疾控中心一体化污水处理设备

     生物脱氦有哪些基本条件
    (1)硝suan盐：硝suan盐的生成和存在是反硝化作用发生的先决条件，必须预先将污水中的含氮有机物如蛋白质、氨基酸、尿素、脂类、硝基化合物等转化为硝suan盐氮。
    (2)不含溶解氧：反应器中的氧都将被有机体优先利用，从而减少反应器能脱氮的硝suan盐量，溶解氧超过O．2mg/L时没有明显脱氮作用。
    (3)兼性菌团：在大多数情况下，细菌普遍具有脱氮习性，污水处理的微生物在脱氮时在好氧和缺氧之间反复交替，其中以兼性菌团为主。
    (4)电子供体：生物脱氮的能量来自脱氮过程中起电子供体作用的碳质有机物，脱氮时污水中的有机物必须充足，否则需要投加甲醇、乙醇、乙酸等外部碳源。

好氧颗粒污泥技术是20世纪90年代开始研究的一种新型污水处理技术，同普通絮状污泥相比，具有除污效果好、密度大、强度高、微生物种类多、结构稳定、耐冲击负荷强以及沉降性能好等优点，成为研究的热点. 近年来有研究表明，好氧颗粒污泥的特殊结构有利于提高处理系统的同步脱氮能力，并且利用好氧颗粒污泥进行脱氮性能的研究取得了较大的进展. 对好氧颗粒污泥进行了硝化反硝化(SND)功能驯化，反应6 h后COD的去除率在90%以上，氨氮去除率达*，污水脱氮*.以厌氧颗粒污泥和少量活性污泥为种泥，进水为人工配水，在SBR反应器中培养出了好氧颗粒污泥. 成熟的好氧颗粒污泥对COD、氨氮和TN的平均去除率分别为94%、97.5%和68.6%. 人工配水模拟味精废水为基质在SBR系统内培养出了好氧颗粒污泥，成熟颗粒污泥在典型周期内，对COD、氨氮和TN 去除率分别为96.51%、93.30% 和73.04%，颗粒污泥具有同步脱氮特性. 厌氧-好氧交替运行SBR反应器中，以成熟的好氧颗粒污泥处理人工模拟废水，同步硝化反硝化反应去除N约为232.5 mg·d-1，占总氮去除量的54.3%. 而上述研究大多集中于SBR运行模式，而SBR系统为间歇进水排水，当处理大规模的城市污水时，会出现进出水时间长，反应器体积大等问题. 我国大中型城市污水处理厂以连续流工艺居多，所以在连续流反应系统中培养好氧颗粒污泥更有实际意义. 同时，上述接种污泥培养模式的同步硝化反硝化工艺中，很难控制好氧颗粒污泥中硝化细菌和好氧反硝化细菌群的比例和数量，脱氮过程中，难以确保反应系统稳定的脱氮效果. 而一些异养硝化-好氧反硝化菌能够独立完成同步硝化反硝化过程. 污水实际处理系统中，若接种脱氮菌泥为主要强化污泥，培养高效脱氮功能化好氧颗粒污泥，为实现捷径高效的生物脱氮途径提供了可能.

什么是Bardenpho工艺
    Bardenpho工艺由两个缺氧／好氧(A／O)工艺串联而成，共有四个反应池，因此有时也称为四段B刊enph0工艺，其工艺流程见图5—3。
          Bardenpho工艺
    在*级A／0工艺中，回流混合液中的硝酸盐氮在反硝化菌的作用下利用原污水中的含碳有机物作为碳源在*缺氧池中进行反硝化反应，反硝化后的出水进入*好氧池后，含碳有机物被氧化，含氮有机物实现氨化和氨氮的硝化作用，同时在*缺氧池反硝化产生的N2在*好氧池经曝气吹脱释放出去。
    在第二级A／O工艺中，由*好氧池而来的混合液进入第二缺氧池后，反硝化菌利用混合液中的内源代谢物质进一步进行反硝化，反硝化产生的N2在第二好氧池经曝气吹脱释放出去，改善污泥在的沉淀性能，同时内源代谢产生的氨氮也可以在第二好氧池得到硝化。
    Bardenpho具有两次反硝化过程，脱氮效率可以高达90％～95％。
1、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高。因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷;
2、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流*混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力;
3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。
生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物膜法不尽相同。
一、供微生物吸附的填料全部浸在废水中，所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。
二、采用机械设备向废水中充氧，而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧，相当于在曝气池中添加供微生物吸附的填料，也可称为接触曝气池。
三、池内废水中还存在约2～5%的悬浮状态活性污泥，对废水也起净化作用。

废水生物除磷处理的方法有哪些
    废水生物除磷包括厌氧释磷和好氧摄磷两个过程，因此废水生物除磷的工艺流程由厌氧段和好氧段两部分组成。按照磷的终去除方式和构筑物的组成，除磷工艺流程可分为主流程除磷工艺和侧流程除磷工艺两类。
    主流除磷工艺的厌氧段在处理污水的水流方向上，磷的终去除通过剩余污泥排放，其代表方法是厌氧／好氧(A／0)工艺(具体见二级生物处理有关问题)，其他方法如厌氧／缺氧／好氧(A2／0)工艺、Phoredox工艺(五段Bardenpho工艺、A2／O／A／O)、UCT工艺、VIP工艺以及具有除磷效果的SBR法、氧化沟等工艺，都是经过厌氧／好氧过程和排出剩余污泥来实现除磷。
    侧流除磷工艺的厌氧段不在处理污水的水流方向上，而是在回流污泥的侧流上，具体方法是将部分含磷回流污泥分流到厌氧段释放磷，再用石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。

厌氧-好氧法首先使废水通过厌氧段，有机污染物被兼性厌氧菌以与专性厌氧菌降解，再通过好氧段中的好氧菌降低COD值，并进一步除去氮、磷。相比于单纯的好氧法和厌氧法，厌氧-好氧工艺运行稳定，污泥沉降效果好，可有效防止污泥膨胀，同时也可降低能耗，减少成本。采用厌氧-好氧法对华北油田某污水处理站污水进行深步处理，以降低仅经过常规处理的污水中较高浓度的COD、氨氮、总氮和部分未处理的有机烃类的含量。经常规处理后的污水依次经过：提升泵、逆流冷却塔、升流式颗粒污泥厌氧反应池、一次沉淀池、分层陶粒填料好氧反应池、二次沉淀池、储水池、外排泵、经管道至排放处。研究表明，采用厌氧-好氧工艺，使采油废水出水COD值降至35～60mg/L，去除率达到84.4%～90.8%，符合出水COD值标准。并且此方式既经济又环保。

除磷处理设施运行管理的注意事项有哪些
    (1)厌氧段是生物除磷关键的环节，其容积一般按O．5～2h的水力停留时间确定，如果进水中容易生物降解的有机物含量较高，应当设法减少水力停留时间，以保证好氧段进水的BOD5含量。
    (2)如果磷的排放标准很高，而所选除磷工艺不能满足出水要求，可以增加化学除磷或过滤处理去除水中残留的低含量磷。
    (3)生物除磷工艺的机理是将溶解转移到活性污泥生物细胞中，然后通过剩余污泥的排放从系统中除去。在污泥的处理过程中，如果出现厌氧状态，剩余污泥中的磷就会重新释放出来。重力浓缩容易产生厌氧状态，有除磷要求的剩余污泥处理不能采用这种方法，而应当使用气浮浓缩、机械浓缩、带式重力浓缩等不产生厌氧状态的浓缩方法。如果受条件限制只能选用重力浓缩时，必须在工艺流程中增设化学沉淀设施去除浓缩上清液中所含的磷。
    (4)泥龄是影响生物除磷脱氮的主要因素，脱氮要求越高，所需泥龄越长。而泥龄越长，对除磷越不利。尤其是在进水BOD5／TP小于20时，泥龄控制得越短越好。但如果进水BOD5偏低，活性污泥增长缓慢，就不可能将泥龄控制得太短，此时必须使用化学法除磷。

疾控中心一体化污水处理设备传统的活性污泥法COD去除率一般为80%左右，BOD5为90%，处理后的废水一般难以达到废水综合排放标准，而采用序批式间歇活性污泥法(简称SBR法)可大大突破这一界限。SBR法用于宰鸡厂废水处理，CODc去除率可达95%以上。屠宰厂的废水经预沉池、厌氧、SBR反应等工艺处理后，出水水质可优于(GB8978一l996)一级排放标准。在SBR法的基础进行改进后出现了二段SBR法，其特点是系统设两段SBR池串联，分别培养出适宜于不同有机物的专性菌．从而使不同种类的有机物在不同的生化条件下都得到充分降解。该法对水质水量的变化适应能力强．运行灵活，抗冲击能力强，出水的水质稳定，易实现自动化控制。

生化法处理污水通常达不到回用标准，可在生化法处理后再加物化法做深度处理。2006年3-6月份我们对生化法处理后的造纸废水在××造纸厂和××造纸厂做了应用试验，结果表明COD可由200-500mg/L下降至50mg/L甚至30mg/L以下。

百乐卡（BIOLAK）工艺
百乐卡（BIOLAK）工艺是由芬兰开发的技术，由芬兰Raisio工程公司代理。它是由不带曝气设施、采用自然池塘处理的废水系统发展而来的。目前，世界上已有350多套BIOLAK系统在运行。顾名思义（bio-lake），其实质上采用一池，或人工湖，在其内处理废水。该池可采用钢筋混凝土，也可因地制宜，采用土池或人工湖，但底部应有防渗措施。在池（人工湖）内，安装着一种特殊的悬挂索（链）式曝气系统，以延时曝气方式按照所需预期达到的目的进行运行操作（如厌氧、缺氧、好氧方式），故运行简便易控。
水解—好氧生物处理工艺
出现于20 世纪80 年代，它将厌氧和好氧有机地结合起来，从而使废水的厌氧——好氧生物处理进入了新阶段。该工艺在厌氧段摒弃了厌氧消化过程中对环境条件要求严格、且降解速度较慢的甲烷发酵阶段，控制厌氧段在水解阶段，可减少反应器的容积，同时省去了沼气回收利用系统，基建费用大幅度降低。另外，经水解，原废水中易降解物质减少较少，而一些难以生物降解的大分子物质可被转化为易生物降解的小分子物质（如有机酸等），从而使废水的可生化性和降解速度大幅度提高。因此，后续好氧生物处理可在较短的水力停留时间内，达到较高的COD 去除率。该工艺已在城镇污水，特别是在工业废水处理得到推广应用。

    Phostrip工艺将生物除磷法与化学除磷法结合在一起，除磷效果较好且稳定，出水总磷浓度可以小于1mg/L，而且操作灵活，受外界条件影响小。现有常规活性污泥法很容易改造成Phostrip工艺，只需在污泥回流管线上增加小规模的处理单元即可，而且在改造过程中不用中断污水处理系统的正常运转。

序批式生物膜法具有良好的反硝化脱氮功能，水力条件好，抗冲击负荷强，生物浓度高，可适合世代时间较长的消化菌生长。在相同运行条件下，生物膜系统处理效果优于活性污泥系统，其COD、 BOD和油脂去除率分别可达97%，99%和82%。出水水质可达废水综合排放二级标准。达到相同的污染物去除率时，生物膜系统的运行管理更方便。且克服了活性污泥系统存在的一些问题。例如。该方法不会存在污泥流失问题，不需要设置搅拌装置即可达到脱氮效果，且不存在污泥上浮现象。但序批式生物膜法对油脂、SS、色度的去除有限，故要设除油脂池和滤柱。
其它好氧处理法
    采用好氧生物处理有机废水，需要足够的供氧量，但是传统的供氧方式难以满足较高浓度的有机废水对氧的需求。20世纪80年代国外学者在总结深井曝气和生物接触氧化法各自的优缺点的基础上，开发了压力生物接触氧化法。此法通过提高反应器(压力生物器，配有空压机等压力装置)内的压力，加快了氧的转移速率，适合处理中浓度有机废水。此法具有反应速度快，占地面积小，基建费用低，运行管理方便及出水水质稳定等优点。

影响除磷的因素有哪些
      (1)溶解氧：首先必须在厌氧区控制严格的厌氧环境，这直接关系到聚磷菌的生长状况、释磷能力及利用有机基质合成PHB的能力。其次是必须在好氧区供给足够的溶解氧，以满足聚磷菌对储存的PHB进行降解，释放足够的能量供其过量摄磷之用以便有效地吸收废水中的磷。一般厌氧段的DO要严格控制在O．2mg／L以下，而好氧段的DO要控制在2mg／L以上。
      (2)厌氧区硝态氮：硝态氮包括硝酸盐和亚硝酸盐，硝态氮的存在也会消耗有机基质而抑制聚磷菌对磷的释放，进而影响好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。另外，硝态氮的存在会被部分聚磷菌作为电子受体进行反硝化，啾而影响其以发酵产物作为电子受体进行发酵产酸、抑制聚磷菌的释磷和摄磷能力及PHB的合成能力。
      (3)温度：一般来说，在5～30℃的范围内，都可以收到较好的除磷效果。
      (4)pH值：pH值在6～8的范围内时，磷的释放比较稳定。
      (5)BOD5负荷和有机物性质：一般认为，进水中BOD5／TP要大于15，才能保证聚磷菌有足够的基质，从而获得理想的除磷效果。为此，可以采用部分进水和跨越初沉池的方法，获得除磷所需要的BOD5量。
      (6)泥龄：一般以除磷为目的的生物处理系统的泥龄控制在3．5～7d。

生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用吸附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。
该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
反应机理
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，微生物所需氧由鼓风曝气供给，使池体内 污水处于流动状态，以保证污水与填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长。此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。

在好氧条件下，聚磷菌的活力得到恢复，并以聚磷的形式存储超过生长所需要的磷量，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕集存储，磷酸盐从水中被去除。产生的富磷污泥(新的聚磷菌细胞)，通过剩余污泥的形式得到排放，从而实现将磷从水中除去的目的。从能量角度看，聚磷菌在无氧条件下释放磷获取能量以吸收废水中溶解性有机物，在好氧状态下降解吸收溶解性有机物获取能量以吸收磷。

除磷的关键是厌氧区的设置，可以说厌氧区是聚磷菌的生物选择器。由于聚磷菌能在短暂的厌氧条件下，优先于非聚磷菌吸收低分子基质(发酵产物)并快速同化和储存这些发酵产物，即厌氧区为聚磷菌提供了竞争优势。这样一来，能吸收大量磷的聚磷菌就能在处理系统中得到选择性增殖，并可通过排除高含磷量的剩余污泥达到除磷的目的。这种选择性增殖的另一个好处是抑制了丝状菌的增殖，避免了产生沉淀性能较差的污泥的可能，因此厌氧／好氧生物除磷工艺一般不会出现污泥膨胀现象。

常温下为厌氧氨氧化工艺提供稳定的亚硝酸盐作为反应的电子受体依然是很大的难题, 这直接阻碍了厌氧氨氧化技术的应用.近些年, 亚硝化-厌氧氨氧化工艺已经成为颖的生物脱氮工艺之一.因其无需有机碳源, 节省曝气等优点而成为目前生物脱氮研究的热点.但是氨氧化细菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)世代时间长、对环境抵抗力差、污泥流失严重等缺点, 使新型脱氮工艺受到限制.颗粒污泥以其良好的沉降性能, 较强的抵抗能力, 长的污泥停留时间而受到广大学者的青睐, 亚硝化工艺与颗粒污泥结合的研究势必成为研究热点.张翠丹等通过在亚硝化絮状污泥中添加30%亚硝化颗粒污泥, 历经12 d驯化培养成功启动亚硝化颗粒污泥; 王斌等通过调节沉降时间, 历经18 d培养出了亚硝化颗粒污泥; 吴蕾等通过实时控制氨氧化过程的参数, 优化曝气时间及缩短沉降时间为2 min, 历经19 d实现了污泥的颗粒化.

什么是传统生物脱氮工艺
    传统的生物脱氮流程是三级活性污泥系统(见图5—2)，在此流程中，含碳有机物的氧化和含氮有机物的氨化、氨氮的硝化及硝酸盐的反硝化分别在三个构筑物内进行，并维持各自独立的污泥回流系统。
    这种流程的优点是好氧菌、硝化菌和反硝化菌分别生长在不同的构筑物内，并可维持各自适宜的生长环境，所以反应速度快，可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果。另外，不同性质的污泥分别在不同的沉淀池中得到沉淀分离，而且拥有各自独立的污泥回流系统，所以运行的灵活性和适应性较好。其缺点是流程长、构筑物多，外加甲醇为碳源使运行费用较高，出水中往往会残留一定量的甲醇。
    为克服三级活性污泥脱氮系统的缺点，可以对其进行各种改进。图5—2(Ⅱ)所示的二级活性污泥脱氮系统，就是将好氧曝气池和硝化池合二为一，使含碳有机物的氧化和含氮有机物的氨化、氨氮的硝化合并在一个构筑物内进行。图5—2(Ⅲ)所示的流程将部分原污水引入反硝化池作碳源，以省去外加碳源，降低硝化池负荷，节约运行费用。

好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge，AGS)是微生物在特定的环境下自发凝聚、 增殖而形成的颗粒状生物聚合体，它具有许多普通活性污泥*的优点，如致密的结构、 良好的沉降性能、 多重生物功效(有机物降解、 脱氮、 除磷等)、 高耐毒性、 相对较低的剩余污泥产量等. 得益于这些优点，AGS已成为废水处理领域的研究热点. 迄今为止，AGS的绝大部分研究成果都来自于间歇式运行反应器，如SBR、 SBAR等. 然而，研究结果表明，*运行的AGS反应器会出现不稳定甚至解体现象，这说明间歇式反应器并非是好氧颗粒化的选择.
序半连续式反应器(sequencing fed batch reactor，SFBR)是近年来发展起来的一种新型反应器，主要特征是连续进水，反应完后一次性排水. 目前，在SFBR中利用活性污泥对废水进行处理的研究已见报道，也有针对连续进水或分段进水对SBR中的AGS稳定性影响的报道，而有关SFBR中成功实现好氧颗粒化的研究鲜有报道. 相比于SBR，SFBR运行灵活、 控制简便，较容易建造、 实施，若能实现好氧颗粒化及稳定运行无疑会增加AGS反应器的形式. 因此，本研究尝试在SFBR中进行AGS的培养，并对AGS的特性进行研究，以期为AGS技术的发展提供理论支持.