【正文】 酸鹽形式，貯存在細(xì)胞內(nèi)，因此，生物除磷僅指液相中的磷酸鹽轉(zhuǎn)移到細(xì)胞中去，所以污泥的含磷量很高，可達(dá)8～10%(%)，影響生物除磷的因素是要厭氧條件DO=0，同時(shí)要有快速降解COD，即P/COD比值恰當(dāng)。希望含磷污泥盡快從系統(tǒng)中排出。也就是說，污泥泥齡要短，否則泥中的磷又會(huì)解析到液體中。 按照上述原理，在生物碳氮系統(tǒng)前再設(shè)置一個(gè)厭氧池，這樣就形成所謂A/A/O系統(tǒng)，即厭氧/缺氧/好氧系統(tǒng)。 4)生物脫氮除磷的影響因素 從生物脫氮除磷原理看出，兩者要求的有些方面是相互制約的。要正常發(fā)揮脫氮除磷系統(tǒng)效率，詳細(xì)分析進(jìn)水水質(zhì)是十分必要的，有如下幾點(diǎn)值得注意：(1)COD濃度(2)TKN/COD比值(3)P/COD比值(4)水溫 COD濃度，達(dá)到除磷要求取決于進(jìn)水中易生物降解COD濃度，一般不得小于50mg/L (比值一般為進(jìn)水COD的1/4～1/3)，所以進(jìn)水COD低于150mg/L，不能達(dá)到除磷要求。 TKN/COD比值，TKN/，可完全去除硝酸鹽，～，不能完全去除硝酸鹽，可以采用UCT工藝，從厭氧池中去除磷酸鹽，～，UCT工藝也不能完全消除厭氧池中的硝酸鹽，要控制回流比，減少硝酸鹽對(duì)厭氧池影響，當(dāng)TKN/，城市污水不能用生物脫氮除磷方法。P/COD值，P/，方能達(dá)到除磷要求。水溫，供氧量用夏季水溫復(fù)算，生物降解用冬季水溫復(fù)算。按照上述分析，通過對(duì)城市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)分析，確定可以采用生物脫氮除磷工藝對(duì)污水進(jìn)行脫氮除磷。本工程擬對(duì)下列三個(gè)工藝進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，氧化溝法、A/A/O法、改良型SBR等，各處理工藝的機(jī)理簡(jiǎn)述如下：一) 改良型SBR（方案一）1901年英國(guó)Ardern和Lockett在其試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上在世界化學(xué)學(xué)報(bào)上首先發(fā)表了一篇重要的科研報(bào)告，介紹了在單一的反應(yīng)器內(nèi)將空氣注入污水中，將其所產(chǎn)生的污泥進(jìn)行循環(huán)并按間歇方式運(yùn)行，就得到良好的污水凈化效果， 從試驗(yàn)成果，誕生了活性污泥法。80年來活性污泥法一直處于污水生化處理的主導(dǎo)地位。但是由于當(dāng)時(shí)的活性污泥法雖然處理效率很可觀，由于監(jiān)控和檢測(cè)技術(shù)的限制，SBR法未得到廣泛應(yīng)用。70年代起，由于西歐各國(guó)財(cái)政上的原因，政府對(duì)小城鎮(zhèn)環(huán)保項(xiàng)目的投入減少，迫使小城鎮(zhèn)的環(huán)保事業(yè)著眼于低投資低能耗，同時(shí)由于程控技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些水質(zhì)儀表如溶氧測(cè)定儀，ORP計(jì)的開發(fā)應(yīng)用，于是SBR法又得到了重視。日本、美國(guó)、澳大利亞、法國(guó)等國(guó)家開始了高層次重新研究間歇活性污泥法。被命名為序批式活式污泥法（Sequencing Batch Reactor簡(jiǎn)稱SBR）。根據(jù)SBR工藝運(yùn)行模式，其操作由進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、排出和閑置5個(gè)基本過程，從進(jìn)水至閑置間的工作時(shí)間為一個(gè)周期。在一個(gè)周期內(nèi)的5個(gè)過程都在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)按程序完成，整個(gè)處理系統(tǒng)可以通過二個(gè)或二個(gè)以上的反應(yīng)池進(jìn)行組合交替完成。由于SBR工藝流程短，反應(yīng)過程在一個(gè)池內(nèi)按時(shí)間程序完成，所以在時(shí)間程序中進(jìn)水階段可以降低曝氣強(qiáng)度使池內(nèi)產(chǎn)生缺氧狀態(tài)，而曝氣階段的時(shí)間可根據(jù)實(shí)際反應(yīng)時(shí)間而定。通過時(shí)間順序可以對(duì)缺氧、好氧的比例進(jìn)行調(diào)整，使處理系統(tǒng)更適應(yīng)水質(zhì)的變化和達(dá)到期望的出水標(biāo)準(zhǔn)；通過時(shí)間程序可控制沉淀出水水質(zhì)，根據(jù)活性污泥的實(shí)際沉淀時(shí)間使出水SS濃度更低。由于SBR法中，曝氣、沉淀集同一池內(nèi)，節(jié)約了二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)，但曝氣池體積、曝氣動(dòng)力設(shè)備均要增加，在中小規(guī)模污水處理中是較好的處理工藝。典型的SBR工工藝已發(fā)展出了許多變種，改良型SBR為改良式連續(xù)流序批反應(yīng)器，它是在傳統(tǒng)的SBR技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)成功的污水處理新工藝，該方法為各種優(yōu)勢(shì)微生物的生長(zhǎng)繁殖創(chuàng)造了最佳的環(huán)境條件和水力條件，使得有機(jī)物的降解、氨氮的硝化、反硝化，以及磷的釋放、吸收等生化過程保持高效反應(yīng)狀態(tài)，有效地提高生化去除率。該法采用組合式聯(lián)體結(jié)構(gòu)，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低，剩余污泥量少。本工程擬采用改良型SBR工藝作為方案一進(jìn)行比較。改良型SBR工藝分為預(yù)處理、生物處理和污泥處理三部分，所不同的是生物處理以改良型SBR反應(yīng)池為主，反應(yīng)池連續(xù)進(jìn)水，兩個(gè)序批池交替運(yùn)行。，流程的實(shí)質(zhì)與傳統(tǒng)A2/O工藝一樣，但它強(qiáng)化了各反應(yīng)區(qū)的功能，為各優(yōu)勢(shì)菌種創(chuàng)造了更優(yōu)越的環(huán)境和水力條件，無論從理論上分析，或者實(shí)際的運(yùn)行結(jié)果看，改良SBR工藝是最理想的污水生物除磷脫氮工藝，同時(shí)，改良SBR工藝的厭氧區(qū)還可作為系統(tǒng)的厭氧酸化段，對(duì)進(jìn)水中的高分子難降解有機(jī)物起到厭氧水解作用，聚磷菌釋磷過程中釋放的能量，可供聚磷菌主動(dòng)吸收乙酸、H+、和e、使之以PHB形式貯存在菌體內(nèi)，從而促進(jìn)有機(jī)物的酸化過程，提高污水的可生化性和好氧過程的反應(yīng)速率，厭氧、缺氧、好氧過程的交替進(jìn)行使厭氧區(qū)同時(shí)起到優(yōu)化選擇器的作用。 改良SBR系統(tǒng)原理流程圖。進(jìn)廠污水經(jīng)預(yù)處理工序后直接進(jìn)入改良SBR反應(yīng)池的厭氧池與缺氧池（一）的回流污泥混合，富含磷污泥在厭氧池進(jìn)行釋磷反應(yīng)后進(jìn)入缺氧池（二），缺氧池（二）主要用于強(qiáng)化整個(gè)系統(tǒng)的反硝化效果，由主曝氣池至缺氧池（二）的回流系統(tǒng)提供硝態(tài)氮。缺氧池（二）出水進(jìn)入主曝氣池經(jīng)曝氣反應(yīng)后再進(jìn)入序批池I或序批池II。如果序批池I作為沉淀池出水，則序批池II首先進(jìn)行缺氧反應(yīng)，再進(jìn)行好氧反應(yīng)，或交替進(jìn)行缺氧、好氧反應(yīng)。在缺氧、好氧反應(yīng)階段或預(yù)沉階段，序批池的混合液通過回流泵回流到泥水分離池，分離池上清液進(jìn)入主曝氣池，沉淀污泥進(jìn)入缺氧池（一），經(jīng)缺氧反硝化脫氮后提升進(jìn)入?yún)捬醭嘏c進(jìn)廠污水混合釋磷，依次循環(huán)。單元6至單元5的回流用于強(qiáng)化整個(gè)系統(tǒng)的反硝化效率，根據(jù)要求的反硝化效率的高低，可通過變速調(diào)節(jié)回流泵來改變系統(tǒng)的回流量。 改良SBR系統(tǒng)流程示意圖與T型氧化溝、Unitank等系統(tǒng)類似，改良SBR也是將運(yùn)行過程分為不同的時(shí)間段，在同一周期的不同時(shí)段內(nèi)，一些單元采用不同的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，以便完成不同的處理目的。改良SBR將一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期分為6個(gè)時(shí)段，由3個(gè)時(shí)段組成一個(gè)半周期。在兩個(gè)相鄰的半周期內(nèi)，除序批池的運(yùn)轉(zhuǎn)方式不同外，其余各單元的運(yùn)轉(zhuǎn)方式完全一樣。各時(shí)段的持續(xù)時(shí)間如下：時(shí)段1 40 min時(shí)段2 50 min時(shí)段3 30 min時(shí)段4 40 min時(shí)段5 50 min時(shí)段6 30 min其中時(shí)段3為第一個(gè)半周期，時(shí)段6為第二個(gè)半周期。原污水由改良SBR的單元4進(jìn)入，在各個(gè)時(shí)段內(nèi)的流向見表310。310 改良SBR系統(tǒng)污水流向 由表310可以看出，第一個(gè)半周期內(nèi)，單元7起的是沉淀池的作用，而在第二個(gè)半周期內(nèi)單元1在起沉淀池的作用。改良SBR系統(tǒng)的回流由兩部分組成，一部分是污泥回流，另一部分是混合液回流。改良SBR各單元的工作狀態(tài)根據(jù)各循環(huán)周期內(nèi)的時(shí)段確定，見表311。 表311 改良SBR各單元的工作狀態(tài)因?yàn)楦牧糞BR的單元1和單元7是間隙性曝氣，厭氧時(shí)段和預(yù)沉?xí)r段之和并不是曝氣時(shí)段的整數(shù)倍，為了使鼓風(fēng)機(jī)房的供氣較為均勻以便降低瞬時(shí)負(fù)荷，各個(gè)序批池的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)段應(yīng)該彼此錯(cuò)開。改良SBR工藝在主曝氣池內(nèi)安裝溶氧測(cè)定儀，根據(jù)主曝氣池內(nèi)DO水平自動(dòng)調(diào)節(jié)曝氣風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，特別是在主曝氣池與序批池同時(shí)供氧切換為主曝氣池單獨(dú)供氧時(shí)自動(dòng)調(diào)整鼓風(fēng)量以節(jié)省能耗，運(yùn)行周期的切換及各設(shè)備的時(shí)序操作均實(shí)行自動(dòng)控制。二)氧化溝法（方案二）氧化溝最初于五十年代出現(xiàn)于荷蘭，主要由環(huán)形曝氣池組成，具有出水水質(zhì)好、處理效率穩(wěn)定、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，也能滿足生物脫氮要求。氧化溝布置有多種形式，除了常用的轉(zhuǎn)刷型氧化溝外，還有采用垂直軸表面曝氣葉輪的卡羅塞爾氧化溝以及轉(zhuǎn)碟型曝氣器的奧貝爾氧化溝。同時(shí)，在運(yùn)行方法上又可分為連續(xù)流及分渠式氧化溝。后者，氧化溝中一部分體積兼作沉淀池，故不再設(shè)二次沉淀池和污泥回流設(shè)備。上述各種形式的氧化溝，目前國(guó)內(nèi)均有工程實(shí)例，大部分氧化溝運(yùn)行良好，去除效率穩(wěn)定，取得了較好的處理效果。在間歇運(yùn)行的氧化溝基礎(chǔ)上，丹麥又發(fā)展了一種新型的氧化溝，即三溝式氧化溝。在運(yùn)行穩(wěn)定可靠的前提下，操作更趨靈活方便。隨著氧化溝工藝的不斷發(fā)展，作為活性污泥法的一種變型的氧化溝現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于世界各地，并正向著大中型污水處理廠發(fā)展，曝氣型式的多樣化和不斷改進(jìn)，使氧化溝工藝迅速得到推廣。早期的氧化溝工藝占地面積大，僅用于小型污水處理廠，隨著對(duì)氧化溝工藝的充分認(rèn)識(shí)和改進(jìn)，～。據(jù)報(bào)導(dǎo)，從1963年至1974年，英國(guó)共興建了約300多氧化溝污水處理廠，1962年至1975年，美國(guó)建成了約558座氧化溝污水處理廠。氧化溝發(fā)展出各種型式，可以滿足不同的要求，它可以采用延時(shí)曝氣，一池代替初沉池、曝氣池、二沉池和污泥消化池，這對(duì)小型污水處理廠最為合適，運(yùn)行管理非常簡(jiǎn)單，它也可以僅作為二級(jí)處理使用，代替曝氣池和二沉池，或者只代替曝氣池。一般情況下，由于氧化溝耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，往往省去初沉池，這對(duì)除磷十分有利。氧化溝從五十年代發(fā)展至今，已有許多類型，目前主流池型有：丹麥克魯格公司的DE型三溝式氧化溝和DSS氧化溝。荷蘭DHV公司發(fā)明注冊(cè)的Carrousel及Carrousel2000型氧化溝美國(guó)Envirex公司設(shè)計(jì)的Orbal氧化溝。美國(guó)EMICO與荷蘭DHV公司合作開發(fā)的AC型和BARDENPHO氧化溝。氧化溝由于池深較淺，一般不超過4m，因此污水處理廠占地面積較大，費(fèi)用較高。三)A/A/O法（方案三）A/A/O工藝（AnaerbioAnoxicOxic）稱為厭氧－缺氧－好氧三者結(jié)合系統(tǒng)。早在70年代美國(guó)在生物除氮方法的基礎(chǔ)上發(fā)展的同步除磷脫氮的污水處理工藝。生物除磷，是利用聚磷菌的微生物，這種微生物能過量地、在數(shù)量上超出其生理需要的從外部環(huán)境攝取磷，磷以聚合的形態(tài)貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥而排出系統(tǒng)外，達(dá)到從污水中除磷的效果。在厭氧條件下（DO＝0，NO3＝0），聚磷菌體內(nèi)的ATP進(jìn)行水介，將H2PO4放出，并形成AOP同時(shí)也放出能量。因此，聚磷菌具有厭氧條件下釋放H3PO4，在好氧條件下過剩攝取H3PO4的功能，生物除磷就是利用聚磷菌的這種功能開發(fā)了從污水中除磷的技術(shù)和工藝。在好氧條件下，聚磷菌好氧呼吸，不斷地氧化體內(nèi)儲(chǔ)存有機(jī)底物，也不斷通過主動(dòng)輸送方式向體內(nèi)輸送有機(jī)底物，由于氧化分解，不斷放出能量，能量被AOP所獲得，并合成ATP（三磷酸腺苷）。H2PO4是聚磷菌分解其體內(nèi)聚磷酸鹽而取得的，大部分是直接從體外攝取的。這樣，聚磷菌就不斷地利用能量，在透膜酶的催化作用下，通過主動(dòng)輸送的方法將環(huán)境中的H2PO4攝入體內(nèi)，并用于合成ATP，另一方面用于合成聚磷酸鹽，這一過程為磷過剩攝取。在A/A/O法中，由于需要污水回流及污泥回流，相對(duì)于SBR池同時(shí)需要增設(shè)二沉池，污水處理設(shè)備較多，運(yùn)行管理相對(duì)較復(fù)雜。三個(gè)方案的主要參數(shù)見下表。表312污水處理方案綜合比較表比較內(nèi)容方 案 一（改良SBR）方 案 二(氧化溝)方 案 三（A/A/O）構(gòu)筑物數(shù)量少一般多曝氣方式鼓風(fēng)供氣，氧利用率高，運(yùn)行靈活，操作方便，可根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)靈活調(diào)節(jié)采用葉輪供氧及維持溝內(nèi)流速，混合效果好，耐沖擊負(fù)荷采用鼓風(fēng)機(jī)供氣，氧利用率高運(yùn)行管理設(shè)備及構(gòu)筑物較少，管理最簡(jiǎn)單，方便。設(shè)備少,自動(dòng)控制相應(yīng)簡(jiǎn)單，方便設(shè)備及構(gòu)筑物較少，管理較簡(jiǎn)單。自動(dòng)控制，設(shè)備及構(gòu)筑物較多，運(yùn)行管理相對(duì)復(fù)雜及要求高設(shè)備及構(gòu)筑物較多，有可能污泥膨脹，污水需要回流，運(yùn)行管理相對(duì)復(fù)雜及要求高。設(shè)備及構(gòu)筑物較多，運(yùn)行管理相對(duì)復(fù)雜及要求高設(shè)備設(shè)備種類單一，數(shù)量較少，維護(hù)簡(jiǎn)單設(shè)備種類及數(shù)量相對(duì)較多，維護(hù)要求一般設(shè)備種類及數(shù)量多，維護(hù)要求高基建投資中少高運(yùn)行費(fèi)用少高中占地池深較深，占地面積較小池深較淺，占地面積最大占地面積較大由上表可知：氧化溝工藝采用葉輪等供氧，氧利用率相對(duì)較低，且水池水深較淺，占地面積大；而A/A/O工藝需要二沉池，反硝化需要污水、污泥回流，能耗較大，造成污水處理廠設(shè)備及構(gòu)筑物較多，運(yùn)行管理相對(duì)復(fù)雜及維護(hù)要求高。改良SBR池集曝氣、沉淀、排水于一池，不需要污泥回流，設(shè)備及構(gòu)筑物數(shù)量較少，運(yùn)行較靈活，占地少。綜上所述，本工程推薦采用改良SBR處理工藝。 深度處理工藝采用合適的污水二級(jí)生物處理工藝在好氧曝氣條件下可去除大部分的CODcr、BOD5和其它污染物(控制在適宜的工況下，通過微生物硝化、反硝化可去除NH3N，通過微生物吸放磷過程可去除磷酸鹽)，該部分為污水廠處理的核心。但污水二級(jí)生物處理好氧曝氣有其局限性：對(duì)于難降解的溶解性有機(jī)物和難溶性有機(jī)物，單純靠二級(jí)生物處理難以滿足最終出水CODcr、SS指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求；，一般城市污水通過微生物自身的同化的作用可滿足出水設(shè)計(jì)要求，但考慮到化工廢水水量的不確定性、水質(zhì)的不穩(wěn)定性，二級(jí)生物處理難以保證出水TP指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。綜上所述，本工程需要在二級(jí)生物處理過程后增加深度處理單元，出水CODcr、TP、SS等指標(biāo)方可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。深度處理階段工藝比選擬對(duì)混凝沉淀法或混凝氣浮法、化學(xué)氧化法和活性碳吸附法等進(jìn)行比較。1)方案一：混凝沉淀法2)方案二：混凝氣浮法3)方案三：化學(xué)氧化法4)方案四：活性碳吸附法表313 深度處理階段方案綜合比較 方案內(nèi)容方案一混凝沉淀法方案二混凝氣浮法方案三化學(xué)氧化法方案四活性碳吸附法工藝特點(diǎn)投加二氧化氯和堿式氯化鋁，以進(jìn)一步脫色和降解CODcr，以保證回用水出水水質(zhì)；運(yùn)行平穩(wěn)，可根據(jù)二級(jí)處理出水情況，進(jìn)行在線檢測(cè)，適時(shí)加藥；系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單能耗低。對(duì)溶解性CODs,色度去除效果好；有利于廢水中硫離子、氯離子的去除，方便廢水回用；混凝劑、絮凝劑耗量較少；系統(tǒng)組成：混合池、絮凝反應(yīng)池：回流泵和回流管道；連續(xù)刮渣機(jī)；浮渣收集和排渣設(shè)備；加藥系統(tǒng)（一體化連續(xù)加藥裝置、計(jì)量泵）；空壓機(jī)；壓力溶解罐；壓力溶氣釋放器或減壓閥；系統(tǒng)復(fù)雜，能耗高。常采用混凝＋臭氧氧化法聯(lián)用；反應(yīng)時(shí)間短、處理效果好；組成復(fù)雜、能耗高。去除色度和溶解性COD效果好；運(yùn)行成本高，需更換或還原活性碳；