污水处理技术之同时硝化反硝化工艺
上世纪九十年代，据一些相关文献报道，在活性污泥工艺好氧段中经常发现TN 有 30%的损失。目前对这种现象主要有两种解释，一种是生境论，从系统微生物所处环境的角度进行解释，包括宏观生境论和微观生境论：污泥菌胶团存在溶解氧梯度（微观生境论）或者充氧装置的充氧不均和不存在完全均匀混合状态的反应器（宏观生境论），造成一个反应器中可以形成适应不同微生生长的各种微环境，为 SND 作用提供外部环境。另一种是从微生物的生理学角度来解释，可称之为生物论，主要是基于近年来所发现的异氧硝化菌及好氧反硝化。在污水处理方面，我们总是寄希望于通过研发一些“高大上”的技术来为自己解围，殊不知我们祖先创造的原生态文明完全可以解决自己的排泄物与排水问题。SND 较传统工艺具有明显优势：可以减少 20%-40%的碳耗量和 30%的污泥产量；硝化和反硝化反应在同一个反应器中完成，反硝化产生的碱度能够及时中10 重庆大学博士xue位*** 12 和硝化反应产生的酸度，有助于稳定反应过程的 pH 值，而且节省反应器体积、缩短反应时间。值得一提的是，SND 节省碳耗主要有三个途径：
1）通过同时短程硝
化反硝化实现，一些研究结果表明适当控制反应过程条件，如系统中的溶解氧浓度，可以使得 SND 的脱氮方式以稳定的短程硝化并同时反硝化的形式去除；
2）一些学者认为 SND系统中存在着异养的硝化菌可以将 NH4 -N 直接转化成氮气；
3）SND 较易在低 DO 的条件下发生，据所查文献显示，DO 浓度对 SND 有着重要的影响，对于实现 SND 来说，DO浓度不宜太高，Fuerhacker 等研究发现，反应器中 DO 含量增大会削弱活性污泥反硝化的能力；还有一些研究表明，当反应器内DO浓度控制在0.5mg/L 左右时，其硝化的速率刚好与反硝化速率达到动态平衡，进而实现完全的 SND。而在进水碳源不足的系统中，为了限制有机物的有氧氧化程度，通常会减少反应器中的曝气量，而这样的运行方式与 SND 需要降低系统 DO 浓度的要求不谋而合。这对低碳源污水的处理具有实际意义。耐盐菌在实验室条件下可以做到耐受8%的盐度，实际污水池中使用推荐在5%以内，大于5%采用稀释或预处理将盐度降下来。
污水处理技术之短程硝化反硝化工艺
传统生物脱氮将氨氧化为xiao酸后，再进行缺氧反硝化。但实际上从氮的微生物转化过程来看，氨被氧化成xiao酸是由两类***的xi菌催化完成的，因此，在合适的条件下，氨的氧化可以终止在亚xiao酸盐阶段，即短程硝化。2mm的污物，污水由进口进入缓冲槽，特殊的缓冲槽均匀步入内网筒，由内网筒通过旋转叶片将截留物质排出，过滤的水由网筒缝隙排除。短程反硝化就是反硝化菌在有机碳源作用下发生的 NO2--N 的异养反硝化，在不考虑生物同化作用的情况下，氮的转化过程可用下式表示：在不考虑生物同化耗碳的情况下，短程反硝化 1mg NO2-N 需要 1.71mg BOD，比传统生物脱氮方式节省 40%的碳耗。
因此，理论上认为短程硝化反硝化是较适合低碳源污水生物脱氮需求的种技术。但是，普遍认为将生物硝化过程控制在亚硝化阶段是比较困难的，因为亚xiao酸盐氧化菌（NOB）比氨氧化菌（AOB）具有更高的基质利用速率。
近年，大量学者研究发现通过调控温度、溶解氧、p H以及污泥龄SRT等运行参数，可以促进短程硝化反硝化过程的进行：
①温度 T：氨氧化菌和亚xiao酸盐氧化菌生长的适合温度范围不同，低于 15℃或高于 30℃都能实现亚xiao酸盐的积累。
② 溶解氧 DO：研究表明氨氧化菌的氧饱和常数为 0.2～0.4mg·L-1、而亚xiao酸盐氧化菌为 1.2～1.5mg·L-1。因此，在低 DO 条件下，氨氧化菌对氧的利用率比亚xiao酸盐氧化菌高，增值速率也更快，通过淘汰亚xiao酸盐氧化菌实现亚xiao酸盐的积累。把固体和液体分开的过程都是固液分离，方法非常多，沉降，过滤，膜过滤，压滤，真空，离心机……固液分离机是利用离心力，分离液体中固体颗粒物和絮状物的机械。
③p H 值：研究发现氨氧化菌和亚xiao酸盐氧化菌适宜生长的 pH 不同。就氨氧化菌而言，p H 为 7.4～8.3 时生长速率较高，p H 为 8 左右达到适合。而亚xiao酸盐氧化菌，p H 为 7.0 时生长速率达到适合。01%，B/C有一定程度的提高，降低后续工艺的能耗，同时对污泥还有一定的水解作用，因此能达到良好的强化预处理作用。因此，控制 p H 可以实现亚xiao酸盐的积累。
④污泥龄 SRT：研究发现氨氧化菌的倍增时间比亚xiao酸盐氧化菌短，通过控制 SRT 可以逐渐富集氨氧化菌而淘汰亚xiao酸盐氧化菌，实现亚xiao酸盐的积累。
目前，荷兰 Delft 工业大学开发的 Sharon 工艺（Single reactor for high activity ammonia removal over nitrite）、比利时 Gent 大学提出 OLAND 工艺等，都是典型的短程生物脱氮工艺技术。前者，通过调控温度和 p H，获得了好的亚硝化效果；后者调控 DO，实现了氨氮的部分亚硝化以及亚xiao酸盐的自养脱氮。目前典型的农村污水生物处理工艺，单位电耗数倍于城市污水处理，全部处理，年耗电达到数百亿度。
有学者通过控制温度（30℃）和 DO（低于 0.5mg/L），在 MBR 系统中成功启动高 NH4 -N（70-300mg/L）废水的亚硝化转化和亚xiao酸盐的积累。
污水处理工程设计参数的一些经验分享
作为污水来源之一的生活污水，它的污水处理结果好坏将直接影响我们生活的水环境生态，本文详细总结了生活污水处理涉及到的各种参数，包括污水处理设备选择、污水处理工艺对比等等，污水处理工程设计参数经验分享希望能给大家带来帮助。
1、有关术语
污水：指在生产与生活活动中排放的水的总称。
排水量：指在生产过程中直接用于工艺生产的水的排放量。不包括间接冷却水、厂区锅炉、电站排水。
一切排污单位：指本标准适用范围所包括的一切排污单位。
其他排污单位：指在某一控制项目中，除所列行业外的一切排污单位。
BOD生化需氧量。COD化学需氧量。TOC总有机碳。TOD总需氧量。SS悬浮物。
TS总固。TN总氮。TP总磷。MLSS污泥浓度。SV污泥沉降比。SVI污泥体积指数。
污泥负荷：单位时间内单位活性污泥所消耗的有机物的量。
滤料容积负荷：每方滤料每天所承受进水中污染物的能力。
滤料水力负荷：每方滤料每天通过的污水的体积。
表面负荷：单位时间单位面积构筑物所能承受处理的污水体积。
2、集水井设计：
容积的确定，按大于日处理量之5分钟之容积。根据现场安排尺寸设置水深，根据水深度确定截面积。提升泵选择?选择流量及数量应满足一小时排空集水井。
3、调节池设计：
容积的确定，按日处理量之35%-50%确定。底部设一定坡度(大于0.05)坡向积水坑可设微孔曝气，曝气量确定：按5-6m3/(m2.h)设计或气水比4/1确定。容积校验根据，停留时间：V/Q即有效容积/流量，一般在8小时左右。泵的选择考虑流量及扬程。但是，大量研究表明厌氧氨氧化菌生长周期长（约11d）、生长速率低，导致工艺启动时间长。空气搅拌气水比(1-3)：1。消毒池V=30min以上量，卤消毒5-8mg/L。中水池V日水量之25%-35%。
4、接触氧化池：
容积的确定，一般按照前调节池容积之1/2计，根据现场确定池深及截面积。容积之校验，有效容积之停留时间T=V/Q一般时间按水之BOD浓度计生活污水按大于等于3小时***系数计算。在传统污水处理观念下，处理后的再生水被视为“主”产品，而在可持续污水处理理念下再生水实际上变成了“副”产品，因为将主产品磷回收与碳中和完成后，污水随之得到净化，这与传统目标异曲同工。内设半软性填料，超高按0.3米，具体填料高度可以按照设计之池子高度确定。长宽比控制在2/1~1/1有效面积不宜大于100m2
校验按照单位体积填料消耗BOD5值来计算(依据填料之布置计算填料体积)进水BOD5值为Amg/l，出水BOD5值取Bmg/l，则BOD5的消减量为：(A-B)*Qkg/d，单位体积填料消耗BOD5值应lt;1.0kg/d
校验按照填料的容积负荷：Fr=0.2881×L0.7246应lt;3㎏/(m3.d)，L为生物接触氧化系统出水BOD5值。
校验按照污水与填料需要的接触时间：t=24Lj/(1000Fr)，Lj为生物接触氧化系统进水BOD5值。污水与填料的实际接触时间t停=V有效/Q应该gt;t
接触氧化池曝气量的确定：接触氧化池曝气强度宜采用10-20m3/(m2.h)，同时参考《建筑中水设计规范》(G***336-2002)可知，接触氧化池曝气量可按BOD5的去除负荷计算，一般为40～80m3/kgBOD5风机风压高于出水层0.5-1米
接触氧化高度确认：由下至上包括构造层、填料层、稳水层、超高。一般构造层高度控制在0.6m~1.2m添料层高度控制在2.5m~3.5m稳水层高度控制在0.4m~0.5m超高控制不小于0.5米
其他：接触氧化池底部应设放空管道，布气系统设于池底
5、二级接触氧化(参看一级处理)
6、曝气生物滤池：
容积确定，深度处理根据滤池表面负荷设计一般选择2～6m3/m2.h(负荷选取低***系数高)举例：处理量按Q=10000m3/d，BOD容积负荷介于0.2～0.3kg/(m3.d);曝气生物滤池座数不宜少于2座，高座数以8～12座为宜;曝气生物滤池单池表面面积以不高于50m2为宜;滤料粒径以介于3～20mm之间为宜。滤池总面积：416.3/(2～6)=208～69m2。目前在城市生活污水处理研究和应用领域，普遍存在的问题有：(1)采用传统的活性污泥法，往往基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀现象。本工程取144m2即每座平面尺寸：6×6m2，共4座。
容积校验根据BOD容积负荷校核：10000×(20-10)/(144×3.3×103)=0.21kg/(m3.d)，在要求范围内。计算结果：4座平面尺寸为6.0×6.0m滤料高度3.3m的曝气生物滤池。滤料粒径取3～5，4～6mm。前者为滤层，高度为2.5m;后者为接触层，高度为0.8m。现有技术：（1）生物处理工艺：活性污泥法（传统法、SBR）、生物接触氧化、膜生物反应器、自然曝气生物膜法。滤池高度：配水区高度1.2m，滤板厚0.1m，承托层高度0.4m，滤料高度3.3m，清水区高度1.0m，超高0.5m。滤池总高度6.5m。
曝气量与鼓风机：曝气生物滤池气水比宜为(1～3)：1或根据下面计算在曝气生物滤池这样的生物膜法反应器中，生物膜耗费的溶解氧总量一般为1～3mg/l。为使滤料表面的好氧菌膜维持良好的生物相，通过滤料层后的剩余溶解氧应保持在2～3mg/l，这样要求污水进入滤料层前的溶解氧为4～6mg/l左右。微生物需氧量R包括合成用氧量和内源呼吸用氧量两部分，即R=1.46ΔBOD 0.18P=328kg/d。式中R为微生物膜的需氧量，kg/d;ΔBOD为滤池单位时间内去除的BOD量，kg/d;P为活性生物膜数量。（3）楯纤虫属于敏感生物，占优势生长与否也和污泥膨胀没有太大关系。曝气装置氧转移效率一般在5%～15%，本工程设计值选取20%;空气密度ρ为1.293kg空气/m3;空气中氧含有重量OW为0.232kgO2/kg空气;每天所需空气量：GS=328/(0.2×0.232×1.293)=5467m3鼓风机风量Q=GS/(24×60)=3.8m3/min鼓风机风压P=h1 h2 h3 h4 h5=2 1 45 8 1.0=57KPa，本工程鼓风机风压选用59KPa。其中h1为空气管道的沿程损失;h2为空气管道的局部阻力损失;h3为空气扩散装置扩散深度;h4为空气扩散装置的阻力;h5为所在地区大气压。每座曝气生物滤池由一台鼓风机单独供风，四座曝气生物滤池共需四台鼓风机，一台鼓风机作为四台鼓风机的备用风机，即工艺曝气鼓风机共5台。
反吹系统：曝气生物滤池反冲洗时，先气洗(2倍曝气量，气水比3.7：1)5min，反冲线速度宜为0.4～0.8m3/(m2.min);再气、水联合反洗5min(气洗反冲线速度宜为0.4～0.8m3/(m2.min)，水洗反冲洗强度为8～16l/(m2.s)..进水之1.5-2倍);***后水洗5min，反冲洗强度为8～16l/(m2.s)，完成后进入正常运行状态。5、整个设备处理系统配有全自动电气控制系统和设备故障报警系统，运行安全可靠，平时一般不需要专人管理，只需适时地对设备进行维护和***。曝气风速主管15米/秒，支管25米/秒
