小型無動力一體化污水處理設備

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 在傳統(tǒng)污水處理中，對含氮污染物的去除主要通過硝化反硝化技術，但存在需要外加碳源、耗能多等諸多弊端，而短程硝化反硝化具有可節(jié)省25%的曝氣能、減少40%的有機碳源、降低剩余污泥等優(yōu)勢，更為重要的一點是，如果短程硝化工藝結合，將更具有優(yōu)勢，短程硝化為ANAMMOX反應提供反應基質——NO2--N，后續(xù)ANAMMOX菌以NO2--N為電子受體，與NH4+-N一起轉化為氮氣，實現(xiàn)自養(yǎng)脫氮.目前，全世界已經建立超過100座應用該工藝的污水處理廠，短程硝化的應用越來越廣泛.

實現(xiàn)短程硝化的方法有控制溫度、溶解氧、游離氨等.其中控制FA是重要的一種方法，許多短程硝化研究通過控制FA實現(xiàn)，其原理是利用FA對氨氧化細菌和亞硝酸鹽氧化菌的抑制濃度不同，且NOB更為敏感的特點，在啟動初期，控制FA實現(xiàn)短程硝化非常有效，但由于NOB會逐漸對FA產生適應性而最終導致短程硝化失效.很少有學者研究短程硝化失效后，尤其在生物膜反應器中，失效后嘗試恢復短程硝化的過程.即，當NOB適應高濃度的FA，嘗試再次建立短程硝化并穩(wěn)定的過程，這對于短程硝化的穩(wěn)定實現(xiàn)、以及后續(xù)可能的厭氧氨氧化工藝段具有重要意義，沒有穩(wěn)定的短程硝化，也就無法穩(wěn)定運行后續(xù)的厭氧氨氧化.

厭氧塘是一個很深的土制凹地，它有足夠的容積，用來沉降可沉降的固體,消化污泥和厭氧降解一些可溶性有機基質。原廢水進入池塘底部并且與污泥層中的活性微生物質進行混合。厭氧條件下, 除了淺表層剩余的未消化的油脂和浮渣外，其他的都比較集中,有時曝氣是為了控制表面的氣味。如果不提供表面曝氣，將會開發(fā)不透水的地層，地層把氣味和熱量保留下來。排水管道位于進水管道對面附近。

出水不適合排放到受納水體中。緊隨其后的需氧厭氧塘或兼性厭氧塘以提供必要的治理。
厭氧塘通常置于粗格柵之后，并有一個巴歇爾水槽來記錄流入氧化塘中的流量。有蓋的可以用來捕獲和收集工藝中產生的甲烷氣體，可用于其他地方,但這不是一個常見的做法。

微生物學
厭氧微生物在沒有溶解氧的情況下可以將有機物質轉化成穩(wěn)定的產物，如二氧化碳和甲烷。降解過程包括兩個獨立但相互關聯(lián)的階段:酸形成和甲烷生產。
在酸形成階段,細菌將復雜的有機化合物(碳水化合物、脂肪、蛋白質)轉化成簡單的有機化合物主要有短鏈揮發(fā)性有機酸(乙酸、丙酸、乳酸)。厭氧細菌參與的這個階段稱為“產酸”,分為非產甲烷微生物。 在這個階段,幾乎沒有的化學需氧量(COD)或生物需氧量的減少,因為許多微生物可以利用短鏈脂肪酸、醇等,從而產生氧氣需求。
甲烷生產階段涉及一個中間步驟。首先,細菌將短鏈有機酸轉化成乙酸、氫氣、和二氧化碳，這中間的過程稱為產氫產酸階段隨后,一些稱為“產甲烷”的嚴格厭氧產甲烷細菌微生物)將乙酸、氫氣、甲烷和二氧化碳轉化為天然氣(甲烷)，通過兩個主要的途徑完成的，這個過程稱為甲烷生成。在這階段,會出現(xiàn)廢物穩(wěn)定時,就代表的甲烷氣體的形成。

與傳統(tǒng)的硝化反硝化工藝相比，厭氧氨氧化 (anaerobic ammonia oxidation，ANAMMOX) 工藝具有無需外加碳源和供氧動力消耗，反應過程中CO2排放量少和剩余污泥產量少等優(yōu)點.目前該工藝已經用于高氨氮工業(yè)廢水的處理中，如污泥消化液、垃圾滲濾液和養(yǎng)豬場廢水等.

厭氧氨氧化工藝雖然有諸多優(yōu)點，但AnAOB生長緩慢，倍增時間為7~22 d，導致ANAMMOX反應器啟動時間長，是限制厭氧氨氧化工藝大規(guī)模應用的最主要因素.因此，選擇合適的反應器，減少AnAOB的流失，是成功應用厭氧氨氧化工藝的關鍵.

目前，用于厭氧氨氧化技術的反應器有上流式污泥床反應器 (USB)、批序式間歇反應器 (SBR)和厭氧折流板反應器 (ABR)等.本實驗選擇上流式厭氧過濾床反應器 (upflow blanket filter, UBF)，UBF反應器是由 (上流式污泥床) USB和厭氧過濾器 (AF) 構成的復合式反應器，具有良好的生物截留能力和易形成顆粒污泥等特點.