污水处理基础

污水的处理主要是生化操作，其中污水的化学转化是通过活的微生物进行的。不同的环境有利于不同微生物的生长，这反过来又影响污水的效率，最终产品和处理的替代。污水处理系统，无论是标准的化粪系统还是更先进的处理技术，都试图创造特定的生化环境来控制污水处理过程。

处理污水时会发生三种基本类型的生化转变。首先是去除可溶性有机物。它由溶解的碳化合物组成，例如清洁剂，油脂和人体废物，占污水中BOD的大部分。第二个是不溶性有机物的消化和稳定化。这些是构成BOD其余部分的污水固体，例如人体废物和食物颗粒。第三是氮，磷等可溶性无机物的转化。

进行污水处理的两个主要生化环境称为需氧和厌氧环境。有氧环境是其中溶解的氧气可用量足够大的环境，微生物的生长和呼吸不受缺氧的限制。厌氧环境是其中不存在溶解氧浓度要足够低以限制有氧代谢的环境。生化环境对处理污水的微生物繁殖的生态产生深远影响。有氧条件有助于支持整个食物链，从细菌到轮虫和原生动物。这些微生物利用基于二氧化碳作为主要最终产物的有氧呼吸的许多代谢途径，将有机物分解。厌氧条件有利于主要细菌代谢的生长并产生不同种类的终产物，如下所述。

污水厌氧消化

污水中的固体含有大量易于获取的有机物质，如果进行好氧处理，将使微生物快速生长。厌氧分解能够降解这种有机物质，同时产生的生物量比好氧处理过程少得多（约十）分之一）。厌氧消化的主要功能是稳定不溶的有机物，转化为多的这些固体转化为最终产品，例如液体和气体（包括甲烷），同时产生较少的残留生物质。因此，将常规化粪便池中的污水处理设计为厌氧处理。厌氧处理过的有机物不会分解为二氧化碳。最终产品是低分子量的酸和醇。这些可能会进一步厌氧转化为甲烷，或者如果被有机物的厌氧消化也比有机物的好氧消化慢得多，并且在需要快速消化有机物的地方，必须使用好氧处理过程。

因此，厌氧环境对于反硝化也是必需的，因为进行该​​过程的细菌需要厌氧条件以将硝酸盐还原为氮气。许多脱氮技术被设计成提供厌氧处理室作为处理过程的一部分。

污水好氧处理

顾名思义，此过程利用好氧细菌分解污水。好氧污水处理的主要优点是能够快速，完全消化污水，将BOD降低到水平。本文档中讨论的大多数替代处理技术都采用某种形式的污水好氧处理。此过程主要用于减少BOD，并在除去氮的系统中将废物硝化，并随后进行反硝化。由于原污水中的BOD通常很高，污水中的可用氧气很快被消耗某些装置（例如，JET有氧系统）使用扩展暴露于气体更彻底地消化污水中的固体，以减少，因此大多数好氧处理装置都设计为向污水中补充氧气，以保持处理过程中的需氧量。。大多数有氧处理设备都提供某种类型的人工介质作为污水消化细菌可以在其上生长的表面。并且可以使用多种基本设计。

设计了附加的培养系统，以使废水流过附着在处理单元表面的微生物膜。通过在室内放置某种类型的人造介质，例如泡沫块或具有高替代性的各种回旋的塑料形状，可以增加生物膜生长的表面积。这种人造介质可以放置在处理室中，废水通过其中循环，通常会提供补充空气，从而使处理过程保持有氧状态。这是JET 有氧状语从句：FAST系统-使用的原理。或者，介质可以位于处理室的外部，废水以间歇剂量通过生物膜。这些设计被称为滴滤器并且的英文使用附着培养物的最常见的现场处理设备之一。一些采用滴流过滤器的技术（稍后将进行详细讨论）包括Bioclere，Orenco滴流过滤器和Waterloo生物过滤器。间歇式和循环式砂滤池虽然位于单独的隔室中，但也可以考虑滴滤池的一种形式，其中这些系统能够有效去除BOD。其中有氧的砂土利用细菌生长的介质。通过附加的培养系统通常是有氧的，因此会形成复杂的微生物聚集，包括需氧细菌，真菌，原生动物和轮虫。，将支持硝化细菌的生长，可用于硝化废水，这是脱氮的第一步。

有氧其他系统-利用微生物的悬浮培养来对污水进行需氧处理。这种类型的处理假定处理单元中的固体和污泥中存在常住的细菌。污水在处理室中的剧烈混合导致这些细菌停留在悬浮状态，在那里它们可以好氧消化污水。Cromaglass和Amphidrome单位使用此原理作为批处理反应器处理过程的一部分。它也用于许多大型市政污水处理厂。

的活性污泥处理残留在于其仍利用在处理单元中的固体和淤渣的细菌的居住人口悬浮培养，再次，通常由污水混合，被细菌保持在悬浮液中。但是，在活性污泥法中，通常会停止混合并允许固体沉降。然后假定污泥将变为厌氧性，污泥中的厌氧细菌将使废物脱氮。间歇反应器使用的原理。顾名思义，间歇式反应器分批处理污水。允许大量污水沉淀，以除去固体。然后对这批污水进行暴露气和混合，然后静置进行进行厌氧处理（此过程可以在同一时间上重复重复）。处理完成后，将污水池的最终间歇抽出，下废水池进入设备开始处理。该Cromaglass和Amphidrome系统是间歇反应器的例子。