【文章內(nèi)容簡介】 降低，同時對溶解氧要求較低的微生物將逐步成為優(yōu)勢種屬，影響正常的生化反應(yīng)過程，造成處理效果下降。 有毒物質(zhì)（抑制物質(zhì)） 有毒物質(zhì)對微生物生理功能毒害作用的原因，效果都比較復(fù)雜，取決于較多的因素。 進水水質(zhì)分析 污水處理廠進水營養(yǎng)物比值見表 。 表 進水營養(yǎng)物比表 項目 比值 BOD5/ COD BOD5/ TN BOD5/ TP 40 污水生物處理是以污水中所含污染物質(zhì)作為營養(yǎng)物質(zhì)，利用微生物代謝作用使污染物被降解， 從而使 污水得到凈化。因此，對污水營養(yǎng)成分的分析以及判斷污水能否采用生物處理是設(shè)計污水生物處理工程的前提。 BOD5 和 COD是污水處理過程中常見的兩個水質(zhì)指標(biāo)，一般情況下， BOD5/ COD 的比值越大，說明污水可生物處理性越好。綜合國內(nèi)外的研究成果，一般認為 BOD5/ COD 的比值＞ 可生化性較好， BOD5/ COD 的比值＜ 較難生化， BOD5/ COD 的比值＜ 不易生化。 BOD5/ TN（即 C/N）是鑒別能否采用生物脫氮的重要指標(biāo)，由于反硝化細菌是在分解有機物的過程當(dāng)中進行 硝 化脫氮的，在不投加外來碳源的條件下， 第 11 頁 污水中必須有足夠的有機物，才能保證反硝化的順利進行。一般認為， C/N≥ 3，即可認為污水有足夠的碳源供反硝化菌利用，才能進行有效脫氮。 BOD5/ TP（即 C/P）是鑒別能否采用生物除磷的重要指標(biāo)，生物除磷是活性污泥中除磷菌在厭氧條件下分解細胞內(nèi)的聚磷酸鹽同時放出 H3PO4 和 ATP，并利用 ATP 將廢水中的脂肪酸等有機物攝入細胞，以 PHB（聚 β 羥基丁酸）及糖原等有機顆粒的形式貯存于細 胞內(nèi)，同時隨著聚磷酸鹽的分解，釋放磷；一旦進入好氧環(huán)境，除磷菌又可以利用聚 β 羥基丁酸氧化分解所釋放的能量來超量攝取廢水中的磷，并把所攝取的磷合成聚磷酸鹽而貯存于細胞內(nèi)，經(jīng)沉淀分離，把富含磷的剩余污泥排除污泥，達到生物除磷的目的。進水中的 BOD5是作為營養(yǎng)物質(zhì)供除磷菌活動的基質(zhì)， BOD5/ TP 是衡量能否達到除磷的重要指標(biāo)， 當(dāng)原水 COD 低于 500 m g /L 時 , 總磷去除率隨原水 COD 的提高而提高 , 而當(dāng) COD 超過 500 m g /L 時 , 總磷去除率隨著 COD 的提高而逐漸下降 , 但 COD去除效果不受影響 。當(dāng) COD /TP 在低于 70 左右時 , 隨著 COD /TP 的增大除磷率也迅速上升 , 超過 70 后除磷效果逐漸下降。因此 , 污水的 COD 濃度對間歇式生物接觸氧化反應(yīng)器的除磷效果有直接影響 , 總磷去除率隨著 COD的提高而提高 , COD 濃度為 500 m g /L 左右時 , 除磷效果最好 , 而后開始下降。根據(jù)試驗結(jié)果 , 當(dāng)污水的 COD /TP 值約為 50~ 100 時 , 可以達到較好的除磷效果。 一般認為該值要大于 20，比值越大，生物除磷效果越好。 綜上所述，該城市污水處理廠進水水質(zhì)不僅適宜于采用二級生物工藝，而且還適宜于采用 生物脫氮除磷工藝。 污水處理廠工藝方案比選 城市污水處理廠設(shè)計處理方案時，既要考慮有效去除 BOD5 又要考慮適當(dāng)去除 N、 P。 城市污水處理的工藝有很多 ，而相對來說處理效果好而且技術(shù)成熟的工藝有 A/O、 A2/O、氧化溝、周期循環(huán)曝氣活性污泥法（ CASS）以及序批式活性污泥法（ SBR）等，下面對各種工藝及使用的條件進行簡要論述。 第 12 頁 （ 1） A/O 工藝 A/O 是 Anoxic/Oxic 的縮寫，它的優(yōu)越性是除了使有機污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術(shù)用為活性污泥的前處理，所以 A/O 法是 改進的活性污泥法。 A/O 工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起， A段 DO 不大于 ，O 段 DO=2～ 4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉(zhuǎn)化成可溶性有機物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進入好氧池進行好氧處理時，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的 N 或氨基酸中的氨基）游離出氨（ NHNH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將 NH3N（ NH4+）氧化為 NO3，通過回流控制返回至 A 池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將 NO3還原為分子態(tài)氮（ N2）完成 C、 N、 O 在生態(tài)中的循環(huán)，實現(xiàn)污水無害化處理。 改良的 A/O 工藝流程圖見圖 圖 改良的 A/O 工藝流程圖 根據(jù)以上對生物脫氮基本流程的敘述，結(jié)合多年的焦化廢水脫氮的經(jīng)驗，我們總結(jié)出 (A/O)生物脫氮流程具有以下優(yōu)點： 鼓風(fēng)機房 缺氧反應(yīng)池 好氧反應(yīng)池 折流式沉淀池 污泥泵房 第 13 頁 1）效率高。該工藝對廢水中的有機物，氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停留時間大于 54h，經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀，可將 COD 值降至100mg/L 以下，其他指標(biāo)也達到排放標(biāo)準(zhǔn)，總氮去除率在 70%以上。 2）流程簡單，投資省，操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后，碳氮比有所提高，在反硝化過程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過程需要的堿耗。 3）缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如 COD、 BOD5 和 SCN在缺氧段中去除率在 67%、 38%、 59%，酚和有機物的去除率分別為 62%和 36%，故反硝化反應(yīng)是最為經(jīng)濟的節(jié)能型降解過程。 4）容積負荷高。由于硝化階段采用了強化生化，反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術(shù)，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度，與國外同類工藝相比， 具有較 高的容積負荷。 5）缺氧 /好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。當(dāng)進水水質(zhì)波動較大或污染物濃度較高時，本工藝均能維持正常運行，故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較，不難看出，生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時，也降解酚、氰、 COD等有機物。結(jié)合水量、水質(zhì)特點，我們推薦采用缺氧 /好氧 (A/O)的生物脫氮 (內(nèi)循環(huán) ) 工藝流程，使污水處理裝置不但能達到脫氮的要求，而且其它指標(biāo)也達到排放標(biāo)準(zhǔn)。 A/O 工藝的缺點如下： 1）由于沒有獨立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低； 2）若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大了運行費用。另外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的 DO，使 A 段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達到 90%。 第 14 頁 3）影響因素 ：水力停留時間 （硝化 6h ，反硝化 2h ）污泥濃度 MLSS（ 3000mg/L）污泥齡（ 30d ） N/MLSS 負荷率（ ）進水總氮濃度（ 30mg/L） （ 2） A2/O 工藝 AAO 工藝，亦稱 A2/O 工藝，是英文 AnaerobicAnoxicOxic 第一個字母的簡稱，按實質(zhì)意義來說，本工藝稱為厭氧 — 缺氧 — 好氧法。本法是在 70 年代，由美國的一些專家在厭氧 — 好氧（ AnO）法脫氮工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的，其宗旨是開發(fā)一項能夠同步脫氮除磷的污水處理工藝。 A2/O 工藝由厭氧段和好氧段組成，兩段可以分別建也可以合 建，合建時兩段應(yīng)該以隔板隔開。厭氧池中必須嚴(yán)格控制厭氧條件，使其既無分子態(tài)氧， 也無 NO3等化合態(tài)氧，厭氧段水力停留時間為 1～ 2h。好氧段結(jié)構(gòu)型式與普通活性污泥法相同，且要保證溶解氧不低于 2mg/L，水力停留時間 2～ 4 小時。 A2/O 工藝流程圖如圖 所示。 圖 A2/O 工藝流程圖 A2/O 工藝 具有以下 優(yōu)點： 1） 在厭氧的好氧交替運行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，污泥不易膨脹。 進水 厭氧池 缺氧池 好氧池 沉淀池 回流污泥 排放 剩余污泥 圖 A2/O 工藝流程圖 內(nèi)循環(huán) 第 15 頁 2） 脫氮效果難于進一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以 2Q 為限，不宜太高，否則增加運行費用。 3） 基建費用低，具有較好的脫氮、除磷功能。 4） 具有改善污泥沉降性能，減少污泥排放量。 5） 具有提高對難降解生物有機物去除效果，運轉(zhuǎn)效果穩(wěn)定。 6） 技術(shù)先進成熟，運行穩(wěn)妥可靠。 7） 管理維護簡單，運行費用低。 8） 國內(nèi)工程實例多，工藝成熟，易獲得工程管理經(jīng)驗。 9） 出水水質(zhì)好，較易于深度處理，出水水質(zhì)穩(wěn)定，對外界條件變化有一定的適應(yīng)性。 A2/O 工藝 的 缺點 如下 ： 1） 1 污泥膨脹，正常活性污泥沉降性能良好，污 泥含水率在 99% 左右。當(dāng)污泥發(fā)生膨脹時，污泥容積指數(shù)上升，污泥體積膨脹，澄清液稀少，污泥在二沉池中不能進行正常的泥水分離，污泥隨著水流大量流失，如果不采取相應(yīng)措施，流失的污泥會使出水的 SS 超標(biāo)，使曝氣池中的微生物銳減，不能滿足分解有機物的需要。 2） 污泥上浮，在二沉池中污泥不沉降，成塊上浮，或已沉降的污泥成塊上浮并隨水流流失的現(xiàn)象。 3） 泡沫問題，泡沫問題是 A2 /O 工藝污水處理廠中常見的問題，一般有三種現(xiàn)象 : 在曝氣池表面產(chǎn)生白色的、粘稠的空氣泡沫，有時出現(xiàn)較大的浪花 。 在曝氣池表面形成 細微的暗褐色泡沫 。 脂狀，暗褐色泡沫異常強烈，并隨混合液進入二沉池。 （ 3）氧化溝 傳統(tǒng)活性污泥法污水處理技術(shù)的改良，外形呈封閉環(huán)狀溝，其特點是混合液在溝內(nèi)不中斷地循環(huán)流動，形成厭氧、缺氧和好氧段，且將傳統(tǒng)的鼓風(fēng)曝氣改為表面機械曝氣。 氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠 第 16 頁 型，所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化。 氧化溝的工藝流程圖如圖 所示 圖 氧化溝的工藝流程圖 一般氧化溝法的主要設(shè)計參數(shù)為： 水力停留時間： 10－ 40 小時； 污泥齡：一般大于 20 天； 有機負荷： － ()； 容積負荷： － ()； 活性污泥濃度： 2020－ 6000mg/l； 溝內(nèi)平均流速： － 。 氧化溝法由于具有較長的水力停留時間，較低的有機負荷和較長的污泥齡。因此相比傳統(tǒng)活性污泥法，可以省略調(diào)節(jié)池，初沉池，污泥消化池，有的還可以省略二沉池 。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因為巧妙結(jié)合了 CLR形式和曝氣裝置特定的定位布置，氧化溝具有獨特水力學(xué)特征和工作特性： 第 17 頁 氧化溝系統(tǒng)具有很強的耐沖擊負荷能力，對不易降解的有機物也有較好的處理能力 ； 1) 氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化－反硝化生物處理工藝 ； 2) 氧化溝溝內(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質(zhì)，液體混合和污泥絮凝 。 3) 氧化溝的整體功率密度較低，可節(jié)約能源 ,據(jù)國外的一些報道，氧化溝比常規(guī)的活性污泥法能耗降低 20%－ 30%； 4) 據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計資料顯示，與其他污水生物處理方法相比，氧 化溝具有處理流程簡單，超作管理方便；出水水質(zhì)好，工藝可靠性強；基建投資省，運行費用低等特點。 氧化溝缺點 盡管氧化溝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負荷能力強、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動化控制等優(yōu)點。但是，在實際的運行過程中，仍存在一系列的問題。 1） 污泥膨脹