【正文】 使聚磷菌在厭氧條件下進行磷的釋放。在傳統(tǒng)的A2/O工藝中，污水首先進入?yún)捬醭嘏c回流污泥混合，在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下部分易生物降解大分子有機物被轉(zhuǎn)化為小分子的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，聚磷菌吸收這些小分子有機物合成pHB并儲存在細胞內(nèi)，同時將細胞內(nèi)的聚磷水解成正磷酸鹽，釋放到水中，釋放的能量可供專性好氧的聚磷菌在厭氧的壓抑環(huán)境下維持生存；隨后污水進入缺氧池，反硝化菌利用污水中的有機物和回流混合液中的硝酸鹽進行反硝化，可同時去碳脫氮；當污水進入好氧池時，有機物濃度已很低，聚磷菌主要是靠分解體內(nèi)儲存的pHB來獲得能量供自身生長繁殖，同時超量吸收水中的溶解性磷以聚磷酸鹽的形式儲存在體內(nèi)，經(jīng)過沉淀，將含磷高的污泥從水中分離出來，達到除磷的效果。由于在好氧池中有機物濃度很低，十分有利于自養(yǎng)型硝化細菌的生長繁殖，具有較好的硝化效果。②A2/O工藝優(yōu)點A2/O工藝在系統(tǒng)上是同步除磷脫氮工藝，在厭氧(缺氧)、好氧交替運行的條件下可有效抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹，SVI值一般小于100，有利于處理后污水與污泥的分離，運行中在厭氧和缺氧段內(nèi)只需輕微攪拌。由于厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)嚴格區(qū)分，有利于不同微生物的繁殖生長。此工藝具有較好的脫氮除磷效果。③A2/O工藝缺點A2/O工藝的脫氮能力是依靠回流比來保證的，為了達到較高的總氮去除率，就必須要有較高的污泥及混合液回流比(一般為3～4)。但人們在生產(chǎn)實際運行中發(fā)現(xiàn)，提高回流比不僅大大增加動力消耗和運行成本，而且根據(jù)污水水質(zhì)的不同，并不一定能夠提高總氮的去除能力。特別是在COD/TKN值較低時，提高回流比卻會使出水中的NO3N增加。目前該法在國內(nèi)外使用廣泛。但由于增設內(nèi)回流系統(tǒng)，增加了投資和運行費用，操作復雜，故一般僅適用于大型污水處理廠，A2/O法對小水量、小規(guī)模的污水處理廠不宜考慮。 SBR工藝①SBR工藝原理序批式活性污泥法(SBR)是由美國Irvine在20世紀70年代初開發(fā)的，80年代初出現(xiàn)了連續(xù)進水的ICEAS工藝，隨之Goranzy教授開發(fā)了CASS和CAST工藝，90年代比利時的SEGHERS公司又開發(fā)了UNITANK系統(tǒng)，把經(jīng)典SBR的時間推流與連續(xù)系統(tǒng)的空間推流結(jié)合了起來。我國也于80年代中期開始對SBR進行研究，目前應用已比較廣泛。SBR工藝是通過在時間上的交替來實現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的整個運行過程，它在流程上只有一個基本單元，將調(diào)節(jié)池、曝氣池和二沉池的功能集于一池，進行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、微生物降解有機物和固液分離等。經(jīng)典SBR反應器的運行過程為：進水→曝氣→沉淀→潷水→待機。SBR反應器充分利用了生物反應過程和單元操作過程的基本原理。（1）流態(tài)理論　　由于SBR在時間上的不可逆性，根本不存在返混現(xiàn)象，所以屬于理想推流式反應器。（2）理想沉淀理論其沉淀效果好是因為充分利用了靜態(tài)沉淀原理。經(jīng)典的SBR反應器在沉淀過程中沒有進水的擾動，屬于理想沉淀狀態(tài)。（3）推流反應器理論假設在推流式和完全混合式反應器中有機物降解服從一級反應，那么在相同的污泥濃度下，兩種反應器達到相同的去除率時所需反應器容積比則為：當去除率趨于零時V完全混合/V推流等于1，其他情況下(V完全混合/V推流)＞1，就是說達到相同的去除率時推流式反應器要比完全混合式反應器所需要的體積小，表明推流式的處理效果要比完全混合式好。（4）選擇性準則1973年Chudoba等人提出了在活性污泥混合培養(yǎng)中的動力學選擇性準則，這個理論是基于不同種屬的微生物在Monod方程中的參數(shù)(KS、μmax)不同，并且不同基質(zhì)的生長速度常數(shù)也不同。按照Chudoba所提出的理論，具有低KS和μmax值的微生物在混合培養(yǎng)的曝氣池中，當基質(zhì)濃度很低時其生長速率高并占有優(yōu)勢，而基質(zhì)濃度高時則恰好相反。Chudoba認為大多數(shù)絲狀菌的KS和μmax值比較低，而菌膠團細菌的KS和μmax值比較高，這也解釋了完全混合曝氣池容易發(fā)生污泥膨脹的原因。有機物濃度在推流式曝氣池的整個池長上具有一定的濃度梯度，使得大部分情況下絮狀菌的生長速率都大于絲狀菌，只有在反應末期絮狀菌的生長沒有絲狀菌快，但絲狀菌短時間內(nèi)的優(yōu)勢生長并不會引起污泥膨脹。因此，SBR系統(tǒng)具有防止污泥膨脹的功能。（5）微生物環(huán)境的多樣性SBR反應器對有機物去除效果較好，而對難降解有機物降解效果好是因其在生態(tài)環(huán)境上具有多樣性，具體講可以形成厭氧、缺氧和好氧等多種生態(tài)條件，從而有利于有機物的降解。②SBR工藝優(yōu)點SBR反應器的優(yōu)點及機理一覽表優(yōu)　　 點機 　　理沉淀性能好理想沉淀理論有機物去除效率高理想推流狀態(tài)提高難降解廢水的處理效率生態(tài)環(huán)境多樣性抑制絲狀菌膨脹選擇性準則可以除磷脫氮，不需要新增反應器生態(tài)環(huán)境多樣性不需二沉池和污泥回流，工藝簡單結(jié)構(gòu)本身特點③SBR工藝缺點（1）連續(xù)進水時，對于單一SBR反應器需要較大的調(diào)節(jié)池。（2）對于多個SBR反應器，其進水和排水的閥門自動切換頻繁。（3）無法達到大型污水處理項目之連續(xù)進水、出水的要求。（4）設備的閑置率較高。（5）污水提升水頭損失較大。（6）如果需要后處理，則需要較大容積的調(diào)節(jié)池。由于SBR法是嚴格按時間順序運行的，其所需裝備造價高，控制管理水平要求嚴格，否則污泥將隨出水流失，造成二次污染，此外SBR法，總?cè)莘e利用率低，一般小于50%，適用于較小污水量場合。 硅藻精土處理輔以硅藻生化處理技術(shù) 硅藻精土污水處理工藝簡述硅藻土是以硅藻遺骸(殼體)為主與軟泥固結(jié)而成的一種生物沉積巖。硅藻土經(jīng)過特殊工藝提取變成硅藻精土，除去了與其共生的粘土、石英砂、礦物碎屑等雜質(zhì)，硅藻含量在92％以上，非晶體活性二氧化硅在80％以上，～、比表面為50～60m2/g、～、孔半徑為200～600μm、粒徑小于37μm。用于城市污水處理的硅藻精土還需根據(jù)污水的性質(zhì)和特點，將硅藻土加以活化改性配成復合污水處理劑。硅藻殼體的電鏡照片如圖: 圖31 立體小環(huán)藻硅藻精土處理劑由不導電非晶體二氧化硅的硅藻殼體和超導的硅藻納米微孔組成，使硅藻表面形成不平衡電位。在水處理過程中，污染物被快速物理絮凝、沉淀。硅藻60m2/g的比表面積，具有較強的吸附力，把超細微粒物質(zhì)吸附到硅藻表面，瞬間下沉與水體分離。在專利設備中，懸浮物、重金屬離子及細菌等被硅藻納米微孔超濾去除，清水向上溢出。另外，硅藻具有自身脫水的功能，經(jīng)脫水設備脫水，沉渣成餅狀裝袋，可再生利用。 污染物的去除城市污水主要的污染物有三類。第一類為懸浮物SS，第二類為有機污染物COD及BOD5，第三類為無機營養(yǎng)鹽N和P。幾種污染物的去除機理及辦法分別簡述如下：①SS的去除污水中的SS去除主要靠沉淀作用。污水處理廠中懸浮物的濃度不僅僅只涉及到出水的SS指標，而且出水的BODCOD等指標也與其有關(guān)，這是因為組成出水懸浮物主要是活性污泥絮體，所以控制污水處理廠出水的SS指標是最基本的，也是很重要的環(huán)節(jié)。為了盡量去除水中的懸浮物濃度，需在工程中采用適當?shù)拇胧３Ｓ玫拇胧┯羞x用適當?shù)奈勰嘭摵梢员３只钚晕勰嗟哪奂俺两敌阅?，采用較小的二次沉淀表面負荷、采用較低的出水堰負荷、充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡作用等。最好的方法是采用硅藻精土水處理工藝，使用硅藻精土水處理設備，%。②BOD的去除污水中BOD的去除主要是靠吸附與代謝作用，然后對吸附代謝物進行泥水分離來完成。在硅藻精土水處理劑與污水接觸初期，會出現(xiàn)很高的BOD去除率，這是由于污水中有機顆粒和膠體被硅藻精土水處理劑吸附在表面，從而被去除。但是這種吸附作用僅對污水中懸浮物和膠體起作用，對溶解性有機物不起作用。對溶解性有機物需利用硅藻精土的離子交換功能形成的代謝作用來完成，在有氧的條件下將污水中一部分有機物合成新的細胞，將另一部分有機物進行分解代謝以便獲得細胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是CO2和H2O等穩(wěn)定物質(zhì)，這也是污水中BOD的降解過程。微生物的好氧代謝作用對污水中溶解性有機物和非溶解性有機物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)。因此，可以使處理后污水中的殘余BOD濃度很低，出水水質(zhì)低于10mg/L達到一級A標。③COD的去除污水中COD去除的原理與BOD5基本相同，但COD的去除率與城市污水的組成有關(guān)。對于那些主要以生活污水及其成分與生活污水相近的加工廢水組成的污水，這些城市污水的BOD5／，出水中COD值可控制在較低的水平。而成分主要以工業(yè)廢水為主的城市污水，其BOD5／COD比值較小，其污水的可生化性較差，此類污水是硅藻精土污水處理工藝最擅長處理的污水。滿足出水COD≤40mg/L完全可以做到。對這種情況，如選擇的處理工藝是傳統(tǒng)的生化法工藝要達到90%以上，甚至在95%以上的去除率就難于做得到的。因此, 采用硅藻精土水處理工藝，并使用硅藻精土污水處理設備，污水處理廠COD達標才有保障。N的去除首先，污水中有機氮在好氧的條件下轉(zhuǎn)化成氨氮，而后在硝化菌作用下轉(zhuǎn)變成硝酸鹽氮，這個階段稱為好氧硝化。RCHNH2COOH+O2 ————→RCOOH+CO2+NH3+硝化菌NH4++2O2————→NO3+H2O+2H－351Kj隨后在缺氧的條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮變成氮氣逸出，這個階段稱為缺氧反硝化。氨化菌2HNO3+4H+——→2HNO2+2H2O2HNO2+4H+——→2HNO +2H2O2HNO+2H+——→N2+2H2O整個生物脫氮過程就是氮的氧化還原反應，反應能量從有機物中獲取。在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、PH值以及反硝化碳源。生物脫氮系統(tǒng)中，硝化菌增長速度較緩慢，所以要有足夠的污泥泥齡，也就是要求系統(tǒng)必須維持在較低的污泥負荷條件下運行，以便使系統(tǒng)的泥齡大于維持硝化所需最小泥齡。反硝化菌的生長，主要在缺氧條件下運行，并且要有充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用順利進行。生物脫氮系統(tǒng)中硝化與反硝化反應需要具備如下條件：硝化階段：足夠的溶解氧，DO值2mg/L以上；合適溫度，最好20℃，不能低于10℃；足夠長的污泥泥齡；合適的PH條件。反硝化階段：硝酸鹽的存在；缺氧條件，；充足的碳源（能源）；合適的PH條件。需要控制足夠的污泥齡與進水的碳氮化，還有進入生物處理池中的COD濃度、TKN／COD比值。采用硅藻精土處理工藝，并使用硅藻精土水處理設備，對凱氏氮（TKN）有物理吸附絮凝和超濾作用,把污水中的有機物和無機物細微和超細微物質(zhì)包括凱氏氮（TKN）吸附到硅藻表面，形成鏈式結(jié)構(gòu)，部分實現(xiàn)脫氮的目的。使出水水質(zhì)達到很低的含氮量。并在硅藻精土水處理工藝后輔以硅藻生化技術(shù)，在生化池中以每克69m2的硅藻精土作填料，在每立方米中加入22kg硅藻精土時，生化池中形成每立方米中硅藻精土填料與水體的接觸達到120萬平方米的比表面積，在污水通過生化池時，在較短的停留時間內(nèi)充分完成硝化、反硝化過程。使氨氮出水指標穩(wěn)定達到1mg/L以下。P的去除采用硅藻精土處理劑，使用硅藻精土污水處理設備的工藝，對總磷的去除率能穩(wěn)定的確保在99%以上, 該工藝在廣東省中山市垃圾堆放場滲透液處理工程中，總磷含量在134mg/L以上，取得了很好的處理效果。采用硅藻精土處理劑處理工業(yè)和生活污水，處理后的出水總磷含量大大低于國標一級A的要求。采用硅藻精土水處理工藝，使用硅藻污水處理設備，對總磷的去除率能穩(wěn)定的確保在99%以上。 硅藻精土處理污水工藝與其他工藝比較A2/O、SBR、硅藻精土處理三種污水處理工藝比較表 項目A2/O工藝SBR工藝硅藻精土處理工藝較工藝效果出水水質(zhì)不穩(wěn)定不穩(wěn)定特別穩(wěn)定污泥膨脹需加生物選擇器需加生物選擇器無沖擊負荷影響承受沖擊負荷能力較弱承受沖擊負荷能力較強承受沖擊負荷能力很強溫度變化影響受低溫影響較大受低溫影響較大受低溫影響較小運行管理自動化程度連續(xù)過水,可實現(xiàn)供氧量和回流比的自動調(diào)節(jié)序批式反應,可實現(xiàn)供氧量和回流自動調(diào)節(jié)自動化程度高日常維護廠區(qū)大,設備分散維護巡視量大設備較多,易堵,維護量大設備簡單，維修容易大修影響周期長，需重新馴化培養(yǎng)生化分別修理影響一般修理時間短、影響較小未來擴建增加處理量非模塊化結(jié)構(gòu),構(gòu)筑物均需增加,所需占地和土建工程量大,工期長SBR為模塊結(jié)構(gòu),擴建相對容易,但占地和土建工程量大,工期較長全部模塊化結(jié)構(gòu),擴建非常容易,所需占地和土建工程量小,工期短環(huán)境影響臭氣問題敞開式,臭味對周圍環(huán)境影響很大部分敞開式,臭味對周圍環(huán)境影響較大對周圍環(huán)境無影響噪音問題曝氣量大,風機大對周圍環(huán)境影響很大曝氣量大,風機大對周圍環(huán)境影響很大設備簡單，對周圍環(huán)境影響較小外觀環(huán)境占地大,視覺和景觀效果不好占地較大,視覺和景觀效果一般可作成園林式景觀工程傳統(tǒng)生化工藝與硅藻精土處理工藝經(jīng)濟比較表(10000m3/d)項目傳統(tǒng)生化工藝硅藻精土處理工藝投資費用土建工程較大較小征地費占地較大，費用較高費用較小總投資1200萬元/萬噸1000萬元/萬噸運行費用用電量～總運行成本(小型污水廠)(中型污水廠)(小型污水廠)人員編制307綜合比較分析表 (以10000m3/d)方法占地面積基建投資(萬元)單位處理成本(元/m3)優(yōu) 點缺 點生物化學法10畝1400污水處理適應強,TN、TP、BOD去除率高有成熟可靠的設計參數(shù)和運行管理經(jīng)驗.投資大，占地多，工藝流程復雜，操作復雜，溫度控制要求高，污泥處置困難,色素和COD去除率低?；瘜W法5畝1200投資小,占地少，耗電低,設備簡單,去除重金屬、磷效果好。投藥量大，混凝速度慢，處理成本高，有腐蝕性，污泥處置困難，造成二次污染，對有機物和氮去除效果差。硅藻精土處理工藝輔以硅藻生化處理2畝1000出水質(zhì)量好,水質(zhì)穩(wěn)