乌兰察布一体化污水处理设备

乌兰察布一体化污水处理设备

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 主流厌氧氨氧化工艺应用的进展
主流工艺的上述特点引起了一系列具体的技术问题，这些具体技术问题包括如何有效地控制AOB与厌氧氨氧化菌的生长与截留、OHO(普通异养菌)的控制、NOB的抑制、出水氨氮、泥龄等。
AOB与Anammox菌的生长与截留
AOB的生长与截留主要有两种方法，一种是利用侧流高氨氮、高温利于AOB生长的条件，从侧流向主流工艺中补充微生物。另外一种方法是通过生物膜的方式或通过颗粒污泥的形式，这种方式主要是依靠Anammox菌附着于填料的最内层，AOB附着在填料的外层。
Anammox菌的生长速率在低温情况下非常慢，其世代时间需要1～2周，而硝化菌需要1 d。强化Anammox菌在主流工艺中的数量一种方法便是通过侧流的生物强化补充。一个创新的技术是采用水力旋流器分离Anammox菌与AOB，这种技术的基本原理是利用Anammox菌密度较其他絮体微生物高的特点而开发的。图1是DEMON工艺通过水力旋流器截留AOB与Anammox菌的示意图，侧流中的Anammox菌经过旋流器后补充主流工艺，富含AOB的溢流也排入主流，主流工艺中的污泥在经过旋流器后Anammox菌回到主流，溢流中的絮体微生物进入污泥处理单元。

采用DEMON®工艺的污水处理厂均采用旋流器分离Anammox菌，该技术已经在奥地利Strass污水处理厂、瑞士Glanerland污水处理厂、美国Alexandria的污水处理厂等得到了应用。
奥地利Strass污水处理厂的运行经验表明侧流向主流补充Anammox菌和AOB后，并没有降低这些微生物在侧流工艺中的活性，主流工艺中Anammox菌的丰度以及颗粒的尺寸都明显提高。进一步的迹象还表明通过旋流器的循环运行有助于防止微生物附着于Anammox菌的表面，有助于减少基质扩散阻力，维持微生物较高的活性。另外，从侧流补充主流还可以克服Anammox菌对亚硝酸盐氮亲和力比NOB低的问题，使Anammox菌相对容易获得亚硝酸盐氮。
NOB的抑制
在传统污水处理硝化系统中的NOB通常是Nitrobacter和Nitrospira，在应用现代生物分析工具之前，Nitrobacter通常被认为是优势菌种，因此很多设计和优化污水处理厂的关键参数是基于对纯培养基的Nitrobacter而获得数据，而人们对Nitrospira的特性知之甚少。
通过对Nitrospira纯培养基的研究，Blackburn报道了两种微生物的不同之处，Nitrospira在低浓度时对亚硝酸盐氮有更高的亲和力，它的亚硝酸盐氮半饱和系数更低，游离氨对其的抑制浓度更低(0.04～0.08 mg/L)。其他的一些研究也显示Nitrobacter对基质的亲和力低、在基质浓度高的环境中易于存在;而Nitrospira对基质的亲和力高、在基质浓度低的环境中易于存在。这些研究结果显示，在低氨氮、低亚硝酸盐氮浓度的情况下，Nitrospira更易于控制亚硝酸盐氮的氧化。在主流工艺中，由于Nitrospira较低的半饱和系数，低浓度的环境为其提供了生长的优势，而又能避免游离氨和游离亚硝酸的抑制。美国DC Water(哥伦比亚特区供水与污水管理局)、美国HRSD(汉普顿路卫生管理局)及Strass污水处理厂的数据都倾向于支持这种理论。HRSD的中试结果还显示Nitrospira可能是NOB的优势菌种，这样在主流工艺中抑制其生长就更为困难。在这样的背景情况下，出现了以下几种基于上述理论的抑制NOB策略。
(1)控制出水氨氮。
Chandran的研究结果显示，NOB比AOB对氮基质亲和力更强。AOB与NOB在不同氮浓度时的生长速率，从图中可以看出，在基质浓度较低时，NOB的生长速率要高于AOB的生长速率，因此通过维持出水氨氮在2 mg/L以上有助于使AOB的生长速率超过NOB。
上述结论在奥地利Strass污水处理厂得到了验证，当时在冬季由于进水负荷的升高，出水氨氮有所升高，而此时NOB得到有效的抑制。
(2)SRT控制。
当温度高于17 ℃时，通过严格控制泥龄可以淘汰NOB，但是温度低于17 ℃时，NOB的生长速率开始超过AOB的生长速率，单纯采用SRT的控制方式难以起到效果。此时，严格控制泥龄这种方式与DO控制、瞬时缺氧联合控制时仍然会起到一定的效果。

污水处理一般来说包含以下三级处理：一级处理是它通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。二级处理是生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理是污水的深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同，有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。 
机械处理工段 
机械(一级)处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的，处理的原理在于通过物理法实现固液分离，将污染物从污水中分离，这是普遍采用的污水处理方式。机械(一级)处理是所有污水处理工艺流程*工程(尽管有时有些工艺流程省去初沉池)，城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25％和50％。在生物除磷脱氮型污水处理厂，一般不推荐曝气沉砂池，以避免快速降解有机物的去除；在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下，初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特注的后续工艺加以仔细分析和考虑，以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。 

污水生化处理
污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2／Ｏ法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥)；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。
在污水生化处理过程中，影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类。
基质类包括营养物质，如以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质、以及铁、锌、锰等微量元素；另外，还包括一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。 
厌氧氨氧化是指在厌氧或者缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以NO2--N为电子受体，氧化NH3-N为氮气的生物过程。
很多污水处理工艺的进步是在实践中观察到某些现象进而引发后续工艺的研发，如生物除磷工艺。但也有一些技术是在已有理论的基础上而获得突破，厌氧氨氧化工艺在某种程度上正是如此。
实现厌氧氨氧化脱氮需要完成两个过程，*个过程是部分亚硝化，在这个过程中只有大约55%的氨氮需要转化为亚硝酸盐氮;第二个过程是厌氧氨氧化反应过程，氨氮在厌氧条件下，被厌氧氨氧化菌氧化，其中*过程中产生的亚硝酸盐氮作为电子受体。整个过程中，大约89%的无机氮都将被转化产生氮气，另外11%的无机氮被转化为硝酸盐氮，与传统硝化反硝化工艺相比，厌氧氨氧化工艺有着巨大的技术优势，其曝气能耗只有传统工艺的55%～60%;该工艺几乎无需碳源，即使为了去除硝酸盐产物需要在厌氧氨氧化过程中投加碳源，其投加量也比传统工艺中碳源投加量低90%;厌氧氨氧化工艺可以减少45%碱度消耗量。同时，厌氧氨氧化工艺的污泥产量也远低于传统脱氮工艺，这将显著降低剩余污泥的处理和处置成本。