二級生化污水處理系統(tǒng)
酸堿廢水是廢水處理時常見的一種。酸性廢水主要來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、電鍍廠和礦山等，廢水處理要重點治理含有各種有害物質(zhì)或重金屬鹽類。廢水處理中酸的質(zhì)量分數(shù)差別很大，低的小于1％，高的大于10％。堿性廢水主要來自印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等。廢水處理時，會遇到含有機堿或含無機堿。堿的質(zhì)量分數(shù)有的高于5％，有的低于1％。酸堿廢水中，除含有酸堿外，常含有酸式鹽、堿式鹽以及其他無機物和有機物。
酸堿廢水具有較強的腐蝕性，如不加治理直接排出，會腐蝕管渠和構(gòu)筑物；排入水體,會改變水體的pH值,干擾，并影響水生生物的生長和漁業(yè)生產(chǎn)；排入農(nóng)田，會改變土壤的性質(zhì)，使土壤酸化或鹽堿化，危害農(nóng)作物；酸堿原料流失也是浪費。所以酸堿廢水應(yīng)盡量回收利用，或經(jīng)過處理,使廢水的pH值處在6～9之間,才能排入水體。酸堿廢水處理的一般原則是：
(1)高濃度酸堿廢水，應(yīng)優(yōu)先考慮回收利用的廢水處理法，根據(jù)水質(zhì)、水量和不同工藝要求，進行廠區(qū)或地區(qū)性調(diào)度，盡量重復使用：如重復使用有困難，或濃度偏低，水量較大，可采用濃縮的廢水處理法回收酸堿。
(2)低濃度的酸堿廢水，如酸洗槽的清洗水，堿洗槽的漂洗水，應(yīng)進行中和廢水處理。
對于中和處理，應(yīng)首先考慮以廢治廢的廢水處理原則。如酸、堿廢水相互中和或利用廢堿(渣)中和酸性廢水，利用廢酸中和堿性廢水。在沒有這些條件時，可采用中和劑廢水處理。
高濃度酸堿廢水的回收利用
對于高濃度含酸（一般在10％以上）、含堿（一般在5％以上）廢水,首先應(yīng)根據(jù)水質(zhì)、水量和不同工藝要求，進行廠區(qū)或地區(qū)性調(diào)度，盡量重復使用；如重復使用有困難,或濃度較低,水量較大，可采用濃縮的方法回收酸堿。
目前含酸廢水回收利用的方法主要有：浸沒燃燒高溫結(jié)晶法、真空濃縮冷凍結(jié)晶法和自然結(jié)晶法。浸沒燃燒高溫結(jié)晶法的基本過程是：將煤氣燃燒所產(chǎn)生的高溫氣體直接噴入待蒸發(fā)的廢液,去除廢液中的水分,濃縮并回收酸類物質(zhì)。這種濃縮方法適用于處理大量廢水，其優(yōu)點是熱效率高，回收的再生酸濃度較高(可達42.6％)；缺點是酸霧大，防腐蝕要求較高，并須有可燃氣體來源。真空濃縮和自然結(jié)晶法的基本過程是：利用真空減壓法降低含酸廢水的沸點,以蒸發(fā)水分,濃縮并回收酸類物質(zhì)。這種濃縮方法的優(yōu)點是自動化程度較高，酸霧問題易于解決；缺點是回收的再生酸濃度較低（僅為18～20％）；需用耐酸防腐蝕材料較多，設(shè)備投資較大。自然結(jié)晶法主要是利用含酸廢水制取硫酸亞鐵、硫酸銨等化工原料和化學肥料。此外，還可用滲析法、離子交換法回收酸、堿物質(zhì)。在水處理工藝中，也可將酸性廢水用于給水軟化的磺化煤再生和用于水質(zhì)穩(wěn)定等。
低濃度酸堿廢水的處理 對于低濃度含酸 （4％以下）、含堿（2％以下）廢水,還沒有經(jīng)濟有效的回收利用方法。為避免酸堿廢水造成危害，應(yīng)在排放前加以處理。處理的方法主要是中和法。在含酸廢水中加入堿性物質(zhì)，或在含堿廢水中加入酸性物質(zhì),進行中和反應(yīng),使之生成鹽類物質(zhì)和水。酸堿廢水的中和方法主要有三種：
①有條件時，應(yīng)利用酸、堿廢水相互中和，或利用堿性廢渣中和含酸廢水，或利用廢酸、煙道氣等中和含堿廢水。這種方法節(jié)省中和藥劑，設(shè)備簡單，處理費用低；但酸堿廢水流量及濃度時有變化，處理效果往往不穩(wěn)定。
無動力多級厭氧復合生態(tài)處理系統(tǒng)工藝流程如下：
污水－污水收集系統(tǒng)（管道）－3格厭氧發(fā)酵處理池 - 復合生態(tài)床
工藝說明如下：
（1）污水收集系統(tǒng)
該系統(tǒng)處理對象一般為廚房和洗浴房產(chǎn)生的污水，將下水道等與污水管道之間采用暗槽連接，并在入井口處設(shè)一格柵以去除較大的顆粒物。
（2）處理池由厭氧發(fā)酵池和復合生態(tài)系統(tǒng)床組成，形成一體化結(jié)構(gòu)
厭氧發(fā)酵池由3個格組成。厭氧發(fā)酵的第1格主要是用來調(diào)節(jié)水量，同時在某種程度上也具有均勻水質(zhì)和初沉的作用；第2、3格對污水中有機物進行有效降解，有利于復合生態(tài)床處理。
處理池總?cè)莘e的計算：V=Q*T
式中 V-升流池設(shè)計容積（m ）
Q-預計升流池處理水量（m /h）
T-污水在升流池中停留時間（h）
T一般取為6～7天，V－目前在農(nóng)村示范成功的池型有3 m 和4.5m 。
（3）復合生態(tài)床結(jié)構(gòu)
復合生態(tài)床是處理系統(tǒng)中的主要構(gòu)筑物，是一個或兩個滲濾池組合而成的矩形的磚結(jié)構(gòu)物。池內(nèi)裝有沙礫和人工土等基質(zhì)。
（4）沙礫和人工土的組成和厚度
Ⅰ沙礫層由不同粒徑沙礫組成，一般分為3～4層，沙礫采用多孔、比表面積大的無機基質(zhì)。
Ⅱ人工土的選配 土壤中存在種類繁多，數(shù)量龐大的各種細菌、真菌、放線菌、藻類、原生動物等，是維持土壤、完成生態(tài)系統(tǒng)功能中物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化*的組成部分，它們是土壤生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量循環(huán)的分解者和轉(zhuǎn)化者。因此，人工土應(yīng)選擇沙、高肥力的耕層壤質(zhì)土和草炭為原料。人工土的厚度一般為10～20cm。
二級生化污水處理系統(tǒng)移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR）介紹及工藝特點
移動床生物膜反應(yīng)器吸取了傳統(tǒng)的活性污泥法和生物接觸氧化法的優(yōu)點而成為一種新型、的復合工藝。反應(yīng)器中比表面積較大的填料因攪拌在水中自由運動，污水連續(xù)經(jīng)過裝有移動填料的反應(yīng)器時，在填料上生長形成生物膜，生物膜上微生物大量繁殖，異養(yǎng)和自養(yǎng)微生物利用水中的C,N, P 等進行新陳代謝，從而起到凈化污水的作用。
移動床生物膜反應(yīng)器屬于三相生物流化床處理方法，其技術(shù)核心為利用*載體的具有*構(gòu)筑結(jié)構(gòu)的生物反應(yīng)池，便于載體和污泥中微生物循環(huán)。
移動床生物膜工藝的優(yōu)點
因填料、水都是運動的，故氣、水、固相之間的傳質(zhì)較好，填料上生物膜的活性較高，提高了系統(tǒng)的有機負荷和效率，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
MBBR 的應(yīng)用比較靈活，反應(yīng)器形狀多種多樣，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，在相同負荷條件下只需普通氧化池20%的容積。
水頭損失小，能耗低，運行簡單，操作管理方便。
微生物附著在載體上隨水流流動所以不需要污泥回流或循環(huán)反沖洗。
生物膜自然脫落，不會引起堵塞。
移動床生物膜工藝在市政污水處理中具備的優(yōu)勢
占地面積?。涸谔盍咸畛渎蕿?5%和相同的污染負荷的條件下，移動床生物膜反應(yīng)器約占常規(guī)生物反應(yīng)器（缺氧、厭氧及好氧）20-40%的池容。
適合于適合于市政污水處理廠的擴容：鑒于大多數(shù)污水處理廠的預留面積較少，當實際進水水質(zhì)及水量發(fā)生變化時，在保證原設(shè)計池容不變的情況下滿足原設(shè)計出水標準。
適合于現(xiàn)有污水處理廠的升級改造：移動床生物膜工藝設(shè)計及運行靈活簡單，適應(yīng)不同類型的池型，而且與其它工藝的兼容性很強，可以與已建污水處理廠的大部分工藝如A2O、AO、SBR、CASS 及氧化溝法等相組合。因此適合于現(xiàn)有污水處理廠的升級改造，使其滿足一級A或一級B排放標準。
移動床生物膜反應(yīng)器既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥少、無污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的特點，又具有活性污泥法的性和運轉(zhuǎn)靈活性。另一方面，溫度變化對移動床生物膜工藝的影響要遠遠小于對活性污泥法的影響，當溫度、污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時，移動床生物膜反應(yīng)器的耐受力很強。
DAF是一種簡單低耗的內(nèi)部填充有微生物載體的降流式厭氧生物反應(yīng)器。載體選用聚丙烯懸浮球，漂浮于反應(yīng)器的上部，厭氧微生物部分附著生長在填料上，形成厭氧微生物膜，部分以厭氧活性污泥的形式存在于填料空隙間處于懸浮狀態(tài)。廢水流過已經(jīng)掛膜的填料，在微生物膜的吸附與代謝和濾料截留的共同作用下，污水中的有機污染物得以分解與去除，并能產(chǎn)生沼氣。填料表面的生物膜不斷生長，部分老化的生物膜則剝落隨出水排出。
生活污水中的有機物基本上可分為碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)三大類，這些有機物在厭氧反應(yīng)器中的降解過程一般經(jīng)歷四個階段：(1)水解階段：高分子有機物在細胞外酶的作用下被分解為小分子，這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用。(2)發(fā)酵階段：水解階段的小分子化合物在發(fā)酵細菌的細胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外，這些簡單的化合物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、CO 、H 、 NH，、HzS等，這一階段發(fā)酵細菌也利用部分物質(zhì)合成新的細胞物質(zhì)。(3) 產(chǎn)生乙酸階段：發(fā)酵階段的產(chǎn)物被進一步轉(zhuǎn)化為乙酸、Hz、H CO，及新的細胞物質(zhì)。(4)產(chǎn)生甲烷階段：前一階段的乙酸、Hz、H CO，等被轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物CH 、CO 及新的細胞物質(zhì)。
人工濕地去污機理
人工濕地(CW)是根據(jù)自然濕地模擬的人工生態(tài)系統(tǒng)，是一種新型廢水 處理工藝。它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中所發(fā)生的物理、化學和生物作用的綜合效應(yīng)來實現(xiàn)對廢水的凈化。
人工濕地對有機物的去除
人工濕地對有機物有較強的降解能力，成熟的人工濕地系統(tǒng)中的填料表面及植物根系生長著生物相較為豐富的生物膜。廢水流經(jīng)濕地，不溶性有機物通過濕地沉淀、過濾作用，從廢水中截留下來而被微生物利用；可溶性有機物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收和生物代謝降解過程被去除。
濕地系統(tǒng)對N、P的去除
人工濕地對N的去除作用包括基質(zhì)的吸附、過濾、沉淀及NH，的揮發(fā)、植物的吸收和微生物的硝化和反硝化作用。濕地植物通過光合作用產(chǎn)生的氧氣，通過植物的莖、根毛輸送并釋放到濕地環(huán)境中，供給濕地床除污需氧量，由于莖、根毛對氧氣的輸送，在根毛周圍形成了一個好氧區(qū)域，而離根系較遠的區(qū)域呈現(xiàn)缺氧狀態(tài)，更遠的區(qū)域則處于厭氧狀態(tài)，使根系周圍的水環(huán)境中依次呈好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)，相當于許多串聯(lián)或并聯(lián)的A O單元，使硝化和反硝化同時發(fā)生，實現(xiàn)生物脫N，濕地系統(tǒng)對N 的去除主要是取決于微生物的硝化和反硝化作用。
