MBR膜地埋式生活污水處理裝置

厭氧池內利用厭氧菌的作用，使有機物發生水解、酸化和甲烷化，去除廢水中的有機物，并提高污水的可生化性，有利于后續的好氧處理。
高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。
(1)水解階段
水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。
高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。它們在階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如，纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢，因此被認為是含高分子有機物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。

（2）發酵（或酸化）階段
發酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物，因此這一過程也稱為酸化。
在這一階段，上述小分子的化合物發酵細菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護像甲烷菌這樣的嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等，產物的組成取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。與此同時，酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質，因此，未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩余污泥。
MBR膜地埋式生活污水處理裝置在厭氧降解過程中，酸化細菌對酸的耐受力必須加以考慮。酸化過程pH下降到4時能可以進行。但是產甲烷過程pH值的范圍在6.5～7.5之間，因此pH值的下降將會減少甲烷的生成和氫的消耗，并進一步引起酸化末端產物組成的改變。
(3)產乙酸階段
在產氫產乙酸菌的作用下，上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
(4)甲烷階段
這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。

甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、二氧化碳和氫氣等轉化為甲烷的過程有兩種生理上不同的產甲烷菌完成，一組把氫和二氧化碳轉化成甲烷，另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產生甲烷，前者約占總量的1/3，后者約占2/3。
廢水生物處理的目的
廢水生物處理的主要目的有以下3點：①絮凝和去除廢水中不可自然沉淀的膠體狀固體物；②穩定和去除廢水中的有機物；③去除營養元素氮和磷。
廢水生物處理的重要性
①城市污水中約有60%以上的有機物只有用生物法去除才經濟；
②廢水中氮的去除一般來說只有依靠生物法；
③目前世界上已建成的城市污水處理廠有90%以上是生物處理法；
④大多數工業廢水處理廠也是以生物法為主體的。
微生物在廢水生物處理中的作用
微生物在廢水生物處理中主要有三個作用：
①去除溶解性有機物（以COD或BOD5表示）（將其轉化成CO2和H2O），去除其它溶解性無機營養元素如N（終轉化為N2氣）、P（轉化為富含磷的剩余污泥從水中分離出來）等；
②絮凝沉淀和降解膠體狀固體物（某些難降解顆粒或膠體狀有機物，可以通過微生物產生的胞外多聚物等具有絮凝效果的物質發生沉淀，與剩余污泥一同被排出系統；或通過吸附較長期地滯留在系統內而被緩慢降解）；
③穩定有機物（某些有毒有害難降解有機物可以被微生物初步分解或部分降解，而減輕毒性作用或得到部分穩定，或終被*轉化為無機物而得到穩定）。

MBR膜地埋式生活污水處理裝置A2/O工藝（A/A/O）法是一種常用的污水處理工藝，它是厭氧—缺氧—好氧生物脫氮除磷工藝的一種，A2/O工藝于70年代由美國專家在厭氧—好氧除磷工藝(A/O)的基礎上開發出來的，可用于二級污水處理或三級污水處理，以及中水回用，具有良好的脫氮除磷效果。
首段厭氧池，流入原污水及同步進入的從二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能為釋放磷，使污水中P的濃度升高，溶解性有機物被微生物細胞吸收而使污水中BOD濃度下降；另外，NH3-N因細胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-N濃度下降，但NO3-N含量沒有變化。
在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣，因此BOD5濃度下降，NO3-N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。
在好氧池中，有機物被微生物生化降解，而繼續下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N的濃度增加，P隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速度下降。所以，A2/O工藝可以同時完成有機物的去除和脫氮除磷等功能。

混合液進入沉淀池，進行泥水分離，上清液作為處理水排放，沉淀污泥的一部分回流厭氧池，另一部分作為剩余污泥排放。
A2/O工藝主要具有以下特點：
1）厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。
2）在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中，該工藝流程為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝。
3）在厭氧—缺氧—好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般小于100，不會發生污泥膨脹。
4）污泥中磷含量高，一般為2.5％以上，具有較高肥效。
AAO工藝應用較為廣泛，歷史較長，已積累有一定的設計和運行經驗，通過精心的控制和調節，一般可以獲得較好的除磷脫氮效果，出水水質較穩定，在國內外大中小型城市污水處理廠常有采用。