德州生活污水處理設備工藝

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德州生活污水處理設備工藝

什么是廢水的三級處理?使用哪幾種處理方法?

    三級處理是在一級處理、二級處理之后，進一步處理難降解的有機物及可導致水體富營養化的氮磷等可溶性無機物等。三級處理有時又稱深度處理，但兩者又不*相同。三級處理常用于二級處理之后，以進一步改善水質和達到國家有關排放標準為目的，而深度處理則以污水的回收和再利用為目的，在一級、二級甚至三級處理后增加的處理工藝。

    三級處理使用的方法有生物脫氮除磷、混凝沉淀(澄清、氣浮)、過濾、活性炭吸附等。

為什么要對廢水進行脫氮和除磷處理

    長期以來，城市污水和工業廢水的處理以去除水中懸浮固體、有機物和其它有毒有害物質為主要目標，并不考慮對氮、磷等無機營養物質的去除。隨著污水排放總量的不斷增加，以及化肥、石油制品、合成洗滌劑和農藥等大量生產和應用，廢水中氮、磷等無機營養物質對環境的影響越來越大。

    氮、磷等無機營養物質對水體、尤其是封閉水體環境的影響為突出的問題是水體富營養化，表現為藻類的過量繁殖及隨之而來的水質惡化和湖泊退化；其次是氨氮的耗氧特性會使水體的溶解氧降低，進而導致魚類的死亡和水體黑臭；此外，當水體的pH值較高時，氨對水生生物有直接的毒性。為解決越來越尖銳的水環境污染和水體富營養化問題，世界上許多國家和地區都制定了嚴格的氮、磷排放標準。

厭氧消化是一個包含多個生物轉化和物理化學轉化的復雜過程，特別是產甲烷菌對環境條件要求比較苛刻.為了消除厭氧消化過程中多種干擾的影響及保持厭氧消化過程穩定、高效的進行，就需要對厭氧消化過程進行合適的監測和控制，而大量大型沼氣工程的建立更是加劇了這種需求.針對傳統物化參數(pH值、溫度、產氣量和氧化還原電位等)已有成熟的在線測量設備，而對厭氧消化過程有重要影響的物化參數，如揮發性脂肪酸(VFA，Volatile Fatty Acids)和參數(如生物量)卻難以實現在線測量.

　　VFA是厭氧消化的中間產物也是產甲烷的主要底物，與pH值、堿度、產氣量和氣體組分等常規指標相比，VFA更能快速可靠地指示厭氧消化系統的狀態.在工業厭氧消化產甲烷反應器運行中，經常發生因為未及時發現VFA的積累使pH下降至3~5而導致的“酸敗”.“酸敗”的發生對厭氧反應器往往是災難性的，反應器一旦發生“酸敗”，很難在短時間內恢復或者根本難以恢復反應器內產甲烷微生物的活性，因此，對VFA濃度的檢測方法一直受到高度的重視.目前，VFA濃度離線測定的方法主要有蒸餾法、滴定法、色譜法、比色法等，然而離線分析耗時、滯后，不能滿足快速變化的高負荷厭氧消化系統的在線監測需求.為了實現VFA的在線監測，研究人員也進行了大量研究.例如，Feitkenhauer等(2002)設計了一個基于滴定計的VFA在線測量系統，其主要特點是設備簡單成本低，缺點是檢測的只是總揮發酸;Zhang等(2002)研究的紅外光譜能針對乙酸、丙酸等進行測量，但其準確性和靈敏度欠佳;Diamantis等(2006)和Boe等(2007)分別設計了帶自動取樣器的毛細管氣相色譜、頂空氣相色譜，其與反應器的連接實現了VFA的在線測量，但氣相色譜昂貴，難以實現工業化應用;趙全保(2008)設計的在線測定VFA和堿度的自動滴定系統只是實現了滴定過程的自動化，并未將計算模型與計算機集成，所構建的6點滴定法滴定準確，但操作繁瑣、計算復雜.可靠又便宜的VFA在線監測設備已經成為制約厭氧消化技術應用與發展的瓶頸，而上述VFA在線監測技術仍然處于實驗室階段，并未應用到實際工業中，因此，有必要進一步研究VFA的在線監測技術.

    Bardenpho具有兩次反硝化過程，脫氮效率可以高達90％～95％。

廢水的活性污泥法處理工藝是我國應用廣泛的一種廢水好氧處理技術，經過多年的發展，傳統的活性污泥法已發展出許多改進的廢水處理工藝，如推流式活性污泥工藝、分段曝氣活性污泥工藝等，為了對廢水進行脫氮除磷處理，又發展了氧化溝工藝、A/O、A2/O工藝等等。盡管如此，活性污泥法始終具有一些難以克服的缺點，如污染物處理負荷比較低、脫氮除磷的效率不高、動力消耗過大、剩余污泥產量過大等問題。

好氧顆粒污泥SBR工藝是一項高效低耗的廢水處理工藝，自上個世紀90年代末被以來，目前正得到越來越多的環境工程學者的關注。由于好氧顆粒污泥具有活性污泥所不具備的一些*優點，如具有很強的抗負荷沖擊能力、污泥的沉淀效果好，泥水分離簡單，因此該工藝能大大的減少污泥沉降時間，縮小污水處理廠的占地面積，降低工程造價，減少剩余污泥量。更重要的是，好氧顆粒污泥具有比較好的脫氮除磷性能，解決了傳統活性污泥工藝的脫氮除磷效率低的問題?？梢灶A測，作為一種新型的廢水生物處理工藝，好氧顆粒污泥SBR工藝將在以后污水處理產業中具有廣泛的應用前景。

石灰除磷的原理是什么

這些發酵產物或來自原污水的VFA，并將其運送到細胞內，同化成胞內碳能源儲存物質PHB，所需的能量來源于聚磷的水解以及細胞內糖的酵解，并導致磷酸鹽的釋放。

在好氧條件下，聚磷菌的活力得到恢復，并以聚磷的形式存儲超過生長所需要的磷量，通過PHB的氧化代謝產生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能鍵的形式捕集存儲，磷酸鹽從水中被去除。產生的富磷污泥(新的聚磷菌細胞)，通過剩余污泥的形式得到排放，從而實現將磷從水中除去的目的。從能量角度看，聚磷菌在無氧條件下釋放磷獲取能量以吸收廢水中溶解性有機物，在好氧狀態下降解吸收溶解性有機物獲取能量以吸收磷。

除磷的關鍵是厭氧區的設置，可以說厭氧區是聚磷菌的生物選擇器。由于聚磷菌能在短暫的厭氧條件下，優先于非聚磷菌吸收低分子基質(發酵產物)并快速同化和儲存這些發酵產物，即厭氧區為聚磷菌提供了競爭優勢。這樣一來，能吸收大量磷的聚磷菌就能在處理系統中得到選擇性增殖，并可通過排除高含磷量的剩余污泥達到除磷的目的。這種選擇性增殖的另一個好處是抑制了絲狀菌的增殖，避免了產生沉淀性能較差的污泥的可能，因此厭氧／好氧生物除磷工藝一般不會出現污泥膨脹現象。

好氧塘的特點及適用條件

優點：

（1）投資省，

（2）管理方便，

（3）水力停留時間較短，降解有機物的速率很快，處理程度高。

缺點：

（1）池容大，占地面積多。

（2）處理水中含有大量的藻類，需要對出水進行除藻處理。

（3）對細菌的去除效果較差。

適用條件：

適用于去除營養物，處理溶解性有機物；由于處理效果較好，多用于串聯在其他穩定塘后做進一步處理，處理二級處理后的出水。

好氧塘的一般規定

（1）好氧塘應該建在溫度適宜、光照充分、通風條件良好的地方。

（2）既可以單獨使用，又可以串聯在其他處理系統之后，進行深度處理。

（3）如果好氧塘用于單獨處理廢水，則在廢水進入好氧塘之前必須進行*的預處理。

什么是反硝化過程

    反硝化過程是反硝化菌異化硝酸鹽的過程，即由硝化菌產生的硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌的作用下，被還原為氮氣后從水中溢出的過程。反硝化過程要在缺氧狀態下進行，溶解氧的濃度不能超過O．2mg／L，否則反硝化過程就要停止。

    反硝化過程也分為兩步進行，步由硝酸鹽轉化為亞硝酸鹽，第二步由亞硝酸鹽轉化為一氧化氮、氧化二氮和氮氣。

反硝化的影響因素有哪些

    (1)溫度：反硝化反應的適宜溫度范圍是35～45℃。

    (2)溶解氧：為了保證反硝化反應的順利進行，必須保持嚴格的缺氧狀態，保持氧化還原電位為一50～一110mV；為使反硝化反應正常進行，懸浮型活性污泥系統中的溶解氧應保持在0．2mg／L以下；附著型生物處理系統可以容許較高的溶解氧濃度(一般低于1mg／L)。

    (3)pH值：硝化反應的佳pH值范圍是6．5~7．5。

    (4)碳源有機物質：反硝化反應需要提供足夠的碳源，碳源物質不同，反硝化速率也將有區別。

    (5)碳氮比C／N：理論上將1g硝酸鹽氮轉化為N2需要碳源物質BOD52．86g。

    (6)有毒物質：鎳濃度大于0．5mg/L、亞硝酸鹽氮含量超過30mg/L或鹽度高于O．63％時都會抑制反硝化作用。

污水活性污泥處理過程中會產生大量的剩余污泥，數量可達到污水處理量的0.3%～0.5%(以含水率97%計)[1].剩余污泥除了具有含水率高、 易腐爛、 惡臭等特征外，還含有大量的病原菌、 寄生蟲、 重金屬和二 英、 苯并芘等難以降解的有毒、 有害、 致癌物質，極易對土壤、 地下水等造成二次污染.厭氧消化處理是對剩余污泥進行穩定化、 減量化和資源化過程中被廣泛采用的處理手段，具有能耗低、 污泥穩定性好、 產生生物能源沼氣等優點[3].影響剩余污泥厭氧消化過程的因子包括基礎因素(厭氧污泥組成、 濃度、 污泥負荷等)和環境因素(pH、 ORP、 抑制性物質等)兩大類，其中厭氧污泥的生物相組成和代謝活性對厭氧消化處理的過程進展發揮著重要的作.在剩余污泥厭氧消化過程中，由于微生物構成、 對基質的適應性和接種量的不同，采用不同的接種厭氧污泥會對剩余污泥產CH4生成勢形成不同程度的影響.深入探究剩余污泥厭氧消化過程中產CH4生成勢與菌群動態變化的關系，一方面可對厭氧消化過程中剩余污泥的生化降解過程和產CH4潛能進行評價[7]，另一方面也能為剩余污泥厭氧消化工藝的關鍵操作參數優化提供依據

　　剩余污泥厭氧消化的效率在很大程度上取決于厭氧微生物種群多樣性及優勢種群的活性[10,11].不同條件下厭氧消化運行的穩定性及效率與系統群落結構的變遷會存在一定的關聯.厭氧污泥中主要存在水解發酵菌、 產氫產乙酸菌、 產甲烷菌及鹽還原菌.其中產甲烷菌屬于典型的古細菌，大致可以分為兩類：一類主要利用乙酸產生甲烷，主要有產甲烷八疊球菌(Methanosarcina)和產甲烷髦毛菌(Methanothrix); 另一類利用氫和二氧化碳合成甲烷.由于傳統微生物培養、 鑒定的局限性，近年來研究人員嘗試應用基于16S rRNA的分子生物學技術(變性梯度凝膠電泳、 克隆文庫技術、 熒光原位雜交)對厭氧污泥系統群落結構的變化進行分析.其中末端限制性片段多態性(terminal-restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)根據PCR擴增產物片斷的大小不同以及標記片斷種類和數量的不同來分析群落的結構及組成. T-RFLP技術對接種污泥和接種后的污泥中微生物菌群變化進行研究后發現接種污泥中占優勢的產甲烷菌群是Methanosarcinales、 Methanobacteria和Proteobacteria，而反應器運行穩定后占優勢的菌群為Methanosarcina vacuolata和Methanobacterium palustre.T-RFLP技術可以很靈敏地檢測微生物種類的微小變化，能夠提供微生物種群結構和數量動態變化的信息，已成功應用于厭氧污泥產CH4菌的群落結構、 動態變化的檢測等方面[14].