【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，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，由于反硝化細菌是在分解有機物的過程當中進行 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，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， 當原水 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 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 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 城市污水處理廠設計處理方案時，既要考慮有效去除 BOD5 又要考慮適當去除 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： 鼓風機房 缺氧反應池 好氧反應池 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，其他指標也達到排放標準，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，而且其它指標也達到排放標準。 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，合建時兩段應該以隔板隔開。厭氧池中必須嚴格控制厭氧條件，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性。 A2/O 工藝 的 缺點 如下 ： 1） 1 污泥膨脹，正?；钚晕勰喑两敌阅芰己?，污 泥含水率在 99% 左右。當污泥發(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，如果不采取相應措施，流失的污泥會使出水的 SS 超標，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