【整理版】含磷废水处理与资源化技术研究 82页

磷废水水样工艺及成本控制小试参与人员：项目负责人杨佳负责实验方案的设计参与人员肖林负责实验的实施项目时间：2014-9-17——2014-9-20项目目标：研究内容：项目背景：实验过程：一．试剂试剂的单位全部为质量浓度，如果实验步骤中未特指，则全部用的是以下浓度的试剂：1．氧化镁2．无水三氯化铁3．石灰：10%4．氢氧化钠：10%5．PAM：1‰n1．无水氯化钙2．PAC：5%二．水样原水及排放口各水质指标武义水样原水及排放口各水质指标　CODCr6+TPpHF含磷废水526未检出392.44.425.98三．实验步骤1、加入石灰调节ph=8，反应30min，加入PAM，搅拌15s后，静置沉淀，过滤，取上清液测TP=0.947氟化物=19.2污泥烘干测重=6.623g消耗石灰17ml，PAM4ml2、加入石灰调节ph=10，反应30min，加入PAM，搅拌15s后，静置沉淀，过滤，取上清液测TP=0.739氟化物=16.13污泥烘干测重=9.401g消耗石灰26ml，PAM4ml3、加入氢氧化钠调节pH=8，加入氯化钙1.55g，反应1h，加入PAM，沉淀，过滤，取上清液测TP=0.618氟化物=24.54污泥烘干测重=6.315消耗氢氧化钠19ml，PAM4ml，氯化钙1.55g4、加入氢氧化钠调节pH=11，加入氯化钙1.55g，反应1h，加入PAM，沉淀，过滤，取上清液测TP=0.345氟化物=23.89污泥烘干测重=8.054消耗氢氧化钠29ml，PAM4ml，氯化钙1.55g5、加入氧化镁调节pH=8.7，加入氯化钙1.55g，反应1h，加入PAM，沉淀，过滤，取上清液测nTP=0.649氟化物=6.00污泥烘干测重=消耗氧化镁23g，PAM6ml，氯化钙1.55g1、加入氧化镁调节pH=8，加入氯化铁1.9g，反应1h，加入PAM，沉淀，过滤，取上清液测TP=1.246氟化物=14.86污泥烘干测重=消耗氧化镁12.65g，PAM6ml，氯化铁1.9g2、加入氧化镁调节pH=8，加入氯化钙1.8g，反应1h，加入PAM，沉淀，过滤，取上清液测TP=0.562氟化物=12.24污泥烘干测重=消耗氧化镁11.9g，PAM6ml，氯化钙1.8g3、加入氢氧化钠调节pH=8，加入氯化钙1.70g，反应1h，加入PAM，沉淀，过滤，取上清液测TP=0.614氟化物=19.74污泥烘干测重=消耗氢氧化钠18.5ml，PAM4ml，氯化钙1.7g4、加入氢氧化钠调节pH=11，加入氯化钙1.70g，反应1h，加入PAM，沉淀，过滤，取上清液测TP=0.303氟化物=18.85污泥烘干测重=消耗氢氧化钠29ml，PAM4ml，氯化钙1.7g四．实验现象实验一实验二实验四实验三的现象n用石灰或氢氧化钠调PH到8，水的颜色会从不透到黄色，放的时间越长颜色越黄深实验五实验六实验七实验现象n实验六用氧化镁调PH到8后加入氯化铁水颜色变黄。实验七实验八的现象二．吨水药剂用量及成本核算1．药剂价格三．吨水产泥量及干基品位项目成果：实验结论在PH=11.0时，对磷的清除效果比较好，氯化钙氯化铁氯化镁都对氟离子的清除有效果。氧化镁能调PH。无n存在问题：项目建议：项目完成度：100%（）；80%（√）；60%（）；40%（）；20%（）；未开展（）。附件：1含磷废水的来源排放到湖泊中的磷大多来源于生活污水、工厂和畜牧业废水、山林耕地肥料流失以及降雨降雪之中。与前几项相比，降雨和降雪中的磷含量较低。有调查表明，降雨中磷浓度平均值低于0.04mg/L，降雪中低于0.02mg/L。以生活污水为例，每人每天磷排放量大约在1.4～3.2g，各种洗涤剂的贡献约占其中的70%左右。此外，炊事与漱洗水以及在粪尿中磷也有相当的含量。工厂磷排放主要来源于肥料、医药、金属表面处理、纤维染发酵和食品工业。在水域的磷流入量中，生活污水占43.4%为最大，其他依次为20.5%，29.4%与6.7%。（如图1.1）1.1工业废水n（1）化工行业：如造纸业、磷肥工业等。磷肥厂排放的废水为酸性废水，特征污染物为氟化物和总磷，对水体危害较大；（2）生化制药：如江苏某药业有限公司是一家生物制药企业,公司主要产品为三磷酸腺苷、环磷酸腺苷,是核昔酸制药工业的重要原料和中间体。生产中树脂吸附和脱附等工段产生废水中含有大量的有机磷和无机磷,导致综合废水中TP、CODCr浓度较高。（3）金属表面处理：洗衣机箱体外壳是由冷轧式镀锌铁皮喷塑而成，喷塑前必须经过前处理；电冰箱公司高速双排平板喷涂线上冷轧钢板喷塑前也必须经过前处理。前处理的主要工序为脱脂、磷化，所用脱脂剂主要成分为苏打、表面活性剂等，洗衣机公司磷化液主要成分为磷酸二氢锌，电冰箱公司磷化液主要成分为磷酸二氢钠，因此前处理工段排放废水含有油污、Zn2+、磷酸盐等有毒有害物质，特别是磷酸盐含量高。1.2生活污水生活污水常含有大量的磷,排入水体会造成藻类过度繁殖,导致水体富营养化,使水质恶化。生活污水中，80%的磷来自人体排泄，其余的来自于洗涤废水和食物废渣。其中含磷洗衣粉是生活含磷污水的主要来源。1含磷废水的危害（1）磷是引起水体富营养化的关键营养物质。水体富营养化不仅会导致水中藻类疯长，而且会使水体含氧量急剧下降，影响鱼类等水生生物的生存。（2）水体富营养化在湖泊、水库表现为“水华”。主要危害为水体透明度下降，复氧能力减弱，鱼的种类特别是有经济价值的鱼类减少，藻类死亡之后，分解要消耗溶解氧。溶解氧的不足及某些有毒藻类还会导致鱼类死亡。无法分解的有机物将沉入水底导致湖、库日益淤积变浅，加速了湖泊的老化。我国内陆与城市湖泊、水库富营养化现象普遍，而且情况相当严重。滇池、巢湖和太湖三大著名湖泊的污染尤其引人注目。（3）水体富营养化在海洋中表现为“赤潮”，也就是水域中一些浮游生物繁殖引起的水色异常和水质恶化现象。海洋中某一种或几种浮游生物在一定环境条件下爆发性繁殖或高度聚集，引起海水变色，影响和危害其它海洋生物正常生存，造成灾害性海洋生态异常现象。3含磷废水处理方法通常使用的除磷方法主要包括化学法、生物法以及吸附法三大类。3.1化学法3.1.1化学沉淀法n化学沉淀法除磷主要指应用钙盐，铁盐和铝盐等产生的金属离子与磷酸根生成难溶磷酸盐沉淀物的方法来去除废水中的磷。最常用的是石灰、硫酸铝、铝酸钠、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁和氯化亚铁。石灰：主反应：Ca(OH)2+HCO-3→CaCO3↓+OH-+H2O（1.1）副反应：5Ca2++3PO43-+OH-→Ca5(OH)(PO4)3↓（1.2）三氯化铁：主反应：FeCl3+PO43-→FePO4↓+3Cl-（1.3）副反应：2FeCl3+3Ca(HCO3)2→2Fe(OH)3↓+3CaCl2+6CO2（1.4）硫酸铝：主反应：Al2(SO4)314H2O+2PO43-→2AlPO4↓+3SO42-+14H2O（1.5）副反应：Al2(SO4)314H2O+6HCO3-→2Al(OH)3↓+3SO42-+6CO2+14H2O（1.6）3.1.2化学絮凝法化学混凝法除磷是将可溶性磷转化为悬浮性磷，并将其滞留。水中的磷大部分是溶解状的无机化合磷，主要是洗涤剂的正磷酸盐和稠环磷酸盐，其余小部分是以溶解和非溶解状态存在的有机化合磷。稠环磷酸盐和有机化合磷一般在生物处理中可转化为正磷酸盐。由于在各种阴离子中，磷酸根对铁离子水解行为影响最为突出，它可以取代与铁离子结合的部分羟基，形成碱式磷酸铁复合络合物，改变铁离子的水解路径。化学方法及沉淀剂废水含磷量操作条件除磷效果聚合硫酸铝铁（PAFS）和聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMAAC）为原料制备PAFS-PDMDAAC复合絮凝剂[1]用磷酸二氢钾和硅藻土配成PO43—P含量为6mg/L,不同浊度的模拟废水（硅藻土浓度1mg/L为1°）取模拟废水500ml于烧杯中，加入一定量絮凝剂，在200r/min下快速搅拌30s，在150r/min转速下搅拌1min,然后再80r/min转速下搅拌10min,静置15min,去上层清夜进行分析。当PDMDAAC含量为5%-8%之间时，除磷效果最好，处理后水样的磷浓度最低可达0.33mg/L,磷的去除率可达到94.5%，浊度去除率可到达99.4%。雪硅钙石(5CaO·6SiO2·5H2O)为晶种材料的诱导结晶法[2]废水初始磷浓度为60.71mmol/L(1882mg/L)n随着pH值的升高，除磷率逐渐增加，最佳pH值为9.5；反应时间越长，结晶法除磷效率越高；随着溶液中钙投加量的增多，除磷率也越高，实验中最佳投加量为Ca/P=5.01（摩尔比）；晶种投加量的增加，除磷率提高。达到最佳条件时，结晶法除磷率较高且稳定,磷去除率可达90%以上。原水中的碱度对其除磷率的影响不大，这是雪硅钙石作为晶种材料的一大优点复合钙盐法(石灰-氯化钙复合)回收高浓度含磷制药废水中的磷[3]国内某制药厂的咪唑醛水解废水含磷量为31000mg/L每克磷加入4.1g氯化钙盐和1.3g石灰,将pH调节到8,反应180min,可将废水中的磷浓度由31000mg·L-1降至0.5mg·L-1以下,并回收废水中的磷。该方法简单易行,成本低,无二次污染,符合清洁生产和循环经济的要求。鸟粪石结晶法[4](MgNH4PO4·6H2O)城市污水厂污泥消化池上清液中PO43---P浓度在2.6-6.0mmol/L之间，实验用蒸馏水和KH2PO4配制成PO43---P浓度为5mmol/L的溶液作为模拟水样。在pH=10.0,N/P=2,Mg/P=1.5,t=30℃条件下磷的去除率达到98.9%。沉淀物经XRD检测为鸟粪石3.2生物法生物法除磷是基于噬磷菌在好氧及厌氧条件下，摄取及释放磷的原理，通过好氧-厌氧条件的交替运行来实现除磷。生物法除磷工艺自20世纪70年代以来得到快速发展，其对废水生化处理设备的合理利用，并可同时完成对有机物的去除，较低的运行费用等优点得到一致的认同。该方法在合适的条件下，可以去除废水中高达90%的磷。但是一般来说，生物法除磷工艺运行稳定性差，依赖性强，当废水中有机物含量较低，或磷含量超过10mg/L时，出水很难满足磷的排放标准，因此，往往需要对出水进行二次除磷处理。生物除磷法的优点是可避免化学除磷法中的大量化学污泥，可减少活性污泥的膨胀现象，节约能源，且运行费用较低，因此是目前流行的除磷方法。（1）PAO原理普遍认可和接受的生物除磷理论是“聚合磷酸盐（poly-P）累积微生物”PAO（Poly-phosphateAccumulatingOrganisms）的摄/放磷原理。在厌氧条件下，聚磷菌把细胞中的聚磷水解为下磷酸盐（PO43-）释放到胞外，并从中获取能量，利用污水中易降解的nCOD如挥发性脂肪酸（VFA），合成贮能物质聚β-羟基-丁酸（PHB）等贮于胞内。在好氧条件下，聚磷菌以O2作为电子受体，通过所贮藏的PHB代谢产生的能量，过量地从污水中摄取磷酸盐，并产生新的细胞物质。普通细菌含磷量约为其重量的2.3%，而聚磷菌体内磷的含量可达7%～8%，通过剩余污泥排放实现高效地除磷。（2）DPB原理近年来的研究发现，除早先公认的PAO细菌可在好氧环境中摄磷外，另外一种兼性厌氧反消化除磷细菌DPB（DenitrifyingPhosphorusRemovingBacteria）还能在缺氧（无O2，存在NO3-）环境下摄磷。DPB被证实具有同PAO极为相似的除磷原理，它们能够以NO3-为电子受体，氧化细胞内贮存的PHB释放能量，过量的从废水中摄磷。荷兰Delft大学近来对这种反硝化除磷现象进行了进一步研究，对其中代谢机理，动力学，化学计量学提出了假定。对于把这种工艺与活性污泥工艺结合的方法进行了研究和评价。从实验室和生产性规模的生物除磷脱氮的研究表明，当微生物依次经过厌氧、缺氧、好氧三个阶段后，约占50%的聚磷菌既能利用氧气又能利用NO3-作为电子受体，DPB的除磷效果相当于总磷菌的50%。生物方法COD浓度对除磷的影响厌氧段NO-3浓度对生物除磷的影响厌氧/好氧交替运行[5]当COD浓度在500mg/L以内时,磷的去除效果明显的增加;而当COD浓度达到700mg/L时,对磷的去除率同500mg/L差不多。当进水含有过高浓度的NO3-时,厌氧段有机碳源会首先被反硝化菌所利用,将NO3-进行反硝化;而此时聚磷菌存在NO3-的环境中竞争不占优势了,影响了厌氧段释磷的效果,从而影响了生物除磷。研究指出当NO3-浓度为2mg/L时就已经影响了磷的释放[7]反硝化除磷试验[6]初始COD浓度在100mg/L-200mg/L时,在缺氧段后期水中磷的浓度接近于0mg/L,摄磷速率随着COD浓度的增加而升高。但当COD浓度达到300mg/L时,出水磷的含量明显增高。多余的碳源进入缺氧段为反硝化菌提供碳源,从而影响了反硝化聚磷菌利用NO3-,NO2-在缺氧段的吸磷效果。3.3吸附法n在吸附除磷的固液反映过程中所提到的吸附概念可以涵盖固体表面的物理吸附、离子交换形式的化学吸附以及固体表面沉积过程。物理吸附仅发生在固液界面，依据分子间的相似相溶原理，其作用力为分子间力。物理吸附的特点为多层吸附。无严格的饱和吸附量，吸附等温线较符合Fruendrich方程。化学吸附或离子交换可能是固液界面的单层反应，也可能是固体内部一定深度的表层反应，一般能近似符合单层吸附假设，吸附等温线较符合Langmiur方程。吸附除磷的实际过程既包括物理吸附，又包括化学吸附。对于天然吸附剂，一般由于固体表面老化而不能显示出高表面能及强吸附性，作用主要依靠其巨大的比表面积，该类吸附可以物理吸附为主。对于大多数人工合成的高效吸附剂，由于认为制造了固体表面的特性吸附和离子交换层，化学吸附占主导地位。吸附法作为高效低耗的分离过程，在稀溶液的溶质分离中显示出显著的优越性，适合于废水除磷。根据不同的废水处理工艺和经济性要求，可以采用不同类型的除磷吸附剂。天然吸附材料、废渣以及改性物以其价廉而被广泛应用于废水的土地处理系统，作为除磷吸附剂，活性氧化铝是传统的磷吸附剂，目前应用较广，但磷吸附容量不够高，吸附剂运行周期也较短。在废水处理尤其是工业废水处理中，常用的吸附方法多为活性碳，但因活性碳吸附剂存在着明显的缺陷：(1)价格昂贵；(2)选择性差，适用范围有限；(3)再生设备少、费用高、再生困难。因此，研制价格低廉、选择性好、易再生的系列水处理净化新材料已成为目前研究开发的热点。吸附剂废水含磷量操作条件除磷效果改性活性碳纤维[8]2.5×10-2kg/m3(以P计)（25mg/L）硫酸亚铁溶液改性，正交实验法分析得到最佳改性条件为:pH值为3,FeSO4·7H2O的质量浓度为100kg/m3,FeSO4·7H2O和ACF的质量比为2.5,反应时间3h。改性后ACF对磷的吸附效果较好,去除率可以达到99%。微波改性膨润土[9]三种改性方法：a.微波直接辐照改性膨润土；b.膨润土与FeSO4固-固混合经微波辐照改性；c.膨润土与FeSO4溶液固-液混合经微波辐照改性。10mg/La.微波改性膨润土的最佳制备条件为：辐照功率480W，辐照时间8min。b.膨润土和FeSO4的配比为60：1c.100mL10mg/L浓度的磷溶液中，加入改性膨润土3g，搅拌强度为180r/min，搅拌时间5minb.固－固改性膨润土、固－液改性膨润土对水中10mg/L磷的去除率分别达到82.0％和97.2％。c.微波改性土、固-固改性土、固-液改性土对磷的去除率分别是17.2％、94.8％、95.9％.n镧钛改性膨润土吸附剂【10】钠基膨润土(化学成分为：SiO269.92%,Al2O314.92%,Fe2O30.52%,Na2O0.34%,K2O329%);含磷50mg/L的溶液La/Ti摩尔比为6、投加总量为2.53mmol/20g的3%硫酸改性膨润土浆液、浸泡pH为10的溶液中浸泡,于110℃下烘干,制备得到镧钛膨润土对磷的吸附效果最好。处理含磷溶液pH值在3-6,振荡时间为45min时,磷的平衡浓度为0.5mg/L镧钛改性膨润土的平衡吸附量为42.77mg/g,比镧改性膨润土吸附性能好。无机盐改性沸石[11]含磷5mg/L的磷酸二氢钾模拟水样按2︰3︰10的质量比称取MgCl2、AlCl3和沸石，加蒸馏水混合调匀，加NaOH溶液调剂pH到8-10之间，煮沸蒸干，在马弗炉中350℃恒温1.5h，随炉冷却至室温。实验表明：经MgCl2、AlCl3改性处理后的沸石除磷效率达到了96.7%，而相同浓度下的天然沸石除磷效率只有1.1%。改性粉煤灰[12]（经亚铁离子改性）50g粉煤灰加入1.11gFeSO4·7H20处理(每克粉煤灰吸附亚铁离子4.46mg)得到的样品除磷效果最佳50mg/L含磷溶液100mla.投加该改性粉煤灰2.5克b.投加该改性粉煤灰的量为3.5ga.达到《污水综合排放标准》二级标准b.溶液含磷量可以达到《污水综合排放标准》一级标准4含磷废水排放标准我国污水综合排放标准（GB8978－1996）的一级标准为磷酸盐（以P计）≤0.5mg·L-1，二级标准磷酸盐（以P计）≤1.0mg·L-1。n含磷废水处理的研究现状水体富营养化的突出例子就是赤潮现象。赤潮不仅引起海水出现异常,改变颜色,而且致使水质变坏、发臭,恶化了海洋环境条件,是海洋环境污染的一种危险信号,已成为一种世界性的公害,对海洋渔业及海产养殖业危害极大,还严重地损害了滨海的旅游事业。因此,及时地回顾、总结、研究近年来国内外关于废水中磷的去除问题具有非常重要的意义。磷是地球系统中维系生命的主要元素之一,也是构成生物体并参与新陈代谢过程必不可少的元素。元素的丰缺、磷环境的优劣将直接影响包括人在内的一切生物的生长发育。近年来,河流、湖泊、海洋等水域的水质有恶化的现象,特别是富营养化问题时有发生,而且有愈来愈严重的趋势。富营养化不仅使水体丧失应有功能,而且使水体生态环境向不利于人类的方向演变。其中,磷是引起水体富营养化的关键营养物质。一般来讲,水体中总磷质量浓度超过20mg/L,即可认为水体处于富营养化。1含磷废水的主要来源含磷废水n的主要来源如下:①根据来源分类主要来自于各种洗涤剂、工业原料、农业肥料的生产过程以及人体的排泄等;②根据磷的存在形态可分为无机磷废水(磷酸盐、聚磷酸盐)和有机磷废水(含磷有机化合物混于水)。含磷洗衣粉是含磷废水的主要来源之一。20世纪60年代中期日本的“琵琶湖事件”引起人们对磷的富营养化的关注,于是洗涤剂的无磷化问题便成为研究的热点。人们通过重组产品配方和使用4A沸石替代磷酸盐作为主要助剂来合成无磷洗衣粉取代原来的含磷洗衣粉取得了不错的效果;对于农业肥料,一部分磷被植物吸收,一部分被土壤吸附,还有一部分随水土流失,所以在使用肥料时应考虑到尽量减少土壤流失,可以通过绿化荒山荒漠、因地制宜科学种田、建立农田防护林以及在江河湖泊流域建立绿化带等手段最大限度地降低水土流失,这也是降低废水含磷量的一个重要方面;对于人体的排泄,可以对其进行特殊处理后用于农业肥料。2含磷废水的处理方法目前,国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法两大类。生物法如A/O、A2/O、UCT工艺,主要适合处理低浓度及有机态含磷废水。化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺,主要适合处理无机态含磷废水,其中混凝沉淀与结晶综合处理技术可以处理高浓度含磷废水,除磷率较高,是一种可靠的高含磷废水处理方法。2.1生物法n20世纪70年代美国的Spector发现,微生物在好氧状态下能摄取磷,而在有机物存在的厌氧状态下放出磷。含磷废水的生物处理方法便是在此基础上逐步形成和完善起来的。目前,国外常用的生物脱磷技术主要有3种:第一,向曝气贮水池中添加混凝剂脱磷;第二,利用土壤处理,正磷酸根离子会与土壤中的Fe和Al的氧化物反应或与粘土中的OH-或SiO22-进行置换,生成难溶性磷酸化合物;第三种方法是活性污泥法,这是目前国内外应用最为广泛的一类生物脱磷技术。生物除磷法具有良好的处理效果,没有化学沉淀法污泥难处理的缺点,且不需投加沉淀剂。对于二级活性污泥法工艺,不需增加大量设备,只需改变运转流程即可达到生物除磷的效果。但要求管理较严格,为了形成VFA,要保证厌氧阶段的厌氧条件。张林生等采用石灰沉淀结晶法处理高浓度含磷废水取得成功,该法结合了沉淀法与结晶法的优点,克服了两者的缺点,具有很好的发展前景。实验结果与工程实践表明,该法处理含磷废水除磷效率高,出水水质稳定,且可回用。2.2化学沉淀法通过投加化学沉淀剂与废水中的磷酸盐生成难溶沉淀物,可把磷分离出去,同时形成的絮凝体对磷也有吸附去除作用。常用的混凝沉淀剂有石灰、明矾、氯化铁,石灰与氯化铁的混合物等。影响此类反应的主要因素是pH、浓度比、反应时间等。n为了降低废水的处理成本,提高处理效果,学者们在研制开发新型廉价高效化学沉淀剂方面做了大量工作。王光辉发现,原水含磷10mg/L时,投加300mg/L的Al2(SO4)3或90mg/L的FeCl3,可除磷70%左右,而在初沉时加入过量石灰,一般总磷可去除80%左右。他根据化学凝聚能增加可沉淀物质的沉降速度,投加新型净水剂碱式氯化铝,沉降效果达80%～85%,很好地解决了生产用水的PO43-污染问题。混凝沉淀法是一种传统的除磷方法,具有简便易行,处理效果好的优点。但是长期的运行结果表明,化学沉淀剂的投加会引起废水pH值上升,在池子及水管中形成坚硬的垢片,还会产生一定量的污泥。另外,研究表明:除磷效率对应沉淀剂剂量的曲线是指数型的,当化学沉淀剂超出一定量,曲线即达到停滞期。所以,试图用沉淀法将废水中磷的质量浓度降到0.1mg/L以下,是不太经济的。丛广治等主持的大连开发区污水厂A/O改造实践表明,系统在下列参数下可取得较好的净化效果:BOD5负荷为0.2～0.3kg/(kgMLSS·d),TP负荷为(2.8～3.0)×10-3kg/(kgMLSS·d)。厌氧段容积∶好氧段容积=1∶2,厌氧段DO<0.6mg/L,好氧段DO为3～3.5mg/L,水温12℃。出水含磷量稳定在10mg/L以下。厌氧好氧活性污泥除磷工艺在不增加标准活性污泥法基建投资和维护费用条件下,可以较彻底地除磷,且运行稳定。这一工艺不但继承了传统的标准活性污泥法的优点,又增加了生物除磷功能。黄理辉等主持的倒置A2/O工艺克服了A2/O工艺比较复杂以及在吸磷动力利用方面存在明显不足的缺点,将厌氧、缺氧环境倒置,只利用一套污泥回流系统来取代原来的几套回流系统。试验结果表明,对于工业废水占2/3的城市污水而言,倒置A2/O工艺在生产运行中具有较高的去除有机物和脱氮除磷能力。整个工艺具有流程简洁、能耗低、运行稳定、抗冲击力强的特点,适于老厂的改造。2.3吸附法n20世纪80年代,多孔隙物质作为吸附剂和离子交换剂就已应用在水的净化和控制污染方面。黄巍等人以粉煤灰作为吸附剂,对含磷50～120mg/L模拟废水脱磷的规律特征进行了研究。研究表明粉煤灰中含有较多的活性氧化铝和氧化硅等,具有相当大的吸附作用,粉煤灰对无机磷酸根不是单纯吸附,其中CaO、FeO、Al2O3等可以和磷酸根生成不溶或直溶性沉淀现象,因而在废水处理方面具有广阔的应用前景。试验结果表明,粉煤灰是一种有效的吸附剂,在含P质量浓度为50～120mg/L,粉煤灰用量每50mg为2～2.5g,粒径范围140～160目,pH中性的实验条件下,磷的去除率最高可达99%以上。丁文明、黄霞等合成的铁铈复合除磷剂除磷效果也比较好。它是通过铁盐与铈盐的混合溶液与碱液反应合成的,对水溶液中的磷酸盐具有高效吸附作用。经正交试验发现,盐溶液中铁、铈离子的含量是影响除磷效果的最重要因素,此外合成温度、干燥温度也对吸附性能有一定影响。各种测试证明,结晶破碎是复合除磷剂比表面积增大的主要原因,而比表面积增大又是高效吸附除磷的主要原因。预计以后会出现更多吸附除磷的吸附剂。2.4其他的除磷方法n邹伟国等研究的新型双污泥脱氮除磷工艺系统处理生活污水取得成功。传统的脱氮除磷工艺多采用单污泥系统,因此存在着硝化和除磷泥龄之间的矛盾,将活性污泥法与生物膜法相结合,可解决这个问题。实验结果表明,该工艺对PO43-的去除率达到了90%,处理效果稳定,对水质的适应能力很强。陈滢等进行了低溶解氧SBR除磷工艺的研究。实验结果表明,在全程低氧曝气的SBR系统内聚磷菌可得到富集,并出现了明显的放磷、过量吸磷现象。该方法要注意的是污泥负荷对COD去除率和除磷效果的影响较大,因此要选择合适的污泥负荷。污泥负荷过高时会导致非丝菌污泥膨胀。方茜等利用SBR法处理低碳城市污水取得进展,解决了处理碳、氮、磷比例失调(碳量偏低)城市污水如何保证氮磷高效去除的难点。结果表明,利用此法处理广州地区低碳城市污水,出水有机物、氨氮及总磷均达标,且磷的释放量越大则出水磷总浓度就越低。实践证明,SBR法具有流程简单,不需要污泥回流,脱氮除磷效果好的特点。3排放废水污染的控制对于已排放的含磷废水,决不能放任自流,应采取必要的手段与措施加以控制和恢复。首先,对于已经排放的废水应严密监视其动向,把其控制在一定范围之内,这样可以避免更多的区域遭受污染;然后,要对正在排放和将要排放的含磷废水采取严格的措施使其禁排,这样可以把排放的废水总量控制在一定范围之内,为后面的废水处理提供方便;最后,对于已经排放的含磷废水还应进行及时的治理。由于已经排放的废水不容易收集进行系统的处理,我们可采用化学沉淀的方法进行净化。对于已遭受污染的区域,原有生态系统的功能已经遭到破坏,自我恢复调节的能力变得比较脆弱,因此让其免遭再次污染尤为关键。4污染水域的恢复n废水处理的最终目的是恢复其本来面目,使其对人及周围的环境保持一种良性的状态。因此,对污染水域的恢复就变得极为重要。当前应用的主要方法有:物理措施、化学措施、生物措施等。物理措施主要是减少进入水体营养物的数量;采用机械搅动和曝气破坏水体分层,增加水体流动性;机械收获蓝绿藻等,但效果不甚理想。化学措施就是采用杀藻剂、除藻剂作为应急措施,实践证明不能有效控制水质富营养化,还造成了新的公害。生物措施就是培育食磷细菌、动物或植物来吸收水体中的氮磷物质。云南的滇池治理就是其中比较典型的例子。近年来大量城市污水排入滇池,使水质迅速恶化,蓝藻水华严重。科学家选定了一块区域进行示范性生物试验。在此区域投放各种虫子180多种,并种植了水草。针对白鲢鱼、花鲢鱼的主食是蓝藻,科研人员在示范区内投放进大量的白鲢鱼与花鲢鱼。研究表明,每条鲢鱼每年平均能长3～4kg,而其每长1kg,需要吞食蓝藻40～50kg,1条鲢鱼年平均能吞食蓝藻150kg,这样,投放适量的鲢鱼就能有效控制蓝藻的发生量。在示范区现场,整个水面十分纯净。据了解,本项控藻渔业示范工程于2003年结束,其科研成果为未来滇池的生态治理提供有益的尝试。5总结含磷废水的处理问题是一项系统工程,主要有污染源控制、污水的处理以及排放污水的控制与恢复等几个方面组成。笔者根据对废水处理问题的理解,总结出以下几点:(1)排放废水污染的控制与恢复可以认为是除磷问题的后续工作,是对前者的重要补充。因此,应高度重视,应采取积极有效的方法进行及时的治理。(2)含磷废水处理技术n,是处理含磷废水的关键。沉淀法作为传统的除磷方法,在理论工艺技术方面比较成熟,但还存在着除磷过程中产生一些污泥以及除磷不够彻底等问题,如能解决将还有很大的发展空间;生物法成功地解决了沉淀法污泥难处理的缺点且无二次污染现象,具有很大的市场竞争优势;对于吸附法和其他一些新型的除磷技术,虽然具有除磷效率高以及运行稳定等优点,但在理论技术方面还存在不足,需要不断改进和提高。在实际应用中,应该根据含磷废水的不同特性,选择恰当的工艺技术进行合理的搭配,才能实现经济效益和环境效益的同步优化。(3)对于含磷废水的主要来源,采取一定的方法与手段加以控制,是废水处理的首要环节。把这一点做好了就可以控制排放污水的数量,也为下面的废水处理提供了条件。含磷废水处理与资源化技术应用现状含磷废水主要来源于农业施肥、水土流失、工业废水排放、养殖废渣液和含磷洗涤剂等。含磷废水的排放会导致水体富营养化，研究表明，水体中磷的质量浓度超过20mg/L，就会加速水体富营养化．造成藻类大量繁殖．影响鱼类等水体生物的生存。许多藻类还会产生毒素．并通过食物链影响到人类健康。因此。研究废水中磷的去除技术，控制磷的排放，保护水体不受富营养化的影响是一个亟待解决的问题。1含磷废水处理现状对于含磷废水的处理，目前主要分为生物除磷和化学除磷两种方法。1.1生物除磷现状生物除磷是利用活性污泥中的微生物（聚磷细菌）释放磷和吸收磷来除磷的，其机理可具体描述如下：①n聚磷菌的厌氧释磷作用。在厌氧区，在没有溶解氧和硝态氧存在的条件下，兼性菌将污水中溶解性有机物转化为低分子发酵产物——挥发性脂肪（VFAs），聚磷菌在厌氧条件下其生长受到抑制，因而为了其生长便依靠其细胞中聚磷酸盐的水解以及细胞内糖的酵解获得能量，同时吸收污水中的挥发性脂肪酸，并将其运送至细胞内，同化成胞内碳能源存贮物——聚-β-羟基-链烷酸盐（PHA），并释放磷酸盐。厌氧区是聚磷微生物的“生物选择器”，聚磷菌能够在这种短暂的厌氧条件下优先于非聚磷菌吸收的分子基质并快速同化和贮存这些发酵产物，厌氧区为聚磷菌提供了竞争的优势环境，促进了聚磷菌在处理系统中的选择性增殖。②聚磷菌的好氧聚磷作用。当污水及污泥刚进入好氧段时，聚磷菌的活力将得到充分的恢复，由于其体内贮存有大量的PHA而聚磷酸盐含量较低，污水中无机磷酸盐含量则很丰富，聚磷菌在好氧段中以氧作为电子受体，利用胞内PHA作为碳源及能源进行正常的好氧代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕积存贮，从而实现了磷的大量吸收，磷酸盐从液相中去除。这种对磷的积累作用大大超过微生物正常生长所需的磷量，可达细胞重量的6%~8%，有报道甚至可达10%。在溶解磷被超量吸收的同时，聚磷菌内贮存的基质被完全氧化分解，合成新的聚磷细胞，导致聚磷菌数量的增加，通过排除高含磷量的剩余污泥达到生物除磷的目的。对于废水生物除磷工艺中的聚磷菌，早期的研究认为主要是不动杆菌，这种细菌的优先碳源为低分子有机物，其含磷量最高，可占干重的5%~13%，而目前有的研究则认为，不动杆菌只是少数贮磷菌之一，在复杂的活性污泥微生物区系中，不动杆菌不是生物除磷系统中唯一能超量吸收磷的细菌，其个体数量仅占细菌总量的1%~10%；气单胞菌属、假单胞菌属、放线菌属和诺卡氏菌属也能贮存聚磷，其中气单胞菌和假单胞菌可占细菌总量的16%~20%，革兰氏阳性菌多达20%~60%。Cloete和Steyn对南非CapeTown北区的污水处理厂的活性污泥进行除磷能力测试，发现不动杆菌在数量上虽然占优势，但是与它的实际除磷能力并无直接联系，不动杆菌仅仅去除6%~16%的磷。Brodisch在试验中发现：只有在气单胞菌得到繁殖的情况下，除磷作用才变得明显。在聚磷菌中还有一部分聚磷菌基于体内PHB和糖原质上的生物代谢作用，在无游离氧的条件可以利用硝酸盐中的氧作为电子受体进行氧化，产生能量大量吸磷，故将其称为反硝化聚磷菌在好氧条件下，聚磷菌通过生物除磷的有效性受到COD/P以及水中硝酸盐的影响。COD/P的比值要求大于30，除磷系统才能有效工作，磷的去除率随COD/P比值的上升而上升。根据生物除磷理论，生物除磷的本质是通过聚磷菌在好氧条件下过量摄取废水中的磷并积聚在细胞中，然后作为剩余污泥排出。W.J.Ng利A/A-SBR试验装置进行了反硝化吸磷试验研究，反应装置分别以每周期6或8小时，持续运行了18个月，反硝化除磷的效率维持在40%~100%；Merzouki认为在A2-SBR反应器中优化缺氧除磷取决于两个参数，外加的硝酸盐量和泥龄SRT，当SRT为15日，外加NO3-N达到n120mg/L时，可以将反应器中的磷完全去除。通常认为生物除磷系统运行费用低、管理方便，但处理效果不稳定，很难实现长时间稳定达标排放，尤其是进水磷酸盐浓度较高时这种情况更加显著。如何提高生物除磷系统的除磷效果和除磷稳定性一直是城市污水生物除磷技术研究的热点和难点，如何妥善处置富磷剩余污泥更是生物除磷方法亟待解决的问题。根据生物除磷的机理，当废水含有较高浓度的磷时，采用生物除磷是不合适的，而经常采用化学沉淀除磷工艺。1.2化学除磷现状化学法除磷的基本原理是通过向废水中投加化学药剂，使水中磷酸根离子生成难溶性盐，形成絮凝体后与水分离，从而去除废水中的磷。化学沉淀是欧洲较早应用的除磷方法，1762年发现的化学沉淀，1870年就已在英国成为一种确凿的污水处理方法。19世纪后期，英美等国广泛采用化学沉淀方法处理污水，但不久即被生物处理所取代，其原因是化学沉淀法引入了新的化学物，而且该法的试剂消耗量大，运行费用高产生大量且易造成二次污染的化学污泥，这些问题在当时不能得到好的解决。到了20世纪80年代，为进一步提高污水中的有机物和磷的去除程度，又开始重新重视化学沉淀。化学凝聚沉淀法使用的化学沉淀剂一般是铁盐、亚铁盐、铝盐、石灰和镁盐等。铁盐或铝盐分散于水体时，Fe3+（或Fe2+）或Al3+水解同时发生聚合反应，生成多羟基络合物，当水中存在磷酸盐时，铁、铝的羟基化合物表现出良好的除磷效果。石灰因廉价而易于控制，通常用来去除废水中的磷，石灰与水中磷酸盐反应，生成羟基磷灰石沉淀，实现磷的去除。磷酸盐沉淀中化学剂的水解产物可与磷酸盐发生化学吸附并进行络合反应形成络合物共同沉淀，在一定条件下，磷酸盐沉淀可能是化学络合起主要作用，而不是以电性中和为主。为了深入研究化学除磷机理，并为化学除磷投药量的理论计算提供基础，有学者提出了金属磷酸盐沉淀的化学模型。根据该模型，溶解性磷酸盐与金属盐发生化学沉淀反应包括形成金属磷酸盐沉淀，沉淀物对溶解磷的吸收作用，随着金属盐投加量的增加，出现MeOOH(s)的沉淀，Me投加/P去除比值急剧上升。虽然现在化学除磷药剂投加量主要由实验及中试确定，但在实验及化学模型基础上，除磷药剂投加量的计算也有了新的进展。在综合考虑进出水含磷、不同药剂反应过程的基础上，有人引入了投药量影响系统，在引入投药量影响系数之后，只需知道污水中磷的总浓度和要求达到的除磷效率就可以计算出化学投药量的值。磷的化学沉淀分为4个步骤：沉淀反应、凝聚作用、絮凝作用、固液分离。沉淀反应和凝聚过程在一个混合单元内进行，目的是使沉淀剂在废水中快速有效地混合。凝聚过程中，沉淀所形成的胶体和废水中原已存在的胶体凝聚为直径在10~15μmn范围内的主粒子。絮凝过程中主粒子相互结合在一起形成更大的粒子絮体，使得这些颗粒能够通过典型的沉淀或气浮加以分离（固液分离）。化学除磷效率要高于生物除磷，出水TP可满足一级排放要求。目前用于化学除磷的金属盐主要是钙盐、铁盐和铝盐，如果考虑含磷化学污泥的农用效率时，磷铝化合物往往不具有优势，而磷铁化合物则由于色度以及厌氧条件下铁价态的变化可能引起磷的再释放等问题受到限制，因此，从污水处理和磷回收的角度进行综合考虑时，化学除磷系统应用最多的是磷酸钙沉淀系统和磷酸铵镁沉淀系统。1废水中的磷回收2.1磷的吸附回收吸附法回收磷是利用吸附剂提供的大比表面积，通过磷在吸附剂表面的附着吸附、离子交换或表面沉淀过程，实现磷从废水中的分离，并进一步通过解吸处理可以回收磷资源。对于天然吸附剂，吸附作用主要依靠其巨大的比表面积。天然吸附剂和废渣以物理吸附为主，具有方便易得、价格低廉的优点，但是一般认为，这些物质吸附容量较低，吸附剂置换费用过高，产物处置不便，因此，目前大多对天然吸附剂进行改性处理，以提高其孔隙率及表面活性，从而提高吸附性能和离子交换性能，如采用主要含硅铝氧化物的天然膨润土，经镁和铝化合物修饰后制成的吸附剂；利用海泡石和氯化镁等无机物制得海泡石复合吸附剂；将无机铝盐和镁盐与沸石混合经过一系列物理化学方法处理，使沸石表面形成水合镁等。为解决天然吸附材料吸附容量偏低等问题，最新研究动向为人工合成高效吸附剂，现在已有Al、Mg、Fe、Ca、Ti、Zr和La等多种金属的氧化物及其盐类作为吸附材料受到研究，结果显示，人工合成的磷吸附剂在低磷浓度下仍然能够有高的吸附容量，如一种人工合成的石膏状铁—钙氧化物（ironoxidegypsum）用于磷的去除和回收，该吸附剂可去除浓度为0.001~10mg/L的废水中磷；清华大学对以铁盐为基本材料，添加稀土元素构成的磷吸附材料进行了合成配方、合成条件、吸附性能评价和解吸及吸附剂复活等研究，证明该新吸附材料的磷吸附容量较活性氧化铝大很多，吸附容量随平衡磷浓度的变化小，是一个很有前途的吸附除磷材料。2.2MAP法回收磷酸铵镁是一种白色晶体，不纯的时候会显淡黄色或淡棕色，具有独特的正交结构，它的溶度积常数为5.05×10-14~4.36×10-10，比重1.7，分子量245.41，不溶于水和醇，易溶于酸，当温度升高到50℃时，会失去一部分甚至所有的氨氮与结晶水，形成磷酸镁盐。MAP同时含有NH4+、PO43-和Mg2+n三种离子，反应中磷酸盐不断消耗，并且溶液的碱度下降，pH值降低，因此，在沉淀反应过程中须不断的加入碱性物质，使反应平衡向右移动。此外，反应过程的关键工艺参数是溶液过饱和度、pH值和反应物浓度。同传统结晶过程一样，MAP结晶沉淀也分为两个阶段：晶核形成和晶体生长。当离子复合形成晶体胚时候，晶核形成开始，晶体继续生长直到达到沉淀平衡状态。无论是晶核产生，还是晶体生长，都必须有一个推动力，这个推动力是一种浓度差，称为溶液的过饱和度，它的大小直接影响着晶核的形成过程和晶体生长过程的快慢，是导致物质结晶的一个主要原因。3结语磷酸铵镁脱氮除磷工艺是近年来倍受关注的高浓度氨氮/磷酸盐废水处理技术，该工艺被认为是最具前景的磷回收途径之一，如果成功运用于实际的工业领域，将具有极佳的应用前景，对于废水的资源化以及污染物的可持续利用具有十分重要的意义。有研究显示，最佳运行条件下，即pH=9.5，Mg2+:NH4+-N:PO43--P摩尔比为1.2:1:1，水力停留时间2.5h，搅拌强度200r/min，反应器对磷化废水的磷酸盐去除率在98%~99%。而当pH=9.5，Mg2+:NH4+-N:PO43--P摩尔比为1.4:1.3:1，水力停留时间为2.5h，搅拌强度为200r/min时，一体化反应器处理化肥厂高浓度氨氮/磷酸盐废水的效果稳定，有99.3%溶解性磷酸盐和91.6%氨氮被回收，此时吨水可获得经济效益0.9~41.6元。含磷污水处理方法水中磷、氮等元素超标，会加速水体的富营养化，这种现象在我国较为严重，给工业、水产业、农业以及旅游业都带来了极大的危害。氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。因此，如何有效降低污水中磷的浓度，对消除污染，保护环境，具有十分重要的意义。目前，国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法两大类。生物法如A/O，A2/O，UCT工艺，主要适合处理低浓度及有机态含磷废水；化学法和物理化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺，主要适合处理无机态含磷废水。然而，有许多工业生产过程中经常出现一些高浓度的含磷废水。高浓度含磷废水在目前的研究中并没有严格的定义，一般认为只要是高于生活废水中的含磷量或者总磷浓度在100mg/L以上就称为高浓度废水。高浓度含磷废水难以应用单一的生物法或化学法进行去除，即便能去除也会对整个单一的生物法或化学法处理工艺造成极大的负担，使整个处理工艺处理效果降低或者无法连续运行。第一章水体中磷的来源n排放到湖泊中的磷大多来源于生活污水、工厂和畜牧业废水、山林耕地肥料流失以及降雨降雪之中。与前几项相比，降雨和降雪中的磷含量较低。有调查表明，降雨中磷浓度平均值低于O．04mg／L，降雪中低于O．02mg／L。以生活污水为例，每人每天磷排放量大约在1．4～3．2g，各种洗涤剂的贡献约占其中的70％左右。此外，炊事与漱洗水以及在粪尿中磷也有相当的含量。工厂磷排放主要来源于肥料、医药、金属表面处理、纤维染发酵和食品工业。在水域的磷流入量中，生活污水占43．4％为最大，其他依次为20．5％，29．4％与6．7％，生活污水43．4％工厂和畜牧业废水20．5％肥料流失29．4％降雪降水6．7％。·废水中磷的形态废水中的磷以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷的形式存在，由于废水来源不同，总磷及各种形式的磷含量差别较大。典型的生活污水中总磷含量在3～15mg／L(以磷计)；在新鲜的原生活污水中，磷酸盐的分配大致如下：正磷酸盐5mg／L(以磷计)，三聚磷酸盐3mg几(以磷计)，焦磷酸盐lmg，L(以磷计)以及有机磷12mm为HRB335（Φ），d≤12mm为HPB235（Φ）。4.3电气及控制（1）设计范围本设计包括污水处理工艺界区内的动力配电、电气控制、防雷接地等。（2）负荷等级根据该公司的负荷等级，污水处理站的用电设备按三级负荷设计。（3）结线形式本工程所用电器设备的电压等级均为380/220V，一路进线三相五线制，380V接入低压进线柜。（4）动力设计采用铜芯电缆供电，现场设动力箱或动力控制箱，对各用电设备进行配电和控制。电动机启动采用直接起动。（5）照明和接地照明灯具使用日光灯电压为220V。插座线接专用的保护线采用漏电保护。采用TN-e-s制保护，设备的金属外壳均与接地线连接。配电室动力进线柜外设接地极一组,接地电阻＜1Ω。（6）控制方式全站采用手动控制。科技改善环境创新成就未来n（7）电线、电缆敷设及设计电缆按技术先进，经济合理，安全适用，便于施工和维护的原则进行设计，根据设备容量额定电流，并按电机运行时电压降在5%内及电机启动式启动设备的母线电压降在15%内选择电缆截面。室内电缆敷设采用穿管；室外电缆敷设采用穿管或直埋的方式，过道路穿钢管保护。(8)继电保护低压系统总进线开关设短路、过流保护。电动机保护回路设短路、过载等保护，水下类设备还设置漏电保护。配电回路设短路及过电流保护。4.4给排水设计根据污水站处理工艺的需要，站区内有污水管、污泥管、给水管、雨水管等。污泥管、污水管、给水管、采用PVC管。所有管线均埋地铺设，其中给排水管道根据各自流量计算确定管径，给水管从厂区分别把不同的废水、废液引至污水处理站,污水站不设消防措施,消防措施由生产厂区统一考虑。5劳动安全卫生及防火设计（1）遵照业主规定的设计范围及要求。（2）遵照中华人民共和国对于建设项目的有关设计审批程序和法规（3）按照中华人民共和国建设部和各工业部门颁布的国家标准、规范以及当地政府有特殊要求的规定开展各专业的设计工作。5.1劳动安全卫生5.1.1主要危害分析科技改善环境创新成就未来n本工程的主要危害因素可分为两类，其一为自然因素形成的危害和不利影响，包括地震、不良地质、暑热、雷击、暴雨等因素。其二为生产工程中产生的危害，包括有害尘毒、火灾爆炸事故、机械伤害、噪声震动、坠落及碰撞等各种因素。5.1.2安全卫生防范措施（1）抗震本工程区域的地震基本烈度为6度，因此本工程所有构筑物的设计按6级设防，按《建筑物抗震设计规范》的有关要求进行设计。（2）防雷本工程对第三类防雷建筑物采用避雷或防止雷击。（3）减震降噪在工艺设计中将污水泵、曝气机等噪声设备尽量选用低噪声型号设备。强振设备与管道间采用柔性连接方式，防止产生噪声危害。在总图布置中，根据声源方向性、建筑物的屏蔽作用和绿化植物的吸纳作用等因素进行布置，减弱噪声岗位的危害作用。（4）安全防护制定必要的劳动保护、安全生产规章制度，室内外及露天操作场所设照明设施，以确保操作人员的安全。（5）电气防护所有用电设备金属外壳、穿线钢管、电缆桥架均有可靠的接地网相连，并在电源进线处作重复接地处理。5.2建筑防火设计根据国家防火规范，对于污水处理站内不同建筑物设置不同的防火等级。除配电室为一级耐火等级外，其余建筑物均为二级耐火等级。鼓风机房，采取丁类防火标准。其它建筑物设计均按国家《建筑防火设计规范》进行设计。防火及消防措施科技改善环境创新成就未来n本工程在正常情况下，一般不会发生火灾，只有在操作失误、违反规程、管理不当及非正常生产情况下或意外事故状态下，才可能导致火灾发生。为了防止火灾的发生或减少火灾发生造成的损失，根据“预防为主，防消结合”的方针，本工程在设计上采取了相应的措施。电气系统具备短路、过负荷、接地漏电等完备保护系统，防止电气火灾发生。6社会及环境效益该项目建成后，向周边环境减少了COD、石油类、氨氮等污染物的排放，具有明显的社会效益和环境效益，为当地经济的可持续发展奠定了坚实的基础。7运行费用7.1电费电能消耗主要来自各级提升泵、搅拌机等的动力系统。本工程每天总耗电量大约40kW。电费：40×0.70/120=0.23元/吨水（电费以0.70元/度）7.2人工费本污水站定员1人，人员工资基本工资1200元/月。人工费：1×1200/30/120=0.33元/吨水7.3加药费加药费约=1.2元/m3(水)直接运行费用=电费+人工费+加药费=0.23+0.33+1.2=1.76元/吨水。8工程投资估算建筑安装工程根据《安徽省建筑安装定额》估价，机电设备按市场询价估算。科技改善环境创新成就未来n8.1土建部分土建改造见表4：表4土建造价估算（参考）单位:万元序号建构筑物名称尺寸（m）数量结构备注1调节池5.0m×4.0m×3.0m2座砖混原有2初沉池3.0m×3.5m×3.0m1座砖混改造3污泥浓缩池3.5m×3.0m×3.0m1座砖混改造4清水池5.0m×4.0m×3.0m2座砖混原有5设备基础1.5m×5.0m1座砖混新建8.2设备部分设备造价估算见表5：表5设备造价估算单位:万元序号名称型号参数数量单位单价（万元）合价（万元）备注1磷化调节池1.1提升泵2台原有利用2磷化反应池1.2m×2.4m×1.2m1套钢构防腐科技改善环境创新成就未来n2.1氯化铝加药装置1套3初沉池3.1导流筒1套3.2出水堰1套3.3污泥泵1台4斜管沉淀1.5m×3.5m×2.4m1套钢构防腐4.1加药装置1套4.2反应装置2套4.3填料装置1套4.4卧式泵1台5管道阀门6电气设备7合计8.3工程总投资工程总投资见表8：表8工程总投资单位:万元序号工程和费用名称概算价格1土建2设备3安装费4设计费5调试服务费6税费7总价科技改善环境创新成就未来n以下工程内容不包括在本报价范围：（1）进入污水处理站的污水管、自来水管、供电电缆、通讯电缆工程费用；处理后的排水管与市政接管工程费用；（2）土建工程暂按无不良地基的条件考虑（地基承载力按120Kpa考虑），若属不良地基，其处理费用（地基处理、降水措施等）另计；（3）化验设备及污泥运输车的购置；（4）调试期间水、电、药剂由甲方提供，并配备相应的操作人员。9工程质量及售后承诺1.我公司保证全权负责整个污水处理工程的设计、设备选购、设备安装调试、联动试车、试运转的全过程。在整个污水处理场建设过程中，甲方可聘请具有管理资质的监理机构进行全过程、全方位的跟踪监理，确保工程优质完成。2.我公司保证对所设计的工艺以及所选用的设备负责，保证工程建成运转后满足在方案中所承诺的各项指标。3.我方保证废水处理工艺中所有构筑物的建造符合国家有关方面的规定。4.我方保证工艺中所有的水处理设备均为先进设备，是用一流的工艺和最佳材料制造而成的，并完全符合合同规定的质量、规格和性能要求。保证所提供的设备经正确安装、正常运转和保养，在其使用寿命期内具有满意的性能，并对设备质量保证期内出现的缺陷、故障负责，并定期回访。5.我公司保证污水处理厂建成并具备试车条件后，在合同规定时间内完成调试工作。保证对整套工艺调试至合格为止，并对甲方的操作人员进行技术培训，直至他们掌握工艺参数以及设备的操作运行。6.我方保证对整套工艺和所有的设备免费保修12科技改善环境创新成就未来n个月，并免费提供易损耗的配件，终身技术服务，随时解决用户遇到的问题。保修期内免费为甲方维修设备，并提供技术服务支持（人为因素除外），保修期满后的维护服务，只收取成本费。用户有问题可书面或电话通知我方，我方在接到甲方的通知后，保证在24个小时内给予答复并响应。XX环境工程技术有限公司2011年4月污水厂处理工艺    1.“AB法”污水处理中的“AB法”工艺，简言之就是分作A和B“两阶段曝气”处理工艺，每个阶段都有相互隔离的和独立的曝气过程和泥水分离过程，对于活性污泥的回流，也是相互隔离的，A段沉淀池所产生的活性污泥回流到A段曝气池，B段沉淀池所分离出来的活性污泥回流到B段曝气池内。一、“AB法”工艺的由来AB工艺是吸附―生物降解（Adsorption--Biodegradation）工艺的简称。这项污水生物处理技术是由德国某工业大学卫生工程学院的BothoBohnke教授为解决传统的二级生物处理系统：即：预处理→初沉池→曝气池→二沉池。早期污水处理工艺，所存在的去除难降解有机物和除氮脱磷效率低下，及投资和运行费用过高等问题，在对两段活性污泥法和高负荷活性污泥法进行大量研究的基础上，于70年代中期所开发，80年代初开始应用于工程实践的一项新型污水生物处理工艺。二、“AB法”工艺在我国的历史：AB法工艺在我国的研究和应用大致经历了以下三个阶段：第一阶段：上世纪70年代末至80年代初期，我国许多专家学者对AB工艺的特性、运行机理及处理过程和稳定性等方面，进行了深入全面和系统的研究，对“AB法”工艺在我国的应用和推广起到了积极作用。第二阶段：科技改善环境创新成就未来n上世纪70年代末至80年代，我国许多大专院校纷纷开设专题研究课程，尤其是设计研究部门也对AB法处理城市污水、工业废水进行规模化的实验研究，为AB法的工程设计和工程应用取得了大量的数据和实践经验，为其在我国的工程应用起到了十分关键的作用。第三阶段：自上世纪80年代起，国内逐步开始将“AB法”应用到城市污水处理和工业废水处理工程中，已建成相当数量的AB法工艺的城市污水处理厂，成效显著，取得了十分可观的社会效益和环境效益。AB法与传统的活性污泥法相比，在处理效率、运行稳定性、工程投资和运行费用等方面均有明显的优点。三、AB法工艺的主要特征1：A段在很高的负荷下运行，其负荷率通常为普通活性污泥法的50~100倍，污水停留时间只有30~40min，污泥龄仅为0.3~0.5d。污泥龄较高，真核生物无法生存，只有某些世代短的原核细菌才能适应生存并得以生长繁殖，A段对水质、水量、PH值和有毒物质的冲击负荷有极好的缓冲作用。A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高。2：B段可在很低的负荷下运行，负荷范围一般为<0.15kgBOD/(kgMLSS.d)水力停留时间为2~5h，污泥龄较长，且一般为15~20d。在B段曝气池中生长的微生物除菌胶团微生物外，有相当数量的高级真核微生物，这些微生物世代期比较长，并适宜在有机物含量比较低的情况下生存和繁殖。3：A段与B段各自拥有独立的污泥回流系统，相互隔离，保证了各自独立的生物反应过程和不同的微生物生态反应系统，人为地设定了A和B的明确分工。四、工作机理：1：开放式系统原理AB工艺中不设初沉池，从而使污水中的微生物在A段得到充分利用，并连续不断的更新，使A段形成一个开放性的、不断由原污水中生物补充的生物动态系统。2：微生物的生物相及其特性A段内微生物活性强、世代期短、具有很强的吸附能力。当A段以兼氧的方式运行时，由于供氧较低，高活性微生物为了满足自身代谢能量的要求，被迫对在好氧条件下不易分解的有机物进行初步分解，起到大分子断链的作用，使其转化为较小分子的易降解有机物，从而在后续的B段好氧曝气中易于被去除。B段主要是世代期长的真核微生物，能够保证出水水质。AB法工艺的优点：具有优良的污染物去除效果，较强的抗冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。1：对有机底物去除效率高。2：系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。科技改善环境创新成就未来n3：有较好的脱氮除磷效果。4：节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用20%~25%.AB工艺的缺点：缺点一：A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。缺点二：当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除BOD55%~60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脱氮。缺点三：污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。 随着污水处理技术的不断发展，和环境污染的日益加剧，以及我们对于污水处理的水质净化要求的日益提高，“AB法”工艺已经从污水处理舞台的主角逐渐引退，让位于新一代的污水处理技术。但是它对于污水处理技术发展所带来的启迪和历史作用都具有深远意义，即使在今天，仍然有它的应用价值。  2.A-A-O法水处理工艺一、引言A-A-O工艺又称A2O，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称。按实际的意义来说，本工艺称为厌氧－缺氧－好氧法更为确切。二、各反应器单元功能与工艺特征1、厌氧反应器，原污水进入，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。2、污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，缺氧反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为两倍的原污水流量。3、混合液从缺氧反应器进入好氧反应器 3.AO法水处理工艺1.A/O法脱氮工艺的特点：（a）流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；（b）反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；科技改善环境创新成就未来n（c）曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；（d）A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。2.A/O法存在的问题：1.由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；2、若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。3、影响因素水力停留时间（硝化＞6h，反硝化＜2h）循环比MLSS（＞3000mg/L）污泥龄（＞30d）N/MLSS负荷率（＜0.03）进水总氮浓度（＜30mg/L）4.SBR污水处理工艺 SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。SBR具有以下优点：1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。SBR系统的适用范围1)中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。科技改善环境创新成就未来n2)需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。3)水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。4)用地紧张的地方。5)对已建连续流污水处理厂的改造等。6)非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。SBR工艺设计与运行SBR设计需特别注意的问题主要设施与设备1、设施的组成本法原则上不设初次沉淀池，本法应用于小型污水处理厂的主要原因是设施较简单和维护管理较为集中。为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。但是，对于游览地等流量变化很大的场合，应根据维护管理和经济条件，研究流量调节池的设置。2、反应池反应池的形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地很少。形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为1：1～1：2，水深4～6米。反应池水深过深，基于以下理由是不经济的：①如果反应池的水深大，排出水的深度相应增大，则固液分离所需的沉淀时间就会增加。②专用的上清液排出装置受到结构上的限制，上清液排出水的深度不能过深。反应池水深过浅，基于以下理由是不希望的：①在排水期间，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能过深。②与其他相同BOD―SS负荷的处理方式相比，其优点是用地面积较少。反应池的数量，考虑清洗和检修等情况，原则上设2个以上。在规模较小或投产初期污水量较小时，也可建一个池。3、排水装置排水系统是SBR处理工艺设计的重要内容，也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败的关键部分。目前，国内外报道的SBR排水装置大致可归纳为以下几种：⑴潜水泵单点或多点排水。这种方式电耗大且容易吸出沉淀污泥；⑵池端（侧）多点固定阀门排水，由上自下开启阀门。缺点操作不方便，排水容易带泥；⑶专用设备滗水器。滗水器是是一种能随水位变化而调节的出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可防止浮渣进入。理想的排水装置应满足以下几个条件：①单位时间内出水量大，流速小，不会使沉淀污泥重新翻起；②集水口随水位下降，排水期间始终保持反应当中的静止沉淀状态；③排水设备坚固耐用且排水量可无级调控，自动化程度高。在设定一个周期的排水时间时，必须注意以下项目：①上清液排出装置的溢流负荷――确定需要的设备数量；②活性污泥界面上的最小水深――主要是为了防止污泥上浮，由上清液排出装置和溢流负荷确定，性能方面，水深要尽可能小；科技改善环境创新成就未来n③随着上清液排出装置的溢流负荷的增加，单位时间的处理水排出量增大，可缩短排水时间，相应的后续处理构筑物容量须扩大；④在排水期，沉淀的活性污泥上浮是发生在排水即将结束的时候，从沉淀工序的中期就开始排水符合SBR法的运行原理。SBR工艺的需氧与供氧SBR工艺有机物的降解规律与推流式曝气池类似，推流式曝气池是空间（长度）上的推流，而SBR反应池是时间意义上的推流。由于SBR工艺有机物浓度是逐渐变化的，在反应初期，池内有机物浓度较高，如果供氧速率小于耗氧速率，则混合液中的溶解氧为零，对单一的微生物而言，氧气的得到可能是间断的，供氧速率决定了有机物的降解速率。随着好氧进程的深入，有机物浓度降低，供氧速率开始大于耗氧速率，溶解氧开始出现，微生物开始可以得到充足的氧气供应，有机物浓度的高低成为影响有机物降解速率的一个重要因素。从耗氧与供氧的关系来看，在反应初期SBR反应池保持充足的供氧，可以提高有机物的降解速度，随着溶解氧的出现，逐渐减少供氧量，可以节约运行费用，缩短反应时间。SBR反应池通过曝气系统的设计，采用渐减曝气更经济、合理一些。SBR工艺排出比（1/m）的选择SBR工艺排出比（1/m）的大小决定了SBR工艺反应初期有机物浓度的高低。排出比小，初始有机物浓度低，反之则高。根据微生物降解有机物的规律，当有机物浓度高时，有机物降解速率大，曝气时间可以减少。但是，当有机物浓度高时，耗氧速率也大，供氧与耗氧的矛盾可能更大。此外，不同的废水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好，沉淀后上清液就多，宜选用较小的排出比，反之则宜采用较大的排出比。排出比的选择还与设计选用的污泥负荷率、混合液污泥浓度等有关。SBR反应池混合液污泥浓度根据活性污泥法的基本原理，混合液污泥浓度的大小决定了生化反应器容积的大小。SBR工艺也同样如此，当混合液污泥浓度高时，所需曝气反应时间就短，SBR反应池池容就小，反之SBR反应池池容则大。但是，当混合液污泥浓度高时，生化反应初期耗氧速率增大，供氧与耗氧的矛盾更大。此外，池内混合液污泥浓度的大小还决定了沉淀时间。污泥浓度高需要的沉淀时间长，反之则短。当污泥的沉降性能好，排出比小，有机物浓度低，供氧速率高，可以选用较大的数值，反之则宜选用较小的数值。SBR工艺混合液污泥浓度的选择应综合多方面的因素来考虑。关于污泥负荷率的选择污泥负荷率是影响曝气反应时间的主要参数，污泥负荷率的大小关系到SBR反应池最终出水有机物浓度的高低。当要求的出水有机物浓度低时，污泥负荷率宜选用低值；当废水易于生物降解时，污泥负荷率随着增大。污泥负荷率的选择应根据废水的可生化性以及要求的出水水质来确定。SBR工艺与调节、水解酸化工艺的结合SBR工艺采用间歇进水、间歇排水，SBR反应池有一定的调节功能，可以在一定程度上起到均衡水质、水量的作用。通过供气系统、搅拌系统的设计，自动控制方式的设计，闲置期时间的选择，可以将SBR工艺与调节、水解酸化工艺结合起来，使三者合建在一起，从而节约投资与运行管理费用。科技改善环境创新成就未来n在进水期采用水下搅拌器进行搅拌，进水电动阀的关闭采用液位控制，根据水解酸化需要的时间确定开始曝气时刻，将调节、水解酸化工艺与SBR工艺有机的结合在一起。反应池进水开始作为闲置期的结束则可以使整个系统能正常运行。具体操作方式如下所述：进水开始既为闲置结束，通过上一组SBR池进水结束时间来控制；进水结束通过液位控制，整个进水时间可能是变化的。水解酸化时间由进水开始至曝气反应开始，包括进水期，这段时间可以根据水量的变化情况与需要的水解酸化时间来确定，不小于在最小流量下充满SBR反应池所需的时间。曝气反应开始既为水解酸化搅拌结束，曝气反应时间可根据计算得出。沉淀时间根据污泥沉降性能及混合液污泥浓度决定，它的开始即为曝气反应的结束。排水时间由滗水器的性能决定，滗水结束可以通过液位控制。闲置期的时间选择是调节、水解酸化及SBR工艺结合好坏的关键。闲置时间的长短应根据废水的变化情况来确定，实际运行中，闲置时间经常变动。通过闲置期间的调整，将SBR反应池的进水合理安排，使整个系统能正常运转，避免整个运行过程的紊乱。 5.上升流式厌氧污泥床(UASB)一、引言厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/l，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为5－10kgCOD/m3.d，最高的可达30-50kgCOD/m3.d；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。而升流式厌氧污泥床UASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源??沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。本文试图就UASB的运行机理和工艺特征以及UASB的设计启动等方面作一简要阐述。二、UASB的由来科技改善环境创新成就未来n1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granularsludge）。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。三、UASB工作原理UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。基本出要求有：（1）为污泥絮凝提供有利的物理、化学和力学条件，使厌氧污泥获得并保持良好的沉淀性能；（2）良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，保持特定的微生态环境，能抵抗较强的扰动力，较大的絮体具有良好的沉淀性能，从而提高设备内的污泥浓度；（3）通过在污泥床设备内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床内。四、UASB内的流态和污泥分布UASB内的流态相当复杂，反应区内的流态与产气量和反应区高度相关，一般来说，反应区下部污泥层内，由于产气的结果，部分断面通过的气量较多，形成一股上升的气流，带动部分混合液（指污泥与水）作向上运动。与此同时，这股气、水流周围的介质则向下运动，造成逆向混合，这种流态造成水的短流。在远离这股上升气、水流的地方容易形成死角。在这些死角处也具有一定的产气量，形成污泥和水的缓慢而微弱的混合，所以说在污泥层内形成不同程度的混合区，这些混合区的大小与短流程度有关。悬浮层内混合液，由于气体币的运动带动液体以较高速度上升和下降，形成较强的混合。在产气量较少的情况下，有时污泥层与悬浮层有明显的界线，而在产气量较多的情况下，这个界面不明显。有关试验表明，在沉淀区内水流呈推流式，但沉淀区仍然还有死区和混合区。UASB内污泥浓度与设备的有机负荷率有关。是处理制糖废水试验时，UASB内污泥分布与负荷的关系。从图中可看出污泥层污泥浓度比悬浮层污泥浓度高，悬浮层的上下部分污泥浓度差较小，说明接近完全混合型流态，反应区内污泥的颁，当有机负荷很高时污泥层和悬浮层分界不明显。试验表明，污水通过底部0．4－0．6m的高度，已有90％的有机物被转化。由此可见厌氧污泥具有极高的活性，改变了长期以来认为厌氧处理过程进行缓慢的概念。在厌氧污泥中，积累有大量高活性的厌氧污泥是这种设备具有巨大处理能力的主要原因，而这又归于污泥具有良好的沉淀性能。科技改善环境创新成就未来nUASB具有高的容积有机负荷率，其主要原因是设备内，特别是污泥层内保有大量的厌氧污泥。工艺的稳定性和高效性很大程度上取决于生成具有优良沉降性能和很高甲烷活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此相反，如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在，往往出现污泥上浮流失，使UASB不能在较高的负荷下稳定运行。根据UASB内污泥形成的形态和达到的COD容积负荷，可以将污泥颗粒化过程大致分为三个运行期：（1）接种启动期：从接种污泥开始到污泥床内的COD容积负荷达到5kgCOD/m3．d左右，此运行期污泥沉降性能一般；（2）颗粒污泥形成期：这一运行期的特点是有小颗粒污泥开始出现，当污泥床内的总SS量和总VSS量降至最低时本运行期即告结束，这一运行期污泥沉降性能不太好；（3）颗粒污泥成熟期：这一运行期的特点是颗粒污泥大量形成，由下至上逐步充满整个UASB。当污泥床容积负荷达到16kgCOD/m3．d以上时，可以认为颗粒污泥已培养成熟。该运行期污泥沉降性很好。五、外设沉淀池防止污泥流失在UASB内虽有气液固三相分离器，混合液进入沉淀区前已把气体分离，但由于沉淀区内的污泥仍具有较高的产甲烷活性，继续在沉淀区内产气；或者由于冲击负荷及水质突然变化，可能使反应区内污泥膨胀，结果沉淀区固液分离不佳，发生污泥流失而影响了水质和污泥床中污泥浓度。为了减少出水所带的悬浮物进入水体，外部另设一沉淀池，沉淀下来的污泥回流到污泥床内。设置外部沉淀池的好处是：（1）污泥回流可加速污泥的积累，缩短启动周期；（2）去除悬浮物，改善出水水质；（3）当偶尔发生大量漂泥时，提高了可见性，能够及时回收污泥保持工艺的稳定性；（4）回流污泥可作进一步分解，可减少剩余污泥量。六、UASB的设计UASB的工艺设计主要是计算UASB的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。UASB的池形状有圆形、方形、矩形。污泥床高度一般为3－8m，多用钢筋混凝土建造。当污水有机物浓度比较高时，需要的沉淀区与反应区的容积比值小，反应区的面积可采用与沉淀区相同的面积和池形。当污水有机物浓度低时，需要的沉淀面积大，为了保证反应区的一定高度，反应区的面积不能太大时，则可采用反应区的面积小于沉淀区，即污泥床上部面积大于下部的池形。气液固三相分离器是UASB的重要组成部分，它对污泥床的正常运行和获良好的出水水质起十分重要的作用，因此设计时应给予特别的重视。根据经验，三相分离器应满足以下几点要求：1、混和液进入沉淀区之关，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀区影响沉淀；2、沉淀器斜壁角度约可大于45度角；3、沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/m2.h以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽低缝的流速不大于2m/m2.h；4、处于集气器的液一气界面上的污泥要很好地使之浸没于水中；科技改善环境创新成就未来n5、应防止集气器内产生大量泡沫。第2、3两个条件可以通过适当选择沉淀器的深度－面积比来加以满足。对于低浓度污水，主要用限制表面水力负荷来控制；对于中等浓度和高浓度污水，在极高负荷下，单位横截面上释放的气体体积可能成为一个临界指标。但是直到现在国内外所取得的成果表明，只要负荷率不超过20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未见到有大于10m的报道，第三代厌氧反应器除外。污泥与液体的分离基于污泥絮凝、沉淀和过滤作用。所以在运行操作过程中，应该尽可能创造污泥能够形成絮凝沉降的水力条件，使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能，不仅对于分离器的工作是具有重要意义，对于整个有机物去除率更加至关重要。特别要注意避免气泡进入沉淀区，要使固??液进入沉淀区之前就与气泡很好分离。在气??液表面上形成浮渣能迫使一些气泡进入沉淀区，所以在设计中必须事先就考虑到：（1）采用适当的技术措施，尽可能避免浮渣的形成条件，防范浮渣层的形成；（2）必须要有冲散浮渣的设施或装置，在污泥反应区一旦出现浮渣的情况下，能够及时破坏浮渣层的形成，或能够及时排除浮渣。如上所述，UASB中污水与污泥的混合是靠上升的水流和发酵过程中产生的气泡来完成的。因此，一般采用多点进水，使进水均匀地分布在床断面上，其中的关键是要均匀??匀速、匀量。UASB容积的计算一般按有机物容积负荷或水力停留时间进行。设计时可通过试验决定参数或参考同类废水的设计和运行参数。七、UASB的启动1、污泥的驯化UASB设备启动的难点是获得大量沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。最好的办法加以驯化，一般需要3－6个月，如果靠设备自身积累，投产期最长可长达1－2年。实践表明，投加少量的载体，有利于厌氧菌的附着，促进初期颗粒污泥的形成；比重大的絮状污泥比轻的易于颗粒化；比甲烷活性高的厌氧污泥可缩短启动期。2、启动操作要点（1）最好一次投加足够量的接种污泥；（2）启动初期从污泥床流出的污泥可以不予回流，以使特别轻的和细碎污泥跟悬浮物连续地从污泥床排出体外，使较重的活性污泥在床内积累，并促进其增殖逐步达到颗粒化；（3）启动开始废水COD浓度较低时，未必就能让污泥颗粒化速度加快；（4）最初污泥负荷率一般在0.1－0.2kgCOD/kgTSS.d左右比较合适；（5）污水中原来存在的和厌氧分解出来的多种挥发酸未能有效分解之前，不应随意提高有机容积负荷，这需要跟踪观察和水样化验；（6）可降解的COD去除率达到70?80％左右时，可以逐步增加有机容积负荷率；科技改善环境创新成就未来n（7）为促进污泥颗粒化，反应区内的最小空塔速度不可低于1m/d，采用较高的表面水力负荷有利于小颗粒污泥与污泥絮凝分开，使小颗粒污泥凝并为大颗粒。八、UASB工艺的优缺点UASB的主要优点是： 1、UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；2、有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；3、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；4、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；5、UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。主要缺点是：1、进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；2、污泥床内有短流现象，影响处理能力；3、对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。九、结语UASB工艺近年来在国内外发展很快，应用面很宽，在各个行业都有应用，生产性规模不等。实践证明，它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺，既解决了环境污染问题，又能取得较好的经济效益，具有广阔的应用前景。 6.O/A/O组合工艺处理印染废水设计某印染有限公司是一家以染色、印花为主的加工型乡镇企业，废水主要来源分三个部分：①染料车间，主要由各类坯布染色后排放的含染料的废水混合而成，其中包括整个工艺中所需前处理水；②印花车间，半成品水洗及滚筒冲洗水等；③各类生活用水。印染混合废水具有如下特点：①废水量大，约占印染用水量的70%～90%；②水质复杂，色度高，有机物含量高，耗氧量大，悬浮物多，并且含有微量有毒物质；③受原料、季节、市场需求等变化的影响，使水质水量变化很大。　　研究所于1996年8月承担了该项目的设计，针对印染废水的具体特点，采用了O/A/O生化组合工艺。在进水CODCr为1600mg/L(大于设计标准)的情况下，出水各项水质指标均达到了GB8978?88一级标准，取得了满意的效果。该项目总投资280万元，征用土地3350m2，投运一年多来运行稳定、情况良好，于1998年12月通过了嘉兴市环保局验收。1废水处理工艺科技改善环境创新成就未来n设计原水水量：2000m3/d。设计原水水质为印染混合废水：CODCr≤800mg/L，?BOD5≤250mg/L，色度＝500(倍)，pH＝8～10。设计出水达到GB8978?88一级标准，即?CODCr≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，色度＝50(倍)，pH＝7～9，SS≤70mg/L。　　1.1预处理部分　　①格栅井。格栅井尺寸为1.2m×1.0m×1.0m。设粗、细格栅各一道，前道粗格栅的栅条间隙为20mm，后道细格栅的栅条间隙为10mm。60°角倾置，人工清渣。　　②调节池。容积为450m3，地下式，水力停留时间5h。内设穿孔管曝气搅拌，防止沉积，同时起到预曝气的作用并去除部分CODCr。?　　③竖流式沉淀池。容积为380m3，上升流速为0.23mm/s，中间设涡流反应器一个。集泥方式为重力排泥。通过泵前加药(铁系混凝剂)强化一级处理，可去除50%～60%的?CODCr，并且使色度大大降低。设我院研制的中文智能pH在线监控仪一台，使pH值控制在8～9，可得到稳定的加药去除效果，确保后续O/A/O生化工艺处于良好状态。　　1.2生化处理部分　　①一好氧池。水力停留时间2.5h，穿孔管鼓风曝气，内置弹性立体填料200m3，设计气水比20∶1，容积负荷为2.0kgCODCr/(m3?d)，CODCr去除率为本段进水的40%。　　②兼氧池。分两段，前段水力停留时间2.5h，后段水力停留时间5h。采用我院设计制造的长轴生化搅拌机作底部水力搅拌，内置弹性立体填料共600m3，增加了污泥浓度。CODCr去除率为本段进水的15%，此段主要起水解酸化作用，提高B/C。　　③二好氧池。水力停留时间5.0h，穿孔管鼓风曝气，内置弹性立体填料400m3，设计气水比25∶1，容积负荷1.0kgCODCr/(m3?d)，CODCr去除率为本段进水的70%。　　1.3后处理部分　　气浮池的停留时间为5h，采用30%出水作回流溶气水，型式为竖流式，CODCr去除率为本段进水的30%。通过气浮去掉二好氧池出水中被剥落的生物膜和其他SS，气浮污泥回流至二好氧池。气浮池进水采用中文智能pH在线监控仪作pH监控，使出水pH值稳定达标。　　2工程调试运行　　本工程1997年5月初开始生物驯化和设备调试。工程调试接种微生物取自杭州印染厂二沉池干污泥。一好氧、兼氧、二好氧采用先间歇培养后用印染废水连续驯化的方式培养微生物，好氧池半个月，兼氧池一个月后，微生物培养驯化基本完成。　　1997年11月开始在初沉池进行加药试验，经一周后出水水质稳定达标。1998年11月18日--19日经嘉兴市环境保护监测站进行连续两天采样监测，结果见表1。表1环保监测结果采样时间采样点PH值SS（mg/L)色度（倍）CODCr（mg/L)BOD5(mg/L)11月18日9：20进水10.686861601570276科技改善环境创新成就未来n出水7.6934876.710.711月18日11：20进水10.106441001960857出水7.7140861.310.511月18日13：20进水9.716001601710704出水7.6526860.79.4511月18日15：20进水9.78594160123060.7203出水7.7822872.014.511月19日9：20进水6.922561001390675出水7.7232860.010.211月19日11：20进水7.124281602000730出水7.5940862.09.2211月19日13：20进水9.614811601840644出水7.7834864.78.6911月19日15：20进水10.3210001001540120出水7.79461678.7014.4从表1可见，治理设施出口各主要污染物指标八次监测均达到设计标准，出水水质较稳定，主要污染物的去除率均较高(平均去除率CODCr为95.99%，BOD5为97.91%，SS为94.44%，色度为93.48%)。验收后二年来，处理设施一直稳定运转。　　3经济分析　　①电费：按100kW计，功率系数取0.8，电费为0.86元/(kW?h)，则1651.2元/d，即0.826元/m3废水。?　　②药剂费：铁系混凝剂按0.15%投加，350元/t药剂，计0.525元/m3废水。聚合碱或酸按200元/d计，为0.10元/m3废水。PAM0.02元/m3废水。?科技改善环境创新成就未来n　　共计：1910元/d，即0.645元/m3废水。?　　③人工费：共4人，平均每人每天工资25元，则100元/d，为0.05元/t废水。　　④固定资产折旧为0.15元/m3废水。　　⑤维修费、污泥装运费等为0.05元/m3废水。　　⑥处理成本为1.721元/m3废水(直接成本1.521元/m3废水)。　　4结果讨论　　4.1O/A/O处理工艺机理分析　　O/A/O生物处理工艺综合了厌(兼)氧、好氧和A?B法处理工艺的优点，克服了各自的缺点，使得三种工艺相得益彰，达到了环境目标和能源目标的统一。　　①突破了传统的A?B工艺生物吸附?氧化概念。首先在形式上，将仍属活性污泥法范畴的传统A?B工艺改为生物膜法(接触氧化)，增加了MLVSS，提高处理效率，缩短水力停留时间，减少投资；其次在微生物降解机理上，将通常与吸附段伴存的污泥再生池省去，使得微生物再生在生物膜这一微生态系统内得以实现；再是在功能上，革新了传统A?B法只适于高效处理高浓度易生物降解有机废水，而对可生化性差的工业废水无能为力的概念，本工艺丰富了B段的内容，采用A/O克服了上述弱点。最后，本工艺保留了A?B法的优点，通过人为地制造浓度梯度，产生高效率的有机物去除效果。　　②通过分格(兼氧分二格)分段的方法，使不同格段具有不同的优势微生物种群，其表现出来的优点为：处理有机物的种类更加多样化，对各有机物的去除更为彻底。　　③对A/O工艺的改进。这里的“A”是指兼氧水解(酸化)。首先传统的A/O法由于A段前置，为了达到除磷脱氮的效果，最后的好氧处理出水必须有几倍于处理水量的水回流至A段，导致建设费用较大。本工艺在第一个O/A中已达到了去除磷、氮的效果；其次传统的O/A法为了达到较好的出水，在O段必须有足够长的泥龄，同时在A段为了保持较高的MLVSS而必须添加营养，O/A/O工艺很好地解除了上述限制，解决了矛盾，因为有了“二氧化”的把关，第一个好氧池可以大大缩短泥龄；最后，更重要的是水解(酸化)?好氧处理技术，较大地提高了B/C比，有效去除难降解有机物，缩短了常规反应时间。　　4.2O/A/O组合工艺参数选择　　O/A/O组合工艺从根本上说，是根据生物可降解性的不同，把废水中含有的不同性质有机物在空间上放在不同格段处理而达到经济目的。虽然除此之外还有其他的作用和要求，但应该以此为主要设计依据，其他要求为辅或作为验算依据。　　在第一好氧段，以进水中易降解COD数据为设计依据，按照好氧处理要求选择设计参数，达到基本去除易降解COD的要求。兼氧段，宜根据进水中难降解COD数据，按照兼氧理论中水解段要求选择设计参数，达到大分子化为小分子、提高废水可生化性的目的。第二好氧段，根据兼氧段出水和排放标准，按照好氧处理要求选择设计参数，一般宜设计成延时曝气形式。　　4.3监控系统科技改善环境创新成就未来n　　采用自动监控系统，对泵、阀实现自动监控，运行过程基本无须人工干预。由于pH影响生物结构和处理效果，工程采用我院研制的中文智能型pH在线监控仪，在加药、加酸、加碱控制pH在所要求的范围内。在Y/Δ启动控制之外，监控系统对2台风机实施了风压监控和自动卸压装置，使风机空载关停，改善风机使用条件，这些都对O/A/O生化组合工艺的稳定运行提供了有效保障。　　4.4其他　　①本工程利用脱水活性污泥接种的方式启动，与传统的活性污泥法和SBR法相比，启动周期大大缩短。O/A/O生化组合工艺处理保证了运行效果(出水水质)稳定，总有机物去除率达95%以上，具有极强的抗冲击负荷能力，微生物恢复期较短。　　②采用气浮池去除好氧池出水中含有的被剥落和淘汰的生物膜等固体悬浮物，半年的稳定运行表明：与二沉池相比，气浮物具有明显的优越性，它占地面积小，建设费用省，去除SS效果好，有效地克服了二沉池污泥膨胀等缺点。　　③各段实际运行的有机物(CODCr)去除效率：一好氧45%，兼氧15%，二好氧75%，达到了预计处理效率。?　　④从经济分析看运行费用基本与应收排污费持平，但取得了较好的环境效益和社会效益。　　5结论　　①O/A/O组合工艺不仅具有较高的有机物去除效率，而且容易得到较好的出水水质，在有脱氮除磷要求时可同时得到去除氮磷的效果。?　　②实际运行表明：O/A/O组合工艺使较大部分好氧污泥在工艺内部消化，大大减少了剩余污泥量，可以不必建单独的好氧污泥装置。　　③O/A/O组合工艺很好地体现技术经济的优点，减少了建设费用和运行成本(与其他工艺相比，减少了停留时间，即减少了电耗)。　　④实践证明，O/A/O组合工艺对处理有机物成分复杂的废水，特别是对既含有易降解有机物又含有难降解有机物这一类具有一定可生化性但可生化性较差的混合废水的处理，提供了一条经济有效的思路。7.活性污泥法水处理工艺一、活性污泥1912年英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现，对污水长时间曝气会产生污泥，同时水质会得到明显的改善。继而阿尔敦（Arden）和洛开脱（Lockgtt）对这一现象进行了研究。曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着污泥时，处理效果反而好。由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒去上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。这个试验的工艺化便是于1916年建成的第一个活性污泥法污水处理厂。在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥，可以见到大量的细菌，还有真菌，原生动物和后生动物，它们组成了一个特有的生态系统。正是这些微生物（主要是细菌）以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。二、活性污泥法的基本流程科技改善环境创新成就未来n活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充人空气，空气中的氧溶人污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。曝气设备不仅传递氧气进入混合液，且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态。这样，污水中的有机物、氧气同微生物能充分接触和反应。随后混合液流人沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离。流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流，称为回流污泥。回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起了微生物的增殖，增殖的微生物通常从沉淀池中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行。这部分污泥叫剩余污泥。剩余污泥中含有大量的微生物，排放环境前应进行处理，防止污染环境。从上述流程可以看出，要使活性污泥法形成一个实用的处理方法，污泥除了有氧化和分解有机物的能力外，还要有良好的凝聚和沉淀性能，以使活性污泥能从混合液中分离出来，得到澄清的出水。活性污泥中的细菌是一个混合群体，常以菌胶团的形式存在，游离状态的较少。菌胶团是由细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆成的粘性团块，使细菌具有抵御外界不利因素的性能。菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分。游离状态的细菌不易沉淀，而混合液中的原生动物可以捕食这些游离细菌，这样沉淀池的出水就会更清彻，因而原生动物有利于出水水质的提高。三、活性污泥降解污水中有机物的过程活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质所致。在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。当污水中的有机物处于悬浮状态和胶态时，吸附阶段很短，一般在15～45min左右，而稳定阶段较长。在活性污泥的曝气过程中，废水中有机物的变化包括两个阶段：吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是废水中的有机物转移到活性污泥上去；在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上去的有机物为微生物所利用。吸附量的大小，主要取决于有机物的状态，若废水中的有机物处于悬浮和胶体状态的相对量大时，则吸附量也大。分析中没有考虑微生物的内源呼吸。微生物的内源呼吸也消耗氧，特别是微生物的浓度比较高时，这部分耗氧量还比较大，不能忽略。因而上面的结论是概略的，主要目的是说明活性污泥过程中的有机物吸附稳定过程。8.氧化沟水处理工艺氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。1954年荷兰建成了世界上第一座氧化沟污水处理厂，其原型为一个环状跑道式的斜坡池壁的间歇运行反应池，白天用作曝气池，晚上用作沉淀池，其生化需氧量(BOD)去除率可达97%，由于其结构简单，处理效果好，从而引起了世界各国广泛的兴趣和关注。氧化沟(Oxidation科技改善环境创新成就未来nDitch)污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需另设初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备。后来处理规模和范围逐渐扩大，它通常采用延时曝气，连续进出水，所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。不仅各国环境保护机构非常重视，而且世界卫生组织（WH0）也非常重视。在美国已建成的污水处理厂有几百座，欧洲已有上千座。在我国，氧化沟技术的研究和工程实践始于上一世纪70年代，氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺。9.奥贝尔氧化沟工艺　　一、奥贝尔氧化沟工艺的特征　　1、奥贝尔氧化沟一般由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅伴作用。外沟道体积占整个氧化沟体积的50%-55%，溶解氧控制趋于0.0mg/L，高效地完成主要氧化作用；中间沟道容积一般为25%-30%，溶解氧控制“在1.0mg/L左右，作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约为总容积的15%-20%，需要较高的溶解氧值（2.0mg/L左右)，以保证有机物和氨氮有较高的去除率。　　2、外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD可以在外沟道中去除。由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大部分区域DO为0.0mg/L,所以，氧传递作用是在亏氧条件下进行的，氧的传递效率有所提高，有一定的节能效果。加之下面将谈到的外沟道内所特有的同时硝化反硝功能，节能效果更为明显。内沟道作为最终出水的把关，一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容积最小，能耗相对较低。中沟道起到互补调节作用，提高了运行的可靠性和可控性。奥贝尔氧化沟独特的构造和机理，使之以较节能的方式获得稳定的处理效果。　　3、奥贝尔氧化沟具有较好的脱氮功能。在外沟道形成交替的耗氧和大区域的缺氧环境，较高程度地发生“同时硝化反硝化”，即使在不设内回流的条件下，也能获得较好的脱氮效果。　　4、奥贝尔氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点。对于每个沟道内来讲，混合液的流态基本为完全混合式，具有较强的抗冲击负荷能力；对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式，有着不同的溶解浓度和污泥负荷，兼有多沟道串联的特性，有利于难降解有机物的去除，并可减少污泥膨胀现象的发生。　　5、奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，其表面密布凸起的三角形齿结，使其在与水体接触时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和动力效率。通过改变曝气机的旋转方向、浸水深度、转速和开停数量，可以调整供氧能力和电耗水平。尤其是蝶片可以方便的拆装，更为优化运行提供了简便手段。另一方面，由于转碟具有极强的整流和推流能力，氧化沟有效水深可达4米以上，即使因优化控制需要而减少曝气机运行台数时，一般也不会发生沉淀现象，这是曝气转碟和奥贝尔沟型所独具的优点。　　二、奥贝尔氧化沟的适用范围　　奥贝尔氧化沟一般适用于20万立方米/日以下规模的城市污水处理厂，尢其推荐应用于中小规模的城市污水处理厂。　　由于奥贝尔氧化沟属于多反应器系统，在一定程度上有利于难降解有机物的去除，且抗冲击负荷能力强，因此，当城市污水中工业废水比例较高时，奥贝尔氧化沟较其他类型氧化沟有更好的适应性。科技改善环境创新成就未来n　　奥贝尔氧化沟有三个相对独立的沟道，进水方式灵活。在暴雨期间，进水可以超越外沟道，直接进入中沟道或内沟道，由外沟道保留大部分活性污泥，利于系统的恢复。因此，对于合流制或部分合流制的污水系统，奥贝尔氧化沟均有很好的适用性。　　三、工艺流程和典型构造　　与其它形式的氧化沟一样，奥贝尔氧化沟也具有工艺流程简单的优点。对于中小规模的城市污水厂，一般可不设初次沉淀池和污泥消化池。悬浮状有机物可在氧化沟内基本得到好氧稳定，这比设初沉池及单独处理初沉污泥要简便经济。当然，合理的工艺流程必须按照实际情况经充分的技术经济比较后确定。　　奥贝尔氧化沟的预处理及污泥处理部分的流程与其他活性污泥法处理工艺相似。　　奥贝尔氧化沟通常由三个同心的沟道组成，平面上为圆形或椭圆形。沟道之间采用隔墙分开，隔墙下部设有必要面积的通水窗口。沟道断面形状多为矩形或梯形。隔墙一般使用100-150毫米厚的现浇钢筋混凝土构造。各沟道宽度由工艺设计确定，一般不大于9米。有效水深以4-4.3米为宜。　　原污水和回流污泥可进入外、中、内三个沟道，通常均进入外沟道。出水自内沟道经中心岛内的堰门排出，进入沉淀池。当脱氮要求较高时，可以增设内回流系统（由内沟道回流到外沟道），提高反硝化程度。　　四、关键设备的选型　　奥贝尔氧化沟的预处理和污泥处理所需设备与其他工艺相似，不作详细描述。关键设备是曝气转碟和沉淀池的排泥桥，对其主要构造和性能要求阐述如下：　　1、曝气转碟　　曝气转碟属转盘类水平推流式表面曝气器，由盘片、水平轴及其两端的滚动轴承、减速机和电动机组组成。每片圆形的曝气转碟由两个半圆形部件组成。每对半圆形部件跨穿水平轴，组成整体的圆片，每个碟片可以独立拆装，便于调节安装密度，使整机达到所需的充氧能力，每米轴长一般装碟片3片至5片。碟片采用聚苯材料注塑或采用玻璃钢压铸而成，其中聚苯材料碟片自重较轻，动力效率较高，国内已有质量很好的合资产品。碟片表面布有梯形凸块，兼有供氧和推流搅拌的功能。水平轴采用厚壁无缝钢管制造，表面作特种防腐处理。驱支装置主要由减速机和电机组成。　　曝气转碟的基本性能如下：　　曝气转碟直径：1400mm；　　适用转速：50-55rpm，经济转速：50rpm；　　适用浸没深度：400-530mm，经济浸没深度：500mm；　　单盘标准清水充氧能力：0.8-1.6kgO2/kw.h(以轴功率计)；　　适用工作水深:4-5m；　　水平轴跨度：≤10.0m；　　安装密度:<5ds/m。科技改善环境创新成就未来n　　2、沉淀池排泥桥　　奥贝尔氧化沟的污泥浓度（MLSS)较高，运行中一般在4～6克/升，回流污泥必须有较高的含固率。因此，对沉淀池和排泥设备有严格的要求。尤其是排泥设备，必须确保足够的排泥浓度，通常需要特殊的工艺和结构设计。在设备选择时应充分注意这一性能要求，保证实现奥贝尔氧化沟的整体工艺的优势。10.海水淡化工艺海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。第一个海水淡化工厂于1954年建于美国，现在仍在得克萨斯的弗里波特（Freep-ort）运转着。佛罗里达州的基韦斯特（KeyWest）市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。11.自来水厂工艺目前，绝大多数以地面水为水源的城市水厂，都采用混凝、沉淀、过滤和消毒的常规处理流程。该经典物化处理工艺已延续百余年，所变动的仅仅是在池型上有所发展。(见下图)12.深度处理根据二级处理技术净化功能对城市污水所能达到的处理程度，在它的处理水中，在一般情况下，还会含有相当数量的污染物质，如BOD520－30mg/L；COD60-10020－30mg/L；SS20－30mg/L;NH3-N15-25mg/L;P6-10mg/L,此外，还可能含有细菌和重金属等有害物质。含有以上污染物质的处理水,如排放湖泊、水库等缓流水体会导致水体的富营养化;排放具有较高经济价值的水体,如养鱼水体,会使其遭到破坏。这种处理水更不适于回用。如欲达到以上目的,就必须对其进一步进行深度处理。深度处理的对象与目标是：1、去除处理水中残留的悬浮物（包括活性污泥颗粒）；脱色、除臭，使水进一步得到澄清。2、进一步降低BOD5、COD、TOC等指标，使水进一步稳定。3、脱氮除磷，消除能够导致水体富营养化的因素。4、消毒杀菌，去除水中的有毒有害物质。经过深度处理后的水能够：1、排放包括具有较高经济价值水体及缓流水体在内的任何水体，补充地面水源。2、回用于农田灌溉，市政杂用，如浇灌城市绿地、冲洗街道，车辆、景观用水等。3、居民小区中水回用于冲洗厕所。4、作为冷却水和工艺用水的补充用水，回用于工业企业。5、用于防止地面下沉或海水入侵，回灌地下。13.厌氧内循环反应器(IC)科技改善环境创新成就未来n厌氧生物处理是废水生物处理技术中的一种重要方法。要提高厌氧生物处理的效果，除了要提供给微生物一个良好的生长环境外，保持反应器内的高污泥浓度，维持良好的传质效果也是关键要素。以厌氧接触工艺为代表的第一代厌氧反应器，污泥停留时间（SRT）和水力停留时间（HRT）大体相同，反应器内污泥浓度较低。如果想达到较好的处理效果，废水在反应器内通常要停留几天到几十天之久。而以UASB工艺为代表的第二代厌氧反应器，依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用，使得污泥在反应器中滞留，实现了SRT>HRT，从而提高了反应器内污泥浓度，但是反应器的传质过程并不理想。要改善传质效果，最有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷。然而高负荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状态，使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向转变，污泥过量流失，处理效果变差。近十几年来，已建造了许多处理工业废水的UASB反应器生产装置。有关专家透露，为了防止升流速度太大使悬浮固体大量流失，UASB反应器在处理中低浓度（1.5～2.0kgCOD/（m3?d））废水时，反应器的进水容积负荷率一般限制在5～8kgCOD/（m3?d），在此负荷率下，最小HRT为4～5h；在处理COD浓度为5～9g/L的高浓度有机废水时，反应器的进水容积负荷率一般被限制在10～20kgCOD/（m3?d），以免由于产气负荷率太高而增加紊流造成悬浮固体的流失。为了克服这些条件的限制，荷兰开发了一种内循环（internalcirculation，IC）反应器，IC反应器在处理中低浓度废水时，反应器的进水容积负荷率可提高至20～24kgCOD/（m3?d）；处理高浓度有机废水时，进水容积负荷率可提高到35～50kg/（m3?d）。与UASB反应器相比，在获得相同处理效率的条件下，IC反应器具有更高的进水容积负荷率和污泥负荷率，IC反应器的平均升流速度可达处理同类废水UASB反应器的20倍左右。在处理低浓度废水时，HRT可缩短至2.0～2.5h，使反应器的容积更加小型化。因此更加具有优势。某设在中国的国际环保公司，已经将IC反应器应用于啤酒、发酵、造纸、食品、饮料及化工等行业。并且取得了不错的效果。清华大学环境系从事IC反应器研究多年的吴静博士认为IC反应器的优点体现在以下方面。 （1）具有很高的容积负荷率。由于IC反应器存在着内循环，第一反应室有很高的升流速度，传质效果很好，污泥活性很高，因而其有机容积负荷率比普通UASB反应器高许多，一般高出3倍以上。处理高浓度有机废水，如土豆加工废水，当COD为10000～15000mg/L时，进水容积负荷率可达30～40kgCOD/（m3?d）。处理低浓度有机废水，如啤酒废水，当COD为2000～3000mg/L时，进水容积负荷率可达20～50kgCOD/（m3?d），HRT仅2～3h，COD去除率可达80%左右。（2）节省基建投资和占地面积。由于IC反应器的容积负荷率大大高于UASB反应器，IC反应器的有效体积仅为UASB反应器的1/4～1/3，所以可显著降低反应器的基建投资。由于IC反应器不仅体积小，而且有很大的高径比，所以占地面积特别省，非常适用于占地面积紧张的厂矿企业。小型的IC反应器可以工厂预制，大型的可在现场制作，施工工期短，安装简便，且IC反应器的土方量很小，可节省施工费用。（3）靠沼气提升实现内循环。不必外加动力厌氧流化床和膨胀颗粒污泥床的流化是通过出水回流由泵加压实现强制循环的，因此必须消耗一部分动力。而IC反应器是以自身产生的沼气通过绝热膨胀做功为动力实现混合液的内循环的，不必另设泵进行强制内循环，从而可节省能耗。（4）抗冲击负荷能力强由于IC反应器实现了内循环，处理低浓度水（如啤酒废水）时，循环流量可达进水流量的2～3倍；处理高浓度水（如土豆加工废水）时，循环流量可达进水流量的10～20倍。因为循环流量与进水在第一反应室充分混合，使原废水中的有害物质得到充分稀释，降低了有害程度，并可防止局部酸化发生，从而提高了反应器的耐冲击负荷的能力。科技改善环境创新成就未来n（5）具有缓冲pH能力。内循环流量相当于第一级厌氧的出水回流量，可利用COD转化的碱度，对pH起缓冲作用，使反应器内的pH保持稳定。处理缺乏碱度的废水时，可减少进水的投碱量。（6）出水的稳定性好于IC反应器的第一、二反应室，相当于上下两个UASB反应器，它们串联运行，第一反应室有很高的有机容积负荷率，相当于起“粗”处理作用，第二反应室则具有较低的有机容积负荷率，相当于起“精”处理作用。整个IC反应器实际上是两级厌氧处理。一般情况下，两级厌氧处理比单级厌氧处理的稳定性好，出水也较稳定。吴博士说，虽然IC使得COD容积负荷大幅度提高，具备很高的处理容量也起到一些很好的效果。但是，这种同时也带来了不少新的问题。有学者认为IC主要存在的问题有下面几个方面。（1）从构造上看，IC反应器内部结构比普通厌氧反应器复杂，设计施工要求高。反应器高径比大，一方面增加了进水泵的动力消耗，提高了运行费用；另一方面加快了水流上升速度，使出水中细微颗粒物比UASB多，加重了后续处理的负担。另外内循环中泥水混合液的上升还易产生堵塞现象，使内循环瘫痪，处理效果变差。（2）发酵细菌通过胞外酶作用将不溶性有机物水解成可溶性有机物，再将可溶性的大分子有机物转化成脂肪酸和醇类等，该类细菌水解过程相当缓慢。IC反应器较短的水力停留时间势必影响不溶性有机物的去除效果。（3）在厌氧反应中，有机负荷、产气量和处理程度三者之间存在着密切的联系和平衡关系。一般较高的有机负荷可获得较大的产气量，但处理程度会降低。因此，IC反应器的总体去除效率相比UASB反应器来讲要低些。（4）缺乏在IC反应器水力条件下培养活性和沉降性能良好的颗粒污泥关键技术。目前国内引进的IC反应器均采用荷兰进口的颗粒污泥接种，增加了工程造价。最后，谈到市场前景时，吴静博士表示，尽管IC反应器在国内的应用仍不是很成熟，但是已经基本走过了市场培育期，从去年开始，已经有客户开始主动提出对IC反应器的需求。IC反应器国内技术拥有者实力良莠不齐，清华大学环境系经过多年的试验，积累了很多技术经验，并且申请了很多相关技术专利。尽管从目前市场份额来看，IC反应器明显落后于UASB的应用，但是吴博士认为未来前者将会超过后者的应用。造纸废水处理新工艺造纸生产过程中产生的蒸煮、纸机和打浆废水的综合废水，采用传统的生化处理工艺难于进一步降低COD，出水不稳定，不能达到排放或回用标准；另外，物化法存在着成本高、吸附剂再生困难、污泥量大等缺点；生态法受土地等条件的制约，有着应用的局限性。只有通过多种工艺的有机组合，优势互补，才能做到经济性和实用性的统一。如在原生化处理工艺的基础上增加我公司新工艺，能有效降低处理后出水的COD和色度，同时，也能杀灭水中的细菌、藻类等微生物。在增加少量运行费用的条件下，处理后的出水即可达到排放标准或再利用的要求，可取得良好的经济效益和环境效益。科技改善环境创新成就未来n制药废水处理新工艺制药废水大多为高浓度有机废水，污染物成分复杂，含抗生素，色度高，可生化性极差，这些都给传统生化法处理带来了很大难度，利用我公司的新工艺工可以将水体中大部分有机物氧化、分解，达到综合处理之目的。含油废水处理新工艺对于含油废水处理的根本问题在于有效破乳。含油废水一旦成功破乳就能采用传统的水处理工艺达到有效处理的目标。而目前大量采用化学破乳剂破乳，不仅破乳效果不理想，而且给水体中引入大量电解质，给污水的后处理带来极大的困难。我公司研发成功电磁破乳设备，仅需加入少量药剂，即可在电磁场的作用下达到有效破乳之目标。该工艺具有设备简单、运行费用低和适应性广的特点，可广泛应用于含油废水的前处理工艺。电镀废水处理新工艺电镀废水成分复杂，含氰化物（CN—）、酸、碱和大量重金属离子（Cr、Ni、Cd、Cu、Zn、Au、Ag）等。我公司采用电子还原技术结合自主知识产权的电磁沉淀器，可使处理后水中重金属离子的含量低于国家规定的排放标准，并且在沉淀过程中不投加聚丙烯酰胺，可以延长后处理反渗透膜的使用寿命。科技改善环境创新成就未来n强氧化综合水处理新工艺示意图污水处理的工艺、技术一般分为两大类：（一）物化法（二）生化法。生化法又分为厌氧生化法和好氧生化法..12345678A生化法好氧生物法活性污泥法连续式推流式单池矩形池（传统、除BOD）曝气器种类及形式：穿孔管中大气泡（散流、百乐支、双环伞）；微孔；中微孔（膜片式、套袖式）；潜水曝气器；转碟；倒伞；鼓风曝气+水下推进器。AO缺氧+好氧（脱氮）A2O厌氧+缺氧+好氧（脱氮除磷）AB两段生物法（中浓度有机废水）循环式单沟式氧化沟卡鲁塞尔氧化沟奥贝尔氧化沟交替式 三沟式氧化沟 DE型氧化沟（两沟） UNITACK间歇式 SBR CASS MBR（膜生物反应器、中孔过滤装置）土地法  湿地法（沼泽地形式）  WWRR（美国技术）  氧化塘膜法  接触氧化法  生物转盘  塔滤科技改善环境创新成就未来n  生物滤池厌氧生物法水解上升流式厌氧床折流式（U型）水解池厌氧（完全式）上升流式UASB折流式ABR   1234567B物化法物理法过滤粗滤 格栅 转筛 格网 斜筛 毛发聚集器精滤砂滤石英砂陶粒纤维纤维球纤维束微滤中孔纤维微孔过滤器反渗透　脱水 板框式脱水机 带式脱水机 离心脱水机 转鼓式脱水机 双带式脱水机沉淀法平流式沉淀池矩形L＞30m竖流式沉淀池矩形Φ＜8m圆形斜板沉淀池矩形蜂窝式或斜管斜板辐流式周进周出式Φ＞25m中进周出式加速澄清池　　沉砂池平流式常规式曝气式旋流式（钟式）　科技改善环境创新成就未来n隔油  矩形除油池  亲水材料吸油机吸附  活性炭  磁性（铁矿）冷却降温池　冷却塔自然风强制通风制冷式化学法化学法 中和 络合 化合电化学法 电解法 电吸附 电渗析交换法离子交换阳床（软化）阳床（去酸根）阴床（去金属盐类）电渗析　氧化法 臭氧 高锰酸盐物理化学法气浮压力溶气气浮射流气浮电解气浮凹气浮浅层气浮混凝沉淀除磷沉淀池加药、加硅藻土反渗透 消毒臭氧二氧化氯次氯酸钠紫外  AO法（Anoxic-Oxic）即缺氧—好氧法，属生物脱氮工艺。原污水进入缺氧反应器进行反硝化反应，将硝态氮还原为气态氮，再进入好氧反应器以去除BOD，发生硝化反应。A2O法（Anaerobic-Anoxic-Oxic）即厌氧—缺氧—好氧法，属生物脱氮除磷工艺。科技改善环境创新成就未来n反应流程：1.原污水及从沉淀池派出的含磷回流污泥进入厌氧反应器，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。2.经厌氧反应器处理后的污水进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮。3.经好氧反应器处理后的污水进入好氧反应器—曝气池，本反应器功能是去除BOD，硝化和吸收磷等。SBR法（SequencingBatchReactor）又称序批式活性污泥处理系统。工艺流程：原污水→初次沉淀池→曝气池→处理水它的运行时通过其主要反应器—曝气池的运行操作而实现的。曝气池的运行操作是由流入—反应—沉淀—排放—待机（闲置）五个步骤完成的。目前应用较多的是A2O法和SBR法，它们都属于好氧污泥法，针对不同污染物质的污水会采取不同的水处理方法。A2O主要是针对生化除磷脱氮的工艺氧化沟属延时曝气，污泥负荷较低，更合适管理要求不是太好即可达标的。但为脱氮，有些工艺还是在前端增加了缺氧段脱氮。SBR与CASS都为序批式处理工艺，更合适处理浓度较高或处理难度较大的废水。CASS是在SBR工艺上开发出来的连续进水脱氮工艺，在市政上运用较多。针对除磷方面，通过生化除磷由于工艺管理要求很高，所以基本效果都不是很好，现在主要以化学去磷为主。AO2生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺，生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。进水厌氧池缺氧池好氧池剩余污泥处理水科技改善环境创新成就未来n在该流程内，BOD、SS和以各种方式存在的氮和磷被除去，A2O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化菌将入流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，从而达到脱氮目的。在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易分解的有机物；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除去。1、厌氧反应器：原污水与从沉淀池排出含磷回流污泥同步进入，该反应器主枯功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；2、缺氧反应器主要功能是脱氮、硝化氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q9(Q为原液量)3、好氧反应器-曝气池，去除BOD,硝化和吸收磷等均在此进行。流量为此2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器4、沉淀池，功能是泥水分离，污泥一部分回流至厌氧反应器，上清液作为处理水排放。  污水处理中的化学除磷的工艺和方法磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，常需要采取化学除磷措施来满足要求。化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异。FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl式1污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。科技改善环境创新成就未来n在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。根据化学沉析反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。许多高价金属离子药剂投加到污水中后，都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物。出于经济原因，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰。这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。二价铁盐仅当污水中含有氧，能被氧化成三价铁盐时才能使用。Fe2+在实际中为了能被氧化常投加到曝气沉砂池或采用同步沉析工艺投加到曝气池中，其效果同使用Fe3+一样，反应式如式2、3。Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6～7式2Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5～5.5式3与沉析反应相竞争的反应是金属离子与OH的反应，所以对于各种不同的金属盐产品应注意的是金属的离子量，反应式如式4、5。Al3++3OH-→Al(OH)3↓式4Fe3++3OH-→Fe(OH)3式5金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。沉析效果是受PH值影响的，金属磷酸盐的溶解性同样也受PH的影响。对于铁盐最佳PH值范围为5.0～5.5，对于铝盐为6.0～7.0，因为在以上PH值范围内FePO4或AIPO4的溶解性最小。另外使用金属盐药剂会给污水和污泥处理还会带来益处，比如会降低污泥的污泥指数，有利于沼气脱硫等。由于金属盐药剂的投加会使污水处理厂出水中的Cl-或SO2-4离子含量增加。如果沉析药剂溶液中另外含有酸的话，则需特别加以注意。投加金属盐药剂后相应会降低污水的碱度，这也许会对净化产生不利影响。当在同步沉析工艺中使用硫酸铁时，必须考虑对硝化反应的影响。另外，如果污水处理厂污泥用于农业，使用金属盐药剂除磷时必须考虑铝或者铁负荷对农业的影响。除了金属盐药剂外，氢氧化钙也用作沉析药剂。在沉折过程中，对于不溶解性的磷酸钙的形成起主要作用的不是Ca2+，而是OH-离子，因为随着pH值的提高，磷酸钙的溶解性降低，采用Ca(OH)2除磷要求的pH值为8.5以上。磷酸钙的形成是按反应式6进行的：5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓pH≥8.5式6科技改善环境创新成就未来n但在pH值为8.5到10.5的范围内除了会产生磷酸钙沉析外，还会产生碳酸钙，这也许会导致在池壁或渠、管壁上结垢，反应式如式7。Ca2++CO32-→CaCO3式7与钙进行磷酸盐沉析的反应除了受到PH值的影响，另外还受到碳酸氢根浓度(碱度)的影响。在一定的PH值惰况下，钙的投加量是与碱度成正比的。对于软或中硬的污水，采用钙沉析时，为了达到所要求的PH值所需要的钙量是很少的，具有强缓冲能力的污水相反则要求较大的钙投加量。化学沉析工艺是按沉析药剂的投加地点来区分的，实际中常采用的有：前沉析、同步沉析和后沉析或在生物处理之后加絮凝过滤。(1)前沉析前沉析工艺的特点是沉析药剂投加在沉砂池中，或者初次沉淀池的进水渠(管)中，或者文丘里渠(利用涡流)中。其一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要。相应产生的沉析产物(大块状的絮凝体)则在一次沉淀池中通过沉淀而被分离。如果生物段采用的是生物滤池，则不允许使Fe2+药剂，以防止对填料产生危害(产生黄锈)。前沉析工艺(如图2所示)特别适合于现有污水处理厂的改建(增加化学除磷措施)，因为通过这一工艺步骤不仅可以去除磷，而且可以减少生物处理设施的负荷。常用的沉析药剂主要是生灰和金属盐药剂。经前沉析后剩余磷酸盐的含量为1.5-2.5mg/1，完全能满足后续生物处理对磷的需要。(2)同步沉析同步沉析是使用最广泛的化学除磷工艺，在国外约占所有化学除磷工艺的50%。其工艺是将沉析药剂投加在曝气池出水或二次沉淀池进水中，个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠(管)中。目前很多污水厂都采用，如广州大坦沙污水处理厂三期就是采用的同步沉析，加药对活性污泥的影响比较小。(3)后沉析后沉析是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物设施相分离的设施中进行，因而也就有二段法工艺的说法。一般将沉析药剂投加到二次沉淀池后的一个混合池(M池)中，并在其后设置絮凝池(F池)和沉淀池(或气浮池)。对于要求不严的受纳水体，在后沉析工艺中可采用石灰乳液药剂，但必须对出水PH值加以控制，比如采用沼气中的CO2进行中和。采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷，但因为需恒定供应空气而运转费用较高。科技改善环境创新成就未来n物理法、化学法、物理化学法、生物法1.物理法：（1）沉淀法，主要去除废水中无机颗粒及SS；（2）过滤法，主要去除废水中SS和油类物质等；（3）隔油，去除可浮油和分散油；（4）气浮法，油水分离、有用物质的回收及相对密度接近于1的悬浮固体；（5）离心分离：微小SS的去除；（6）磁力分离，去除沉淀法难以去除的SS和胶体等。2.化学法：（1）混凝沉淀法，去除胶体及细微SS；（2）中和法，酸碱废水的处理；（3）氧化还原法，有毒物质、难生物降解物质的去除；（4）化学沉淀法，重金属离子、硫离子、硫酸根离子、磷酸根、铵根等的去除。3.物理化学法：（1）吸附法，少量重金属离子、难生物降解有机物、脱色除臭等；（2）离子交换法，回收贵重金属，放射性废水、有机废水等；（3）萃取法，难生物降解有机物、重金属离子等；（4）吹脱和汽提，溶解性和易挥发物质的去除。4.生物法：有机物、氮磷、SS的去除。（1）活性污泥法，推流式活性污泥法、完全混合式活性污泥法、AB法、SBR及其变种工艺、氧化沟等；（2）生物膜法，生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、曝气生物滤池等；（3）厌氧工艺，厌氧滤器（AF）、厌氧流化床反应器（AFB）、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）、厌氧内循环反应器（IC）、厌氧折流板反应器（ABR）等；（4）生物脱氮除磷工艺，A/O法、A/A/O工艺、A/O/A/O工艺、Bardenpho工艺、UCT及改良UCT工艺、短程硝化/反硝化工艺、同步硝化/反硝化工艺、短程硝化-厌氧氨氧化工艺、反硝化除磷工艺等。污水中的磷主要来自生活污水中的含磷有机物、合成洗涤剂、工业废液、化肥农药以及各类动物的排泄物。如污水没有完全处理,磷还会流失到江河湖海中,造成这些水体的富营养化。除磷方法可分为物化除磷法和生物除磷法及人工湿地除磷法。物化除磷法包括化学沉淀法、结晶法、吸附法。根据磷在污水中不同的存在方式,应采用不同的除磷技术。1污水除磷方法1.1化学沉淀法化学沉淀法除磷的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀,然后通过固液分离将磷从污水中除去,根据使用的药剂可分为石灰沉淀法和金属盐沉淀法。化学沉淀法具有管理方便、占地面积小、投资省、处理效率高等优点,但化学沉淀法投加药剂费用太贵,且产生的化学污泥含水量大,脱水困难,难以处理,容易产生二次污染[。科技改善环境创新成就未来n根据加药点的不同,化学沉淀法除磷工艺可分为预沉淀、同步沉淀、后沉淀及两点加药工艺。这几种工艺可以结合应用,但要注意混合与反应条件,通过紊流扩散与混合作用会出现良好的沉淀效果。1.2结晶法在污水中,特别是城市污水厂剩余污泥处理后的上清液及养殖废水中,含有浓度较高的磷酸盐,氨氮、钙离子、镁离子及重碳酸盐碱度,通过人为改变条件(提高pH值或同时加入药剂增加金属离子浓度),使不溶性晶体物质析出,主要是磷酸铵镁晶体与羟基磷酸钙。结晶法除磷效率高,出水水质好,当其他水质指标达到规定值时,出水可满足中水回用的要求;结晶法除磷使水中的磷在晶种上以晶体的形式析出,理论上不产生污泥,不会造成二次污染;结晶法除磷操作简单,使用范围广,可用于城市生活污水厂二级出水的深度处理、去除污泥消化池中具有较高磷浓度的上清液等。1.3吸附法吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面积的固体物质,通过磷在吸附剂表面的附着吸附、离子交换或表面沉淀来实现污水的除磷过程。吸附除磷的过程既有物理吸附,又有化学吸附。对于天然吸附剂主要依靠巨大的比表面积,以物理吸附为主,而人工吸附剂较之天然吸附剂孔隙率及表面活性明显提高,以化学吸附为主[3]天然的吸附剂有粉煤灰、钢渣、沸石、膨润土、蒙托石、凹凸棒石、海泡石、活性氧化铝、海棉铁等;人工合成吸附剂在低磷浓度下仍有较高的吸附容量,有着巨大的优越性。现在已有Al,Mg,Fe,Ca,Ti,Zr和La等多种金属的氧化物及其盐类作为选择材料。1.4生物除磷法在厌氧区(无分子氧和硝酸盐),兼性厌氧菌将污水中可生物降解的有机物转化为VFAs(挥发性脂肪酸类),在厌氧条件下,聚磷菌吸收了这些以及来自原污水的VFAs(VFAs主要来自于污水中可生物降解的组分,生活污水中的VFAs大约为总有机物的40%～50%左右),将其运送到细胞内,同化成细胞内碳能源储存物(PHB),所需能量来源于聚磷的水解及细胞内糖的酵解,并导致磷酸盐的释放。进入好氧状态后,这些专性好氧的聚磷菌(PAOs)活力得到恢复,并以聚磷的形式摄取超过生长需要的磷量,通过PHB的氧化分解产生能量,用于磷的吸收和聚磷的合成,磷酸盐从液相中去除,产生的富磷污泥,通过剩余污泥排放,磷从系统中得以去除。反硝化聚磷菌(DPB)能在缺氧(无分子氧有硝酸盐)环境下摄磷,反硝化除磷细菌DPB利用硝酸盐为电子受体,产生生物摄磷作用。在生物摄磷的同时,硝酸盐被还原为氮气,这使得摄磷和反硝化脱氮这两个不同的生物过程能够利用同一类细菌、在同一个环境中完成。1.5人工湿地法湿地对磷有很好的去除效果,理论上人工湿地对磷的去除是植物吸收、基质的吸附过滤和微生物转化三者的共同作用,各种附着生长和悬浮在水中的微生物,在生长繁殖过程中可以吸收和利用污水中的无机磷酸盐。部分研究发现:科技改善环境创新成就未来n人工湿地植物根区磷酸酶活性与总磷的去除率相关性不是十分显著。也有研究表明,湿地生态系统中的磷主要被截留在土壤中,而在植物体内和落叶中很少,而且仅有少数的水生植物可以吸收磷,大多数种类植物的根部对磷的吸收能力较弱,所以植物和微生物对磷的去除起得作用不大,不是除磷的主要过程。所以最主要的是基质对磷的吸附和沉淀作用。一般湿地的除磷效率不是很高,在40%～60%之间。为了提高除磷效果,基质的选取有着重要的作用。目前常有的基质主要有:浮石、砂、活性多孔介质(LECA)、硅灰石和工业废弃物的高炉渣和石灰等。2磷回收从磷的可持续发展、回收磷潜在的市场价值的角度来看,磷的回收势在必行。在目前对污水回收磷的研究与应用中,以鸟粪石形式回收磷的实例居多,其次是磷酸钙和磷酸铝。鸟粪石(磷酸铵镁)含有氮、磷元素,所以其回收必然会降低剩余污泥中的氮、磷含量,特别是对于磷元素的影响将非常明显。污水中氮磷比通常为8∶1,而鸟粪石中二者比例为1∶1,所以理论上回收鸟粪石可以使污水中的氮降低12.5%。如图1所示,在稳定区内Mg2+,NH4+以及PO43-浓度较低,浓度较高,其离子积大于溶度积,极易生成颗粒微小的晶体(即化学沉淀),沉淀法形成的化学污泥含水率高,磷酸盐也难以达到太高的纯度,回收困难;两曲线之间的这个区称为亚稳区,这时Mg2+,NH+4以及PO43-离子积小于浓度积,通常不会产生沉淀。若在反应器中投加晶种,则可以加快晶体成核速度,使其结晶于晶体表面,同时有利于晶体与水的分离,减少因晶粒微细所造成的随出水流失,以提高除磷效率与回收率。所要做的就是将反应控制在亚稳定区,这时磷酸铵镁反应处在结晶过程,晶体可以自发的析出到晶种上,以此实现磷的回收。目前荷兰开发出DHV—结晶法,南非开发了CSIR流化床,日本有Kurita固定床—结晶沉淀。另外,对污泥进行加热是一种实现磷回收的简单有效的方法,在70℃对污泥加热1h,能使生物固体中的聚磷酸盐大量分解释放,再加入氯化钙进行沉淀,能获得污泥中总磷的75%左右;还可以利用具有高吸附能力的物质对磷吸附截留实现磷回收,反应所得混合物可以用来作肥料。3结语随着时代的发展,污水除磷技术也在不断地进步,可以根据不同的条件,合理选择不同的除磷方法,以期达到最好的效果。当前,为了实现磷的可持续发展,有必要从现在起研发从污水或污泥中分离磷的技术,最大限度地实现污水磷回收。无论是应用广泛的化学沉淀法、生物处理法,还是日益受到重视的吸附法和结晶法,都存在各自的弊端,因此,还需进一步加强对除磷技术的基础研究,研制开发适合我国国情的新型除磷工艺科技改善环境创新成就未来n科技改善环境创新成就未来