二(er)級生化汙水(shui)處(chu)理(li)設(she)施
生物(wu)法(fa)
汙水(shui)的生物(wu)處(chu)理(li)法(fa)就是(shi)利(li)用微生物(wu)新陳(chen)代(dai)謝(xie)功(gong)能(neng)，使(shi)汙水(shui)中(zhong)呈(cheng)溶解和膠(jiao)體狀(zhuang)態的有機(ji)汙染(ran)物(wu)被(bei)降(jiang)解並(bing)轉(zhuan)化為(wei)無(wu)害(hai)的物質(zhi)，使(shi)汙水(shui)得(de)以凈化。屬於(yu)生物(wu)處(chu)理(li)法(fa)的工(gong)藝(yi)，又可(ke)以根據參(can)與(yu)作用的微生物(wu)種(zhong)類和供(gong)氧情況(kuang)分為(wei)兩大(da)類即好(hao)氧生物(wu)處(chu)理(li)及(ji)厭(yan)氧生物(wu)處(chu)理(li)。
好(hao)氧生物(wu)處(chu)理(li)法(fa)
在有(you)氧的條件下，借助於(yu)好氧微生物(wu)（主要是(shi)好(hao)氧菌）的作用來進(jin)行的。依據好(hao)氧微生物(wu)在處(chu)理(li)系統中(zhong)所呈(cheng)的狀(zhuang)態不同，又可(ke)分(fen)為(wei)活(huo)性(xing)汙泥法(fa)和生物(wu)膜(mo)法(fa)兩大(da)類。
（1）活性(xing)汙泥法(fa) 這是(shi)當(dang)前使(shi)用廣(guang)泛(fan)的壹種(zhong)生物(wu)處(chu)理(li)法(fa)。該法是(shi)將(jiang)空(kong)氣連(lian)續(xu)鼓入(ru)曝氣池(chi)的汙水(shui)中(zhong)，經過(guo)壹段(duan)時(shi)間(jian)，水中(zhong)即(ji)形(xing)成繁(fan)殖(zhi)有巨量好氧性(xing)微生物(wu)的絮(xu)凝(ning)體——活(huo)性(xing)汙泥，它(ta)能(neng)夠(gou)吸附水中(zhong)的有機(ji)物(wu)，生活(huo)在活(huo)性(xing)汙泥上(shang)的微生物(wu)以有機(ji)物為(wei)食(shi)料(liao)，獲得(de)能(neng)量並(bing)不斷(duan)生長繁(fan)殖(zhi)。從曝氣池(chi)流(liu)出(chu)並(bing)含(han)有(you)大(da)量活性(xing)汙泥的汙水(shui)——混(hun)合(he)液(ye)，進(jin)入(ru)沈澱(dian)池(chi)經沈澱(dian)分(fen)離後(hou)，澄(cheng)清的水被(bei)排放(fang)，沈(chen)澱(dian)分(fen)離出(chu)的汙泥作為(wei)種(zhong)泥，部(bu)分地回(hui)流進(jin)入(ru)曝氣池(chi)，剩余(yu)的（增殖(zhi)）部分從(cong)沈澱(dian)池(chi)排放。活性(xing)汙泥法(fa)有多種(zhong)池型及(ji)運(yun)行方(fang)式(shi)，常(chang)用的有普通(tong)活性(xing)汙泥法(fa)、*混(hun)合(he)式(shi)表(biao)面(mian)曝氣法(fa)、吸(xi)附再生法(fa)等(deng)。廢水(shui)在曝氣池(chi)內停留壹般(ban)為(wei)4～6小(xiao)時(shi)，能(neng)去除廢水(shui)中(zhong)的有機(ji)物(wu)（BOD5）90％左右。
（2）生物(wu)膜(mo)法(fa) 使(shi)汙水(shui)連(lian)續(xu)流(liu)經固體填(tian)料(liao)（碎石(shi)、煤渣或(huo)塑(su)料(liao)填(tian)料(liao)），在填(tian)料(liao)上大(da)量繁(fan)殖(zhi)生長微生物(wu)形(xing)成汙泥狀(zhuang)的生物(wu)膜(mo)。生物(wu)膜(mo)上(shang)的微生物(wu)能(neng)夠(gou)起到與(yu)活(huo)性(xing)汙泥同樣的凈化作用，吸附(fu)和降(jiang)解水(shui)中(zhong)的有機(ji)汙染(ran)物(wu)，從(cong)填(tian)料(liao)上脫(tuo)落下來的衰老生物(wu)膜(mo)隨處理(li)後(hou)的汙水(shui)流(liu)入(ru)沈澱(dian)池(chi)，經沈澱(dian)泥水(shui)分離，汙水(shui)得(de)以凈化而排(pai)放。
生物(wu)膜(mo)法(fa)多采(cai)用的處理(li)構(gou)築(zhu)物有生物(wu)濾(lv)池(chi)、生物(wu)轉(zhuan)盤、生物(wu)接(jie)觸氧化池及(ji)生物(wu)流(liu)化床等(deng)。除此(ci)之(zhi)外，土(tu)地(di)處理(li)系統（汙水(shui)灌(guan)溉(gai)）和氧化塘皆屬於(yu)生物(wu)處(chu)理(li)法(fa)中(zhong)的自然生物(wu)處(chu)理(li)範疇。
厭(yan)氧生物(wu)處(chu)理(li)法(fa)
在無(wu)氧的條件下，利用厭(yan)氧微生物(wu)的作用分解(jie)汙水(shui)中(zhong)的有機(ji)物(wu)，達(da)到凈(jing)化水的目的。它(ta)已(yi)有(you)百年(nian)悠(you)久歷史(shi)，但由於(yu)它(ta)與(yu)好(hao)氧法相比(bi)存在著(zhe)處理(li)時(shi)間(jian)長、對低(di)濃度(du)有機(ji)汙水(shui)處(chu)理(li)效(xiao)率低(di)等(deng)缺點(dian)，使(shi)其發展緩慢(man)，過(guo)去厭(yan)氧法常(chang)用於(yu)處理(li)汙泥及(ji)高濃度(du)有機(ji)廢水(shui)。近(jin)30多年(nian)來(lai)，出(chu)現(xian)世(shi)界(jie)性(xing)能(neng)源(yuan)緊(jin)張(zhang)，促使(shi)汙水(shui)處(chu)理(li)向(xiang)節(jie)能(neng)和實(shi)現(xian)能(neng)源(yuan)化方向(xiang)發(fa)展，從而促(cu)進了厭(yan)氧生物(wu)處(chu)理(li)的發展，壹大(da)批(pi)新型厭(yan)氧生物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)相繼出(chu)現(xian)，包(bao)括(kuo)厭(yan)氧生物(wu)濾(lv)池(chi)、升流(liu)式(shi)厭(yan)氧汙泥床(chuang)、厭(yan)氧流化床等(deng)。它(ta)們(men)的共同特點(dian)是(shi)反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)生物(wu)固體濃度(du)很高，汙泥齡(ling)很長，因(yin)此(ci)處(chu)理(li)能(neng)力大(da)大(da)提(ti)高，從而使(shi)厭(yan)氧生物(wu)處(chu)理(li)法(fa)所具(ju)有(you)的能(neng)耗(hao)小(xiao)並(bing)可(ke)回(hui)收(shou)能(neng)源(yuan)，剩余(yu)汙泥量少，生成(cheng)的汙泥穩(wen)定、易處(chu)理(li)，對高濃度(du)有機(ji)汙水(shui)處(chu)理(li)效(xiao)率高等優(you)點(dian)，得(de)到充分地(di)體現(xian)。厭(yan)氧生物(wu)處(chu)理(li)法(fa)經過(guo)多年(nian)的發展，現已(yi)成(cheng)為(wei)汙水(shui)處(chu)理(li)的主要方法之(zhi)壹。目(mu)前，厭(yan)氧生物(wu)處(chu)理(li)法(fa)不但可用於(yu)處理(li)高濃度(du)和中(zhong)等(deng)濃度(du)的有機(ji)汙水(shui)，還(hai)可以用於(yu)低(di)濃度(du)有機(ji)汙水(shui)的處理(li)。
汙水(shui)處(chu)理(li)流(liu)程
汙水(shui)中(zhong)的汙染(ran)物(wu)質(zhi)是(shi)多(duo)種(zhong)多樣的，不能(neng)預期只(zhi)用壹種(zhong)方(fang)法(fa)就(jiu)能(neng)夠(gou)把(ba)汙水(shui)中(zhong)所有(you)的汙染(ran)物(wu)質(zhi)去除殆(dai)盡(jin)，壹種(zhong)汙水(shui)往往需要通(tong)過(guo)幾種(zhong)方(fang)法組(zu)成(cheng)的處理(li)系統，才能(neng)達(da)到處(chu)理(li)要求的程度(du)。
按汙水(shui)的處理(li)程(cheng)度劃(hua)分，汙水(shui)處(chu)理(li)可(ke)分為(wei)壹(yi)級、二(er)級和三級(ji)（深(shen)度）處(chu)理(li)。壹(yi)級處(chu)理(li)主要是(shi)去(qu)除汙水(shui)中(zhong)呈(cheng)懸浮(fu)狀(zhuang)的固體汙染(ran)物(wu)質(zhi)，物理(li)處(chu)理(li)法(fa)中(zhong)的大(da)部(bu)分(fen)用作壹級(ji)處(chu)理(li)。經壹級處理(li)後(hou)的汙水(shui)，BOD只(zhi)能(neng)去除30％左(zuo)右，仍不宜(yi)排放(fang)，還(hai)必須(xu)進(jin)行二(er)級處(chu)理(li)，因(yin)此(ci)針(zhen)對二(er)級處(chu)理(li)來(lai)說，壹(yi)級(ji)處(chu)理(li)又屬(shu)於(yu)預處(chu)理(li)。二(er)級處(chu)理(li)的主要任務，是(shi)大(da)幅(fu)度(du)地去(qu)除汙水(shui)中(zhong)呈(cheng)膠體和溶解狀(zhuang)態的有機(ji)性(xing)汙染(ran)物(wu)質(zhi)（即BOD物(wu)質(zhi)），常(chang)采(cai)用生物(wu)法(fa)，去除率(lv)（BOD）可(ke)達(da)90％以上，處(chu)理(li)後(hou)水(shui)中(zhong)的BOD5含量可降(jiang)至(zhi)20～30mg/L，壹(yi)般(ban)汙水(shui)均(jun)能(neng)達(da)到排(pai)放(fang)標準。但經二(er)級處(chu)理(li)後(hou)的汙水(shui)中(zhong)仍殘存有(you)微生物(wu)不能(neng)降(jiang)解的有機(ji)汙染(ran)物(wu)和氮(dan)、磷等無(wu)機鹽類。深度(du)處理(li)往往是(shi)以汙水(shui)回(hui)收(shou)、再次復用為(wei)目(mu)的而在二(er)級處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)後(hou)增(zeng)設的處理(li)工(gong)藝(yi)或(huo)系統，其目的是(shi)進(jin)壹(yi)步去(qu)除廢水(shui)中(zhong)的懸浮(fu)物(wu)質、無(wu)機鹽類及(ji)其他汙染(ran)物(wu)質(zhi)。汙水(shui)復(fu)用的範圍很廣(guang)，從(cong)工(gong)業上(shang)的復用到充作飲(yin)用水，對復用水水(shui)質(zhi)的要求也不盡(jin)相同，壹般(ban)根(gen)據水(shui)的復用用途(tu)而(er)組(zu)合(he)三級(ji)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)，常(chang)用的有生物(wu)脫(tuo)氮(dan)法(fa)、混(hun)凝(ning)沈澱(dian)法(fa)、活性(xing)炭過(guo)濾(lv)、離子交換(huan)及(ji)反滲透(tou)和電(dian)滲析(xi)等。
汙水(shui)處(chu)理(li)流(liu)程的組(zu)合(he)，壹(yi)般(ban)應(ying)遵(zun)循先(xian)易後(hou)難，先(xian)簡後(hou)繁(fan)的規律(lv)，即(ji)首(shou)先(xian)去(qu)除大(da)塊(kuai)垃圾及(ji)漂(piao)浮(fu)物(wu)質，然後(hou)再(zai)依次去除懸(xuan)浮(fu)固體、膠(jiao)體物(wu)質及(ji)溶解性(xing)物(wu)質。亦(yi)即(ji)，首(shou)先(xian)使(shi)用物理(li)法(fa)，然後(hou)再(zai)使(shi)用化學(xue)法和生物(wu)法(fa)。
對於(yu)某(mou)種(zhong)汙水(shui)，采(cai)取(qu)由哪(na)幾種(zhong)處(chu)理(li)方(fang)法組(zu)成(cheng)的處理(li)系統，要根據汙水(shui)的水質(zhi)、水(shui)量，回收(shou)其中(zhong)有(you)用物質(zhi)的可能(neng)性(xing)和經濟性(xing)，排(pai)放水體的具體規(gui)定，並(bing)通(tong)過(guo)調(tiao)查(zha)、研究和經濟比(bi)較後(hou)決定，必要時(shi)還(hai)應(ying)當(dang)進行壹(yi)定的科學(xue)試驗。調(tiao)查(zha)研究和科(ke)學(xue)試驗是(shi)確(que)定處(chu)理(li)流(liu)程的重(zhong)要途(tu)徑(jing)。以下介(jie)紹(shao)壹些(xie)常(chang)用的汙水(shui)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)。
二(er)級生化汙水(shui)處(chu)理(li)設(she)施厭(yan)氧生物(wu)降(jiang)解過(guo)程壹(yi)般(ban)分(fen)為(wei)四(si)個(ge)階段(duan)：水(shui)解(jie)、酸(suan)化、產乙酸(suan)和產甲烷(wan)階段(duan)。其中(zhong)產甲烷(wan)階段(duan)是(shi)整(zheng)個(ge)厭(yan)氧過(guo)程為(wei)重(zhong)要的階段(duan)，也(ye)是(shi)厭(yan)氧降(jiang)解過(guo)程的限速(su)階段(duan)。
汙水(shui)厭(yan)氧生物(wu)處(chu)理(li)技術壹(yi)般(ban)在中(zhong)溫條件下進行，pH 維持(chi)在大(da)約(yue)7.5左右，適宜產甲烷(wan)微生物(wu)生長。厭(yan)氧生物(wu)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)的改(gai)進(jin)基本(ben)都(dou)圍繞(rao)著(zhe)產甲烷(wan)過(guo)程，主要關(guan)註如(ru)何(he)提(ti)高系統內傳(chuan)質效率和促(cu)進產甲烷(wan)微生物(wu)生長，從而(er)提(ti)高甲烷(wan)產率。主要手段(duan)包(bao)括(kuo)在系統中(zhong)優(you)化操(cao)作參(can)數(shu)，添(tian)加(jia)載體，改(gai)善(shan)水力(li)條件，提(ti)高汙泥停(ting)留時(shi)間(jian)等。
典(dian)型工(gong)藝(yi)類型
厭(yan)氧生物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)工(gong)藝(yi)種(zhong)類較多，在此(ci)列(lie)舉目前應(ying)用較廣(guang)的六種(zhong)典(dian)型工(gong)藝(yi)類型進(jin)行介(jie)紹(shao)並(bing)對各自(zi)優(you)缺點(dian)進行比(bi)較。
1）*混(hun)合(he)式(shi)厭(yan)氧消化罐（CSTR）
CSTR是(shi)早(zao)出(chu)現(xian)也(ye)是(shi)目(mu)前應(ying)用廣(guang)的厭(yan)氧生物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)，通(tong)常(chang)采(cai)用攪拌器(qi)是(shi)系統內汙泥液(ye)*混(hun)合(he)，設(she)備簡單，易操(cao)作，成本(ben)低(di)。可(ke)用於(yu)高濃度(du)有機(ji)汙水(shui)處(chu)理(li)、汙泥消(xiao)化處置(zhi)、餐廚垃(la)圾(ji)厭(yan)氧處置(zhi)等(deng)領域。
升流(liu)式(shi)厭(yan)氧汙泥床(chuang)（UASB）
UASB反應(ying)器(qi)汙泥床(chuang)區主要有沈降(jiang)性(xing)能(neng)良好的厭(yan)氧顆(ke)粒(li)汙泥組(zu)成(cheng)，濃度(du)可達(da)到50-100g/L或(huo)更高。沈澱(dian)懸(xuan)浮(fu)區主要靠(kao)反應(ying)過(guo)程中(zhong)產生的氣體的上升攪(jiao)拌作用形(xing)成，汙泥濃度(du)較低(di)，壹(yi)般(ban)在5-40g/L範圍內。在UASB反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)能(neng)得(de)到壹(yi)種(zhong)具(ju)有(you)良好沈降(jiang)性(xing)能(neng)和高產甲烷(wan)活性(xing)菌(jun)的顆(ke)粒(li)厭(yan)氧汙泥，因(yin)而相對其他的反應(ying)器(qi)有壹(yi)定優(you)勢(shi)：顆(ke)粒(li)汙泥的相對密(mi)度比(bi)人工(gong)載體小(xiao)，靠(kao)產生的氣體來(lai)實(shi)現(xian)汙泥與(yu)基質(zhi)的充分接(jie)觸，省(sheng)卻(que)攪拌和回(hui)流汙泥設(she)備和能(neng)耗(hao)；顆(ke)粒(li)汙泥沈(chen)降(jiang)性(xing)能(neng)良好，避(bi)免附設沈澱(dian)分(fen)離裝置和回(hui)流汙泥設(she)備：反應(ying)器(qi)內不需投(tou)加(jia)填(tian)料(liao)和載(zai)體，提(ti)高容(rong)積利(li)用率。
3）厭(yan)氧折流板(ban)反(fan)應(ying)器(qi)（ABR）
在總(zong)結了第二(er)代厭(yan)氧反應(ying)器(qi)工(gong)藝(yi)性(xing)能(neng)的基礎(chu)上，開(kai)發和研(yan)制的壹種(zhong)新型的厭(yan)氧生物(wu)處(chu)理(li)裝(zhuang)置。其特點(dian)是(shi)：反(fan)應(ying)器(qi)內置豎(shu)向(xiang)導(dao)流板(ban)，將(jiang)反(fan)應(ying)器(qi)分隔成幾個(ge)串聯(lian)的反應(ying)室(shi)，每(mei)個(ge)反(fan)應(ying)室(shi)都(dou)是(shi)壹(yi)個(ge)相對獨(du)立(li)的上流(liu)式(shi)汙泥床(chuang)系統，其中(zhong)的汙泥以顆(ke)粒(li)化形(xing)式(shi)或(huo)絮(xu)狀(zhuang)形(xing)式(shi)存在。壹(yi)股而(er)言(yan)，在處(chu)理(li)低(di)濃度(du)廢水(shui)時(shi)，不必將(jiang)反(fan)應(ying)器(qi)分隔成很多(duo)隔室，以3～4個(ge)隔室為(wei)宜(yi)；而在處(chu)理(li)高濃度(du)廢水(shui)時(shi)，宜(yi)將(jiang)分(fen)隔數控(kong)制(zhi)在6～8個(ge)，以保證(zheng)反應(ying)器(qi)在高負荷(he)條(tiao)件下的復合(he)流(liu)態特性(xing)。
4）厭(yan)氧膨(peng)脹床(chuang)（ESGB）
20世紀90年(nian)代(dai)初(chu)，荷(he)蘭(lan)Wageningen農業(ye)大(da)學(xue)開始(shi)了厭(yan)氧膨(peng)脹顆(ke)粒(li)汙泥床(chuang)(簡稱EGSB)反應(ying)器(qi)的研究。在利(li)用UASB反應(ying)器(qi)處理(li)生活(huo)汙水(shui)時(shi)，為(wei)了增加(jia)汙水(shui)與(yu)汙泥的接觸，更有(you)效地(di)利(li)用反應(ying)器(qi)的容(rong)積，改(gai)變(bian)了UASB反應(ying)器(qi)的結構(gou)設計和操(cao)作參(can)數(shu)，使(shi)反應(ying)器(qi)中(zhong)顆(ke)粒(li)汙泥床(chuang)在高的液體表(biao)面(mian)上升流(liu)速(su)下(xia)充分膨(peng)脹，由此(ci)產生了早(zao)期的EGSB反應(ying)器(qi)。EGSB反應(ying)器(qi)實(shi)際上是(shi)改(gai)進(jin)的UASB反應(ying)器(qi)，區別在於(yu)前者具(ju)有(you)更高的液體上(shang)升流(liu)速(su)，使(shi)整個(ge)顆(ke)粒(li)汙泥床(chuang)處於(yu)膨(peng)脹狀(zhuang)態，需要反應(ying)器(qi)具有(you)較大(da)的高徑(jing)比(bi)。三相分離器(qi)是(shi)EGSB反(fan)應(ying)器(qi)關(guan)鍵的構(gou)造，能(neng)將(jiang)出(chu)水(shui)、沼(zhao)氣(qi)和汙泥三相有效(xiao)分(fen)離，使(shi)汙泥在反(fan)應(ying)器(qi)內有效持留；出(chu)水(shui)循環(huan)部分是(shi)為(wei)了提(ti)高反應(ying)器(qi)內的液體表(biao)面(mian)上升流(liu)速(su)，使(shi)顆(ke)粒(li)汙泥與(yu)汙水(shui)充分接(jie)觸，避(bi)免反應(ying)器(qi)內死角(jiao)和短流的產生。
5）內循環(huan)厭(yan)氧反應(ying)器(qi)（IC）
內循環(huan)（IC）厭(yan)氧反應(ying)器(qi)也是(shi)在UASB反(fan)應(ying)器(qi)基礎(chu)上發(fa)展起來的反應(ying)器(qi)。其依靠(kao)沼氣在升流(liu)管(guan)和回(hui)流管(guan)間(jian)產生的密(mi)度差在反(fan)應(ying)器(qi)內部形(xing)成流(liu)體循環(huan)。IC反應(ying)器(qi)實(shi)際上由兩級(ji)UASB構(gou)成，底(di)部UASB負荷(he)高，頂部負荷(he)低(di)。因(yin)為(wei)在壹(yi)級分(fen)離時(shi)收(shou)集了大(da)量沼氣(qi)，其對廢水(shui)的擾動減(jian)少，使(shi)得(de)在二(er)級三相分離中(zhong)得(de)到更(geng)好(hao)的氣、水(shui)、泥分(fen)離效果(guo)。
