城镇污水一般来自于居民的日常生活、相关的餐饮服务以及公共卫生服务设施等的排水。城镇污水较工业污水不同的是:其水质中含有较多的有机物,不仅包含蛋白质、淀粉等物质,而且还包含氨氮和磷等无机物。因此,我们应设计分散式污水处理设施,提高出水的水质,才能达到对污水的净化效果。此外,城镇污水中还含有较多的病原微生物和悬浮物。因此,在对进出水的水质进行设计时,应根据生活污水排放的标准和性质,将其水质的性能设计为一级A排放标准。
2、试验装置和工艺流程
当设计好水量以及进出水水质后,我们就应该进行试验装置的配备,并掌握整个工艺流程,这样能促进双膜智能一体化工艺技术在分散式污水处理中的应用,从而实现对环境的有效保护。下面针对试验装置和工艺流程展开具体的分析与讨论。
城镇生活污水由于大多来自于居民生活排放的污水。因此,其污水中的悬浮物具有浓度高、有机物浓度低以及可生化性好的特点。我国当前的城镇污水处理技术有:人工湿地技术、生物接触氧化工艺技术和氧化沟工艺技术等。而双膜智能一体化工艺技术主要就是将膜生物反应器和超滤膜池进行组合,这样既能发挥生物反应器所具备的高效降解的功能,而且还能发挥超滤膜的高效分离功能。因此,双膜智能一体化工艺技术可以降解城镇污水中的悬浮物,进而提高人们的用水质量。
污水处理工艺的主要流程(图1)为:①首先通过管道对污水进行收集,并将收集好的污水经过粗格栅进行处理。这样就能在一定程度上去除污水中的漂浮物和悬浮物,为后续相关工作的开展提供保障。②当污水经过格栅后,就应将其放入调节池中,从而实现对水质水量的均匀调节,这样就能促进整个工艺流程的稳定运行。③将调节后的污水放入膜生物反应器中,这样就可利用膜反应器中组合填料表面的厌氧微生物和好氧微生物,实现对污水中相关元素和离子的降解。④将膜生物反应器处理好的污水终放入浸没式的超滤膜池中,这样就可以利用超滤膜池中的空纤维膜和曝气器,来去除城镇污水中的NH3-N,进而将硝态氮进行还原。④污水中的污垢和病菌就会被留在超滤膜池内,而被处理过的污水就会从出水口排出,在一定程度上实现了对城镇污水的系统化处理,从而提高水资源的回收再利用率。
目前的污水处理方法主要有物理化学法和生物法。物理化学法处理费用较高,且易产生二次污染,所以,越来越多的学者开始关注生物处理法。传统的生化二级处理除磷工艺将大量的磷从污水中转移到剩余污泥中,从根本上看,仍然不能消除磷对生态环境的影响。微藻具有较高的光合作用效率,其光合作用效率可以达到20%甚至更高,远超出一般陆地植物的0.5%。借助它利用氮、磷等营养物质合成复杂的有机质,因此,藻类可降低水体中的氮、磷含量。另外,藻类细胞具有富集金属的能力,对Zn、Hg、Cd、Cu、U、Pb等金属离子的富集可达几千倍,并且由于其生长速度快,代谢迅速,吸附作用快而净化效率高。因此,利用藻类净化污水正成为污水处理中的重要研究方向。
本研究利用分离到的一株微藻,探讨其对不同类型污水的深度净化的能力和生物量生长水平,从而获得污水培养微藻的较佳生长和净化污水条件。
1、材料与方法
1.1 微藻的分离与鉴定
1.1.1 微藻的分离培养
本实验采用的藻株分离自青岛市石老人海水浴场附近海域,采用微吸管法分离微藻。分离出的藻株采用f/2培养基培养。配制培养基的海水取自青岛胶州湾,经0.45μm膜过滤并高温高压灭菌后使用。将分离出的藻种接种到盛有600mL培养液的锥形瓶中,然后置于培养箱中培养。培养温度控制在22℃±1℃,光照强度3500lux,光暗比12h)∶(12h),每天定时摇晃3次。
1.1.2 微藻的电镜扫描分析
实验对微藻培养液进行处理,采用薄铜片作载体。首先,在载物盘上粘上双面胶带,然后粘上干净的薄铜片,再把培养液小心滴在铜片上,用台灯近距离照射10min,液体蒸发干燥后涂电银浆和蒸金。
1.2 污水的特征
本研究用于培养微藻的水源分别来自中国海洋大学崂山校区污水处理站的中水和青岛李村河的生活污水。学校污水处理站主要收集游泳池、浴池和洗漱用水,经过格栅滤除颗粒物、头发,经过沉淀氯消毒后供生活区冲厕、园林使用。青岛李村河的部分区段在枯水期无径流,为周边村镇污水排放的主要渠道,污水在顺势流淌的过程中,大的颗粒物逐渐沉淀下来,部分有机质被降解。污水经过孔径为45μm混合膜过滤,去除固形物,经高压蒸汽灭菌后备用。水质具体参数见表1。