廣東恒怡源環(huán)境治理有限公司是一家集工程咨詢(xún)、科研開(kāi)發(fā)、工程設計、土建施工、設備制造、安裝調試于一體的省級環(huán)保骨干企業(yè)。

公司技術(shù)力量雄厚、專(zhuān)業(yè)齊全、裝備先進(jìn)、業(yè)務(wù)范圍廣泛、社會(huì )信譽(yù)良好，不僅擁有一支精通先進(jìn)工藝技術(shù)的專(zhuān)業(yè)設計隊伍，而且還培養和建立了一支技藝精湛的設備制造、工程實(shí)施隊伍。且與眾多知名企業(yè)、院校廣泛建立了長(cháng)期的技術(shù)合作和業(yè)務(wù)配套關(guān)系，為環(huán)境污染防治工程技術(shù)和環(huán)保產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的日臻完善提供了可靠的支撐。在環(huán)境工程方面，近年來(lái)分別完成了各類(lèi)機械、化工、紡織、食品、電力、輕工、制藥、醫院、市政、農業(yè)等環(huán)境工程咨詢(xún)、設計；以及煙氣脫硫除塵一體化技術(shù)、工業(yè)鍋爐布袋除塵、水膜除塵、靜電除塵、有機廢氣凈化、工業(yè)廢水、生活污水、醫院污水、農業(yè)污水等綜合治理技術(shù)、生活垃圾及固廢綜合處理等治理項目幾十項，業(yè)務(wù)遍布十多個(gè)省市。許多工程項目獲優(yōu)秀設計獎和科技進(jìn)步獎，被評為優(yōu)良工程。

1.5我公司處理養殖污水的理念提出

我國絕大部分養殖廢水由于行業(yè)盈利不高、規模小且分散、污水處理成本高、環(huán)保意識淡薄等這些都形成了目前多數應付的局面，有的建立簡(jiǎn)單的氧化塘、有的建立簡(jiǎn)單的厭氧池等等，這些污水都不能滿(mǎn)足國家排放標準。

因此在我國開(kāi)發(fā)具有高效、簡(jiǎn)易、低耗、低運營(yíng)成本的養殖污水處理技術(shù),具有很深遠的意義。

預處理+高效厭氧+好氧微生物深化處理+人工濕地是最經(jīng)濟實(shí)惠的工藝。它是一個(gè)完整的生態(tài)系統,它形成了內部的良好循環(huán)并具有較好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益,是正在不斷得到研究應用和發(fā)展的污水處理實(shí)用新技術(shù)。具有投資低,出水水質(zhì)好、抗沖擊力強、增加綠地面積、改善和美化生態(tài)環(huán)境、操作簡(jiǎn)單、維護和運行費用低廉等優(yōu)點(diǎn)。這項技術(shù)適合我國國情,尤其適合廣大農村,中小城市的污水處理,具有極其廣闊地應用前景。

依據國內外相關(guān)案列結合我公司多年來(lái)處理不同水質(zhì)、不同行業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)驗，針對高濃度的養殖業(yè)廢水提出：預處理+高效厭氧（三沼利用）+高效好氧+人工的濕地+水產(chǎn)養殖。重點(diǎn)在于修復生態(tài)讓其自然處理污染物，以期達到標準造福子孫后代。

當然我們更期望本著(zhù)對每個(gè)客戶(hù)業(yè)主負責的態(tài)度。在處理效果達標的基礎上優(yōu)化、精簡(jiǎn)、合理搭配組合工藝，以期望降低建設成本和運營(yíng)維護成本。

二、設計依據、原則和范圍

2.1、 設計依據

GB8978-96） 《污水綜合排放標準》

GB18596-2001《畜禽養殖業(yè)污染物排放標準》

GB50015《建筑給水排水設計規范》

GB3838-2002《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》  

GB12348《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界噪聲標準》

GB12801《生產(chǎn)過(guò)程安全衛生要求總則》

GB14554《惡臭污染物排放標準》

GB18918《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》

GB50003《砌體結構設計規范》

GB50011《建筑抗震設計規范》

GB50013《室外給水設計規范》

GB50014《室外排水設計規范》

GB50015《建筑給水排水設計規范》

GB50016《建筑設計防火規范》

GB50019《采暖通風(fēng)與空氣調節設計規范》

GB50040《動(dòng)力機器基礎設計規范》

GB50052《供配電系統設計規范》

GB50053《10kV 及以下變電所設計規范》

GB50054《低壓配電設計規范》

GB50069《給水排水工程構筑物結構設計規范》

GB50070《混凝土結構設計規范》

GB50140《建筑滅火器配置設計規范》

GB50204《混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規范》

GB50231《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》

GB50268《給水排水管道工程施工及驗收規范》

GB50335《污水再生利用工程設計規范》

GBJ87《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界噪聲控制設計規范》

GBJ141《給水排水構筑物施工及驗收規范》

GB/T13663《給水用聚乙烯（PE）管材》

CJJ17《城市生活垃圾衛生填埋技術(shù)規范》

CJJ60《城市污水處理廠(chǎng)運行、維護及其安全技術(shù)規程》

業(yè)主提供的相關(guān)資料。

2.2、設計原則

用最節能、最低的運行成本、最簡(jiǎn)單的工藝、最簡(jiǎn)單的維護管理、不使用化學(xué)藥劑，不產(chǎn)生二次污染、以自然的生態(tài)還原修復法處理被污染的水源！

嚴格執行國家和地方相關(guān)環(huán)保法律、法規的要求，對該項目污水進(jìn)行合理、有效的處理，保護周?chē)h(huán)境和受納水體；另一方面，在保證環(huán)境效益和社會(huì )效益的同時(shí)盡量節省投資、降低運行成本，這是促進(jìn)環(huán)境保護工作走向良性循環(huán)的必經(jīng)之路，因此，該套工藝方案的編制原則是：

1） 符合國家、地方的法律、法規及標準；

2） 不產(chǎn)生二次污染，杜絕影響環(huán)境的情況；

3） 根據工程特點(diǎn)，采用先進(jìn)實(shí)用的污水處理工藝，選擇合理的工藝方法；

4） 設備及器材采用名牌廠(chǎng)家產(chǎn)品，保證質(zhì)量可靠，操作管理方便，自動(dòng)化程度高，便于維護。

2.3、設計范圍

本技術(shù)方案為30m³/d養豬污水處理工程，內容包括工藝設計、配套設備選型、土建工程、機電安裝工程、調試、給排水及一些必要的輔助工程設施。

①污水處理廠(chǎng)范圍內工藝、土建、機電安裝設計、管網(wǎng)等。

②處理后的污水排放管網(wǎng)應由甲方完成。

③我公司負責廠(chǎng)內全部管網(wǎng)，進(jìn)水口從甲方分散的養殖戶(hù)初步厭氧后的出水口接至污水處理廠(chǎng)的格柵池，過(guò)濾之后經(jīng)集水池通過(guò)提升泵泵入兼厭氧塘底部?？偝鏊诮映?～2m與外部管網(wǎng)對接。

④進(jìn)線(xiàn)電纜應由甲方完成，接至污水處理廠(chǎng)操作管理房?jì)扰潆姽瘛?/span>

此設計僅為初步設計，待業(yè)主認可該初步設計和高程要求后，我公司將再提供該設計方案的細步設計，依據經(jīng)驗有的水質(zhì)水量提供的不準確相差很大，甚至達到了一倍的誤差。

比如位于廣東惠州市惠東縣梁化鎮的厚德養豬廠(chǎng)世界銀行貸款項目，設計初期業(yè)主提供的水量只有每天80噸，水質(zhì)COD小于1000，但在實(shí)際調制中發(fā)現水量達到150噸每天，水質(zhì)COD達到2000mg/L.因此調試中花費大量人力財力整改。

再比如位于廣東韶關(guān)市杉木灣的市畜牧研究所國家減排項目，設計初期業(yè)主提供的水量為每天70噸，實(shí)際項目建成調試過(guò)程中發(fā)現水量達到了150噸每天，大大影響了出水水質(zhì)。

以上兩個(gè)項目以至于設計參數依據不準。因此在實(shí)際細部設計和調試中將做相應的調整，以滿(mǎn)足排放要求。

細步設計包括各土建池體建筑、結構圖紙、各土建池體的預留孔洞、管線(xiàn)預埋及鋪設圖紙、各設備基礎及安裝圖紙、電氣控制圖紙等。

三、設計參數的確定

3.1、設計處理水量

根據業(yè)主提供資料，該項目養殖廢水水量為30m³/d，

本方案設計日處理水量最大確定為：30m³/d）。處理系統按每天24h連續運行設計，則每小時(shí)1.25 m³/H。

3.2、設計處理污水水質(zhì)

根據業(yè)主提供的數據并參考同類(lèi)型企業(yè)，確定水質(zhì)如下：

預計進(jìn)水水質(zhì)

單位：mg/L

處理后的出水要求

單位：mg/L

四、工藝分析及選擇

在當今世界，污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展和工程應用已經(jīng)成為維系社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展的必要組成部分?；谖锢恚ㄟ^(guò)濾、沉淀）、化學(xué)（藥劑中和、電化）和生物學(xué)原理的各種污水處理新工藝不斷出現，其中生物處理的應用仍最經(jīng)濟、最廣泛。

生物處理一般分為：厭氧處理法、兼氧處理法、好氧處理法及組合工藝處理法。

養殖業(yè)廢水存在三高問(wèn)題，有機物濃度高、懸浮物高、氮磷高，簡(jiǎn)單的厭氧或者好氧均不能達標排放。目前國內對于畜禽養殖業(yè)廢水的處理方法主要是厭氧法和好氧法幾個(gè)方法的組合工藝。

我公司提出養殖業(yè)廢水綜合高效的無(wú)害化處理思路：物化處理---高效厭氧---高效好氧--生態(tài)處理相結合，把廢水處理成中水回用；因此幾乎沒(méi)有污染物排放。

4.1、 厭氧生物處理

厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水（COD_cr>2000mg/L,BOD₅>1000mg/L）。它是在無(wú)氧條件下，靠厭氧細菌的作用分解有機物。在這一過(guò)程中，參與生物降解的有機基質(zhì)有50％～90％轉化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。厭氧生物處理包括多種方法，有化糞池、厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應器（UASB）、兩段厭氧處理法、厭氧膨脹床、厭氧流化床、厭氧生物轉盤(pán)和擋流板厭氧法等。

下表為幾種厭氧處理方法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表4-1：

表4-1各類(lèi)厭氧處理法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)厭氧的設計控制原則是：

A保持較長(cháng)的滯留期；B:有較好的溫度（10-55度）；C:封閉保溫和杜絕復氧；D:避免引起短流。

4.1.1、升流式厭氧污泥床(UASB)生物技術(shù)

升流式厭氧污泥床(UASB)是在升流式厭氧濾池的基礎上改良而來(lái)的， 它取消了濾池內的全部填料，并在池子的上部設置了氣、 液、 固三相分離器， 這就構成了一種結構簡(jiǎn)單、 處理效能高的新型反應器—升流式厭氧污泥床反應器

污水從反應器底部向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的的污泥床， 在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生沼氣， 沼氣的產(chǎn)生引起內部循環(huán)對于顆粒污泥的形成和維持是有利的，因此， 有利于有機物的降解。

升流式厭氧污泥床具有污泥濃度高， 平均污泥濃度為(20 ～40)gVSS/L， 水力停留時(shí)間長(cháng)， 容積負荷一般為(6 ～11)kgCOD/(m 3 ·d)左右。無(wú)混合攪拌設備， 靠水流和發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣的上升運動(dòng)， 使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)， 對下部的污泥層也有一定程度的攪動(dòng)。

UASB 內設三相分離器， 通常不設沉淀池，被沉淀區分離出來(lái)的污泥重新回到污泥床反應區內， 而且污泥床不填載體， 節省造價(jià)并可避免填料堵塞的問(wèn)題， 正因如此， UASB反應器已成為第二代厭氧反應器中發(fā)展最為迅速、 應用最為廣泛的裝置。 厭氧生物處理法不僅適用于高濃度有機廢水， 進(jìn)水 BOD 最高濃度可數以萬(wàn)計， 也適用于低濃度有機廢水， 如城市污水等． 有人實(shí)驗證明采用 UASB/SBR/氧化塘工藝處理養豬廢水， 經(jīng) UASB 處理后 COD 去除率為 82%， BOD 去除率為 79%， NH 3 － N 去除率為31%。

UASB 反應器對有機物有較理想的去除率， 但對氨氮和磷的去除效果不理想．此外進(jìn)水中懸浮物不宜過(guò)高， 一般控制在 100mg/L 以下， 防止懸浮物對處理效果的影響．

4.1.2、厭氧折流板反應器(ABR)生物技術(shù)

ABR 工藝作為第三代新型厭氧反應器， 是一種高效反應器，相對于 UASB， AF 厭氧處理工藝具有結構簡(jiǎn)單、 投資少、抗沖擊負荷強等諸多優(yōu)點(diǎn)。

ABR 反應器如圖 所示．

由于在反應器中安裝了一系列垂直的折流板， 將反應器分隔成幾個(gè)串聯(lián)的反應室， 每個(gè)反應室都可以看成是相對獨立的上流式厭氧污泥床(UASB)， 每個(gè)反應室中的水流都可以看成是完全混合的， 處理過(guò)程中反應器內產(chǎn)生的氣體使反應器內的微生物固體在折流板形成的各個(gè)隔室內做上下運動(dòng)，而整個(gè)反應器內的水流則以較慢的速度做水平流動(dòng)。 因此， ABR 反應器的水力流態(tài)在整體上又可以看成是推流式。

ABR 反應器中， 相互串聯(lián)的隔室有利于微生物種群在沿反應器長(cháng)度上的不同隔室中順次實(shí)現產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分離，從而在單個(gè)反應器中實(shí)現兩相或多相分離． 這樣可以使不同類(lèi)型的微生物在最適宜的條件下生長(cháng)， 實(shí)現較高的有機物降解能力。

采用 ABR 工藝處理高濃度畜禽養殖廢水， 當進(jìn)水 COD 濃度達到(9000 ～10000)mg/L 時(shí)， COD 的容積負荷最高為 6kgCOD(m 3 ·d)， 水力停留時(shí)間 48 h 左右，去除率在 75% ～85%， 出水 COD 濃度在(1500 ～2000)mg/L，產(chǎn)氣率在 0.4 m ³ /(kgCOD)． 但是，ABR 工藝對 NH₃-N幾乎沒(méi)有去除效果。

綜合上所述并結合本設計污水的特點(diǎn)，考慮采用較為成熟的升流式厭氧污泥床(UASB)或者厭氧折流板反應器(ABR)生物技術(shù)作為厭氧段的反應器,同時(shí)對反應器中的污水進(jìn)行認為的加熱，促使厭氧階段高效--反應時(shí)間縮短和反應更徹底。

4.2、 好氧生物處理

在污水好氧生物處理工藝的發(fā)展和應用中，活性污泥法和生物膜法一直占據主導地位。隨著(zhù)新型濾料的開(kāi)發(fā)和配套技術(shù)的不斷完善，與活性污泥法平行發(fā)展起來(lái)的生物膜工藝技術(shù)得以快速發(fā)展，即獨立又幾乎已經(jīng)結合到污水處理的各種其它工藝中，這是由于生物膜法具有諸多優(yōu)點(diǎn)：

處理效率高、耐沖擊負荷性能好、體積小、占地面積少、運營(yíng)管理穩定、低成本、低能耗、投資省、運營(yíng)成本低、不存在活性污泥法的污泥膨脹問(wèn)題、可以維持較高的污泥齡、生物相相對豐富穩定、具有較高的微生物量、水力停留時(shí)間較短、對毒性物質(zhì)和沖擊負荷具有較強的抵抗性、具有一定的消化和反消化功能、可以實(shí)現封閉式運轉、解決臭味問(wèn)題等。

生物膜及活性污泥出現的微生物比較

4.2.1、活性污泥的厭氧、缺氧、好氧（ A²/O）處理法

   一段AAO                                       三段AAO法

A²/O工藝亦稱(chēng)A-A-O工藝。按實(shí)質(zhì)意義來(lái)說(shuō)，本工藝應為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱(chēng)。A²/O工藝是流程最簡(jiǎn)單，應用最廣泛的脫氮除磷工藝。

該工藝各反應器單元功能及工藝特征如下：

1）厭氧反應器：原污水及從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進(jìn)入該反應器，其主要功能是釋放磷，同時(shí)對部分有機物進(jìn)行氨化；

2）缺氧反應器：污水經(jīng)厭氧反應器進(jìn)入該反應器，其首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過(guò)內循環(huán)由好氧反應器送來(lái)的，循環(huán)的混合液量較大，一般為2Q（Q——原污水量）；

3）好氧反應器——曝氣池：混合液由缺氧反應器進(jìn)入該反應器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應器內進(jìn)行的，這三項反應都是重要的，混合液中含有NO₃-N，污泥中含有過(guò)剩的磷，而污水中的BOD(或COD)則得到去除，流量為2Q的混合液從這里回流到缺氧反應器；

4）沉淀池：其功能是泥水分離，污泥的一部分回流厭氧反應器，上清液作為處理水排放。

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，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠(chǎng)。但A²/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法，運行管理要求高，所以對目前我國國情來(lái)說(shuō)，當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營(yíng)養化，從而影響給水水源時(shí)，才采用該工藝

但該工藝處理水只能達到國標B，對于氮磷的再次去除沒(méi)有突破性進(jìn)展。同時(shí)需要在厭氧和缺氧段進(jìn)行攪拌，和回流沉淀池的污泥，管理復雜、污泥產(chǎn)生量大造成二次污染。

4.2.2、微生物接觸氧化法

圖2  生物膜的構造           圖3  生物接觸氧化示意圖

A:定義

微生物細胞幾乎能在水環(huán)境中任何適宜的載體表面牢固的附著(zhù)，并在其上生長(cháng)和繁殖，由細胞內向細胞外延伸的胞外多聚物使微生物細胞形成纖維狀的纏結結構，便被稱(chēng)之生物膜。

B:好氧生物膜法的原理（生物接觸氧化法）

   污水長(cháng)期與填料接觸，就會(huì )在其表面形成生物膜，并逐漸成熟。固定生物膜法中，微生物附著(zhù)在載體表面生長(cháng)而形成膜狀，當污水流經(jīng)載體表面和生物膜接觸的過(guò)程中，污水中的有機污染物被微生物吸附、穩定、最終轉化為H₂O、CO₂、NH₃和微生物細胞物質(zhì)，污水得到凈化。

C：優(yōu)越性

如今國內大部分使用活性污泥法，凈水后均產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥含有高比列的有機物，極難處置，形成二次污染的污染源。污泥的產(chǎn)生是傳統污水處理技術(shù)難以突破的瓶頸。由于人工曝氣量大，微生物膜在完成使命死亡后自身發(fā)生氧化，因此本技術(shù)的最大特點(diǎn)是凈化污水時(shí)幾乎不產(chǎn)生有機污泥，這正是傳統凈化技術(shù)的致命軟肋。

D.好氧、厭氧、兼氧生物膜一體化技術(shù)

為了保持生物膜好氧菌的活性，向生物膜提供氧氣創(chuàng )造好氧條件，本技術(shù)采用曝氣強制通風(fēng)供氧。好氧層的厚度和污水的流量和濃度相關(guān)聯(lián)

微生物的生長(cháng)繁殖使生物膜厚度增大，營(yíng)養物和氧的傳遞阻力加大，使生物膜深處的營(yíng)養物和氧供應不足，促使微生物內源代謝產(chǎn)生厭氧層。中間部分形成兼氧層。

好氧、厭氧、兼氧一體化，在親水的表層形成的好氧層吸收、氧化、分解水中的有機物。好氧、厭氧和兼氧同時(shí)形成了硝化和反硝化。因此具有脫氮的功能。

E:不足之處

對于高濃度、高氨氮的廢水由于異養菌的優(yōu)先繁殖處理TOC，在氨氮過(guò)高的情況下對微生物有抑制作用，而且常常高濃度的廢水經(jīng)過(guò)厭氧后C/N比例失調。

因此對于高濃度的污水TOC能夠很好的去除，但對于高氨氮雖然能去除30%但依然不能達標排放，養豬業(yè)廢水除TOC高外氨氮也非常高，基本大于500mg/L，厭氧處理過(guò)程中， 由于有機污染物的降解與氨氮的降解不同步， 厭氧出水的可生化性(BOD ₅ /COD)以及 BOD₅/TN 值下降，幾乎不能去除。好氧在氨氮過(guò)高的情況下對微生物有抑制作用，且異養菌優(yōu)先繁殖并優(yōu)先處理BOD₅。致使好氧處理過(guò)程對 COD 和氨氮的去除效果差，出水濃度較高。那么如何解決脫氮的問(wèn)題，使C/N比例控制在可生化的條件？

4.3、 微生物脫氮除TOC

我們知道氨氮的生物去除需要兩個(gè)階段：

1）:硝化過(guò)程：

亞硝化菌和硝化菌在有氧的條件下將氨態(tài)氮轉化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮的過(guò)程。

2）:反消化過(guò)程

污水中的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在無(wú)氧或低氧條件下，被反硝化菌（異樣菌、自養菌）還原轉化為氮氣釋放。

4.3.1傳統的生物脫氮

目前最常用的污水脫氮技術(shù)為傳統生物脫氮，即通過(guò)硝化-反硝化過(guò)程使氨氮轉化為氮氣。硝化和反硝化是兩個(gè)相互對立的過(guò)程，硝化反應借助硝化細菌的作用，要在有氧環(huán)境下進(jìn)行;反硝化反應則需借助于反硝化菌的作用，只有在無(wú)氧條件下，該反應才能順利進(jìn)行;而且該工藝還需要大量的有機碳源作為電子供體，如果C/N<2.5，沒(méi)有外加有機碳源，反硝化就無(wú)法有效的進(jìn)行，而如果C/N<4，反硝化容器體積要提高1.5~1.7倍;因此在處理養殖廢水這類(lèi)超低C/N比高濃度含氮廢水時(shí)必須尋找高效的脫氮技術(shù)。

20世紀90年代末，生物脫氮技術(shù)的新發(fā)展突破了傳統理論的認識。1994年有人發(fā)現某些細菌在硝化反硝化反應中能利用硝酸鹽作電子受體將氨氮氧化成氮氣和氣態(tài)氮化物;1995年，科技人員用流化床反應器研究生物反硝化時(shí)，發(fā)現了氨氮的厭氧生物氧化現象。

建立在短程硝化反硝化基礎上的亞硝酸型硝化和厭氧氨氧化工藝(ANAMMOX，Anaerobic Ammonium Oxidation)的聯(lián)合，彌補了傳統工藝的缺陷，被認為是一個(gè)突破性的創(chuàng )新。該工藝對養殖廢水這類(lèi)低C/N比高濃度含氮廢水具有高效脫氮作用，最為突出的優(yōu)點(diǎn)是不需要外加有機碳源，并且相對于傳統硝化-反硝化工藝節省了25%需氧量，從而降低了投資和運行費用，具有重要的理論和實(shí)踐意義。

4.3.2  短程硝化反硝化

傳統生物脫氮理論認為氨氮是借助兩類(lèi)不同的細菌(硝化菌和反硝化菌)將水中的氨轉化為氮氣而去除，即NH₄⁺需要經(jīng)歷典型的硝化和反硝化過(guò)程。硝化反應中，首先亞硝酸細菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽（NO₂^-），之后硝酸細菌將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽（NO₃^-）。

硝化反應過(guò)程需在好氧條件下進(jìn)行，并以氧作為電子受體。反硝化過(guò)程為將硝酸鹽或亞硝酸鹽轉化為N₂的過(guò)程。反硝化細菌利用各種有機基質(zhì)作為電子供體，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體，進(jìn)行缺氧呼吸。

所謂短程硝化反硝化就是將硝化過(guò)程控制在NO₂^-階段，阻止NO₂^-進(jìn)一步氧化為NO₃^-，直接以NO₂^-作為電子最終受氫體進(jìn)行反硝化。硝化和反消化的關(guān)鍵是如何將硝化反應控制在亞硝化階段。

4.3.3厭氧氨氧化

厭氧氨氧化菌很容易因水中的有機物和溶解氧而受到抑制，固其對進(jìn)水的要求很高，因此，對于低 C／ N 豬場(chǎng)廢水，將短程硝化反硝化作為厭氧氨氧化的前置工藝，前者可為后者創(chuàng )造去除部分 COD 、降低總氮負荷等進(jìn)水條件，而后者可在無(wú)需外加碳源的條件下進(jìn)一步脫氮。

4.4、處理TOC和脫氮的工藝流程：

水解酸化-微生物接觸氧化1（硝化）—ABR厭氧（反硝化）--微生物接觸氧化2

4.4.1水解酸化

將經(jīng)過(guò)高效厭氧后的廢水進(jìn)行水解酸化，去除大的懸浮物和降低部分氨氮和TOC，水解酸化池中置放填料。

4.4.2微生物接觸氧化1（短程硝化）：

利用置放于池體中的生物巢配合合理的人工供氧，達到短程硝化的目的。此工藝主要是降解部分TOC和將氨氮控制在亞硝化階段。發(fā)生了亞硝酸鹽氮的積累，實(shí)現短程硝化，為建立短程硝化反硝化提供了條件。其中，DO、 pH 和 FA 濃度是影響亞硝酸鹽氮積累的重要因素。

4.4.3 ABR厭氧（反硝化和厭氧氨氧化）

ABR（折板上流式厭氧污泥床）其水流也稱(chēng)推流式。適合于中高濃度的廢水，由若干個(gè)池體串聯(lián)組成。其每個(gè)反應池都可作為UASB的單獨。在ABR池體中置放填料，有利于厭氧微生物和厭氧氨氧化菌的生長(cháng)。同時(shí)為厭氧創(chuàng )造部分隔離氧的作用。在此反應中，完成厭氧氨氧化。微生物直接以NH₄⁺為電子供體，以微生物接觸氧化1出來(lái)的水中的亞硝酸（NO₂^-）和硝酸（NO₃^-）為受體。轉變成N2釋放出來(lái)。達到脫氮的功效。同時(shí)ABR也降解部分TOC

4.4.4微生物接觸氧化2

通過(guò)上道工序的脫氮，此時(shí)C/N將接近于好氧菌的繁殖與處理能力。在此使用微生物接觸氧化降解大量的TOC和部分氨氮達到排放標準。

4.5 工藝流程確定

通過(guò)以上分析本方案擬采用如下工藝流程：

工藝流程框圖

五、工藝流程說(shuō)明

5.1柵格：

污水經(jīng)過(guò)管網(wǎng)統一接至格柵池去除大的固體物質(zhì)，同時(shí)厭氧前進(jìn)行預處理水解酸化、沉淀懸浮物和打破大的分子鏈、中和均勻水質(zhì)。

5.2、UASB高效厭氧

為了提高UASB反應效率，由火化爐對循環(huán)水進(jìn)行加溫，然后通過(guò)換熱板對UASB內部的污水進(jìn)行加溫。在出水底部設立生物巢（相當于三相分離器）防止污泥損失。

沼氣收集后用于發(fā)電：計算沼氣產(chǎn)量  ：30*10*0.4=32M³

5.3、沼渣過(guò)濾池

對厭氧出水進(jìn)行自然沉淀，去除水中的懸浮物。

5.4、組合好氧和厭氧（短程硝化和反硝化）

在去除污水中TOC的同時(shí)達到脫磷除氮的效果。

5.5、人工濕地

沉淀池的出水設立水中植物塘或者濕地流化床，繼續去除TOC、氨氮、磷、金屬等。