【正文】 A/O污水處理工藝流程簡圖 A/O工藝設計參數(shù)表54 二級強化處理（A/O）工藝設計參數(shù)調節(jié)池A/O池沉降池備 注A池O池尺寸2φ2526014260482φ30有效容積(M3)50008400288005000平均水力停留時間(hr)出流CODCr(mg/L)300503030CODCr去除率(%)/90CODCr容積負荷(Kg/)出流BOD5 (mg/L)1421033BOD5去除率%)BOD5容積負荷(Kg/)NH3－N(mg/L)1283211NH3－N去除率(%)/NOX－N(mg/L)/～05050NOX－N去除率(%)/～50～47PO43－Pmg/L)5SS。鑒于：① 工藝技術應用的可靠成熟度；② 本污水氨氮高、C/N較低；③ 處理出水要求高；④ 二級強化處理將進一步反硝化脫氮與微污染物去除；⑤ 三級處理（活性炭反滲透）后用于循環(huán)冷卻與除鹽水站原水的給水；⑥ 設計單位理論背景與實踐經(jīng)驗。故厭氧氨氧化及其工藝技術很有研究價值和開發(fā)前景，但厭氧氨氧化與短程硝化反硝化相比，厭氧氨氧化菌世代時間較長，反應器啟動困難，目前僅僅處于實驗室探索階段，估計與實際應用還有相當長的時間。l 至少可節(jié)約耗氧量50%，如經(jīng)亞硝酸鹽途徑，%（不考慮細胞合成時）。厭氧氨氧化生物脫氮與傳統(tǒng)的硝化反硝化工藝相比，具有明顯的優(yōu)勢。d)、(L也有人采用含有大量硝化細菌的好氧活性污泥和厭氧顆粒污泥混合接種，成功地啟動了實驗室規(guī)模的厭氧氨氧化反應器。特別是抑制氨氧化的抑制劑烯丙基硫脲和聯(lián)氨也能抑制厭氧氨氧化菌對氨的氧化。在對這一現(xiàn)象進行進一步研究后發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化菌與好氧氨氧化菌，特別是兩種混培物之間具有許多共性。對厭氧氨氧化菌的研究過程中也發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化速率與細胞(污泥)濃度成正相關，用同位素示蹤證明厭氧氨氧化的主要產(chǎn)物為N2，在運行厭氧氨氧化流化床反應器的過程中還發(fā)現(xiàn)操作不當而使該反應器充氧后，厭氧氨氧化菌能將氨氧化成亞硝酸。Jetten等人在利用Anammox流化床反應器處理污泥消化池出水時， Ntot/ Ntot/。Jetten、Strous等人發(fā)現(xiàn)Anammox反應器中70%為一種形態(tài)的微生物，并根據(jù)16S RNA分析提出這種在Anammox反應器中起主要作用的菌株是Brocadia Anammoxidans屬于Planctomycetales屬。一旦硝酸鹽耗盡，氨的轉化也即停止。Vandegraaf等(1996)則進一步證實Anammox是一個微生物學過程。但如果通過調控營養(yǎng)配比、DO濃度等控制生物硝化反硝化，實現(xiàn)在經(jīng)NO2途徑的同步硝化反硝化，則可同時具備上述兩種脫氮工藝的優(yōu)點。d)，硝化菌和反硝化菌混合固定后對溫度的敏感性減小，并且在較寬的溶解氧范圍內(nèi)(2～6mg/L)保持穩(wěn)定的脫氮速率，具有良好的應用前景。結果表明，硝化菌和反硝化菌混合固定時，由于載體內(nèi)部形成了適合硝化和反硝化的環(huán)境，可以在好氧條件下同時進行硝化和反硝化，實現(xiàn)單級生物脫氮。根據(jù)包埋方式和碳源供給方式可分為分層包埋、混合包埋和碳源循環(huán)單級生物脫氮等三種工藝。c. 固定化微生物同步生物脫氮由于硝化菌和反硝化菌具有不同的生理特性，硝化和反硝化作用難以在時間和空間上統(tǒng)一，脫氮效果差，因此，開發(fā)了將硝化菌和反硝化菌混合固定的單級生物脫氮技術。對硝化反硝化生物濾池脫氮效率的研究中發(fā)現(xiàn)，通過對曝氣量的實時控制，～3mg O2/L內(nèi)，使濾池內(nèi)微生物菌群始終處于最佳運行情況，出水總氮小于20mg TN/L。通過對所形成的生物膜性質的研究發(fā)現(xiàn)，在生物膜中同時存在著硝化細菌和反硝化細菌。因此，生物膜處理法的各種處理工藝都具有一定的硝化功能，采用適當?shù)倪\行方式，還可能具有反硝化脫氮的功能。而且由于硝化細菌的世代期長，反硝化細菌生長的條件限制了活性污泥同步硝化反硝化脫氮效率。氧化溝的操作非常簡單，只要控制好充氧速率，就可以達到在一個反應器中同時進行硝化、反硝化及除碳的目的。② 同步硝化反硝化工藝a. 活性污泥同步硝化反硝化生物脫氮活性污泥生物脫氮主要是利用污泥絮體內(nèi)存在溶解氧的濃度梯度實現(xiàn)同時硝化和反硝化。如果異養(yǎng)型硝化細菌的生物量達自養(yǎng)型硝化細菌的20～50倍，前者的總硝化速率完全可與后者相匹敵。異養(yǎng)硝化、好氧反硝化細菌Thiosphaera pantotropha能夠把NH4+氧化成NO2，爾后通過反硝化途徑將NO2 (與外界提供的NO2和NO3一起)還原。因此在曝氣狀態(tài)下也可以出現(xiàn)某種程度的反硝化，即同步反硝化現(xiàn)象。在活性污泥中，有機物和電子受體(溶解氧，硝態(tài)氮)的傳質特性，菌膠團的結構特征，各類微生物的分布和活動狀態(tài)等決定了各類環(huán)境的分布狀況。⑴　同步硝化反硝化生物脫氮（simultaneous nitrificationdenitrification）① 同步硝化反硝化機理同步硝化反硝化機理的研究主要基于微環(huán)境理論和好氧反硝化菌理論：a. 微環(huán)境理論：微生物個體所處的環(huán)境是微小的，從空間角度看影響微生物個體生存狀態(tài)的環(huán)境是微環(huán)境。因此，對許多低碳氮比、高氨氮的污水（如焦化和石化污水，污泥消化池出水及垃圾填埋滲濾水，甚至城市集中污水處理廠的生活污水等）的生物脫氮處理，短程硝化反硝化具有重要的現(xiàn)實意義。一般，城市生活污水廠一半費用用于剩余污泥處理，減少剩余污泥量十分重要。由于縮短了反應歷程，所以反應時間短，反應器容積可減少30%～40%左右，也增大了硝化和反硝化速率（N02的反硝化速率通常比N03的反硝化速率高63%左右）。可適用于包括上述城市生活污水在內(nèi)的一些低碳氮比污水的處理。與傳統(tǒng)脫氮工藝相比，短程硝化反硝化生物脫氮由于省卻了NO3－NO2的過程，反硝化階段可以節(jié)約40%左右的碳源。（以CaCO3計）。表53 硝化菌的特征項目亞硝酸菌硝酸菌細胞形狀橢球或棒狀橢球或棒狀細胞尺寸(μm)1～～1格蘭氏染色陰性陰性世代期(h)8～3612～59需氧性嚴格好氧嚴格好氧最大比增長速率～～產(chǎn)率系數(shù)～～飽和常數(shù)～～可見，氨氧化由兩類獨立的細菌催化完成，分兩個不同反應，應該可以分開，并且根據(jù)兩類菌不同的生理特性可以將硝化過程控制在亞硝酸鹽階段，實現(xiàn)亞硝化。從兩類硝化細菌的生理特性上看，雖然亞硝酸菌和硝酸菌統(tǒng)稱為硝化菌，具有許多共性，如均是化能自養(yǎng)菌，革蘭氏染色陰性，不生芽孢的短桿狀細菌，生理活動都不需要有機性營養(yǎng)物質，從CO2獲取碳源，從無機物的氧化中獲取能量等，但仍存在差異，如亞硝酸細菌只利用自由能的5～14%，硝酸細菌只利用5～10%等。NO2 + NO3 = 76kJ/反應這一反應中。第二步：在硝酸細菌的作用下，將亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽。NH3 + O2 + 2e + 2H+ NH2OH + H2O接著羥胺被氧化為亞硝酸鹽，通過一種細胞色素系統(tǒng)傳遞電子再經(jīng)氧化磷酸化而形成ATP。第一步：在亞硝化菌的作用下，使氨（NH3）轉化成亞硝酸鹽，由一種氨單加氧酶參與并以NADH為電子供體。 方案二：短程硝化反硝化生物脫氮工藝短程硝化反硝化生物脫氮是將生物脫氮過程中的硝化過程控制在亞硝酸階段，阻止亞硝酸鹽進一步向硝酸鹽轉化，然后直接進行反硝化，經(jīng)由NH4+→NO2→N2途徑實現(xiàn)脫氮。一般認為，當污水的BOD/TKN值大于4～6時，可認為碳源充足，不須另外投加碳源，反之則應投加甲醇或其他易降解的有機物作為碳源。可見最關鍵的問題是能耗問題和碳源問題。l 硝化過程是在有氧條件下完成的，需要大量的能耗。l 對于一些有機碳缺乏的污水必須補充碳源。因此，現(xiàn)有的污水生物脫氮技術往往存在以下的問題。d）；當進水的底物濃度小于110mg/L時，反硝化作用停止。如德國漢堡的Ahrensburg 污水處理廠對生物濾池的反硝化作用作了研究。生物膜反應器可采用生物濾池、生物轉盤、生物流化床等形式。另外，如欲提高脫氮率，必須加大內(nèi)循環(huán)比RN，使運行費用增高。但由于處理出水來自硝化反應器，因此，處理出水中含有一定濃度的硝酸鹽，如果沉淀池運行不當，在沉淀池內(nèi)還會發(fā)生反硝化現(xiàn)象，污泥上浮，處理水質惡化。反硝化反應后的出水又可在好氧池中進行BOD5的進一步降解和硝化作用，反硝化中生成的堿度可補償硝化反應消耗的堿度的一半左右。污泥和好氧池混合液的回流保證了缺氧池和好氧池中有足夠數(shù)量的微生物并使缺氧池得到好氧池中硝化產(chǎn)生的硝酸鹽。⑵ 缺氧—好氧活性污泥法脫氮又名A/O法脫氮工藝，是在80年代初開創(chuàng)的工藝流程，其主要特點是將反硝化反應器放置在系統(tǒng)之首，故又稱為前置反硝化生物脫氮系統(tǒng)。但由于原水中碳源成分復雜，反硝化菌利用這些碳源進行反硝化的速率將比外加甲醇作為碳源時要低，出水中BOD5去除效果有所下降。（b）所示為三級系統(tǒng)的改進型，它將好氧環(huán)境的曝氣池和硝化池合二為一，省去了曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)各一個，但仍須外加碳源，所以該系統(tǒng)的缺點與三級活性污泥系統(tǒng)相似。這種流程的優(yōu)點是好氧菌、硝化菌和反硝化菌分別生長在不同的構筑物中，均可維持各自生長最適宜的條件，所以反應速度快，BOD去除效果和脫氮效果良好，運行適應性和靈活性較好。⑴ 活性污泥法脫氮傳統(tǒng)工藝甲醇（a）進水出水456723污泥回流污泥回流污泥回流1進水出水56712污泥回流污泥回流（b）進水出水56712污泥回流污泥回流（c）超越管1－預處理池；2－曝氣池；3－沉淀池；4－硝化池；5－沉淀池；6－反硝化池；7－沉淀池傳統(tǒng)生物脫氮工藝流程進水出水34甲醇5612污泥回流污泥回流1－沉沙池；2－曝氣池；3－二沉池；4－反硝化池；5－后曝氣池；6－最后沉淀池后曝氣的生物脫氮系統(tǒng)傳統(tǒng)的生物脫氮工藝，它們具有多級污泥回流系統(tǒng)。從硝化和反硝化過程在工藝流程中的位置來分，可分為傳統(tǒng)工藝和前置反硝化工藝。近年來，又開發(fā)和提出了各種新型污水生物脫氮工藝如A/O、Bardenpho、Phoredox（A2/O）、UCT等。污水生物脫氮技術的研究始于1930年烏赫曼（Wuhrman）發(fā)現(xiàn)濾床深處存在硝化、反硝化反應，并利用內(nèi)源反硝化建立了后置反硝化工藝（postdenitrification）。硝酸菌氧化NO2的量必須達到亞硝酸菌氧化NH3N量的4～5倍，因而在穩(wěn)態(tài)下，一般不會有HNO2積累，氨會被氧化成硝酸。l 氨在自然生物氧化過程中，NH3N→NO2N，～，亞硝酸菌從中獲取5%～14%的能量。l 如果硝化不完全，形成的亞硝化產(chǎn)物HNO2是“三致”物質，對受納水體和動物是不安全的，所以盡量避免出現(xiàn)HNO2。 工藝比選 方案一：傳統(tǒng)生物脫氮工藝傳統(tǒng)污水生物脫氮理論認為必須使NH3N經(jīng)歷典型的硝化反硝化過程才能被完全除去。2）原水氨氮高、C/N很低，可生物降解有機物不足以完全反硝化脫氮，如何節(jié)省碳源。1）強化生物處理效率，降低后續(xù)進一步處理的費用。l 難點一般地，氨氮去除方法有：汽提，吹脫，吸附，離子交換，生物脫氮等。表51 設計的水量水質水量(t/h)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3N(mg/L)SS(mg/L)CN(mg/L)pH氣化排水140400220200～400100～9造氣污水140400600250～300200～40060108～9甲醇精餾719800167860006～9生活與其它沖洗污水470200802015006～9醋酸工程1656020151200雙結構污水140400600250～300200～40060108～9合計1062250～350129～149101～14280～120～～總平均1062300132128100～設計日處理總量26000噸36Kg 設計的污水與回用水處理后水質指標依據(jù)試驗結果、水質排放及回用水水質要求，確定本項目經(jīng)各級處理后達到的水質指標見表52。 管道敷設污水處理后的回用，無論是用作中水系統(tǒng)或循環(huán)水補水，回用水管線從污水處理站出來沿管廊北上，到達308開關站南側后，可分兩路，一路沿管廊南去到達401循環(huán)水處，或用作循環(huán)水補水，或用作中水系統(tǒng)用水，另一路沿管廊東去到達703循環(huán)水。使用介質溫度：允許最高溫度70℃。l 提升泵選型型號：FLYGT CP3127(MT1)。 回用水泵站二輸送循環(huán)水補充水流量：330m3/h（最大流量：470m3/h）。使用介質溫度：允許最高溫度40℃。l 安裝回用水輸送泵型號：FLYGT 。 回用水輸送管道方案 回用水泵站一輸送一級除鹽水原水，平均流量：500m3/h（最大流量：700m3/h）。為節(jié)省動力輸送費用，水泵啟動前用真空泵抽真空，形成虹吸效應，然后用泵輸送。 管道敷設擬定的管道路徑，由高架（最高架空8M）、管廊（4M）、埋地（）等方式敷設。使用介質溫度：允許最高溫度40℃。l 機械格柵