曝氣生物濾池如何改善除磷(曝氣生物濾池脫氮除磷)

1 A2O工藝

A2/O工藝是將厭/好氧除磷系統(tǒng)和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)相結(jié)合而成，是生物脫氮除磷的基礎(chǔ)工藝，可同時去除水中的BOD、氮和磷。

A2O工藝流程：

原水與從沉淀池回流的污泥首先進入?yún)捬醭?，在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解態(tài)有機物進行厭氧釋磷；然后與好氧末端回流的混合液一起進入缺氧池，在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有機物和回流的硝酸鹽進行反硝化作用脫氮；脫氮反應(yīng)完成后，進入好氧池，在此污泥中的硝化菌進行硝化作用將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽同時聚磷菌進行好氧吸磷，剩余的有機物也在此被好氧細菌氧化，最后經(jīng)沉淀池進行泥水分離，出水排放，沉淀的污泥部分返回厭氧池，部分以富磷剩余污泥排出。

工藝特點：

（1）本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫N除P工藝，總的水力停留時間于其他同類工藝；

（2）在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹虞，SVI值一般均小于100；

（3）污泥中含P濃度高，一般為2.5%以上，具有很高的肥效；

（4）運行中勿需投藥，兩個A段只用輕緩攪拌，以不增加溶解氧為度，運行費用低；

（5）厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)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N除P的功能；

（6）脫N效果受混合液回流比大小的影響，除P效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫N除P效率不可能很高。

2 BAF曝氣生物濾池

BAF工藝是一種上流生物濾池，是一種運行可靠、自動化程度高、出水水質(zhì)好、抗沖擊能力強和節(jié)約能耗的新一代污水處理革新工藝，工藝成熟高效。

工藝流程：

污水通過濾料層，水體含有的污染物被濾料層截留，并被濾料上附著的生物降解轉(zhuǎn)化，同時，溶解狀態(tài)的有機物和特定物質(zhì)也被去除，所產(chǎn)生的污泥保留在過濾層中，而只讓凈化的水通過，這樣可在一個密閉反應(yīng)器中達到完全的生物處理而不需在下游設(shè)置二沉池進行污泥沉降。

濾池底部設(shè)有進水和排泥管，中上部是填料層，厚度一般為2.5~3.5m，為防止濾料流失，濾床上方設(shè)置裝有濾頭的混凝土擋板，濾頭可從板面拆下，不用排空濾床，方便維修。

擋板上部空間用作反沖洗水的儲水區(qū)，其高度根據(jù)反沖洗水頭而定。該區(qū)內(nèi)設(shè)有回流泵用于將濾池出水泵至配水廊道，繼而回流到濾池底部實現(xiàn)反硝化，在不需要反硝化的工藝中沒有該回流系統(tǒng)。填料層底部與濾池底部的空間留作反沖洗再生時填料膨脹之用。濾池供氣系統(tǒng)分兩套管路，置于填料層內(nèi)的工藝空氣管用于工藝曝氣(主要由曝氣風(fēng)機提供增氧曝氣)，并將填料層分為上下兩個區(qū)：上部為好氧區(qū)，下部為缺氧區(qū)。根據(jù)不同的原水水質(zhì)、處理目的和要求，填料層的高度不同，好氧區(qū)、厭氧區(qū)所占比例也相應(yīng)變化。

工藝特點：

◆上流濾池，底部渠道進配水，頂部出水；

◆濾料比重小于1；

◆穿孔管曝氣，節(jié)省設(shè)備投資和維護費；

◆濾頭在濾池的頂部，與處理后水接觸，易于維護；

◆重力反沖洗，無須反沖洗水泵；

◆工藝空氣和反沖洗用氣共用鼓風(fēng)機；

◆曝氣管可布置在濾層中部或底部，在同一池中可完成硝化、反硝化功能。

3 氧化溝工藝

氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質(zhì)上屬于延時曝氣系統(tǒng)。

工藝特點：

（1）氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池(Continuous Loop Reato,簡稱CLR)作生物反應(yīng)池，混合液在該反應(yīng)池中一條閉合曝氣渠道進行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環(huán)。一般由溝體、曝氣設(shè)備、進出水裝置、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成，溝體的平面形狀一般呈環(huán)形，也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。

（2）氧化溝法由于具有較長的水力停留時間，較低的有機負荷和較長的污泥齡。因此相比傳統(tǒng)活性污泥法，可以省略調(diào)節(jié)池，初沉池，污泥消化池，有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因為巧妙結(jié)合了CLR形式和曝氣裝置特定的定位布置，是式氧化溝具有獨特水力學(xué)特征和工作特性。

4 SBR工藝

SBR工藝是將反應(yīng)、沉淀和在一個池體內(nèi)，在同一池體內(nèi)分別完成進水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置等五個過程。該工藝不需要設(shè)置二沉池和污泥回流系統(tǒng)，對污染物的去除效率高、占地面積少、布置緊、運行方式靈活，對水量和水質(zhì)的變化有較大的適應(yīng)性，在操作運行管理方面就有較大的靈活性，并且運行費用低。

工藝機理：

SBR工藝與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。

工藝特點：

（1）理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好；

（2）運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質(zhì)好；

（3）耐沖擊負荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊；

（4）工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進行調(diào)整，運行靈活；

（5）處理設(shè)備少，構(gòu)造簡單，便于操作和維護管理；

（6）反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹；

（7）SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造；

（8）脫氮除磷，適當(dāng)控制運行方式，實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。

5 MBR工藝脫氮除磷

MBR是一種結(jié)合膜分離和微生物降解技術(shù)的高效污水處理工藝。在反應(yīng)器內(nèi)，一方面，膜組件將泥水高效分離，促使出水水質(zhì)改善；另一方面，污泥停留時間（SRT）與水力停留時（HRT）在反應(yīng)器內(nèi)相互獨立，可提高污泥濃度；此外，反應(yīng)器內(nèi)較長的SRT可使增殖緩慢的某些特殊菌（如自養(yǎng)硝化菌等）在活性污泥中出現(xiàn)，而膜組件又能將這些菌持留，從而使MBR處理效果得以改善。

MBR工藝具有一定局限性，對于生活污水，其僅依靠MBR本身其脫氮除磷能力只能達到40%至60%左右的去除率；對于工業(yè)廢水，其對難降解有機物的去除率并沒有得到太大改善。所以MBR工藝一般和SBR系列/AAO等工藝組合使用。

五種常見組合工藝：

1 SBR-MBR工藝

將SBR與MBR相結(jié)合形成的SBR-MBR工藝，除了具有一般MBR的優(yōu)點外，對于膜組件本身和SBR工藝兩種程序運行都互有幫助。由于膜組件的截留過濾作用，反應(yīng)中的微生物能最大限度地增長，利于世代時間較長的硝化及亞硝化細菌的生長繁殖，因此，污泥的生物活性高，吸附和降解有機物的能力較強，同時也具有較好的硝化能力。此外，SBR式的工作方式為除磷菌的生長創(chuàng)造了條件，同時也滿足了脫氮的需要，使得單一反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)同時高效去除氮磷及有機物成為可能。與傳統(tǒng)SBR系統(tǒng)相比，SBR-MBR在反應(yīng)階段利用膜分離排水，可以減少傳統(tǒng)SBR的循環(huán)時間；同時，序批式的運行方式可以延緩膜污染。

2 A2O-MBR工藝

由A2O工藝與MBR膜分離技術(shù)結(jié)合而成的具有同步脫氮除磷功能的A2O-MBR工藝，可進一步拓展MBR的應(yīng)用范疇。

在該工藝中設(shè)置有兩段回流，一段是膜池的混合液回流至缺氧池實現(xiàn)反硝化脫氮，另一段是缺氧池的混合液回流至厭氧池，實現(xiàn)厭氧釋磷。

A2O-MBR工藝中高濃度的MLSS、獨立控制的水力停留時間和污泥停留時間、回流比及污泥負荷率等都會產(chǎn)生與傳統(tǒng)A2O工藝不同的影響，具有較好的脫氮除磷效率。

3 3A-MBR工藝

3A-MBR是依據(jù)生物脫氮除磷機理，結(jié)合膜生物反應(yīng)器技術(shù)特點而形成的具有高效脫氮除磷性能的新型污水處理工藝。其基本原理是，膜生物反應(yīng)器內(nèi)的高濃度硝化液和高濃度活性污泥經(jīng)過回流系統(tǒng)形成良好的缺氧、厭氧條件，實現(xiàn)系統(tǒng)的高效脫氮除磷。該工藝的內(nèi)部流程依次是第一缺氧池、厭氧池、第二缺氧池、好氧池和膜池，膜池混合液分別回流至第一缺氧池和第二缺氧池。

第一缺氧池利用進水碳源和回流硝化液進行快速反硝化，接著混合液進入?yún)捬醭剡M行厭氧釋磷，減少了硝酸鹽對釋磷的影響，第二缺氧池再利用污水中剩余的碳源和回流的硝化液進一步反硝化脫氮，好氧池內(nèi)同步發(fā)生有機物降解、好氧釋磷和好氧硝化等多種反應(yīng)，徹底去除污水中的污染物，混合液再a經(jīng)膜過濾出水，實現(xiàn)了對污水中有機物和氮磷的去除。3A-MBR工藝合理地組合了有機物降解和脫氮除磷等各處理單元，協(xié)調(diào)了各種生物降解功能的發(fā)揮，達到了同步去除各污染指標(biāo)的目的，具有較高的推廣應(yīng)用價值。

4 A2O/A-MBR工藝

A2O/A-MBR工藝是一種強化內(nèi)源反硝化的新型工藝，該工藝利用MBR內(nèi)高濃度活性污泥和生物多樣性來強化脫氮除磷效果，工藝流程依次為厭氧、缺氧、好氧、缺氧和膜池。該工藝在普通A2O工藝后再設(shè)一級缺氧池，在利用進水快速碳源完成生物除磷和脫氮后，再利用第二缺氧池進行內(nèi)源反硝化，進一步去除TN，之后，再利用膜池的好氧曝氣作用保障出水。A2O/A-MBR工藝是針對進水碳源不足，而同時又有較高脫氮要求的污水處理項目所開發(fā)，也是強化脫氮的MBR脫氮處磷工藝。

5 A(2A)O-MBR工藝

A(2A)O-MBR工藝是兩段缺氧A2O工藝與MBR工藝的結(jié)合，其特點是在傳統(tǒng)的A2O工藝中設(shè)置了兩段缺氧區(qū)（缺氧區(qū)Ⅰ和缺氧區(qū)Ⅱ），在第一缺氧區(qū)內(nèi)從好氧區(qū)回流的NO3-完全被還原，實現(xiàn)完全反硝化；而在第二缺氧區(qū)內(nèi)實現(xiàn)內(nèi)源反硝化，節(jié)省外加碳源的投加。

有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)污泥中含有的碳水化合物(50.2%)、蛋白質(zhì)(26.7%)、脂肪(20.0%)均屬于慢速可生物降解碳源，如果將這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解碳源用于脫氮系統(tǒng)，則可大大提高污水的生物脫氮效率，同時避免了外加碳源，節(jié)約運行費用，因此具有很高的價值。A(2A)OMBR工藝生物池兩段缺氧的設(shè)計正是借鑒了這個原理。

6 CASS工藝

CASS是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，整個工藝在一個反應(yīng)器中完成，工藝按“進水—出水”、“曝氣—非曝氣”順序進行，在序批式活性污泥法（SBR）的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長方向設(shè)計為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時可連續(xù)進水，間斷排水。

工藝機理

在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)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(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程。

CASS工藝集反應(yīng)、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。

工藝流程：

（1）曝氣階段由曝氣裝置向反應(yīng)池內(nèi)充氧，此時有機污染物被微生物氧化分解，同時污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3-N；

（2）沉淀階段此時停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進行氧化分解。反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，開始進行反硝化反應(yīng)。活性污泥逐漸沉到池底，上層水變清；

（3）沉淀結(jié)束后，置于反應(yīng)池末端的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液。此時反應(yīng)池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化；

（4）閑置階段 閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段

工藝特點：

（1）處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定；

（2）通過程序控制可達到良好的脫氮除磷的目的；

（3）污泥沉降性能好，穩(wěn)定化程度高；

（4）能很好緩沖進水水質(zhì)、水量的波動；

（5）工藝簡單，基建投資較低；

（6）采用組合式模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計，方便分期建設(shè)和擴建工程；

（7）自動化程度高，運行管理較復(fù)雜，要求較高的設(shè)備維護水平；

（8）設(shè)備閑置率高，維修工作量大。

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CAST工藝

CAST工藝是循環(huán)式活性污泥法的簡稱，又稱為周期循環(huán)活性污泥工藝。整個工藝在一個反應(yīng)器中完成，工藝按“進水—出水”、“曝氣—非曝氣”順序進行，屬于序批式活性污泥工藝，是SBR工藝的一種改進型。它在SBR工藝基礎(chǔ)上增加了生物選擇器和污泥回流裝置，并對時序做了調(diào)整，從而大大提高了SBR工藝的可靠性及處理效率。

工藝機理：

CAST整個工藝在一個反應(yīng)器中完成有機污染物的生物降解和泥水分離過程。反應(yīng)器分為三個區(qū)，即生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)在厭氧和兼氧條件下運行，使污水與回流污泥接觸區(qū)，充分利用活性污泥的快速吸附作用而加速對溶解性底物的去除，并對難降解有機物起到酸化水解作用，同時可使污泥中過量吸收的磷在厭氧條件下得到有效釋放。兼氧區(qū)主要是通過再生污泥的吸附作用去除有機物，同時促進磷的進一步釋放和強化氮的硝化/反硝化，并通過曝氣和閑置還可以恢復(fù)污泥活性。

工藝特點：

（1）去除COD、BOD、SS、氨氮、磷效率高。

（2）能承受較大幅度的流量和有機負荷沖擊。

（3）占地少，投資低，可靠性好，運行費用較低。

（4）可有效地控制活性污泥膨脹。

（5）系統(tǒng)組成簡單，運行靈活。

（6）與傳統(tǒng)活性污泥法相比，CAST系統(tǒng)產(chǎn)生較少的活性污泥， 因此污泥處理成本相對較低。與A /0工藝和氧化溝工藝相比，建設(shè)運行費用、用地面積都較少；運行操作簡單、靈活；處理能力和適應(yīng)水質(zhì)能力都較強

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DAT-IAT工藝

DAT-IAT工藝是由需氧池以及間歇曝氣池兩個串聯(lián)的反應(yīng)池組成工藝主體構(gòu)筑物的一種污水處理工藝。由DAT池進水并進行連續(xù)曝氣，然后進入IAT池完成曝氣、沉淀、潷水并排除剩余活性污泥。

工藝流程：

進水階段：DAT-IAT系統(tǒng)的處理水是連續(xù)進入DAT。

反應(yīng)階段分兩部分：首先在DAT中連續(xù)曝氣，池中水流呈完全混合流態(tài)，絕大部分有機物得以降；經(jīng)DAT處理后的混合液通過兩池間的導(dǎo)流系統(tǒng)連續(xù)不斷進入IAT，IAT間歇曝氣進一步去除有機物，使處理出水達到排放標(biāo)準。

沉淀階段：沉淀階段只發(fā)生在IAT。當(dāng)IAT停止曝氣后，活性污泥絮體靜態(tài)沉淀與上清液分離，DAT流入IAT的混合液流速很低，對IAT不產(chǎn)生擾動，因此其沉淀效率顯著高于一般二沉池的動態(tài)沉淀。

排水階段：排水階段只發(fā)生在IAT。當(dāng)池水位上升到最高水位時，沉淀階段結(jié)束，設(shè)臵在IAT末端的潷水器開動，將上清液緩慢地排出池外，當(dāng)池水位降到最低水位時停止?jié)AT反應(yīng)池底部沉降的活性污泥大部分做為該池下個處理周期使用，一部分污泥用污泥泵連續(xù)打回DAT池作為DAT的回流污泥多余的剩余污泥引至污泥處理系統(tǒng)進行污泥處理。

待機階段：在IAT池潷水后完成了一個運行周期，兩周期間的間歇時間就是待機階段。該階段可視污水的性質(zhì)和處理要求決定其長短或取消。在以除磷為目的的裝臵中，剩余污泥的排放一般是在曝氣階段結(jié)束，沉淀開始的時候進行。

工藝特點：

(1)工藝穩(wěn)定性高：DAT-IAT工藝對進水水質(zhì)波動具有良好的適應(yīng)性。由于DAT池連續(xù)進水、連續(xù)曝氣起到了水力均衡的作用, 提高了工藝的穩(wěn)定性； DAT池和IAT池能夠保持較長的污泥齡和很高的MLSS濃度,對有機物負荷及毒物有較強的抗沖擊能力；由于IAT池可任意調(diào)節(jié)狀態(tài),有利于去除難降解的有機物。

(2)可脫氮除磷。IAT池的C/N較低，有利于硝化菌的繁殖，能夠發(fā)生硝化反應(yīng)，而且間歇曝氣能夠在時間上形成好氧/缺氧/厭氧交替出現(xiàn)的環(huán)境，在去除BODS的同時，可以取得一定的脫氮除磷效果。

(3)處理構(gòu)筑物少,工藝流程簡單。DAT-IAT反應(yīng)池集曝氣、沉淀于一體,可省去初沉池、二沉池和污泥回流裝臵。同時,在運行過程中,由于污泥已得到好氧穩(wěn)定,不需消化處理,只需濃縮脫水, ,可省去了消化池 。

(4)容積利用率高，基建投資省。對于曝氣池和二沉池合建的污水處理構(gòu)筑物來說，在保證沉淀效果的前提下盡可能提高曝氣容積比，可以減小池容，降低基建投資。DAT-IAT工藝在省去了二沉池等構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上具有最高的曝氣容積比，可達到66.7%，傳統(tǒng)SBR工藝一般為50%一60%.可以說DAT-IAT工藝是一種節(jié)省基建投資的工藝。

(5)工藝靈活性高，可調(diào)節(jié)性強。由于DAT-IAT工藝的連續(xù)進水和連續(xù)曝氣，可以根據(jù)原水水質(zhì)、水量的變化調(diào)整IAT池的運行周期，使其處于最佳工況；同時進水只發(fā)生在DAT池，排水只發(fā)生在IAT池，使系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性進一步增強，有利于有機物的去除。

(6)水位差最小。不論IAT池處于何種反應(yīng)階段，DAT池都是連續(xù)進水的，只是當(dāng)IAT池處于沉淀階段時，為避免進水對沉淀過程產(chǎn)生影響，將DAT池水注人IAT池的流速設(shè)計得非常低。其水位差小于1m。

(7)受負荷變化影響小。由于DAT池只進水而不直接排水，因此DAT-IAT運行中即使有水量與水質(zhì)的變化，對出水水質(zhì)也沒有太大的影響。

工藝缺點：

(1)回流污泥量大，能耗高。為了保持DAT池內(nèi)較長的污泥齡和較高的微生物濃度，得在IAT池內(nèi)安裝污泥泵，將IAT池內(nèi)的部分污泥用污泥泵連續(xù)抽回DAT池。

(2)脫氮除磷需要延長運行周期，增加攪拌脫氮除磷要求好氧/缺氧/厭氧交替的環(huán)境，由于該工藝的缺氧、厭氧環(huán)境是從好氧環(huán)境轉(zhuǎn)變過去，且只發(fā)生在灌水階段末期，反硝化和磷的釋放不充分，脫氮除磷的效果是有限的，因此，可根據(jù)要求增設(shè)攪拌裝臵延長缺氧、厭氧的時間，但這卻相應(yīng)地延長了運行周期。

(3)除磷效果差由于DAT- IAT工藝的厭氧只發(fā)生在灌水階段末期，持續(xù)時間很短，磷的釋放不充分，并且IAT池中殘留的溶解氧和NO3一N濃度對其也會產(chǎn)生影響；同時灌水階段末期可生物降解的有機物濃度很低，使聚磷菌沒有合適的基質(zhì)可利用；此外，泥齡愈短，除磷效果愈好，而DAT一IAT工藝屬于長泥齡工藝，故而除磷效果差。

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ICEAS工藝

ICEAS工藝，全稱為間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥法最大的特點就是在反應(yīng)器的進水端增加了一個預(yù)反應(yīng)區(qū)，運行方式為連續(xù)進水（沉淀期、排水期仍連續(xù)進水），間歇排水，無明顯的反應(yīng)階段和閑置階段。污水從預(yù)反應(yīng)區(qū)以很低的流速進入主反應(yīng)區(qū)，對主反應(yīng)區(qū)的泥水分離不會產(chǎn)生明顯影響。

工藝機理：

前部為預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。預(yù)反應(yīng)區(qū)可起調(diào)節(jié)水流的作用，主反應(yīng)區(qū)是曝氣、沉淀的主體。ICEAS是連續(xù)進水工藝，不但在反應(yīng)階段進水，在沉淀和潷水階段也進水。污水進入預(yù)反應(yīng)區(qū)后，通過隔墻底部的連接口以平流流態(tài)進入主反應(yīng)池，在主反應(yīng)池中進行間歇曝氣和沉淀潷水，成為連續(xù)進水、間歇出水的SBR反應(yīng)池，使配水大大簡化，運行也更加靈活。

工藝流程：

（1）曝氣階段 由曝氣系統(tǒng)向反應(yīng)池內(nèi)間歇供氧，此時有機物經(jīng)微生物作用被生物氧化，同時污水中的氨氮經(jīng)微生物硝化反硝化作用，達到脫氮的效果。

（2）沉淀階段 此時停止向反應(yīng)池內(nèi)供氧，活性污泥在靜止?fàn)顟B(tài)下降，實現(xiàn)泥水分離。

（3）潷水階段 在污泥沉淀到一定深度后，潷水器系統(tǒng)開始工作，排出反應(yīng)池內(nèi)上清液。在潷水過程中，由于污泥沉降于池底，濃度較大，可根據(jù)需要啟動污泥泵將剩余污泥排至污泥池中，以保持反應(yīng)器內(nèi)一定的活性污泥濃度。潷水結(jié)束后，又進入下一個新的周期，開始曝氣，周而復(fù)始，完成對污水的處理。

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零價鐵運用于污水脫氮除磷

鐵是活潑金屬，電極電位為-0.440 V 具有強還原能力因此具有一定氧化性的污染物在理論上都 能被還原降解。 Fe2+也具有還原性 E0 Fe3+/Fe2+ 為 -0.771 V ，因而當(dāng)水中有氧化劑存在時 Fe2+可進一 步氧化成 Fe3+ 。 液相中 Fe0 的化學(xué)還原是一個多步驟的化學(xué)腐蝕過程。 在 Fe0-H2O 體系中零價鐵為電子供體污染物為電子受體金屬被腐蝕，提供電子，污染物被還原。

工藝機理：

脫氮文獻綜述：

零價鐵脫氮過程多符合準一級動力學(xué)模型也有的過程既不符合一級動力學(xué)也不符合二級動力學(xué)模型。 在反應(yīng)產(chǎn)物的探討中大部分學(xué)者認為零價鐵脫氮反應(yīng)的產(chǎn)物為氨氮也有根據(jù)氮素平衡推測生成了少量氮氣。根據(jù) J. F. Devlin 等的研究 2 個反應(yīng)的吉布斯自由能不同證明在單純的零價鐵脫氮反應(yīng)中氨氮的生成反應(yīng)比氮氣更容易發(fā)生。

學(xué)者普遍認為反應(yīng)過程為耗氫過程 pH 會升高?；旌蠌姸?、酸度、零價鐵濃度、初始硝氮濃度等通過對表面反應(yīng)的質(zhì)量速率轉(zhuǎn)移限制而影響脫氮效率。表面吸附和氧化還原反應(yīng)是零價鐵去除NO3--N的主要機理。

除磷文獻綜述：

T. Almeelbi等的研究表明 400 mg/L納米鐵可在30 min去除96%~100%的磷1、5、10 mg/L比相同質(zhì)量濃度的微米鐵高出 13.9 倍。離子強度、硫酸鹽、硝酸鹽和腐植質(zhì)的存在會影響除磷效果低 pH 促進磷的吸附而高pH會促進磷的解析。

張穎純等研究表明酸性環(huán)境pH為3.0~ 7.0有利于零價鐵除磷但更低的pH會阻礙除磷，堿性條件會使磷解析而增加溶液中磷的濃度。零價鐵除磷的主要機理是 零價鐵對磷酸根的吸附作用、零價鐵在水中腐蝕產(chǎn)生Fe2+對磷酸根的化學(xué)沉淀作用以及鐵氫氧化物與磷酸根的共沉淀作用。

Yan Liu 等探究了零價鐵納米顆粒對 副球菌屬生物脫氮的影響。投加 50 mg/L納米鐵會增加硝氮的去除率但納米鐵濃度較高時納米鐵的還原產(chǎn)物二價鐵離子的生物毒性會降低生物去除 率 但仍然比單純的細菌的去除率高。

K. H. Shin 等探究了納米鐵存在下微生物的脫氮還原效果結(jié)果表明鐵-生物系統(tǒng)中 3 d 就可以全部脫氮而單獨的生物系統(tǒng)7 d也只能脫氮 50% 且鐵-生物系統(tǒng)不受大量硫存在的影響。納米鐵的還原產(chǎn)物二價鐵離子可在體系中扮演電子供體的角色。這樣納米鐵既彌補了生物脫氮的缺點又保留了生物脫氮的優(yōu)點。

V. Ivanov 等探究了不同粒徑鐵礦石對污水廠污泥脫水回流水的生物除磷效果結(jié)果表明鐵礦石還原菌可將鐵還原成二價鐵并促進磷的去除 最終磷的去除率可達到90%以上。

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鋁鹽除磷機理

污水處理中常用的鋁鹽包括聚合氯化鋁( PAC)、聚合硫酸( PAS)、聚合氯化鋁鐵( PAFC)和硫酸鋁鉀等。協(xié)同除磷的過程中，Al發(fā)生水 解聚合系列的化學(xué)反應(yīng)形成多種羥基多核聚合物，從而對污染物有強烈吸附作用

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改性沸石脫氮除磷工藝

脫氮除磷機理：

沸石骨架主要由氧硅（SiO4）四面體和氧鋁（AlO4）四面體通過頂點的氧原子相互聯(lián)接而成。由于AlO4產(chǎn)生的過量負電荷，需要由陽離子來中和，因此沸石內(nèi)部通道和空隙中存在可交換的陽離子，且與沸石骨架聯(lián)系較弱。天然沸石孔徑一般在0.4nm左右，大于這個孔徑的分子和離子將不能進入。NH4+ 的離子半徑為 0.286 nm可以進入沸石的內(nèi)部孔道進行離子交換，因此天然沸石對氨氮有較強的選擇吸附性。

因為沸石孔道不夠均勻且相互連通的程度也較差，孔道因含雜質(zhì)而阻塞。為提高天然沸石的吸 附、離子交換等性能，必須對天然沸石進行改性處 理。另外水中的磷主要以磷酸鹽的形式存在，沸石中硅鋁結(jié)構(gòu)帶負電荷，對磷酸鹽的吸附性差?？梢酝ㄟ^對沸石改性來提高對磷的去除。達到脫氮除磷的目的。改性包括（鹽性改性/酸性改性/堿性改性/物理改性/稀土改性/有機陽離子表面活性劑改性等）。

改性沸石脫氮除磷文獻綜述：

段金明等以氯化鋁、硫酸鎂為活性劑，采取高溫活化，對天然沸石進行改性，以模擬二級出水為研究對象，實驗結(jié)果表明 15 min 后改性沸石脫氮除磷過程基本完成，其 pH 值范圍與實際污水相符，最佳 pH 值為 8；當(dāng)投加質(zhì)量濃度為 0.8 g/L 時，出水中氨氮濃度和總磷濃度均達到景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準（GB T 18921—2002）。

李彬等采用氧化鑭改性沸石用于同步脫氮除磷實驗。在鑭離子質(zhì)量濃度為0.5%/PH為10的條件下浸漬16h以上，于110干燥陳化24h后，再于溫度450~500下煅燒1h，冷卻后過篩取篩下粒徑120目以上的改性沸石為最佳稀土吸附劑，結(jié)果表明對磷酸鹽和氨氮的進水最佳PH為4，此時最大靜態(tài)吸附分別達到25.50mg/g，當(dāng)進水PH為4~8時，氨氮濃度為10mg/L 磷濃度為5mg/L時出水PH為6~9，對二者的去除率分別達到80%/90%，吸附劑再生7次后對氮磷的去除率仍然保持在80%以上

工藝特點：

（1）成本高昂。每噸沸石的市場售價在 200元左右，假設(shè)污水廠的進水氨氮值為20 mg L、出水濃度為 2 mg L、改性沸石的吸附量為13.5 mg/g，則處理1噸污水的價格為 0.27 元。如果加上改性成本，費用更高。

（2）回收再生困難，回收成本高，回收效果一般。

（3）脫氮除磷處理效果好，去除率高，普遍達到85%以上。

來源：水處理部落

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