(huán)境和人類的影響，確定合理的污泥施用量與使用年限，使污泥土地利用工作能合理、安全地進(jìn)行。
1.1厭氧消化過程。
20世紀(jì)80年代以前，大部分污泥都是通過厭氧消化方法進(jìn)行處理，以殺滅微生物病菌和生產(chǎn)部分可用的沼氣。對厭氧消化影響岡素消化的主要因素是溫度，分為低溫、中溫和高溫兩種消化溫度；一般說來，堿度應(yīng)為100~150度(碳酸鈣)；混合的方式，攪拌可縮短消化時(shí)間，生泥、熟泥的比例、投配比例、比例和比例均在5%~12%；碳氮比、一般而言碳氮比例為(10~20)∶1時(shí)，消化效果較好；有毒物質(zhì)，主要是重金屬離子和一些陰離子。通過對常溫厭氧泥消化過程中停留時(shí)間的分析研究，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速度、產(chǎn)氣率、有機(jī)物分解率都明顯低于常溫消化法，中溫法消化，在中、低濃度下消化，有機(jī)物質(zhì)在一定程度上分解，需要在150天內(nèi)進(jìn)行消化，溫度比較高的是12~30天。傳統(tǒng)的厭氧法由于污泥水解率較低，存在著消化率低、停留時(shí)間長(20~30天)、處理效率低(VOC去除率30%~40%)等缺點(diǎn)。為了提高污泥的厭氧消化能力，提高處理效率，增加沼氣產(chǎn)量，近年來國內(nèi)外對污泥進(jìn)行了大量的研究。
1.2城市污泥好氧消化。
微生物在內(nèi)部呼吸過程中發(fā)揮著作用，利用氧氣，分解可降解有機(jī)物，是污泥好氧消化的關(guān)鍵。上世紀(jì)60~70年代，污泥好氧消化技術(shù)開始興起，最初是為了降低污泥中的有機(jī)物含量，限制污泥發(fā)酵，起到降低臭氣、穩(wěn)定污泥的作用。在污泥有氧消化的同時(shí)，可降低污泥中致病微生物的數(shù)量。此外無菌物質(zhì)在好氧消化過程中發(fā)生的自溶反應(yīng)是污泥減量，并且在高溫下釋放能量(40~60℃)，從而使二氧化碳產(chǎn)生銨態(tài)氮增溶。該工藝曝氣時(shí)間長，能耗大，在反應(yīng)后期由于硝化反應(yīng)中積累了大量的酸性物質(zhì)，使反應(yīng)體系中的pH降低，抑制了消化反應(yīng)的順利進(jìn)行，因此必須對體系投加堿維持反應(yīng)進(jìn)行。中小型污水處理廠最新研制成功，適用于Auto-ThermophilicAerobicDigestion自動升溫過程，ATAD)不但克服了傳統(tǒng)好氧消化工藝的缺點(diǎn)，而且具有消化速度快、占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。但其泡沫過多，不易控制，產(chǎn)生臭味較大。
2城市污泥處理處置新技術(shù)。
2.1缺氧/好氧消化工藝。
該工藝與好氧消化工藝相比，適合于小型污水處理廠(≤20000m3/d)處理污泥，它縮短了通氣時(shí)間和能源消耗，在反應(yīng)過程中，可利用缺氧段反硝化作用產(chǎn)生的堿度堿在緩沖性好氧消化反應(yīng)中生成酸性物質(zhì)，阻止了反應(yīng)器的pH降低。張艷萍、彭永臻研究表明好氧/缺氧消化能滿足污泥穩(wěn)定性要求，常溫下消化16天，VS可達(dá)到38.2%的去除率，而好氧/缺氧消化工藝要比傳統(tǒng)的好氧消化工藝高，消化污泥上清液中氨氮、硝態(tài)氮含量均達(dá)到36.4%。所以好氧/缺氧可以節(jié)約能源，提高氮素去除率，保持酸堿度平衡，有利于污泥有氧消化。
2.2細(xì)菌捕食。
一些細(xì)菌可以促進(jìn)污泥的減量，如乳酸菌，這是一種最大的特點(diǎn)，它可以產(chǎn)生大量的乳酸，從而降低周圍環(huán)境的pH呈酸性，從而抑制污泥中某些菌群的生長。該菌群利用污泥中的一些還原性物質(zhì)來促進(jìn)其生長代謝，因而具有污泥降解的功能。淤泥中大部分含有腸道致病菌和寄生蟲，乳酸菌可分泌抑菌素，降低污泥毒性，但其作用效果受到污泥濃度和發(fā)酵時(shí)間的限制。因?yàn)樗陨泶x過程中需要的營養(yǎng)素如葡萄糖等。無法有效滿足于污泥，從而阻礙了正常生長。因此，如果只用乳酸菌來處理污泥，其處理效果維持的時(shí)間一般不會太長這一點(diǎn)，看著乳酸菌在污泥處理中的實(shí)際作用。通過姚飛等研究，證明所研制的復(fù)合菌劑中，乳酸菌是一種pH穩(wěn)定的細(xì)菌，同時(shí)還具有一定的降解污泥和去除臭味的能力。協(xié)同其它有益菌群，相互補(bǔ)充，更有效地降解污泥；
2.3生物細(xì)胞溶解體系。
此外，還可以通過強(qiáng)化微生物的隱性生長來實(shí)現(xiàn)污泥減量。隱伏生長是細(xì)菌利用其衰亡細(xì)菌形成的次級基質(zhì)生長。這個(gè)過程包括溶胞和生長。采用多種溶胞技術(shù)，使細(xì)菌能快速死亡并分解成基質(zhì)，再被其它細(xì)菌利用，是廣泛應(yīng)用于污泥減量工藝的一種方法。在傳統(tǒng)模型中，可以認(rèn)為促進(jìn)細(xì)胞溶解，增加細(xì)胞衰減率，從而減少細(xì)胞殘存。
