旅游風景區生活污水處理設備

     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。

活性污泥法脫氦的原理是什么
    活性污泥法脫氮的原理是通過創造好氧和缺氧條件，利用硝化菌和反硝化菌等一些專性菌實現氮形式的轉化，一般需要經過硝化和反硝化兩個步驟完成。
    ①所有的好氧生物處理工藝中都有硝化菌，但因為硝化菌的世代周期比異養菌要長，因此一般的好氧生物處理系統中硝化菌的數量有限。通過延長泥齡使其大于硝化菌的世代周期和提高曝氣強度增加混合液溶解氧含量等手段，為硝酸菌、亞硝酸菌等硝化菌創造生長繁殖的條件，使之在好氧狀態下將有機氮和氨氮等轉化為硝酸鹽氮。
    ②不為活性污泥曝氣，只提供攪拌作用，使反應池內溶解氧低于0．2mg/L，即活性污泥處于缺氧狀態。反硝化菌在缺氧狀況下，利用還原硝酸鹽和亞硝酸鹽獲得能量，同時將硝酸鹽和亞硝酸鹽中的氮元素轉化為氮氣從水中釋放出去，從而達到脫氮的目的。

典型的設前置反硝化段的生物脫氮除磷工藝有厭氧/缺氧/好氧工藝(A2/O工藝)、University of Cape Town工藝(UTC工藝)及生物化學脫氮除磷工藝(BCFS工藝).反硝化段前置的優勢是厭氧合成的內聚物聚β羥基脂肪酸(PHA)等可直接進入缺氧段驅動反硝化而取得較好的脫氮效果，但前置反硝化段有其固有的缺陷.根據生物脫氮理論，硝化段(好氧段)內氨氧化菌(AOBs)將氨鹽氧化為亞硝酸鹽后，亞硝酸鹽氧化菌(NOBs)將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽;反硝化段(缺氧段)內反硝化菌將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，并進一步還原為氮氣(N2).由于好氧段在缺氧段后，為實現反硝化，因而必須將混合液從好氧段回流至缺氧段.混合液回流會稀釋進水有機質濃度;氧化態氮(NO-x)的去除也受制于混合液的回流速率，且*脫氮不可能實現;混合液回流還會增加能量消耗和工藝復雜度.

生物脫氦有哪些基本條件
    (1)硝suan鹽：硝suan鹽的生成和存在是反硝化作用發生的先決條件，必須預先將污水中的含氮有機物如蛋白質、氨基酸、尿素、脂類、硝基化合物等轉化為硝suan鹽氮。
    (2)不含溶解氧：反應器中的氧都將被有機體優先利用，從而減少反應器能脫氮的硝suan鹽量，溶解氧超過O．2mg/L時沒有明顯脫氮作用。
    (3)兼性菌團：在大多數情況下，細菌普遍具有脫氮習性，污水處理的微生物在脫氮時在好氧和缺氧之間反復交替，其中以兼性菌團為主。
    (4)電子供體：生物脫氮的能量來自脫氮過程中起電子供體作用的碳質有機物，脫氮時污水中的有機物必須充足，否則需要投加甲醇、乙醇、乙酸等外部碳源。

好氧顆粒污泥技術是20世紀90年代開始研究的一種新型污水處理技術，同普通絮狀污泥相比，具有除污效果好、密度大、強度高、微生物種類多、結構穩定、耐沖擊負荷強以及沉降性能好等優點，成為研究的熱點. 近年來有研究表明，好氧顆粒污泥的特殊結構有利于提高處理系統的同步脫氮能力，并且利用好氧顆粒污泥進行脫氮性能的研究取得了較大的進展. 對好氧顆粒污泥進行了硝化反硝化(SND)功能馴化，反應6 h后COD的去除率在90%以上，氨氮去除率達*，污水脫氮*.以厭氧顆粒污泥和少量活性污泥為種泥，進水為人工配水，在SBR反應器中培養出了好氧顆粒污泥. 成熟的好氧顆粒污泥對COD、氨氮和TN的平均去除率分別為94%、97.5%和68.6%. 人工配水模擬味精廢水為基質在SBR系統內培養出了好氧顆粒污泥，成熟顆粒污泥在典型周期內，對COD、氨氮和TN 去除率分別為96.51%、93.30% 和73.04%，顆粒污泥具有同步脫氮特性. 厭氧-好氧交替運行SBR反應器中，以成熟的好氧顆粒污泥處理人工模擬廢水，同步硝化反硝化反應去除N約為232.5 mg·d-1，占總氮去除量的54.3%. 而上述研究大多集中于SBR運行模式，而SBR系統為間歇進水排水，當處理大規模的城市污水時，會出現進出水時間長，反應器體積大等問題. 我國大中型城市污水處理廠以連續流工藝居多，所以在連續流反應系統中培養好氧顆粒污泥更有實際意義. 同時，上述接種污泥培養模式的同步硝化反硝化工藝中，很難控制好氧顆粒污泥中硝化細菌和好氧反硝化細菌群的比例和數量，脫氮過程中，難以確保反應系統穩定的脫氮效果. 而一些異養硝化-好氧反硝化菌能夠獨立完成同步硝化反硝化過程. 污水實際處理系統中，若接種脫氮菌泥為主要強化污泥，培養高效脫氮功能化好氧顆粒污泥，為實現捷徑高效的生物脫氮途徑提供了可能.

什么是Bardenpho工藝
    Bardenpho工藝由兩個缺氧／好氧(A／O)工藝串聯而成，共有四個反應池，因此有時也稱為四段B刊enph0工藝，其工藝流程見圖5—3。
          Bardenpho工藝
    在*級A／0工藝中，回流混合液中的硝酸鹽氮在反硝化菌的作用下利用原污水中的含碳有機物作為碳源在*缺氧池中進行反硝化反應，反硝化后的出水進入*好氧池后，含碳有機物被氧化，含氮有機物實現氨化和氨氮的硝化作用，同時在*缺氧池反硝化產生的N2在*好氧池經曝氣吹脫釋放出去。
    在第二級A／O工藝中，由*好氧池而來的混合液進入第二缺氧池后，反硝化菌利用混合液中的內源代謝物質進一步進行反硝化，反硝化產生的N2在第二好氧池經曝氣吹脫釋放出去，改善污泥在的沉淀性能，同時內源代謝產生的氨氮也可以在第二好氧池得到硝化。
    Bardenpho具有兩次反硝化過程，脫氮效率可以高達90％～95％。
1、由于填料比表面積大，池內充氧條件良好，池內單位容積的生物固體量較高。因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷;
2、由于生物接觸氧化池內生物固體量多，水流*混合，故對水質水量的驟變有較強的適應能力;
3、剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便。
生物接觸氧化法具有生物膜法的基本特點，但又與一般生物膜法不盡相同。
一、供微生物吸附的填料全部浸在廢水中，所以生物接觸氧化池又稱淹沒式濾池。
二、采用機械設備向廢水中充氧，而不同于一般生物濾池靠自然通風供氧，相當于在曝氣池中添加供微生物吸附的填料，也可稱為接觸曝氣池。
三、池內廢水中還存在約2～5%的懸浮狀態活性污泥，對廢水也起凈化作用。

旅游風景區生活污水處理設備廢水生物除磷處理的方法有哪些
    廢水生物除磷包括厭氧釋磷和好氧攝磷兩個過程，因此廢水生物除磷的工藝流程由厭氧段和好氧段兩部分組成。按照磷的終去除方式和構筑物的組成，除磷工藝流程可分為主流程除磷工藝和側流程除磷工藝兩類。
    主流除磷工藝的厭氧段在處理污水的水流方向上，磷的終去除通過剩余污泥排放，其代表方法是厭氧／好氧(A／0)工藝(具體見二級生物處理有關問題)，其他方法如厭氧／缺氧／好氧(A2／0)工藝、Phoredox工藝(五段Bardenpho工藝、A2／O／A／O)、UCT工藝、VIP工藝以及具有除磷效果的SBR法、氧化溝等工藝，都是經過厭氧／好氧過程和排出剩余污泥來實現除磷。
    側流除磷工藝的厭氧段不在處理污水的水流方向上，而是在回流污泥的側流上，具體方法是將部分含磷回流污泥分流到厭氧段釋放磷，再用石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。

其它好氧處理法
    采用好氧生物處理有機廢水，需要足夠的供氧量，但是傳統的供氧方式難以滿足較高濃度的有機廢水對氧的需求。20世紀80年代國外學者在總結深井曝氣和生物接觸氧化法各自的優缺點的基礎上，開發了壓力生物接觸氧化法。此法通過提高反應器(壓力生物器，配有空壓機等壓力裝置)內的壓力，加快了氧的轉移速率，適合處理中濃度有機廢水。此法具有反應速度快，占地面積小，基建費用低，運行管理方便及出水水質穩定等優點。

影響除磷的因素有哪些
      (1)溶解氧：首先必須在厭氧區控制嚴格的厭氧環境，這直接關系到聚磷菌的生長狀況、釋磷能力及利用有機基質合成PHB的能力。其次是必須在好氧區供給足夠的溶解氧，以滿足聚磷菌對儲存的PHB進行降解，釋放足夠的能量供其過量攝磷之用以便有效地吸收廢水中的磷。一般厭氧段的DO要嚴格控制在O．2mg／L以下，而好氧段的DO要控制在2mg／L以上。
      (2)厭氧區硝態氮：硝態氮包括硝酸鹽和亞硝酸鹽，硝態氮的存在也會消耗有機基質而抑制聚磷菌對磷的釋放，進而影響好氧條件下聚磷菌對磷的吸收。另外，硝態氮的存在會被部分聚磷菌作為電子受體進行反硝化，啾而影響其以發酵產物作為電子受體進行發酵產酸、抑制聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。
      (3)溫度：一般來說，在5～30℃的范圍內，都可以收到較好的除磷效果。
      (4)pH值：pH值在6～8的范圍內時，磷的釋放比較穩定。
      (5)BOD5負荷和有機物性質：一般認為，進水中BOD5／TP要大于15，才能保證聚磷菌有足夠的基質，從而獲得理想的除磷效果。為此，可以采用部分進水和跨越初沉池的方法，獲得除磷所需要的BOD5量。
      (6)泥齡：一般以除磷為目的的生物處理系統的泥齡控制在3．5～7d。

生物接觸氧化法是從生物膜法派生出來的一種廢水生物處理法，即在生物接觸氧化池內裝填一定數量的填料，利用吸附在填料上的生物膜和充分供應的氧氣，通過生物氧化作用，將廢水中的有機物氧化分解，達到凈化目的。
該工藝因具有高效節能、占地面積小、耐沖擊負荷、運行管理方便等特點而被廣泛應用于各行各業的污水處理系統。
反應機理
生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，微生物所需氧由鼓風曝氣供給，使池體內 污水處于流動狀態，以保證污水與填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。生物膜生長至一定厚度后，填料壁的微生物會因缺氧而進行厭氧代謝，產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生物膜的生長。此時，脫落的生物膜將隨出水流出池外。

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。

常溫下為厭氧氨氧化工藝提供穩定的亞硝酸鹽作為反應的電子受體依然是很大的難題, 這直接阻礙了厭氧氨氧化技術的應用.近些年, 亞硝化-厭氧氨氧化工藝已經成為穎的生物脫氮工藝之一.因其無需有機碳源, 節省曝氣等優點而成為目前生物脫氮研究的熱點.但是氨氧化細菌(AOB)、亞硝酸鹽氧化菌(NOB)世代時間長、對環境抵抗力差、污泥流失嚴重等缺點, 使新型脫氮工藝受到限制.顆粒污泥以其良好的沉降性能, 較強的抵抗能力, 長的污泥停留時間而受到廣大學者的青睞, 亞硝化工藝與顆粒污泥結合的研究勢必成為研究熱點.張翠丹等通過在亞硝化絮狀污泥中添加30%亞硝化顆粒污泥, 歷經12 d馴化培養成功啟動亞硝化顆粒污泥; 王斌等通過調節沉降時間, 歷經18 d培養出了亞硝化顆粒污泥; 吳蕾等通過實時控制氨氧化過程的參數, 優化曝氣時間及縮短沉降時間為2 min, 歷經19 d實現了污泥的顆?；?

什么是傳統生物脫氮工藝
    傳統的生物脫氮流程是三級活性污泥系統(見圖5—2)，在此流程中，含碳有機物的氧化和含氮有機物的氨化、氨氮的硝化及硝酸鹽的反硝化分別在三個構筑物內進行，并維持各自獨立的污泥回流系統。
    這種流程的優點是好氧菌、硝化菌和反硝化菌分別生長在不同的構筑物內，并可維持各自適宜的生長環境，所以反應速度快，可以得到相當好的BOD5去除效果和脫氮效果。另外，不同性質的污泥分別在不同的沉淀池中得到沉淀分離，而且擁有各自獨立的污泥回流系統，所以運行的靈活性和適應性較好。其缺點是流程長、構筑物多，外加甲醇為碳源使運行費用較高，出水中往往會殘留一定量的甲醇。
    為克服三級活性污泥脫氮系統的缺點，可以對其進行各種改進。圖5—2(Ⅱ)所示的二級活性污泥脫氮系統，就是將好氧曝氣池和硝化池合二為一，使含碳有機物的氧化和含氮有機物的氨化、氨氮的硝化合并在一個構筑物內進行。圖5—2(Ⅲ)所示的流程將部分原污水引入反硝化池作碳源，以省去外加碳源，降低硝化池負荷，節約運行費用。

好氧顆粒污泥(aerobic granular sludge，AGS)是微生物在特定的環境下自發凝聚、 增殖而形成的顆粒狀生物聚合體，它具有許多普通活性污泥*的優點，如致密的結構、 良好的沉降性能、 多重生物功效(有機物降解、 脫氮、 除磷等)、 高耐毒性、 相對較低的剩余污泥產量等. 得益于這些優點，AGS已成為廢水處理領域的研究熱點. 迄今為止，AGS的絕大部分研究成果都來自于間歇式運行反應器，如SBR、 SBAR等. 然而，研究結果表明，*運行的AGS反應器會出現不穩定甚至解體現象，這說明間歇式反應器并非是好氧顆粒化的選擇.
序半連續式反應器(sequencing fed batch reactor，SFBR)是近年來發展起來的一種新型反應器，主要特征是連續進水，反應完后一次性排水. 目前，在SFBR中利用活性污泥對廢水進行處理的研究已見報道，也有針對連續進水或分段進水對SBR中的AGS穩定性影響的報道，而有關SFBR中成功實現好氧顆?；难芯旷r有報道. 相比于SBR，SFBR運行靈活、 控制簡便，較容易建造、 實施，若能實現好氧顆?；胺€定運行無疑會增加AGS反應器的形式. 因此，本研究嘗試在SFBR中進行AGS的培養，并對AGS的特性進行研究，以期為AGS技術的發展提供理論支持.

廢水生物脫氮處理有哪些方法
    生物脫氮工藝是一個包括硝化和反硝化過程的單級或多級活性污泥法系統。從完成生物硝化的反應器來看，脫氮工藝可分為微生物懸浮生長型(活性污泥法及其變型)和微生物附著牛長型 (生物膜反應器)兩大類。
    多級活性污泥法系統具有多級污泥同流系統，是傳統的生物脫氮方法，即將硝化和反硝化分別單獨進行的工藝系統。而單級活性污泥法系統則是設法將含碳有機物的氧化、硝化和反硝化在 一個活性污泥法系統中實現，并且只有一個沉淀池。
    單級活性污泥脫氮系統典型的特征是只有一個沉淀池，即只有一個污泥回流系統。單級活性污泥脫氮系統的代表方法是缺氧／好氧(A／O)工藝(具體見二級生物處理部分有關問題)和四段Bardellpho工藝(A／0／A／0)，其他方法還有厭氧／缺氧／好氧(A2／O)工藝、Phoredox(五段Bardenpho)工藝、UCT工藝、VIP工藝等；另外，氧化溝、SBR法、循環活性污泥法等通過調整運行方式而具有脫氮功能的工藝也可歸屬為單級活性污泥脫氮系統。其中A2／0工藝、Barderlpho工藝、Phoredox工藝、UCT工藝、VIP工藝等同時具有除磷和脫氮的功能。
    生物膜反應器適合世代時間長的硝化細菌生長，而且其中固著生長的微生物使硝化菌和反硝化菌各有其適合生長的環境。因而，在一般的生物膜反應器內部，也會同時存在硝化和反硝化過程。在已有的活性污泥法處理過程中，通過投加粉末活性炭等載體，不僅可以提高除BOD5，功能，還可以提高整個系統的硝化和脫氮效果。如果將已經實現硝化的廢水回流到低速轉動的生物轉盤和鼓風量較小的生物濾池等缺氧生物膜反應器內，可以取得更好的脫氮效果，而且不需要污泥回流。

缺氧段置于好氧段之后的后置缺氧反硝化方式，因省去了混合液回流而簡化了工藝流程，且能實現較好的脫氮除磷效果而得到了廣泛的研究.與前置反硝化相比，外碳源已在厭氧段或好氧段消耗，后置缺氧段反硝化菌以內碳源(糖原或PHA)為電子供體，以NO-x為電子受體驅動反硝化.Coats 等(2011)和Winkler等(2011)研究了后置缺氧序批式反應器(SBR)工藝，Bracklow等(2010)和Vocks等(2005)研究了連續流后置缺氧膜生物反應器(MBR)工藝，均取得了良好的脫氮除磷效果.這些研究表明，后置缺氧段雖未外加碳源，但微生物可利用胞內糖原或PHA驅動反硝化脫氮.此外，Xu等(2011)在后置缺氧反硝化的基礎上將部分厭氧段混合液分配進缺氧段實現反硝化除磷，并在好氧段實現了同步硝化-反硝化.這種改進雖然實現了反硝化除磷，但又增加了工藝復雜程度.后置反硝化的厭氧/好氧/缺氧SBR工藝解決了混合液回流的問題，但該工藝是否有進一步改進的空間。

根據傳統生物強化除磷(EBPR)理論，EBPR通過厭氧/好氧或厭氧/缺氧交替運行實現.這種條件為聚磷菌(PAOs)代謝生長提供選擇性優勢，使之能厭氧吸收揮發性脂肪酸(VFAs)合成為PHA，并好氧吸收磷酸鹽(Coats et al., 2011).PAOs厭氧吸收VFAs的能量來源于聚磷降解和糖原分解，而糖原分解為PHA合成提供還原力(Smolders et al., 1994).在好氧或缺氧條件下，PAOs通過三羧酸循環(TCA)為自身生長、糖原儲存、磷酸鹽攝取和聚磷合成提供能量(Smolders et al., 1995).EBPR系統中也存在聚糖菌(GAOs)，這種微生物除不能厭氧釋磷和好氧攝磷外，其他代謝方式與PAOs相似，故能與PAOs形成競爭關系，影響除磷效果.因此，為達到聚磷菌釋磷的目的，活性污泥需經厭氧攪拌以充分接觸污水中VFAs.聚磷菌能通過聚磷分解供能吸收VFAs，但筆者研究厭氧/好氧/缺氧SBR工藝時發現，進水后未厭氧攪拌而靜置1 h后直接曝氣，靜置期系統中仍可監測到磷酸鹽的大量釋放，且曝氣開始后磷酸鹽仍能被快速過量吸收.