【正文】 ，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機(jī)物，并轉(zhuǎn)化為PHB(聚β羥丁酸)儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)這些聚磷菌進(jìn)入好氧條件下時(shí)就降解體內(nèi)儲(chǔ)存的PHB產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和吸磷，形成高濃度污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷的目的。生物除磷的優(yōu)點(diǎn)在于不增加剩余污泥量，處理成本較低。缺點(diǎn)是為了避免剩余污泥中磷的再次釋放，對(duì)污泥處理工藝的選擇有一定的限制。生物除磷工藝的前提條件是聚磷菌必須在厭氧條件下受到抑制，而后進(jìn)入好氧階段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的處理工藝必須在曝氣池前設(shè)置厭氧段。從理論上講，BOD5/N，實(shí)際運(yùn)行資料表明BOD5/N3時(shí)才使反硝化正常運(yùn)行，本工程BOD5/N＞，生物脫氮是可行的。同樣BOD5/P＞26，可以滿足生物除磷要求。由于本項(xiàng)目工業(yè)污水比重大，進(jìn)水可生化性較弱，若在實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水BOD濃度過(guò)低，而TN濃度過(guò)高，以至于生物反硝化效果不佳時(shí)，可采取外加甲醇等碳源的措施。本項(xiàng)目預(yù)留了甲醇投加設(shè)施用地。根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500142006），生物除磷脫氮工藝對(duì)污染物總?cè)コ师侨缦拢荷锍酌摰に噷?duì)污染物總?cè)コ薯?xiàng) 目單 位參數(shù)值BOD5%85～95TP%50～75TN%55～80從上表中及污水廠實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，本工程污水經(jīng)除磷脫氮工藝處理后，對(duì)TN去除率要求較高，出水基本達(dá)到處理目標(biāo)要求；但TP值接近1mg/L，必須輔以化學(xué)除磷工藝，才能達(dá)標(biāo)；沉淀池出水SS可以達(dá)到≤20mg/L，但若想長(zhǎng)期控制在10mg/L以內(nèi)，難度很大；BOD5的指標(biāo)也基本能達(dá)到10mg/L的水平，CODcr降到50mg/L以下則容易實(shí)現(xiàn)。通過(guò)以上分析，需要在生物除磷脫氮工藝的基礎(chǔ)上，增加深度處理工藝，才能保證出水在TP、SS以及其它污染物上穩(wěn)妥達(dá)標(biāo)。深度處理的目的主要是去除較高的SS值以及進(jìn)一步降低水中的BOD5和TP，確保出水穩(wěn)妥達(dá)標(biāo)。深度處理的工藝流程，視處理目的和要求的不同，可為以下工藝的組合：混凝沉淀、過(guò)濾、活性炭吸附、臭氧化等生物除氮、離子交換、電滲析、反滲透等等。（1）混凝沉淀在城市污水的深度處理中，混凝沉淀起以下作用：1）進(jìn)一步去除懸浮物及BOD52）除磷。因污水中的磷酸鹽大部分為可溶性，一級(jí)處理去除很少，一般的二級(jí)處理也只能去除20%左右，強(qiáng)化二級(jí)處理則可大幅度提高除磷率至50%～75%。混凝沉淀能除磷90～95%，是有效的除磷方法。3）還能去除污水中的乳化油和其他工業(yè)水污染物。（2）過(guò)濾過(guò)濾在深度處理中的作用是：1）進(jìn)一步去除二級(jí)處理后水中生物絮體和膠體物質(zhì)，顯著降低出水的懸浮物含量和濁度，能使出水清澈透明，為出水的安全回用提供保證；2）增加以下指標(biāo)的去除效率：懸浮固體、濁度、磷、BOD、COD、重金屬、細(xì)菌、病毒和其他物質(zhì)；3）去除化學(xué)絮凝過(guò)程中產(chǎn)生的鐵鹽、鋁鹽、石灰等沉積物；4）去除化學(xué)法除磷時(shí)水中不溶性磷；5）由于去除了懸浮物和其他干擾物質(zhì)，因而可增進(jìn)消毒效率，并降低消毒劑用量；6）在深度處理廠中，過(guò)濾能克服生物和化學(xué)處理的不規(guī)則性，從而提高回用的連續(xù)性和可靠性。（3）活性炭吸附活性炭在城市污水深度處理中的作用，主要是去除生物法所不能去除的某些溶解有機(jī)物?；钚蕴窟€能去除痕量重金屬。（4）臭氧氧化臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，也是一種有效的消毒藥劑。主要是提高衛(wèi)生指標(biāo)和去除一些重金屬。其主要作用：1）殺菌能力非常強(qiáng)，能殺死氯所不能殺死的病毒和胞囊。它在使小兒麻痹癥的病毒失活方面，比氯的效率高好幾倍。2）能氧化多種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，如酚、氧化物、鐵和錳等。3）去除水中的臭和味。根據(jù)二級(jí)處理水進(jìn)行深度處理的去除對(duì)象，采用的主要處理方法列于表4－5：二級(jí)處理水深度處理去除對(duì)象和所采用的處理技術(shù) 去除對(duì)象有關(guān)指標(biāo)采用的主要處理技術(shù)有機(jī)物懸浮狀態(tài)SS VSS過(guò)濾、混凝沉淀溶解狀態(tài)BOD5 CODTOC TOD混凝沉淀、活性炭吸附、臭氧氧化植物性營(yíng)養(yǎng)鹽類氮TN KNNH3N NO2NNO3N吹脫、折點(diǎn)氯化、生物脫氮生物脫氮磷PO4P TP金屬鹽混凝沉淀 石灰混凝沉淀、晶析法、生物除磷微量成分溶解性無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)鹽類電導(dǎo)度Na、Ca、Cl離子反滲透、電滲析、離子交換微生物細(xì)菌 病毒臭氧氧化、消毒（氯氣、次氯酸鈉、紫外線）污水廠出水中懸浮物濃度不僅涉及到出水SS指標(biāo)，出水中的BODCODCr、TP等指標(biāo)也與之有關(guān)。因?yàn)榻M成出水懸浮物的主要成分是活性污泥絮體，其本身的有機(jī)成份就高，而有機(jī)物本身就含磷，較高的出水懸浮物含量會(huì)使得出水的BODCODCr和TP增加。因此，降低SS值不只是單純地使SS值指標(biāo)合格，同時(shí)會(huì)更進(jìn)一步地去掉BODP及其他污染指標(biāo)。所以，本工程深度處理應(yīng)以SS的去除作為重點(diǎn)目標(biāo)。從上表和前節(jié)論述中可以看到，過(guò)濾及混凝沉淀是去除SS、VSS的主要技術(shù)手段。污水經(jīng)二級(jí)處理沉淀后，其出水（即深度處理構(gòu)筑物的進(jìn)水）懸浮物總體來(lái)說(shuō)不高，根據(jù)眾多污水廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，采用直接過(guò)濾并輔以投加鐵鹽或鋁鹽的方式可達(dá)到有效去除懸浮物的目的。投加鐵鹽或鋁鹽后，形成磷酸鹽沉淀物與其他膠體、懸浮物，被濾料一并吸附、截留，降低磷值。根據(jù)污水廠、給水廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及類似實(shí)驗(yàn)介紹，低濁度進(jìn)水直接絮凝過(guò)濾，其出水濁度可低于3NTU，完全可以保證其出水懸浮物低于10mg/L。本工程深度處理推薦采用投加鐵鹽或鋁鹽后經(jīng)混凝反應(yīng)，再進(jìn)行過(guò)濾的方案。該種方法工程造價(jià)相對(duì)較低，運(yùn)行可靠，有成熟經(jīng)驗(yàn)，費(fèi)用較省。所有生物脫氮除磷工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個(gè)不同過(guò)程的交替循環(huán)。目前我國(guó)城市污水處理新興工藝雖然層出不窮，但就當(dāng)前國(guó)際上污水處理科技發(fā)展現(xiàn)狀看，真正革命性的發(fā)明尚未出現(xiàn)，并不存在所謂的最先進(jìn)技術(shù)。應(yīng)用于城市污水處理廠采用活性污泥法的脫氮除磷工藝主要有三類：①A2/O系列；② SBR系列；③氧化溝系列。 A2/O系列A2/O法是70年代在厭氧一缺氧工藝上開(kāi)發(fā)出來(lái)的同步除磷脫氮工藝，因此具有生物除磷和脫氮的能力。流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖31。進(jìn)水 → 厭氧池(A) → 缺氧池(A) → 好氧池(O) →　二沉池 → 出水 混合液回流 活性污泥回流圖41 A2/O流程簡(jiǎn)圖本工藝在系統(tǒng)上是最簡(jiǎn)單的同步除磷脫氮工藝，總的水力停留時(shí)間小于其它同類工藝(如巴登甫除磷脫氮工藝)；在厭氧(缺氧)、好氧交替運(yùn)行的條件下，絲狀菌不能大量繁殖，無(wú)污泥膨脹之虞，SVI值一般小于100，利于處理后污水與污泥的分離；運(yùn)行中在厭氧和缺氧段只需輕緩攪拌，運(yùn)行費(fèi)用低。由于厭氧、缺氧和好氧三個(gè)區(qū)嚴(yán)格分開(kāi)，有利于不同微生物菌群的繁殖生長(zhǎng)，因此脫氮除磷效果較好。A2/O系列工藝還有UCT、VIP等，為了解決回流污泥中過(guò)多的硝酸鹽對(duì)厭氧放磷的影響，強(qiáng)化生物除磷(EBPR)，還派生出改良UCT(MUCT)，改良A2/O等工藝。A2/O系列的缺點(diǎn)是流程復(fù)雜，必須設(shè)置單獨(dú)的二沉池和鼓風(fēng)機(jī)房，通常也需要前置初沉池，占地面積大，系統(tǒng)水頭損失高；同時(shí)還需專門(mén)的回流設(shè)備和回流構(gòu)筑物，管理水平要求較高。盡管如此，但該工藝相對(duì)成熟可靠，處理效果穩(wěn)定。適用于具有較高運(yùn)行管理水平的大、中型污水廠，如廣州大坦沙污水廠(30萬(wàn)m3/d)、青島市團(tuán)島污水廠(10萬(wàn)m3/d)、昆明市第二污水處理廠(10萬(wàn)m3/d)。某三瓦窯污水處理廠（30萬(wàn)m3/d）。 SBR系列傳統(tǒng)的SBR是一個(gè)間歇式的活性污泥系統(tǒng)，曝氣池與沉淀池合二為一。SBR工藝的一個(gè)完整的操作過(guò)程，亦即每個(gè)間歇反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的操作過(guò)程包括如下五個(gè)階段：①進(jìn)水期(或充水期)②反應(yīng)期；③沉淀期④排水排泥期⑤閑置期。 SBR工藝的特點(diǎn)如下： ①生物反應(yīng)和沉淀均在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)完成，節(jié)省占地，造價(jià)低； ②具有完全混合式和推流式曝氣池的雙重優(yōu)勢(shì)，承受水量，水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)； ③污泥沉降性能好，極不易發(fā)生污泥膨脹； ④對(duì)有機(jī)物和氮的去除效果好。 但傳統(tǒng)的SBR工藝用于生物的同時(shí)脫氮、除磷時(shí)，效果并不理想，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：對(duì)脫氮除磷處理要求而言，傳統(tǒng)SBR工藝的基本運(yùn)行方式雖充分考慮了進(jìn)水基質(zhì)濃度及有毒有害物質(zhì)對(duì)處理效果的影響而采取了靈活的進(jìn)水方式，如非限量曝氣等，提高了工藝對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性，但由于這種考慮與脫氮或除磷所需的環(huán)境條件相左，因而在實(shí)際運(yùn)行中往往削弱脫氮或除磷的效果。就除磷而言，采用非限量或半限量曝氣進(jìn)水方式，將影響磷的釋放；對(duì)脫氮而言，則將影響硝態(tài)氮的反硝化作用而影響脫氮效果。為解決上述問(wèn)題，派生出一系列SBR的改進(jìn)型如Unitank、MSBR、ICEAS、CASS等，都可適用于中、小型污水處理廠。 CASS CASS反應(yīng)器工藝是以生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及合理的水力條件為基礎(chǔ)而開(kāi)發(fā)的一種具有系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活和可靠性好等優(yōu)良特點(diǎn)的廢水處理新工藝，尤其適合要求脫氮除磷處理的中小型城市污水處理廠。 CASS的整個(gè)工藝為一間歇式反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中進(jìn)行交替的曝氣—不曝氣過(guò)程的不斷重復(fù)，將生物反應(yīng)過(guò)程及泥水的分離過(guò)程結(jié)合在一個(gè)池子中完成。因此，它是SBR工藝及ICEAS工藝的一種最新變型。圖52 CAST工藝的循環(huán)操作過(guò)程（生物選擇區(qū) 兼氧區(qū) 主反應(yīng)區(qū)）CASS反應(yīng)器由三個(gè)區(qū)域組成：生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)是設(shè)置在CAST前端的小容積區(qū)，通常在厭氧或兼氧條件下運(yùn)行。兼氧區(qū)不僅具有輔助厭氧或兼氧條件下運(yùn)行的生物選擇區(qū)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量變化的緩沖作用，同時(shí)還具有促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和強(qiáng)化反硝化作用。主反應(yīng)區(qū)則是最終去除有機(jī)物的場(chǎng)所。 圖52所示為CASS工藝的循環(huán)運(yùn)行操作過(guò)程。每一個(gè)運(yùn)行周期的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為4h，其中曝氣2h，沉淀和潷水各1h。CASS工藝與傳統(tǒng)SBR工藝的不同之處在于：(1)CASS工藝在進(jìn)水階段不設(shè)單純的充水過(guò)程或缺氧進(jìn)水混合過(guò)程；(2)在反應(yīng)器的進(jìn)水處設(shè)一生物選擇器。生物選擇器是一容積較小的污水污泥接觸區(qū)，進(jìn)入反應(yīng)器的污水和從主反應(yīng)器內(nèi)回流的活性污泥(回流量?jī)H為20%)在此相互混合接觸。生物選擇器的設(shè)置嚴(yán)格遵循活性污泥種群的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律，創(chuàng)造合適微生物生長(zhǎng)的條件并選擇出絮凝性微生物，因而可更有效地保持污泥的良好沉降性能；(3)系統(tǒng)是通過(guò)潷水器連續(xù)出水的，效果穩(wěn)定。(4)可通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣強(qiáng)度而同時(shí)實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化過(guò)程。CASS工藝在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多。國(guó)內(nèi)山東魯抗醫(yī)藥股份公司污水處理廠()、安徽阜陽(yáng)污水處理廠10萬(wàn)m3/d，安裝調(diào)試階段)、長(zhǎng)春雙陽(yáng)污水處理廠(，在建)、北京航天城污水處理廠()、某某西區(qū)污水廠（4萬(wàn)m3/d）等均采用CASS工藝。 氧化溝系列氧化溝工藝是五十年代初期發(fā)展起來(lái)的一種污水處理工藝形式，因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠，易于維護(hù)管理，很快得到廣泛應(yīng)用。到目前為止，氧化溝已發(fā)展成為多種形式，使用較為廣泛的主要有：Carrousel(卡魯塞爾)氧化溝、交替式氧化溝、一體化氧化溝和Orbal(奧貝爾)氧化溝。與其他生物處理工藝相比，有其如下技術(shù)，經(jīng)濟(jì)方面的特點(diǎn)： (1)工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物省、運(yùn)行管理方便。 (2)曝氣設(shè)備和構(gòu)造形成多樣化，運(yùn)行靈活。 (3)處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，并可實(shí)現(xiàn)除磷脫氮。 (4)基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。 (5)污泥產(chǎn)量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。(6)能承受水量，水質(zhì)沖擊負(fù)荷，對(duì)高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力。 奧伯爾氧化溝(orbal)終沉池奧伯爾(orbal)氧化溝是氧化溝類型中的重要形式。目前在美國(guó)已有300多座奧伯爾氧化溝污水處理廠，處理規(guī)模已達(dá)900,000m3/d。在歐洲也有應(yīng)用實(shí)例。進(jìn)水 出水 活性污泥回流圖53“O”型氧化溝流程簡(jiǎn)圖 “O”型氧化溝的特點(diǎn)大部分BOD和氨氮在氧化溝的第一溝中被氧化。由于第一溝發(fā)生高度的生物氧化作用，耗氧較大，同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)使輸入的的氧量略低于生物需氧量，因此第一溝呈一定的虧氧狀態(tài)。在靠近轉(zhuǎn)盤(pán)附近的區(qū)域有硝化作用出現(xiàn)。因存在易利用的碳源，稍遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)盤(pán)的區(qū)域存在反硝化作用。系統(tǒng)所有的反硝化反應(yīng)都在第一溝發(fā)生。即使在負(fù)荷變化的情況下，第一溝中DO也幾乎接近于零（）。第二溝中DO呈波動(dòng)狀態(tài)（～），這種情況是因負(fù)荷變化而出現(xiàn)。第一溝中未被氧化完的BOD和氨氮進(jìn)入第二溝繼續(xù)進(jìn)行氧化作用。最后一溝中的平均DO一般為3～4mg/L，以保證氧化溝的出水水質(zhì)和足夠的溶解氧。因此有人形象的稱呼外、中、內(nèi)三條溝為工作溝、過(guò)渡溝、精煉溝。 近年的研究和實(shí)際工程實(shí)測(cè)證明“第一溝內(nèi)同時(shí)存在的硝化/反硝化機(jī)理占主導(dǎo)地位”使整個(gè)orbal氧化溝處理效果很好，COD、NH3N去除率可達(dá)90%以上，總磷的去除率也可達(dá)75%以上。對(duì)現(xiàn)有采用orbal氧化溝的含磷數(shù)據(jù)分析表明：均具有較低的總磷出水濃度，磷的去除超過(guò)用于合成生物細(xì)胞所需的磷，此種現(xiàn)象除了生物池“大環(huán)境”外還可用orbal外溝道氧化溝中低DO濃度導(dǎo)致“微環(huán)境”產(chǎn)生了生物除磷所必需的厭氧條件來(lái)解釋。 微小的微生物個(gè)體所處的環(huán)境可稱為微環(huán)境。微環(huán)境直接決定微生物個(gè)體的活動(dòng)狀態(tài)，而宏觀環(huán)境的變化往往導(dǎo)致微環(huán)境的急劇變化，從而影響微生物群體的活動(dòng)狀態(tài)并在某種程度上表面出“表里不一”的現(xiàn)象。事實(shí)上，在活性污泥菌膠團(tuán)內(nèi)部存在多種多樣的微環(huán)境類型，而每一種微環(huán)境往往適合于某一類微生物的活動(dòng)，不適合其他種類微生物的活動(dòng)。受各種因素(物質(zhì)傳遞、菌膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征)的影響，微環(huán)境所處的狀態(tài)是可變的。例如，某一好氧性微環(huán)境，當(dāng)耗氧速率高于氧傳遞速率時(shí)可變成厭氧或缺氧性微環(huán)境。 對(duì)于菌膠團(tuán)尤其是大顆粒菌膠團(tuán)來(lái)說(shuō)，微環(huán)境的變化可能非常明顯，即由于受菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)、氧傳遞和硝態(tài)氮