二级生化污水处理设施

生物法
污水的生物处理法就是利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。属于生物处理法的工艺，又可以根据参与作用的微生物种类和供氧情况分为两大类即好氧生物处理及厌氧生物处理。
好氧生物处理法
在有氧的条件下，借助于好氧微生物（主要是好氧菌）的作用来进行的。依据好氧微生物在处理系统中所呈的状态不同，又可分为活性污泥法和生物膜法两大类。
（1）活性污泥法 这是当前使用广泛的一种生物处理法。该法是将空气连续鼓入曝气池的污水中，经过一段时间，水中即形成繁殖有巨量好氧性微生物的絮凝体——活性污泥，它能够吸附水中的有机物，生活在活性污泥上的微生物以有机物为食料，获得能量并不断生长繁殖。从曝气池流出并含有大量活性污泥的污水——混合液，进入沉淀池经沉淀分离后，澄清的水被排放，沉淀分离出的污泥作为种泥，部分地回流进入曝气池，剩余的（增殖）部分从沉淀池排放。活性污泥法有多种池型及运行方式，常用的有普通活性污泥法、*混合式表面曝气法、吸附再生法等。废水在曝气池内停留一般为4～6小时，能去除废水中的有机物（BOD5）90％左右。

（2）生物膜法 使污水连续流经固体填料（碎石、煤渣或塑料填料），在填料上大量繁殖生长微生物形成污泥状的生物膜。生物膜上的微生物能够起到与活性污泥同样的净化作用，吸附和降解水中的有机污染物，从填料上脱落下来的衰老生物膜随处理后的污水流入沉淀池，经沉淀泥水分离，污水得以净化而排放。
生物膜法多采用的处理构筑物有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池及生物流化床等。除此之外，土地处理系统（污水灌溉）和氧化塘皆属于生物处理法中的自然生物处理范畴。
厌氧生物处理法
在无氧的条件下，利用厌氧微生物的作用分解污水中的有机物，达到净化水的目的。它已有百年悠久历史，但由于它与好氧法相比存在着处理时间长、对低浓度有机污水处理效率低等缺点，使其发展缓慢，过去厌氧法常用于处理污泥及高浓度有机废水。近30多年来，出现世界性能源紧张，促使污水处理向节能和实现能源化方向发展，从而促进了厌氧生物处理的发展，一大批新型厌氧生物反应器相继出现，包括厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床、厌氧流化床等。它们的共同特点是反应器中生物固体浓度很高，污泥龄很长，因此处理能力大大提高，从而使厌氧生物处理法所具有的能耗小并可回收能源，剩余污泥量少，生成的污泥稳定、易处理，对高浓度有机污水处理效率高等优点，得到充分地体现。厌氧生物处理法经过多年的发展，现已成为污水处理的主要方法之一。目前，厌氧生物处理法不但可用于处理高浓度和中等浓度的有机污水，还可以用于低浓度有机污水的处理。
污水处理流程
污水中的污染物质是多种多样的，不能预期只用一种方法就能够把污水中所有的污染物质去除殆尽，一种污水往往需要通过几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。
按污水的处理程度划分，污水处理可分为一级、二级和三级（深度）处理。一级处理主要是去除污水中呈悬浮状的固体污染物质，物理处理法中的大部分用作一级处理。经一级处理后的污水，BOD只能去除30％左右，仍不宜排放，还必须进行二级处理，因此针对二级处理来说，一级处理又属于预处理。二级处理的主要任务，是大幅度地去除污水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物质（即BOD物质），常采用生物法，去除率（BOD）可达90％以上，处理后水中的BOD5含量可降至20～30mg/L，一般污水均能达到排放标准。但经二级处理后的污水中仍残存有微生物不能降解的有机污染物和氮、磷等无机盐类。深度处理往往是以污水回收、再次复用为目的而在二级处理工艺后增设的处理工艺或系统，其目的是进一步去除废水中的悬浮物质、无机盐类及其他污染物质。污水复用的范围很广，从工业上的复用到充作饮用水，对复用水水质的要求也不尽相同，一般根据水的复用用途而组合三级处理工艺，常用的有生物脱氮法、混凝沉淀法、活性炭过滤、离子交换及反渗透和电渗析等。

污水处理流程的组合，一般应遵循先易后难，先简后繁的规律，即首先去除大块垃圾及漂浮物质，然后再依次去除悬浮固体、胶体物质及溶解性物质。亦即，首先使用物理法，然后再使用化学法和生物法。
对于某种污水，采取由哪几种处理方法组成的处理系统，要根据污水的水质、水量，回收其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体规定，并通过调查、研究和经济比较后决定，必要时还应当进行一定的科学试验。调查研究和科学试验是确定处理流程的重要途径。以下介绍一些常用的污水处理工艺流程。

二级生化污水处理设施厌氧生物降解过程一般分为四个阶段：水解、酸化、产乙酸和产甲烷阶段。其中产甲烷阶段是整个厌氧过程为重要的阶段，也是厌氧降解过程的限速阶段。
污水厌氧生物处理技术一般在中温条件下进行，pH 维持在大约7.5左右，适宜产甲烷微生物生长。厌氧生物处理工艺的改进基本都围绕着产甲烷过程，主要关注如何提高系统内传质效率和促进产甲烷微生物生长，从而提高甲烷产率。主要手段包括在系统中优化操作参数，添加载体，改善水力条件，提高污泥停留时间等。
典型工艺类型
厌氧生物反应器工艺种类较多，在此列举目前应用较广的六种典型工艺类型进行介绍并对各自优缺点进行比较。
1）*混合式厌氧消化罐（CSTR）
CSTR是早出现也是目前应用广的厌氧生物反应器，通常采用搅拌器是系统内污泥液*混合，设备简单，易操作，成本低。可用于高浓度有机污水处理、污泥消化处置、餐厨垃圾厌氧处置等领域。

升流式厌氧污泥床（UASB）
UASB反应器污泥床区主要有沉降性能良好的厌氧颗粒污泥组成，浓度可达到50-100g/L或更高。沉淀悬浮区主要靠反应过程中产生的气体的上升搅拌作用形成，污泥浓度较低，一般在5-40g/L范围内。在UASB反应器中能得到一种具有良好沉降性能和高产甲烷活性菌的颗粒厌氧污泥，因而相对其他的反应器有一定优势：颗粒污泥的相对密度比人工载体小，靠产生的气体来实现污泥与基质的充分接触，省却搅拌和回流污泥设备和能耗；颗粒污泥沉降性能良好，避免附设沉淀分离装置和回流污泥设备：反应器内不需投加填料和载体，提高容积利用率。
3）厌氧折流板反应器（ABR）
在总结了第二代厌氧反应器工艺性能的基础上，开发和研制的一种新型的厌氧生物处理装置。其特点是：反应器内置竖向导流板，将反应器分隔成几个串联的反应室，每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床系统，其中的污泥以颗粒化形式或絮状形式存在。一股而言，在处理低浓度废水时，不必将反应器分隔成很多隔室，以3～4个隔室为宜；而在处理高浓度废水时，宜将分隔数控制在6～8个，以保证反应器在高负荷条件下的复合流态特性。
4）厌氧膨胀床（ESGB）
20世纪90年代初，荷兰Wageningen农业大学开始了厌氧膨胀颗粒污泥床(简称EGSB)反应器的研究。在利用UASB反应器处理生活污水时，为了增加污水与污泥的接触，更有效地利用反应器的容积，改变了UASB反应器的结构设计和操作参数，使反应器中颗粒污泥床在高的液体表面上升流速下充分膨胀，由此产生了早期的EGSB反应器。EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器，区别在于前者具有更高的液体上升流速，使整个颗粒污泥床处于膨胀状态，需要反应器具有较大的高径比。三相分离器是EGSB反应器关键的构造，能将出水、沼气和污泥三相有效分离，使污泥在反应器内有效持留；出水循环部分是为了提高反应器内的液体表面上升流速，使颗粒污泥与污水充分接触，避免反应器内死角和短流的产生。
5）内循环厌氧反应器（IC）
内循环（IC）厌氧反应器也是在UASB反应器基础上发展起来的反应器。其依靠沼气在升流管和回流管间产生的密度差在反应器内部形成流体循环。IC反应器实际上由两级UASB构成，底部UASB负荷高，顶部负荷低。因为在一级分离时收集了大量沼气，其对废水的扰动减少，使得在二级三相分离中得到更好的气、水、泥分离效果。