预制生化池主要基于微生物的代谢作用来处理污水,其工作原理涉及多个关键环节,以下为你详细介绍:
基本原理概述
预制生化池利用微生物(包括细菌、真菌、原生动物等)在适宜的环境条件下,将污水中的有机污染物作为营养物质进行分解和转化,把复杂的有机物逐步降解为简单的无机物,如二氧化碳、水和氮气等,从而使污水得到净化。
具体工作过程
1. 污水进入与混合
污水首先通过进水管进入预制生化池。在池内,污水与池中原有的活性污泥(含有大量微生物)充分混合。这种混合为微生物与污水中的有机物提供了良好的接触机会,是后续生物反应的基础。例如,在一些预制生化池中,会通过设置搅拌装置或者利用污水的流动动力来实现污水和活性污泥的混合。
2. 好氧分解(好氧生化处理阶段)
原理:在曝气系统的作用下,向池内通入空气,使池内保持充足的溶解氧。好氧微生物在有氧的环境中,能够将污水中的有机物质进行氧化分解,将其转化为二氧化碳、水和能量,以维持自身的生长和繁殖。
作用:这一过程可以快速去除污水中大量的易降解有机物,如碳水化合物、蛋白质、脂肪等。例如,常见的活性污泥法就是利用好氧微生物的这一特性,在好氧条件下将污水中的有机物分解,从而达到净化水质的目的。同时,好氧过程还能将污水中的部分氨氮通过硝化作用转化为硝酸盐氮。
3. 厌氧分解(厌氧生化处理阶段,部分预制生化池具备)
原理:如果预制生化池设有厌氧区域或者采用厌氧处理工艺,污水在无氧的环境中,厌氧微生物会对有机物进行分解。厌氧微生物通过发酵等过程,将复杂的有机物分解为简单的有机酸、醇类等中间产物,进而再转化为甲烷和二氧化碳。
作用:厌氧处理对于一些难降解的有机物有较好的处理效果,并且可以产生沼气作为能源回收利用。同时,在厌氧环境中,部分硝酸盐氮会被反硝化细菌还原为氮气,从而实现脱氮的目的。例如,在处理高浓度有机废水时,厌氧处理阶段可以先将大分子有机物分解为小分子有机物,为后续的好氧处理创造有利条件。
4. 泥水分离
经过微生物的代谢处理后,污水中的大部分有机物已经被降解,但此时污水中还含有大量的微生物絮体(活性污泥)和其他固体杂质。预制生化池通常设有泥水分离区域,如沉淀池等。在这个区域中,利用重力沉降的原理,使活性污泥等固体颗粒沉淀到池底,而处理后的清水则从上部流出。
污泥回流:为了保持池内微生物的数量和处理效果的稳定,一部分沉淀下来的活性污泥会通过污泥回流系统重新回到生化处理区域,继续参与有机物的分解过程。
微生物的作用机制
分解代谢:微生物通过分泌各种酶,将污水中的大分子有机物分解为小分子有机物,然后再进一步分解为简单的无机物。例如,淀粉酶可以将淀粉分解为葡萄糖,蛋白酶可以将蛋白质分解为氨基酸等。
合成代谢:微生物利用分解代谢过程中产生的能量和中间产物,合成自身的细胞物质,如蛋白质、核酸等,从而实现自身的生长和繁殖。同时,微生物在生长过程中也会不断更新和代谢,维持微生物群落的稳定性和活性。