德州生活污水处理设备工艺

德州生活污水处理设备工艺

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德州生活污水处理设备工艺

什么是废水的三级处理?使用哪几种处理方法?

    三级处理是在一级处理、二级处理之后，进一步处理难降解的有机物及可导致水体富营养化的氮磷等可溶性无机物等。三级处理有时又称深度处理，但两者又不*相同。三级处理常用于二级处理之后，以进一步改善水质和达到国家有关排放标准为目的，而深度处理则以污水的回收和再利用为目的，在一级、二级甚至三级处理后增加的处理工艺。

    三级处理使用的方法有生物脱氮除磷、混凝沉淀(澄清、气浮)、过滤、活性炭吸附等。

为什么要对废水进行脱氮和除磷处理

    长期以来，城市污水和工业废水的处理以去除水中悬浮固体、有机物和其它有毒有害物质为主要目标，并不考虑对氮、磷等无机营养物质的去除。随着污水排放总量的不断增加，以及化肥、石油制品、合成洗涤剂和农药等大量生产和应用，废水中氮、磷等无机营养物质对环境的影响越来越大。

    氮、磷等无机营养物质对水体、尤其是封闭水体环境的影响为突出的问题是水体富营养化，表现为藻类的过量繁殖及随之而来的水质恶化和湖泊退化；其次是氨氮的耗氧特性会使水体的溶解氧降低，进而导致鱼类的死亡和水体黑臭；此外，当水体的pH值较高时，氨对水生生物有直接的毒性。为解决越来越尖锐的水环境污染和水体富营养化问题，世界上许多国家和地区都制定了严格的氮、磷排放标准。

厌氧消化是一个包含多个生物转化和物理化学转化的复杂过程，特别是产甲烷菌对环境条件要求比较苛刻.为了消除厌氧消化过程中多种干扰的影响及保持厌氧消化过程稳定、高效的进行，就需要对厌氧消化过程进行合适的监测和控制，而大量大型沼气工程的建立更是加剧了这种需求.针对传统物化参数(pH值、温度、产气量和氧化还原电位等)已有成熟的在线测量设备，而对厌氧消化过程有重要影响的物化参数，如挥发性脂肪酸(VFA，Volatile Fatty Acids)和参数(如生物量)却难以实现在线测量.

　　VFA是厌氧消化的中间产物也是产甲烷的主要底物，与pH值、碱度、产气量和气体组分等常规指标相比，VFA更能快速可靠地指示厌氧消化系统的状态.在工业厌氧消化产甲烷反应器运行中，经常发生因为未及时发现VFA的积累使pH下降至3~5而导致的“酸败”.“酸败”的发生对厌氧反应器往往是灾难性的，反应器一旦发生“酸败”，很难在短时间内恢复或者根本难以恢复反应器内产甲烷微生物的活性，因此，对VFA浓度的检测方法一直受到高度的重视.目前，VFA浓度离线测定的方法主要有蒸馏法、滴定法、色谱法、比色法等，然而离线分析耗时、滞后，不能满足快速变化的高负荷厌氧消化系统的在线监测需求.为了实现VFA的在线监测，研究人员也进行了大量研究.例如，Feitkenhauer等(2002)设计了一个基于滴定计的VFA在线测量系统，其主要特点是设备简单成本低，缺点是检测的只是总挥发酸;Zhang等(2002)研究的红外光谱能针对乙酸、丙酸等进行测量，但其准确性和灵敏度欠佳;Diamantis等(2006)和Boe等(2007)分别设计了带自动取样器的毛细管气相色谱、顶空气相色谱，其与反应器的连接实现了VFA的在线测量，但气相色谱昂贵，难以实现工业化应用;赵全保(2008)设计的在线测定VFA和碱度的自动滴定系统只是实现了滴定过程的自动化，并未将计算模型与计算机集成，所构建的6点滴定法滴定准确，但操作繁琐、计算复杂.可靠又便宜的VFA在线监测设备已经成为制约厌氧消化技术应用与发展的瓶颈，而上述VFA在线监测技术仍然处于实验室阶段，并未应用到实际工业中，因此，有必要进一步研究VFA的在线监测技术.

    Bardenpho具有两次反硝化过程，脱氮效率可以高达90％～95％。

废水的活性污泥法处理工艺是我国应用广泛的一种废水好氧处理技术，经过多年的发展，传统的活性污泥法已发展出许多改进的废水处理工艺，如推流式活性污泥工艺、分段曝气活性污泥工艺等，为了对废水进行脱氮除磷处理，又发展了氧化沟工艺、A/O、A2/O工艺等等。尽管如此，活性污泥法始终具有一些难以克服的缺点，如污染物处理负荷比较低、脱氮除磷的效率不高、动力消耗过大、剩余污泥产量过大等问题。

好氧颗粒污泥SBR工艺是一项高效低耗的废水处理工艺，自上个世纪90年代末被以来，目前正得到越来越多的环境工程学者的关注。由于好氧颗粒污泥具有活性污泥所不具备的一些*优点，如具有很强的抗负荷冲击能力、污泥的沉淀效果好，泥水分离简单，因此该工艺能大大的减少污泥沉降时间，缩小污水处理厂的占地面积，降低工程造价，减少剩余污泥量。更重要的是，好氧颗粒污泥具有比较好的脱氮除磷性能，解决了传统活性污泥工艺的脱氮除磷效率低的问题。可以预测，作为一种新型的废水生物处理工艺，好氧颗粒污泥SBR工艺将在以后污水处理产业中具有广泛的应用前景。

石灰除磷的原理是什么

这些发酵产物或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化成胞内碳能源储存物质PHB，所需的能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，并导致磷酸盐的释放。

在好氧条件下，聚磷菌的活力得到恢复，并以聚磷的形式存储超过生长所需要的磷量，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕集存储，磷酸盐从水中被去除。产生的富磷污泥(新的聚磷菌细胞)，通过剩余污泥的形式得到排放，从而实现将磷从水中除去的目的。从能量角度看，聚磷菌在无氧条件下释放磷获取能量以吸收废水中溶解性有机物，在好氧状态下降解吸收溶解性有机物获取能量以吸收磷。

除磷的关键是厌氧区的设置，可以说厌氧区是聚磷菌的生物选择器。由于聚磷菌能在短暂的厌氧条件下，优先于非聚磷菌吸收低分子基质(发酵产物)并快速同化和储存这些发酵产物，即厌氧区为聚磷菌提供了竞争优势。这样一来，能吸收大量磷的聚磷菌就能在处理系统中得到选择性增殖，并可通过排除高含磷量的剩余污泥达到除磷的目的。这种选择性增殖的另一个好处是抑制了丝状菌的增殖，避免了产生沉淀性能较差的污泥的可能，因此厌氧／好氧生物除磷工艺一般不会出现污泥膨胀现象。

好氧塘的特点及适用条件

优点：

（1）投资省，

（2）管理方便，

（3）水力停留时间较短，降解有机物的速率很快，处理程度高。

缺点：

（1）池容大，占地面积多。

（2）处理水中含有大量的藻类，需要对出水进行除藻处理。

（3）对细菌的去除效果较差。

适用条件：

适用于去除营养物，处理溶解性有机物；由于处理效果较好，多用于串联在其他稳定塘后做进一步处理，处理二级处理后的出水。

好氧塘的一般规定

（1）好氧塘应该建在温度适宜、光照充分、通风条件良好的地方。

（2）既可以单独使用，又可以串联在其他处理系统之后，进行深度处理。

（3）如果好氧塘用于单独处理废水，则在废水进入好氧塘之前必须进行*的预处理。

什么是反硝化过程

    反硝化过程是反硝化菌异化硝酸盐的过程，即由硝化菌产生的硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化菌的作用下，被还原为氮气后从水中溢出的过程。反硝化过程要在缺氧状态下进行，溶解氧的浓度不能超过O．2mg／L，否则反硝化过程就要停止。

    反硝化过程也分为两步进行，步由硝酸盐转化为亚硝酸盐，第二步由亚硝酸盐转化为一氧化氮、氧化二氮和氮气。

反硝化的影响因素有哪些

    (1)温度：反硝化反应的适宜温度范围是35～45℃。

    (2)溶解氧：为了保证反硝化反应的顺利进行，必须保持严格的缺氧状态，保持氧化还原电位为一50～一110mV；为使反硝化反应正常进行，悬浮型活性污泥系统中的溶解氧应保持在0．2mg／L以下；附着型生物处理系统可以容许较高的溶解氧浓度(一般低于1mg／L)。

    (3)pH值：硝化反应的佳pH值范围是6．5~7．5。

    (4)碳源有机物质：反硝化反应需要提供足够的碳源，碳源物质不同，反硝化速率也将有区别。

    (5)碳氮比C／N：理论上将1g硝酸盐氮转化为N2需要碳源物质BOD52．86g。

    (6)有毒物质：镍浓度大于0．5mg/L、亚硝酸盐氮含量超过30mg/L或盐度高于O．63％时都会抑制反硝化作用。

污水活性污泥处理过程中会产生大量的剩余污泥，数量可达到污水处理量的0.3%～0.5%(以含水率97%计)[1].剩余污泥除了具有含水率高、 易腐烂、 恶臭等特征外，还含有大量的病原菌、 寄生虫、 重金属和二 英、 苯并芘等难以降解的有毒、 有害、 致癌物质，极易对土壤、 地下水等造成二次污染.厌氧消化处理是对剩余污泥进行稳定化、 减量化和资源化过程中被广泛采用的处理手段，具有能耗低、 污泥稳定性好、 产生生物能源沼气等优点[3].影响剩余污泥厌氧消化过程的因子包括基础因素(厌氧污泥组成、 浓度、 污泥负荷等)和环境因素(pH、 ORP、 抑制性物质等)两大类，其中厌氧污泥的生物相组成和代谢活性对厌氧消化处理的过程进展发挥着重要的作.在剩余污泥厌氧消化过程中，由于微生物构成、 对基质的适应性和接种量的不同，采用不同的接种厌氧污泥会对剩余污泥产CH4生成势形成不同程度的影响.深入探究剩余污泥厌氧消化过程中产CH4生成势与菌群动态变化的关系，一方面可对厌氧消化过程中剩余污泥的生化降解过程和产CH4潜能进行评价[7]，另一方面也能为剩余污泥厌氧消化工艺的关键操作参数优化提供依据

　　剩余污泥厌氧消化的效率在很大程度上取决于厌氧微生物种群多样性及优势种群的活性[10,11].不同条件下厌氧消化运行的稳定性及效率与系统群落结构的变迁会存在一定的关联.厌氧污泥中主要存在水解发酵菌、 产氢产乙酸菌、 产甲烷菌及盐还原菌.其中产甲烷菌属于典型的古细菌，大致可以分为两类：一类主要利用乙酸产生甲烷，主要有产甲烷八叠球菌(Methanosarcina)和产甲烷髦毛菌(Methanothrix); 另一类利用氢和二氧化碳合成甲烷.由于传统微生物培养、 鉴定的局限性，近年来研究人员尝试应用基于16S rRNA的分子生物学技术(变性梯度凝胶电泳、 克隆文库技术、 荧光原位杂交)对厌氧污泥系统群落结构的变化进行分析.其中末端限制性片段多态性(terminal-restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)根据PCR扩增产物片断的大小不同以及标记片断种类和数量的不同来分析群落的结构及组成. T-RFLP技术对接种污泥和接种后的污泥中微生物菌群变化进行研究后发现接种污泥中占优势的产甲烷菌群是Methanosarcinales、 Methanobacteria和Proteobacteria，而反应器运行稳定后占优势的菌群为Methanosarcina vacuolata和Methanobacterium palustre.T-RFLP技术可以很灵敏地检测微生物种类的微小变化，能够提供微生物种群结构和数量动态变化的信息，已成功应用于厌氧污泥产CH4菌的群落结构、 动态变化的检测等方面[14].