一體化生活污水處理裝置

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 MSBR法的主要運行特點
(1)MSBR系統(tǒng)能進行不同配置的設(shè)計和運行，以達到不同的處理目的。
(2)每半個運行周期中，步驟的數(shù)量和每步驟所需的時間，取決于原水的特性和出水的要求。這里介紹了6個運行步驟，但所需總的步驟可以被系統(tǒng)設(shè)計者所選擇。常常可以在實際運行中減少，以便使運行過程簡單化。例如，步驟1和步驟2能通過延長步驟1和減少步驟2的時間來合并這兩步為一步。增加步驟1的時間則增加序批處理格有機碳的量，這使得在不進原水的缺氧混合時間需要更長，以平衡步驟3。也可以增加步驟，進行更多的缺氧-好氧序批操作，來處理有機物和氨氮濃度更高的原水，以達到更低出水總氮的要求。

(3)在每半個循環(huán)中，原水大部分時間是進入主曝氣格。接著是部分或全部污水進入作為SBR的序批處理格。在主曝氣格中完成了大部分有機碳、有機氮和氨氮的氧化。另外，主曝氣格在*混合狀態(tài)下連續(xù)曝氣，創(chuàng)造了一個穩(wěn)定的生物反應(yīng)環(huán)境。這使得整個設(shè)備能承受沖擊負荷的影響。
(4)從序批處理格到主曝氣格的循環(huán)流動，使得前者積聚的懸浮固體運送到了后者。循環(huán)也把主曝氣格內(nèi)的被氧化的硝化氮運送到在半個循環(huán)的大部分時期處在缺氧攪拌狀態(tài)下的序批處理格，實現(xiàn)脫氮的目的。
(5)污泥層作為一個污泥過濾器，對改善出水質(zhì)量和缺氧內(nèi)源呼吸進行的反硝化有重要作用。MSBR系統(tǒng)生物除磷脫氮機理
根據(jù)目前普遍接受的Comeau等人提出的生物除磷理論：在厭氧條件下，活性污泥中的聚磷微生物將細胞內(nèi)的聚磷水解為正磷酸鹽釋放到胞外，以此為能量吸收污水中的易降解有機物(如：揮發(fā)性脂肪酸，VFA)，并將其合成為聚β羥基丁酸(PHB)儲存在體內(nèi)。
在好氧條件下，聚磷微生物以游離氧作為電子受體氧化胞內(nèi)儲存的PHB，利用反應(yīng)產(chǎn)生的能量從污水中過量攝取磷并合成為聚磷酸鹽儲存于胞內(nèi)，微生物好氧攝取的磷遠大于厭氧釋放的磷，通過排放剩余污泥實現(xiàn)除磷。MSBR系統(tǒng)對除磷脫氮具有良好的效果和穩(wěn)定性(如同A2/O除磷脫氮系統(tǒng)相比)，這是由其工藝特點決定的。根據(jù)MSBR系統(tǒng)的工藝流程，在空間和時間上可以認為系統(tǒng)是按照以下方式進行的：原污水→厭氧→好氧→缺氧→好氧→混合液回流(或沉淀出水)。

這運行方式相當于兩級A/O系統(tǒng)的串聯(lián)，對除磷十分有利：
①聚磷微生物經(jīng)過厭氧釋磷后直接進入生化效率較高的好氧環(huán)境，聚磷微生物在厭氧池形成的吸磷動力可以充分地得以利用；而在A2/O系統(tǒng)中，厭氧釋磷后要先經(jīng)過生化效率較低的缺氧階段再到好氧階段，會使在厭氧環(huán)境中形成的吸磷動力有所損失。
②系統(tǒng)中的污泥(排放的剩余污泥除外)可以全部完整地經(jīng)過厭氧Ο好氧環(huán)境，完成磷的厭氧釋放和好氧吸收過程使系統(tǒng)的除磷效率得以提高；而A2/O系統(tǒng)存在混合液回流，這部分污泥未經(jīng)過厭氧狀態(tài)，會降低除磷效率。
③全部污泥完整地經(jīng)過厭氧Ο好氧環(huán)境，有助于污泥中聚磷微生物的增長富集。
④系統(tǒng)的回流污泥經(jīng)過了脫氮處理，消除了NO-x-N的干擾，使聚磷微生物能夠在厭氧環(huán)境中進行聚磷的水解和釋放。
從系統(tǒng)的運行方式可以看出，脫氮作用是通過后置反硝化完成的。但污水經(jīng)過了厭氧、好氧階段的反應(yīng)，有機物濃度已大為降低，反硝化作用所需的有機碳源是如何滿足的呢?傳統(tǒng)的反硝化理論顯然難以圓滿解釋這一問題，我們有理由得出這樣的結(jié)論：微生物是利用細胞內(nèi)儲存的有機物進行了反硝化，即內(nèi)碳源反硝化。
利用內(nèi)碳源進行反硝化具有很多優(yōu)點：可以取消前置反硝化常見的內(nèi)回流系統(tǒng)，降低能耗，使系統(tǒng)的運行更為合理；另外還無需添加碳源。利用內(nèi)碳源進行反硝化在國外已有報道，但對其機理的研究尚處于起步階段，許多問題還有待于進一步的研究。
MSBR工藝除磷影響因素
MSBR工藝中影響除磷的因素很多，有進水COD/P、COD/N、內(nèi)回流比R、曝氣池MLSS等。
各因素對TP去除效果的影響程度不同，在選定的影響因素中，進水COD/P對MSBR除磷的影響大，其次是曝氣池MLSS，再次是污泥回流比R，后是進水COD/N，即影響程度的順序為COD/P>MLSS>R>COD/N。
進水COD/P對除磷的影響決定系統(tǒng)除磷效果好壞的關(guān)鍵是進水水質(zhì)，尤其是進水碳磷比。見圖2為進水COD400mg/l、NH+3-N40mg/l時進水COD/P對除磷的影響。由圖可知，當進水COD/P為40～150，隨著進水COD/P的增大，厭氧池基質(zhì)相對增加，VFAs較充足，PAOs釋磷增加，出水TP濃度逐漸降低。
COD/P小于100時，出水TP隨COD/P增大減小明顯，但當COD/P大于100時，出水TP基本上不再變化。TP去除率在COD/P40～100時逐漸增大，當COD/P>100時去除率逐漸減小。說明當COD/P比值增大到一定程度時，有機底物相對充足，而磷卻處于相對缺乏的狀態(tài)，故磷的去除率不再因COD/P的增大而增大，出水TP濃度下降趨緩。

SBR 新工藝的研究與開發(fā)
近幾年來, 人們圍繞SBR 法展開了大量的研究工作, 并在工業(yè)廢水處理中得到成功應(yīng)用。這些新工藝的創(chuàng)新點是: 一方面在反應(yīng)器中添加介質(zhì), 控制微生物群落的組成、濃度和活性, 提高微生物對難降解廢水的處理能力; 另一方面將SBR 與其他工藝相結(jié)合, 研發(fā)了以SBR 為主的新工藝。

( 1) PAC( 粉末活性炭) +SBR。在SBR 反應(yīng)器中添加活性炭, 通過其在進水段的吸附作用, 使混合液中有毒難降解污染物濃度減少, 減輕對生物的抑制作用, 同時緩沖了水中有機負荷的沖擊。由于活性炭的吸附作用, 使得污泥系統(tǒng)中始終保持一定量的有機質(zhì), 為微生物提供了豐富的營養(yǎng)。活性炭比表面積非常大, 可為生物的生長提供很大的空間, 微生物會附著在其表面, 形成飽滿而密實的菌膠團, 長出厚厚的生物膜, 炭表面的有機物和微生物之間不斷調(diào)節(jié),相互適應(yīng), 形成了一種穩(wěn)定的生化處理系統(tǒng)。在反應(yīng)過程中, 活性炭會對環(huán)境中的溶解氧(DO) 起調(diào)節(jié)作用, 當環(huán)境中DO 濃度較高時, 因為活性炭對DO 的吸附, 縮小了環(huán)境與菌膠團之間的DO 差距; 當環(huán)境中DO 濃度較低時, 活性炭吸附的DO 會釋放, 污泥仍能保持較高的耗氧速度。活性炭表面的高濃度基質(zhì)、高溶解氧和微生物三者構(gòu)成的共存體系, 為生化反應(yīng)創(chuàng)造了*條件, 取得了比單純SBR 法效率高的處理效果。馮曉西等用鐵炭微電解— 亞鐵還原氧化法對含有以間二硝基苯、間硝基苯胺等物質(zhì)為主的工藝廢水進行預(yù)處理后, 再按一定的比例與輕污染廢水混合, 經(jīng)兼氧生化、PAC— SBR 處理后, 可使廢水CODCr 去除率達到92%, BOD5 去除率達到98%, 硝基苯類去除率達到97%, 苯胺類去除率達到98% , 揮發(fā)酚去除率達到99.6%, 色度可從5.8×10^4～1.0×105 倍減少至8 倍。

( 2) 添加其他填料的SBR。吳生等采用“膨潤土吸附— 泡沫分離— SBR 生物處理工藝”處理日化行業(yè)洗發(fā)精廢水, 其主要成分有: 烷基聚氧乙烯硫酸鹽、液K、BS- 12 等各類表面活性劑、保濕劑、增潔劑和色素AES 等, 取得了較明顯的效果, 其CODCr去除率接近或超過80%, 并且膨潤土具有價格便宜,泥渣易于脫水的特點〔19〕。王大軍等在SBR 反應(yīng)器內(nèi)加入彈性填料, 通過對沈陽市幾個乳品廠采集的污水進行實驗研究, 取得了工藝參數(shù), 并應(yīng)用于實際污水工程中驗證, CODCr 去除率達30%～50%。
( 3) 兩段SBR。借鑒AB 工藝的基本思想, 由兩套SBR 串聯(lián)構(gòu)成, 在每個SBR 反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)出適合于降解不同有機物的專性菌, 從而使廢水中的不同種類的有機物在各自相適應(yīng)的生化條件下得到充分降解。彭永臻等利用兩段SBR 處理化工廢水, 在兩個反應(yīng)器中分別培養(yǎng)出適宜降解乙酸和芳香族有機物的活性污泥, 成功地克服了葡萄糖效應(yīng), 大大提高了SBR 法的處理效率。