一體化生活污水處理系統(tǒng)
反硝化除磷機(jī)理
反硝化除磷就是在厭氧/缺氧環(huán)境交替運行的條件下，易富集一類兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厭氧微生物，該聚磷菌能利用NO3-作為電子受體，通過它們的代謝作用同時完成過量吸磷和反硝化過程。大限度地減少碳源需求量，實現(xiàn)了能源和資源的雙重節(jié)約。反硝化除磷能節(jié)省COD約50%，節(jié)省氧約30%，剩余污泥量減少50%左右。
大量實驗室和生產(chǎn)性規(guī)模的生物除磷脫氮研究也表明，當(dāng)微生物依次經(jīng)過厭氧、缺氧和好氧3個階段后，約占50%的聚磷菌既能利用氧氣又能利用NO3-作為電子受體來聚磷，即反硝化聚磷菌(DPB的除磷效果相當(dāng)于總聚磷菌的50%左右)。這些發(fā)現(xiàn)一方面說明了硝酸鹽亦可作為某些微生物氧化PHB的電子受體，另一方面也證實了在污水的生物除磷系統(tǒng)中的確存在著DPB屬微生物，而且通過馴化可得到富集DPB的活性污泥。
反硝化除磷工藝
該技術(shù)對城市污水特別是C/N比較低的污水有很好的處理效果。目前滿足DPB所需環(huán)境和基質(zhì)的工藝有單雙兩級。在單級工藝中，DPB細(xì)菌、硝化細(xì)菌及非聚磷異養(yǎng)菌同時存在于懸浮增長的混合液中，順序經(jīng)歷厭氧/缺氧/好氧3種環(huán)境，具代表性的是BCFS工藝。在雙級工藝中，硝化細(xì)菌獨立于DPB而單獨存在于某一反應(yīng)器中，Dephanox工藝和A2N工藝是具代表性的雙級工藝。
BCFS工藝
BCFS工藝是在UCT工藝及原理的基礎(chǔ)上開發(fā)的。改進(jìn)在于增加了2個反應(yīng)池，接觸池與混合池;增加了2個混合液循環(huán)Q1和Q3。接觸池的功能為：回流污泥和來自厭氧池的混合液在池中充分混合，吸附剩余COD;有效防止污泥膨脹?；旌统氐墓δ転椋捍蟪潭鹊乇ＷC污泥再生而不影響反硝化或除磷;容易控制SVI;大程度地利用DPB以獲得少的污泥產(chǎn)量?；旌弦貉h(huán)Q1的功能是為了增加硝化或同時反硝化的機(jī)會，從而獲得良好的出水氮濃度。Q3則是起輔助回流污泥向缺氧池補(bǔ)充硝酸鹽氮的作用。
一體化生活污水處理系統(tǒng)BCFS將生物、化學(xué)除磷工藝合并，是在線磷分離與離線磷沉淀的生物與化學(xué)除磷結(jié)合方式，充分利用反硝化聚磷菌的反硝化除磷和脫氮雙重作用，來實現(xiàn)磷的*去除和氮的佳去除過程。由于充分利用BCFS工藝中的污泥齡易滿足硝化細(xì)菌增長所需的生長條件，污泥產(chǎn)量較低。目前，荷蘭BDG與WGS工程咨詢公司爭對BCFS技術(shù)合作開發(fā)設(shè)計出同心圓反應(yīng)池，實現(xiàn)了計算機(jī)自動控制。但是該工藝回流系統(tǒng)較復(fù)雜且總回流比高，同時在流程上比較復(fù)雜，污水處理廠通常采用同心圓構(gòu)型，運行管理相對復(fù)雜，運行成本相對較高。
Dephanox工藝
Wanner在1992年開發(fā)出個以厭氧污泥中PHB為反硝化碳源的工藝，取得了良好的除磷脫氮效果，之后，據(jù)此提出了具有硝化和反硝化除磷雙泥回流系統(tǒng)的Dephanox工藝。Dephanox工藝是在厭氧池和好氧池之間增加了沉淀池和固定膜反應(yīng)池。固定膜反應(yīng)池的功能在于可以避免由于氧化作用而造成的有機(jī)碳源的損失和穩(wěn)定系統(tǒng)的硝酸鹽濃度。污水在厭氧池中釋磷，在沉淀池中進(jìn)行泥水分離，含氨較多的上清液進(jìn)入固定膜反應(yīng)池進(jìn)行硝化，
被沉淀的污泥則與固定膜反應(yīng)池中的NO一同進(jìn)入缺氧段，完成反硝化和攝磷。此工藝的優(yōu)點在于能解決除磷系統(tǒng)反硝化碳源不足的問題和降低系統(tǒng)的能耗，降低剩余污泥量且COD消耗量低。
A2N工藝
把硝化菌和反硝化聚磷菌在不同的污泥系統(tǒng)分別進(jìn)行培養(yǎng)，即雙污泥系統(tǒng)，簡稱為A2N工藝。A2N連續(xù)流反硝化除磷脫氮雙泥系統(tǒng)利用DPB體內(nèi)PHB的“一碳兩用”來實現(xiàn)脫氮除磷，從而為改良現(xiàn)有污水生物脫氮除磷工藝提供了一個新思路。A2N-SBR工藝是一種新興的雙泥反硝化除磷工藝，由AAO-SBR反應(yīng)器和N-SBR反應(yīng)器組成。AAO-SBR的主要功能是去除COD和反硝化除磷脫氮;N-SBR的反應(yīng)器主要起硝化作用，這2個反應(yīng)器的活性污泥是*分開的，只將各自沉淀后的上清液相互交換。
一體化生活污水處理系統(tǒng)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(jī)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。
1．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(jìn)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(jī)物，生活在活性污泥上的微生物以有機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)物，達(dá)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)污水，還可以用于低濃度有機(jī)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(dá)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(jìn)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(jī)性污染物質(zhì)（即BOD物質(zhì)），常采用生物法，去除率（BOD）可達(dá)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
