二級(jí)生化污水處理裝置
活性污泥法是利用好氧微生物與污水混合并曝氣，利用微生物將污水中的有機(jī)污染物分解，利用生物絮凝體膠團(tuán)對(duì)無(wú)機(jī)、有機(jī)污染物進(jìn)行吸附，從而將污染物從被處理水體中分離，達(dá)到進(jìn)行污水凈化處理的目的。傳統(tǒng)活性污泥法凈化水體，主要建立沉淀池、曝氣池、濃縮池等構(gòu)筑物組成污水處理工藝流程，生活污水進(jìn)入處理廠區(qū)后經(jīng)過(guò)格柵截留大部分漂浮物和懸浮物；在沉淀池中分離可沉淀的無(wú)機(jī)物和部分有機(jī)物；污水進(jìn)入活性污泥池后經(jīng)過(guò)曝氣裝置與污泥充分混合，利用微生物分解有機(jī)物、利用膠團(tuán)吸附懸浮物和有機(jī)物，從而形成新的活性污泥；處理后的混合液經(jīng)過(guò)二次沉淀池進(jìn)行固液分離，凈化后的水體經(jīng)過(guò)消毒基本達(dá)到排放水體的保證，可以進(jìn)行外排。
活性污泥法在高原生活污水處理中的應(yīng)用
活性污泥法是目前大多數(shù)城市進(jìn)行污水處理的重要工藝，但由于高原地區(qū)的低氧和低溫環(huán)境，活性污泥法在高原地區(qū)適應(yīng)情況不佳，存在能耗高、污泥產(chǎn)量多、冬季抗沖擊能力弱的現(xiàn)象，且在低溫環(huán)境下運(yùn)行容易出現(xiàn)凈化后水體質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，這種水體進(jìn)行外排同樣會(huì)對(duì)高原地區(qū)地表和地下水系造成污染和破壞，且增加了高原生活污水處理的成本，對(duì)可持續(xù)發(fā)展無(wú)益?；钚晕勰喾m然單獨(dú)使用的效果有所欠缺，但其不失為一種良好的污水處理技術(shù)，可以通過(guò)與其他對(duì)溫度、氧氣量依賴(lài)性不強(qiáng)的水處理技術(shù)進(jìn)度搭配，提高高原地區(qū)生活污水處理工藝的效果和抗沖擊能力。
低溶解氧（DO）活性污泥技術(shù)
降低污泥量
活性污泥的低氧工藝是一種較為新型的水處理技術(shù)，尚未能夠得到嚴(yán)格的定義，低氧工藝將好氧、厭氧、兼氧環(huán)境合為一體，利用低溶解氧環(huán)境下活性污泥出現(xiàn)絲狀菌導(dǎo)致污泥膨脹的特性，建立絲狀菌的生物濾網(wǎng)，利用濾網(wǎng)的過(guò)濾作用和生物降解作用去除水中細(xì)小的懸浮物和有機(jī)物，有效改善處理后水體的質(zhì)量，且絲狀菌不會(huì)持續(xù)增殖，降低了爆發(fā)惡性污泥膨脹的幾率，對(duì)維持活性污泥污水處理系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大作用。
去除有機(jī)物量
在低氧環(huán)境下，當(dāng)溶解氧濃度在1mg/L時(shí)，污泥產(chǎn)量有大幅度降低，因?yàn)樵诓煌芙庋鯘舛葪l件下，微生物對(duì)有機(jī)物降解的特性有較大差異，例如溶解氧濃度大于2mg/L時(shí)，微生物以溶解氧作為電子受體，被處理水體中大部分有機(jī)物被氧化為無(wú)機(jī)物，微生物從中獲取能量用于增殖；厭氧條件下，作為電子受體的不再是微生物自身，而是以碳氮硫等有機(jī)物為電子受體，進(jìn)行不*的氧化反應(yīng)；當(dāng)溶解氧濃度在1mg/L時(shí)，囊括了好氧、厭氧兩種氧化反應(yīng)，兩種反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，不僅污泥產(chǎn)量有所降低，有機(jī)物去除效果也穩(wěn)定在94%左右。
脫氮除磷
活性污泥法過(guò)程中溶解氧濃度低會(huì)影響硝化反應(yīng)的進(jìn)行，但會(huì)促進(jìn)硝化反應(yīng)與反硝化反應(yīng)同步的狀態(tài)生成，節(jié)省了對(duì)氧氣量的消耗，又不會(huì)影響處理工藝中脫氮的效果。在常規(guī)活性污泥法中硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)是兩個(gè)不同的步驟，但當(dāng)溶解氧濃度在1mg/L時(shí)，硝化反應(yīng)與反硝化反應(yīng)可以在同一個(gè)反應(yīng)空間內(nèi)同時(shí)存在，因?yàn)槿芙庋鯘舛葟奈⑸锱c污水混合絮狀物中心到邊緣逐漸升高，氨氮由絮狀物外向內(nèi)的過(guò)程是硝化反應(yīng)到反硝化反應(yīng)的過(guò)程，且這個(gè)過(guò)程較短，形成硝化反應(yīng)與反硝化反應(yīng)同步的狀態(tài)，溶解氧濃度上升或下降都會(huì)打破這個(gè)平衡。除磷的原理與脫氮原理相似，在絮狀物邊緣進(jìn)行吸磷，在絮狀物中心進(jìn)行釋磷。
與生物轉(zhuǎn)盤(pán)相結(jié)合
菌種與生物膜
高原地區(qū)冬季低溫環(huán)境下，活性污泥活性弱，對(duì)水處理的效果波動(dòng)性大，因此單獨(dú)設(shè)置活性污泥法不能良好的dui沖擊進(jìn)行抵御，采用生物轉(zhuǎn)盤(pán)與活性污泥進(jìn)行搭配的工藝可以提高水處理技術(shù)的適應(yīng)性和抗沖擊能力，因?yàn)樯镛D(zhuǎn)盤(pán)中菌種bacillus（芽孢桿菌）能夠適應(yīng)低溫環(huán)境，在高原地區(qū)低溫環(huán)境中具有優(yōu)勢(shì)。生物轉(zhuǎn)盤(pán)的孔隙率在97%以上，比表面積較大，但因采用密度較小的材料制成且不吸水，因此生物轉(zhuǎn)盤(pán)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電能的消耗較??；生物轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)bacillus菌種和其他微生物共同生長(zhǎng)發(fā)育在表面形成一層膜狀生物污泥，也就是被稱(chēng)為生物膜的物質(zhì)。
生物轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速
在生物轉(zhuǎn)盤(pán)與活性污泥相結(jié)合的水處理工藝中，生物轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速對(duì)于處理后水體質(zhì)量有較大影響，轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了生物轉(zhuǎn)盤(pán)中微生物污水的接觸時(shí)間和溶解氧量，當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)慢時(shí)，生物轉(zhuǎn)盤(pán)的厭氧環(huán)境大于有氧環(huán)境，不利于有機(jī)物的去除；當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)快時(shí)又容易引起生物膜的脫落，消耗大量能量。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可知，當(dāng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速在每分鐘4～8r之間時(shí)，能夠滿(mǎn)足對(duì)氨氮的去除，又不過(guò)早脫落生物膜；當(dāng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速超過(guò)每分鐘6r時(shí)會(huì)使總氮的去除效率下降；而對(duì)于磷的去除效率則是在轉(zhuǎn)速為每分鐘3～4r時(shí)zui高，因此生物轉(zhuǎn)盤(pán)應(yīng)當(dāng)設(shè)置為每分鐘4r。
結(jié)束語(yǔ)：囿于高原地區(qū)的低氧、低壓、低溫環(huán)境，活性污泥法在高原生活污水處理中作用受限，因此不能直接使用，且能耗量上升，需要前置處理技術(shù)，與多種處理技術(shù)進(jìn)行配合，提高污泥活性、提高能源利用率，為我國(guó)高原地區(qū)水資源保護(hù)和污染水體治理提供技術(shù)支持。
二級(jí)生化污水處理裝置厭氧生物處理的主要特征
1、主要優(yōu)點(diǎn)
與廢水的好氧生物處理工藝相比，廢水的厭氧生物處理工藝具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
①能耗大大降低，而且還可以回收生物能（沼氣）；因?yàn)閰捬跎锾幚砉に嚐o(wú)需為微生物提供氧氣，所以不需要鼓風(fēng)曝氣，減少了能耗，而且厭氧生物處理工藝在大量降低廢水中的有機(jī)物的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生大量的沼氣，其中主要的有效成分是甲烷，是一種可以燃燒的氣體，具有很高的利用價(jià)值，可以直接用于鍋爐燃燒或發(fā)電；
②污泥產(chǎn)量很低；這是由于在厭氧生物處理過(guò)程中廢水中的大部分有機(jī)污染物都被用來(lái)產(chǎn)生沼氣——甲烷和二氧化碳了，用于細(xì)胞合成的有機(jī)物相對(duì)來(lái)說(shuō)要少得多；同時(shí)，厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6kgVSS/kgCOD。
③厭氧微生物有可能對(duì)好氧微生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解；因此，對(duì)于某些含有難降解有機(jī)物的廢水，利用厭氧工藝進(jìn)行處理可以獲得更好的處理效果，或者可以利用厭氧工藝作為預(yù)處理工藝，可以提高廢水的可生化性，提高后續(xù)好氧處理工藝的處理效果。
2、主要缺點(diǎn)
與廢水的好氧生物處理工藝相比，廢水厭氧生物處理工藝也存在著以下的明顯缺點(diǎn)：
①厭氧生物處理過(guò)程中所涉及到的生化反應(yīng)過(guò)程較為復(fù)雜，因?yàn)閰捬跸^(guò)程是由多種不同性質(zhì)、不同功能的厭氧微生物協(xié)同工作的一個(gè)連續(xù)的生化過(guò)程，不同種屬間細(xì)菌的相互配合或平衡較難控制，因此在運(yùn)行厭氧反應(yīng)器的過(guò)程中需要很高的技術(shù)要求；
②厭氧微生物特別是其中的產(chǎn)甲烷細(xì)菌對(duì)溫度、pH等環(huán)境因素非常敏感，也使得厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行和應(yīng)用受到很多限制和困難；
③雖然厭氧生物處理工藝在處理高濃度的工業(yè)廢水時(shí)常?？梢赃_(dá)到很高的處理效率，但其出水水質(zhì)仍通常較差，一般需要利用好氧工藝進(jìn)行進(jìn)一步的處理；
④厭氧生物處理的氣味較大；
⑤對(duì)氨氮的去除效果不好，一般認(rèn)為在厭氧條件下氨氮不會(huì)降低，而且還可能由于原廢水中含有的有機(jī)氮在厭氧條件下的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致氨氮濃度的上升。
厭氧消化池
A、消化池的類(lèi)型與構(gòu)造
氧消化池主要應(yīng)用于處理城市污水廠的污泥，也可應(yīng)用于處理固體含量很高的有機(jī)廢水；它的主要作用是：①將污泥中的一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣；②將污泥中的一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)定性良好的腐殖質(zhì)；③提高污泥的脫水性能；④使得污泥的體積減少1/2以上；⑤使污泥中的致病微生物得到一定程度的滅活，有利于污泥的進(jìn)一步處理和利用。
1、消化池的分類(lèi)：
消化池可以按其形狀分為：圓柱形、橢圓形（卵形）和龜甲形等幾種形式；也可以按其池頂結(jié)構(gòu)形式的不同將其分為：固定蓋式和浮動(dòng)蓋式的消化池；或者還可以按其運(yùn)行方式的不同分為：傳統(tǒng)消化池和高速消化池。
1)傳統(tǒng)消化池：
傳統(tǒng)消化池又稱(chēng)為低速消化池，在池內(nèi)沒(méi)有設(shè)置加熱和攪拌裝置，所以有分層現(xiàn)象，一般分為浮渣層、上清液層、活性層、熟污泥層等，其中只有在活性層中才有有效的厭氧反應(yīng)過(guò)程在進(jìn)行，因此在傳統(tǒng)消化池中只有部分容積有效；傳統(tǒng)消化池的zui大特點(diǎn)就是消化反應(yīng)速率很低，HRT很長(zhǎng)，一般為30~90天。
2)高速消化池
與傳統(tǒng)消化池不同的是，在高速消化池中設(shè)有加熱和/或攪拌裝置，因此縮短了有機(jī)物穩(wěn)定所需的時(shí)間，也提高了沼氣產(chǎn)量，在中溫（30~35?C）條件下，其HRT可以為15天左右，運(yùn)行效果穩(wěn)定；但攪拌使高速消化池內(nèi)的污泥得不到濃縮，上清液與熟污泥不易分離。
傳統(tǒng)的生物脫氮是根據(jù)脫氮過(guò)程的兩階段理論，將好氧硝化與缺氧反硝化分置于2個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。 而SND則是在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)直接實(shí)現(xiàn)氨氮到氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化，將脫氮過(guò)程的2個(gè)反應(yīng)階段由宏觀空間（時(shí)間）上的好氧池與缺氧池，轉(zhuǎn)化為微觀空間上的微生物絮體表層與內(nèi)部，并通過(guò)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整使污泥表層與內(nèi)部分別實(shí)現(xiàn)硝化與反硝化的反應(yīng)條件，從而達(dá)到脫氮的目的。 由于受到傳質(zhì)阻力的影響，微生物絮體由外至內(nèi)存在溶解氧和COD的質(zhì)量濃度變化梯度，依次形成了擴(kuò)散區(qū)、好氧區(qū)和缺氧區(qū)。微生物絮體表層由于溶解氧質(zhì)量濃度較高，以硝化細(xì)菌為主，主要發(fā)生有機(jī)物和氨氮的氧化過(guò)程；微生物絮體內(nèi)部由于氧氣的大量消耗以及傳質(zhì)阻力的影響，形成缺氧區(qū)，反硝化細(xì)菌利用傳遞來(lái)的有機(jī)物反硝化脫氮。懸浮填料屬于分散式填料的一種，一般用聚乙烯、聚丙烯或聚氨酯等特制塑料或樹(shù)脂制成[，形狀規(guī)則，多為立方體或顆粒狀。 懸浮填料內(nèi)部孔隙率較大，比表面積大，極大地增加了微生物的附著面積，有利于生物膜的形成，使系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力顯著提高。
