【正文】 理，選擇活性污泥法作為廢水的處理方法已成為大家的共識(shí)?；钚晕勰嘀械奈⑸镌谟醒醯臈l件下將污水中的一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是CO2和H2O等穩(wěn)定物質(zhì)。在這種合成代謝與分解代謝過程中，溶解性有機(jī)物（例如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用，而非溶解性有機(jī)物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用，如：原生質(zhì)（微生物） 剩余污泥（C5H7NO2）有機(jī)物+O2+微生物 中間產(chǎn)物 COH2O、NHSO4PO43+能廢水生物處理過程示意圖由此可見，微生物的好氧代謝作用對(duì)污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此可以使處理水中的殘余BOD5濃度降得很低。由此可見，微生物的好氧代謝作用對(duì)污水中溶解性有機(jī)物的降解非常有效，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)，對(duì)非溶解性有機(jī)物的降解作用就大打折扣，因此，在污水處理系統(tǒng)中往往把厭氧水解酸化作為好氧處理工藝的預(yù)處理，以便將復(fù)雜的大分子有機(jī)物分解為好氧菌可以接受的小分子有機(jī)酸類物質(zhì)，使好氧菌能徹底降解廢水中的有機(jī)物（COD）。但具體選擇生物法或化學(xué)法，要根據(jù)處理水的量和排出水的要求來決定。其去除方法同樣有化學(xué)法和生物法，如化學(xué)氧化法中的折點(diǎn)加氯法、臭氧氧化法、二氧化氯法等，生物法中的厭氧生物處理法可以將活性污泥法難降解的有機(jī)物分解，然后再進(jìn)行活性污泥法處理，由于餐飲垃圾廢水中普遍含有的是可生化有機(jī)物（通過厭氧和好氧降解），因此，本章節(jié)就生物法各種工藝作一技術(shù)性對(duì)比。BOD5/CODCr指標(biāo)是判別污水可生化性最簡(jiǎn)單、直接、也最為常見的方法。具體生化過程如下圖所示： 代謝產(chǎn)物H2O、CONH3 + 能量污水中的有機(jī)物CxHyOz +O2 代謝產(chǎn)物H2O、CONH3 內(nèi)源呼吸合成細(xì)胞物質(zhì)C5H7NO2 + 能量?jī)?nèi)源呼吸殘留物+ O2微生物對(duì)有機(jī)物的分解代謝和合成代謝及其產(chǎn)物示意圖從微生物的作用機(jī)理來講，生化處理工藝可大致分為兩類，即好氧工藝和厭氧工藝。廢水中存在的各種有機(jī)物，主要以膠體態(tài)、溶解態(tài)的有機(jī)物為主，作為微生物的營(yíng)養(yǎng)源，這些高能位的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過一系列的生化反應(yīng)逐級(jí)釋放能量，最終以低能位的無機(jī)物質(zhì)穩(wěn)定下來，達(dá)到無害化的要求，以便進(jìn)一步回到自然環(huán)境或妥善處理。用活性污泥法、氧化溝、曝氣穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法、MBR等好氧法處理高濃度有機(jī)廢水都有成功的經(jīng)驗(yàn)，好氧處理可有效地降低BODCODCr和氨氮，還可以去除鐵、錳等金屬離子。美國(guó)和德國(guó)的幾個(gè)活性污泥法廢水處理廠的運(yùn)行結(jié)果表明，通過提高污泥濃度來降低污泥有機(jī)負(fù)荷，活性污泥法可以獲得令人滿意的處理效果。174。d，BOD5的去除率為97％。d之間（不宜再高），采用活性污泥法能夠有效地處理高濃度的有機(jī)廢水。最終出水的平均CODCr、BOD5分別從原來的4000～13000mg/l、1600～11000mg/l降低到CODCr＜300mg/l、BOD5＜50mg/l。缺氧—好氧活性污泥法處理廢水中的磷和氮也優(yōu)于其它生物法。缺氧—好氧有效地解決了其它生物處理方法中經(jīng)常出現(xiàn)的NH3N、NHXN含量過高對(duì)好氧段的抑制問題。美國(guó)、加拿大、英國(guó)、澳大利亞和德國(guó)的小試、中試及生產(chǎn)規(guī)模的研究都表明，采用曝氣穩(wěn)定塘能獲得較好的處理效果。但是生物膜法只能處理與城市廢水性質(zhì)相近的廢水，對(duì)于有機(jī)物、氨氮較高的高濃度有機(jī)廢水，此方法還有待研究。當(dāng)時(shí)，歐洲各國(guó)出臺(tái)了更嚴(yán)格的出水排放標(biāo)準(zhǔn)，增加了控制出水氮、磷含量的指標(biāo)。這種出于經(jīng)濟(jì)考慮的新趨勢(shì)，給污水處理技術(shù)的選擇帶來了困難。該技術(shù)最初是用在污水處理的二級(jí)處理以后，由于其良好的處理性能，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。由于反應(yīng)范圍體積小，且不需二沉池，其占地面積僅為活性污泥法的1/3，此外，還具有臭氣少、具有模塊化結(jié)構(gòu)和便于自控制等優(yōu)點(diǎn)。生物膜隨著微生物的不斷增長(zhǎng)逐漸加厚，當(dāng)O2因外層好氧菌的消耗而難以滲入到內(nèi)層時(shí)，在生物膜內(nèi)部形成厭氧層，厭氧代謝產(chǎn)生COH2S、CHNH3等氣體，使生物膜的黏附力下降，在水力的沖刷力和剪切力作用下生物膜成片脫落，裸露的填料表面又重新掛膜，脫膜和掛膜始終形成動(dòng)態(tài)平衡，使生物膜不斷得到更新，始終具有活力。MBR處理工藝MBR處理工藝是近年來發(fā)展起來的一種利用好氧生物處理技術(shù)和膜分離技術(shù)的有機(jī)結(jié)合體，它處分利用了膜分離技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在反應(yīng)池中有效的將水和懸浮物分離，極大的提高了好氧系統(tǒng)的污泥（微生物）量，在水力停留時(shí)間（HRT）不變的情況下，提高微生物（活性污泥）的停留時(shí)間（SRT），在沒有提高污泥負(fù)荷的前提下，較大程度的提高了容積負(fù)荷，從而使好氧系統(tǒng)的生物降解能力大大提高，提高了處理裝置的抗沖擊能力，特別在處理高濃度有機(jī)廢水方面顯現(xiàn)出了獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。有目的地運(yùn)用厭氧生物處理已有近百年的歷史，近30年來，隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展和工程實(shí)踐的積累，新的厭氧工藝被不斷開發(fā)出來，新工藝克服了傳統(tǒng)工藝的單位COD水力停留時(shí)間長(zhǎng)、有機(jī)負(fù)荷低等缺點(diǎn)，使厭氧工藝在理論和實(shí)踐上有了很大進(jìn)步，在處理高濃度有機(jī)廢水方面取得了良好效果。厭氧處理一般分為四個(gè)階段：第一階段水解階段 第二階段酸化階段第三階段酸性衰退階段 第四階段甲烷化階段在水解階段，固體物質(zhì)降解為溶解性的物質(zhì)，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)；產(chǎn)酸階段（酸化階段），碳水化合物降解為脂肪酸，主要是醋酸、丁酸和丙酸，水解和產(chǎn)酸進(jìn)行得較快，難于把它們分開，此階段的主要微生物是水解—產(chǎn)酸菌；第三階段是酸性衰退，有機(jī)酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的CONCHH2，在此階段中，由于產(chǎn)氮細(xì)菌的活動(dòng)使氨態(tài)氮濃度增加，氧化還原勢(shì)降低，pH值上升，pH值的變化為甲烷創(chuàng)造了適宜的條件，酸性衰退階段的副產(chǎn)物還有H2S、吲哚、糞臭素、和硫醇等。酸性衰退和產(chǎn)甲烷階段較難控制，且容易受到環(huán)境中有毒物質(zhì)的影響。其中典型的代表有：上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB），厭氧附著膜膨脹床（AAFEB），厭氧生物濾池（AF）等，第二代厭氧反應(yīng)器具有相當(dāng)高的有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷，在低溫和沖擊負(fù)荷、存在抑制物等不利條件下仍具有很高的穩(wěn)定性。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、處理能力大、處理效果好、投資少等優(yōu)點(diǎn)，因此迅速風(fēng)靡世界，廣泛應(yīng)用于糖廠、酒精廠、造紙廠、乳品廠以及屠宰廠等，處理效果相當(dāng)令人滿意。由于成本低，該工藝特別適合于發(fā)展中國(guó)家，以解決資金短缺與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。② 處理效率高UASB反應(yīng)器污泥床內(nèi)生物量多，折合濃度計(jì)算可達(dá)20～30g/l；容積負(fù)荷率高，在中溫發(fā)酵條件下，一般可達(dá)10KgCODCr/m3/d左右，甚至能夠高達(dá)15～40KgCODCr/m3/d，污水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間較短，因此所需用地大大縮小。④ 操作方便UASB反應(yīng)器內(nèi)的厭氧顆粒污泥可以在停機(jī)或放置在環(huán)境中，不加任何措施保存一年以上，不喪失其活性和沉降性能。對(duì)于本工程來講，UASB反應(yīng)器的主要缺陷為：① UASB工藝的穩(wěn)定性和高效性在很大程度上取決于UASB反應(yīng)器內(nèi)能否生成大量具有優(yōu)良沉降性能和很高產(chǎn)甲烷活性的污泥，特別是顆粒狀污泥，否則，效率將大大降低。但本工程擬處理的廢水為餐飲垃圾廢水，BOD5/CODCr較高，很容易生化，再加上合理的污泥操作，極易形成沉降性能良好和高活性甲烷菌的污泥，達(dá)到預(yù)期效果。厭氧生物濾池是一種將過濾和固定膜生物轉(zhuǎn)化過程相結(jié)合的系統(tǒng)，廢水流經(jīng)填料時(shí)，廢水中的懸浮物被捕集、積累，最終依靠重力的作用沉降到池底；大量的細(xì)菌及較高級(jí)的微生物可在填料表面附著生長(zhǎng)，形成生物膜。水相中有機(jī)物分子與微生物，首先經(jīng)過傳輸及黏附或吸附在填料表面；再則細(xì)菌附著在填料表面，第一步細(xì)菌的細(xì)胞由靜電引力及范德華引力的作用，很快接近填料表面；第二步由聚合架橋及空間分子的相互作用，細(xì)胞膜開始黏附在填料表面。老化的生物膜可以自動(dòng)脫落，可以受到水流的剪力作用而分離。② 由于有較長(zhǎng)的固體停留時(shí)間，因此生成的剩余污泥量少。不需要專設(shè)泥水分離設(shè)施，且出水SS較低。④ 由于采用了固定膜技術(shù)，廢水進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，逐漸被細(xì)菌水解酸化，轉(zhuǎn)化為乙酸和甲烷，廢水組成在不同反應(yīng)器高度逐漸變化，微生物的種群的分布也呈現(xiàn)規(guī)律性。產(chǎn)甲烷菌逐漸增多并占主導(dǎo)地位。與其它各類厭氧處理方法相比，由于生物膜的存在，厭氧濾池去除難生物降解有機(jī)物的能力相對(duì)較強(qiáng)，出水水質(zhì)相對(duì)較好。② 厭氧濾池填料的成本較高，甚至?xí)哂跒V池池體的成本。 NH4+N的去除大量含氮的有機(jī)工業(yè)廢水排入天然水體將惡化水體質(zhì)量，影響漁業(yè)發(fā)展、危害人體健康。②氨氮會(huì)與氯作用生成氯胺，并氧化成氮，當(dāng)以含有較高濃度氨氮的水體作水源，或?qū)钡枯^高的廢水處理廠出水進(jìn)行消毒時(shí)，要增加氯消耗量。硝酸鹽和亞硝酸鹽有可能轉(zhuǎn)化為亞硝胺，而亞硝胺是致癌、致變和致畸物質(zhì)，對(duì)人體有潛在威脅。因此，含氮廢水必須進(jìn)行處理后排放。生物脫氮法是廢水中的含氮有機(jī)物在生物處理過程中被異養(yǎng)型微生物氧化分解，轉(zhuǎn)化為氨氮，然后由自養(yǎng)型硝化細(xì)菌將其轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，最后再由反硝化細(xì)菌將亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮，從而達(dá)到脫氮的目的。生物脫氮主要優(yōu)點(diǎn)有：①脫氮效果較好；②處理費(fèi)用低；③溫度適用范圍較廣；④同時(shí)可去除部分的磷；⑤無二次污染。環(huán)境因素對(duì)硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的影響是不相同的，描述如下： ①溫度溫度對(duì)硝化菌的比增長(zhǎng)速率及硝化速率有著重要影響。當(dāng)溫度低于15℃，硝化速率明顯下降；溫度低于5℃時(shí)，硝化菌的生命活動(dòng)幾乎停止。低溫對(duì)硝化菌的抑制更為強(qiáng)烈，因此在12～14℃時(shí)常會(huì)出現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。②溶解氧水中溶解氧濃度對(duì)硝化菌的增殖和氧化反應(yīng)存在著明顯的影響，水中溶解氧濃度降低，硝化菌的增長(zhǎng)速率和硝化率也隨之降低。據(jù)報(bào)道，亞硝酸菌仍能正?；顒?dòng)，而硝酸菌慢被抑制，從而使系統(tǒng)內(nèi)的亞硝酸鹽濃度產(chǎn)生積累。因此，在實(shí)際硝化系統(tǒng)中，需要維持溶解氧的濃度應(yīng)由反應(yīng)器內(nèi)形成的絮體大小、生物膜厚以及相應(yīng)的混合強(qiáng)度來決定。一般認(rèn)為在活性污泥法硝化系統(tǒng)中，要維持正常的硝化效果，；而在生物膜法硝化系統(tǒng)中，由于其混合條件差。溶解氧對(duì)反硝化反應(yīng)亦有很大影響，主要由于氧會(huì)同硝酸鹽競(jìng)爭(zhēng)電子供體，且會(huì)抑制硝酸菌還原酶的合成及其活性，才能保持反硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行，但生物膜系統(tǒng)中氧的傳遞阻力較大，可以容許較大的溶解氧濃度。pH值向酸性和堿性方向移動(dòng)，硝化速率即下降。另一方面，由于硝化過程本身放出H+，如果系統(tǒng)本身的緩沖能力較低，則隨著硝化過程的進(jìn)行，如果廢水本身的堿度消耗殆盡，pH值將下降到很不利的水平，甚至導(dǎo)致硝化過程完全終止。④抑制物質(zhì)某些有機(jī)物和大多數(shù)重金屬離子及其復(fù)合陰離子對(duì)硝化菌具有抑制作用。硝化過程將不能正常進(jìn)行。⑤污泥泥齡為使硝化菌能在連續(xù)流的反應(yīng)系統(tǒng)中存活并維持一定數(shù)量，微生物的反應(yīng)器中的停留時(shí)間即污泥齡θc應(yīng)大于硝化菌的最小世代期，硝化菌的最小世代期即其最大比增長(zhǎng)速率的倒數(shù)。⑥碳源反硝化過程需要提供足夠的碳源，反硝化速率除與環(huán)境因素有關(guān)外，還受碳源種類的影響。一般認(rèn)為，當(dāng)廢水的BOD5/TN即C/，可認(rèn)為碳源充足，反硝化正常，不需投加外碳源。近年來，常用的生物除磷脫氮工藝主要有三類：第一類為按空間進(jìn)行分割的連續(xù)流活性污泥法；第二類為按時(shí)間進(jìn)行分割的間歇式活性污泥法；第三類為前兩類的不同組合。目前，較成熟的工藝有：A178。A178。/O法即厭氧、缺氧、好氧活性污泥法。該工藝在系統(tǒng)上是最簡(jiǎn)單的同步除磷脫氮工藝，在厭氧（缺氧）、好氧交替運(yùn)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(yùn)行中在厭氧和缺氧段內(nèi)只需輕緩攪拌，運(yùn)行費(fèi)用低。與A2/O法相比，UCT工藝不同之處在于污泥先回流至缺氧池，而不是厭氧池，再將缺氧池部分混合液回流至厭氧池，從而減少了回流污泥中硝酸鹽對(duì)厭氧放磷的影響，并且增加了厭氧段有機(jī)物的利用率。到目前為止已發(fā)展成為多種形式，主要有：Carrousel循環(huán)折流型、Passveer單溝型、Orbal同心圓型、D型雙溝式和T型三溝式等。氧化溝池型具有獨(dú)特之處，兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液回流系統(tǒng)，但氧化溝如采用機(jī)械表面曝氣，水深不宜過大，充氧動(dòng)力效率低，能耗較高，占地面積較大。由于從內(nèi)溝（好氧區(qū)）到中溝（缺氧區(qū)）之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效較差。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(gè)氧化溝組成，兩溝串聯(lián)運(yùn)行，交替地作為曝氣池和沉淀池，不單獨(dú)設(shè)二沉池。該溝設(shè)有獨(dú)立的二沉池和回流污泥系統(tǒng)，兩溝交替進(jìn)行硝化和反硝化。T型三溝式氧化溝集缺氧、好氧和沉淀于一體，兩條邊溝效替進(jìn)行反應(yīng)和沉淀，無需單獨(dú)的二沉池和污泥回流，流程簡(jiǎn)潔，具有生物脫氮功能。T型三溝式氧化溝實(shí)際上已經(jīng)演變成間歇性活性污泥法。為了強(qiáng)化除磷脫氮效果，在氧化溝前面增加厭氧段，可取到較好的除磷脫氮效果，這種改良型氧