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資料目錄

第一章 我國水污染情況及城市污水廠發展

第二章 污水處理基礎知識

第三章 污水好氧、厭氧及脫氮除磷生物原理

第四章 活性污泥法工藝介紹

第五章 生物膜法工藝介紹

資料內容節選

生物脫氮原理

生物脫氮是在微生物的作用下，將有機氮和NH3-N轉化為N2氣體的過程。

廢水中存在著有機氮、NH3-N、NOx－-N等形式的氮，而其中以NH3-N和有機氮為主要形式。在生物處理過程中，有機氮被異養微生物氧化分解，即通過氨化作用轉化為成NH3-N，而后經硝化過程轉化變為NOx－-N，最后通過反硝化作用使NOx－-N轉化成N2，而逸入大氣。

由此可見，進行生物脫氮可分為氨化－硝化－反硝化三個步驟。由于氨化反應速度很快，在一般廢水處理設施中均能完成，故生物脫氮的關鍵在于硝化和反硝化。

氨化作用

氨化作用是指將有機氮化合物轉化為NH3-N的過程，也稱為礦化作用。參與氨化作用的細菌稱為氨化細菌。在自然界中，它們的種類很多，主要有好氧性的熒光假單胞菌和靈桿菌、兼性的變形桿菌和厭氧的腐敗梭菌等。在好氧條件下，主要有兩種降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脫氨.例如氨基酸生成酮酸和氨

另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脫氮反應

在厭氧或缺氧的條件下，厭氧微生物和兼性厭氧微生物對有機氮化合物進行還原脫氨、水解脫氨和脫水脫氨三種途徑的氨化反應。

硝化反應

在硝化細菌的作用下,氨態氮進一步分解、氧化,就此分兩個階段進行。首先,在亞硝化細菌的作用下,使氨(NH4 + )轉化為亞硝酸氮,亞硝酸氮在硝酸菌的作用下,進一步轉化為硝酸氮。（亞硝酸菌有亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸螺桿菌屬和亞硝酸球菌屬。硝酸菌有硝酸桿菌屬、硝酸球菌屬）

根據計算：每氧化1mg NH4+-N為NO3- -N,需要消耗堿7.07mg（以CaCO3計），如果沒有足夠的堿度，硝化反應將導致PH下降，使反應速度減緩，氧化1mg NH4+-N為NO2- -N需要氧3.16mg, 氧化1mg NO2--N為NO3- -N需要氧1.11mg, 所以共需要氧4.27mg.所以要有足夠的氧量。

硝化反應需要的環境條件：

好氧條件，并保持一定的堿度，反應池內溶解氧含量的高低，影響硝化反應的進程（溶解氧在1.2～2.0mg/L） 。 在硝化反應中，釋放H+離子，使PH值下降，消化菌對PH值十分敏感，為了保持適宜的PH值，應當在水中保持足夠的堿度，對消化菌的適宜的PH值為8.0~8.4。

混合液中有機物不應太高，消化菌是自養型菌，有機質濃度并不是它的增殖限制因素，若BOD值過高，增值速度較高的異養型菌迅速增殖，，從而使消化菌不能成為優勢菌種。

硝化反應的適宜溫度是20~30度，15度以下硝化反應速度下降，5度是完全地停止。

停留時間，生物固體在反應器內停留時間（污泥齡）必須大于生物最小的時代時間，一般取之應為消化菌最小世代時間的2倍以上，消化菌的最小世代時間在適宜的條件下是3天，一次應取6天。

對硝化反應有抑制的因素有重金屬、高濃度的 NH4+-N、 高濃度的 NO3- -N 、 高濃度的有機基質、高濃度的絡和陽離子 。

普通活性污泥法運行系統流程和原理

① 曝氣池：反應主體

② 二沉池： 進行泥水分離，保證出水水質；保證回流污泥，維持曝氣池內的污泥濃度。

③ 回流系統： 維持曝氣池的污泥濃度；

改變回流比，改變曝氣池的運行工況

④ 剩余污泥排放系統： 是去除有機物的途徑之一；

維持系統的穩定運行。

⑤ 供氧系統:提供足夠的溶解氧；

主要由供氧鼓風機和專用曝氣裝置構成

活性污泥系統有效運行的基本條件

1）廢水中含有足夠的可容性易降解有機物；

2） 混合液含有足夠的溶解氧；

3） 活性污泥在池內呈懸浮狀態；

4） 活性污泥連續回流、及時排除剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；

5） 無有毒有害的物質流入。

活性污泥系統處理機理：

第一階段：污水中的有機污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團的表面上，這是由于其巨大的比表面積 和多糖類黏 性物質。同時一些大分子有機物在細菌胞外酶作用下分解為小分子有機物。

第二階段：微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供 給自身的增殖繁衍。

活性污泥反應進行的結果：

污水中有機污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以 繁衍增長，污水則得以凈化處理。

缺點：對沖擊負荷適應性差，易發生污泥膨脹、處理構筑物占地面積大、基建投資和運行費用高等。

CASS法

1）原理

CASS法是在間歇式活性污泥法（SBR法）的基礎上演變而來的，它是在CASS反應池前部設置了生物選擇區，后部設置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀和排水三個階段，周期循環進行。污水連續進入預反應區，經過隔墻底部進入主反應區，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據進水水質可對運行參數進行調整。

CASS工藝分預反應區和主反應區。在預反應區內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。經過模擬試驗研究，CASS工藝已成功應用于生活污水、食品廢水、制藥廢水的治理，并取得了良好的處理效果。

A2O工藝

原理

A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。在該工藝流程內，BOD5、SS和以各種形式存在的氮和磷將一一被去除。A2O生物脫氮除磷系統的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在好氧段，硝化細菌將入流中的氨氮及有機氮氨化成的氨氮，通過生物硝化作用，轉化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉化成氮氣逸入到大氣中，從而達到脫氮的目的；在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過剩余污泥的排放，將磷除去。 該工藝處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右

工藝簡圖

主要工藝特點

•污染物去除效率高，運行穩定，有較好的耐沖擊負荷。

•厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。

•脫氮效果受混合液回流比大小的影響,除磷效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態氧的影響，因而脫氮除磷效率不可能很高。

•在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝

•在厭氧—缺氧—好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般小于100，不會發生污泥膨脹。污泥沉降性能

•污泥中磷含量高，一般為2.5％以上。

•反應池容積比A/O脫氮工藝還要大； 污泥內回流量大，能耗較高；用于中小型污水廠費用偏高； 沼氣回收利用經濟效益差； 污泥滲出液需化學除磷。

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這份資料介紹了幾種水處理的工藝，包括CASS工藝、A2O工藝、氧化溝工藝等，如若需要，請在水世界微信公眾號中回復“污水處理”即可免費下載。

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