AO地埋式一體化污水處理裝置
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好氧處理菌種的投加與培養(yǎng)
菌種培養(yǎng)時(shí)構(gòu)筑物的選擇：
方便加菌種、有曝氣裝置、有攪拌、方便進(jìn)原水或營(yíng)養(yǎng)液
菌種的投加方案的確定
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具備的條件綜合考慮。如場(chǎng)地、人工、運(yùn)輸車(chē)輛、臨時(shí)電源、臨時(shí)泵及管道、水槍、高差、過(guò)濾等因素
菌種的粉碎
對(duì)于壓縮污泥應(yīng)考慮污泥的粉碎問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的條件確定粉碎方法。粉碎方法選擇的順序?yàn)樗畼?--泵循環(huán)+濾網(wǎng)沖擊---曝氣、攪拌。
菌種活性的恢復(fù)
菌種加入后，首先是恢復(fù)其活性，由于菌種脫離其原來(lái)的好氧環(huán)境往往已有較長(zhǎng)時(shí)間，因此，菌種運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)盡快加入培養(yǎng)構(gòu)筑物，并且加入時(shí)，使構(gòu)筑物處于曝氣過(guò)程，每批加完后繼續(xù)曝氣，一方面淘汰厭氧菌，另一方面將構(gòu)筑物內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗，恢復(fù)其活性
菌種的培養(yǎng)
在活性恢復(fù)后即進(jìn)入培養(yǎng)階段，目的是使活性污泥盡快生長(zhǎng)，以達(dá)到一定的數(shù)量級(jí)。菌種活性恢復(fù)期間，同時(shí)自身也有部分增殖。菌種的培養(yǎng)可單獨(dú)進(jìn)行，也可與馴化同步進(jìn)行，通常是以培養(yǎng)為主，即污泥量增加為主，兼顧馴化。如原水濃度較高或毒性較強(qiáng)，培養(yǎng)時(shí)應(yīng)以加營(yíng)養(yǎng)液或生活污水為主；如原水基本無(wú)毒性，碳氮比適當(dāng)，可在培養(yǎng)階段以原水為主。
好氧處理活性污泥的馴化
活性污泥馴化應(yīng)遵循的原則
循序漸進(jìn)、有的放矢、精心控制
活性污泥馴化的方法與技巧
如果培養(yǎng)期間加入的主要是生活污水，應(yīng)逐步減少生活污水的加入量，并逐步增加原水的進(jìn)水量，每次增加的進(jìn)水量為設(shè)計(jì)進(jìn)水量的5—10%，每增加一次應(yīng)穩(wěn)定2-3個(gè)周期或2天左右，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)或出水指標(biāo)上升應(yīng)繼續(xù)維持本次進(jìn)水量，直至出水指標(biāo)穩(wěn)定，如出水指標(biāo)一直上升，應(yīng)暫停進(jìn)水，待指標(biāo)恢復(fù)正常后，進(jìn)水量應(yīng)稍微減少，或略大于上周期進(jìn)水量。以此類(lèi)推，終達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合。
活性污泥馴化時(shí)，也可采用體積負(fù)荷法來(lái)進(jìn)行馴化，可根據(jù)化驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)水指標(biāo)、系統(tǒng)指標(biāo)、構(gòu)筑物體積推算出單位時(shí)間的系統(tǒng)污泥負(fù)荷，根據(jù)體積負(fù)荷來(lái)確定下個(gè)周期的進(jìn)水量。
連續(xù)進(jìn)水的運(yùn)行方式中，應(yīng)計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)進(jìn)入的COD、氨氮的總量，結(jié)合在此期間系統(tǒng)內(nèi)指標(biāo)的變化情況計(jì)算出體積負(fù)荷來(lái)確定下周期進(jìn)水量。
如果化驗(yàn)設(shè)施不到位，無(wú)法獲知COD、氨氮等數(shù)據(jù)，可根據(jù)溶解氧的變化、風(fēng)機(jī)風(fēng)量的大小來(lái)估算體積負(fù)荷。在這種情況下，進(jìn)水量的增加更應(yīng)穩(wěn)定，避免冒進(jìn)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊。
例如，系統(tǒng)內(nèi)溶解氧一般控制在2-3mg/l，如果系統(tǒng)內(nèi)溶解氧偏低，1.0左右，或進(jìn)水停止后，溶解氧上升緩慢，說(shuō)明進(jìn)水量偏大，應(yīng)適當(dāng)減少進(jìn)水量。如果溶解氧上升較快，說(shuō)明進(jìn)水量合理，可再適當(dāng)增加進(jìn)水量。
如果溶氧儀、化驗(yàn)儀器暫時(shí)都沒(méi)有，可根據(jù)污泥負(fù)荷來(lái)確定進(jìn)水量，一般污泥COD負(fù)荷按0.2公斤COD/公斤污泥˙天。
硝化菌的培養(yǎng)
對(duì)于垃圾滲濾液來(lái)講，硝化菌的培養(yǎng)是重點(diǎn)，相對(duì)于異養(yǎng)菌來(lái)講比較難培養(yǎng)，硝化菌的培養(yǎng)過(guò)程同時(shí)也是污泥的馴化過(guò)程。
下面根據(jù)影響硝化菌生長(zhǎng)的因素來(lái)確定硝化菌培養(yǎng)時(shí)應(yīng)控制的指標(biāo)。主要有以下幾種：
①溫度
在生物硝化系統(tǒng)中，硝化細(xì)菌對(duì)溫度的變化非常敏感，在5～35℃的范圍內(nèi)，硝化菌能進(jìn)行正常的生理代謝活動(dòng)。當(dāng)廢水溫度低于15℃時(shí)，硝化速率會(huì)明顯下降，當(dāng)溫度低于10℃時(shí)已啟動(dòng)的硝化系統(tǒng)可以勉強(qiáng)維持，硝化速率只有30℃時(shí)的硝化硝化速率的25%。盡管溫度的升高，生物活性增大，硝化速率也升高，但溫度過(guò)高將使硝化菌大量死亡，實(shí)際運(yùn)行中要求硝化反應(yīng)溫度低于38℃。所以高氨廢水工程的調(diào)試應(yīng)盡量選擇氣溫15度以上的季節(jié)，如果必須在冬季啟動(dòng)，應(yīng)盡量選用高氨污水廠的菌種，或有保溫、加溫措施的系統(tǒng)。
②pH值
硝化菌對(duì)pH值變化非常敏感，*pH值是8.0～8.4，在這一*pH值條件下，硝化速度，硝化菌大的比值速度可達(dá)大值。在硝化菌培養(yǎng)時(shí)，如果進(jìn)水pH值較高，能夠達(dá)到8.0左右，如果達(dá)不到也不應(yīng)刻意追求，只要系統(tǒng)內(nèi)pH值不低于6.5即可，如低于此值，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充堿度，如燒堿、純堿等。
③溶解氧
氧是硝化反應(yīng)過(guò)程中的電子受體，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧高低，必將影響硝化反應(yīng)得進(jìn)程。在活性污泥法系統(tǒng)中，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為溶解氧應(yīng)該控制在1.5～2.0mg/L內(nèi)，低于0.5mg/L則硝化作用趨于停止。當(dāng)前，有許多學(xué)者認(rèn)為在低DO（1.5mg/L）下可出現(xiàn)SND現(xiàn)象。在DO＞2.0mg/L，溶解氧濃度對(duì)硝化過(guò)程影響可不予考慮。但DO濃度不宜太高，因?yàn)槿芙庋踹^(guò)高能夠?qū)е掠袡C(jī)物分解過(guò)快，從而使微生物缺乏營(yíng)養(yǎng)，活性污泥易于老化，結(jié)構(gòu)松散。此外溶解氧過(guò)高，過(guò)量能耗，在經(jīng)濟(jì)上也是不適宜的。
④生物固體平均停留時(shí)間（污泥齡）
為了使硝化菌群能夠在連續(xù)流反應(yīng)器系統(tǒng)存活，微生物在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間（θc）N必須大于自養(yǎng)型硝化菌小的世代時(shí)間（θc）minN，否則硝化菌的流失率將大于凈增率，將使硝化菌從系統(tǒng)中流失殆盡。一般對(duì)（θc）N的取值，至少應(yīng)為硝化菌小世代時(shí)間的2倍以上，即安全系數(shù)應(yīng)大于2。
⑤重金屬及有毒物質(zhì)
除了重金屬外，對(duì)硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有：高濃度氨氮、高濃度硝酸鹽有機(jī)物及絡(luò)合陽(yáng)離子等。
AO地埋式一體化污水處理裝置傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)
廢水中的氮以有機(jī)氮、氨氮、亞硝氮和硝酸鹽4種形態(tài)存在…。如生活污水有機(jī)氮占含氮量的4O%～60%，氨氮占5O%～60%，硝態(tài)氮僅占0%一5%。傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)遵循已發(fā)現(xiàn)的自然界氮循環(huán)機(jī)理，廢水中的有機(jī)氮依次在氨化菌、亞硝化菌、硝化菌和反硝化菌的作用下進(jìn)行氨化反應(yīng)、亞硝化反應(yīng)、硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)后終轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)舛绯鏊w，達(dá)到了脫氮目的。
傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)是目前應(yīng)用廣的廢水脫氮技術(shù)。硝化工藝雖然能把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，消除氨氮的污染，但不能*消除氮污染。而反硝化工藝雖然能*氮素的污染，但不能直接去除氨氮。因此，傳統(tǒng)生物脫氮工藝通常由硝化工藝和反硝化工藝組成。由于參與的菌群不同和工藝運(yùn)行參數(shù)不同，硝化和反硝化兩個(gè)過(guò)程需要在兩個(gè)隔離的反應(yīng)器中進(jìn)行，或者在時(shí)間或空間上造成交替缺氧和好氧環(huán)境的同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行…傳統(tǒng)生物脫氮途徑就是人為創(chuàng)造出硝化菌、反硝化菌的生長(zhǎng)環(huán)境，使硝化菌和反硝化菌成為反應(yīng)池中的優(yōu)勢(shì)菌種。由于對(duì)環(huán)境條件的要求不同，硝化反硝化這兩個(gè)過(guò)程不能同時(shí)發(fā)生，而只能序列式進(jìn)行，即化反應(yīng)發(fā)生在好氧條件下，反硝化反應(yīng)發(fā)生在缺氧或厭氧條件下。
常見(jiàn)的工藝有三級(jí)生物脫氮工藝、二級(jí)生物脫氮工藝和合建式缺氧一好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)等。傳統(tǒng)生物脫氮工藝存在不少問(wèn)題：(1)工藝流程較長(zhǎng)，占地面積大，基建投資高。(2)由于硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃度，特別是在低溫冬季，造成系統(tǒng)的HRT較長(zhǎng)，需要較大的曝氣池，增加了投資和運(yùn)行費(fèi)用。(3)系統(tǒng)為維持較高的生物濃度及獲得良好的脫氮效果，必須同時(shí)進(jìn)行污泥和硝化液回流，增加了動(dòng)力消耗和運(yùn)行費(fèi)用。(4)系統(tǒng)抗沖擊能力較弱，高濃度NH，一和NO：一廢水會(huì)抑制硝化菌生長(zhǎng)。(5)硝化過(guò)程中產(chǎn)生的酸度需要投加堿中和，不僅增加了處理費(fèi)用，而且還有可能造成二次污染。因此，人們積極探討開(kāi)發(fā)低耗的新型生物脫氮新工藝。
新型生物脫氮技術(shù)
隨著科學(xué)的發(fā)展，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)了好氧反硝化菌和異養(yǎng)硝化菌，硝化反應(yīng)不僅由自養(yǎng)菌完成，某些異養(yǎng)菌也可以進(jìn)行硝化作用，反硝化不只在厭氧條件下進(jìn)行，某些細(xì)菌也可在好氧條件下進(jìn)行反硝化；許多好氧反硝化菌同時(shí)也是異養(yǎng)硝化菌，并能把NH3一氧化成NO：一后直接進(jìn)行反硝化反應(yīng)；氨的氧化不僅可以在好氧條件下進(jìn)行，也可以在厭氧條件下進(jìn)行。這些新發(fā)現(xiàn)突破了傳統(tǒng)生物脫氮理論的認(rèn)識(shí)，為研發(fā)生物脫氮新工藝奠定了基礎(chǔ)。
短程硝化反硝化
傳統(tǒng)的生物脫氮工藝經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，是全程硝化反硝化。中間浪費(fèi)了一個(gè)將亞硝氮轉(zhuǎn)化硝氮，硝氮又轉(zhuǎn)化為亞硝氮的過(guò)程。1975年，Voets等進(jìn)行經(jīng)NO：一途徑處理高濃度氨氮廢水研究時(shí)發(fā)現(xiàn)了硝化過(guò)程中NO一積累的現(xiàn)象，并提出了短程硝化反硝化生物脫氮的概念。短程硝化反硝化生物脫氮是將硝化過(guò)程控制在亞硝酸鹽階段，阻止NO：一的進(jìn)一步硝化，然后直接進(jìn)行反硝化。然而，硝化菌能夠迅速地將NO：一轉(zhuǎn)化為NO，一，將NH的氧化成功地控制在亞硝酸鹽階段并非易事。目前，經(jīng)NO一途徑實(shí)現(xiàn)生物脫氮成功應(yīng)用的報(bào)道還不多見(jiàn)。影響NO一積累的控制因素比較復(fù)雜，主要有溫度、pH、游離氨(FA)、溶解氧(DO)、游離羥胺(FH)以及水力負(fù)荷、有害物質(zhì)和污泥泥齡等。
目前比較有代表性的工藝為SHAR—ON工藝oSHARON工藝是由荷蘭DeIft技術(shù)大學(xué)于1997年開(kāi)發(fā)的。該工藝采用的是CSTR反應(yīng)器，適合于處理高濃度含氮廢水(>0．5gN／L)，其成功之處在于巧妙地利用了硝酸菌和亞硝酸菌的不同生長(zhǎng)速率，即在較高溫度下(30℃～4O℃)，硝化菌的生長(zhǎng)速率明顯低于亞硝酸菌的生長(zhǎng)速率。因此通過(guò)控制溫度和HRT可以自然淘汰掉硝酸菌，使反應(yīng)器中的亞硝酸菌占優(yōu)勢(shì)，使氨氧化控制在亞硝酸鹽階段。
與全程硝化反硝化相比，短程硝化反硝化具有如下的優(yōu)點(diǎn)：(1)硝化階段可減少25%左右的需氧量，降低了能耗；(2)反硝化階段可減少40%左右的有機(jī)碳源，降低了運(yùn)行費(fèi)用；(3)反應(yīng)時(shí)問(wèn)縮短，反應(yīng)器容積可減小30%～40%左右；(4)具有較高的反硝化速率(NO一的反硝化速率通常比NO，一的高63%左右；(5)污泥產(chǎn)量降低(硝化過(guò)程可少產(chǎn)污泥33%～35%左右，反硝化過(guò)程中可少產(chǎn)污泥55%左右)；(6)減少了投堿量等。對(duì)許多低COD／NH’比廢水(如焦化和石化廢水及垃圾填埋滲濾水等)的生物脫氮處理，短程硝化反硝化顯然具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
