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生物脫氮除磷機(jī)理、作用條件和工藝選擇
生物脫氮除磷工藝一般都是除碳、脫氮和除磷三種流程的有機(jī)組合。除碳是利用細(xì)菌在有氧的條件下將有機(jī)物分解為二氧化碳和水的過(guò)程。在有充足的氧和生物量的條件下，除碳的過(guò)程可以很順利的進(jìn)行?！杜欧艠?biāo)準(zhǔn)》中氮和磷的控制指標(biāo)分為氨氮、總氮和總磷?？偟ㄓ袡C(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。
在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)受納水體的要求和其它一些實(shí)際情況，生物除磷脫氮工藝可以分成以下幾個(gè)層次：
①去除有機(jī)物、氨氮，對(duì)總氮無(wú)要求：可以采用生物硝化工藝，采用延時(shí)曝氣。
②去除有機(jī)物和總氮：因要去除總氮，應(yīng)采用生物硝化和反硝化工藝，需要在好氧反應(yīng)池前增設(shè)一個(gè)缺氧段，將好氧池中的硝酸鹽混合液回流到缺氧段，保證在缺氧的條件下，將硝酸鹽反硝化成氮?dú)狻?br />③去除有機(jī)物、氨氮、有機(jī)氮和總磷：應(yīng)采用除磷的硝化工藝，在好氧反應(yīng)地前增設(shè)一個(gè)厭氧段，在厭氧段內(nèi)完成磷的釋放，在好氧段內(nèi)實(shí)現(xiàn)磷的超量吸收、有機(jī)物的氧化、有機(jī)氮及氨氮的硝化。
④去除有機(jī)物、總氮和總磷：應(yīng)采用*的生物除磷脫氮工藝，在好氧反應(yīng)池前既要增設(shè)一個(gè)厭氧段又要增設(shè)一個(gè)缺氧段，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)生物除磷脫氮。

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中小城鎮(zhèn)污水處理廠脫氮除磷工藝
中小城鎮(zhèn)污水處理廠脫氮除磷工藝選擇的主要影響因素包括：進(jìn)水水質(zhì)濃度和對(duì)出水水質(zhì)的要求、工藝流程長(zhǎng)短、占地面積、建設(shè)投資、能耗和運(yùn)行管理等。當(dāng)然，出水水質(zhì)好、流程短、占地面積小、能耗低、投資少、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單的脫氮除磷工藝是工藝發(fā)展的總趨勢(shì)，我們需要根據(jù)污水處理廠的實(shí)際情況，認(rèn)真比選，終選擇出符合實(shí)際的，好的工藝。
由上述脫氮除磷機(jī)理分析，我們可以看出脫氮過(guò)程和除磷過(guò)程之間相互限制：脫氮*，意味著因大量的結(jié)合態(tài)氧進(jìn)入?yún)捬醭厥钩姿璧?的厭氧環(huán)境受到破壞，除磷受限;磷的去除通過(guò)排放剩余污泥實(shí)現(xiàn)，SRT小，剩余污泥排放量多，在污泥含磷量一定的情況下，除磷量也就越多，而生物硝化工藝卻需要較低的負(fù)荷，較長(zhǎng)的泥齡，因此硝化受到影響，進(jìn)而影響脫氮效果。
生物脫氮除磷工藝主要有A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝、SBR工藝、BIOLAK等從活性污泥法派生出來(lái)的工藝，均可實(shí)現(xiàn)除碳、脫氮和除磷三種流程的組合，都是比較實(shí)用的除磷脫氮工藝。
SBR衍生工藝
SBR工藝因其操作靈活性，使之易于引入脫氮除磷過(guò)程，通過(guò)調(diào)整運(yùn)行周期以及控制各工序時(shí)間的長(zhǎng)短，來(lái)達(dá)到脫氮除磷的目的。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，常規(guī)SBR工藝往往因投資和占地面積等因素，限制其被采納，但其衍生工藝因在具備SBR工藝優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，又克服其缺點(diǎn)而將脫氮除磷的作用充分發(fā)揮出來(lái)而更具優(yōu)勢(shì)。
SBR衍生工藝有CAST工藝、ICEAS工藝、DAT-IAT工藝和UNITANK工藝等。ICEAS工藝和DAT-IAT工藝均采用連續(xù)進(jìn)水方式，使進(jìn)水的控制系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單，但是因主反應(yīng)區(qū)前面缺乏一個(gè)厭氧段，因此除磷的效果不夠理想。DAT-IAT工藝的回流比比較大，運(yùn)行費(fèi)用偏高。因此，適合小城鎮(zhèn)污水處理廠的SBR工藝非CAST工藝莫屬。
CAST工藝是在主反應(yīng)區(qū)前設(shè)置預(yù)反應(yīng)區(qū)，在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，從主反應(yīng)區(qū)回流的污泥與進(jìn)水混合，不僅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而且加速對(duì)溶解性底物的去除也對(duì)難降解有機(jī)物起到良好的水解作用，同時(shí)可使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放。預(yù)反應(yīng)區(qū)還有效的抑制絲狀菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
CAST工藝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)、污泥活性好、投資和占地面積小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。但CAST工藝的設(shè)備和容積利用率不高。
氧化溝工藝
通過(guò)文獻(xiàn)獲悉，我國(guó)中小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)應(yīng)用奧貝爾氧化溝工藝多。奧貝爾氧化溝擁有*的3層溝渠結(jié)構(gòu)，通過(guò)制溝渠內(nèi)的溶解氧量，保持較大的溶解氧梯度，形成厭氧-缺氧-好氧的環(huán)境達(dá)到脫氮除磷的目的。在實(shí)際應(yīng)用中，我所從事的公司中小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)多采用改良型卡魯賽爾氧化溝，即在卡魯賽爾氧化溝的主體結(jié)構(gòu)之前增設(shè)厭氧池和缺氧池，結(jié)合A2/O工藝和氧化溝優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到良好的出水水質(zhì)。
卡魯賽爾氧化溝中的曝氣設(shè)備有采用表曝裝置如倒傘曝氣機(jī)，也有采用微孔曝氣頭，推流器或攪拌機(jī)推動(dòng)水體流動(dòng)的。具體采用哪種組合，需在實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)計(jì)算權(quán)衡才能確定。

分體式生物反應(yīng)器把生物反應(yīng)器與膜組件分開放置，生物反應(yīng)器的混合液經(jīng)增壓后進(jìn)入膜組件，在壓力作用下混合液中的液體透過(guò)膜得到系統(tǒng)出水，活性污泥則被截留，并隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。
    一體式系統(tǒng)則直接將膜組件置于反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)的抽吸得到過(guò)濾液，膜表面清洗所需的錯(cuò)流由空氣攪動(dòng)產(chǎn)生，設(shè)置在膜的正下方，混合液隨氣流向上流動(dòng)，在膜表面產(chǎn)生剪切力，以減少膜的污染。一體式膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝是污水生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。污水在反 應(yīng)器中經(jīng)生物處理完成對(duì)有機(jī)污染物質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化后，利用微濾膜（MF）或超濾膜（UF）的高效分 離完成污水的固液分離。從而達(dá)到污水的終凈化效果。設(shè)置于反應(yīng)器中的膜組件可*取代傳統(tǒng)工 藝中的二沉池和常規(guī)過(guò)濾、吸附單元，使水力停留時(shí)間（HRT）和污泥齡（SRT）*分離，并獲得穩(wěn) 定，優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。一體式膜-生物反應(yīng)器裝置占地省、能耗少，近年來(lái)有關(guān)它的應(yīng)用研究在國(guó)外受到關(guān)注。
    好氧膜生物反應(yīng)器一般用于城市和工業(yè)的處理，好氧MBR用于城市污水處理通常是為了使出水達(dá)到回用的目的，而用于處理工業(yè)的主要為了去除一些特別的污染物，如油脂類污染物。
    將膜分離技術(shù)與厭氧生物反應(yīng)器相結(jié)合，產(chǎn)生了一種更高效、低能耗、易控制與啟動(dòng)的新型厭氧生物處理技術(shù)—厭氧膜生物反應(yīng)器。