【文章內容簡介】 kgTs/ kgAl,除此之外，還要考慮附帶的其它沉淀物，因此， kg污泥來計算泥量。在初沉池投加化學藥劑，除沉池產泥量將增加50100%，如設后續(xù)生物處理，則全廠污泥量增加6070%；在二沉池投藥，活性污泥量增加3545%，全廠污泥量增加1025%。因此，化學藥劑的投加使沉淀污泥的產量增加、濃度降低、污泥體積增大，使污泥處理的難度增加。采用化學除磷時還應考慮污泥處理與處置的費用。根據(jù)以上分析及武穴市目前進水水質和經濟實力，暫不考慮化學除磷，應該在生物處理污水過程中達到除磷的效果。國外從二十世紀六十年代開始系統(tǒng)地進行了脫氮除磷的物化處理方法研究，結果認為物化法的缺點是耗藥量大、污泥多、運行費用高等。因此，城市污水廠一般推薦采用。從二十世紀七十年代以來，國外開始研究并逐步采用活性污泥法生物脫氮除磷。我國從二十世紀八十年代開始研究生物脫氮除磷技術，隨后逐步實現(xiàn)污水處理設備國產化配套。目前，常用的生物脫氮除磷工藝有A2/O法、氧化溝法等多種工藝。污水中的有機氮、蛋白氮等在好氧條件下首先被氨化菌轉化為氨氮，而后在硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮還原成氮氣從污水中逸出，此階段稱為缺氧反硝化。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，消化菌增長速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用順利進行。按照上述原理，要進行脫氮，必須具有缺氧/好氧過程，可組成缺氧池和好氧池，即所謂A/O系統(tǒng)。A/O系統(tǒng)設計中需要控制的幾個主要參數(shù)就是要有足夠的污泥齡和進水的碳氮比。生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內的磷酸鹽，產生能量用以吸收快速降解有機物，并轉化為PHB（聚β羥丁酸）儲存起來。當這些聚磷菌進入好氧條件時就會降解體內儲存的PHB產生能量，用于細胞的合成和吸收磷，形成含磷量高的污泥，隨剩余污泥一起排除系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。影響生物除磷的因素是要有厭氧條件，同時要有可快速降解的有機物，即BOD5/P比值恰當。同時，希望含磷污泥盡快排出系統(tǒng)，以免污泥中的磷又返回到液體中。按照上述原理，要進行除磷，必須具備厭氧/好氧過程，若在生物脫氮系統(tǒng)前再設置一個厭氧池，這樣就形成A2/O系統(tǒng)，即厭氧——缺氧——好氧系統(tǒng)。根據(jù)武穴市污水處理廠的設計進水水質和要求達到的出水水質標準，本工程最合適的處理工藝是生物脫氮除磷工藝，在滿足生物脫氮除磷要求的前提下，BODCOD和SS的去除都可以滿足排放標準要求。BOD5 : N : P的比值是影響生物脫氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率隨著BOD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。從理論上講，BOD5/N，實際運行資料表明，BOD5/N3時才能使反硝化正常運行。在BOD5/N＝34時氮的去除率大于50％,磷的去除率也可達到55％左右。對于生物除磷工藝，要求BOD5/P30，且BOD5/N3。本工程進水BOD5/N＝，BOD5/P＝40，能滿足生物脫氮除磷工藝對碳源的要求。因此，本工程采用生物脫氮除磷工是可行的。實際上，生物脫氮除磷工藝對BOD5 : N : P的要求是指進入曝氣池的污水水質，而不是指原污水水質。因為在設有初沉池的情況下，其比值會有所變化。按照我國現(xiàn)行規(guī)范，初次沉淀池對BOD5去除率為2030％。德國排水規(guī)范（ATV A131）中給出了不同停留時間的沉淀池對污染物的去除率，　　 沉淀池對污染物的去除率　　　　項　目停留時間（h）BOD5％％％COD％％％SS％50％％N％％％P％％％按照表42的去除率，本工程若設初沉池，則經過初沉池沉淀之后的污水（即進入曝氣池的污水）的BOD5/N和BOD5/。　 初沉池出水BOD5/N和BOD5/P值　　　　　停留時間（h）BOD5/NBOD5/P363329 中BOD5/N和BOD5/P值與污水廠進水的比值進行比較，可以發(fā)現(xiàn)，對于不同停留時間的初沉池，其出水BOD5/N和BOD5/P值均有下降，除沉池停留時間越長，比值下降越多。設初沉池對脫氮除磷不利。因此，本工程布設初次沉淀池。 污水生物脫氮除磷工藝目前，用于城市污水處理具有一定脫氮除磷效果的污水處理工藝可以分為兩大類：第一類為按空間進行分割的連續(xù)流活性污泥法；第二類為按時間進行分割的間歇式活性污泥法。按空間進行分割的連續(xù)流活性污泥法是指各種功能在不同的空間（不同的池子）內完成。目前，較為成熟的工藝有：A2/O法、氧化溝法等。(1) 傳統(tǒng)A2/O法A2/O處理工藝是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文縮寫，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，A2/O工藝是在厭氧－好氧除磷工藝的基礎上開發(fā)出來的，該工藝同時具有脫氮除磷的功能。傳統(tǒng)A2/O法即厭氧——缺氧——好氧活性污泥法。污水在流經三個不同功能分區(qū)的過程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機物、氮和磷得到去處。.　　A2/O法流程簡圖該工藝在系統(tǒng)上是最簡單的同步除磷脫氮工藝，總水力停留時間小與其它同類工藝，在厭氧、缺氧、好氧交替運行的條件下可抑制絲狀菌繁殖，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只需輕微攪拌，運行費用低。由于厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)嚴格分開，有利于不同微生物菌群的繁殖生長，因此，脫氮除磷效果較好。目前，該法在國內外使用較為廣泛。但傳統(tǒng)A2/O工藝也存在著本身固有的缺點。脫氮和除磷對外部環(huán)境條件的要求是相互矛盾的，脫氮要求有機負荷低，污泥齡較長，而除磷要求有機負荷較高，污泥齡較短，往往很難權衡。另外，匯流污泥中含有大量的硝酸鹽，回流到厭氧池中會影響厭氧環(huán)境，對除磷不利。此外，還有取消混合液回流的A2/O工藝和倒置型A2/O工藝等改良型，但都處于試驗研究階段。(2) 氧化溝法氧化溝（oxidation ditch）又名連續(xù)循環(huán)曝氣池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一種變形。氧化溝污水處理工藝是在20世紀50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的。自從1954年在荷蘭的首次投入使用以來。由于其出水水質好、運行穩(wěn)定、管理方便等技術特點，已經在國內外廣泛的應用于生活污水和工業(yè)污水的治理[1]。目前應用較為廣泛的氧化溝類型包括：帕斯韋爾（Pasveer）氧化溝、卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝 、奧爾伯（Orbal）氧化溝、T型氧化溝（三溝式氧化溝）、DE型氧化溝和一體化氧化溝。這些氧化溝由于在結構和運行上存在差異，因此各具特點。傳統(tǒng)的Passveer單溝型和Carrousel型氧化溝不具備脫氮除磷功能，但是在Carrousel氧化溝前增設厭氧池，在溝體內增設缺氧區(qū)，形成改良型氧化溝，便具備生物脫氮除磷功能。 其流程簡圖 Carrousel氧化溝系多溝竄聯(lián)系統(tǒng)，在溝體內存在缺氧區(qū)和好氧區(qū)，但是缺氧區(qū)要求的充足的碳源和缺氧條件不能很好地滿足，因此，脫氮效果不是很好。為了提高脫氮效果，荷蘭DHV公司通過研究，在溝內增加了一個預反硝化區(qū)，從而發(fā)明了Carrousel 2000型氧化溝工藝。Carrousel 2000系統(tǒng)在普通Carrousel氧化溝前增加了一個厭氧區(qū)和絕氧區(qū)（又稱前反硝化區(qū)）。全部回流污泥和1030%的污水進入厭氧區(qū)，可將回流污泥中的殘留硝酸氮在缺氧和1030%碳源條件下完成反硝化，為以后的絕氧池創(chuàng)造絕氧條件。同時，厭氧區(qū)中的兼性細菌將可溶性BOD轉化成VFA，聚磷菌獲得VFA將其同化成PHB，所需能量來源于聚磷的水解并導致磷酸鹽的釋放。厭氧區(qū)出水進入內部安裝有攪拌器的絕氧區(qū)，所謂絕氧就是池內混合液既無分子氧，也無化合物氧（硝酸根）， 在此絕氧環(huán)境下，7090%的污水可提供足夠的碳源，使聚磷菌能充分釋磷。絕氧區(qū)后接普通Carrousel氧化溝系統(tǒng)，進一步完成去除BOD、脫氮和除磷。最后，混合液在氧化溝富氧區(qū)排出，在富氧環(huán)境下聚磷菌過量吸磷，將磷從水中轉移到污泥中，隨剩余污泥排出系統(tǒng)。這樣，在Carrousel 2000系統(tǒng)內，較好的同時完成了去除BOD、COD和脫氮除磷。Carrousel氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動的混合液在氧化溝閉合渠道內循環(huán)流動。因此氧化溝具有特殊的水力學流態(tài)，既有完全混合式反應器的特點，又有推流式反應器的特點，溝內存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，～，寬深比為2:1，亦有水深達7m的。氧化溝曝氣混合設備有表面曝氣機、曝氣轉刷或轉盤、射流曝氣器、導管式曝氣器和提升管式曝氣機等，近年來配合使用的還有水下推動器。圖 卡魯塞氧化溝2000平面圖 　綜合采用該工藝的昆明第一污水廠、長沙市第二污水凈化中心及漯河市污水處理廠的運行效果可見：經過Carrousel 2000系統(tǒng)處理后，BOD、COD、SS的去除率均達到了90%以上，TN的去除率達到了80%，TP的去除率也達到了90%?！arrousel 3000系統(tǒng)是在Carrousel 2000系統(tǒng)前再加上一個生物選擇區(qū)。該生物選擇區(qū)是利用高有機負荷篩選菌種，抑制絲狀菌的增長，提高各污染物的去除率，其后的工藝原理同Carrousel 2000系統(tǒng)?！arrousel 3000系統(tǒng)的較大提高表現(xiàn)在：一是增加了池深，~8m，同心圓式，池壁共用，減少了占地面積，降低造價同時提高了耐低溫能力（可達7℃）；二是曝氣設備的巧妙設計，表曝機下安裝導流筒，抽吸缺氧的混合液，采用水下推進器解決流速問題；三是使用了先進的曝氣控制器QUTE（它采用一種多變量控制模式）。四是采用一體化設計，從中心開始，包括以下環(huán)狀連續(xù)工藝單元：進水井和用于回流活性污泥的分水器；分別由四部分組成的選擇池和厭氧池。這之外是有三個曝氣器和一個預反硝化池的Carrousel 2000系統(tǒng)。五是圓形一體化的設計使得氧化溝不需額外的管線，即可實現(xiàn)回流污泥在不同工藝單元間的分配氧化溝池型具有獨特指出，兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液回流系統(tǒng)，但氧化溝采用機械表面曝氣，水深不宜過大，充氧動力效率較低，能耗較高，占地面積較大。Orbal氧化溝，即“0、2”工藝，由外到內分別形成厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)域，采用轉碟曝氣。由于從內溝（好氧區(qū)）到中溝（缺氧區(qū)）之間沒有回流設施，所以總的脫氮效率較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設備，不可避免地會帶入相當數(shù)量的溶解氧，使得除磷效率較差。D型氧化溝為雙溝交替工作式氧化溝，由池容完全相同的兩個氧化溝組成，兩溝串聯(lián)運行，交替地作為曝氣池和沉淀池，不單獨設二沉池。為了達到脫氮目的，在D型氧化溝的基礎上有發(fā)展了半交替工作式的DE型氧化溝。該溝設有獨立的二沉池和回流污泥系統(tǒng)，兩溝交替進行消化和反硝化。D型氧化溝的缺點主要是曝氣設備利用率低、池容積利用率低。T型三溝式氧化溝集缺氧、好氧和沉淀于一體，兩條邊溝交替進行反應和沉淀，無需單獨的二沉池和污泥回流，流程簡潔，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，由于交替運行，總的容積利用率低，約為55％，設備總數(shù)量多，利用率低。 按時間進行分割的間歇式活性污泥法——序批式活性污泥法序批式活性污泥法又稱間歇式活性污泥法，近幾年來，已發(fā)展成多種改良型，主要有：傳統(tǒng)SBR法、ICEAS法、CAST法、Unitank法等。(1) 傳統(tǒng)SBR法 序批式活性污泥法（SBR—Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英國學者Ardern和Locket發(fā)明了的水處理工藝。70年代初，美國Natre Dame 教授采用實驗室規(guī)模對SBR工藝進行了系統(tǒng)深入的研究，并于1980年在美國環(huán)保局（EPA）的資助下，在印第安那州的Culwer城改建并投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。SBR法污水處理反應是在同一容器中進行。在同一容器中進水時形成厭氧（此時不曝氣）、缺氧，而后停止進水，開始曝氣充氧，完成脫氮除磷過程，并在同一容器中沉淀，在通過潷水器出水，完成一個程序。這種方法與以空間進行分割的連續(xù)流系統(tǒng)有所不同，它不需要回流污泥，也無專門的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，而是在同一容器中，分時段進行攪拌、曝氣、沉淀，形成厭氧、缺氧、好氧過程。SBR工藝的過程是按時序來運行的，一個操作過程分五個階段：進水、反應、沉淀、潷水、閑置。 由于SBR在運行過程中，各階段的運行時間、反應器內混合液體積的變化以及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質、出水水質、出水質量與運行功能要求等靈活變化。對于SBR反應器來說，只是時序控制，無空間控制障礙，所以可以靈活控制。因此，SBR工藝發(fā)展速度極快，并衍生出許多種新型SBR處理工藝。(2) ICEAS法及CAST法ICEAS、CAST工藝即連續(xù)進水、間歇操作運轉的活性污泥法。與傳統(tǒng)SBR法不同之處在于通過設置多座池子，盡管單座池子為間歇操作運行，但使整個過程達到連續(xù)進水、連續(xù)出水。其進水、反應、沉淀、出水和待機在一座池子中完成，常用四座池子組成一組，輪流運轉，間歇處理。ICEAS法雖有它的優(yōu)點，可在一組池中完成脫氮、去除BOD5全過程，但每座池子都須安裝曝氣設備、沉淀的潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水，水頭損失大，設備的閑置率較高、利用率低，設備投資大要求自動化程度相當高。(3) Unitank法Unitank工藝，又稱單池系統(tǒng)，是SBR法的另一種形式，為八十年代后期比利時的史格斯公司所開發(fā)，其專利權歸比利時Wespelear Sehgers工程公司所有。由三個矩形池組成，三個池水力相通，每個池內均設有供氧設備，在外邊兩側矩形池設有固定出水堰和剩余污泥排放口。中間池連續(xù)曝氣，兩側池內間斷曝氣，交替作為沉淀池和曝氣池。三個池交替地在缺氧、好氧和沉淀的狀態(tài)下工作，通過自控程序，控制曝氣器運轉和改變進水點可使池中發(fā)生消化和反硝化作用，在去除BODSS的同時，達到生物脫氮的目的。其