Orbal 氧化溝同時硝化/反硝化及生物除磷的機理研究

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活性污泥法是一種廢水生物處理工藝，它也可設計成除營養即脫氮除磷的構形，通過混合使非曝氣段形成缺氧及厭氧環境而達到上述目的。Grady、Daigger及Lim[1]定義瞭其發生在各段中的功能及獲得不同除營養程度的必要條件。采用這些明確定義的缺氧及厭氧段工藝已發展瞭20年，至今仍在污水處理中廣為應用。　　與此同時，在那些沒有很明顯的缺氧及厭氧段的活性污泥工藝中，人們曾多次觀察到脫氮除磷現象，在曝氣系統中也曾多次觀察到氮的消失[2]，這些現象被稱為同時硝化/反硝化。另外，人們在同一個曝氣池中也觀察到生物除磷現象[3、4](其中並沒有正式的厭氧段存在)。正如表1所列，同時去除營養(氮及/或磷)即SBNR系統提供瞭今後降低投資並簡化生物除營養(BNR)技術的可行性。然而，對於SBNR的機理至今還沒有很深入地認識與瞭解，它不僅僅是一個設計與運行的簡單問題。如果能對其應用機理很好地進行分析，則SBNR的推廣應用范圍將更廣泛，使其能在現有處理設施中更易被采用。優點（2）不需單獨設置缺氧及/或厭氧段裝置 （3）不需要液內循環 （4）可以在現有設施中實施，不需另設構築物　　由於生物反應池混合形態不均，例如充氧裝置的不同，可在生物反應池內形成缺氧及/或厭氧段。此種情況稱為生物反應池的大環境，即宏觀環境。　　② 菌膠團　　缺氧及/或厭氧段可在活性污泥菌膠團內部形成，即微環境。 　　③ 新的專用微生物菌種 　　目前先進的微生物學已在一定范圍內展示先前並沒有被認識的微生物菌種，其可以在曝氣生物反應池中用來去除氮、磷。 　　在生產規模的生物反應池中，整個反應池處於完全均勻混合狀態的情況並不存在。就氧化溝及一些通過采用充氧裝置來完成大量混合液循環的處理廠而言[1、5]，高度的充氧發生在反應池一端，受限制的充氧發生在反應池的其餘部分，混合液在曝氣及非曝氣段循環。這種生物反應池流態也是BNR系統的特點，定義為好氧、缺氧、及厭氧段。 　　此外，發生在菌膠團內部的溶解氧濃度梯度目前也已被公眾認同，從而使實現BNR所必須的缺氧及/或厭氧段可在菌膠團內部形成。因此，SBNR也可在這種非正式的、沒有形成明顯區別的缺氧及/或厭氧段內被觀察到[6～8]。事實上，根據這個機理，目前已對有關達到脫氮的SBNR工藝的運行效果建立瞭數學模型，並進行瞭分析。　　在過去幾年中，許多新的氮生物化學菌族被鑒別出來，其中至少部分菌種以組團形式對SBNR起作用，包括起反硝化作用的自養硝化菌(統稱AMANMOX工藝)及起硝化作用的異養菌(即曝氣反硝化)[9]。目前對生物化學及生物除磷工藝的微生物學理解還不夠完善，對其認識還在發展之中[10]。 　　以上所闡述的關於研究SBNR最基本假設的三個機理可以同時應用於任何系統中實現SBNR，但符合邏輯的每種機理的相對作用可能變化，這取決於系統的設計及運行參數。理解及控制SBNR的關鍵是要瞭解工藝設計及運行參數將如何影響SBNR，這也是整個SBNR研究的基本目標。 　　本文對那些具有生產規模的、已知或被認為具備發生SBNR的活性污泥處理廠進行定性分析，以確定SBNR在其中的狀況，重點放在采用Orbal構形的污水處理廠。Orbal工藝生物反應池是由3個閉路環形溝道以串聯方式組成。其中每個溝道充氧程度不同，因而在各溝道創造瞭不同的環境[6]。這種變化的空間環境貫穿於整個生物反應池，以使先前描述的第一個混合形態機理得以成立及應用。同時由於3個溝道均處於曝氣狀態，故液相中溶解氧濃度受到控制，從而造成一種在生物菌膠團內部形成缺氧及/或厭氧微環境的趨勢(即第二個機理)，這就使得Orbal構形成為理想的研究SBNR的對象。同時若將重點集中於具體處理廠的有關構形，則可允許對與SBNR有關的其它設計及運行參數的影響因素進一步定性分析。 　　① 定性分析發生在所選生產規模的處理廠中同時脫氮、除磷的程度；1 方法及材料1.1 Orbal 工藝描述 　　圖1提供瞭一個典型的三溝道Orbal處理系統的簡圖。廢水從溝道1(外溝道)進入，然後依次流入溝道2、3(內溝道)。曝氣池混合液出水流入二沉池。回流污泥由二沉池打回溝道1。充氧是通過曝氣轉碟來完成，這種充氧方式同時也使混合液在各自溝道呈懸浮態的循環。象其它閉路循環生物反應池一樣，混合液將在其溝道內循環多次再流入下一個溝道，其有趣的是曝氣轉碟在每個軸承上的安裝片數及其轉動方向(基點方向、突高點方向)可靈活變化，因而允許每個溝道的供氧量呈變化狀態，曝氣轉碟的轉速及浸沒深度也可根據充氧要求調整。溝道1約占整個系統體積的50％～55％，溝道2、3各占約30％～35％、15％～20％。 Tags:禮品,souvenir,贈品,文具,紀念品,環保,環保袋批發,禮品訂造,筆,餐具,帆布袋,canvas bag,獎座,毛巾,水樽