小型疾控中心醫療污水處理設備
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1 水垢狀態
反應過程中，水垢會以固體形式沉積于陰極板上。圖1為水垢樣品在干燥后測得的XRD與SEM照片，該樣品反應條件為硬度300 mg/L、硬度與堿度的物質的量比（后面均記為硬度/堿度比）1:1、陰極電流密度1.5 mA/cm2。
對于該水垢樣品，其XRD衍射峰與方解石型CaCO3特征衍射峰（PDF卡片號47- 1743）*對應。當2θ為23.0°、29.4°、35.9°、39.4°、43.1°、47.1°、47.5°、48.5°時，衍射峰分別歸屬于（012）、（104）、（110）、（113）、（202）、（024）、（016）、（116）晶面，并沒有發現文石型晶體的特征衍射峰。這一結果與筆者在小試條件所得出的結論有所不同。但是，與文獻中未經過電化學處理樣品相比，本研究中經過電化學處理樣品在47.5°〔歸屬于（016）晶面〕及48.5°〔歸屬于（116）晶面〕處的衍射峰強度顯著升高，比未經電化學處理樣品的對應角度處的衍射峰要高許多，由此說明該樣品在暴露晶面上與未經過電化學處理樣品存在區別。經過電化學處理的水垢樣品主要微觀形態為層疊狀結構，與文獻中未經電化學處理所得到的顆粒狀方解石型碳酸鈣存在明顯區別。本研究其余實驗條件下水垢樣品檢測結果與圖1所示樣品均一致。
造成此種現象的可能原因是中試條件下水垢沉積速率快、沉積量大，有利于熱力學不穩定態的其他碳酸鈣晶體向熱力學穩定態的方解石型碳酸鈣轉變。層疊狀結構使得水垢能夠保持一定強度，即不會松軟到被水流沖走，又不會堅硬到影響人工或自動刮除，有利于該技術的實際應用。
2 水垢沉積過程中水質參數變化
反應過程中，硬度與堿度去除率、pH與電導率變化見圖2。反應條件為硬度300 mg/L、硬度/堿度比1:1、陰極電流密度1.5 mA/cm2。
2.硬度與堿度去除率隨反應時間延長而不斷增加，即代表循環水中的硬度和堿度由于電化學反應而不斷降低。值得注意的是，隨著反應時間延長，堿度去除率逐漸高于硬度去除率，相關文獻報道也支持這一發現。這表明堿度除在陰極生成碳酸鈣而降低外，還有其余去除途徑。事實上，當電化學反應發生時，對應于陰極附近高pH區域，陽極附近為低pH區域。與Ca2+向陰極區域進行定向遷移對應，HCO3-由于電場作用向陽極區域進行定向遷移。根據碳酸平衡，當pH小于4時，進入高酸性陽極區域的HCO3-大量轉化為CO2（或游離態H2CO3），即表明陽極表面高酸性區域會使得流經水體中HCO3-被大量消耗，由此使得堿度總體去除率高于硬度去除率。
實際上，在本研究實驗條件下（見后文表格及數據圖）都存在堿度去除率高于硬度去除率的現象，表明這是一種普適性的現象。傳統認知中，電化學水垢去除技術的達成主要來自于陰極。上述普適性現象表明陽極對于水中堿度具有消除作用，由此能夠降低水的結垢傾向，即有助于達成“阻垢”的目的。這一發現進一步完善了電化學水垢處理技術的原理。
電導率與pH隨反應時間延長而不斷降低。電導率降低是由于循環水中的硬度和堿度由于電化學反應而不斷降低，導致水中離子數量減少所致，這一點與前期小試研究結論一致。pH降低包含兩個原因，其一是由于堿度在陰極變成水垢沉淀除去，其二是堿度在陽極變成游離態碳酸或二氧化碳而溢出水體。上述兩個原因都使得水中堿性物質減少，從而造成水質pH降低。
3 不同硬度/堿度比
為探究硬度/堿度比對于除垢效果的影響，對比了3種不同硬度/堿度比（1:0.5、1:1、1:2）的除垢效果。反應條件為硬度300 mg/L、陰極電流密度1.5 mA/cm2。
3.隨著硬度/堿度比下降，硬度去除率隨之升高，表示對水垢的去除效果逐漸升高。這一點也由實際沉垢量隨硬度/堿度比下降而增加得到佐證。由此說明，堿度對于水垢去除過程的重要性，再次佐證陽極去除堿度對于阻垢所能產生的作用。值得關注的另外一點，表1中所列水質參數除垢量均高于對應條件下的實際沉垢量。事實上，本研究其余實驗條件下所得水質參數除垢量均高于對應條件下的實際沉垢量，表明此現象為普適性現象。這一現象表明，水中減少的水垢并非*沉積于反應器陰極上，還有一定數量的水垢微粒由于某些原因而無法沉積到反應器陰極上，進而隨水流流出反應器而沉積于水池底部。針對這部分水垢，實際工程實踐中可以考慮在電化學反應器后部加裝沉淀或過濾模塊，讓反應器出水中的水垢顆粒在沉淀或過濾模塊中被截留，從而提高系統的整體除垢率。厭氧生物處理是在厭氧條件下，形成了厭氧微生物所需要的營養條件和環境條件，利用這類微生物分解廢水中的有機物并產生甲烷和二氧化碳的過程。
小型疾控中心醫療污水處理設備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。
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。
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。
酸化池中的反應是厭氧反應中的一段。
厭氧池是指沒有溶解氧，也沒有硝酸鹽的反應池。缺氧池是指沒有溶解氧但有硝酸鹽的反應池。
酸化池---水解、酸化、產乙酸，限制甲烷化，有pH值降低現象。工藝簡單，易控制操作，可去除部分COD。目的提高可生化性;
厭氧池---水解、酸化、產乙酸、甲烷化同步進行。需要調節pH，不易操作控制，去除大部分COD。目的是去除COD。
缺氧池---有水解反應，在脫氮工藝中，其pH值升高。在脫氮工藝中，主要起反硝化去除硝態氮的作用，同時去除部分BOD。也有水解反應提高可生化性的作用。
水解酸化池內部可以不設曝氣裝置，控制停留時間再水解、酸化階段，不出現厭氧產氣階段，前兩個階段的COD去除率不是很高，因為他的目的只是將大分子的變成小分子有機物，一般去除率在20%左右，產氣階段的COD去除率一般在40%左右，但這是產生的硫化氫氣體要進行除臭處理，且達到產氣階段的停留時間要較前兩階段長，也就是要出現厭氧狀態。缺缺氧池內要設置曝氣裝置，控制溶解氧在0.3-0.8mg/l，利用兼氧微生物及生物膜來降解廢水中的有機物，接觸氧化池內的曝氣器要慎重選擇，既要保證供氧量，又要確保有利于生物膜的脫落、更新。一般不選用微孔曝氣器作為池底的曝氣器。
