在污水處理中作為水體富營(yíng)養(yǎng)化禍?zhǔn)字�一的磷，是污水處理工藝中關(guān)注的重點(diǎn)對(duì)象之一，而污水處理中的除磷法又分為化學(xué)除磷法和生物除磷法，今天就生物除磷法的基本知識(shí)作相關(guān)探討。

生物處理法基本原理：

生物除磷法的基本原理就是利用聚磷菌（也稱除磷菌、磷細(xì)菌）的細(xì)菌在污水處理的厭氧條件下能充分釋放其細(xì)胞體內(nèi)的聚合磷酸鹽；而在好氧條件下，又能超過(guò)其生理需要從水中吸收磷，并將其轉(zhuǎn)化為細(xì)胞體內(nèi)的聚合磷酸鹽，從而形成富含磷的生物污泥，通過(guò)沉淀從污水處理工藝系統(tǒng)中排出，實(shí)現(xiàn)污水處理工藝中的生物除磷。

影響因素：

污水處理工藝中生物除磷的影響因素包括：溫度、PH值、厭氧池DO、厭氧池硝態(tài)氮、泥齡、RBCOD含量、糖原。

1、溫度

溫度對(duì)污水處理工藝的除磷效果影響不如對(duì)生物脫氮過(guò)程的影響那么明顯，在一定溫度范圍內(nèi)，溫度變化不是十分大時(shí)，污水處理工藝中的生物除磷都能成功運(yùn)行。試驗(yàn)表明，在污水處理時(shí)，生物除磷的溫度宜大于10℃，因?yàn)榫哿拙�在低溫時(shí)生長(zhǎng)速度會(huì)減慢。

2、PH值

當(dāng)PH值在6.5一8.0時(shí)，聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持穩(wěn)定，當(dāng)PH值低于6.5時(shí)，吸磷率急劇下降。PH值的突然降低，無(wú)論在污水處理工藝中好氧區(qū)還是厭氧區(qū)磷的濃度都會(huì)急劇上升，PH降低的幅度越大釋放量越大，這說(shuō)明PH降低引起的磷釋放不是聚磷菌本身對(duì)PH變化的生理生化反應(yīng)，而是一種純化學(xué)的“酸溶”效應(yīng)，而且PH下降引起的厭氧釋放量越大，則好氧吸磷能力越低，這說(shuō)明PH下降引起的釋放是破壞性的，無(wú)效的。PH升高時(shí)則出現(xiàn)磷的輕微吸收。

3、溶解氧

每毫克分子氧可消耗易生物降解的COD3mg,致使聚磷生物的生長(zhǎng)受到抑制，在污水處理時(shí)難以達(dá)到預(yù)計(jì)的除磷效果。在污水處理工藝中，厭氧區(qū)要保持較低的溶解氧值以更利于厭氧菌的發(fā)酵產(chǎn)酸，進(jìn)而使聚磷菌更好的釋磷，另外，較少的溶解氧更有利予減少易降解有機(jī)質(zhì)的消耗，進(jìn)而使聚磷菌合成更多的PHB。

而污水處理工藝中好氧區(qū)需要較多的溶解氧，以更利于聚磷菌分解儲(chǔ)存的PHB類物質(zhì)獲得能量來(lái)吸收污水中的溶解性磷酸鹽合成細(xì)胞聚磷。厭氧區(qū)的DO控制在0.3mg/l以下，好氧區(qū)DO控制在2mg/l以上，方可確保污水處理的厭氧釋磷好氧吸磷的順利進(jìn)行。

4、厭氧池硝態(tài)氮

厭氧區(qū)硝態(tài)氮存在消耗有機(jī)基質(zhì)而抑制PAO對(duì)磷的釋放，從而影響污水處理中好氧條件下聚磷菌對(duì)磷的吸收。另一方面，污水處理時(shí)硝態(tài)氮的存在會(huì)被氣單胞菌屬利用作為電子受體進(jìn)行反硝化，從而影響其以發(fā)酵中間產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸，從而抑制PAO的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。每毫克硝酸鹽氮可消耗易生物降解的COD8.5mg，致使厭氧釋磷受到抑制，一般控制在1.5mg/l以下。

5、泥齡

污泥齡越小，除磷效果越佳。在污水處理中降低污泥齡，可增加剩余污泥的排放量及污水處理工藝系統(tǒng)中的除磷量，從而削減二沉池出水中磷的含量。但對(duì)于同時(shí)除磷脫氮的生物處理工藝而言，為了滿足硝化和反硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)要求，污泥齡往往控制得較大，這是污水處理中除磷效果難以令人滿意的原因。

6、RBCOD（易降解COD）

研究表明，當(dāng)以乙酸、丙酸和甲酸等易降解碳源作為釋磷基質(zhì)時(shí)，磷的釋放速率較大，其釋放速率與基質(zhì)的濃度無(wú)關(guān)，僅與活性污泥的濃度和微生物的組成有關(guān)，該類基質(zhì)導(dǎo)致的磷的釋放可用零級(jí)反應(yīng)方程式表示。而其他類有機(jī)物要被聚磷菌利用，必須轉(zhuǎn)化成此類小分子的易降解碳源，聚磷菌才能利用其代謝。

7、糖原

糖原是由多個(gè)葡萄糖組成的帶分枝的大分子多糖，是胞內(nèi)糖的貯存形式。如上圖所示聚磷菌中糖原在好氧環(huán)境下形成，儲(chǔ)存能量在厭氧環(huán)境下代謝形成為PHAs的合成的原料NADH并為聚磷菌代謝提供能量。所以在污水處理工藝中延遲曝氣或者過(guò)氧化的情況下，除磷效果會(huì)很差，因?yàn)檫^(guò)量曝氣會(huì)在好氧環(huán)境下消耗一部分聚磷菌體內(nèi)的糖原，導(dǎo)致厭氧時(shí)形成PHAs的原料NADH的不足。

縱觀以上所述，企業(yè)在污水處理時(shí)，針對(duì)工藝在處理菌上的選擇，對(duì)化學(xué)除磷來(lái)說(shuō)就顯得尤為重要！由鴻淳環(huán)保科技公司研發(fā)的第三代污水處理專用菌，是由臺(tái)灣微生物實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)潛心科研27年的科學(xué)沉淀成果，投入使用后快速回復(fù)系統(tǒng)穩(wěn)定，抗沖擊能力以及適應(yīng)力強(qiáng)，產(chǎn)品具備超高的效率去除磷、氨氮、COD等污染物質(zhì)，0化學(xué)成分，環(huán)保高效，使用后48小時(shí)見(jiàn)效，一周達(dá)標(biāo)，系統(tǒng)穩(wěn)定后無(wú)需長(zhǎng)期投入，為企業(yè)節(jié)省更多污水處理上的經(jīng)濟(jì)投入！

環(huán)境臭味成分及特性

臭味物質(zhì)大多是氣相污染物，主要由碳、氫、氧、氮、硫、鹵素等元素構(gòu)成。此外，屬粒狀污染物的金屬燻煙及油煙多帶異味，也可能含臭味物質(zhì)。

就化學(xué)結(jié)構(gòu)而言，臭味物質(zhì)分子多因具剩余電子，而有刺激人類嗅覺(jué)的特性。因此不飽和烴、氮化物、硫化物、氯烴、含氧烴、植物精油等化合物，都具有特殊味道。其中硫化甲基、硫醇、甲基胺等三類具特異性臭味，為多數(shù)人厭惡，被環(huán)保部門(mén)列為惡臭污染物。

生物除臭劑中的微生物成分就是針對(duì)消除臭源中的這些臭氣分子而研發(fā)的，生物除臭劑作用下所形成的生物分解層將抑制腐敗菌的生長(zhǎng)與繁殖，杜絕臭味氣體的產(chǎn)生。后文將會(huì)再著重介紹。

臭味來(lái)源

臭味物質(zhì)來(lái)源頗為廣泛，就產(chǎn)生機(jī)制而言，分為生物分解、化學(xué)反應(yīng)、物理作用等三類；就人類活動(dòng)而言，則分成生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)等四類。

有機(jī)物的生物分解主要是藉微生物及其產(chǎn)生的酵素，在缺氧狀況下，把有機(jī)物分解成有機(jī)酸、醇、酮及含還原態(tài)硫、氮等臭味物質(zhì)�；瘜W(xué)反應(yīng)是工業(yè)臭味產(chǎn)生的主要機(jī)制，例如石油的加氫脫硫反應(yīng)產(chǎn)生硫醇及硫化氫，加氫脫氮反應(yīng)產(chǎn)生氨以及樹(shù)脂熱裂解產(chǎn)生醇、酮、胺等。物理作用主要是臭味物質(zhì)的相轉(zhuǎn)移，例如油漆溶劑的蒸發(fā)、下水道氣味的逸出、油煙中揮發(fā)性有機(jī)物的排放等。

在生活方面，主要臭味源是生活污水及垃圾處理場(chǎng)，主要成分是還原態(tài)硫及氮化物、含氧碳?xì)浠�合物等，多�?shù)是有機(jī)物分解所產(chǎn)生。在農(nóng)業(yè)方面，主要臭味源是養(yǎng)豬場(chǎng)、養(yǎng)雞場(chǎng)、堆肥場(chǎng)等，主要成分與生活污水及垃圾相似，堆肥場(chǎng)尚含糞臭素等成分。在商業(yè)方面，干洗店、加油站等逸出的干洗油或汽柴油是主要臭味源，瓦斯分裝及鋼瓶檢驗(yàn)場(chǎng)逸出的著臭劑，也是商業(yè)臭味源。另外，餐館油煙與金屬加工廠焊制的煙霧中含有脂肪酸、乙醛、不飽和烯烴等，也常引發(fā)臭味問(wèn)題。

臭味控制原理及方法

選擇控制的方法需考量臭排氣流量、臭味成分、濃度、溫度、去除效率等因素，臭氣處理技術(shù)分為物理、化學(xué)、生物等三大類，一般可用單一技術(shù)或二種以上技術(shù)組合來(lái)完成單一臭氣處理工作。常用的物理法是活性碳吸附或水洗，化學(xué)法是化學(xué)洗滌、焚化，生物法則包括生物洗滌、生物滴濾、生物除臭劑投放等。

活性碳吸附法

活性碳是最普遍的吸附劑，常使用在低濃度臭氣成分的處理，可以有效除去烴、氯烴、氧烴（甲醛除外）等臭味。這個(gè)方法是把有機(jī)物吸附在多孔固體表面上而去除臭味。吸附操作溫度宜維持在攝氏40度以下，但若廢氣含有大量水分，活性碳表面會(huì)因水汽凝結(jié)，而使污染物質(zhì)吸附效果不佳。此外，灰塵、煙霧、雜質(zhì)等也會(huì)影響吸附效果。

化學(xué)洗滌法

化學(xué)洗滌法是藉由氣－液接觸，使氣相臭味成分轉(zhuǎn)移至液相，并藉化學(xué)藥劑與臭味成分的中和、氧化或其他反應(yīng)去除臭味物質(zhì)。典型的化學(xué)洗滌設(shè)備內(nèi)部多放置大表面積的充填物，以增加氣、液接觸效果，吸收液從塔頂往下流，廢氣向上噴，臭氣與吸收液經(jīng)充分接觸而反應(yīng)去除。

可用化學(xué)洗滌法處理的臭味物質(zhì)，包括有機(jī)硫化物、含氮化合物、有機(jī)酸及少數(shù)含氧碳?xì)浠�合物等。一般而言，鹼、酸性臭味成分可分別使用酸、堿性溶液中和，不過(guò)這方法只能把臭味分子轉(zhuǎn)成鹽類以利于吸收，須再用其他方法把臭味成分破壞或回收。

生物除臭法

生物法是把氣相中有機(jī)物傳輸至液相或固相生物膜，由微生物吸收并把它氧化分解為二氧化碳、水等最終產(chǎn)物。

由許多成功的經(jīng)驗(yàn)知道，低分子量及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高水溶性有機(jī)物較具生物分解性，而結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物則較難分解。有機(jī)物方面，醇、醛、酮及部分較簡(jiǎn)單的芳香族類，已確認(rèn)具生物分解性。無(wú)機(jī)物方面，硫化氫、氨、甲胺、硫醇、硫化甲基等也很容易被生物分解。多氯烴及多環(huán)芳香等的生物分解性則較低。

生物除臭劑投放

生物除臭劑的出現(xiàn)，意味著化學(xué)除臭劑正在一步步推出歷史的舞臺(tái)。化學(xué)除臭劑無(wú)論是氣味掩蓋法還是化學(xué)反應(yīng)法，都不能徹底消除臭味的根源，因?yàn)榛瘜W(xué)除臭劑并沒(méi)有杜絕臭源產(chǎn)生的根本。而生物除臭劑則采用有益微生物菌培育技術(shù)進(jìn)行除臭，由于其使用便捷，時(shí)效長(zhǎng)，見(jiàn)效快，價(jià)格實(shí)惠等一些列優(yōu)勢(shì)而備受青睞。生物除臭劑作用原理是利用多種培育出來(lái)的有益微生物菌附著在臭源表面，通過(guò)微生物代謝及其代謝產(chǎn)物形成生物分解層，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生抗氧化物質(zhì)，抑制腐敗菌的生長(zhǎng)與繁殖。作用完成后分解成水和二氧化碳，不對(duì)環(huán)境造成二次污染。說(shuō)白了就是生物除臭劑能從源頭扼殺臭味的產(chǎn)生。

近年來(lái)一種依靠先進(jìn)微生物技術(shù)培育出來(lái)的高品質(zhì)菌種，更是以其強(qiáng)勁的耐沖擊、高適應(yīng)能力而備受關(guān)注，投入使用的范圍包括農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、養(yǎng)殖畜牧、垃圾處理、公共衛(wèi)生、湖泊溝渠、食品加工、餐飲酒店等，這種能應(yīng)付各種復(fù)雜臭源環(huán)境的生物除臭劑，正是來(lái)自鴻淳環(huán)保科技有限公司的高效微生物除臭菌劑。

鴻淳環(huán)�？萍加邢薰�司生產(chǎn)的高效微生物除臭劑，有極強(qiáng)的耐候性；生物除臭劑可用于常年性的持續(xù)惡臭處理，也能從容面對(duì)暫時(shí)性的高濃度惡臭事件。對(duì)氨臭去除率達(dá)90%、硫化氫降解率達(dá)85%、臭氣濃度降解率達(dá)94%。純有益微生物制劑，對(duì)人畜誤觸也不會(huì)造成危害，安全、環(huán)保、高效，鴻淳環(huán)保公司的微生物除臭劑是你不可錯(cuò)過(guò)的一款消滅臭氣污染的利器！

廢水生物處理方式是以微生物作用為主題的新治理工藝，活性污泥法非常有代表性。本文從活性污泥處理工藝的特點(diǎn)、原理、優(yōu)缺點(diǎn)以及多種不同活性污泥處理技術(shù)運(yùn)用方式來(lái)進(jìn)行全方位介紹。

廢水生物處理借助環(huán)境工程和化學(xué)工程的手段和方法，以微生物作用為主體開(kāi)發(fā)出了種種用于控制和治理水污染治理的新方法。代表：活性污泥法、生物膜法、厭氧處理法、生物脫氮、除磷等工藝技術(shù)。

所謂“好氧”：是指這類生物必須在有分子態(tài)氧氣(O2)的存在下，才能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng)。

所謂“厭氧”：是能在無(wú)分子態(tài)氧存在的條件下，能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng)的生物。

有機(jī)污染物好氧微生物處理的一般途徑

廢水好氧生物處理過(guò)程中有機(jī)物的代謝及微生物的合成，可用下列基本圖式來(lái)表示：

1914年在英國(guó)建成第一座活性污泥污水處理試驗(yàn)廠是目前城市污水處理的主要方法。

一、基礎(chǔ)介紹

1.活性污泥法的特點(diǎn)

曝氣池中污泥濃度一般控制在2—3g/L，廢水濃度高時(shí)采用較高數(shù)值；

廢水在曝氣池中的停留時(shí)間(HRT)常采用4—8h，視廢水中有機(jī)物濃度而定；

回流污泥量約為進(jìn)水流量的25%—50%左右；

BOD和懸浮物去除率都很高，達(dá)到90%—95%左右。

2.作用原理

普通活性污泥法是依據(jù)廢水的自凈作用原理發(fā)展而來(lái)的。

3.不足之處

對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)能力不強(qiáng)；

所供的氧不能充分利用，因?yàn)樵谄貧獬厍岸藦U水水質(zhì)濃度高、污泥負(fù)荷高、需氧量大，而后端則相反，但空氣往往沿池長(zhǎng)均勻分布，這就造成前端供氧量不足、后端供氧量過(guò)剩的情況。

因此，在處理同樣水量時(shí)，同其他類型的活性污泥法相比，曝氣池相對(duì)龐大、占地多、能耗費(fèi)用高。

二、階段曝氣活性污泥法

階段曝氣法也稱為多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法，它是普通活性污泥法的一個(gè)簡(jiǎn)單的改進(jìn)，可克服普通活性污泥法供氧同需氧不平衡的矛盾。

曝氣池容積同普通活性污泥法比較可以縮小30%左右，但其出水差于普通活性污泥法。

三、漸減曝氣法

克服普通活性污泥法曝氣池中供氧、需氧不平衡另一個(gè)改進(jìn)方法是將曝氣池的供氧沿活性污泥推進(jìn)方向逐漸減少，這即為漸減曝氣法。

該工藝曝氣池中有機(jī)物濃度隨著向前推進(jìn)不斷降低、污泥需氧量也不斷下降、曝氣量相應(yīng)減少。

四、吸附再生活性污泥法

吸附再生活性污泥法系根據(jù)廢水凈化的機(jī)理，污泥對(duì)有機(jī)污染物的初期高速吸附作用，將普通活性污泥法作相應(yīng)改進(jìn)發(fā)展而來(lái)。

特點(diǎn)

回流污泥量比普通活性污泥法多，回流比一般在50%—100%左右；

吸附池和再生池的總?cè)莘e比普通活性污泥法曝氣池小得多，空氣用量并不增加，因此減少了占地和降低了造價(jià)；

具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)平衡能力，以適應(yīng)進(jìn)水負(fù)荷的變化。

缺點(diǎn)是去除率較普通活性污泥法低，尤其是對(duì)溶解性有機(jī)物較多的工業(yè)廢水，處理效果不理想。

五、完全混合活性污泥法

完全混合活性污泥法的流程和普通活性污泥法相同，但廢水和回流污泥進(jìn)入曝氣池時(shí)，立即與池內(nèi)原先存在的混合液充分混合。

(1)采用擴(kuò)散空氣曝氣器的完全混合活性污泥法工藝流程；

(2)采用機(jī)械曝氣的完全混合活性污泥工藝流程；

(3)合建式圓形曝氣沉淀池。

1.優(yōu)點(diǎn)

微生物的代謝速率甚高；

廢水水力停留時(shí)間往往較短，系統(tǒng)的負(fù)荷較高；

構(gòu)筑物的占地較省。

2.缺點(diǎn)

導(dǎo)致出水水質(zhì)較差；

較易發(fā)生絲狀菌過(guò)量生長(zhǎng)的污泥膨脹等運(yùn)行間題。

六、序批式活性污泥法

序批式活性污泥法(SequencingBatchReactor，簡(jiǎn)稱SBR)是國(guó)內(nèi)外近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的一種活性污泥法，其工藝特點(diǎn)是將曝氣池和沉淀池合而為一，生化反應(yīng)雖分批進(jìn)行，基本工作周期可由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個(gè)階段組成。

1.SBR特點(diǎn)

構(gòu)造簡(jiǎn)單、節(jié)省投資：省去了二沉池、回流裝置和調(diào)節(jié)池等設(shè)施，因此基建投資較低。

控制靈活，可滿足各種處理要求：一個(gè)周期中各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間、總停留時(shí)間、供氣量等都可按照進(jìn)水水質(zhì)和出水要求而加以調(diào)節(jié)。

活性污泥性狀好、污泥產(chǎn)率低：污泥結(jié)構(gòu)緊密，沉降性能良好。此外在沉降期幾乎是在靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，因此污泥沉降時(shí)間短、效率高。

SBR的運(yùn)行周期中有一閑量期、污泥處于內(nèi)源呼吸階段，因此污泥產(chǎn)率比較低。

2.CAST工藝

CAST系統(tǒng)的反應(yīng)池構(gòu)造：l.選擇器；2.厭氧區(qū)；3.主反應(yīng)區(qū)

作為SBR工藝的一種變型，在CAST系統(tǒng)中污水按一定的周期和階段得到處理。每一循環(huán)由下列階段組成并不斷重復(fù)：充水/曝氣、充水/沉淀、撇水、閑置。

特點(diǎn)

工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，投資較低，沒(méi)有二沉池，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池；

曝氣階段生化反應(yīng)推動(dòng)力大：這有利于減少曝氣池容積，降低工程投資；

沉淀效果好，可有效防止污泥絲狀膨脹；

運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)，當(dāng)進(jìn)行脫氮除磷時(shí)，可通過(guò)間斷曝氣控制反應(yīng)池的溶解水平，提高脫氮除磷的效果；

CAST工藝可應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛；

運(yùn)行穩(wěn)定性好、基質(zhì)去除率較高；

剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。

七、生物吸附氧化法(AB法)

特點(diǎn)

(1)AB法屬于兩段活性污泥法范疇，但通常不設(shè)初沉池，以便充分利用活性污泥的吸附作用；

(2)A級(jí)和B級(jí)的污泥回流是截然分開(kāi)的，因而在兩級(jí)中具有組成和功能均不相同的微生物種群；

(3)A級(jí)以極高負(fù)荷運(yùn)行，其污泥負(fù)荷率從大于2.0kgBOD/(kgMLSS˙d)，水力停留時(shí)間為0.5h左右，對(duì)不同進(jìn)水水質(zhì)，A級(jí)可選擇以好氧或缺氧方式運(yùn)行；

(4)B級(jí)則以低負(fù)荷運(yùn)行，其污泥負(fù)荷率從小于0.3kgBOD/(kgMLSS˙d)。

八、延時(shí)曝氣法

延時(shí)曝氣，又稱完全氧化活性污泥法，為長(zhǎng)時(shí)間曝氣的活性污泥法。采用低負(fù)荷方式運(yùn)行，去除率高，污泥量少。

九、氧化溝

連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池通常簡(jiǎn)稱為氧化溝，是活性污泥法的一種改型，屬延時(shí)曝氣的一種特殊形式。

特點(diǎn)

運(yùn)行負(fù)荷低，處理深度大；

由于曝氣裝置只設(shè)置在氧化溝的局部區(qū)段，離曝氣機(jī)不同距離處形成好氧、缺氧以及厭氧區(qū)段，故可具有反硝化脫氮的功能；

污泥沉降性能好，無(wú)臭味；

耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)性大；

污泥產(chǎn)量較少；

動(dòng)力消耗較低，在采用轉(zhuǎn)刷曝氣時(shí)，噪聲亦極小。

十、活性污泥法的其他幾種運(yùn)行方式

1.射流曝氣工藝

利用射流曝氣器充氧的活性污泥法，稱為射流曝氣活性污泥法。

根據(jù)空氣補(bǔ)給的方式，又分為供氣式射流曝氣(由鼓風(fēng)機(jī)提供壓力氣源)和自吸式射流曝氣(利用射流器直接抽吸外界空氣)。

前者效率較高，可達(dá)1.6—2.2kgO2/kWh(鼓風(fēng)機(jī)3mm穿孔管中層曝氣時(shí)，動(dòng)力效率一般在1.0kgO2/kWh左右)，但鼓風(fēng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲污染；后者動(dòng)力效率較低，但也已達(dá)到1.1——2.0kgO2/kWh，同時(shí)可免去鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)置，徹底消除噪聲的二次污染。

2.純氧曝氣工藝

其特點(diǎn)是以純氧代替空氣曝氣，曝氣池密閉，以提高供氧效率和有機(jī)物降解效率。

(1)優(yōu)點(diǎn)

溶解氧飽和值較高，氧傳遞速率快，生物處理的速度得以提高，因此曝氣時(shí)間短，僅為1.5—3.0h，污泥濃度約4000—8000mgMLSS/L，處理效果好。

(2)缺點(diǎn)

純氧制備過(guò)程較復(fù)雜，易出故障，運(yùn)行管理較麻煩；曝氣池密封，又對(duì)結(jié)構(gòu)的要求提高；

進(jìn)水中混有的易揮發(fā)性的碳?xì)浠�合物容易在密閉的曝氣池中積累，因此容易引起爆炸故曝氣池必須考慮防爆措施；

生成的CO2也使氣體中CO2分壓上升，溶解于液體，并導(dǎo)致pH值下降，妨礙生物處理的正常運(yùn)行，會(huì)影響處理效率。

在有現(xiàn)成純氧供應(yīng)的工業(yè)區(qū)內(nèi)及場(chǎng)地異常緊張的情況下使用該法是合適的。

3.投料式活性污泥法

活性污泥法的各種工藝在運(yùn)行過(guò)程中，最關(guān)鍵之處在于維持活性污泥的活性和凝聚性(沉淀性能)。

而活性污泥的凝聚性能極易受進(jìn)水水質(zhì)和外界因素的影響，從而導(dǎo)致二沉池出水飄泥等異�，F(xiàn)象。

此時(shí)，在曝氣池中投加粉末活性炭、混凝劑或其池化學(xué)藥劑，往往會(huì)取得很好的效果，這就是所謂的“投料式”活性污泥法。其中以投加粉末活性炭為多，又稱PACT法(粉末活性污泥法)。

石油煉化廢水是污染較嚴(yán)重和治理領(lǐng)域中處理難度較大的一類工業(yè)廢水，其特征是高氨氮，污染物成份復(fù)雜、濃度高且多為生物難降解有毒有害有機(jī)物，水質(zhì)、水量的波動(dòng)幅度大。相比物理法和化學(xué)法，生物法具有去除污染物的種類多，效率高、抗沖擊能力強(qiáng)、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)。

目前，針對(duì)可生化性差、可生化利用率低的石油煉化廢水，石油煉化企業(yè)通常采用A2/O和A/O等常規(guī)生物脫氮工藝技術(shù)，但這些技術(shù)的氨氮去除負(fù)荷低、溶解氧消耗量大，而且由于硝化細(xì)菌世代周期長(zhǎng)，上述單污泥系統(tǒng)運(yùn)行方式使氨氮硝化易受復(fù)雜的高濃度有機(jī)物影響，運(yùn)行不穩(wěn)定。新型處理技術(shù)，如臭氧氧化技術(shù)，電化學(xué)和光化學(xué)法與氧化劑(如H2O2,O3和Cl2等)結(jié)合使用的技術(shù)盡管對(duì)于污水的處理和回用方面存在一定的優(yōu)勢(shì)，但由于能耗和處理費(fèi)用較高，生產(chǎn)上尚未大量應(yīng)用。

厭氧氨氧化是指在厭氧條件下微生物直接以NH4+為電子供體，以NO2-為電子受體的氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物為N2。隨著水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，厭氧氨氧化技術(shù)以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注�，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)對(duì)于石油煉化廢水的處理工藝研究主要集中在A/O生物法曝氣生物濾池、臭氧一曝氣生物濾池、三元微電解-Fenton試劑氧化法、臭氧一固定化生物活性炭濾池和懸浮填料移動(dòng)床生物膜法等技術(shù)，但關(guān)于將厭氧氨氧化技術(shù)應(yīng)用到石油煉化廢水的處理和探究對(duì)其菌群影響的研究較少。

本實(shí)驗(yàn)利用已具有高效脫氮性能的厭氧氨氧化一反硝化細(xì)菌混培物建立生物脫氮反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)馴化實(shí)驗(yàn)，旨在探究石油煉化廢水中COD和毒性物質(zhì)對(duì)于脫氮處理應(yīng)用過(guò)程中厭氧氨氧化一反硝化細(xì)菌混培物的影響。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)裝置

本實(shí)驗(yàn)裝置由原水箱、上向流移動(dòng)床厭氧氨氧化反應(yīng)器、反應(yīng)器進(jìn)水泵三部分組成。原水箱總?cè)莘e為20L。反應(yīng)器材質(zhì)為有機(jī)玻璃，形式為圓筒形，內(nèi)徑為42mm，高為400mm。反應(yīng)器底部為厚度70mm的承托層，由粒徑為2-20mm砂礫石組成。承托層以上裝填80mm高的由厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌為核心的細(xì)菌混培菌塊構(gòu)成有效生化反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)器的總?cè)莘e0.5L，有效反應(yīng)容積0.11L，運(yùn)行方式采用上向流。反應(yīng)器外表面用黑塑料薄膜包裹，以防光線對(duì)細(xì)菌混培物的負(fù)面影響。反應(yīng)器進(jìn)水泵為蠕動(dòng)泵，額定流量為0.2-2.0L/h。具體實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1。

1.2細(xì)菌來(lái)源

該反應(yīng)器中所用厭氧氨氧化一反硝化細(xì)菌混培物取自已穩(wěn)定運(yùn)行6個(gè)月的厭氧氨氧化生物濾池反應(yīng)器。生物濾池運(yùn)行工況:進(jìn)水溫度33℃，進(jìn)水基質(zhì)濃度NH4+-N200mg/L(NO2--N與NH4+-N濃度比為1.0-1.3),TN去除負(fù)荷為13.5kg·(m3·d)-1，三氮化學(xué)計(jì)量比為NH4+-N去除量:NO2--N去除量:NO3--N產(chǎn)生量=1:1.34:0.20。

1.3實(shí)驗(yàn)原水

實(shí)驗(yàn)原水采用人工配制，由石油煉化廢水和基礎(chǔ)配制原水兩部分組成，石油煉化廢水取自天津市大港區(qū)某石化企業(yè)氣浮池出水，基本組分為:NH4+-N濃度為80mg/L,pH為7.45,COD濃度為675mg/L;基礎(chǔ)配制原水由脫除余氯的自來(lái)水、NH4Cl,NaNO2,KH2PO4、FeCl3·6H2O和NaHCO3等組成。

配制方法:不同階段配制的實(shí)驗(yàn)原水成分為NH4+-N濃度278.28-229.93mg/L;NO2--N濃度201.51-319.55mg/L(NH4+-N和NO2--N的濃度據(jù)實(shí)驗(yàn)要求按需配制且比例控制在1:1.3左右);KH2PO4濃度10mg/L;NaHCO3濃度200mg/L;FeCl3·6H2O濃度4.0mg/L;COD由石油煉化廢水帶入，不需另行投加。原水的pH值采用2.0mol/L的HCl進(jìn)行調(diào)節(jié)。原水配制過(guò)程中，為了補(bǔ)充微量元索，另投加體積分?jǐn)?shù)0.17%的滅菌生活污水。原水成分及反應(yīng)器運(yùn)行條件見(jiàn)表1。

1.4實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)水流量為0.4L/h，水溫為(29士1)℃，通過(guò)控制石油煉化廢水的添加比例并采用連續(xù)進(jìn)水的方式，將NO2--N與NH4+-N濃度比控制在1.30左右。通過(guò)不同階段石油煉化廢水的添加，實(shí)現(xiàn)在不斷增大難降解COD及毒性物質(zhì)濃度的情況下，考察以厭氧氨氧化一反硝化細(xì)菌為核心的細(xì)菌混培物在脫氮生化過(guò)程中對(duì)COD和毒性物質(zhì)的耐受能力。同時(shí)，以第I階段中NH4+-N去除量和第II階段中反硝化總脫氮量分別作為衡量厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌活性指標(biāo)和變化標(biāo)準(zhǔn)，探究石油煉化廢水中COD及毒性物質(zhì)對(duì)厭氧氨氧化一反硝化細(xì)菌混培物的影響。

另外，采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)與倍比稀釋法(MPN)相結(jié)合的MPN-PCR技術(shù)，對(duì)馴化前后兩類主要細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，探究馴化前后菌群的數(shù)目變化情況。

考慮到反應(yīng)體系的水力停留時(shí)間為1.25h，而針對(duì)該反應(yīng)體系，重點(diǎn)考察的是石油煉化廢水對(duì)于細(xì)菌混培物的影響而非脫氮效率，所以實(shí)驗(yàn)中未控制最終出水指標(biāo)。

1.5分析項(xiàng)目及檢測(cè)方法

實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程中涉及到的分析項(xiàng)目及檢測(cè)方法見(jiàn)表2。

MPN-PCR技術(shù)將聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)與倍比稀釋法相結(jié)合，選取不同稀釋梯度的樣品分別做4組不同稀釋度的16個(gè)平行樣進(jìn)行PCR擴(kuò)增，根據(jù)擴(kuò)增產(chǎn)物特征堿基序列的電泳條帶確定陽(yáng)性反應(yīng)，結(jié)果用來(lái)計(jì)算各樣品的陽(yáng)性反應(yīng)數(shù)確定數(shù)量指標(biāo)，然后從MPN統(tǒng)計(jì)計(jì)算表中查出相應(yīng)的細(xì)菌近似數(shù)。

1.6數(shù)據(jù)處理及分析方法

當(dāng)采用分光光度法檢測(cè)COD時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)原理中采用氧化劑和助催化劑，水樣中的還原性物質(zhì)會(huì)與氧化劑進(jìn)行反應(yīng)，所以測(cè)定時(shí)，NO2--N可被氧化劑氧化而使測(cè)定值比實(shí)際值偏高，因此水樣實(shí)際COD應(yīng)扣除由NO2--N所導(dǎo)致的COD誤差。在水樣COD濃度計(jì)算中，采用式(1)的數(shù)據(jù)處理方法以消除NO2--N的影響。

當(dāng)采用MPN-PCR結(jié)果進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，按照MPN法的計(jì)數(shù)原則，計(jì)算樣品中的細(xì)菌數(shù)量:統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)擴(kuò)增條帶的最后3個(gè)連續(xù)的稀釋度(10^x、10^x+1和10^x+2)，根據(jù)這3個(gè)稀釋度平行樣中條帶的個(gè)數(shù)作為數(shù)量指標(biāo)(abc)，從“每毫升稀釋液的細(xì)菌近似值”MPN表中查詢對(duì)應(yīng)的數(shù)值，采用式(2)的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算細(xì)菌數(shù)量。

每克菌塊中的細(xì)菌數(shù)量(個(gè)/g)=(條帶數(shù)量指標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)值x最后3個(gè)稀釋度中第1個(gè)稀釋度的稀釋倍數(shù)x提取的DNA總量)/菌塊質(zhì)量(2)

2、結(jié)果分析

2.1馴化過(guò)程對(duì)脫氮過(guò)程的影響

厭氧氨氧化反應(yīng)可能是厭氧氨氧化細(xì)菌主要能量代謝途徑，所以反應(yīng)生化活性主要體現(xiàn)在NH4+-N去除濃度值的變化上。反硝化細(xì)菌在反硝化反應(yīng)中可以利用多種代謝途徑獲取能量，所以反應(yīng)生化活性主要體現(xiàn)在反硝化總脫氮量(NO2--N和NO3--N)上。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法中建立的標(biāo)準(zhǔn)，分析石油煉化廢水中COD和毒性物質(zhì)對(duì)于細(xì)菌混培物的影響。各階段的厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的生化活性見(jiàn)表3。

2.1.1第I一II階段

圖2所示為第I一II階段的脫氮影響。實(shí)驗(yàn)第I階段為細(xì)菌混培物的適應(yīng)期，所以采用與菌種原有環(huán)境相同(生物濾池運(yùn)行工況)以縮短適應(yīng)時(shí)間、保障處理效果。該階段實(shí)驗(yàn)原水中沒(méi)有添加石油煉化廢水，從NH4+-N與NO2--N去除值可以看到厭氧氨氧化反應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定，此時(shí)的TN去除負(fù)荷為11.978kg·(m3·d)，而反硝化細(xì)菌總脫氮量相對(duì)較小，所以該階段的細(xì)菌混培物中主要體現(xiàn)厭氧氨氧化細(xì)菌生化活性，而反硝化細(xì)菌生化活性存在但不明顯。

第II階段是馴化實(shí)驗(yàn)的初始階段，石油煉化廢水的添加比例較小，原水中COD和毒性物質(zhì)濃度均較低。從圖2中可以看到，該階段中NH4+-N與NO2--N的平均去除值分別增加了1.643和7.052mg/L，反硝化平均總脫氮量卻增加了3.56倍，同時(shí)以吸附作用和反硝化反應(yīng)為主的去除方式可去除原水COD的61.1%左右，其中反硝化反應(yīng)的去除比例占到45%左右。對(duì)于由厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌組成的協(xié)同脫氮系統(tǒng)，添加的COD對(duì)反硝化反應(yīng)產(chǎn)生了明顯的促進(jìn)作用，而對(duì)于厭氧氨氧化反應(yīng)影響不大，說(shuō)明該脫氮系統(tǒng)增強(qiáng)了對(duì)COD的抗沖擊能力。

2.1.2第III一V階段

從圖3和4可以看出，第III一V階段中伴隨著石油煉化廢水添加比例的增大，原水中COD和毒性物質(zhì)濃度逐漸增加。進(jìn)行分析時(shí)，以第I階段中NH4+-N除量作為NH4+-N理論去除值，以第II階段中反硝化總脫氮量作為反硝化理論總脫氮量，并以此分別作為衡量厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌活性指標(biāo)和變化標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于厭氧氨氧化細(xì)菌，NH4+-N去除平均值出現(xiàn)降低并且變化量逐漸增大，與NH4+-N理論去除值之間的差距依次增大，并且3個(gè)階段內(nèi)的NH4+-N去除值均出現(xiàn)了波動(dòng)，但穩(wěn)定性卻越來(lái)越好。說(shuō)明該階段中厭氧氨氧化細(xì)菌生化活性已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的降低且降幅逐漸增大，也表現(xiàn)在整體TN去除負(fù)荷依次降低。由于實(shí)驗(yàn)出水中厭氧氨氧化反應(yīng)的底物NH4+-N和NO2--N均有剩余，所以不斷添加的石油煉化廢水中COD和毒性物質(zhì)對(duì)于厭氧氨氧化細(xì)菌產(chǎn)生了明顯的不利影響，但隨著馴化階段的進(jìn)行，細(xì)菌混培物對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生了一定的適應(yīng)性;對(duì)于反硝化細(xì)菌，利用原水中COD進(jìn)行反應(yīng)后，細(xì)菌生化活性出現(xiàn)了明顯增強(qiáng)且脫氮量逐漸增大，但相比反硝化理論總脫氮量的差距越來(lái)越大，第V階段的差量約是第III階段的2倍，推測(cè)由于石油煉化廢水添加比例的不斷增大，原水中的COD和毒性物質(zhì)濃度均增大，而進(jìn)水中可利用的NO2--N和NO3--N充足，所以COD濃度的增大一定程度上對(duì)于反硝化細(xì)菌產(chǎn)生了有利影響，但毒性物質(zhì)濃度的增加對(duì)反硝化細(xì)菌產(chǎn)生了明顯的負(fù)面作用。

另外，從表3中可以看出，第V階段細(xì)菌混培物中厭氧氨氧化細(xì)菌生化活性達(dá)到最低點(diǎn)而反硝化細(xì)菌生化活性達(dá)到最高點(diǎn)，推測(cè)原因:一方面是該階段毒性物質(zhì)作用顯著，厭氧氨氧化細(xì)菌的世代時(shí)間較長(zhǎng)(約為11d)，使得死亡率大于生長(zhǎng)率，所以厭氧氨氧化活性出現(xiàn)了明顯下降，并且2種細(xì)菌之間產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)和相互影響;另一方面由于高濃度COD對(duì)厭氧氨氧化細(xì)菌產(chǎn)生了明顯沖擊作用，反硝化細(xì)菌卻可以利用部分COD保持正常的繁殖速率，使得生長(zhǎng)率大于毒性物質(zhì)造成的死亡率，所以反硝化細(xì)菌的數(shù)量增加對(duì)總體生化活性影響不明顯，并且此時(shí)的混培體系中反硝化細(xì)菌相對(duì)厭氧氨氧化細(xì)菌逐漸成為了優(yōu)勢(shì)菌種。

2.1.3第VI階段

第VI階段全部由石油煉化廢水組成，原水中高濃度的COD和毒性物質(zhì)均未經(jīng)過(guò)稀釋。從圖5和表3中看出NH4+-N平均去除值相比上一階段增加，階段內(nèi)NH4+-N去除值出現(xiàn)波動(dòng)，并且與NH4+-N理論去除值之間的差距逐漸增大;反硝化平均總脫氮量相比上一階段減少，階段內(nèi)反硝化總脫氮量同樣波動(dòng)明顯。說(shuō)明該階段中高濃度COD和毒性物質(zhì)對(duì)于細(xì)菌混培物中的厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌均產(chǎn)生了明顯的不利影響，但由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行可能出現(xiàn)了厭氧氨氧化細(xì)菌數(shù)量的增加或細(xì)菌適應(yīng)性的加強(qiáng)，所以反硝化細(xì)菌生化活性可以表現(xiàn)在反硝化平均脫氮量上，脫氮量減少了25.6%，而厭氧氨氧化細(xì)菌生化活性則可以表現(xiàn)在氨氮的平均去除值上，增加了2.491mg/L。

2.2馴化過(guò)程對(duì)菌群的影響

采用分子生物學(xué)技術(shù)(MPN-PCR)對(duì)菌群在馴化階段前后的變化進(jìn)行分析，該方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過(guò)進(jìn)行PCR體外快速擴(kuò)增靶序列來(lái)取代細(xì)菌的分離培養(yǎng)，不但極大地縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，而且對(duì)樣品中不可培養(yǎng)的細(xì)菌種類也可進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而使得結(jié)果更接近實(shí)際數(shù)量。

本實(shí)驗(yàn)首先在DNA提取方面嘗試了改進(jìn)的十六烷基三甲酸澳化錢(qián)(CTAB)/NaCI化學(xué)裂解法、改進(jìn)的傳統(tǒng)蛋白酶K一十二烷基磺酸鈉(SDS)一氯仿異戊醇法(CPSCI法)和改進(jìn)的溶菌酶-SDS-蛋白酶K細(xì)胞裂解法3種提取方法，采用紫外分光光度法對(duì)提取的DNA進(jìn)行定量測(cè)定，分別測(cè)定260nm和280nm的吸光度值，提取DNA的完整性需要通過(guò)瓊脂糖電泳進(jìn)行檢驗(yàn)。經(jīng)瓊脂糖電泳驗(yàn)證，3種方法提取的DNA長(zhǎng)度均為23kb左右，條帶輪廓清晰，亮度適宜，沒(méi)有明顯的彌散現(xiàn)象，表明提取的細(xì)菌基因組DNA質(zhì)量較高，適用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。吸光度值測(cè)量使用UV-2550紫外分光光度計(jì)，測(cè)量結(jié)果如表4。由表4可以看出3種方法的A260/A280比值都大于1.8,蛋白質(zhì)去除效率和DNA提取質(zhì)量較高，3種方法均能夠很好的去除蛋白質(zhì)等有機(jī)雜質(zhì)。雖然存在一定程度的RNA干擾，但并不影響后續(xù)PCR的操作。所有3種方法都不需要進(jìn)行純化，可以直接得到PCR擴(kuò)增產(chǎn)物，說(shuō)明這3種方法提取DNA是可行的。從提取的DNA濃度和純度兩方面，綜合考慮最終確定蛋白酶K-SDS法作為提取細(xì)菌混培物DNA的方法。

細(xì)菌混培物中的厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌擴(kuò)增所使用的引物見(jiàn)表5,PCR擴(kuò)增采用25μL體系，各組分:PCRbuffer2.5μL,MgCl22μL,dNTP0.5μL，上下游引物各1μL,Taq聚合酶0.2μL上海生工合成)，模板1μL，無(wú)菌雙蒸水補(bǔ)足至25μL。

PCR擴(kuò)增采用降落PCR(TD-PCR)技術(shù)，采用的擴(kuò)增程序?yàn)?1)厭氧氨氧化細(xì)菌:95℃預(yù)變性5min;95℃變性30s,60℃退火40s,72℃延伸40s，每個(gè)循環(huán)退火溫度降低0.3℃，以上步驟循環(huán)25次;94℃變性30s,55℃退火30s,72℃延伸40s，以上步驟循環(huán)10次;72℃延伸10min;2)反硝化細(xì)菌:95℃預(yù)變性5min;95℃變性30s,60℃退火40s,72℃延伸1min，每個(gè)循環(huán)退火溫度降低1.0℃，以上步驟循環(huán)10次;95℃變性30s,50℃退火40s,72℃延伸1min，以上步驟循環(huán)20次;72℃延伸10min。

經(jīng)過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)方法和條件的嘗試、摸索和優(yōu)化，得到適用于該細(xì)菌混培物最適的DNA提取、PCR擴(kuò)增和MPN計(jì)數(shù)相結(jié)合體系。圖6所示是細(xì)菌混培物中厭氧氨氧化和反硝化細(xì)菌在馴化實(shí)驗(yàn)前后計(jì)數(shù)的電泳圖。

通過(guò)計(jì)算得到馴化前的厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌數(shù)量為7.549x10^14和3.523x10^6個(gè)/g，馴化后的數(shù)量分別為8.212x10^8和4.693x10^16個(gè)/g。對(duì)比2種細(xì)菌在馴化前后的數(shù)量，可以看出對(duì)于厭氧氨氧化細(xì)菌來(lái)說(shuō)，厭氧氨氧化反應(yīng)可能是厭氧氨氧化細(xì)菌主要能量代謝途徑，由于世代時(shí)間長(zhǎng)(約為11d)、反硝化細(xì)菌數(shù)量的增加和毒性物質(zhì)作用的原因，造成厭氧氨氧化細(xì)菌數(shù)量明顯減少和生化活性降低。而對(duì)于反硝化細(xì)菌來(lái)說(shuō)，由于反應(yīng)可以利用多種代謝途徑獲取能量，所以基質(zhì)對(duì)細(xì)菌的影響相對(duì)較小，并且利用石油煉化廢水中的COD在細(xì)菌增殖上沒(méi)有受到影響而使數(shù)量增加，但毒性物質(zhì)對(duì)于反硝化細(xì)菌的生化活性產(chǎn)生了明顯的抑制。

3、結(jié)論

1)厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的混培脫氮體系的脫氮生化活性并未與細(xì)菌數(shù)目的變化情況呈正相關(guān)性變化，說(shuō)明COD和毒性物質(zhì)產(chǎn)生了不同程度的影響。

2)厭氧氨氧化細(xì)菌比反硝化細(xì)菌對(duì)于石油煉化廢水毒性的作用更敏感。由于厭氧氨氧化細(xì)菌本身世代周期長(zhǎng)，所以初期毒性負(fù)效應(yīng)作用較明顯，但經(jīng)馴化后厭氧氨氧化細(xì)菌對(duì)于高濃度COD和高毒性物質(zhì)具有一定的適應(yīng)性。在石油煉化廢水處理中，通過(guò)進(jìn)水負(fù)荷的控制，可以實(shí)現(xiàn)高于目前常用工藝技術(shù)的脫氮效率并實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

3)混培脫氮體系在一定程度上可有效地抵抗石油煉化廢水高濃度COD、高毒性物質(zhì)對(duì)于厭氧氨氧化生理、生化脫氮過(guò)程的負(fù)面影響。反硝化細(xì)菌的存在對(duì)于厭氧氨氧化脫氮體系的穩(wěn)定和出水總氮指標(biāo)的降低，具有較好的促進(jìn)和保障作用。

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4、生物法

4.1傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)

傳統(tǒng)生物法是在各種微生物作用下，經(jīng)過(guò)硝化、反硝化等一系列反應(yīng)將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥亩�達(dá)到廢水治理的目的。傳統(tǒng)生物法去除氨氮需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段，第一階段為硝化過(guò)程，在有氧條件下硝化菌將氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽;第二階段為反硝化過(guò)程，在無(wú)氧或低氧條件下，反硝化菌將污水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)�。傳統(tǒng)生物法去除氨氮的機(jī)理如下:

工程應(yīng)用中主要有A/0、A~2/O,UCT,氧化溝以及SBR工藝等，是生物脫氮工業(yè)中應(yīng)用較為成熟的方法。影響生物脫氮技術(shù)的因素主要有H值、溫度、溶解氧、有機(jī)碳源等。沈連峰等人采用物化一水解酸化一A/0(厭氧/好氧)組合法處理焦化廢水，工程實(shí)踐表明，該工藝運(yùn)行穩(wěn)定且處理效果好，出水水質(zhì)達(dá)到GB8978-1996規(guī)定中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

吉林化學(xué)工業(yè)集團(tuán)公司污水處理廠采用A/0法處理綜合廢水，氨氮去除率達(dá)到68%。王震等人對(duì)二級(jí)缺氧一好氧生物脫氮技術(shù)在味精行業(yè)廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，處理效果持續(xù)穩(wěn)定，氨氮的去除率可達(dá)到94%以上，實(shí)現(xiàn)了味精廢水氨氮達(dá)標(biāo)排放要求。

統(tǒng)生物法處理氨氮廢水具有效果穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。該法也存在一些弊端，如當(dāng)廢水中C/N比值較低時(shí)必須補(bǔ)充碳源，對(duì)溫度要求相對(duì)嚴(yán)格，低溫時(shí)效率低，占地面積大，需氧量大，有些有害物質(zhì)如重金屬離子等對(duì)微生物有壓制作用，需在進(jìn)行生物法之前去除，此外，廢水中，氨氮濃度過(guò)高對(duì)硝化過(guò)程也產(chǎn)生抑制作用，所以在處理高濃度氨氮廢水前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，使氨氮廢水濃度小于300mg/L。傳統(tǒng)生物法適用于處理含有有機(jī)物的低濃度氨氮廢水，如生活污水、化工廢水等。

4.2新型生物脫氮技術(shù)

4.2.1同時(shí)硝化反硝化(SND)

當(dāng)硝化與反硝化在同一個(gè)反應(yīng)器中同事進(jìn)行時(shí)，稱為同時(shí)消化反硝化(SND)。廢水中的溶解氧受擴(kuò)散速度限制在微生物絮體或者生物膜上的微環(huán)境區(qū)域產(chǎn)生溶解氧梯度，使微生物絮體或生物膜的外表面溶解氧梯度，利于好氧硝化菌和氨化菌的生長(zhǎng)繁殖，越深入絮體或膜內(nèi)部，溶解氧濃度越低，產(chǎn)生缺氧區(qū)，反硝化菌占優(yōu)勢(shì)，從而形成同時(shí)消化反硝化過(guò)程。影響同時(shí)消化反硝化的因素有PH值、溫度、堿度、有機(jī)碳源、溶解氧及污泥齡等。

楊青等人實(shí)驗(yàn)室小試證明了Carrousel氧化溝中有同時(shí)硝化/反硝化現(xiàn)象存在，在Carrousel氧化溝曝氣葉輪之間的溶解氧濃度是逐漸降低的，且Carrousel氧化溝下層溶解氧低于上層。在溝道的各部分硝態(tài)氮的形成和消耗速度幾乎相等，溝道中氨氮始終保持很低的濃度，這就表明硝化及反硝化反應(yīng)在Carrousel氧化溝中同時(shí)發(fā)生。張曄等人研究生活污水的處理。認(rèn)為CODCr越高，反硝化越完全，TN去除效果越好。溶解氧對(duì)同時(shí)硝化反硝化的影響較大，溶解氧控制在0.5-2mg/L時(shí)，總氮去除效果好。

同時(shí)硝化反硝化法節(jié)省反應(yīng)器，縮短反應(yīng)時(shí)間，能耗低，投資省，易保持pH值穩(wěn)定。

4.2.2短程消化反硝化

短程硝化反硝化是在同一個(gè)反應(yīng)器中，先在有氧的條件下，利用氨氧化細(xì)菌將氨氧化成亞硝酸鹽，然后在缺氧的條件下，以有機(jī)物或外加碳源作電子供體，將亞硝酸鹽直接進(jìn)行反硝化生成氮?dú)狻６坛滔趸�反硝化的影響因素有溫度、游離氨、pH值、溶解氧等。

孫曉杰等人研究了溫度對(duì)不含海水的城市生活污水和含30%海水的城市生活污水短程硝化的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:對(duì)于不含海水的城市生活污水，提高溫度有利于實(shí)現(xiàn)短程硝化，生活污水中海水比例為30%時(shí)中溫條件下可以較好地實(shí)現(xiàn)短程硝化。Delft工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)了SHARON工藝，利用高溫(大約30-4090)有利于亞硝酸菌增殖的特點(diǎn)，使硝酸菌失去競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)通過(guò)控制污泥齡淘汰硝酸菌，使硝化反應(yīng)處于亞硝化階段。

根據(jù)亞硝酸菌與硝酸菌對(duì)氧親和力的不同，Gent微生物生態(tài)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出OLAND工藝，通過(guò)控制溶解氧淘汰硝酸菌，來(lái)實(shí)現(xiàn)亞硝酸氮的積累。劉超翔等人采用短程硝化反硝化處理焦化廢水的中試結(jié)果表明，進(jìn)水COD,氨氮,TN和酚的濃度分別為1201.6,510.4,540.1和110.4mg/L時(shí)，出水COD,氨氮,TN和酚的平均濃度分別為197.1,14.2,181.5和0.4mg/L，相應(yīng)的去除率分別為83.6%,97.2%、66.4%和99.6%。

短程硝化反硝化過(guò)程不經(jīng)歷硝酸鹽階段，節(jié)約生物脫氮所需碳源。對(duì)于低C/N比的氨氮廢水具有一定的優(yōu)勢(shì)。短程硝化反硝化具有污泥量少，反應(yīng)時(shí)間短，節(jié)約反應(yīng)器體積等優(yōu)點(diǎn)。但短程硝化反硝化要求穩(wěn)定、持久的亞硝酸鹽積累，因此如何有效抑制硝化菌的活性成為關(guān)鍵。

4.2.3厭氧氨氧化

厭氧氨氧化是在缺氧條件下，以亞硝態(tài)氮或硝態(tài)氮為電子受體，利用自養(yǎng)菌將氨氮直接氧化為氮?dú)獾倪^(guò)程。

陳曦等人研究了溫度和PH值對(duì)厭氧氨氧化生物活性的影響，結(jié)果表明，該微生物的最佳反應(yīng)溫度為30℃,pH值為7.8。金仁村等人考察了厭氧氨氧化反應(yīng)器處理高鹽度、高濃度含氮廢水的可行性。結(jié)果表明，高鹽度顯著抑制厭氧氨氧化活性，這種抑制具有可逆性。在30g.L-1(以NaC1計(jì))鹽度條件下，未馴化污泥的厭氧氨氧化活性比對(duì)照(無(wú)鹽水質(zhì)條件)低67.5%;馴化污泥的厭氧氨氧化活性比對(duì)照低45.1%。由高鹽度環(huán)境轉(zhuǎn)移到低鹽度環(huán)境〔無(wú)鹽水)時(shí)，馴化污泥的厭氧氨氧化活性可提高43.1%。但反應(yīng)器長(zhǎng)期運(yùn)行于高鹽度條件下，容易出現(xiàn)功能衰退。

與傳統(tǒng)生物法相比，厭氧氨氧化無(wú)需外加碳源，需氧量低，無(wú)需試劑進(jìn)行中和，污泥產(chǎn)量少，是較經(jīng)濟(jì)的生物脫氮技術(shù)。厭氧氨氧化的缺點(diǎn)是反應(yīng)速度較慢，所需反應(yīng)器容積較大，且碳源對(duì)厭氧氨氧化不利，對(duì)于解決可生化性差的氨氮廢水具有現(xiàn)實(shí)意義。

5、膜分離法

膜分離法是利用膜的選擇透過(guò)性對(duì)液體中的成分進(jìn)行選擇性分離，從而達(dá)到氨氮脫除的目的。包括反滲透、納濾和電滲析等。影響膜分離法的因素有膜特性、壓力或電壓、pH值、溫度以及氨氮濃度等。

黃海明等人根據(jù)稀土冶煉廠排放氨氮廢水的水質(zhì)情況，采用NH4C1和NaCI模擬廢水進(jìn)行了反滲透對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在相同條件下反滲透對(duì)NaCI有較高去除率，而NHCl有較高的產(chǎn)水速率。氨氮廢水經(jīng)反滲透處理后NH4C1去除率為77.3%，可作為氨氮廢水的預(yù)處理。反滲透技術(shù)可以節(jié)約能源，熱穩(wěn)定性較好，但耐氯性、抗污染性差。

張亞軍等采用生化一納濾膜分離工藝處理垃圾滲瀝液，使85%-90%的透過(guò)液達(dá)標(biāo)排放，僅0%-15%的濃縮污液和泥漿返回垃圾池。Ozturki等人對(duì)土耳其Odayeri垃圾滲濾液經(jīng)納濾膜處理，氨氮去除率約為72%。納濾膜要求的壓力比反滲透膜低，操作方便。

電滲析法是利用施加在陰陽(yáng)膜對(duì)之間的電壓去除水溶液中溶解的固體。氨氮廢水中的氨離子及其它離子在電壓的作用下，通過(guò)膜在含氨的濃水中富集，從而達(dá)到去除的目的。楊曉奕等采用電滲析法處理高濃度氨氮無(wú)機(jī)廢水取得較好效果。對(duì)濃度為2000-3000mg/L氨氮廢水，氨氮去除率可在85%以上，同時(shí)可獲得8.9%的濃氨水。電滲析法運(yùn)行過(guò)程中消耗的電量與廢水中氨氮的量成正比。電滲析法處理廢水不受pH值、溫度、壓力限制，操作簡(jiǎn)便。

膜分離法的優(yōu)點(diǎn)是氨氮回收率高，操作簡(jiǎn)便，處理效果穩(wěn)定，無(wú)二次污染等。但在處理高濃度氨氮廢水時(shí)，所使用的薄膜易結(jié)垢堵塞，再生、反洗頻繁，增加處理成本，故該法較適用于經(jīng)過(guò)預(yù)處理的或中低濃度的氨氮廢水。

生物膜(MBR)是將生物處理與膜分離有機(jī)結(jié)合的一種污水處理技術(shù)。徐瀕龍等設(shè)計(jì)了以生物膜為核心的厭氧/兼氧/好氧組合工藝，并進(jìn)行了中試研究。在穩(wěn)定運(yùn)行階段總水力停留時(shí)間平均為84h,硝化池出水氨氮平均為lmg/L，去除率為99.5%，達(dá)到了排人管網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。生物膜法具有脫氮效率高，占地面積小，污泥量少，出水可直接循環(huán)使用等生物處理與膜分離的共同優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)用生物膜法要注意保持膜有較大的通量和防止膜的滲漏。

6、離子交換法

離子交換法是通過(guò)對(duì)氨離子具有很強(qiáng)選擇吸附作用的材料去除廢水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脫石及交換樹(shù)脂等。沸石是一種三維空間結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽，有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)和空穴，其中斜發(fā)沸石對(duì)氨離子有強(qiáng)的選擇吸附能力，且價(jià)格低，因此工程上常用斜發(fā)沸石作為氨氮廢水的吸附材料。影響斜發(fā)沸石處理效果的因素有粒徑、進(jìn)水氨氮濃度、接觸時(shí)間、pH值等。

金相燦等研究了4種填料(天然沸石、陶粒、蛙石和土壤)對(duì)氨氮的吸附行為，結(jié)果表明沸石對(duì)氨氮的吸附效果明顯，蛙石次之，土壤與陶粒效果較差。沸石去除氨氮的途徑以離子交換作用為主，物理吸附作用很小，陶粒、土壤和蛙石3種填料的離子交換作用和物理吸附作用的效果相當(dāng)。4種填料的吸附量在溫度為15-35℃內(nèi)均隨溫度的升高而減小，在pH值為3-9范圍內(nèi)隨pH值升高而增大，振蕩6h均達(dá)到吸附平衡。蔣建國(guó)等探討了沸石吸附法去除垃圾滲濾液中氨氮可行性。

實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的極限潛力，當(dāng)沸石粒徑為30-16目時(shí)，氨氮去除率達(dá)到了78.5%，且在吸附時(shí)間、投加量及沸石粒徑相同的情況下，進(jìn)水氨氮濃度越大，吸附速率越大，沸石作為吸附劑去除滲濾液中的氨氮是可行的。同時(shí)指出沸石對(duì)氨氮的吸附速度較低，在實(shí)際運(yùn)行中沸石一般很難達(dá)到飽和吸附量。張曦等研究了生物沸石床對(duì)模擬村鎮(zhèn)生活污水中各形態(tài)氮及COD等污染物的去除效果。結(jié)果表明，生物沸石床對(duì)氨氮去除效果明顯且穩(wěn)定，去除率大于95%，對(duì)硝態(tài)氮的去除則受水力停留時(shí)間的影響較大。

離子交換法具有投資小、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、對(duì)毒物和溫度不敏感、沸石經(jīng)再生可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。但處理高濃度氨氮廢水時(shí)，再生頻繁，給操作帶來(lái)不便，因此，需要與其他治理氨氮的方法聯(lián)合應(yīng)用，或者用于治理低濃度氨氮廢水。

7、土壤灌溉

土壤灌溉是將低濃度氨氮廢水直接作為肥料使用的方法。對(duì)于有些含有病菌、重金屬、有機(jī)及無(wú)機(jī)等有害物質(zhì)的氨氮廢水需經(jīng)預(yù)處理將其去除后再進(jìn)行灌溉。土壤灌溉要求氨氮濃度一般為幾十毫克每升。

概述：本文講述工業(yè)循環(huán)水的排污特點(diǎn)，工業(yè)循環(huán)水由于濃縮導(dǎo)致總氮高。但是因?yàn)榧尤氪罅康淖韫竸┖蜌⒕鷾缭鍎�，總氮比較難被微生物降解，湛清環(huán)保設(shè)計(jì)的HDN脫氮設(shè)備可以快速脫氮，使循環(huán)水的總氮達(dá)到10mg/L以下。

一、工業(yè)循環(huán)水為什么總氮高

工業(yè)循環(huán)利用的冷卻水稱為循環(huán)水，冷卻水在冷卻生產(chǎn)設(shè)備或產(chǎn)品的過(guò)程中，水溫升高，雖然其物理性狀變化不大，但長(zhǎng)期循環(huán)使用后，水中某些鹽分濃縮、塵土積累、微生物滋長(zhǎng)，造成設(shè)備、管道內(nèi)垢物沉積或?qū)�金屬設(shè)備管道腐蝕，因此需要定期排污，這類排出的水被稱為循環(huán)冷卻排污水。

由于工業(yè)循環(huán)水所使用的水大部分是地下水，而地下水中富集了大量的硝酸鹽，因此經(jīng)過(guò)濃縮以后，水中的硝酸鹽大量積累，導(dǎo)致循環(huán)水總氮高。以下圖為例，各地區(qū)地下水中的硝酸鹽濃度在10mg/L左右，經(jīng)過(guò)濃縮以后，總氮濃度高達(dá)30-40mg/L。

二、工業(yè)循環(huán)水總氮難以處理的原因

根據(jù)工業(yè)循環(huán)水的特點(diǎn)，主要是以下兩個(gè)層面造成循環(huán)水總氮難以處理。

第一，工業(yè)循環(huán)水加入了大量的阻垢劑和殺菌滅藻劑。防止結(jié)垢問(wèn)題，一般在循環(huán)體系中會(huì)加入大量的阻垢劑，而這類物質(zhì)會(huì)影響微生物脫氮的效果。

第二，工業(yè)循環(huán)水一般以地下水作為原水，除了總氮以外，其他指標(biāo)都比較低，COD在10-30mg/L之間變化，原先不作為廢水進(jìn)行處理，直排水體。大部分公司現(xiàn)有的廢水處理體系不能夠消化循環(huán)水的總氮。因此需要新建污水站，采用厭氧-好氧-二沉池的工藝進(jìn)行脫氮處理，占地面積大，脫氮效率低。

三、湛清HDN工藝處理循環(huán)水總氮

蘇州湛清環(huán)保經(jīng)過(guò)三年對(duì)生化法處理工業(yè)廢水的深入研究，提出一項(xiàng)穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)總氮達(dá)標(biāo)的HDN反硝化技術(shù)，從結(jié)構(gòu)上解決了污泥回流的復(fù)雜性，并根據(jù)水力流態(tài)特性加速了氮?dú)獾呐欧�，使整體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)死區(qū)幾近乎無(wú)，并特地引進(jìn)荷蘭本土反硝化菌，用三年時(shí)間加以馴養(yǎng)并擇優(yōu)篩選富集，最終培養(yǎng)出一類可適應(yīng)工業(yè)廢水高毒性、高濃性特質(zhì)的反硝化菌，使反硝化速率大大提升，并在短時(shí)間內(nèi)可實(shí)現(xiàn)迅速富集；另外，通過(guò)對(duì)數(shù)百種材質(zhì)填料試用分析后，通過(guò)改性并與培養(yǎng)出的反硝化菌相互匹配，研發(fā)出一種具有更加豐富微觀孔道且反硝化菌更易附著富集的專屬定制填料，實(shí)現(xiàn)了總氮的快速、高效提標(biāo)。

脫氮效率高——正常運(yùn)行脫氮負(fù)荷1kg N/m³·d，出水總氮穩(wěn)定達(dá)標(biāo)

占地面積小——10t/h的處理量，降低20mg/L總氮，占地面積僅6㎡

易操作維護(hù)——全自動(dòng)控制，無(wú)需更換填料，反沖洗水量少、頻率低

污泥產(chǎn)量少——反沖洗排出的少量微生物回流至生化池繼續(xù)分解

運(yùn)行成本低——去除20 mg/L的總氮，噸水成本小于1元

四、案例介紹

山東某化工廠產(chǎn)生800噸/天的工業(yè)循環(huán)冷卻水，其中循環(huán)水總氮濃度在30-50mg/L之間波動(dòng)，原先考慮用厭氧-好氧-沉淀的工藝進(jìn)行處理，占地面積大，湛清環(huán)保經(jīng)過(guò)小試-中試以后，驗(yàn)證了技術(shù)可行性，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，上了兩套總氮處理設(shè)備進(jìn)行處理循環(huán)水總氮，目前出水總氮穩(wěn)定在10mg/L以下，達(dá)到外排標(biāo)準(zhǔn)。

為了更好的了解污水處理的運(yùn)行和處理方式，我們專門(mén)請(qǐng)了老師來(lái)為我們專門(mén)講解。

生物池，此生物池的處理方法是活性污泥法，利用厭氧區(qū)，聚磷菌處于優(yōu)勢(shì)菌種進(jìn)行除磷。在缺氧區(qū)，利用反硝化作用進(jìn)行脫氮。而且生物池中好氧區(qū)是底部連通型的，底部有曝氣盤(pán)。規(guī)格6m深，面積3萬(wàn)8平米每個(gè)。其中生物池中的活性污泥停留的時(shí)間是11—12小時(shí)。

然后是二沉池，直徑38m ，深4m，運(yùn)用四周進(jìn)，四周出。上部有刮泥機(jī)，進(jìn)行泥水分離。

隨后重點(diǎn)講述UCT工藝。UCT工藝與傳統(tǒng)的A/0工藝類似，反應(yīng)池由厭氧、缺氧、好氧三部分組成，其基本原理是原污水和含磷回流污泥進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池進(jìn)行磷的釋放和吸收低分子量有機(jī)物;在缺氧池，以進(jìn)水中的有機(jī)物為碳源，利用混合液回流帶入的硝酸鹽進(jìn)行反硝化脫氮;然后從缺氧池進(jìn)入曝氣池，進(jìn)一步去除BOD， 進(jìn)行硝化反應(yīng)和磷的過(guò)量吸收;在沉淀池中進(jìn)行泥水分離，富磷污泥通過(guò)排剩余污泥把磷排出處理系統(tǒng)，達(dá)到生物除磷的目的。

厭氧池:厭氧發(fā)酵菌將污水中的可生物降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為VFA 這類分子量較低的發(fā)酵中間產(chǎn)物。聚磷菌利用其合成自身的細(xì)胞質(zhì)，大量繁殖。

缺氧池:反硝化細(xì)菌利用好氧區(qū)中回流液中的硝酸鹽以及污水中的有機(jī)基質(zhì)進(jìn)行反硝化，達(dá)到同時(shí)除磷脫氮的效果。

好氧池:聚磷菌在利用污水中殘留的有機(jī)基質(zhì)的同時(shí)，主要通過(guò)分解其體內(nèi)貯存的PHB所放出的能量維持其生長(zhǎng)，同時(shí)過(guò)量攝取環(huán)境中的溶解態(tài)磷。硝化菌將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化成為硝酸鹽。

UCT工藝與A2/0工藝不同之處在于沉淀池污泥回流到缺氧池而、不是回流到厭氧池，這樣可以防止由于硝酸鹽氮進(jìn)入?yún)捬醭�，破壞厭氧池的厭氧狀態(tài)而影響系統(tǒng)的除磷率。增加了從缺氧池到厭氧池的混合液回流，由缺氧池向厭氧池回流的混合液中含有較多的溶解性BOD，而硝酸鹽很少，為厭氧段內(nèi)所進(jìn)行的有機(jī)物水解反應(yīng)提供了最優(yōu)的條件。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)進(jìn)水中總凱氏氮TKN與COD的比值高時(shí)，需要降低混合液的回流比以防止N03-進(jìn)入?yún)捬醭�。但是如果回流比太小，�?huì)增加缺氧反應(yīng)池的實(shí)際停留時(shí)間，而實(shí)驗(yàn)觀測(cè)證明，如果缺氧反應(yīng)池的實(shí)際停留時(shí)間超過(guò)1h，在某些單元中污泥的沉降性能會(huì)惡化

最后我們收集了生物二沉池中的水質(zhì)來(lái)進(jìn)入陳三橋污水處理廠內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)量，水質(zhì)處理后的水質(zhì)符合：SS指標(biāo)20、總N指標(biāo)10、BOD指標(biāo)10、氨氮指標(biāo)5.也收集了一些活性污泥，進(jìn)行簡(jiǎn)單研究。

小結(jié)：通過(guò)這次社會(huì)實(shí)踐，我們對(duì)污水處理

過(guò)程有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，使我在學(xué)生階段能夠程度深入學(xué)習(xí)活性污泥法的處理工藝. 有利于把課本知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，為以后從事環(huán)保工作打下良好的基礎(chǔ)�；钚晕勰喾ㄊ悄壳疤幚沓鞘泻凸�業(yè)污水普遍采用的好氧生化處理技術(shù).其工藝流程較為簡(jiǎn)單,處理成本低,而處理效果好,BOD/COD去除率高,因而能得到廣泛的青睞。

氨氮廢水處理方法

前言：氨氮廢水處理方法是什么？這是很多人的疑惑，其實(shí)也不難的，下面為就大家簡(jiǎn)單講講最有效，最快速解決氨氮廢水方法~

污水氨氮超標(biāo)怎么辦？【希潔環(huán)保】

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污水中氨氮形式：廢水中氨氮的構(gòu)成主要有兩大類，一種是氨水形成的氨氮，一種是無(wú)機(jī)氨形成的氨氮，主要是硫酸銨，氯化銨等等。共分四種：有機(jī)氮.氨氮.亞硝酸氮（NO2-）和硝酸氮（NO3-）。而自然地表水體和地下水體中主要以硝酸鹽氮(NO3-）為主。高氨氮廢水的一般的形成是由于氨水和無(wú)機(jī)氨共同存在所造成的，一般上ph在中性以上的廢水氨氮的主要來(lái)源是無(wú)機(jī)氨和氨水共同的作用，ph在酸性的條件下廢水中的氨氮主要由于無(wú)機(jī)氨所導(dǎo)致。

生態(tài)環(huán)境：氨氮對(duì)水生物起危害作用的主要是游離氨，其毒性比銨鹽大幾十倍，并隨堿性的增強(qiáng)而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有密切關(guān)系，一般情況，pH值及水溫愈高，毒性愈強(qiáng)，對(duì)魚(yú)的危害類似于亞硝酸鹽。

生物處理法：就是我們常說(shuō)的生物脫氮，主要包括氨化、硝化、反硝化最終以氮?dú)鈴乃�中脫出。生物脫氮現(xiàn)在又很多成熟的工藝，在水處理中非常常見(jiàn)。

化學(xué)法除氨氮：是根據(jù)廢水中污染物的性質(zhì)，必要時(shí)投加某種化工原料（氨氮去除劑SN-1），在一定的工藝條件下（溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應(yīng)時(shí)間、配料比例等等）進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使廢水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物，或者生成不溶于水的氣體產(chǎn)物，從而使廢水凈化，或者達(dá)到一定的去除率。選擇合適的化工原料也很重要。

氨氮廢水處理方法最快速的方法是投加氨氮去除劑SN-1，無(wú)需改變?cè)�有工藝流程，直接投加，去除�?6%以上。

——責(zé)任編輯：希潔化學(xué)

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焦化廢水處理一直是國(guó)內(nèi)外污水處理領(lǐng)域的一大難題。廢水中污染物組成復(fù)雜，含有揮發(fā)酚、多環(huán)芳烴和氧硫氮等雜環(huán)化合物，屬較難生化降解的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水。

目前，國(guó)內(nèi)80％的焦化廠普遍采用的是以傳統(tǒng)生物脫氮處理為核心的焦化廢水工藝流程。分為預(yù)處理、生化處理以及深度處理。預(yù)處理主要采用物理化學(xué)方法，如除油、蒸氨、萃取脫酚等；生化處理工藝主要為A/O、A2/O等工藝；深度處理主要工藝有活性炭吸附法、活性炭-生物膜法及氧化塘法。

下面，江蘇帕斯瑪?shù)男【帉�為您講解一下我們常用的幾種處理方法：

物理處理法

1、吸附法

吸附法是利用多孔性吸附劑吸附污水中的一種或幾種溶質(zhì)，使污水得到凈化�；钚蕴渴亲畛Ｓ玫囊环N吸附劑，活性炭吸附法適用于污水的深度處理。

2、混凝和絮凝沉淀法

混凝法是向污水中加入混凝劑并使之水解產(chǎn)生水合配離子及氫氧化物膠體，中和污水中某些物質(zhì)表面所帶的電荷，使這些帶電物質(zhì)發(fā)生凝集，是用來(lái)處理污水中自然沉淀法難以沉淀去除的細(xì)小懸浮物及膠體微粒，以降低污水的濁度和色度，但對(duì)可溶性有機(jī)物無(wú)效，常用于焦化污水的深度處理。 該法處理費(fèi)用低，既可以間歇使用也可以連續(xù)使用。

3、Fenton試劑法

Fenton試劑是由H2O2和Fe2+混合得到的一種強(qiáng)氧化劑，由于其能產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的61OH自由基，在處理難生物降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)污水時(shí)，具有反應(yīng)迅速，溫度和壓力等反應(yīng)條件緩和且無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。因此，近30年來(lái)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外環(huán)保工作者的廣泛重視。

生化處理法

生化處理法是一種利用微生物氧化分解污水中有機(jī)物的方法，常作為焦化污水處理系統(tǒng)中的二級(jí)處理。

1、A/O與A2/O法

目前國(guó)內(nèi)主要采用A/O與A2/O工藝及其變異型脫氮工藝進(jìn)行焦化污水的脫氮處理，脫氮效果較好。Min Zhang等對(duì)A-A-O工藝與A-O工藝進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)表明：A-A-O工藝在NH3-N去除和反硝化方面均優(yōu)于A-O工藝，特別是反硝化率方面A-A-O工藝是A-O工藝的兩倍。目前寶鋼一、二期焦化污水就是對(duì)原A-O工藝優(yōu)化后，采用了A-A-O工藝。目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，但由于條件控制復(fù)雜，投資費(fèi)用高，為保證處理效果，運(yùn)行中污泥及污水回流量較大，增加了動(dòng)力消耗，且內(nèi)循環(huán)液帶入大量溶解氧，使反硝化池內(nèi)難于保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化過(guò)程降低了脫氮效率。

2、SBR法

SBR池兼均化、沉淀、生物降解及終沉等功能于一體。國(guó)內(nèi)外對(duì)SBR法研究的結(jié)果表明此法工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，同時(shí)不必設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池。SBR反應(yīng)池生化反應(yīng)能力強(qiáng)，處理效果好，能有效地防止污泥膨脹，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定性強(qiáng)。用它來(lái)處理焦化污水，NH3-N的去除率達(dá)60%，傳統(tǒng)SBR法對(duì)焦化污水降解效率不高。

3、氧化溝技術(shù)

隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列脫氮技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝流程。按照運(yùn)行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝，如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國(guó)應(yīng)用比較多，這些氧化溝通過(guò)設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵�、好氧段都能取得較好的脫氮效果。

化學(xué)處理法

1、催化濕式氧化技術(shù)

催化溫式氧化技術(shù)是在高溫、高壓條件下，在催化劑作用下，用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機(jī)物氧化，最終轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)N2和CO2排放。該技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70 年代，是在Zim-merman的濕式氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其催化劑價(jià)格昂貴，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，對(duì)工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，國(guó)內(nèi)很少將該法用于污水處理。

2、臭氧氧化法

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，能與污水中大多數(shù)有機(jī)物，微生物迅速反應(yīng)，同時(shí)還可起到脫色、除臭、殺菌的作用。該法不會(huì)造成二次污染，操作管理簡(jiǎn)單方便。但是，這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點(diǎn)。同時(shí)若操作不當(dāng)，臭氧會(huì)對(duì)周?chē)�生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法還主要應(yīng)用于污水的深度處理。在美國(guó)已開(kāi)始應(yīng)用臭氧氧化法處理焦化廢水。

3、光催化氧化法

光催化氧化法是由光能引起電子和空隙之間的反應(yīng)，產(chǎn)生具有較強(qiáng)反應(yīng)活性的電子(空穴對(duì))，這些電子(空穴對(duì))遷移到顆粒表面，便可以參與和加速氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。光催化氧化法對(duì)水中酚類物質(zhì)及其他有機(jī)物都有較高的去除率。在最佳光催化條件下，控制污水流量為3600mL/h，就可以使出水COD值由472mg/L降至100mg/L以下，且檢測(cè)不出多環(huán)芳烴。

水資源危機(jī)是當(dāng)今世界面臨的重要問(wèn)題，水資源的嚴(yán)重匱乏已經(jīng)成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素。燃煤火電廠是我國(guó)工業(yè)用水的大戶，其用水量和排水量十分巨大，在工業(yè)用水中約40%用于燃煤火電廠，燃煤火電廠每年排水約占全國(guó)工業(yè)企業(yè)排放量的10％。隨著生態(tài)文明建設(shè)號(hào)角的吹響，“廢水零排放”在火電企業(yè)越來(lái)越多地被提及，火電廠廢水零排放要求利用先進(jìn)的水處理技術(shù)，實(shí)施廢水處理后回用，真正實(shí)現(xiàn)火電廠廢水零排放，這將是發(fā)電企業(yè)節(jié)約水資源、降低環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。

零排放并不是說(shuō)不排放水，而是不將有害物質(zhì)通過(guò)水體排放到自然環(huán)境中，電廠生產(chǎn)使用的水資源最終以蒸汽的形式排放到環(huán)境中，或者在電廠內(nèi)部水循環(huán)系統(tǒng)中留存，這樣大大提高了水資源利用率，同時(shí)避免自然環(huán)境遭到污染水體的污染，保證居民用水安全。從可持續(xù)發(fā)展的角度看，目前以及今后的水資源將會(huì)一直處于相對(duì)匱乏的狀態(tài)，污水零排放是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。零排放對(duì)水處理技術(shù)的要求非常之高，需要很高的技術(shù)投入，因此其資金投入與嚴(yán)格的管理制度與監(jiān)管制度是必不可少的。

江蘇帕斯瑪環(huán)境科技有限公司研究的脫硫廢水的零排放處理工藝是：常規(guī)處理出水入EDR濃、淡水分離，淡水入調(diào)節(jié)池與循環(huán)系統(tǒng)排水、生活污水、經(jīng)預(yù)處理的工業(yè)廢水、初期雨水等混合，入AO生化池生物脫氮，生物處理出水采用“UF+RO”的中水回用工藝，RO淡水入鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)進(jìn)水端，RO濃水回流至EDR進(jìn)水端，EDR濃水入蒸發(fā)析鹽設(shè)備。

在現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)生活中，合理運(yùn)用燃煤電廠脫硫廢水零排放處理工藝，能夠有效降低污水排放量，提高水資源利用率，全面提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。當(dāng)前社會(huì)發(fā)展形勢(shì)下對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求不斷提高，燃煤電廠脫硫廢水零排放處理工藝的應(yīng)用勢(shì)在必行，為建設(shè)清潔環(huán)保型燃煤電廠提供可靠的技術(shù)支持，推進(jìn)整個(gè)社會(huì)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。

公司網(wǎng)址：脫硫廢水處理系統(tǒng)

想知道污水處理市場(chǎng)的發(fā)展起源嗎？想了解更多有關(guān)污水處理設(shè)備的最新信息嗎？在這個(gè)特殊的教師節(jié)日子里，相信你已經(jīng)被各種各樣“祝師福”刷屏。作為一個(gè)敬業(yè)的水處理公眾號(hào)，當(dāng)然也不忘帶你領(lǐng)略一番污水處理市場(chǎng)來(lái)時(shí)的路，追溯其師出何處？

早期的處理方式采用石灰、明礬等進(jìn)行沉淀。明代晚期，我國(guó)已有污水凈化裝置。但由于當(dāng)時(shí)需求性不強(qiáng)，我國(guó)生活污水仍以農(nóng)業(yè)灌溉為主。
 

二級(jí)處理階段，有機(jī)物的處理工藝主要有生物膜法和活性污泥法，但隨著在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用和技術(shù)上的不斷革新改進(jìn)，20世紀(jì)40-60年代，活性污泥法逐漸取代了生物膜法，成為污水處理的主流工藝。并且又在活性污泥法中衍生了出了一系列的脫氮除磷工藝。

這些脫氮除磷工藝包括：除磷、脫氮、A2O、氧化溝、SBR、CASS、MSBR和新型脫氮除磷技術(shù)（ANAMMOX-SHARON 組合工藝）。
 

然而在第三級(jí)處理階段時(shí)，隨著生活質(zhì)量的提高，污水處理廠的側(cè)重點(diǎn)不再是核算污染物的排放量，而是如何改善水質(zhì)。膜技術(shù)開(kāi)始顯現(xiàn)其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。生物膜技術(shù)又重新被重視起來(lái)，目前，應(yīng)用較多的膜處理技術(shù)主要有微濾、超濾、反滲透和膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)。

回顧整個(gè)歷史過(guò)程，城市生活污水處理的足跡隨著人類健康的需求、水環(huán)境質(zhì)量的變化、污水的處理程度在一級(jí)級(jí)的加深，同時(shí)也在鞭策污水處理設(shè)備的操作、占地、程序步驟、能源資源的投入一點(diǎn)點(diǎn)地簡(jiǎn)化。我們希望未來(lái)我們擁有更先進(jìn)的技術(shù)為環(huán)境帶來(lái)最大限度的潔凈，也希望人們能更加愛(ài)惜身邊環(huán)境，防污大于截污。

以上便是華清朗意環(huán)保小編在此教師節(jié)之際為你帶來(lái)的水處理時(shí)代梳理，真誠(chéng)希望對(duì)你理解水處理的發(fā)展史有用。我們也將秉承質(zhì)量至上，客服為尊的宗旨，繼續(xù)為你們服務(wù)！如果你還有更多關(guān)于污水處理設(shè)備的疑問(wèn)，請(qǐng)關(guān)注華清朗意環(huán)保微信公眾號(hào)吧~ 我們將很樂(lè)意為你解答。

氧化溝工藝

　　氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長(zhǎng)，故稱為氧化溝。氧化溝有多種構(gòu)造型式，典型的有：A：卡羅塞式；B：奧巴爾型；C：交替工作式氧化溝；D：曝氣—沉淀一體化氧化溝
氧化溝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大中型城市污水處理廠，其規(guī)模從每日幾百立方米至幾萬(wàn)立方米，工藝日趨完善，其構(gòu)造型式也越來(lái)越多。

氧化溝工藝的優(yōu)點(diǎn)：

進(jìn)出水裝置簡(jiǎn)單；污水的流態(tài)可看成是完全混合式，由于池體狹長(zhǎng)，又類似于推流式；BOD負(fù)荷低，處理水質(zhì)良好；污泥產(chǎn)率低，排泥量少；污泥齡長(zhǎng)，具有脫氮的功能。

缺點(diǎn)：
但氧化溝工藝與SBR和普通活性污泥工藝比較，能耗高，且占地面積較大。

A/O法

　　即厭氧—好氧污水處理工藝，流程如下：
生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。

A/O法的優(yōu)點(diǎn)：

①體積負(fù)荷高，停留時(shí)間短，節(jié)約占地面積；
②生物活性高；
③有較高的微生物濃度；
④污泥產(chǎn)量低；
⑤出水水質(zhì)好且穩(wěn)定；
⑥動(dòng)力消耗低；
⑦不產(chǎn)生污泥膨脹；

⑧掛膜方便，可間歇運(yùn)行；
⑨工藝運(yùn)行簡(jiǎn)單，操作方便，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

缺點(diǎn)：
目前存在的問(wèn)題主要是池內(nèi)填料間的生物膜有時(shí)會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，尚待改進(jìn)。研究的方向是針對(duì)不同的進(jìn)水負(fù)荷控制曝氣強(qiáng)度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形狀、尺寸和材質(zhì)合適的填料。

SBR法

　　由于SBR在運(yùn)行過(guò)程中，各階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運(yùn)行功能要求等靈活變化。對(duì)于SBR反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，只是時(shí)序控制，無(wú)空間控制障礙，所以可以靈活控制。因此，SBR工藝發(fā)展速度極快，并衍生出許多種新型SBR處理工藝。

SBR工藝優(yōu)點(diǎn)：

出水水質(zhì)較好；不產(chǎn)生污泥膨脹；除磷脫氮效果好。
缺點(diǎn)：

　　其缺點(diǎn)是池容和設(shè)備利用率低，占地面積較大、運(yùn)行管理復(fù)雜，自控水平要求高。

曝氣生物濾池

　　曝氣生物濾池是 90 年代初興起的污水處理新工藝，已在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家廣為流行。該工藝具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脫氮、除磷、去除 AOX （有害物質(zhì)）的作用其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池 ( 二沉池 ) ，其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好：運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用省。

BAF工藝的優(yōu)點(diǎn)：
1 、總體投資省，包括機(jī)械設(shè)備、自控電氣系統(tǒng)、土建和征地費(fèi)；
2 、占地面積小，通常為常規(guī)處理工藝占地面積的80% ，廠區(qū)布置緊湊，美觀；
3 、處理出水質(zhì)量好，可達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；
4 、工藝流程短，氧的傳輸效率高，供氧動(dòng)力消耗低，處理單位污水的電耗低；
5 、過(guò)濾速度高，處理負(fù)荷大大高于常規(guī)處理工藝；
缺點(diǎn)：

曝氣生物濾池運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜，尤其是填料的反洗與更換，從而導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用也較高。

MBR工藝

　　膜-生物反應(yīng)器工藝（MBR工藝）是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)。它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留住，省掉二沉池。

MBR的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
1、出水水質(zhì)好

2、 工藝參數(shù)易于控制，能實(shí)現(xiàn)HRT與SRT的完全分離

3、 設(shè)備緊湊，省掉二沉池，占地少

4、 剩余污泥產(chǎn)量少

5、 有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌的截留、生長(zhǎng)和繁殖

6、 克服了常規(guī)活性污泥法中容易發(fā)生污泥膨脹的弊端

系統(tǒng)可采用PLC控制，易于實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化
缺點(diǎn)：

MBR工藝造價(jià)相對(duì)較高，為普通污水處理工藝的1.5-2.0倍。國(guó)產(chǎn)膜片質(zhì)量較差、使用時(shí)間較短，進(jìn)口膜片價(jià)格過(guò)高，運(yùn)行維護(hù)及更換費(fèi)用較高

各種工藝之比較

　　為了降低投資和運(yùn)行成本，因地制宜地進(jìn)行工藝方案(主要是生物處理方案)比較是必要的。進(jìn)行多種工藝方案的比較，包括投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、占地面積、出水水質(zhì)、后期管理等各方面進(jìn)行系統(tǒng)的比較，因地制宜的選擇適合的工藝。

在生活污水中的應(yīng)用

　　隨著我國(guó)水處理工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，近兩年A-O、BAF及MBR工藝應(yīng)用越來(lái)越廣，前些年氧化溝工藝的應(yīng)用較多，造價(jià)較低，適用于土地資源較豐富的地區(qū)。

占地面積與總池容

　　氧化溝與SBR工藝占地面積較大，A-O、BAF工藝占地面積較小，MBR占地面積最小（為普通工藝占地面積的60%）。

投資費(fèi)用

　　相比較而言，氧化溝、SBR投資費(fèi)用最低，A-O較低，MBR和曝氣生物濾池造價(jià)相對(duì)較高，BAF較普通工藝高出25%左右，MBR根據(jù)膜的不同，價(jià)格相差較大（采用國(guó)產(chǎn)膜，總投資較普通工藝高出40%左右，進(jìn)口膜則要高80%）。

運(yùn)行成本及管理

SBR自動(dòng)化程度要求較高；氧化溝自動(dòng)化程度較低；BAF反洗等很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，需人工操作，則人工費(fèi)較高；若不考慮折舊費(fèi)，單從人工費(fèi)、電費(fèi)、藥劑費(fèi)來(lái)考慮每日運(yùn)行費(fèi)用，MBR最低，為0.35元/d左右，BAF、A-O在0.50元/d左右；若考慮折舊費(fèi)，考慮到MBR和BAF維護(hù)及更換費(fèi)用較高，則其運(yùn)行費(fèi)用比A-O要高。

出水水質(zhì)

MBR 、BAF、A-O工藝出水水質(zhì)較好，可滿足回用標(biāo)準(zhǔn)，耐沖擊負(fù)荷較高，運(yùn)行穩(wěn)定。

結(jié)論

　　每項(xiàng)工藝技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)、適用條件和不足之處，不可能以一種工藝代替其他一切工藝，因此，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做出適宜的選擇。根據(jù)甲方提供的相關(guān)資料，在可利用面積較少的前提下，不推薦使用氧化溝和SBR工藝。
同時(shí)，為了降低投資和運(yùn)行成本，確保出水水質(zhì)，根據(jù)技術(shù)上合理，經(jīng)濟(jì)上合算，管理方便，運(yùn)行可靠且有利于近、遠(yuǎn)期結(jié)合的原則，進(jìn)行工藝方案的優(yōu)化抉擇。

——責(zé)任編輯：希潔化學(xué)

污水氨氮超標(biāo)原因

1.生化池中溫度過(guò)低，導(dǎo)致菌種活性不高，分解能力下降；

2.生化池中污泥的泥齡太長(zhǎng)；

3.分頓控制時(shí)間短，難控制；

4.硝化反應(yīng)沒(méi)有控制好PH等。

解決辦法：

(1) 減少進(jìn)水量，減小內(nèi)回流比，延長(zhǎng)好氧單元的實(shí)際水力停留時(shí)間，提高硝化效果密切關(guān)注其他水質(zhì)指標(biāo)及污泥指標(biāo)的變化;

(2) 盡量避免出現(xiàn)污泥解體或污泥膨脹現(xiàn)象;若出現(xiàn)該情況則應(yīng)迅速向系統(tǒng)中投加氓凝劑或鐵鹽，改善污泥絮凝及沉降性能;

(3) 關(guān)注 pH 及 TP 情況，盡量保證系統(tǒng)處于弱堿性環(huán)境，必要時(shí)向系統(tǒng)中投加適量的Na2C03以補(bǔ)充硝化所需的堿度;

(4) 若反應(yīng)器內(nèi)TP濃度顯著低于平時(shí)水平，則應(yīng)向系統(tǒng)中補(bǔ)充適當(dāng)?shù)牧姿岫�氫餌或磷肥，改善污泥的絮凝效果及硝化能力;

(5) 加大外回流比、維持生化單元相對(duì)較高的 污泥濃度，提高系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力;

(6) 適當(dāng)提高 DO 濃度 (2.5 -4.0 mglL) ，改善 硝化效果;

(7) 待這部分污泥進(jìn)入二沉池后，減少外回流量并增大剩余污泥排放量，將此部分污泥盡快進(jìn)行無(wú)害化處理;

(8) 若條件允許，可以分別測(cè)定污泥呼吸指數(shù) 及硝化速率，協(xié)助超標(biāo)原因的判斷;

(9) 加大取樣化驗(yàn)分析頻次，檢驗(yàn)所采取的應(yīng) 急措施對(duì)出水水質(zhì)的改善效果，否則應(yīng)更換其他方法或多種方法聯(lián)用，盡量縮短處理系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間。

常用的氨氮超標(biāo)處理方法：

生物脫氮法：

生物法除氮的工藝很多，通常有AO、AAO、UCT工藝以及生物膜、生物濾池跟氧化溝，每種工藝都包括有厭氧段和好氧段。

AAO工藝主要是通過(guò)厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行來(lái)達(dá)到脫氮的效果，因?yàn)榻z狀菌不能大量增殖，所以一般不會(huì)發(fā)生污泥膨脹的現(xiàn)象，SVI值一般小于100。在運(yùn)行中勿需投藥，但要在厭氧缺氧段需要不斷攪拌以增加溶解氧，減少停留時(shí)間，防止出現(xiàn)污泥大量釋磷。具有運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)，但是脫氮效果也很難再進(jìn)一步提高。

希潔氨氮去除劑：

投加希潔氨氮去除劑，無(wú)需改變?cè)�有工藝流程，可直接投加，操作�?jiǎn)單方便，藥劑主要是通過(guò)跟游離氨和銨離子形成氮?dú)鈦?lái)達(dá)到去除的效果，希潔氨氮去除劑具有投加量少，對(duì)氨氮的去除率髙，處理結(jié)果穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。同時(shí)還有脫色、降低COD等輔助功能，具體投加量可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整，成本可控。

——責(zé)任編輯：希潔化學(xué)

流化床填料特點(diǎn)：

流化床填料是采用優(yōu)質(zhì)的共聚材料，長(zhǎng)時(shí)間浸泡在廢水不會(huì)降解，也不會(huì)對(duì)微生物有毒害作用，優(yōu)于采用其它諸如聚氯乙烯等材料。

特殊的結(jié)構(gòu)，空心填料結(jié)構(gòu)為內(nèi)外共有三層空心圓，每個(gè)圓內(nèi)有1條棱，外有36條棱，經(jīng)多次研究開(kāi)發(fā)成功，采用一次成型。 高的比表面積，普通微生物比表面積為90-180，空心填料的比表面積可達(dá)600，雙比面積高達(dá)860以上，由于具有高的比表面積，則單位容積內(nèi)生物量就高，可以達(dá)到水力停留時(shí)間短的目的。

微生物的高活性。在填料的表面生長(zhǎng)的微生物膜由于填料流化碰撞。曝氣沖刷使微生物處于高活性的對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，處理效率高， 空心填料為飄浮型，更換方便，使用壽命長(zhǎng)，脫氮、分解有機(jī)物能力強(qiáng)，達(dá)到去除氨氮目的。

訂貨請(qǐng)明確所需填料流化床填料規(guī)格型號(hào)、數(shù)量等。

更多流化床填料相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)瀏覽：流化床填料,流化床填料價(jià)格|報(bào)價(jià)-廣州市綠燁環(huán)保設(shè)備有限公司

石化廢水主要是指在石油煉化、加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，該類廢水具有水量大、水質(zhì)復(fù)雜、有機(jī)污染物濃度高、毒性大，難生物降解等特點(diǎn)，屬于較難處理的工業(yè)廢水，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。

中國(guó)目前每年的工業(yè)廢水排放量超過(guò)2.1×1010t，石化廢水排放量大約占3%-4%。石化廢水的二級(jí)處理一般采用活性污泥法為主的處理工藝，處理后的出水COD一般在100mg·L-1左右。石化工業(yè)園區(qū)內(nèi)有些裝置出水含磷較高，如丁苯橡膠廢水，造成最終二級(jí)出水中TP濃度偏高。隨著世界各國(guó)對(duì)水體水生態(tài)和飲用水安全標(biāo)準(zhǔn)的提高，中國(guó)政府于2015年7月實(shí)施《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31571-2015)，二級(jí)出水中COD、TP等主要有機(jī)污染物濃度達(dá)標(biāo)壓力較大，我國(guó)大部分石化綜合污水廠面臨著深度處理的技術(shù)需求。

曝氣生物濾池(BAF)是一種膜法生物處理工藝，可以用于SS去除，有機(jī)物去除，硝化除氮、反硝化脫氮和除磷等，具有比表面積大、有機(jī)負(fù)荷高、工藝簡(jiǎn)單、過(guò)濾作用好及易于反沖洗等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外污水深度處理中已廣泛應(yīng)用。臭氧由于其強(qiáng)氧化性(氧化還原電位為2.07V，在水中僅比氟原子、氧原子和羥基自由基低)，能夠顯著地改變有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，提高廢水的生化性，在污水處理方面研究一直備受關(guān)注。

臭氧和BAF組合工藝既發(fā)揮了化學(xué)氧化的有效性，又兼顧了生物處理的經(jīng)濟(jì)型，在石化廢水深度處理方面有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)，臭氧和BAF組合工藝在工業(yè)廢水深度處理中得到了廣泛應(yīng)用，并且發(fā)現(xiàn)BAF-臭氧組合工藝更適合于石化二級(jí)出水的深度處理。但是目前研究多集中于COD處理效果，對(duì)TP處理效果研究很少。由于BAF的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致生物除磷的效果非常有限，需要投加鐵鹽等除磷藥劑來(lái)強(qiáng)化除磷。

為了同時(shí)降低COD與TP濃度，以達(dá)到最新排放標(biāo)準(zhǔn)要求，本研究探究了投加FeSO4·7H2O的BAF-臭氧強(qiáng)化組合工藝對(duì)石化二級(jí)出水的處理效果，同時(shí)在機(jī)制上對(duì)處理過(guò)程中有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量及種類變化情況進(jìn)行了探討，以期為BAF-臭氧組合工藝原位投加FeSO4·7H2O強(qiáng)化處理石化二級(jí)出水的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1、材料與方法

1.1試驗(yàn)用水和試驗(yàn)裝置

1.1.1試驗(yàn)用水

試驗(yàn)用水取自某石化工業(yè)園區(qū)污水處理廠二級(jí)出水，園區(qū)內(nèi)主營(yíng)石油化工兼有少量化肥廠，該廠承接了園區(qū)內(nèi)60余套生產(chǎn)裝置排放的廢水，采用水解酸化、A/O法進(jìn)行生化二級(jí)處理，水質(zhì)隨不同裝置的檢修具有一定的波動(dòng)性。試驗(yàn)期間主要水質(zhì)特征為：pH6-8，COD60-120mg·L-1，NH4+-N的平均值為5.83mg·L-1，TP的平均值為1.37mg·L-1。

1.1.2試驗(yàn)裝置及運(yùn)行

試驗(yàn)裝置為有機(jī)玻璃制作的上向流BAF-臭氧，共兩組(投加FeSO4·7H2O組為1號(hào)，不投加FeSO4·7H2O的對(duì)照試驗(yàn)組為2號(hào))，其尺寸及結(jié)構(gòu)相同。BAF-臭氧組合工藝裝置如圖1所示，BAF反應(yīng)柱和臭氧反應(yīng)柱內(nèi)徑分別為70mm和100mm，高度均為1.6m，內(nèi)部填充火山巖濾料，填充高度分別為0.8m和0.7m。反應(yīng)器均使用蠕動(dòng)泵BT-100型創(chuàng)銳作為進(jìn)水泵，BAF反應(yīng)柱在底部曝氣，采用曝氣泵、流量計(jì)控制曝氣量，BAF使用蠕動(dòng)泵投加FeSO4·7H2O。臭氧制備以工業(yè)級(jí)純氧作為氧氣源、山美水美YG-5臭氧發(fā)生器、防腐蝕臭氧專用流量計(jì)、LIMICEN臭氧濃度監(jiān)測(cè)儀組合運(yùn)行。

圖1 反應(yīng)器流程示意

1號(hào)和2號(hào)兩組試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，根據(jù)課題組前期研究，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為9mg·L-1時(shí)強(qiáng)化除磷效果較好，確定BAF段工藝參數(shù)HRT=1h，氣水比3:1，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為9mg·L-1;課題組前期研究表明投加量為10mg·L-1時(shí)臭氧氧化效果較好，確定臭氧投加量為10mg·L-1，HRT=30min。石化廢水二級(jí)出水有機(jī)污染物種類較多、水質(zhì)變化較大，工藝連續(xù)運(yùn)行10d觀察污染物去除效果。

1.2測(cè)試指標(biāo)與測(cè)試方法

1.2.1常規(guī)指標(biāo)分析方法

試驗(yàn)分析的常規(guī)指標(biāo)COD、NH4+-N和TP等，均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法進(jìn)行測(cè)定。廢水中有機(jī)物分子量分級(jí)采用超濾法，具體操作參照文獻(xiàn)進(jìn)行。

1.2.2三維熒光分析方法

采用日本日立公司出產(chǎn)的HITACHIFL-7000型三維熒光分光光度計(jì)對(duì)所取的水樣進(jìn)行三維熒光測(cè)定。為防止水樣中的非溶解性顆粒對(duì)水樣測(cè)定的影響，水樣需先經(jīng)過(guò)0.45μm醋酸纖維膜過(guò)濾，再進(jìn)行測(cè)定。激發(fā)波長(zhǎng)200-500nm與發(fā)射波長(zhǎng)為250-550nm，狹縫寬度5nm，等高線寬度10nm，掃描速率為12000nm·min-1的條件下，測(cè)定樣品的三維熒光光譜特性。數(shù)據(jù)采用Origin軟件進(jìn)行處理，以等高線圖表征。

1.2.3 GC-MS測(cè)試方法

采用文獻(xiàn)中方法對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理后，經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀定性分析(Agilent7890，美國(guó))，所測(cè)得圖譜與NIST質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比獲得樣品信息。HP-5MSUI型色譜柱，對(duì)水樣進(jìn)行半揮發(fā)性有機(jī)物定性分析。采用毛細(xì)色譜柱HP-5MS，30m×250μm×0.25μm;升溫程序：初始溫度40℃保持3min，以8℃·min-1的速率升溫至200℃保持3min，然后以10℃·min-1的速率升溫到280℃保持1min，后運(yùn)行溫度300℃;載氣流速9mL·min-1的高純氦氣(>99.999%);分流比5∶1;進(jìn)樣口溫度260℃。質(zhì)譜條件：電離方式為電子轟擊源，離子源溫度230℃，四級(jí)桿溫度150℃，EI源為70eV。掃描方式為全掃描，質(zhì)量掃描范圍29-350m/z，溶劑延遲時(shí)間2.5min。

2、結(jié)果與討論

2.1組合工藝運(yùn)行效果

2.1.1組合工藝對(duì)COD的去除

1號(hào)、2號(hào)組合工藝對(duì)COD的去除效果如圖2所示。進(jìn)水COD平均濃度為82.91mg·L-1，1號(hào)BAF出水COD平均濃度為73.61mg·L-1，臭氧出水平均濃度為39.63mg·L-1，平均去除率為52.20%;2號(hào)BAF出水COD平均濃度為76.91mg·L-1，臭氧出水平均濃度為53.85mg·L-1，平均去除率為35.05%。1號(hào)組合工藝COD去除率較2號(hào)組合工藝高17.15%，F(xiàn)e2+的投加對(duì)組合工藝中BAF段和臭氧段COD去除效果均有提高，對(duì)臭氧段提高效果最為明顯。

1號(hào)組合工藝中，BAF段對(duì)COD的去除效率較2號(hào)BAF段高4%左右，F(xiàn)eSO4·7H2O對(duì)COD的去除有一定的促進(jìn)作用。這是由于投加FeSO4·7H2O增加了濾料的截留能力;Fe2+帶正電荷，促進(jìn)了有機(jī)物向帶負(fù)電的微生物細(xì)胞膜表面的遷移;同時(shí)Fe也是微生物生長(zhǎng)所需要的一種金屬元素，適量的Fe會(huì)促進(jìn)微生物的代謝作用。由圖2可以看出，COD的去除主要集中于臭氧工藝段，其中1號(hào)組合工藝臭氧平均去除率為40.98%，2號(hào)組合工藝臭氧平均去除率為27.81%，投加鐵鹽后臭氧對(duì)COD的去除效果明顯升高。這是因?yàn)橥都覨eSO4·7H2O后，BAF出水含有Fe2+和Fe3+，這兩種離子是常見(jiàn)的臭氧氧化均相催化劑，Sauleda等提出了Fe2+催化分解臭氧形成·OH的機(jī)制，見(jiàn)反應(yīng)式(1)和(2)。

臭氧在Fe離子催化作用下形成的·OH與有機(jī)物的反應(yīng)速率更高、氧化性更強(qiáng)，可以氧化臭氧單獨(dú)氧化無(wú)法降解的小分子有機(jī)酸、醛等，可以將有機(jī)物完全礦化，提高污水中有機(jī)物的去除率。

2.1.2組合工藝對(duì)TP的去除

1號(hào)、2號(hào)組合工藝對(duì)TP的去除效果如圖3所示。進(jìn)水TP平均濃度為1.37mg·L-1，1號(hào)BAF出水TP平均濃度為0.46mg·L-1，臭氧出水平均濃度為0.39mg·L-1，TP平均去除率為71.50%;2號(hào)BAF出水TP平均濃度為1.27mg·L-1，臭氧出水平均濃度為1.10mg·L-1，TP平均去除率為19.69%。1號(hào)組合工藝TP去除率明顯高于2號(hào)組合工藝，這說(shuō)明FeSO4·7H2O的投加對(duì)BAF-臭氧組合工藝去除TP有非常明顯的促進(jìn)作用，由圖3可以看出，TP的去除主要在BAF段進(jìn)行。

圖3 組合工藝對(duì)TP的去除效果

1號(hào)BAF段TP平均去除率為66.52%，較2號(hào)BAF段高約60%，這是因?yàn)殍F鹽是一種高效的化學(xué)除磷藥劑，化學(xué)強(qiáng)化除磷和生物協(xié)同除磷相結(jié)合，大大促進(jìn)了除磷效果，與課題組前期研究得出的FeSO4·7H2O能有效強(qiáng)化BAF對(duì)石化二級(jí)出水除磷作用結(jié)論一致。經(jīng)過(guò)臭氧的氧化，出水TP的濃度繼續(xù)降低。大分子有機(jī)物在無(wú)機(jī)膠體顆粒(正磷酸鹽沉淀)表面形成有機(jī)物保護(hù)層，造成雙電層排斥作用，使膠體的穩(wěn)定性增加。而臭氧氧化可使大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化至小分子物質(zhì)，將稠環(huán)芳烴的多環(huán)結(jié)構(gòu)和共軛鍵的物質(zhì)斷裂、加成，破壞有機(jī)物對(duì)膠體保護(hù)作用，使得膠體脫穩(wěn)后沉降被臭氧段濾料截留。與2號(hào)臭氧段相比，1號(hào)臭氧段TP去除效率有所升高，但是升高幅度較小。

2.2不同分子量有機(jī)物去除特性

BAF降解和臭氧氧化對(duì)廢水中有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量的變化有顯著影響。圖4是兩個(gè)反應(yīng)器對(duì)不同分子量有機(jī)物的去除情況比較。從中可以看出，原水中溶解性有機(jī)物主要集中在相對(duì)分子質(zhì)量小于1×103之內(nèi)，經(jīng)過(guò)BAF-臭氧組合工藝處理后，兩組工藝出水有機(jī)物總量大幅下降。

圖4

BAF-臭氧處理前后相對(duì)分子質(zhì)量分布及TOC對(duì)比

經(jīng)過(guò)BAF處理后，兩組工藝各梯度的相對(duì)分子質(zhì)量有機(jī)物都有一定去除，其中分子量3×103-5×103的有機(jī)物去除最為明顯。1號(hào)組合工藝BAF段出水各分子量有機(jī)物去除效率高于2號(hào)組合工藝，這是由于FeSO4·7H2O在水解過(guò)程中形成的Fe2+、Fe3+高價(jià)態(tài)正電荷離子通過(guò)靜電引力，可置換膠體顆粒表面較多的低價(jià)正離子，使雙電層變薄，進(jìn)而使得排斥勢(shì)壘減弱直至消失，膠體顆粒發(fā)生凝聚作用，因此，F(xiàn)eSO4·7H2O在水解過(guò)程中形成的Fe2+、Fe3+絡(luò)合物能與廢水中的膠體顆粒絮凝沉，可有效地去除廢水中的有機(jī)物。與BAF段出水趨勢(shì)相反，兩組工藝臭氧段出水中相對(duì)分子質(zhì)量3×103-5×103的有機(jī)物所占比例升高，而大分子有機(jī)物(相對(duì)分子質(zhì)量>5×103的有機(jī)物)總量大幅下降，這可能是因?yàn)槌粞鯇⑾鄬?duì)分子質(zhì)量5×103以上的有機(jī)物破碎分解，生成部分相對(duì)分子質(zhì)量3×103-5×103的有機(jī)物。由圖4(b)中看出，原水相對(duì)分子質(zhì)量小于1×103的有機(jī)物占52%左右，經(jīng)過(guò)BAF-臭氧處理后，1號(hào)、2號(hào)組合工藝臭氧段出水中相對(duì)分子質(zhì)量小于1×103的有機(jī)物所占百分比分別為75.39%和65.38%，較臭氧氧化前顯著升高。這是由于O3臭氧具有極強(qiáng)的氧化性，破壞CC、NN、CO等不飽和鍵，可將大分子物質(zhì)氧化成低毒、易降解小分子、甚至徹底礦化為CO2和H2O。

圖5 BAF-臭氧處理石化二級(jí)出水前后三維熒光圖

1號(hào)組合工藝臭氧氧化效率高于2號(hào)組合工藝，這是因?yàn)?號(hào)組合工藝BAF出水中含有一定量的Fe2+、Fe3+絡(luò)合物，這些物質(zhì)作為催化劑，臭氧在其表面被吸附富集，并與催化劑表面羥基基團(tuán)作用，羥基基團(tuán)促進(jìn)臭氧分解，形成的·OH使有機(jī)物的降解速率更高。

2.3三維熒光光譜特征研究

石化二級(jí)出水、1號(hào)、2號(hào)工藝各段出水中溶解性有機(jī)物三維熒光光譜如圖5所示，其主要熒光峰有3個(gè)，其中，F(xiàn)lu1為色氨酸類芳香族蛋白質(zhì)熒光峰;Flu2為類溶解性微生物代謝產(chǎn)物熒光峰;Flu3為類腐殖酸的熒光峰。通過(guò)進(jìn)一步分析三維熒光光譜的數(shù)據(jù)矩陣，得到各熒光峰的位置及對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度(FI)見(jiàn)表1。Flu4表征水樣中總熒光峰，其熒光強(qiáng)度是水樣中Flu1-Flu3熒光峰的熒光強(qiáng)度之和。石化二級(jí)出水經(jīng)過(guò)2號(hào)工藝BAF處理后各熒光峰強(qiáng)度提高，這是因?yàn)橐恍┤芙庑晕⑸�物代謝產(chǎn)物例如多糖、蛋白、腐殖質(zhì)物質(zhì)在BAF處理中產(chǎn)生，而這些物質(zhì)均有一定的熒光性。加鐵鹽的1號(hào)BAF出水總熒光峰Flu4強(qiáng)度比石化二級(jí)出水略低，這是由于鐵元素是微生物所需的微量元素，一定量的FeSO4·7H2O可促進(jìn)微生物代謝，增強(qiáng)微生物活性，導(dǎo)致BAF生化作用增強(qiáng)，而類溶解性微生物代謝產(chǎn)物和類腐殖質(zhì)均屬于生化性較強(qiáng)的物質(zhì)，更容易被BAF去除，所以Flu2和Flu3的熒光峰強(qiáng)度較石化二級(jí)出水均有降低。

然而Flu1的熒光峰強(qiáng)度較石化二級(jí)出水升高，首先因?yàn)槭�化廢水中所含的有機(jī)物多以苯環(huán)剛性結(jié)構(gòu)有機(jī)物、π—π共軛雙鍵的不飽和有機(jī)物為主，BAF工藝并不能夠有效去除毒性較大的類芳香族蛋白質(zhì)，其次BAF生化反應(yīng)產(chǎn)生的微生物次生代謝產(chǎn)物具有一定熒光性，從而導(dǎo)致Flu1熒光峰強(qiáng)度升高。兩組工藝的臭氧段出水中，F(xiàn)lu1、Flu2、Flu3的熒光峰強(qiáng)度均有明顯的降低，而且Flu3藍(lán)移了5-10nm。藍(lán)移主要是由大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物或者稠環(huán)芳香烴的多環(huán)結(jié)構(gòu)分解破壞引起的。從本研究結(jié)果來(lái)看，由于O3的強(qiáng)氧化性，將難降解有機(jī)物大分子氧化為小分子物質(zhì)，將稠環(huán)芳烴的多環(huán)結(jié)構(gòu)及共軛雙鍵破壞，導(dǎo)致各類熒光峰強(qiáng)度的降低以及Flu3的藍(lán)移。其中1號(hào)臭氧段出水熒光峰強(qiáng)度明顯低于2號(hào)臭氧段出水，這是由于進(jìn)水中鐵離子對(duì)臭氧催化，產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的·OH，提高了對(duì)有機(jī)物的氧化去除能力。因此投加鐵鹽能夠強(qiáng)化BAF-臭氧組合工藝對(duì)石化污水廠二級(jí)出水的處理效果。

表1 廢水中三維熒光主要峰位置和強(qiáng)度

2.4特征有機(jī)物去除情況研究

500mL原水、1號(hào)工藝出水、2號(hào)工藝出水，液液萃取其中半揮發(fā)性有機(jī)物，經(jīng)GC-MS進(jìn)行定性分析。圖6為原水、1號(hào)工藝出水、2號(hào)工藝出水氣相色譜圖。從中可以看出，石化二級(jí)出水經(jīng)過(guò)BAF-臭氧組合工藝處理后，不僅峰高有所降低，且峰的數(shù)量減少明顯，經(jīng)過(guò)與MS數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比，石化二級(jí)出水檢出主要有機(jī)物約123種，其中含不飽和鍵的物質(zhì)占80%以上，主要為環(huán)烷烴，鹵代烴、苯系物等難降解物質(zhì)，這些物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且具有一定的生物毒性。BAF-臭氧處理前后廢水中檢出的主要特征有機(jī)污染物(即面積歸一，百分比之和大于95%的有機(jī)物)，統(tǒng)計(jì)如表2所示。進(jìn)水中檢出主要特征污染物為21種，經(jīng)處理后1號(hào)工藝、2號(hào)工藝出水檢出主要特征污染物分別為5種和7種。

從物質(zhì)種類的數(shù)量看，1號(hào)工藝處理效果好于2號(hào)工藝。為了更直觀比較兩組工藝的處理效果，挑選存在于原水、1號(hào)工藝出水、2號(hào)工藝出水中的共同特征有機(jī)物作為代表物質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比指標(biāo)以色譜峰的積分面積來(lái)衡量物質(zhì)的相對(duì)去除，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表3所示。1-氯-3-甲基-2-丁烯和氯乙醛縮乙二醇在原水、1號(hào)工藝和2號(hào)工藝出水中均存在，經(jīng)2號(hào)BAF-臭氧處理后，1-氯-3-甲基-2-丁烯和氯乙醛縮乙二醇去除率分別為20.7%和74.7%，而1號(hào)BAF-臭氧工藝對(duì)這兩種物質(zhì)的去除率分別提高了21.3%和5.6%，這是由于臭氧氧化對(duì)含不飽和鍵有機(jī)物去除效率較高，其中1號(hào)工藝通過(guò)投加鐵鹽，不僅會(huì)促進(jìn)BAF微生物的代謝，對(duì)有機(jī)物的去除有一定促進(jìn)作用，而且BAF出水中殘留的Fe2+和Fe3+能對(duì)臭氧氧化起到均相催化效果，氧化效率更高，進(jìn)一步提高有機(jī)物去除效率。BAF-臭氧工藝在鐵鹽的雙效耦合作用下，能夠達(dá)到更好的處理效果。

圖6 BAF-O3組合工藝處理前后水樣的GC-MS圖譜

表2 石化二級(jí)出水BAF-臭氧組合工藝處理前后主要有機(jī)物統(tǒng)情況

表3 AF-臭氧組合工藝進(jìn)出水中典型特征有機(jī)物去除對(duì)比

3、結(jié)論

(1)FeSO4·7H2O能有效強(qiáng)化BAF-臭氧組合工藝對(duì)石化二級(jí)出水處理效果。本研究中，在二級(jí)出水COD平均濃度82.91mg·L-1，TP平均濃度1.37mg·L-1，臭氧投加量10mg·L-1條件下，投加濃度為9mg·L-1的FeSO4·7H2O對(duì)組合工藝處理效果有明顯提升。投加FeSO4·7H2O后BAF-臭氧組合工藝出水COD去除率提高17.15%，除磷效率提高51.81%。

(2)經(jīng)過(guò)BAF-臭氧組合工藝處理后，相對(duì)分子質(zhì)量小于1×103的不飽和有機(jī)物所占比例呈上升趨勢(shì)。BAF段反應(yīng)器處理后出水各相對(duì)分子質(zhì)量有機(jī)物都有一定的去除，其中相對(duì)分子質(zhì)量3×103-5×103的有機(jī)物去除最為明顯;經(jīng)臭氧段工藝后，大分子有機(jī)物總量大幅下降。投加FeSO4·7H2O后，各分子量有機(jī)物去除率均得到提升。

(3)通過(guò)三維熒光分析得到石化廢水二級(jí)出水溶解性有機(jī)物主要為類芳香蛋白質(zhì)和類腐殖酸，投加FeSO4·7H2O后，BAF-臭氧組合工藝出水中各類物質(zhì)熒光峰強(qiáng)度均降低，鐵離子對(duì)臭氧催化，產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的·OH，提高了對(duì)有機(jī)物的氧化去除能力。

(4)經(jīng)過(guò)GC-MS圖譜和有機(jī)物統(tǒng)計(jì)分析，BAF-臭氧處理后廢水中含不飽和鍵的有機(jī)物去除明顯，投加FeSO4·7H2O后，BAF-臭氧工藝在鐵鹽的雙效耦合作用下，處理后出水中有機(jī)物的種類減少，濃度降低。

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由于冬季低溫的影響，中國(guó)北方污水處理廠常面臨季節(jié)性TN超標(biāo)的問(wèn)題。此外，受制于市政污水低碳氮比的水質(zhì)特性，污水處理廠也面臨著異養(yǎng)反硝化不充分而導(dǎo)致的TN超標(biāo)問(wèn)題。與異養(yǎng)反硝化相比，硫自養(yǎng)反硝化是以還原態(tài)硫?yàn)殡娮庸�體，NO3-N為電子受體進(jìn)行的自養(yǎng)反硝化過(guò)程，能夠有效地去除水中的NO3-N。硫自養(yǎng)反硝化因無(wú)需外加碳源、運(yùn)行成本低、污泥產(chǎn)量少、效率高、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛關(guān)注。

目前，Li等將硫自養(yǎng)反硝化工藝應(yīng)用于低溫、低碳氮比條件下污水處理廠氮污染物的去除，并達(dá)到了90%以上的氮去除效果。另一方面，硫自養(yǎng)反硝化過(guò)程作為冬季或低碳比條件下的脫氮保障工藝，常面臨季節(jié)性、間歇性運(yùn)行的操作方式。但是針對(duì)硫自養(yǎng)反硝化工藝饑餓忍耐后能力恢復(fù)及其對(duì)微生物菌群結(jié)構(gòu)影響的研究卻鮮見(jiàn)報(bào)道。

近年來(lái)，分子生物學(xué)作為有效手段用來(lái)研究污水處理過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)特性，如變形梯度凝膠電泳、克隆文庫(kù)和高通量測(cè)序等。MiSeq高通量測(cè)序以Illumina的測(cè)序技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)可逆終止試劑方法對(duì)數(shù)百萬(wàn)個(gè)基因片段同時(shí)進(jìn)行大規(guī)模平行測(cè)序，具有分析結(jié)果精確、高速等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于污水處理過(guò)程中微生物結(jié)構(gòu)和多樣性研究。

本文以顆粒硫磺和黃鐵礦的硫自養(yǎng)反硝化反應(yīng)器為研究對(duì)象，探究反應(yīng)器在經(jīng)過(guò)30d饑餓忍耐后的恢復(fù)情況，并利用MiSeq高通量測(cè)序?qū)︷囸I忍耐前后反應(yīng)器中細(xì)菌群落的變化情況進(jìn)行分析，以期為污水處理廠脫氮保障工藝的季節(jié)性、間歇性運(yùn)行提供技術(shù)參考。

1、材料與方法

1.1試驗(yàn)裝置

硫自養(yǎng)反硝化工藝采用降流式生物濾池，試驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示。反應(yīng)器為密封的有機(jī)玻璃柱，內(nèi)徑140mm，高度1170mm，填充高度500mm，有效容積5.94L。進(jìn)水口距柱底600mm，沿反應(yīng)器不同高度處分別設(shè)置取填料口，取填料口距填料頂部的距離分別是100mm和300mm。

圖1 試驗(yàn)裝置示意

試驗(yàn)共設(shè)2個(gè)反應(yīng)器(分別記為1號(hào)、2號(hào))，1號(hào)反應(yīng)器加入硫磺和白云石的混合物，2號(hào)反應(yīng)器加入黃鐵礦和白云石的混合物。2個(gè)反應(yīng)器中的填料均按1:1的體積比混合裝填，硫磺、黃鐵礦和白云石的粒徑均為5-10mm。其中，硫磺/白云石的填充區(qū)域孔隙率為45.9%，黃鐵礦/白云石為44.1%。

1.2進(jìn)水水質(zhì)和接種污泥

本試驗(yàn)用水為人工模擬污水廠尾水，水質(zhì)指標(biāo)為:NO3--N濃度為30mg·L-1，NH4+-N濃度為2mg·L-1，TP濃度為1mg·L-1，COD濃度為18-23mg·L-1，pH為6.8-7.2。接種污泥取自高碑店污水處理廠二沉池回流污泥。

1.3反應(yīng)器運(yùn)行方式

反應(yīng)器在低溫下運(yùn)行85d，主要分為穩(wěn)定期、饑餓期和恢復(fù)期:穩(wěn)定期(1-30d)，正常進(jìn)水，反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行，平均溫度為12℃;饑餓期(31-60d)，停止進(jìn)水，反應(yīng)器處于饑餓狀態(tài)，平均溫度12.8℃;恢復(fù)期(61-85d)，恢復(fù)進(jìn)水，反應(yīng)器進(jìn)入恢復(fù)期，平均溫度為14℃。饑餓期結(jié)束后及恢復(fù)期采集反應(yīng)器中的污泥樣品(1號(hào)饑餓期A1、恢復(fù)期A2;2號(hào)饑餓期B1、恢復(fù)期B2)進(jìn)行MiSeq高通量測(cè)序分析，分析反應(yīng)器饑餓期及穩(wěn)定期細(xì)菌群落的變化情況。

1.4測(cè)試指標(biāo)和方法

1.4.1水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

反應(yīng)器運(yùn)行期間，定期采樣進(jìn)行水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定，檢測(cè)項(xiàng)目包括硝酸鹽氮(NO3--N)、亞硝氮(NO2--N)、總氮(TN)、總磷(TP)等。其中NO3--N采用紫外分光光度法測(cè)定;NO2--N采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法測(cè)定;TN采用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定;TP采用鉬酸鹽分光光度測(cè)定。試驗(yàn)所用分光光度計(jì)為HACHDR5000紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)。生物量采用脂磷法測(cè)定。

1.4.2微生物多樣性的測(cè)定

DNA的提取與PCR的擴(kuò)增:為了探究系統(tǒng)的細(xì)菌群落，在反應(yīng)的饑餓期和恢復(fù)期進(jìn)行取樣。采用E.Z.N.A.SoilDNA試劑盒(美國(guó)Omega公司)，按照試劑盒說(shuō)明書(shū)提供的操作步驟提取。提取的DNA用1%瓊脂凝膠電泳進(jìn)行檢測(cè)。PCR的擴(kuò)增區(qū)域?yàn)?6SrRNA的V3-V4區(qū)，細(xì)菌16SrRNA擴(kuò)增引物采用通用引物(338F/806R)。引物名稱和引物序列分別是338F(ACTCCTACGGGAGGCAGCAG)和806R(GGACTACHVGGGTWTCTAAT)。PCR反應(yīng)體系:Forwardprimer(10μmol·L-1)，2μL;Reverseprimer(10μmol·L-1)，2μL;dNTPs(2.5mmol·L-1)，4μL;10×PCRbuffer，5μL;PyrobestDNAPolymerase(2.5U·μL-1)，0.3μL;補(bǔ)充ddH2O至50μL。反應(yīng)程序:先95℃預(yù)熱5min;然后進(jìn)行25個(gè)循環(huán)(95℃變形30s，56℃退火30s，72℃延伸40s)，最后72℃延伸10min。用AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒(Axygen公司)回收PCR產(chǎn)物，經(jīng)Tris-HCl洗脫后，用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。根據(jù)電泳結(jié)果。將PCR產(chǎn)物用QuantiFluorTM-ST(Promega公司)進(jìn)行定量，按照每個(gè)樣品的測(cè)序量要求，進(jìn)行相應(yīng)比例的混合。

MiSeq文庫(kù)構(gòu)建與測(cè)序:用高通量測(cè)序平臺(tái)IlluminaMiSeq對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行MiSeq高通量測(cè)序。測(cè)序得到的PEreads根據(jù)overlap關(guān)系進(jìn)行拼接，同時(shí)過(guò)濾掉低質(zhì)量的reads，區(qū)別樣品后進(jìn)行OUT聚類分析和物種分類學(xué)分析。

生物多樣性和分類學(xué)分析:首先將序列按照彼此的相似性歸為操作分類單元(OTU)。按照97%相似性進(jìn)行OUT聚類，采用RDPclassifier對(duì)97%相似水平的OUT代表序列進(jìn)行分類學(xué)分析。利用MOTHUR軟件對(duì)樣品覆蓋率(coveragepercentage)，ACE，Chao豐富指數(shù)以及Shannon多樣性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)為了保證分析的高可信度，根據(jù)SILVA106庫(kù)中的參考序列對(duì)OUT進(jìn)行種屬鑒定，種屬比對(duì)的可信度閾值設(shè)定為80%。

2、結(jié)果與討論

2.1反應(yīng)器運(yùn)行情況

穩(wěn)定期、饑餓期和恢復(fù)期的硫自養(yǎng)1號(hào)和2號(hào)反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)的變化情況如圖2所示。進(jìn)水NO3--N、NO2--N、TN和TP平均濃度分別為30.00、0.01、35.88和1.00mg·L-1。穩(wěn)定期，反應(yīng)器在低溫下(12℃)運(yùn)行30d后，1號(hào)反應(yīng)器出水NO3-N、NO2-N、TN和TP濃度分別為1.78、0.03、2.87和0.91mg·L-1，TN去除率為91.9%，1號(hào)反應(yīng)器具有較高的脫氮效果。2號(hào)反應(yīng)器出水NO3-N、NO2-N、TN和TP濃度分別為11.32、0.11、13.10和0.14mg·L-1，TN和TP去除率分別為63.49%和86.41%。2號(hào)反應(yīng)器具有同步脫氮除磷的效果。

圖2 饑餓前后反應(yīng)器NO3--N、NO2--N、TN、TP的變化

反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后，停止進(jìn)水，進(jìn)入饑餓期。經(jīng)過(guò)30d的饑餓忍耐后，反應(yīng)器在低溫下(14℃)恢復(fù)進(jìn)水，進(jìn)入恢復(fù)期。由圖2可以看出，饑餓忍耐后，1號(hào)反應(yīng)器出水NO3-N增加到27.87mg·L-1，2號(hào)反應(yīng)器出水NO3-N增加到26.56mg·L-1。但隨著反應(yīng)器的恢復(fù)，出水NO3-N濃度逐漸降低，1號(hào)反應(yīng)器經(jīng)5d的恢復(fù)(第65d)，出水NO3--N和TN濃度分別為0.38mg·L-1和2.37mg·L-1，去除率分別為98.8%和93.6%;2號(hào)反應(yīng)器經(jīng)11d的恢復(fù)(第71d)，出水NO3-N和TN濃度分別為10.51mg·L-1和12。91mg·L-1，去除率為66.40%和65.57%。其次，在恢復(fù)期2個(gè)反應(yīng)器的出水NO2-N濃度均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，恢復(fù)初期均出現(xiàn)NO2--N的積累。由圖2可知，1號(hào)反應(yīng)器恢復(fù)期第3d(第63d)出水NO2-N濃度為2.17mg·L-1;2號(hào)反應(yīng)器恢復(fù)期第5d(第65d)，出水NO2-N濃度為0.37mg·L-1。隨著反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行，最終1號(hào)反應(yīng)器NO2-N濃度下降到0.1mg·L-1以下，2號(hào)反應(yīng)器有0.1mg·L-1NO2-N的積累量。此外，饑餓忍耐未對(duì)2號(hào)反應(yīng)器TP的去除效果產(chǎn)生明顯的影響。原因如下，2號(hào)反應(yīng)器對(duì)磷的去除主要是通過(guò)黃鐵礦中的鐵與磷結(jié)合形成鐵磷沉淀物及鐵的氧化物和氫氧化物對(duì)磷有吸附作用，饑餓條件下并未明顯影響這一物理化學(xué)過(guò)程。結(jié)果表明，與1號(hào)反應(yīng)器相比，2號(hào)反應(yīng)器的恢復(fù)時(shí)間略長(zhǎng)，但2個(gè)反應(yīng)器都能在低溫、短期內(nèi)恢復(fù)到正常處理效果。

饑餓期(第60d)及恢復(fù)期(第85d)反應(yīng)器不同高度處微生物量的變化如表1所示。從中可知，1號(hào)和2號(hào)反應(yīng)器饑餓忍耐后不同高度處微生物量均低于恢復(fù)期。分析原因，主要是饑餓期間反應(yīng)器中部分微生物對(duì)饑餓環(huán)境的忍耐能力差，裂解死亡;部分細(xì)菌因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏而進(jìn)入休眠狀態(tài)，不能進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。反應(yīng)器恢復(fù)進(jìn)水后，生物膜的活性和生長(zhǎng)可得到不同程度的恢復(fù)，使得微生物量有所增加，同時(shí)反硝化性能得以恢復(fù)。

表1 饑餓忍耐前后反應(yīng)器不同高度處生物量的變化/nmol·g

2.2微生物多樣性的分析

利用MiSeq平臺(tái)對(duì)A1、A2、B1、B2這4個(gè)污泥樣品進(jìn)行高通量測(cè)序，分別獲得39989、39302、45227、61572條優(yōu)化序列。將優(yōu)化序列截齊后與SILVA106庫(kù)比對(duì)后進(jìn)行聚類，在97%的相似性下分別獲得3188、3412、1734、1976個(gè)OUTs。并且4個(gè)污泥樣品的覆蓋率(Good'scoverage)均在95%以上，表明本研究中構(gòu)建的序列庫(kù)可以覆蓋細(xì)菌群落的多樣性(見(jiàn)表2)。

表2 樣品的物種豐富度和多樣性分析

Chao指數(shù)和Shannon指數(shù)表示微生物群落結(jié)構(gòu)的變化。群落豐富度用Chao指數(shù)描述，其值越高表明群落物種的豐富度越高;Shannon指數(shù)可以反映樣品的多樣性程度，其值越高表明群落物種的多樣性越高。表2顯示，4個(gè)污泥樣品的Chao和Shannon指數(shù)均為A2>A1>B2>B1。結(jié)果表明，1號(hào)反應(yīng)器中的物種豐度和多樣性均高于2號(hào)反應(yīng)器。分析原因，主要是黃鐵礦/白云石反應(yīng)器(2號(hào))中所用硫源為黃鐵礦，其硫含量低于硫磺。這使得硫磺/白云石反應(yīng)器(1號(hào))中的硫自養(yǎng)反硝化菌群因得到充足基質(zhì)而更好的生長(zhǎng)。即由于基質(zhì)含量的不同，黃鐵礦/白云石反應(yīng)器中的自養(yǎng)反硝化菌種的生長(zhǎng)受到一定的限制。另一方面，經(jīng)過(guò)30d的饑餓忍耐后，硫磺/白云石和黃鐵礦白云石2個(gè)反應(yīng)器中微生物豐富度和多樣性明顯低于恢復(fù)期。分析原因，主要是饑餓期部分微生物對(duì)饑餓環(huán)境的忍耐能力差，裂解死亡，部分細(xì)菌因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏而進(jìn)入休眠狀態(tài);恢復(fù)期生物膜的活性和生長(zhǎng)可得到不同程度的恢復(fù)。這與上述反應(yīng)器中微生物量饑餓期低于恢復(fù)期的變化是一致的。

2.3群落結(jié)構(gòu)分析

基于SILVA數(shù)據(jù)庫(kù)的分類信息，對(duì)饑餓期及恢復(fù)期污泥樣品的高通量測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行了門(mén)、綱、屬水平上的分類分析。門(mén)分類水平上，4個(gè)污泥樣品共檢測(cè)出39個(gè)類群，門(mén)水平上的大量類群(相對(duì)豐度大于1%)如圖3所示。從中可知，A1和A2樣品中Proteobacteria為優(yōu)勢(shì)菌群，豐度分別為89.70%和89.77%，其次為Bacteroidetes(5.88%和5.60%)和Chlamydiae(1.21%和1.71%)，其他菌類比例相對(duì)較低(相對(duì)豐度小于1%)。B1和B2樣品中Proteobacteria為優(yōu)勢(shì)菌群，比例分別為51.82%和55.42%。此外，Bacteroidetes、Chlamydiae、Chloroflexi、Actinobacteria、Acidobacteria、Chlorobi、Planctomycetes、Verrucomicrobia、Gemmatimonadetes也是B1和B2樣品中主要的門(mén)類(相對(duì)豐度大于1%)。結(jié)果表明，1號(hào)和2號(hào)反應(yīng)器在生物群落結(jié)構(gòu)和豐度上具有比較明顯的差異。兩組反應(yīng)器最主要的優(yōu)勢(shì)菌門(mén)雖均為Proteobacteria，但其相對(duì)豐度存在明顯的差異，且2號(hào)反應(yīng)器在門(mén)水平上的主要類群較為多樣。此外，每組反應(yīng)器饑餓期和穩(wěn)定期豐度變化不大。

圖3 門(mén)水平上群落結(jié)構(gòu)

綱分類水平上，1號(hào)和2號(hào)反應(yīng)器中共檢測(cè)出68個(gè)類群，其中7個(gè)類群為主要的綱，如圖4所示。A1和A2樣品中主要的綱類為β-Proteobacteria，豐度為73.42%和69.15%，且β-Proteobacteria中的一些細(xì)菌是與污泥反硝化相關(guān)的[20-22];其次為α-Proteobacteria、γ-Proteobacteria、Sphinggobacteria、Chlamydiae(相對(duì)豐度大于1%)。B1和B2樣品中主要的綱類為α-Proteobacteria、β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria。此外B1和B2污泥樣品中還含有的δ-Proteobacteria、Ignavibacteria、Chlorobia、Actinobacteria、Anaerolineae、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Phycisphaerae。圖4表明，不同樣品中類群結(jié)構(gòu)及豐度差異性較大，1號(hào)反應(yīng)器中β-Proteobacteria的相對(duì)豐度高于2號(hào)反應(yīng)器，2號(hào)反應(yīng)器中α-Proteobacteria和γ-Proteobacteria的相對(duì)豐度則高于1號(hào)反應(yīng)器。

圖4 綱水平上群落結(jié)構(gòu)

屬分類水平上，1號(hào)和2號(hào)反應(yīng)器大量類群如圖5所示。在屬水平上，2個(gè)反應(yīng)器中共檢測(cè)出296個(gè)細(xì)菌類群。其中A1和A2樣品中主要屬類為Sulfobacillus、Variovorax以及Thiobacillus，其豐度分別35.67%、8.82%、19.54%(A1)和31.98%、13.25%、11.86%(A2)。其中，Sulfobacillus是噬酸且耐熱的硫化物礦石氧化菌，也是亞鐵離子氧化菌。Thiobacillus為革蘭氏陰性細(xì)菌，是目前被報(bào)道最多的用于還原NO3-N的硫氧化細(xì)菌，可用于硫自養(yǎng)反硝化處理市政污水和地下水中的NO3-N。此外，A1和A2樣品中的主要類群(相對(duì)豐度大于1%)還包括Thermomonas、Ferruginibacter、Denitratisoma、Sulfurimonas、Rhizobium。

圖5 屬水平上群落結(jié)構(gòu)

與A1和A2樣品相比，B1和B2樣品中的主要類群包括Sulfobacillus、Variovorax、Thiobacillus、Denitratisoma、Ferruginibacter、Neochlamydia、Woodsholea、Blastocatella、Bradyrhizobium、Sulfuritalea等菌屬。并且不同時(shí)期反應(yīng)器中某些菌屬的相對(duì)豐度有一定的差別，如B1和B2樣品中Sulfobacillus和Thiobacillus在饑餓期和恢復(fù)期的相對(duì)豐度分別為0.06%、4.88%(B1)和3.89%、0.70%(B2)。

3、結(jié)論

(1)顆粒硫磺/白云石和黃鐵礦/白云石反應(yīng)器經(jīng)過(guò)30d的饑餓期后，分別需要5d和11d就可使NO3--N去除率恢復(fù)饑餓前的水平，且恢復(fù)期初期均出現(xiàn)NO2--N的積累現(xiàn)象。兩個(gè)反應(yīng)器在短時(shí)間內(nèi)均能恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行，在低溫條件仍能保持良好的脫氮效果。

(2)高通量測(cè)序結(jié)果表明，黃鐵礦/白云石反應(yīng)器的細(xì)菌群落的豐度和多樣性低于硫磺/白云石反應(yīng)器。經(jīng)過(guò)30d的饑餓忍耐后，兩個(gè)反應(yīng)器的細(xì)菌群落的豐度和多樣性均略低于恢復(fù)期。

(3)微生物群落結(jié)構(gòu)的分析表明，顆粒硫磺/白云石和黃鐵礦/白云石硫自養(yǎng)反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)菌門(mén)均為Proteobacteria，主要的綱類均為β-Proteobacteria。顆粒硫磺/白云石反應(yīng)器中存在起主要反硝化作用的Thiobacillus。

南水北調(diào)中線工程是實(shí)現(xiàn)我國(guó)水資源優(yōu)化配置的重大戰(zhàn)略工程，對(duì)于緩解京津冀地區(qū)水資源短缺以及促進(jìn)京津冀地區(qū)經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展具有十分重要的意義。中線工程水源地（丹江口水庫(kù)及漢江上游）的水質(zhì)安全受到全社會(huì)的高度關(guān)注。

面源污染是指地表污染物在降水沖刷作用下，通過(guò)徑流過(guò)程進(jìn)入江河、湖泊、水庫(kù)等水體造成的污染，來(lái)源通常包括農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)村生活污水、養(yǎng)殖業(yè)和水土流失等。由于面源污染沒(méi)有得到有效控制，目前水源地河流及丹江口水庫(kù)的總氮 (TN) 和硝態(tài)氮 (NO3–‒N) 含量仍居高不下，水體存在較高的富營(yíng)養(yǎng)化及水華暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

河岸帶濕地是河流水生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的過(guò)渡帶，具有較強(qiáng)的污染物削減能力，也是治理面源污染最經(jīng)濟(jì)有效的措施之一。河岸帶濕地可以通過(guò)反硝化、厭氧氨氧化、植物吸收以及土壤固定等多種途徑削減氮污染。反硝化途徑是指在厭氧或缺氧條件下，反硝化細(xì)菌將NO3–‒N還原成一氧化二氮（N2O）和氮?dú)猓∟2）的過(guò)程，被認(rèn)為是濕地最重要的脫氮過(guò)程。非生物因子 (土壤性質(zhì)、水質(zhì)和地形地貌等) 和生物因子 (功能微生物和植被) 都與反硝化過(guò)程密切相關(guān)，但目前研究人員對(duì)土壤性質(zhì)如何影響河岸帶濕地反硝化速率還缺乏足夠了解。

中國(guó)科學(xué)院武漢植物園博士生熊梓茜在劉文治副研究員、劉貴華研究員的指導(dǎo)下，以南水北調(diào)中線工程水源地的20處河岸帶濕地為對(duì)象，研究了漢江河岸帶濕地的反硝化脫氮能力及其控制因素。

研究人員發(fā)現(xiàn)，漢江干流河岸帶濕地的潛在反硝化速率普遍偏低，且存在較強(qiáng)的季節(jié)和空間變化，春夏季濕地的反硝化速率顯著高于秋冬季，而河岸帶的反硝化速率顯著低于水庫(kù)灘涂。濕地反硝化速率與土壤含水量、硝態(tài)氮和總碳濃度、nirK和nirS基因豐度以及植物多樣性都顯著正相關(guān)。路徑模型 (Path analysis) 分析進(jìn)一步證明，土壤性質(zhì)可以直接或通過(guò)改變反硝化細(xì)菌的豐度來(lái)間接調(diào)控河岸帶濕地的反硝化速率。

科研人員表示，實(shí)施土壤改良和植被恢復(fù)等生態(tài)工程可有效提升中線水源地濕地的脫氮能力，維護(hù)水源地的水質(zhì)安全，并確保實(shí)現(xiàn)“一江清水送北京”。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(31270583、31570463) 和中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目(ZDRW-ZS-2016-7) 的支持。研究結(jié)果以“Edaphicconditions regulate denitrification directly and indirectly by alteringdenitrifier abundance in wetlands along the Han River, China”為題，在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊Environmental Science & Technology。

圖1 南水北調(diào)中線水源地典型河岸帶濕地景觀

圖2 生物和非生物因子影響濕地反硝化速率的路徑分析

作者劉文治，系中國(guó)科學(xué)院武漢植物園副研究員

當(dāng)代社會(huì)是一個(gè)飛速發(fā)展的社會(huì)，隨著現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)程和城市化建設(shè)的加劇，生產(chǎn)和生活中的廢水及污水量也越來(lái)越大，水中的污染物種類也越來(lái)越復(fù)雜。為了保護(hù)人們耐以生存的自然環(huán)境，國(guó)家制定了相應(yīng)的污水廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，選擇一個(gè)好的污水處理設(shè)備也成了重中之重的問(wèn)題。

一體化污水處理設(shè)備之所以越來(lái)越備受青睞，是因?yàn)樗�有不少的�?yōu)點(diǎn)。一體化污水處理設(shè)備占地小，投入少，可根據(jù)處理不同的廢水的種類定制工藝和設(shè)備，維護(hù)方便簡(jiǎn)單等。正因?yàn)橐陨戏N種優(yōu)點(diǎn)，一體化污水處理設(shè)備也成為了環(huán)保行業(yè)中的大紅人。

今天，我們就來(lái)看看一體化污水處理設(shè)備是如何處理廢水的。

生產(chǎn)排放的污水經(jīng)管網(wǎng)系統(tǒng)匯集后，經(jīng)粗格柵后進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)。粗格柵主要用來(lái)攔截污水中的大塊漂浮物，以保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行及有效減輕處理負(fù)荷，為系統(tǒng)的長(zhǎng)期正常運(yùn)行提供保證。

隨后，污水會(huì)進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置了預(yù)曝氣系統(tǒng)，可提高整個(gè)系統(tǒng)的抗沖擊性，及減少污水在厭氧狀態(tài)下的惡臭味，同時(shí)可減少后續(xù)處理單元的設(shè)計(jì)規(guī)模，污水池內(nèi)設(shè)置潛污泵，用以將污水提升送至后續(xù)處理單元。

污水從污水調(diào)節(jié)池出來(lái)以后，會(huì)進(jìn)入缺氧池。缺氧池內(nèi)設(shè)置了彈性填料，用于攔截污水中的細(xì)小懸浮物，并去除一部分有機(jī)物。該缺氧池經(jīng)回流后的硝化液在此得到反硝化脫氮，提高了污水中氨氮的去除率。經(jīng)缺氧處理后的污水進(jìn)入好氧生物處理池。

在這之后，污水會(huì)進(jìn)入接觸氧化池，原污水中大部分有機(jī)物在此得到降解和凈化，好氧菌以填料為載體，利用污水中的有機(jī)物為食料，將污水中的有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)鹽類，從而達(dá)到凈化目的。好氧菌的生存，必須有足夠的氧氣，即污水中有足夠的溶解氧，以達(dá)到生化處理的目的。

污水經(jīng)過(guò)生物接觸氧化池處理后出水自流進(jìn)入二沉池，以進(jìn)一步沉淀去除脫落的生物膜和部份有機(jī)及無(wú)機(jī)小顆粒，沉淀池是根據(jù)重力作用的原理，當(dāng)含有懸浮物的污水從下往上流動(dòng)時(shí)，由重力作用，將物質(zhì)沉淀下來(lái)。經(jīng)過(guò)二沉池沉淀后的出水更清澈透明。

污水經(jīng)沉淀后，病毒及大腸桿菌指標(biāo)仍末達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，為了消滅病毒及大腸桿菌，投加氯片消毒劑進(jìn)行消毒處理，采用折板形式依靠自身重力，直接排放附近市政管道。

常見(jiàn)污水處理工藝的優(yōu)缺點(diǎn)分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)污水處理工藝大約在30種左右，而占比率居于前六位的污水處理工藝分別是：氧化溝工藝、A2/O工藝、傳統(tǒng)活性污泥法工藝、SBR工藝、A/O工藝以及生物膜法工藝。以上的工藝有的在處理污水成效方面比較突出，但在經(jīng)濟(jì)投入方面耗損太大；而有的工藝處理效果不算理想，但卻因?yàn)榻?jīng)濟(jì)投入少而被大規(guī)模接受使用，今天我們就針對(duì)這些工藝分析一下各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

1. 氧化溝工藝

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)屬于活性污泥處理法的一種變型。

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化預(yù)處理，占地面積少；有較好的脫氮除磷效果。

缺點(diǎn)：和傳統(tǒng)活性污泥處理法一樣，在解決污泥的二次污染處理上，并沒(méi)有進(jìn)一步的解決污泥處理問(wèn)題。

2. A2/O工藝

通過(guò)厭氧—缺氧—好氧進(jìn)行生物脫氮除磷的工藝。

優(yōu)點(diǎn)：工藝成熟，運(yùn)行穩(wěn)定，有機(jī)污染物去除率較高，擁有較好的耐沖擊負(fù)荷，污泥沉降性能好。

缺點(diǎn)：反應(yīng)池容積比A/O脫氮工藝還大，污泥回流量大，能耗較高，沼氣回收利用經(jīng)濟(jì)效益差，污泥滲出需進(jìn)行化學(xué)除磷。

3. 傳統(tǒng)活性污泥法工藝

利用活性污泥去除污水中有機(jī)物的處理工藝過(guò)程。

優(yōu)點(diǎn)：工藝成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，有機(jī)物的去除率高，曝氣池耐沖擊負(fù)荷能力較低，適用于處理進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定、要求較高的大城市污水處理廠。

缺點(diǎn)：供氧大于需氧，造成浪費(fèi)；污泥曝氣池停留時(shí)間長(zhǎng)，容積大占地廣，建設(shè)費(fèi)用高以及電耗大，不利于經(jīng)濟(jì)考慮。脫氮除磷率低。

4. SBR工藝

SBR工藝核心是反應(yīng)池，是集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)，適用于間歇性排放和流量變化大的場(chǎng)所。

優(yōu)點(diǎn)：生化反應(yīng)推動(dòng)力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧，好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好，沉淀時(shí)間短，效率高，出水質(zhì)量好，耐沖擊，工藝調(diào)整運(yùn)行靈活，設(shè)備少，造價(jià)低。

缺點(diǎn)：間歇周期運(yùn)行，自控要求高，電耗增大，脫氮除磷效率不高，污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好。

5. A/O工藝

同時(shí)具有降解有機(jī)物及脫氮作用的工藝，且運(yùn)行方便。

優(yōu)點(diǎn)：效率高，流程簡(jiǎn)單，投資省，操作費(fèi)用低。

缺點(diǎn)：沒(méi)獨(dú)立污泥回流系統(tǒng)，不能培養(yǎng)出獨(dú)特功能的污泥，降解率低，提高脫氮效率就須加大內(nèi)循環(huán)比，因此加大了運(yùn)行費(fèi)用，缺氧狀態(tài)不理想，影響反硝化效果。

6. 生物膜法工藝

土壤凈化過(guò)程的人工強(qiáng)化，主要去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機(jī)物污染物，對(duì)廢水中的氨氮還具有一定的硝化功能。

優(yōu)點(diǎn)：微生物多樣化，生物食物鏈長(zhǎng)，有利于提高污水處理效果和單位面積處理負(fù)荷，優(yōu)勢(shì)菌群分段運(yùn)行，提高污染物降解率和脫氮除磷效果。耐沖擊負(fù)荷，對(duì)水量和水質(zhì)變動(dòng)有較強(qiáng)適應(yīng)性，污泥沉降性好，適合低濃度污水處理，易維護(hù)，耗能低。

缺點(diǎn)：對(duì)環(huán)境要求較高，載體比表面積對(duì)生物膜處理效果有很大影響，如選用的濾料比表面積達(dá)不到要求，需增大處理池面積，投資費(fèi)用將增大。

所以總結(jié)以上工藝，主要有三點(diǎn)是企業(yè)需要關(guān)心的：

1. 所使用的工藝在脫氮除磷率方面是否達(dá)到滿意的預(yù)期效果

2. 所使用的工藝在電耗、人員操作與設(shè)備擴(kuò)容方面是否有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益

3. 所使用的工藝的時(shí)效性，如使用微生物菌處理污水，就要考慮所選用菌類功能的全面性，能否長(zhǎng)時(shí)間適應(yīng)和處理復(fù)雜的污水問(wèn)題，一款好的菌類能為企業(yè)解決很多問(wèn)題。

這些都是企業(yè)在針對(duì)各自使用的工藝時(shí)需要考慮到的問(wèn)題。

聲明：圖片及部分文字素材取自網(wǎng)絡(luò)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)污水處理工藝大約在30種左右，而占比率居于前六位的污水處理工藝分別是：氧化溝工藝、A2/O工藝、傳統(tǒng)活性污泥法工藝、SBR工藝、A/O工藝以及生物膜法工藝。以上的工藝有的在處理污水成效方面比較突出，但在經(jīng)濟(jì)投入方面耗損太大；而有的工藝處理效果不算理想，但卻因?yàn)榻?jīng)濟(jì)投入少而被大規(guī)模接受使用，今天我們就針對(duì)這些工藝分析一下各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

1. 氧化溝工藝

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)屬于活性污泥處理法的一種變型。

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化預(yù)處理，占地面積少；有較好的脫氮除磷效果。

缺點(diǎn)：和傳統(tǒng)活性污泥處理法一樣，在解決污泥的二次污染處理上，并沒(méi)有進(jìn)一步的解決污泥處理問(wèn)題。

2. A2/O工藝

通過(guò)厭氧—缺氧—好氧進(jìn)行生物脫氮除磷的工藝。

優(yōu)點(diǎn)：工藝成熟，運(yùn)行穩(wěn)定，有機(jī)污染物去除率較高，擁有較好的耐沖擊負(fù)荷，污泥沉降性能好。

缺點(diǎn)：反應(yīng)池容積比A/O脫氮工藝還大，污泥回流量大，能耗較高，沼氣回收利用經(jīng)濟(jì)效益差，污泥滲出需進(jìn)行化學(xué)除磷。

3. 傳統(tǒng)活性污泥法工藝

利用活性污泥去除污水中有機(jī)物的處理工藝過(guò)程。

優(yōu)點(diǎn)：工藝成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，有機(jī)物的去除率高，曝氣池耐沖擊負(fù)荷能力較低，適用于處理進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定、要求較高的大城市污水處理廠。

缺點(diǎn)：供氧大于需氧，造成浪費(fèi)；污泥曝氣池停留時(shí)間長(zhǎng)，容積大占地廣，建設(shè)費(fèi)用高以及電耗大，不利于經(jīng)濟(jì)考慮。脫氮除磷率低。

4. SBR工藝

SBR工藝核心是反應(yīng)池，是集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)，適用于間歇性排放和流量變化大的場(chǎng)所。

優(yōu)點(diǎn)：生化反應(yīng)推動(dòng)力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧，好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好，沉淀時(shí)間短，效率高，出水質(zhì)量好，耐沖擊，工藝調(diào)整運(yùn)行靈活，設(shè)備少，造價(jià)低。

缺點(diǎn)：間歇周期運(yùn)行，自控要求高，電耗增大，脫氮除磷效率不高，污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好。

5. A/O工藝

同時(shí)具有降解有機(jī)物及脫氮作用的工藝，且運(yùn)行方便。

優(yōu)點(diǎn)：效率高，流程簡(jiǎn)單，投資省，操作費(fèi)用低。

缺點(diǎn)：沒(méi)獨(dú)立污泥回流系統(tǒng)，不能培養(yǎng)出獨(dú)特功能的污泥，降解率低，提高脫氮效率就須加大內(nèi)循環(huán)比，因此加大了運(yùn)行費(fèi)用，缺氧狀態(tài)不理想，影響反硝化效果。

6. 生物膜法工藝

土壤凈化過(guò)程的人工強(qiáng)化，主要去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機(jī)物污染物，對(duì)廢水中的氨氮還具有一定的硝化功能。

優(yōu)點(diǎn)：微生物多樣化，生物食物鏈長(zhǎng)，有利于提高污水處理效果和單位面積處理負(fù)荷，優(yōu)勢(shì)菌群分段運(yùn)行，提高污染物降解率和脫氮除磷效果。耐沖擊負(fù)荷，對(duì)水量和水質(zhì)變動(dòng)有較強(qiáng)適應(yīng)性，污泥沉降性好，適合低濃度污水處理，易維護(hù)，耗能低。

缺點(diǎn)：對(duì)環(huán)境要求較高，載體比表面積對(duì)生物膜處理效果有很大影響，如選用的濾料比表面積達(dá)不到要求，需增大處理池面積，投資費(fèi)用將增大。

所以總結(jié)以上工藝，主要有三點(diǎn)是企業(yè)需要關(guān)心的：

1. 所使用的工藝在脫氮除磷率方面是否達(dá)到滿意的預(yù)期效果

2. 所使用的工藝在電耗、人員操作與設(shè)備擴(kuò)容方面是否有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益

3. 所使用的工藝的時(shí)效性，如使用微生物菌處理污水，就要考慮所選用菌類功能的全面性，能否長(zhǎng)時(shí)間適應(yīng)和處理復(fù)雜的污水問(wèn)題，一款好的菌類能為企業(yè)解決很多問(wèn)題。

這些都是企業(yè)在針對(duì)各自使用的工藝時(shí)需要考慮到的問(wèn)題。

聲明：圖片及部分文字素材取自網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)在鴻淳環(huán)�？萍忌�產(chǎn)的第三代微生物菌劑就能解決以上的問(wèn)題。臺(tái)灣微生物研究室27年技術(shù)沉淀成果，超高去除氨氮、COD等污染物質(zhì)，去除率最高可達(dá)95%，微生物降解原理，高效、環(huán)保、操作便捷；一次性投入，系統(tǒng)穩(wěn)定后無(wú)需持續(xù)添加。為您的企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。

總氮處理原理的實(shí)際應(yīng)用
一、總氮處理相關(guān)概念
總氮處理包括氨氮處理、硝氮處理及有機(jī)氮處理，三者可以分別處理，也可以統(tǒng)一進(jìn)行處理，在實(shí)際生產(chǎn)中，由于工業(yè)廢水的復(fù)雜性，不同行業(yè)的廢水往往有很大差別，例如：紡織行業(yè)使用大量顏料，造成廢水中硝氮含量巨大；電鍍行業(yè)使用氨水做緩沖劑，造成廢水中氨氮偏高，而農(nóng)藥行業(yè)，利用大量有機(jī)物進(jìn)行合成，使廢水中含有大量有機(jī)氮。由此可知，對(duì)不同行業(yè)的不同廢水不能一概而論，而要有針對(duì)性的對(duì)癥去除。

二、總氮去除的兩種思路
1.不同形態(tài)分別處理
1.1氨氮的去除方法
（1）生物法
硝化反應(yīng)：氨首先在亞硝化菌的作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮，在硝化菌的作用下，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸氮。
（2）氨吹脫法
水中的氨氮，多以氨離子和游離氨的狀態(tài)存在，兩者保持平衡，平衡關(guān)系為：
NH3+H2O→NH4++OH-
這一關(guān)系受pH的影響，當(dāng)pH等于7時(shí)，氨氮多以NH4+的形式存在，而當(dāng)pH為11時(shí)，則可促使氨從水中逸出。
（2）陽(yáng)離子交換樹(shù)脂法
沸石（天然離子交換樹(shù)脂）成本低，對(duì)NH4+具有選擇吸附能力，脫氮率可達(dá)90%-97%。
（3）折點(diǎn)加氯法
將Cl2（氯氣）或Na（ClO）（次氯酸鈉）加入水中，把污水中NH4+-N氧化為N2氮?dú)獾幕瘜W(xué)脫氮工藝。
2 NH4++3HOCl→N2+5H++3Cl-+3H2O
1.2有機(jī)氮的去除方法
（1）生物降解法
氨化反應(yīng)：有機(jī)氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。
（2）高級(jí)氧化法
包括紫外氧化、臭氧氧化等，成本較高。
（3）物理吸附法
有機(jī)氮的吸附效果主要取決于溶解性物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和吸附材料的表面負(fù)荷。在實(shí)際應(yīng)用中，大部分有機(jī)氮不能被吸附，因此效果欠佳。
1.3硝態(tài)氮的去除方法
（1）生物法
反硝化作用：硝酸氮和亞硝酸氮在反硝化菌的作用下，被還原為氣態(tài)氮的過(guò)程。應(yīng)用較為廣泛。
（2）離子交換法
是指硝酸根離子與樹(shù)脂上的氯離子或碳酸氫根離子發(fā)生交換從而被樹(shù)脂吸附的過(guò)程，存在的問(wèn)題是常規(guī)強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂對(duì)硫酸根的選擇能力最強(qiáng)。當(dāng)廢水中硫酸根濃度較高時(shí)，樹(shù)脂將優(yōu)先選擇吸附硫酸根，而針對(duì)硝酸根離子的專用樹(shù)脂仍在開(kāi)發(fā)研究。
（3）化學(xué)法
由于硝酸根的大多數(shù)鹽類均為易容物質(zhì)，因此常規(guī)化學(xué)沉淀法并不可行，而化學(xué)還原法包括電化學(xué)還原法及活潑金屬還原法，成本較高，且工藝并不成熟。
2.統(tǒng)一處理
1.1傳統(tǒng)工藝--活性污泥法
傳統(tǒng)活性污泥法包括一級(jí)物化處理和二級(jí)生化處理，構(gòu)筑物包括格柵、沉砂池、初淀池、生化池、二沉池、絮凝池、沉淀池、消毒池等。整體工藝成熟但繁瑣冗雜，需較多的基建設(shè)備，占地面積龐大，且對(duì)氮的脫除效率較低。
1.2新興工藝--湛清HDN工藝
新興湛清HDN工藝為傳統(tǒng)工藝的升級(jí)工藝，從脫氮效率到占地面積，再?gòu)牟僮骶S護(hù)到后續(xù)處理均進(jìn)行了改革及突破。HDN工藝實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)脫氮效率的20倍提升，即：2.0kgN/m3.d，而占地面積僅需6m2，無(wú)需設(shè)置二沉池等配套裝置，污泥產(chǎn)量大幅減少，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，節(jié)省了人力成本，并使運(yùn)行成本可以控制在1元/噸水以下，在總氮排放標(biāo)準(zhǔn)迅速提高的一年內(nèi)解決了很多老廠改造及園區(qū)新建工程的工藝缺陷，在多種廢水處理中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。

了解污水處理，共建美麗鄭州

美麗鄭州探訪小隊(duì)的第四站，來(lái)到了滎陽(yáng)污水處理廠。經(jīng)過(guò)大巴車(chē)一個(gè)多小時(shí)的顛簸，我們的車(chē)靠邊停到了一條小路上，下車(chē)后我們一路同行，伴隨著蜻蜓蝴蝶的飛舞，伴隨著野花的清香，和這陣陣蟬鳴穿過(guò)了一條蘆葦叢生的石子路，便到達(dá)了滎陽(yáng)第二污水處理廠的門(mén)口。

滎陽(yáng)市污水處理廠于2014年建設(shè)，河南滎陽(yáng)市污水處理廠采用較為先進(jìn)的污水處理工藝， 其設(shè)計(jì)規(guī)模為2.5萬(wàn)立方米每日， 先期日處理規(guī)模達(dá)到2.5萬(wàn)立方米每日，屬于小型污水處理廠，大型污水處理廠日處理規(guī)模大概為10萬(wàn)立方米。建設(shè)規(guī)模：脫氮改造3萬(wàn)噸∕天；污泥處理處置24噸∕天。 資金來(lái)源：財(cái)政+自籌資金。 總投資額：約1200萬(wàn)元。滎陽(yáng)市污水處理廠建成后將極大地改善了周?chē)�水體環(huán)境，對(duì)治理水污染，保護(hù)當(dāng)?shù)亓饔蛩�質(zhì)和生態(tài)平衡具有十分重要的作用。

主體工藝為氧化溝主體工藝，出水標(biāo)準(zhǔn)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》排放一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，處理水可直接外排，可以澆灌果樹(shù)，灌溉農(nóng)田，可以養(yǎng)魚(yú)，用于市政綠化和道路灑水。

一級(jí)處理（物理處理）：粗格柵、細(xì)格柵、曝氣沉砂池

二級(jí)處理（生物處理）：厭氧過(guò)程除磷、氧化溝主體工藝除去氨氮

三級(jí)處理（深度處理）：殺菌、外排時(shí)加消毒劑

滎陽(yáng)市第二污水處理廠的污水先經(jīng)過(guò)污水提升泵房進(jìn)行提后，在經(jīng)過(guò)粗格柵、細(xì)格柵進(jìn)行一級(jí)物理處理，滎陽(yáng)污水處理廠的粗格柵柵條間隔為3.5厘米，細(xì)格柵柵條間隔為0.5毫米。日柵渣量一般情況下小于1千斤（下雨時(shí)情況有變）。

厭氧池：厭氧不需要曝氣，不再充氧。厭氧池的主要作用為除氮，可以做到部分除磷，消解有機(jī)氮。通過(guò)厭氧菌和厭氧聚磷菌的作用，實(shí)現(xiàn)部分除磷。厭氧池的底部有兩個(gè)攪拌器，作用是把水?dāng)嚢杈鶆�，不沉淀。厭氧池為生物除磷，攪拌器可使厭氧聚磷菌分布均勻，充分發(fā)揮作用。厭氧池只能出去很小一部分磷，剩下的磷在三級(jí)處理中加藥處理。

厭氧池比較渾濁是因?yàn)槔锩婺啾容^多，并不是因?yàn)樘砑恿耸裁礀|西。除氮是通過(guò)二沉池回流，厭氧硝化的作用。后期加除磷劑。

厭氧池中的水來(lái)自曝氣沉砂池，污泥通過(guò)污泥泵回流的作用來(lái)自二沉池，厭氧池中的泥進(jìn)一步流到氧化溝。

實(shí)現(xiàn)生化占地大幅縮減的總氮處理方法
（蘇州湛清環(huán)�？萍加邢薰�司 江蘇 215300）
總氮的去除在幾十年的污水處理進(jìn)程中仍以生物法占據(jù)主導(dǎo)地位，生物法以其較低的成本和穩(wěn)定的效果等優(yōu)勢(shì)得到大范圍的應(yīng)用，并且，生物法可同步控制多項(xiàng)指標(biāo)，包括污水中的氮磷、COD、SS等，末端的生化池可保證出水水質(zhì)較物化出水更為清澈。
如上圖所示，生物法的最大的弊端是占地面積較大，根本原因是生物法的處理效率低，以對(duì)氮的去除效果而言，一方面脫氮能力僅為0.1kgN/m3，另一方面，實(shí)現(xiàn)這一脫氮效率的停留時(shí)間少則12h，多則30d。兩者綜合之下，污水以貯存方式長(zhǎng)時(shí)間停留在污水站，造成廢水堆積，使池體容積在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要容納實(shí)際生產(chǎn)水量，還要設(shè)計(jì)足夠盈余，以便應(yīng)對(duì)緊急狀況。因此，縮減生化池容積的改進(jìn)方向歸根結(jié)底是提高脫氮負(fù)荷。（脫氮負(fù)荷是指單位時(shí)間、單位體積內(nèi)，微生物能夠消耗的氮素質(zhì)量，單位是kgN/m3•d）
生化法提高脫氮負(fù)荷可以從以下幾方面入手：
1.菌種選擇與馴化：常規(guī)反硝化菌活性弱，耐受力差，容易在工業(yè)廢水的沖擊下死亡，對(duì)微生物進(jìn)行長(zhǎng)期馴化，物競(jìng)天擇可使菌群提高耐受力，延長(zhǎng)生理周期，活性的增強(qiáng)可提升微生物的代謝與繁殖能力，使微生物的可承受脫氮量隨之升高。
2.反應(yīng)器結(jié)構(gòu)：在傳統(tǒng)生化中，反硝化環(huán)節(jié)完成后產(chǎn)生的氮?dú)獠蝗苡谒�，而堆積的污泥制約著氮?dú)獾呐懦�，氮�(dú)獾臏�留又�?huì)占據(jù)微生物富集的空間，影響微生物的富集，如此惡性循環(huán)，使反應(yīng)死區(qū)越來(lái)越多，污泥的可利用里越來(lái)越低。改進(jìn)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，提高氮?dú)馀欧潘俾剩�可使反�?yīng)器效率更高。
3.微生物富集模式：傳統(tǒng)活性污泥法中菌體吸附在污泥之上，隨污泥懸浮在水體之中，當(dāng)污水進(jìn)入池體時(shí)，懸浮污泥易被打散隨水流排出池體，一方面影響出水水質(zhì)，另一方面減少了污泥有效利用率，目前的改善方式包括生物接觸氧化、生物移動(dòng)床及生物固定床等。
在眾多改進(jìn)工藝中，將各方面不足加以改進(jìn)后即為湛清HDN工藝。
湛清HDN工藝-核心技術(shù)
專業(yè)定制填料 天然玄武巖經(jīng)過(guò)改性，表面親水性提高，具有更豐富的微觀孔道結(jié)構(gòu)。反硝化微生物更容易附著在填料孔隙中，單位體積內(nèi)的微生物數(shù)量得到大幅提升。 
氮?dú)忉尫偶夹g(shù) 濾池內(nèi)部流態(tài)經(jīng)過(guò)特殊優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立了順暢的排氣微通道，促使生成的氮?dú)饪焖購(gòu)膬?nèi)部排出，減少反應(yīng)器死區(qū)及無(wú)效空間，提高了反應(yīng)器穩(wěn)定性和脫氮效率。
高效脫氮菌種 由荷蘭引進(jìn)，近三年馴化，對(duì)工業(yè)廢水有極好的耐受性，能在專屬填料中保持超強(qiáng)活性并快速富集。 
HDN工藝的脫氮效率經(jīng)改造后高達(dá)2.0kgN/m3•d，占地面積縮減至10平方米以下，是污水處理中總氮去除工藝?yán)锶饺缴�起的新星�?/p>