MBR膜污水處理一體化裝置

生物除磷脫氮工藝是目前污水處理廠設(shè)計(jì)中廣泛采用的工藝，也是實(shí)際工程運(yùn)行中較為經(jīng)濟(jì)和常用的方法，故本文重點(diǎn)介紹生物除磷脫氮工藝。
生物除磷脫氮機(jī)理
生物除磷機(jī)理
生物除磷理論基礎(chǔ)是“聚合磷酸鹽（Poly-P）累積微生物”的攝磷釋磷原理。聚磷菌在厭氧條件下受壓抑，消耗糖元，將細(xì)胞內(nèi)的聚合磷酸鹽水解為磷酸鹽并釋放，產(chǎn)生的能量用來吸收降解環(huán)境中的有機(jī)物，轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)碳源儲(chǔ)存物PHB（聚β羥丁酸）貯存起來。當(dāng)進(jìn)入好氧環(huán)境內(nèi)，聚磷菌以O(shè)2為電子受體，降解胞內(nèi)貯存的PHB產(chǎn)生能量，過剩的能量從環(huán)境中攝磷，以聚磷酸高能鍵的形式貯存，形成高濃度含磷污泥，含磷污泥隨剩余污泥排出，水中的磷得到去除。

生物脫氮機(jī)理
生物脫氮理論基礎(chǔ)是“氨化-硝化-反硝化”三步脫氮原理。
氨化：污水中的含氮有機(jī)物在好氧條件下，被氨化菌分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。硝化：氨態(tài)氮在好氧條件下，被硝化菌分解氧化，首先在亞硝化菌的作用下，使氨（NH4）轉(zhuǎn)化為亞硝酸氨；然后，亞硝酸氨在硝酸菌的作用下，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸氨。反硝化：硝酸氨和亞硝酸氨在缺氧條件下，被反硝化菌還原為氣態(tài)氮，水體中的氮得到去除。
除磷脫氮傳統(tǒng)工藝
根據(jù)上述機(jī)理，生物除磷脫氮工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個(gè)不同過程的交替循環(huán)，經(jīng)過多年發(fā)展，目前污水廠采用較廣泛的工藝有：A2/O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝。
A2/O工藝
A2/O法是同步除磷脫氮工藝，即Anaerobic-Anoxic-Oxic厭氧-缺氧-好氧工藝，A2/O工藝是在上世紀(jì)70年代由美國專家在A/O工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的，在原工藝中間加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達(dá)到硝化脫氮的目的。
厭氧區(qū)（A），主要功能是釋放磷，同時(shí)氨化；缺氧區(qū)（A），首要功能為脫氮，硝態(tài)氮是通過好氧反應(yīng)器混合液回流（內(nèi)循環(huán)）送來的；好氧區(qū)（O），本去需設(shè)置曝氣設(shè)備，為反應(yīng)器充氧，反應(yīng)器功能為：去除BOD，硝化反應(yīng)，吸收磷，并內(nèi)循環(huán)混合液至缺氧反應(yīng)器。
A2/O工藝效果穩(wěn)定，同步除磷脫氮，水力停留時(shí)間短，在厭（缺）氧、好氧交替運(yùn)行的條件下，可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹(SVI<100），有利于后續(xù)泥水分離，運(yùn)行費(fèi)用低。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中還需設(shè)置二沉池和鼓風(fēng)機(jī)房，回流設(shè)備和回流構(gòu)筑物。占地大，對(duì)管理要求高，故本工藝一般用于大中型污水廠。
SBR工藝
SBR工藝即間歇式活性污泥處理系統(tǒng)。其工作原理是：流態(tài)上*混合，有機(jī)物降解是時(shí)間上的推流。反應(yīng)器的間歇運(yùn)行，是通過其主要反應(yīng)器-曝氣池的運(yùn)行操作而實(shí)現(xiàn)的。然而傳統(tǒng)的SBR工藝除磷脫氮效果一般，為提高處理效果，派生出一系列的改良工藝。如CAST工藝將反應(yīng)階段設(shè)計(jì)成為缺氧-好氧-厭氧環(huán)境；而ICEAS工藝反應(yīng)階段反復(fù)“曝氣好氧，閑置缺氧”；都能取得較好的去除效果。

氧化溝工藝
氧化溝是我國污水處理廠常用的工藝形式。氧化溝工藝是上世紀(jì)50年代由荷蘭的巴斯威爾（Pasveer）所開發(fā)的一種污水處理技術(shù)，通過不同溶解氧濃度梯度，實(shí)現(xiàn)厭氧、缺氧、好氧除磷脫氮。
除磷脫氮新工藝發(fā)展
上述工藝隨廣泛應(yīng)用，但也存在一些問題，如：投資大，運(yùn)行費(fèi)用高等。隨著污水處理技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一批能耗低，投資省，管理簡單的處理工藝。下面介紹三種新型工藝：生物倍增工藝、MSBR工藝及分點(diǎn)進(jìn)水工藝。
生物倍增（Bio-Dopp）工藝
生物倍增污水處理工藝是由德國恩格拜環(huán)保技術(shù)公司開發(fā)的一項(xiàng)先進(jìn)處理技術(shù)。該工藝由Bio-Dopp*的曝氣系統(tǒng)、固定床以及快速澄清池組成。在這一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)：生物除磷脫氮、氧化去除有機(jī)物、污泥硝化穩(wěn)定。
Bio-Dopp工藝集中污水生物處理工藝的優(yōu)點(diǎn)，把微生物去除過程集中在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)同步進(jìn)行，并實(shí)現(xiàn)水泥分離，省去傳統(tǒng)工藝中的二沉池。通過培養(yǎng)特殊菌種達(dá)到低氧除磷的效果。而且Bio-Dopp曝氣系統(tǒng)產(chǎn)生微小氣泡，曝氣效率高，反應(yīng)器控制在低溶解氧水平（0.1-0.3mg/L，因此，曝氣量大大降低，降低了噸水處理成本。經(jīng)試驗(yàn)及實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)，本工藝出水水質(zhì)優(yōu)良，正常情況下能滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，在低溫情況下亦能滿足一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，此外該工藝還有占地小，投資低，產(chǎn)泥少，操控簡單等優(yōu)點(diǎn)。

水解（酸化）-好氧處理系統(tǒng)中的水解（酸化）段的目的，對(duì)于城市污水是將原水中的非溶解態(tài)有機(jī)物截留并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機(jī)物；對(duì)于工業(yè)廢水處理，主要是將其中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì)，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧生物處理。
水解工藝的開發(fā)過程是從低濃度城市污水開始的，與高濃度廢水的厭氧反應(yīng)器中的水解、酸化過程是不同的。在厭氧反應(yīng)器過程中水解、酸化的目的是為厭氧反應(yīng)器消化過程中的甲烷化階段提供基質(zhì)。
因此，盡管水解（酸化）-好氧處理工藝中的水解（酸化）段和厭氧反應(yīng)器消化工藝中的產(chǎn)酸過程均產(chǎn)生有機(jī)酸，但是由于兩者的處理目的的不同，各自的運(yùn)行環(huán)境和條件有著明顯的差異，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
MBR膜污水處理一體化裝置代謝環(huán)境的區(qū)別
（1）氧化還原電位（Eh）不同
在厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)中，由于完成水解、酸化的微生物和產(chǎn)甲烷微生物共處于同一個(gè)反應(yīng)器中，整個(gè)反應(yīng)器的氧化還原電位（Eh）的控制必須首先滿足對(duì)Eh要求嚴(yán)格的甲烷菌，一般為300mV以下，因此，系統(tǒng)中的水解（酸化）微生物也是在這一電位值下工作的。水解（酸化）-好氧處理工藝中的水解（酸化）段為一典型的兼性過程，只要Eh控制在0mV左右，該過程即可順利進(jìn)行。

（2）pH值不同
在厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)中，消化液的pH值控制在甲烷菌生長的*pH值范圍，一般為6.8-7.2。對(duì)于水解（酸化）-好氧處理系統(tǒng)來說，由于濃度低不存在酸的抑制問題，因此，可以不控制pH值的范圍，一般pH在6.5-7.5之間。
（3）溫度不同
兩種工藝對(duì)溫度的控制也不同，通常厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)的溫度均嚴(yán)格控制，要么中溫消化（30-35℃），要么高溫消化（50-55℃）。而水解處理工藝對(duì)溫度無特殊要求，通常在常溫下運(yùn)行，也可獲得較為滿意的水解（酸化效果）。
（4）優(yōu)勢(shì)菌種不同
由于反應(yīng)條件不同，兩種工藝系統(tǒng)種優(yōu)勢(shì)菌群也不相同。在厭氧消化系統(tǒng)種，由于嚴(yán)格地控制在厭氧條件下，系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)菌群為專性厭氧菌，因此完成水解（酸化）的微生物主要為厭氧微生物。水解（酸化）工藝控制在兼性條件下，系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)菌群也是厭氧微生物，但以兼性微生物為主，完成水解（酸化）過程的微生物相應(yīng)也主要為兼性厭氧菌！
傳統(tǒng)活性泥技術(shù)
活性泥技術(shù)就是指利用活性泥去除生活污水中有機(jī)物的技術(shù)。處理方法如下。首先，污水、活性泥同時(shí)進(jìn)入曝氣池內(nèi)。然后再在曝氣池中送入空氣，這樣污水和活性泥就能進(jìn)行充分的融合，進(jìn)而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。接著，將上述反應(yīng)產(chǎn)物送到二次沉淀池，在二次沉淀池里主要進(jìn)行的是分離工藝。在第三步中被分離出來的活性泥通過特制的回流裝置可以再次進(jìn)入曝氣池，達(dá)到重復(fù)利用的目的?；钚阅嗉夹g(shù)操作簡單，得到了廣泛的應(yīng)用。

序批式活性泥法

序批式活性泥法簡稱SBR法，此法中重要的是水中大量的微生物，它們可以充分分解水中的污染物。其發(fā)揮主要作用的裝置是一個(gè)反應(yīng)池，該反應(yīng)池不僅能發(fā)揮曝氣池所擁有的作用，也有沉淀池具有的沉淀功能，而且序批式活性泥法處理污水時(shí)沒有污泥回流裝置。
就可以做到污水處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，這是一個(gè)運(yùn)行操作周期，各個(gè)步驟循序漸進(jìn)，非常有條理。SBR法的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備使用量少、占地面積小、經(jīng)濟(jì)成本低，處理污水效果好（尤其是脫氮除磷效果）。
生物曝氣過濾技術(shù)
生物曝氣過濾技術(shù)首先需要一個(gè)生物過濾池，此池內(nèi)有一種為了保證微生物正常生長而提供的顆粒性濾料。主要作用是為了生物處理出水的硝化，去除氨氮物質(zhì)。此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)為占地面積小，但是其運(yùn)行較困難，降級(jí)成本較高。

現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理。
一級(jí)處理主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級(jí)處理的要求。經(jīng)過一級(jí)處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。一級(jí)處理屬于二級(jí)處理的預(yù)處理。