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北極星水處理網(wǎng)訊:前言

污（廢）水處理和水質(zhì)凈化的技術(shù)可分為兩大類，需要借助生物（微生物、植物、動(dòng)物）處理的生化處理技術(shù)和依據(jù)物理、化學(xué)、物理化學(xué)原理的物化處理技術(shù)。本文只涉及生化水處理技術(shù)方面。

話說(shuō)天下的生化水處理技術(shù)，門派林立，武學(xué)理論浩如煙海。傳統(tǒng)的生化水處理武林門派，根據(jù)其對(duì)煉氣的態(tài)度，可分為好氧教派和厭氧教派。

好氧教派認(rèn)為，要想治水，必須煉氣，需要不斷地供氣（氧氣）修煉，方能修得至尊武學(xué)境界。厭氧教派則認(rèn)為，治水不一定非得煉氣，不憑借外物（氧氣）而處理好水質(zhì)，才是好武功好技術(shù)。

好氧教派

好氧教派主要有活性污泥教和生物膜教。

1914年，雅頓（Arden）和洛凱特（Locket）發(fā)現(xiàn)了活性污泥具有凈化水質(zhì)的作用，從而開啟了活性污泥教。活性污泥教的武學(xué)理念是，活性污泥懸浮生長(zhǎng)于水中，在曝氣情況下，活性污泥首先吸附水中的有機(jī)污染物，然后再慢慢地把有機(jī)污染物同化，幫助污泥生長(zhǎng)，或?qū)⒂袡C(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物；最終在二沉池泥水分離，使水質(zhì)得到凈化。

活性污泥法

活性污泥教內(nèi)部對(duì)武學(xué)理念產(chǎn)生分歧，逐漸分成推流派和完全混合派。推流派認(rèn)為，污（廢）水和回流污泥從曝氣池的一端進(jìn)入，呈推流形態(tài)流到曝氣池的另一端。整個(gè)過(guò)程中推流橫斷面上各點(diǎn)濃度均勻，縱向不存在摻混，污染物濃度在進(jìn)口端最高，在出口端最低。

完全混合派則認(rèn)為，污（廢）水一進(jìn)入曝氣池，在曝氣攪拌作用下，整個(gè)池子內(nèi)各點(diǎn)污染物濃度、污泥濃度、需氧速率完全一致，這些參數(shù)只隨停留時(shí)間變化。

最早的活性污泥法采用的就是推流派的方法，很快就發(fā)現(xiàn)曝氣池前段供氧不足，而后段供氧過(guò)剩。推流派在解決這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，研究出漸減曝氣（曝氣沿程漸減）、階段曝氣（分段進(jìn)水）、延時(shí)曝氣（延長(zhǎng)曝氣時(shí)間）、改良曝氣（選用生長(zhǎng)旺盛期的活性污泥）、吸附再生（將活性污泥吸附和穩(wěn)定兩階段分開）等武學(xué)新招式。

完全混合派也不甘落后，在普通完全混合曝氣池的基礎(chǔ)上，改進(jìn)為深井曝氣、淺層曝氣、純氧曝氣等新招式。

20世紀(jì)70年代，伯恩克（Boehnke）受吸附再生法啟發(fā)，研究出了吸附-生物降解（AB法）武學(xué)秘籍。此秘籍將活性污泥反應(yīng)分成兩段，A段為生物吸附段，一座吸附池，接一座中沉池；B段為生物降解段，一座曝氣池，接一座終沉池。兩段進(jìn)水負(fù)荷、污泥濃度、溶解氧、水力停留時(shí)間、污泥齡、污泥回流比等條件不同，能降低能耗、耐沖擊負(fù)荷，更能方便改進(jìn)。其機(jī)要就在B段，可以替代為BAF、A/O、A/A/O、SBR、氧化溝等，這樣就修成可脫氮除磷、深度處理的至高武林境界。而AB法的A段較粗獷，在這里承受污（廢）水的沖擊負(fù)荷，保護(hù)了較金貴的B段。

AB法

繼傳統(tǒng)的推流派和完全混合派之后，活性污泥教又創(chuàng)新開創(chuàng)了序批派和氧化溝派。

序批派最典型的招數(shù)就是序批式活性污泥法（SBR），其特點(diǎn)是進(jìn)水、曝氣、沉淀、潷水、閑置全部工序都在同一個(gè)池子（或反應(yīng)器）內(nèi)完成，只不過(guò)不同的時(shí)間干不同的事罷了。很明顯此招最大的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約占地，無(wú)需沉淀池；而且因?yàn)槭切蚺降模ㄒ慌慌靥幚恚\(yùn)用靈活、可防止污泥膨脹。

SBR的進(jìn)水階段可視為推流式，進(jìn)水時(shí)是否曝氣可決定其處于好氧、缺氧還是厭氧，靈活方便。SBR的純曝氣階段可視為完全混合式。故序批派兼收并蓄了推流派和完全混合派，武學(xué)造詣更為精進(jìn)。

SBR

序批派在SBR的基礎(chǔ)上，不斷追求創(chuàng)新，又創(chuàng)造了改良型SBR（MSBR，用2個(gè)或2個(gè)以上SBR池，化間歇處理為連續(xù)處理）、循環(huán)式活性污泥法（CAST，在進(jìn)水處設(shè)置生物選擇區(qū)，通俗地講就是多了缺氧或厭氧，可以脫氮除磷）、間歇循環(huán)延時(shí)曝氣系統(tǒng)（ICEAS，延長(zhǎng)池子長(zhǎng)度，使出水時(shí)可以同時(shí)進(jìn)水而不影響出水水質(zhì)，提高效率）等最頂尖的生化水處理武學(xué)秘籍。如果一套污水廠同時(shí)掌握了MSBR、CAST和ICEAS，一定會(huì)成為一等一的武林高手。

氧化溝（Oxidation ditch）派是從推流派的延時(shí)曝氣法改進(jìn)而來(lái)，其構(gòu)筑物呈封閉無(wú)終端渠形，污（廢）水和活性污泥混合液依靠表面曝氣和機(jī)械推流，不斷在構(gòu)筑物中循環(huán)。氧化溝中水流雖然呈推流式，但過(guò)程動(dòng)力學(xué)接近完全混合式，故氧化溝派也是兼收并蓄了推流派和完全混合派的武學(xué)理念。怎么理解氧化溝具有完全混合式的特點(diǎn)，因?yàn)檠趸瘻蠘?gòu)筑物中的水量非常大，往往是進(jìn)水量的20~30倍，且在不斷循環(huán)，可視為進(jìn)水一進(jìn)入氧化溝就被稀釋了20~30倍，構(gòu)筑物水體處于完全混合狀態(tài)。

氧化溝

氧化溝的優(yōu)勢(shì)是能耗低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、出水穩(wěn)定、具有溶解氧濃度梯度（利用這一點(diǎn)可以脫氮除磷）。氧化溝派日益精進(jìn)武藝，開創(chuàng)了卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝（多溝串聯(lián)型）、奧貝爾（Orbal）氧化溝（同心圓或橢圓型）、一體化氧化溝（集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能于一體）、交替式氧化溝（兩溝型DE和三溝型T）、導(dǎo)管式氧化溝、射流曝氣氧化溝等新招式。其中，交替式氧化溝結(jié)合了SBR和傳統(tǒng)氧化溝的武學(xué)精髓，掌握這一招式的氧化溝可以成為武林高手。

序批派和氧化溝派是活性污泥教的先進(jìn)代表，隨著時(shí)間的推移，活性污泥教又新出現(xiàn)了投加混凝劑（助凝劑）的活性污泥法和投加高效菌種的活性污泥法。也許這些新興招式改進(jìn)后，又會(huì)稱霸武林。

好，介紹完活性污泥教，接下來(lái)講講好氧教派的另一大陣營(yíng)生物膜教。生物膜教的歷史可以追溯到1893年，生物膜附著在填料（或?yàn)V料）上生長(zhǎng)，同樣是通過(guò)微生物的吸附和穩(wěn)定兩個(gè)階段去除水中污染物。生物膜生物種類豐富，生物鏈長(zhǎng)，一般由細(xì)菌（好氧、厭氧、兼性）、真菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物和藻類，甚至是昆蟲幼蟲組成。和活性污泥教相比，生物膜教的微生物利用率更高、抗沖擊能力強(qiáng)、剩余污泥產(chǎn)量少。

生物膜教認(rèn)為，水中污染物的去除需經(jīng)歷污染物在液相中紊流擴(kuò)散、污染物在膜界面擴(kuò)散傳遞、氧向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散和吸附、有機(jī)物氧化分解、微生物新陳代謝等過(guò)程。

生物膜法

生物膜教對(duì)載體（填料或?yàn)V料）存在狀態(tài)的理解不同，劃分為固定床派和移動(dòng)床派。

最早的生物膜教技術(shù)普通生物濾池（又叫低負(fù)荷生物濾池）就來(lái)自于固定床派。普通生物濾池由濾床及池體、布水設(shè)備和排水系統(tǒng)組成，為非浸沒(méi)式生物膜。氧氣來(lái)源于自然通風(fēng)，節(jié)約了機(jī)械曝氣的動(dòng)力成本。但這招破綻很明顯，容易被濾料堵塞而化解，故濾池前必須設(shè)初沉池。

普通生物濾池

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