二級生化污水處理設(shè)施
生物法
污水的生物處理法就是利用微生物新陳代謝功能，使污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，使污水得以凈化。屬于生物處理法的工藝，又可以根據(jù)參與作用的微生物種類和供氧情況分為兩大類即好氧生物處理及厭氧生物處理。
好氧生物處理法
在有氧的條件下，借助于好氧微生物（主要是好氧菌）的作用來進行的。依據(jù)好氧微生物在處理系統(tǒng)中所呈的狀態(tài)不同，又可分為活性污泥法和生物膜法兩大類。
（1）活性污泥法 這是當(dāng)前使用廣泛的一種生物處理法。該法是將空氣連續(xù)鼓入曝氣池的污水中，經(jīng)過一段時間，水中即形成繁殖有巨量好氧性微生物的絮凝體——活性污泥，它能夠吸附水中的有機物，生活在活性污泥上的微生物以有機物為食料，獲得能量并不斷生長繁殖。從曝氣池流出并含有大量活性污泥的污水——混合液，進入沉淀池經(jīng)沉淀分離后，澄清的水被排放，沉淀分離出的污泥作為種泥，部分地回流進入曝氣池，剩余的（增殖）部分從沉淀池排放?；钚晕勰喾ㄓ卸喾N池型及運行方式，常用的有普通活性污泥法、*混合式表面曝氣法、吸附再生法等。廢水在曝氣池內(nèi)停留一般為4～6小時，能去除廢水中的有機物（BOD5）90％左右。
（2）生物膜法 使污水連續(xù)流經(jīng)固體填料（碎石、煤渣或塑料填料），在填料上大量繁殖生長微生物形成污泥狀的生物膜。生物膜上的微生物能夠起到與活性污泥同樣的凈化作用，吸附和降解水中的有機污染物，從填料上脫落下來的衰老生物膜隨處理后的污水流入沉淀池，經(jīng)沉淀泥水分離，污水得以凈化而排放。
生物膜法多采用的處理構(gòu)筑物有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池及生物流化床等。除此之外，土地處理系統(tǒng)（污水灌溉）和氧化塘皆屬于生物處理法中的自然生物處理范疇。
厭氧生物處理法
在無氧的條件下，利用厭氧微生物的作用分解污水中的有機物，達到凈化水的目的。它已有百年悠久歷史，但由于它與好氧法相比存在著處理時間長、對低濃度有機污水處理效率低等缺點，使其發(fā)展緩慢，過去厭氧法常用于處理污泥及高濃度有機廢水。近30多年來，出現(xiàn)世界性能源緊張，促使污水處理向節(jié)能和實現(xiàn)能源化方向發(fā)展，從而促進了厭氧生物處理的發(fā)展，一大批新型厭氧生物反應(yīng)器相繼出現(xiàn)，包括厭氧生物濾池、升流式厭氧污泥床、厭氧流化床等。它們的共同特點是反應(yīng)器中生物固體濃度很高，污泥齡很長，因此處理能力大大提高，從而使厭氧生物處理法所具有的能耗小并可回收能源，剩余污泥量少，生成的污泥穩(wěn)定、易處理，對高濃度有機污水處理效率高等優(yōu)點，得到充分地體現(xiàn)。厭氧生物處理法經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為污水處理的主要方法之一。目前，厭氧生物處理法不但可用于處理高濃度和中等濃度的有機污水，還可以用于低濃度有機污水的處理。
污水處理流程
污水中的污染物質(zhì)是多種多樣的，不能預(yù)期只用一種方法就能夠把污水中所有的污染物質(zhì)去除殆盡，一種污水往往需要通過幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能達到處理要求的程度。
按污水的處理程度劃分，污水處理可分為一級、二級和三級（深度）處理。一級處理主要是去除污水中呈懸浮狀的固體污染物質(zhì)，物理處理法中的大部分用作一級處理。經(jīng)一級處理后的污水，BOD只能去除30％左右，仍不宜排放，還必須進行二級處理，因此針對二級處理來說，一級處理又屬于預(yù)處理。二級處理的主要任務(wù)，是大幅度地去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機性污染物質(zhì)（即BOD物質(zhì)），常采用生物法，去除率（BOD）可達90％以上，處理后水中的BOD5含量可降至20～30mg/L，一般污水均能達到排放標(biāo)準(zhǔn)。但經(jīng)二級處理后的污水中仍殘存有微生物不能降解的有機污染物和氮、磷等無機鹽類。深度處理往往是以污水回收、再次復(fù)用為目的而在二級處理工藝后增設(shè)的處理工藝或系統(tǒng)，其目的是進一步去除廢水中的懸浮物質(zhì)、無機鹽類及其他污染物質(zhì)。污水復(fù)用的范圍很廣，從工業(yè)上的復(fù)用到充作飲用水，對復(fù)用水水質(zhì)的要求也不盡相同，一般根據(jù)水的復(fù)用用途而組合三級處理工藝，常用的有生物脫氮法、混凝沉淀法、活性炭過濾、離子交換及反滲透和電滲析等。
污水處理流程的組合，一般應(yīng)遵循先易后難，先簡后繁的規(guī)律，即首先去除大塊垃圾及漂浮物質(zhì)，然后再依次去除懸浮固體、膠體物質(zhì)及溶解性物質(zhì)。亦即，首先使用物理法，然后再使用化學(xué)法和生物法。
對于某種污水，采取由哪幾種處理方法組成的處理系統(tǒng)，要根據(jù)污水的水質(zhì)、水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟性，排放水體的具體規(guī)定，并通過調(diào)查、研究和經(jīng)濟比較后決定，必要時還應(yīng)當(dāng)進行一定的科學(xué)試驗。調(diào)查研究和科學(xué)試驗是確定處理流程的重要途徑。以下介紹一些常用的污水處理工藝流程。
二級生化污水處理設(shè)施厭氧生物降解過程一般分為四個階段：水解、酸化、產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷階段。其中產(chǎn)甲烷階段是整個厭氧過程為重要的階段，也是厭氧降解過程的限速階段。
污水厭氧生物處理技術(shù)一般在中溫條件下進行，pH 維持在大約7.5左右，適宜產(chǎn)甲烷微生物生長。厭氧生物處理工藝的改進基本都圍繞著產(chǎn)甲烷過程，主要關(guān)注如何提高系統(tǒng)內(nèi)傳質(zhì)效率和促進產(chǎn)甲烷微生物生長，從而提高甲烷產(chǎn)率。主要手段包括在系統(tǒng)中優(yōu)化操作參數(shù)，添加載體，改善水力條件，提高污泥停留時間等。
典型工藝類型
厭氧生物反應(yīng)器工藝種類較多，在此列舉目前應(yīng)用較廣的六種典型工藝類型進行介紹并對各自優(yōu)缺點進行比較。
1）*混合式厭氧消化罐（CSTR）
CSTR是早出現(xiàn)也是目前應(yīng)用廣的厭氧生物反應(yīng)器，通常采用攪拌器是系統(tǒng)內(nèi)污泥液*混合，設(shè)備簡單，易操作，成本低?？捎糜诟邼舛扔袡C污水處理、污泥消化處置、餐廚垃圾厭氧處置等領(lǐng)域。
升流式厭氧污泥床（UASB）
UASB反應(yīng)器污泥床區(qū)主要有沉降性能良好的厭氧顆粒污泥組成，濃度可達到50-100g/L或更高。沉淀懸浮區(qū)主要靠反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體的上升攪拌作用形成，污泥濃度較低，一般在5-40g/L范圍內(nèi)。在UASB反應(yīng)器中能得到一種具有良好沉降性能和高產(chǎn)甲烷活性菌的顆粒厭氧污泥，因而相對其他的反應(yīng)器有一定優(yōu)勢：顆粒污泥的相對密度比人工載體小，靠產(chǎn)生的氣體來實現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分接觸，省卻攪拌和回流污泥設(shè)備和能耗；顆粒污泥沉降性能良好，避免附設(shè)沉淀分離裝置和回流污泥設(shè)備：反應(yīng)器內(nèi)不需投加填料和載體，提高容積利用率。
3）厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）
在總結(jié)了第二代厭氧反應(yīng)器工藝性能的基礎(chǔ)上，開發(fā)和研制的一種新型的厭氧生物處理裝置。其特點是：反應(yīng)器內(nèi)置豎向?qū)Я靼?，將反?yīng)器分隔成幾個串聯(lián)的反應(yīng)室，每個反應(yīng)室都是一個相對獨立的上流式污泥床系統(tǒng)，其中的污泥以顆?；问交蛐鯛钚问酱嬖凇Ｒ还啥?，在處理低濃度廢水時，不必將反應(yīng)器分隔成很多隔室，以3～4個隔室為宜；而在處理高濃度廢水時，宜將分隔數(shù)控制在6～8個，以保證反應(yīng)器在高負(fù)荷條件下的復(fù)合流態(tài)特性。
4）厭氧膨脹床（ESGB）
20世紀(jì)90年代初，荷蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué)開始了厭氧膨脹顆粒污泥床(簡稱EGSB)反應(yīng)器的研究。在利用UASB反應(yīng)器處理生活污水時，為了增加污水與污泥的接觸，更有效地利用反應(yīng)器的容積，改變了UASB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和操作參數(shù)，使反應(yīng)器中顆粒污泥床在高的液體表面上升流速下充分膨脹，由此產(chǎn)生了早期的EGSB反應(yīng)器。EGSB反應(yīng)器實際上是改進的UASB反應(yīng)器，區(qū)別在于前者具有更高的液體上升流速，使整個顆粒污泥床處于膨脹狀態(tài)，需要反應(yīng)器具有較大的高徑比。三相分離器是EGSB反應(yīng)器關(guān)鍵的構(gòu)造，能將出水、沼氣和污泥三相有效分離，使污泥在反應(yīng)器內(nèi)有效持留；出水循環(huán)部分是為了提高反應(yīng)器內(nèi)的液體表面上升流速，使顆粒污泥與污水充分接觸，避免反應(yīng)器內(nèi)死角和短流的產(chǎn)生。
5）內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IC）
內(nèi)循環(huán)（IC）厭氧反應(yīng)器也是在UASB反應(yīng)器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的反應(yīng)器。其依靠沼氣在升流管和回流管間產(chǎn)生的密度差在反應(yīng)器內(nèi)部形成流體循環(huán)。IC反應(yīng)器實際上由兩級UASB構(gòu)成，底部UASB負(fù)荷高，頂部負(fù)荷低。因為在一級分離時收集了大量沼氣，其對廢水的擾動減少，使得在二級三相分離中得到更好的氣、水、泥分離效果。
