小型生活污水处理系统

氧化沟工艺是传统活性污泥法的一种变形和发展，突出的优点是在保证稳定的处理效果前提下，占地面积小，运行管理简单，降低了总投资和运行费用，同时除氮，除磷的效果优于传统活性污泥法。氧化沟工艺也有许多类型，按池型，运行方式、曝气设备的差别，目前较流行的有两种：T型氧化沟（三沟氧化沟）。
主要设备：排污泵、格栅、转刷曝气机、潜水推流器、污泥回流泵、刮吸泥机、压榨机等。
氧化沟又名氧化渠，是一种无终端连续流环形反应生物器，是活性污泥的一种改良方法。因为废水和活性污泥的混合液在环状的曝气沟渠中不断循环，又被称为“连续循环曝气池”。目前应用较为普遍的为卡鲁塞尔氧化沟工艺。氧化沟的基本特点是污水在一个首尾相接的闭合沟道中循环流动，沟内设有曝气和推动水流的装置，污水在流动过程中得到净化。

小型生活污水处理系统大部分的氧化沟平面呈环状沟渠形，由池体、曝气设备、进水分配井、出水溢流堰和自动控制设备等部分组成。曝气设备又是氧化沟的主要装置，它起着供氧、推动水流作水平方向的流动和防止活性污泥沉淀等作用。常用曝气设备有表面曝气机、曝气转刷、剪切式转盘曝气机、射流曝气器和导管式曝气机等。曝气设备通常安装在沟体直线段的适当位置上，并应考虑通过改变曝气机的转速或淹没深度来调节曝气机的充氧能力，以适应运行的要求。
氧化沟的主要特点有：
1）具有广泛适用性和灵活性：既可以用于中小型污水处理厂，又可以用于较大型污水处理厂；既可以去除有机污染物，又可以脱氮除磷；既可以机械曝气，也可以鼓风曝气；既可以低负荷运行，也可以高负荷运行。
2）流程简化，一般不需设初沉池。由于氧化沟内的水力停留时间与泥龄都很长，悬浮状有机物在沟内可获得较*的降解，出水水质较好，活性污泥产量少而且趋于稳定，勿需进行消化处理。设计中甚至可考虑不单设二沉池，使氧化沟与二沉池合建，可省去污泥回流装置，从而简化了处理流程，降低了工程基建费用。
3）氧化沟中的循环流量很大，进入沟内的污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷的能力。对不易降解的有机物也有较好的处理效果。对水质、水量变化剧烈的中小型污水处理厂很有利。
4）处理效果稳定可靠，不仅可满足COD、BOD5、SS的排放要求，还可以达到脱氮除磷的效果。氧化沟存在的溶解氧浓度梯度使微生物交替处于好氧状态和缺氧状态，而引起污泥膨胀的丝状菌绝大多数是专性好氧菌，在这种环境中处于生存劣势，因而氧化沟可以有效的控制污泥膨胀。

5）氧化沟设备基本实现国产化，在质量上能满足使用要求，价格比国外设备便宜很多，能显著降低设备费用。
2）氧化沟具有推流特性，因此沿池长方向具有溶解氧梯度，分别形成好氧、缺氧和厌氧区。通过合理设计和控制可使N和P得到较好地去除。
3）操控灵活，如曝气强度可以通过调节转速或通过出水溢流堰来改变曝气机的淹没深度；交替式氧化沟各沟间交替运行的动态控制等。
4）在技术上具有净化程度高、耐冲击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能耗低等特点。
小型生活污水处理系统氧化沟工艺的缺点：
（1）污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。
（2）泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能*有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。
（3）污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上??；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上??；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。

厌氧池内利用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理。
高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
(1)水解阶段
水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。
高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。

（2）发酵（或酸化）阶段
发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。
在这一阶段，上述小分子的化合物发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到?；は窦淄榫庋难细裱嵫蹙馐苎醯乃鸷τ胍种?。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此，未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
MBR膜地埋式生活污水处理装置在厌氧降解过程中，酸化细菌对酸的耐受力必须加以考虑。酸化过程pH下降到4时能可以进行。但是产甲烷过程pH值的范围在6.5～7.5之间，因此pH值的下降将会减少甲烷的生成和氢的消耗，并进一步引起酸化末端产物组成的改变。
(3)产乙酸阶段
在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
(4)甲烷阶段
这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、二氧化碳和氢气等转化为甲烷的过程有两种生理上不同的产甲烷菌完成，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的1/3，后者约占2/3。
废水生物处理的目的
废水生物处理的主要目的有以下3点：①絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；②稳定和去除废水中的有机物；③去除营养元素氮和磷。