200m3/d地埋式生活污水處理設(shè)備

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 厭氧氨氧化原理
厭氧氨氧化是指在厭氧或者缺氧條件下，厭氧氨氧化菌以NO2--N為電子受體，氧化NH3-N為氮氣的生物過程。
很多污水處理工藝的進(jìn)步是在實踐中觀察到某些現(xiàn)象進(jìn)而引發(fā)后續(xù)工藝的研發(fā)，如生物除磷工藝。但也有一些技術(shù)是在已有理論的基礎(chǔ)上而獲得突破，厭氧氨氧化工藝在某種程度上正是如此。
實現(xiàn)厭氧氨氧化脫氮需要完成兩個過程，*個過程是部分亞硝化，在這個過程中只有大約55%的氨氮需要轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮;第二個過程是厭氧氨氧化反應(yīng)過程，氨氮在厭氧條件下，被厭氧氨氧化菌氧化，其中*過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽氮作為電子受體。整個過程中，大約89%的無機氮都將被轉(zhuǎn)化產(chǎn)生氮氣，另外11%的無機氮被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，與傳統(tǒng)硝化反硝化工藝相比，厭氧氨氧化工藝有著巨大的技術(shù)優(yōu)勢，其曝氣能耗只有傳統(tǒng)工藝的55%～60%;該工藝幾乎無需碳源，即使為了去除硝酸鹽產(chǎn)物需要在厭氧氨氧化過程中投加碳源，其投加量也比傳統(tǒng)工藝中碳源投加量低90%;厭氧氨氧化工藝可以減少45%堿度消耗量。同時，厭氧氨氧化工藝的污泥產(chǎn)量也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)脫氮工藝，這將顯著降低剩余污泥的處理和處置成本。

2002年，世界上*座厭氧氨氧化工程在荷蘭鹿特丹Dokhaven污水處理廠建成。經(jīng)過十余年的發(fā)展，截止到2014年全世界已有114座厭氧氨氧化工程(包括10座在建的工程和8座正在設(shè)計的工程)，其中75%應(yīng)用于城市污水處理廠。圍繞著該工藝的基本原理，各種厭氧氨氧化工藝得到了蓬勃發(fā)展，如DEMON、ANITA Mox、ANAMMOX、DeAmmon、TERRANA、ELAN、Cleargreen等。
主流厭氧氨氧化的挑戰(zhàn)
在側(cè)流厭氧氨氧化技術(shù)不斷成熟的同時，很多研究者逐漸轉(zhuǎn)向了主流工藝的應(yīng)用，因為從目前的認(rèn)知來看，厭氧氨氧化菌大量存在于自然界，因此并沒有限制它在普通污水處理廠的主流工藝中用來脫氮。但與側(cè)流應(yīng)用不同，主流厭氧氨氧化實現(xiàn)的前提條件明顯不同，主要體現(xiàn)在以下兩個方面。
(1)較低的進(jìn)水氮濃度。
城市污水處理廠的進(jìn)水總氮通常在20~75 mg/L，而其側(cè)流的濃度一般在800~3 000 mg/L。由于進(jìn)水氮濃度較低會面臨以下的巨大挑戰(zhàn)：①側(cè)流中抑制NOB(亞硝酸鹽氧化菌)的游離氨條件不再存在;②在較低的出水氨氮濃度時(<2 mg/L)，由于生長速率的差異，AOB(氨氧化菌)將難以競爭過NOB。因此，在厭氧氨氧化系統(tǒng)中，如果沒有后續(xù)的進(jìn)一步處理，出水氨氮難以獲得很低的濃度。
(2)較低的進(jìn)水溫度。
很多污水處理廠主流工藝的水溫在冬天時為10～16℃，夏季時溫度升至24～30 ℃，而側(cè)流工藝中溫度相對較高，一般都在32～38 ℃。溫度對主流厭氧氨氧化的挑戰(zhàn)不僅是厭氧氨氧化菌在低溫情況下增長速率較慢，AOB的增長速率也較低。

循環(huán)式活性污泥法該工藝的核心為間歇式反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中按曝氣與不曝氣交替運行，將生物反應(yīng)過程與泥水分離過程集中在一個池子中完成，屬于SBR工藝的一種變型。
該工藝投資和運行費用低、處理性能高，尤其是優(yōu)異的脫氮除磷效果，已廣泛應(yīng)用于城市污水和各種工業(yè)廢水的處理中。
1 工作原理
CAST反應(yīng)池分為生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，如圖1所示，運行時按進(jìn)水-曝氣、沉淀、撇水、出水-閑置完成一個周期，CAST的成功運行可將廢水中的含碳有機物和包括氮、磷的污染物去除，出水總氮濃度小于5mg/L。
1-生物選擇器；2-預(yù)反應(yīng)區(qū)；3-主反應(yīng)區(qū)

1)生物選擇器設(shè)在池子首部，不設(shè)機械攪拌裝置，反應(yīng)條件在缺氧和厭氧之間變化。生物選擇區(qū)有三個功能：a．絮體結(jié)構(gòu)內(nèi)底物的物理團(tuán)聚與動力學(xué)和代謝選擇同步進(jìn)行；b．選擇器被隔開，保證初始高絮體負(fù)荷，以及酶快速去除溶解底物；c.通過選擇器的設(shè)計，還可以創(chuàng)造一個有利于磷釋放的環(huán)境，這樣促進(jìn)聚磷菌的生長。生物選擇區(qū)的設(shè)置嚴(yán)格遵循活性污泥種群組成動力學(xué)的有關(guān)規(guī)律，創(chuàng)造合適的微生物生長條件，從而選擇出絮凝性細(xì)菌。活性污泥的絮體負(fù)荷S0/X0(即底物濃度和活性微生物濃度的比值)對系統(tǒng)中活性污泥的種群組成有較大的影響，較高的污泥絮體負(fù)荷有助于絮凝性細(xì)菌的生長和繁殖。CAST工藝中活性污泥不斷地在生物選擇器中經(jīng)歷高絮體負(fù)荷階段，這樣有利于絮凝性細(xì)菌的生長，提高污泥活性，并通過酶反應(yīng)快速去除廢水中的溶解性易降解底物，從而抑制了絲狀細(xì)菌的生長和繁殖，避免了污泥膨脹的發(fā)生。同時當(dāng)生物選擇器處于缺氧環(huán)境時，回流污泥存在的少量硝酸鹽氮(約為N3-N=20mg/L)可得到反硝化，反硝化量可達(dá)整個系統(tǒng)硝化量的20%。當(dāng)選擇器處于厭氧環(huán)境時，磷得以有效地釋放，為生物除磷做準(zhǔn)備。
2)預(yù)反應(yīng)區(qū)為水力緩沖區(qū)，大小與高峰流量有關(guān)，若在非曝氣階段，不進(jìn)水可將其省去。
3)主反應(yīng)區(qū)在可變?nèi)莘e*混合反應(yīng)條件下運行，完成含碳有機物和包括氮、磷的污染物的去除。運行時通過控制溶解氧的濃度使其從0緩慢上升到2.5mg/L來保證硝化、反硝化以及磷吸收的同步進(jìn)行。
a．硝化反硝化。同步反硝化意味著在不專門為硝酸鹽的去除設(shè)混合裝置或正常缺氧混合程序的條件下，硝化與反硝化同時在同一反應(yīng)器發(fā)生。通常認(rèn)為在系統(tǒng)中，氮去除機制與在微生物絮體內(nèi)由于受擴(kuò)散限制引起的溶解氧(DO))的濃度梯度有關(guān)，這樣硝化菌存在于高溶解氧區(qū)或正氧化還原點位(OPR)，相反反硝化菌在溶解氧降低區(qū)或負(fù)氧化還原點位(OPR)下活性十足。CAST工藝運行中控制供氧強度以及混合液溶解氧的濃度使其從0逐漸上升到2.5mg/L左右，這樣使活性污泥絮體的外周保持一個好氧環(huán)境進(jìn)行硝化，由于氧在活性污泥絮體內(nèi)的傳遞受到限制，而具有較高濃度梯度的硝酸鹽則能較好地滲透到絮體內(nèi)部有效地進(jìn)行反硝化。另外，該工藝曝氣與非曝氣交替進(jìn)行，從而使泥水混合液通過主反應(yīng)區(qū)，順序經(jīng)過缺氧-好氧-厭氧環(huán)境，尤其在非曝氣階段0.5h-1.0h內(nèi)污泥層以胞內(nèi)在生物選擇高負(fù)荷下儲存或吸收的碳為碳源，進(jìn)行反硝化，在污泥沉淀過程中也有一定的反硝化作用。

磁混凝工藝技術(shù)特點
磁混凝工藝沉淀表面負(fù)荷可達(dá)20~40m3/m2h;同時具有優(yōu)良的沉淀效果，可與普通石英砂過濾相媲美。磁混凝工藝的技術(shù)特點是：
(1)極短的混凝與沉淀時間，總計HRT<20分鐘，占地面積小;
(2)沉淀出水SS<5mg/L，濁度<1.0NTU;
(3)優(yōu)異的除磷效果，TP<0.02mg/L;
(4)由于系統(tǒng)內(nèi)部具有5g/L以上的磁粉，因此耐受流量及固體負(fù)荷沖擊;
(5)磁粉損耗低，折合費用0.005元/m3。
主要優(yōu)點
磁混凝工藝雖然是混凝沉淀工藝，但是SS及TP可以直接達(dá)到一級A要求，因此比較適合污水廠SS和TP的一級A提標(biāo)，同時可去除部分COD和BOD5。除了出水指標(biāo)SS及TP外，在工程上磁混凝還有如下優(yōu)點：
(1)磁混凝水頭損失較少，本質(zhì)上是混凝沉淀工藝，較過濾水頭損失很少，而出水達(dá)到過濾的效果。磁混凝最低水位差約0.6m，主要體現(xiàn)在沉淀池出水槽跌水損失。