污水处理常规工艺

目前氧化沟有很多形式种类，如Carrousel氧化沟、Orbal氧化沟及交替式氧化沟等，不管是什么形式的氧化沟，它们均具有氧化沟特性。
氧化沟是活性污泥法的一种变形，污水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断循环流动，具有特殊的循环流态，既是完全混合式又具有推流式的特征。氧化沟一般在延时曝气条件下运转，水和固体停留时间长，固体总量较多，因而能对进水水质的冲击有一定的缓冲作用。又因为氧化沟沟内循环量高于进水流量的几十倍甚至于上百倍，使其产生较大稀释能力。氧化沟的曝气装置不是全池分布，因而很容易在沟内形成好氧和缺氧交替出现的状态。
奥贝尔氧化沟由三个同心沟道组成，通过对三个沟道不同溶解氧呈梯度变化的控制，不仅能很好的降解有机物和悬浮物，还能有效地除磷脱氮，污水经过氧化沟完成生物降解后再进入沉淀池进行泥水分离。
Orbal氧化沟系统工艺需另设污泥回流系统，将沉淀后的污泥回流到氧化沟中，使微生物处于平衡状态，剩余污泥由剩余污泥泵排出。

膜生物反应器是一种结合了活性污泥曝气和微滤技术的一种小规模生活污水处理技术，由于其出水水质较好，尤其是SS较低，因此，是近年来在生活污水处理回用领域应用较多的一种工艺。膜生物反应器的优点有：
（1）结合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点，超（微）滤膜组件作为泥水分离单元完全可以取代二次沉淀池，微孔超滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使生物反应器内微生物浓度较高，提高了生物对有机物的氧化率。
（2）膜滤后出水质量高，感官上已经接近自来水的情况，且出水水质稳定可靠。
（3）系统剩余污泥排放较小。
（4）系统流程简单，易于集成，占地面积较少，是传统中水系统的1/2左右。
（5）整个系统自动化程度高，运行管理简单方便。
膜生物反应器存在以下缺点：
（1）运行费用高。
膜的更换费用是影响一体式MBR系统运行费用的关键因素，而动力费用是影响分离式MBR系统运行费用的关键因素，常规分离式MBR运行能耗为3～4 kW·h/m3，同时淹没式MBR运行能耗为0.6～2 kW·h/m3，也高于活性污泥法的0.3～0.4 kW·h/m3。MBR工艺平均运行费用在2元/m3以上。
（2）阻力损失较大，以及膜寿命单机处理能力较小。
（3）不适合应用于处理较大水量的场合。

生物转盘又称浸没式生物滤池，一系列串连的旋转圆盘约有一半的盘片浸没在接触反应槽内的废水中。转盘转达离开污水于空气接触，生物膜上的固着水层从空气中吸收氧，固着水层中的氧是过饱和的，并将其传递到生物膜和污水中，使槽内污水的溶解氧含量达到一定的浓度，甚至可以达到饱和，从而有效去除有机物。
该工艺的优点有：
（1）工艺可靠,微生物浓度高，生物相丰富，出水水质稳定。
（2）维护管理简便,不需要经常调节生物污泥量，不会发生污泥膨胀，复杂的机械设备也比较少。因此，便于维护管理。
（3）运行成本低,接触反应槽不需要曝气，污泥也无需回流。因此，动力消耗较低，节省运行成本。
但是该工艺仍存在一些致命的缺点：
昂贵的转盘使投资较活性污泥法大，转盘支撑填料的钢结构骨架长期在污水中浸泡，腐蚀严重，2-3年需进行一次油漆，采用用防水防腐漆，油漆一次要拆填料、空气罩等，工作量很大。如采用不锈钢骨架，每台转盘的成本增至10多万元，一次投资太大。转盘填料塑料，以及环氧玻璃钢制成的空气罩使用寿命不会超过10年，需要研制替代材料。本厂区污水量时变化系数较大，在泵房停止供水时，为了维持气动生物转盘微生物的活性，罗茨鼓风机仍需照常运转供气，造成电能的严重浪费。处理效果一般，部分盘面暴露在空气中会给周围的环境带来很大的气味。

CASS工艺循环阶段和循环过程
循环式活性污泥法是间歇式活性污泥法的一种改进。在一个或多个平行运行、且反应容积可变的池子中，完成生物降解和泥水分离过程。因此在该工艺中无需设置单独的沉淀池。在这一系统中，活性污泥法按照“曝气-非曝气”阶段不断重复进行。在曝气阶段主要完成生物降解过程，在非曝气阶段虽然也有部分生物作用，但主要是完成泥水分离过程。 由于循环式活性污泥法工艺按照“注水-排水”以及“曝气-非曝气”顺序完成处理过程，因此属于序批式活性污泥法。
CASS工艺每一操作循环由下列四个阶段组成：
⑴进水/曝气阶段
⑵进水/沉淀阶段
⑶进水/撇水阶段
⑷进水/闲置
循环开始时，由于污水的进入，使得池子内部的水位由某一低水位开始上涨；经过一定时间的曝气和混合后，系统停止曝气以便使反应器内的活性污泥进行絮凝沉淀，活性污泥将在静止的环境中沉淀。当沉淀阶段完成后，撇水器将把池子上部的上清液排出系统，同时水位将降低到初始的深度。之后，系统将重复以上过程。上述各个阶段组成一个循环，并不断重复。
工艺特点
工艺流程简单，布置紧凑，占地面积少，投资省，维护管理方便。
本工艺好氧曝气设备选用有效的曝气装置，具有充气量大，氧利用率高，运行稳定，曝气均匀的特点。
本工艺流程剩余污泥量很少，产生臭气量少，无二次污染。

Ⅰ、工艺方面的特征：
(1)生物接触氧化法多采用比表面积大、空隙率高、水流通畅的生物填料，又加上充足的有机物和溶解氧，适用于微生物栖息增殖，因此生物膜上的生物是丰富的，除细菌和多种种属的原生动物和后生动物外，还能够生长氧化能力较强的球衣菌属的丝状菌，而无污泥膨胀现象发生。在生物膜上能够形成稳定的生态系统和食物链。
(2)填料表面全部为生物膜所密布，形成了生物膜的主体结构，由于丝状菌的大量滋生，有可能形成一个呈立体结构的密集的生物网，废水在其中通过能够有效地提高净化效果。
(3)由于进行曝气，生物膜表面不断的接受曝气吹脱，这样有利于保持生物膜的活性，一直厌氧膜的增殖，也宜于提高氧的利用率，因此能够保持较高浓度的活性生物量。正因为如此，生物接触氧化法能够接受较高的有机负荷，处理效率较高，有利于减小反应池容积和占地面积。
Ⅱ、运行方面的特征：对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理效果，对排水不均匀的企业，更具有实际意义；操作简单，运行方便、易于维护管理，勿需污泥回流，不产生污泥膨胀现象；污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀。
Ⅲ、功能方面的特征：具有多种净化功能，除有效地去除有机污染物外，如运行得当还能够用以脱氮和除磷，因此可以作为三级处理技术。

曝气生物滤池技术开始由法国CGE公司所属的OTV公司开发特别是在近几年，曝气生物滤池技术又有了长足的进步， 在我国．该项技术的应用也得到了发展．同时，在我国的中水、生活污水和工业废水的处理中，该工艺技术也得到了不断的应用。曝气生物滤池的原理和特点如下
（1）原理
曝气生物滤池的基本原理是在一级强化的基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物链的分级捕食作用。实现污染物在同一单元反应器内的去除。曝气生物滤池借鉴了生物接触氧化反应器和深床过滤的设计原理，反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域。可同步实现硝化和反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的翻。
（2） 特点
与普通的活性污泥法相比．曝气生物滤池有如下的特点：
a、具有更高的生物浓度和有机负荷。曝气生物滤池中采用的粗糙多孔的粒状填料为微生物提供了更佳的生长环境。易于挂膜及稳定运行。可在填料表面保持较多的生物量，单位体积内微生物量远远大于活性污泥中的微生物量(可达10～15g／L)，高浓度的微生物量使得曝气生物滤池的容积负荷增加 。
b、工艺简单。基建费用低。由于填料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附架桥作用，因此，可省去二沉池，进而降低基建费用；在稳定运行情况下，去除SS的机理类似于普通快滤池，只要没有发生穿透，出水SS均较为理想。
c、抗冲击负荷能力强，耐低温。国外运行经验表明，曝气生物滤池可在正常负荷2～3倍的短期冲击负荷下运行，而其出水水质变化很小。这主要依赖于滤料的高比表面积，当外加有机负荷增加时。滤料表面的生物量可以快速增值；另一方面依赖于整体曝气生物滤池的缓冲能力。并具有良好的运行效果。
d、粒状填料可使充氧效率大大增加。一般氧利用率可增加10％～15％ ，降低了运转费用。这主要是由于污染物、生物膜和填料之间的接触更理想，在氧气的上升过程中，与这三者发生无数次碰撞，增加了传质效果。
e、管理简单。曝气生物滤池抗冲击负荷能力很强，没有污泥膨胀问题，能保持池内较高的微生物浓度，因此日常运行管理简单，处理效果稳定。易挂膜，启动快。

A2/O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺，在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷 。
在好氧段，硝化细菌将入流污水中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷去除。
本项目废水中有机污染物除了含大量的有机物外还含有高浓度的氨氮，根据大量工程经验，当氨氮浓度很高时，会消耗大量的溶解氧，若A2/O池设计不合理很容易造成运行中好氧池瘫痪，系统无法正常运行。同时若氨氮去除效果不好会直接影响到出水COD的含量，造成出水COD浓度升高。因此，好氧系统主要是去除水中的有机物及氨氮，需要选择能去除有机物及水中氨氮的工艺。
（1）A2/O池对水中有机物(COD)的去除：
A2/O池中保持一定的污泥浓度，即微生物量，通过向O池中通入一定的空气，为微生物提供足够的氧气，好氧微生物利用水中的有机物进行新陈代谢活动：首先有机物被污泥絮体表面吸附，通过与絮体中微生物接触并进入微生物细胞体内，在酶的作用下，一部分有机物被分解掉，一部分转化为自身细胞。从而达到去除有机物的目的。下图为有机物被微生物分解代谢的过程（已做图）：

（2）A2/O池对废水中氨氮的去除：
在A2/O池生化系统内氨氮主要通过微生物的同化作用以及硝化菌和反硝化菌的作用予以去除。
同化作用去除主要是通过微生物增殖过程中对氮的吸收，转化为微生物自体物质，然后通过排出剩余污泥的方式排出处理水之外。同化作用氮的去除效果主要依运行条件和水质而定。
生物硝化反硝化脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。
硝化反应：
硝化反应是在好氧条件下，将NH4+转化为NO2-和NO3-的过程。
反硝化反应：
反硝化反应是指在无氧或缺氧的条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程。
反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在有氧存在时，它会以O2为电子受体进行呼吸；在无氧而有NO3-或NO2-存在时，则以NO3-或NO2-为电子受体，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。在生化过程中，约96%的NO3-N经异化过程还原，4%经同化过程合成微生物

要保证出水TP低于0.5mg/L难度较大，化学除磷就成为可靠的选择与补充，本工程考虑辅助化学除磷措施—混凝沉淀池，确保尾水达标排放。
混凝沉淀原理：在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。
混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝剂为电解质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降。混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为10-3~10-6 mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。
化学除磷即采用向污水中投加化学药剂，使水中磷酸根离子生成难溶性的盐，形成絮凝体与水分离，达到去除污水中所含磷的一种除磷方法。