【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ① 缺氧區(qū)位于工藝系統(tǒng)首端 ,優(yōu)先滿足反硝化碳源需求 ,強(qiáng)化了處理系統(tǒng)的脫氮功能 。 ②所有的回流污泥全部經(jīng)過完整的厭氧釋磷與好氧吸磷過程 ,具有“群體效應(yīng)” ,同時(shí)聚磷菌經(jīng)過厭氧釋磷后直接進(jìn)入生化效率較高的好氧環(huán)境 ,其在厭氧狀態(tài)下形成的 吸磷動(dòng)力可以得到充分利用 ,提高了處理系統(tǒng)的除磷能力 。 ③通過取消初沉池或縮短初沉池停留時(shí)間 ,不僅增加了系統(tǒng)脫氮除磷所需的碳源 ,而且提高了處理系統(tǒng)內(nèi)的污泥濃度 ,強(qiáng)化了好氧區(qū)內(nèi)的同步反硝化作用 ,進(jìn)一步緩解了處理系統(tǒng)內(nèi)的碳源矛盾 ,提高了處理系統(tǒng)的脫氮除磷效率 。 ④將常規(guī) A2/ O 工藝的混合液回流系統(tǒng)與污泥回流系統(tǒng)合二為一組成了唯一的污泥回流系統(tǒng) ,工藝流程簡(jiǎn)捷 ,運(yùn)行管理方便 ,占地面積減少 。 ⑤與常規(guī) A2/ O 工藝相比 ,倒置 AAO 工藝的流程形式和規(guī)模要求與傳統(tǒng)法工藝更為接近 ,在老廠改造方面更具推廣優(yōu)勢(shì)。 三、氧化溝工藝 嚴(yán)格地說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，它早已超出原先的實(shí)踐范圍，出現(xiàn)了一系列除磷脫氮技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝流程。按照運(yùn)行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝 ， 如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國(guó)應(yīng)用比較多，這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵?、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。 交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，不設(shè)二沉池和污泥回 流設(shè)施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三 溝式，交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和 SBR 工藝的一些特點(diǎn)，可以根據(jù)水量水質(zhì)的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實(shí)現(xiàn)最佳的除磷脫氮效果。 氧化溝具有以下特點(diǎn)： (1)工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。 (2)運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的 BOD 平均處理水平可達(dá)到 95%左右。 (3)能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對(duì)濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水 力停留時(shí)間長(zhǎng)、泥齡長(zhǎng)和循環(huán)稀釋水量大。 (4)污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長(zhǎng)。一般為 20～ 30 d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少?gòu)亩芾砗?jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低。 (5)可以除磷脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到除磷脫氮目的，脫氮效率一般＞ 80%。但要達(dá)到較高的除磷效果則需要采取另外措施。 (6)基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除 BOD、去除 BOD和 NH3 N及去除 BOD和脫氮三種情況下，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都有較大降低，特別是在去除 BOD和脫氮情況 下更省。同時(shí)統(tǒng)計(jì)表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。 Carrousel 原指游藝場(chǎng)中的循環(huán)轉(zhuǎn)椅，如下圖。為一個(gè)多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進(jìn)水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內(nèi)不停的循環(huán)流動(dòng)，采用表面機(jī)械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個(gè)?？拷貧馄飨掠蔚膮^(qū)段為好氧區(qū)，處于曝氣器上游和外環(huán)的區(qū)段為缺氧區(qū)，混合液交替進(jìn)行好氧和缺氧，不僅提供了良好的生物 脫氮條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。 Orbal 氧化溝，即“ 0、 2”工藝，由內(nèi)到外分別形成厭氧、缺氧、和好氧三個(gè)區(qū)域，采用轉(zhuǎn)碟曝氣。由于從內(nèi)溝 (好氧區(qū) )到中溝 (缺氧區(qū) )之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效率較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設(shè)備，不可避免的帶入相當(dāng)數(shù)量的溶解氧，使得除磷效率較差。 三溝式氧化溝屬于交替運(yùn)行式氧化溝，由丹麥 Kruger 公司創(chuàng)建，如上圖。由三條同容積的溝槽串聯(lián)組成，兩側(cè)的池子交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子一直作為曝氣池。原污水交替地進(jìn)入兩側(cè)的池子，處理出水則相應(yīng)地從作為沉淀池的池中流出，這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率 (達(dá) 59%左右 )，另外也有利于生物脫氮。三溝式氧化溝流程簡(jiǎn)潔，具有生物脫氮功 能，由于無專門的厭氧區(qū)，因此，生物除磷效果差，而且由于交替運(yùn)行，總的容積利用率低，約為 55%，設(shè)備總數(shù)量多，利用率低。 四、 SBR工藝 SBR 是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)，其基本特征是在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)完成污水的生化反應(yīng)、固液分離、排水、排泥?？赏ㄟ^雙池或多池組合運(yùn)行實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水。 SBR 通過對(duì)反應(yīng)池曝氣量和溶解氧的控制而實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，具 有很大的靈活性。 SBR 池通常每個(gè)周期運(yùn)行 46 小時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)雨水高峰流量時(shí)，SBR 系統(tǒng)就從正常循環(huán)自動(dòng)切換至雨水運(yùn)行模式，通過調(diào)整其循環(huán)周期，以適應(yīng)來水量的變化。 SBR 系統(tǒng)通 常能夠承受 35 倍旱流量的沖擊負(fù)荷。 SBR工藝具有以下特點(diǎn)： (1) SBR工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、造價(jià)低。 SBR 工藝只有一個(gè)反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進(jìn)步，目前自動(dòng)控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運(yùn)行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。 (2) 處理效果好。 SBR工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的 (盡管是處于完全混合狀態(tài)中 )，隨時(shí)間的延續(xù)而逐漸降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。 (3) 有較好的除磷脫氮效果。 SBR工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時(shí)間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。 (4) 污泥沉降性能好。 SBR 工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長(zhǎng)，減少了污泥膨脹的可能。同時(shí)由于 SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。 (5) SBR工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì) 波動(dòng)。 (6) 其最大的缺點(diǎn)就是操作復(fù)雜，難以管理。首先，大部分 SBR 工藝采用間歇進(jìn)水、排水，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水需在幾個(gè) SBR 反應(yīng)器之間頻繁切換；其次，SBR 循環(huán)出現(xiàn)厭氧、好氧、缺氧環(huán)境 ，環(huán)境邊界變化范圍大，特定環(huán)境下優(yōu)勢(shì)菌屬的生化反應(yīng)是漸變和滯后的過程；此外，脫氮和除磷在同一反應(yīng)器中進(jìn)行，相互之間的影響在所難免。 3. 適合于中型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較 上述適合于中型污水處理廠的除磷脫氮工藝比較多，為了選擇出經(jīng)濟(jì)技術(shù)更合理的處理工藝，以下對(duì)上述適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。 表 21 適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較 工藝名稱 氧化溝工藝 倒置 AAO工藝 A2O工藝 SBR工藝 優(yōu) 點(diǎn) 單，構(gòu)筑物少，基建費(fèi)用??； 效果好，有穩(wěn)定的除 P脫 N功能； 高濃度的工業(yè)廢水有很大稀釋作用；負(fù) 荷能力； 理 不容易降解的有機(jī)物； 量少，污泥不需要消化處理，不需要污泥回流系統(tǒng)； 7.技術(shù)先進(jìn)成熟，管理維護(hù)簡(jiǎn)單； 內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)； 中小型污 水廠投 資省，成本底； 10.無須設(shè)初沉池，二沉池。 1． 較 A2O工藝省卻了污泥內(nèi)回流系統(tǒng)，節(jié)省了投資及運(yùn)行費(fèi)用 ； 短時(shí)初沉池或不設(shè) ； 泥消化池 ； 4.出廠污泥含磷量高，肥效高 。，運(yùn)行操作容易。 6. 國(guó)內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)； A2O工藝相比，流程形式和規(guī)模要求與傳統(tǒng)法工藝更為接近，在老廠改造方面更具推廣優(yōu)勢(shì)。 的除 P脫 N功能；2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；降解生物有機(jī)物去除效果，運(yùn)行效果穩(wěn)定； 術(shù)先進(jìn)成熟， 運(yùn)行穩(wěn)妥可靠； 5.管理維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低； 6沼氣可回收利用多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)。 簡(jiǎn)單； ，占地省，處理成本底； 3. 處理效果好，有穩(wěn)定的除 P脫 N功能； 要污泥回流系統(tǒng)和回流液；不設(shè)專門的二沉池； 磷脫氮的厭氧，缺氧和好氧不是由空間劃分的，而是由時(shí)間控制的。 缺 點(diǎn) ，對(duì)自動(dòng)化控制能力要求高； 定性沒有厭氧消化穩(wěn)定； 備利用率低； 氮效果進(jìn)一步提高需要在氧化溝前設(shè)厭氧池。 積大。 1存在活性污泥法的一些通病 ，如低溫條件下系統(tǒng)硝化功能將大幅度降低 ； C/P值過低時(shí)除磷脫氮效果將受到影響。 物較多； 2，污泥回流量大，能耗高。 3. 用于小型水廠費(fèi)用偏高；效益差。 ，對(duì)自動(dòng)化控制能力要求高； 穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定； 及設(shè)備利用率低；，電耗增大； 5除磷脫氮效果一般。 綜上所述，可得比較適合本污水處理廠的工藝是倒置 AAO工藝。因?yàn)檫@種工藝具有較好的除磷脫氮功能；具有提高對(duì)難降解生物有機(jī)物去除效果，運(yùn)行效果穩(wěn)定；技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；管 理維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低；國(guó)內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)技術(shù)先進(jìn)成熟，最為重要的是該工藝總水力停留時(shí)間少于其他同類工藝，節(jié)省基建費(fèi)用，占地面積相對(duì)較小，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的形勢(shì)下，寸土寸金，該工藝無疑具有非常大的吸引力。 AAO法同步脫氮除磷工藝的原理： 倒置 AAO生物反應(yīng)池分為三個(gè)部分，即缺氧池、厭氧池、好氧池。 缺氧池、厭氧池配有攪拌設(shè)備 ,好氧池通過曝 氣維持供氧。 三個(gè)工藝段的作用如下 ： 缺氧段 ,微生物利用進(jìn)水中有機(jī)物為碳源 ,使得回流污泥帶來的硝態(tài)氮反硝化 ,形成 N2 或 NxOy 逸至大氣中 ,達(dá)到脫氮 目的 ； 厭氧段 ,水中溶解氧和硝態(tài)氮結(jié)合氧均已消耗完畢處于厭氧狀態(tài) ,聚磷微生物利用胞內(nèi)聚磷分解產(chǎn)生的能量吸收污水中的易降解 COD ,同時(shí)釋放磷酸鹽 。好氧段前段主要降解污水中的有機(jī)質(zhì)并過量吸磷 ,到好氧區(qū)后段則 BOD 大幅度降低 ,BOD/TKN 值較低利于硝化菌的生長(zhǎng) ,主要進(jìn)行硝化反應(yīng)。缺氧段、厭氧段并無嚴(yán)格的界限 ,主要取決于工藝構(gòu)筑物采用的形式和前置反硝化的效果。生化反應(yīng)池較高的污泥濃度不僅從固定的生化反應(yīng)池容積中爭(zhēng)取到好氧池硝化所需要的反應(yīng)容積 ,而且活性污泥絮體內(nèi)部的缺氧微環(huán)境使得硝化和反硝化過程在曝氣時(shí)段內(nèi)就 同步進(jìn)行 ,從而為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的脫氮效率創(chuàng)造了條件。 表 22 倒置 AAO工藝的主要運(yùn)行參數(shù) Tab. 1 Main operating parameters of inverted AAO process 運(yùn)行參數(shù) 取值 缺氧區(qū)水力停留時(shí)間（ h） ～ 厭氧區(qū)水力停留時(shí)間（ h） ～ 好氧區(qū)水力停留時(shí)間（ h） ～ 污泥回流比 R ～ 泥齡