地埋式農村生活污水處理設備

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傳統同步脫氮除磷工藝所存在的不同微生物菌種對碳源競爭的矛盾導致了難以實現對氮磷同步去除, 而反硝化除磷工藝則為解決上述問題提供了新的途徑, 并在實現“一碳兩用”的同時能夠降低污泥產量.厭氧段有充足的優質的碳源且缺氧段無剩余碳源是實現高效反硝化除磷的重要前提, 在缺氧段外碳源和硝酸鹽不在同一時間內共存有利于獲得良好的反硝化除磷效果.污水中氮、磷的去除均需消耗碳源, 微生物對碳源的競爭從而影響系統的脫氮除磷性能.在反硝化除磷過程中, 厭氧段充足的揮發性有機酸(VFA)是反硝化除磷菌(DPB)充分釋磷的關鍵, 而進水有機物濃度的高低決定了厭氧段VFA的多少.進水有機物濃度過低, 可供DPB利用的VFA含量則不足, 導致DPB在厭氧段無法充分釋磷;

反之, 若進水有機物濃度過高, 則會影響反硝化除磷效果, 厭氧段剩余的有機底物將被優先用于常規的反硝化脫氮, 從而將減少反硝化吸磷的電子受體.
現有的C/N對反硝化除磷性能影響的研究主要集中在SBR反應器, 而對連續流反硝化除磷工藝的研究鮮見報道, 在本研究基于硝化液與污泥“雙回流”的ABR-MBR組合連續流反硝化除磷工藝中, 磷的去除主要通過反硝化除磷來實現, 除磷效果受到進水有機物的影響.由于兩種工藝原理不同, 使得進水C/N比對本工藝反硝化除磷性能的影響機制值得進一步研究.本課題組前期已對反硝化除磷條件進行了部分優化, 本研究通過深入考察進水C/N比對ABR-MBR組合工藝反硝化除磷性能的影響機制, 以期為其實際應用奠定基礎.

在碳氧化與硝化合并處理時，靠近濾池進水口的濾層段內有機污染濃度高，異養菌群占優勢，大部分的含碳污染物CODcr、BOD5和SS在此得以降解和去除，濃度逐漸降低。在導流曝氣生物過濾法污水處理池下部的自養型細菌，如硝化菌占優勢，氨氮被硝化。在生物膜內部以及部分填料間的空隙，蓄積的大量活性污泥中存在著兼性微生物。因此，在導流曝氣濾池中可發生碳污染物的去除，同時有硝化和反硝化的功能。粒狀濾料及生物膜除了吸附攔截等作用外，兼有過濾的作用，隨著處理過程的進行，在濾料空隙間蓄積了大量的活性污泥，這些懸浮狀活性污泥在濾料縫隙間形成了污泥濾層，在氧化降解污水中有機物的同時，還起到了很好的吸附過濾作用，從而能使有機物及懸浮物均得到比較*的清除。

在裝置運行過程中，隨著生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜及濾料上截留的雜質不斷增加，濾料中水頭損失增大，水位上升，到一定時期，需對濾料進行反沖洗。導流曝氣生物過濾裝置以其貯存在清水池中清澈的出水作為反沖用水，不另設反沖水池，反沖洗廢水通過排水管回流到預處理設施。

經導流曝氣生物濾池處理后的水，流入消毒區，消毒區采用二氧化氯消毒系統，二氧化氯消毒系統能將產生的二氧化氯儲存在投藥箱內，定比定量向污水中投加消毒劑。在污水消毒過程中，藥箱內消毒劑下降到一定位置時自動發出信號開機，產生二氧化氯消毒，投藥箱藥液盛滿后自動指令關機。因此，既達到了定比定量投藥，又保證消毒劑的供給，同時還保證消毒劑充分混合和接觸時。

厭氧消化是一個包含多個生物轉化和物理化學轉化的復雜過程，特別是產甲烷菌對環境條件要求比較苛刻.為了消除厭氧消化過程中多種干擾的影響及保持厭氧消化過程穩定、高效的進行，就需要對厭氧消化過程進行合適的監測和控制，而大量大型沼氣工程的建立更是加劇了這種需求.針對傳統物化參數(pH值、溫度、產氣量和氧化還原電位等)已有成熟的在線測量設備，而對厭氧消化過程有重要影響的物化參數，如揮發性脂肪酸(VFA，Volatile Fatty Acids)和生理參數(如生物量)卻難以實現在線測量.

地埋式農村生活污水處理設備VFA是厭氧消化的中間產物也是產甲烷的主要底物，與pH值、堿度、產氣量和氣體組分等常規指標相比，VFA更能快速可靠地指示厭氧消化系統的狀態.在工業厭氧消化產甲烷反應器運行中，經常發生因為未及時發現VFA的積累使pH下降至3~5而導致的“酸敗”.“酸敗”的發生對厭氧反應器往往是災難性的，反應器一旦發生“酸敗”，很難在短時間內恢復或者根本難以恢復反應器內產甲烷微生物的活性，因此，對VFA濃度的檢測方法一直受到高度的重視.目前，VFA濃度離線測定的方法主要有蒸餾法、滴定法、色譜法、比色法等，然而離線分析耗時、滯后，不能滿足快速變化的高負荷厭氧消化系統的在線監測需求.為了實現VFA的在線監測，研究人員也進行了大量研究.

例如，Feitkenhauer等(2002)設計了一個基于滴定計的VFA在線測量系統，其主要特點是設備簡單成本低，缺點是檢測的只是總揮發酸;Zhang等(2002)研究的紅外光譜能針對乙酸、丙酸等進行測量，但其準確性和靈敏度欠佳;Diamantis等(2006)和Boe等(2007)分別設計了帶自動取樣器的毛細管氣相色譜、頂空氣相色譜，其與反應器的連接實現了VFA的在線精確測量，但氣相色譜昂貴，難以實現工業化應用;趙全保(2008)設計的在線測定VFA和堿度的自動滴定系統只是實現了滴定過程的自動化，并未將計算模型與計算機集成，所構建的6點滴定法滴定準確，但操作繁瑣、計算復雜.可靠又便宜的VFA在線監測設備已經成為制約厭氧消化技術應用與發展的瓶頸，而上述VFA在線監測技術仍然處于實驗室階段，并未應用到實際工業中，因此，有必要進一步研究VFA的在線監測技術.