二級(jí)生化污水處理系統(tǒng)
酸堿廢水是廢水處理時(shí)常見的一種。酸性廢水主要來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、電鍍廠和礦山等，廢水處理要重點(diǎn)治理含有各種有害物質(zhì)或重金屬鹽類。廢水處理中酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差別很大，低的小于1％，高的大于10％。堿性廢水主要來自印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等。廢水處理時(shí)，會(huì)遇到含有機(jī)堿或含無機(jī)堿。堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有的高于5％，有的低于1％。酸堿廢水中，除含有酸堿外，常含有酸式鹽、堿式鹽以及其他無機(jī)物和有機(jī)物。
酸堿廢水具有較強(qiáng)的腐蝕性，如不加治理直接排出，會(huì)腐蝕管渠和構(gòu)筑物；排入水體,會(huì)改變水體的pH值,干擾，并影響水生生物的生長(zhǎng)和漁業(yè)生產(chǎn)；排入農(nóng)田，會(huì)改變土壤的性質(zhì)，使土壤酸化或鹽堿化，危害農(nóng)作物；酸堿原料流失也是浪費(fèi)。所以酸堿廢水應(yīng)盡量回收利用，或經(jīng)過處理,使廢水的pH值處在6～9之間,才能排入水體。酸堿廢水處理的一般原則是：
(1)高濃度酸堿廢水，應(yīng)優(yōu)先考慮回收利用的廢水處理法，根據(jù)水質(zhì)、水量和不同工藝要求，進(jìn)行廠區(qū)或地區(qū)性調(diào)度，盡量重復(fù)使用：如重復(fù)使用有困難，或濃度偏低，水量較大，可采用濃縮的廢水處理法回收酸堿。
(2)低濃度的酸堿廢水，如酸洗槽的清洗水，堿洗槽的漂洗水，應(yīng)進(jìn)行中和廢水處理。
對(duì)于中和處理，應(yīng)首先考慮以廢治廢的廢水處理原則。如酸、堿廢水相互中和或利用廢堿(渣)中和酸性廢水，利用廢酸中和堿性廢水。在沒有這些條件時(shí)，可采用中和劑廢水處理。
高濃度酸堿廢水的回收利用
對(duì)于高濃度含酸（一般在10％以上）、含堿（一般在5％以上）廢水,首先應(yīng)根據(jù)水質(zhì)、水量和不同工藝要求，進(jìn)行廠區(qū)或地區(qū)性調(diào)度，盡量重復(fù)使用；如重復(fù)使用有困難,或濃度較低,水量較大，可采用濃縮的方法回收酸堿。
目前含酸廢水回收利用的方法主要有：浸沒燃燒高溫結(jié)晶法、真空濃縮冷凍結(jié)晶法和自然結(jié)晶法。浸沒燃燒高溫結(jié)晶法的基本過程是：將煤氣燃燒所產(chǎn)生的高溫氣體直接噴入待蒸發(fā)的廢液,去除廢液中的水分,濃縮并回收酸類物質(zhì)。這種濃縮方法適用于處理大量廢水，其優(yōu)點(diǎn)是熱效率高，回收的再生酸濃度較高(可達(dá)42.6％)；缺點(diǎn)是酸霧大，防腐蝕要求較高，并須有可燃?xì)怏w來源。真空濃縮和自然結(jié)晶法的基本過程是：利用真空減壓法降低含酸廢水的沸點(diǎn),以蒸發(fā)水分,濃縮并回收酸類物質(zhì)。這種濃縮方法的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度較高，酸霧問題易于解決；缺點(diǎn)是回收的再生酸濃度較低（僅為18～20％）；需用耐酸防腐蝕材料較多，設(shè)備投資較大。自然結(jié)晶法主要是利用含酸廢水制取硫酸亞鐵、硫酸銨等化工原料和化學(xué)肥料。此外，還可用滲析法、離子交換法回收酸、堿物質(zhì)。在水處理工藝中，也可將酸性廢水用于給水軟化的磺化煤再生和用于水質(zhì)穩(wěn)定等。
低濃度酸堿廢水的處理 對(duì)于低濃度含酸 （4％以下）、含堿（2％以下）廢水,還沒有經(jīng)濟(jì)有效的回收利用方法。為避免酸堿廢水造成危害，應(yīng)在排放前加以處理。處理的方法主要是中和法。在含酸廢水中加入堿性物質(zhì)，或在含堿廢水中加入酸性物質(zhì),進(jìn)行中和反應(yīng),使之生成鹽類物質(zhì)和水。酸堿廢水的中和方法主要有三種：
①有條件時(shí)，應(yīng)利用酸、堿廢水相互中和，或利用堿性廢渣中和含酸廢水，或利用廢酸、煙道氣等中和含堿廢水。這種方法節(jié)省中和藥劑，設(shè)備簡(jiǎn)單，處理費(fèi)用低；但酸堿廢水流量及濃度時(shí)有變化，處理效果往往不穩(wěn)定。
無動(dòng)力多級(jí)厭氧復(fù)合生態(tài)處理系統(tǒng)工藝流程如下：
污水－污水收集系統(tǒng)（管道）－3格厭氧發(fā)酵處理池 - 復(fù)合生態(tài)床
工藝說明如下：
（1）污水收集系統(tǒng)
該系統(tǒng)處理對(duì)象一般為廚房和洗浴房產(chǎn)生的污水，將下水道等與污水管道之間采用暗槽連接，并在入井口處設(shè)一格柵以去除較大的顆粒物。
（2）處理池由厭氧發(fā)酵池和復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)床組成，形成一體化結(jié)構(gòu)
厭氧發(fā)酵池由3個(gè)格組成。厭氧發(fā)酵的第1格主要是用來調(diào)節(jié)水量，同時(shí)在某種程度上也具有均勻水質(zhì)和初沉的作用；第2、3格對(duì)污水中有機(jī)物進(jìn)行有效降解，有利于復(fù)合生態(tài)床處理。
處理池總?cè)莘e的計(jì)算：V=Q*T
式中 V-升流池設(shè)計(jì)容積（m ）
Q-預(yù)計(jì)升流池處理水量（m /h）
T-污水在升流池中停留時(shí)間（h）
T一般取為6～7天，V－目前在農(nóng)村示范成功的池型有3 m 和4.5m 。
（3）復(fù)合生態(tài)床結(jié)構(gòu)
復(fù)合生態(tài)床是處理系統(tǒng)中的主要構(gòu)筑物，是一個(gè)或兩個(gè)滲濾池組合而成的矩形的磚結(jié)構(gòu)物。池內(nèi)裝有沙礫和人工土等基質(zhì)。
（4）沙礫和人工土的組成和厚度
Ⅰ沙礫層由不同粒徑沙礫組成，一般分為3～4層，沙礫采用多孔、比表面積大的無機(jī)基質(zhì)。
Ⅱ人工土的選配 土壤中存在種類繁多，數(shù)量龐大的各種細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類、原生動(dòng)物等，是維持土壤、完成生態(tài)系統(tǒng)功能中物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化*的組成部分，它們是土壤生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量循環(huán)的分解者和轉(zhuǎn)化者。因此，人工土應(yīng)選擇沙、高肥力的耕層壤質(zhì)土和草炭為原料。人工土的厚度一般為10～20cm。
二級(jí)生化污水處理系統(tǒng)移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MBBR）介紹及工藝特點(diǎn)
移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器吸取了傳統(tǒng)的活性污泥法和生物接觸氧化法的優(yōu)點(diǎn)而成為一種新型、的復(fù)合工藝。反應(yīng)器中比表面積較大的填料因攪拌在水中自由運(yùn)動(dòng)，污水連續(xù)經(jīng)過裝有移動(dòng)填料的反應(yīng)器時(shí)，在填料上生長(zhǎng)形成生物膜，生物膜上微生物大量繁殖，異養(yǎng)和自養(yǎng)微生物利用水中的C,N, P 等進(jìn)行新陳代謝，從而起到凈化污水的作用。
移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器屬于三相生物流化床處理方法，其技術(shù)核心為利用*載體的具有*構(gòu)筑結(jié)構(gòu)的生物反應(yīng)池，便于載體和污泥中微生物循環(huán)。
移動(dòng)床生物膜工藝的優(yōu)點(diǎn)
因填料、水都是運(yùn)動(dòng)的，故氣、水、固相之間的傳質(zhì)較好，填料上生物膜的活性較高，提高了系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷和效率，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
MBBR 的應(yīng)用比較靈活，反應(yīng)器形狀多種多樣，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，在相同負(fù)荷條件下只需普通氧化池20%的容積。
水頭損失小，能耗低，運(yùn)行簡(jiǎn)單，操作管理方便。
微生物附著在載體上隨水流流動(dòng)所以不需要污泥回流或循環(huán)反沖洗。
生物膜自然脫落，不會(huì)引起堵塞。
移動(dòng)床生物膜工藝在市政污水處理中具備的優(yōu)勢(shì)
占地面積小：在填料填充率為15%和相同的污染負(fù)荷的條件下，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器約占常規(guī)生物反應(yīng)器（缺氧、厭氧及好氧）20-40%的池容。
適合于適合于市政污水處理廠的擴(kuò)容：鑒于大多數(shù)污水處理廠的預(yù)留面積較少，當(dāng)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)及水量發(fā)生變化時(shí)，在保證原設(shè)計(jì)池容不變的情況下滿足原設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)。
適合于現(xiàn)有污水處理廠的升級(jí)改造：移動(dòng)床生物膜工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行靈活簡(jiǎn)單，適應(yīng)不同類型的池型，而且與其它工藝的兼容性很強(qiáng)，可以與已建污水處理廠的大部分工藝如A2O、AO、SBR、CASS 及氧化溝法等相組合。因此適合于現(xiàn)有污水處理廠的升級(jí)改造，使其滿足一級(jí)A或一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。
移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少、無污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的特點(diǎn)，又具有活性污泥法的性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性。另一方面，溫度變化對(duì)移動(dòng)床生物膜工藝的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)活性污泥法的影響，當(dāng)溫度、污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時(shí)，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器的耐受力很強(qiáng)。
DAF是一種簡(jiǎn)單低耗的內(nèi)部填充有微生物載體的降流式厭氧生物反應(yīng)器。載體選用聚丙烯懸浮球，漂浮于反應(yīng)器的上部，厭氧微生物部分附著生長(zhǎng)在填料上，形成厭氧微生物膜，部分以厭氧活性污泥的形式存在于填料空隙間處于懸浮狀態(tài)。廢水流過已經(jīng)掛膜的填料，在微生物膜的吸附與代謝和濾料截留的共同作用下，污水中的有機(jī)污染物得以分解與去除，并能產(chǎn)生沼氣。填料表面的生物膜不斷生長(zhǎng)，部分老化的生物膜則剝落隨出水排出。
生活污水中的有機(jī)物基本上可分為碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)三大類，這些有機(jī)物在厭氧反應(yīng)器中的降解過程一般經(jīng)歷四個(gè)階段：(1)水解階段：高分子有機(jī)物在細(xì)胞外酶的作用下被分解為小分子，這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。(2)發(fā)酵階段：水解階段的小分子化合物在發(fā)酵細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外，這些簡(jiǎn)單的化合物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、CO 、H 、 NH，、HzS等，這一階段發(fā)酵細(xì)菌也利用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)。(3) 產(chǎn)生乙酸階段：發(fā)酵階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、Hz、H CO，及新的細(xì)胞物質(zhì)。(4)產(chǎn)生甲烷階段：前一階段的乙酸、Hz、H CO，等被轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物CH 、CO 及新的細(xì)胞物質(zhì)。
人工濕地去污機(jī)理
人工濕地(CW)是根據(jù)自然濕地模擬的人工生態(tài)系統(tǒng)，是一種新型廢水 處理工藝。它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中所發(fā)生的物理、化學(xué)和生物作用的綜合效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的凈化。
人工濕地對(duì)有機(jī)物的去除
人工濕地對(duì)有機(jī)物有較強(qiáng)的降解能力，成熟的人工濕地系統(tǒng)中的填料表面及植物根系生長(zhǎng)著生物相較為豐富的生物膜。廢水流經(jīng)濕地，不溶性有機(jī)物通過濕地沉淀、過濾作用，從廢水中截留下來而被微生物利用；可溶性有機(jī)物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收和生物代謝降解過程被去除。
濕地系統(tǒng)對(duì)N、P的去除
人工濕地對(duì)N的去除作用包括基質(zhì)的吸附、過濾、沉淀及NH，的揮發(fā)、植物的吸收和微生物的硝化和反硝化作用。濕地植物通過光合作用產(chǎn)生的氧氣，通過植物的莖、根毛輸送并釋放到濕地環(huán)境中，供給濕地床除污需氧量，由于莖、根毛對(duì)氧氣的輸送，在根毛周圍形成了一個(gè)好氧區(qū)域，而離根系較遠(yuǎn)的區(qū)域呈現(xiàn)缺氧狀態(tài)，更遠(yuǎn)的區(qū)域則處于厭氧狀態(tài)，使根系周圍的水環(huán)境中依次呈好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)，相當(dāng)于許多串聯(lián)或并聯(lián)的A O單元，使硝化和反硝化同時(shí)發(fā)生，實(shí)現(xiàn)生物脫N，濕地系統(tǒng)對(duì)N 的去除主要是取決于微生物的硝化和反硝化作用。
