脫氮除磷污水處理工藝

1、脫氮除磷污水處理工藝脫氮除磷污水處理工藝 生物法脫氮的理論基礎(chǔ): 廢水中的氮一般以有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮等四種形態(tài)存在。其中有機(jī)氮占生活污水含氮量的40%60%，氨氮占50%60%，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮僅占0%5%。因此在傳統(tǒng)的生物處理中將 氨化菌 硝化菌 有機(jī)氮氨氮亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮 反硝化菌 氮?dú)馍锓ǔ椎睦碚摶A(chǔ):生物除磷是利用聚磷菌一類的微生物，能夠過量地，在數(shù)量上超過其生理需要，從外部環(huán)境攝取磷，并將磷以聚合的形態(tài)儲(chǔ)藏在體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，達(dá)到從污水中除磷的效果。 有機(jī)磷 ADP ATP 無機(jī)磷 無機(jī)磷 ATP ADP 有機(jī)磷 釋放 聚磷 聚 磷 菌 聚 磷

2、菌 合成 降解 溶解質(zhì) ATP ADP PHB PHB ADP ATP 無機(jī)物 厭氧段 好氧段 聚 磷 菌 的 作 用 機(jī) 理短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、反硝化除磷理論的工藝：SHARON工藝、ANAMMOX工藝、 CANON工藝、 SHARON與ANAMMOX聯(lián)合工藝、PHOREDOX工藝、BCFS工藝中溫亞硝化(SHARON)SHARON工藝又叫短程硝化-反硝化。SHARON工藝是荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)開發(fā)的一種新型的脫氮工藝。其基本原理可用方程式(1)表示,即堿度充足的條件下,污水中50%的氨氮被亞硝化菌氧化為2-。因僅一半氨氮被氧化且硝化作用僅進(jìn)行到亞硝化階段,SHARON常又稱為半硝

3、化。0.54+0.752 0.52-+0.52 (1)該工藝的本質(zhì)是通過控制環(huán)境溫度造成兩類細(xì)菌不同的增長速率,利用該動(dòng)力學(xué)參數(shù)的不同造成“分選壓力” 。使用無需污泥停留(以恒化器方式運(yùn)行,其SRT=HRT)的單個(gè)CSTR反應(yīng)器來實(shí)現(xiàn),在較短的HRT(即SRT)和30 40的條件下,可有效地通過種群篩選產(chǎn)生大量的亞硝酸鹽氧化菌,并使硝化過程穩(wěn)定地控制在亞硝化階段,以2-為硝化終產(chǎn)物。SHARON工藝適用于含高濃度氨(500/)廢水的處理工藝,尤其適用于具有脫氮要求的預(yù)處理或旁路處理,如污泥消化池上清夜的處理。目前荷蘭已有兩家污水處理廠采用了此工藝。工藝主要有2個(gè)反應(yīng)條件,一是堿度,另一是溫度。

4、從式(1)中可看出1+4需要1-3,若堿度供應(yīng)不足,會(huì)迅速下降,若降至6 4以下,反應(yīng)將停止,這與傳統(tǒng)的硝化反應(yīng)相似。另一方面溫度要求25以上。溫度是用以使亞硝化菌占優(yōu)勢從而控制硝化過程。圖1顯示了溫度對亞硝化菌和硝化菌的最小泥齡的影響。當(dāng)溫度高于15時(shí),亞硝化菌的最小泥齡低于硝化菌的最小泥齡,因此在高溫度條件下(圖中為35)通過控制泥齡,可將長泥齡的硝化菌清洗出系統(tǒng),保證硝化過程停留在半硝化(-2)階段。除磷脫氮 DOKHAVEN污水處理廠在它1987年投入運(yùn)行后已升級多次。除經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)外，主要是因?yàn)榄h(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高。出水對磷的限制早在1995年便已非常嚴(yán)格，要求出水磷的濃度最高標(biāo)準(zhǔn)為

5、1 mgP/L。這意味著原始設(shè)計(jì)不能滿足排放要求，處理工藝必須升級。因受場地限制，一種精心設(shè)計(jì)的化學(xué)方法被選擇在 A段曝氣池進(jìn)行除磷，這是因?yàn)槿粼贐段曝氣池實(shí)施化學(xué)除磷會(huì)影響硝化過程。一種鐵鹽、一種混凝劑、一種絮凝劑被結(jié)合在一起用于化學(xué)除磷，這種方法稱為“三藥劑”方法。這種特殊的方法比傳統(tǒng)化學(xué)方法能節(jié)省40%的運(yùn)行費(fèi)用。因此，可做到環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益上的雙贏。KG)從2006年起對出水氮的限制將由現(xiàn)在的TKN改為總氮控制。顯然，原始設(shè)計(jì)不能滿足新的要求，不得不尋求適合該處理廠特點(diǎn)的新方法。SHARON和ANAMMOX這兩項(xiàng)最新的現(xiàn)代技術(shù)因此成了單獨(dú)處理污泥消化液的首選。根據(jù)SHARON技術(shù)原理，帶

6、余溫的污泥硝化液剛好滿足中溫亞硝化對溫度的需要。SHARON技術(shù)除節(jié)省 1/4供氧量的特點(diǎn)外，還具有低的投資費(fèi)用、低的運(yùn)行費(fèi)用、不產(chǎn)生化學(xué)副產(chǎn)品、運(yùn)行維護(hù)簡單、啟動(dòng)容易、對高進(jìn)水SS濃度不敏感、無異味等運(yùn)行優(yōu)勢。圖3為一SHARON工藝的現(xiàn)場圖片。 圖3SHARON工藝實(shí)際構(gòu)筑物SHARON反應(yīng)器使一半的氨氮氧化至亞硝酸氮（無需控制pH），剩余一半氨氮與轉(zhuǎn)化而來的亞硝酸氮（進(jìn)水總氨氮的一半）剛好形成11 ANAMMOX所需的摩爾關(guān)系，使氨氮和亞硝酸氮自養(yǎng)直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。與傳統(tǒng)的硝化/反硝化過程相比，SHARON/ANAMMOX過程可使運(yùn)行費(fèi)用減少90%，CO2排放量減少88%，不產(chǎn)生N2O 有

7、害氣體，無需有機(jī)物，不產(chǎn)生剩余污泥，節(jié)省占地50%，具有顯著的可持續(xù)性與經(jīng)濟(jì)效益特點(diǎn)。圖4顯示了氣體循環(huán)ANAMMOX反應(yīng)塔現(xiàn)場實(shí)物圖片（利用一廢棄濃縮池改建而成）。經(jīng)SHARON/ANAMMOX對污泥消化液單獨(dú)進(jìn)行脫氮處理可使整個(gè)處理廠出水氮濃度下降至少5 mgN/L，與原始設(shè)計(jì)相比出水剛好能滿足未來出水標(biāo)準(zhǔn)。 SHARON反應(yīng)器使一半的氨氮氧化至亞硝酸氮（無需控制pH），剩余一半氨氮與轉(zhuǎn)化而來的亞硝酸氮（進(jìn)水總氨氮的一半）剛好形成11 ANAMMOX所需的摩爾關(guān)系，使氨氮和亞硝酸氮自養(yǎng)直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻Ｅc傳統(tǒng)的硝化/反硝化過程相比，SHARON/ANAMMOX過程可使運(yùn)行費(fèi)用減少90%，CO

8、2排放量減少88%，不產(chǎn)生N2O 有害氣體，無需有機(jī)物，不產(chǎn)生剩余污泥，節(jié)省占地50%，具有顯著的可持續(xù)性與經(jīng)濟(jì)效益特點(diǎn)。圖4顯示了氣體循環(huán)ANAMMOX反應(yīng)塔現(xiàn)場實(shí)物圖片（利用一廢棄濃縮池改建而成）。經(jīng)SHARON/ANAMMOX對污泥消化液單獨(dú)進(jìn)行脫氮處理可使整個(gè)處理廠出水氮濃度下降至少5 mgN/L，與原始設(shè)計(jì)相比出水剛好能滿足未來出水標(biāo)準(zhǔn)。圖4ANAMMOX反應(yīng)塔現(xiàn)場實(shí)物 ANAMMOX 隨著氮素污染的加劇，除氮技術(shù)的研究和應(yīng)用引起了人們的關(guān)注.在氮素污染物的控制中，目前國內(nèi)外主要采用生物脫氮技術(shù)，研究的熱點(diǎn)集中在如何改進(jìn)傳統(tǒng)的硝化-反硝化工藝.從微生物學(xué)的角度看，硝化和反硝化是兩個(gè)相

9、互對立的生化反應(yīng).前者借助硝化細(xì)菌的作用，將氨氧化為硝酸，需要氧的有效供給；而后者則是一個(gè)厭氧反應(yīng)，只有在無氧條件下，反硝化細(xì)菌才能把硝酸還原為氮?dú)?此外，在環(huán)境中存在有機(jī)物時(shí)，自養(yǎng)型硝化細(xì)菌對氧和營養(yǎng)物質(zhì)的競爭能力劣于異養(yǎng)型微生物，其生長速度很容易被異養(yǎng)型微生物超過，并因此而難以在硝化中發(fā)揮應(yīng)有的作用；但要使反硝化反應(yīng)順利進(jìn)行，則必須為反硝化細(xì)菌提供合適的電子供體(通常為有機(jī)物如甲醇等).最近發(fā)現(xiàn)，氨可直接作為電子供體進(jìn)行反硝化反應(yīng)，即所謂的厭氧氨氧化(ANAMMOX，Anaerobic Ammonia Oxidation).這一重大的新發(fā)現(xiàn)為改進(jìn)傳統(tǒng)的生物脫氮技術(shù)提供了理論依據(jù).若能開發(fā)利

10、用厭氧氨氧化進(jìn)行生物脫氮，不僅可以大幅度地降低硝化反應(yīng)的充氧能耗，免去反硝化反應(yīng)的外源電子供體，而且還可改善硝化反應(yīng)產(chǎn)酸，反硝化反應(yīng)產(chǎn)堿而均需中和的狀況.其中后兩項(xiàng)對控制化學(xué)試劑消耗，防止可能出現(xiàn)的二次污染具有重要作用. 厭氧氨(氮)氧化(ANAMMOX)氨氮厭氧氧化(ANAMMOX)是1995年荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)Mulder等在研究生物反硝化時(shí)發(fā)現(xiàn)氨氮和硝酸鹽同時(shí)消失的現(xiàn)象后開發(fā)的一種新的處理工藝。研究表明，化能自養(yǎng)型細(xì)菌可以在無分子態(tài)氧的條件下以CO2(CO32-)作為碳源、NO2-為電子受體、NH4+作為電子供體，將NH4+和NO2-共同轉(zhuǎn)化為N2。這一反應(yīng)過程的發(fā)現(xiàn)為利用生物法處理

11、高氨、低BOD的廢水找到了一條最優(yōu)的途徑。理論上利用這一原理將比傳統(tǒng)工藝節(jié)省62.5%的O2如式(1)、(2)所示,同時(shí)不需任何外加堿度和有機(jī)物(反硝化菌的碳源和電子供體)。ANAMMOX反應(yīng)過程如式(3)，該反應(yīng)是一個(gè)自發(fā)的過程。傳統(tǒng)脫氮過程：NH4+2O2+0.83CH3OH0.5N2+3.17H2O+H+0.83CO2 (1)亞硝酸鹽型硝化+氨的厭氧氧化過程: NH4+0.75O20.5N2+1.5H2O+H+ (2) NH4+NO2-N2+2H2O(G-358kJ/mol) (3) 該反應(yīng)的微生物屬自養(yǎng)型厭氧細(xì)菌，生長速率非常低，但將氨氮厭氧轉(zhuǎn)化能力非常高，可以達(dá)到4.8kgTN/(m

12、3d)，最佳運(yùn)行條件：溫度為1043，pH值為6.78.3。自養(yǎng)型氨厭氧氧化菌生長慢，啟動(dòng)時(shí)間非常長，為使ANAMMOX污泥保留在反應(yīng)器中并得到足夠的生物量，需要有效的污泥截留(由此建議用生物膜反應(yīng)器)。另外ANAMMOX過程的營養(yǎng)需求，是否出現(xiàn)羥胺、肼類化合物，二氧化氮等代謝中間產(chǎn)HJ物和二次污染問題等都是新工藝實(shí)際運(yùn)行中要解決的問題。 前景ANAMMOX工藝的出現(xiàn)為工業(yè)污水或生活污水以較可持續(xù)方式脫氮處理創(chuàng)造了新的技術(shù)條件2，33，34。ANAMMOX與一亞硝化工藝相結(jié)合，氨氮能夠被直接自養(yǎng)轉(zhuǎn)換到氮?dú)狻Ｒ源朔N方式脫氮，傳統(tǒng)上需以有機(jī)電子供體(COD)支持反硝化的問題便被完全避免。因此，污水

13、中較多的COD便有可能被分離而轉(zhuǎn)化為甲烷。進(jìn)言之，一半以上的曝氣量(為硝化)被節(jié)約。與ANAMMOX相結(jié)合的亞硝化工藝可以SHARON方式或者在生物膜內(nèi)實(shí)現(xiàn)。 圖圖1 1ANAMMOXANAMMOX流化床反應(yīng)器裝置流化床反應(yīng)器裝置1.1.污水污水2.2.亞硝酸鹽溶液亞硝酸鹽溶液3.4.5.3.4.5.泵泵6.6.取樣口取樣口7.7.ANAMMOXANAMMOX流化床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器8.8.恒溫水浴恒溫水浴9.9.水封水封10.10.濕式氣體流量計(jì)濕式氣體流量計(jì)11.11.出水出水BCFS工藝BCFS(BiologischChemischeFosfaatStikstof Verwijderin

14、g)工藝是由荷蘭DELFT科技大學(xué)的Mark教授在Pasveersloot和UCT工藝及原理的基礎(chǔ)上開發(fā)的，它充分利用DPB(反硝化除磷菌)的缺氧反硝化除磷作用以實(shí)現(xiàn)磷的完全去除和氮的最佳去除，對于城市污水在處理過程中無需添加化學(xué)藥劑。最近，荷蘭BDG咨詢公司在此基礎(chǔ)上開發(fā)了BCFS的新型反應(yīng)器。該反應(yīng)器由5個(gè)同軸圓環(huán)組成，依次構(gòu)成功能相對專一的5個(gè)獨(dú)立反應(yīng)器。這些同軸圓環(huán)使水流具有活塞流與完全混合流的優(yōu)點(diǎn)，采用預(yù)制混凝土建造這種一體化構(gòu)筑物減少了工程投資，同時(shí)使污水廠的布置簡潔，節(jié)約了工程投資及建設(shè)用地。BCFS工藝是在帕斯韋爾氧化溝（Pasveersloot）與UCT工藝及原理的基礎(chǔ)上開發(fā)

15、的生物除磷脫氮新工藝，它由5個(gè)功能相對專一的反應(yīng)器組成，通過控制反應(yīng)器之間的3個(gè)循環(huán)來優(yōu)化各反應(yīng)器內(nèi)細(xì)菌的生存環(huán)境，具有污泥產(chǎn)率低、除磷脫氮效率高（均大于90）等特點(diǎn)，其出水總氮5mg/L，正磷酸鹽含量幾乎為零。工藝流程工藝流程BCFS工藝將每一種屬不同功能的細(xì)菌用空間分隔開來，并通過不同的循環(huán)系統(tǒng)來控制其生長環(huán)境。BCFS工藝流程如圖1所示。由圖1可見，BCFS工藝由5個(gè)功能相對專一的獨(dú)立反應(yīng)器(厭氧池、選擇池、缺氧池、缺氧/好氧池、好氧池)及3路循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成，各循環(huán)的作用如表1所示。 BCFS工藝的主要特點(diǎn)對氮、磷的去除率高，可使出水中總氮5mg/L，正磷酸鹽含量幾乎為零。SVI值低(80

16、120mL/g)且穩(wěn)定(夏季為80mL/g，冬季為100mL/g，最大值為120m L/g)，從而可有效地減少曝氣池及二沉池的容積?？刂坪唵危ㄟ^氧化還原電位與溶解氧可有效地實(shí)現(xiàn)過程穩(wěn)定，尤其利于對負(fù)荷的控制。與常規(guī)污水廠相比，其污泥產(chǎn)量減少了10%，從而進(jìn)一步減少了污泥的處理費(fèi)用。利用DPB實(shí)現(xiàn)生物除磷(測定結(jié)果表明，約50%的磷是由DPB去除的)，使碳源(COD)能被有效地利用，從而使該工藝在COD/(N+P)值相對低的情況下仍能保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)使除磷所需的化學(xué)藥劑量大大減少。使用生物除磷器獲得富含磷的污泥，使磷的循環(huán)利用成為可能。與Pasveer氧化溝的污泥負(fù)荷相同。前景BCFS

17、工藝在荷蘭的應(yīng)用已有10例，目前正在規(guī)劃處理規(guī)模相當(dāng)于10104m3/d的Rotterdam污水處理廠。表2為3座采用BCFS工藝的城市污水廠的設(shè)計(jì)及運(yùn)行情況。 SHARON與ANAMMOX聯(lián)合工藝ANAMMOX又叫厭氧氨氧化,原理用式(2)表示,在自養(yǎng)菌的作下,1mol氨氮作為電子供體,1mol2-作為電子受體,最終產(chǎn)物為2。4+2- 2+22(2)實(shí)現(xiàn)ANAMMOX的先決條件是在同一反應(yīng)器中同時(shí)存在氨和2-,且反應(yīng)器處于無氧狀態(tài)。產(chǎn)生2-的途徑有二:一是限制反應(yīng)器的供氧,以有利于2-的生成并抑制3-的生成;二是限制反應(yīng)器中反硝化所需的電子供體(如硫化物或有機(jī)物等)的數(shù)量,以限制反硝化的發(fā)生

18、。此外,廢水中高濃度的氨與限制供氧相結(jié)合,可有效地獲得氨和2-在反應(yīng)器中同時(shí)存在的條件。將式(1)乘2并與式(2)相加得式(3),即廢水經(jīng)SHARON工藝,50%的氨氮轉(zhuǎn)化為2-,再經(jīng) ANAMMOX工藝,等摩爾量的剩余4+和所生成的2-經(jīng)自養(yǎng)菌作用生成2逸出,這種工藝就稱之為SHARON-ANAMMOX聯(lián)合工藝。無需外加堿度物質(zhì)。24+1.52 2 +2+32(3)SHARON與ANAMMOX聯(lián)合工藝流程圖 前景這種自養(yǎng)脫氮工藝見圖5。主要針對高濃度氨氮污水。進(jìn)水首先進(jìn)入一懸浮增長、無污泥停留的SHARON單元，運(yùn)行最佳溫度為35 。目前，世界上SHARON工藝的首例工程應(yīng)用已在荷蘭鹿特丹的

19、Dokhaven污水處理場內(nèi)實(shí)現(xiàn)35；它被用于污泥消化液(含有1000 1500 mgN/L)反硝化的前處理(亞硝化)。這個(gè)SHARON亞硝化單元以實(shí)驗(yàn)室2 L小試反應(yīng)器為基礎(chǔ)，通過數(shù)學(xué)模擬直接放大到現(xiàn)場1500 m3處理構(gòu)筑物。幾年實(shí)際運(yùn)行情況表明，這個(gè)亞硝化處理單元性能良好，亞硝化率幾乎可達(dá)100%(需控制pH)。 事實(shí)上，上述SHARON亞硝化單元是為今后以ANAMMOX方式處理污泥消化液所做的前期技術(shù)準(zhǔn)備。目前，對圖5所示SHARON后接ANAM MOX的完全自養(yǎng)脫氮工藝已完成全部實(shí)驗(yàn)室研究工作。 PHOREDOX工藝PHOREDOX工藝與/工藝一樣,將回流污泥與原污水或經(jīng)物理處理的污

20、水在厭氧池內(nèi)完全混合。接下來是兩組硝化與反硝化池,在這兩組池內(nèi)將完成徹底的反硝化作用,這樣回流污泥中就不會(huì)含有硝酸鹽與亞硝酸鹽。這種工藝特別適合于低負(fù)荷污水廠的生物除磷脫氮。如果第二級反硝化對脫氮效果的意義不大時(shí),可以將一級曝氣池后的反硝化及曝氣池省略。 回流(4 Q) Q進(jìn) 厭氧 缺氧 好氧 缺氧 好氧 二沉池 Q出 污泥回流(0.5 Q) 剩余污泥 Phoredox工藝 2Dephanox工藝Wanner在1992年率先開發(fā)出第一個(gè)以厭氧污泥中PHB為反硝化碳源的工藝,取得了良好的除磷脫氮效果.曝氣生物流化池（曝氣生物流化池（ABFT）污污水處理工藝設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性水處理工藝設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性1）技

21、術(shù)合理。 ABFT池的結(jié)構(gòu)合理： (a)小池體結(jié)構(gòu)； (b)壓差翻板式的水流方式； (c)各池可以培養(yǎng)不同性質(zhì)的微生物； (d)對每一個(gè)池體可以進(jìn)行溶解氧的不同控制。 微生物和酶與載體的自固定化技術(shù) (a)在污水處理裝置內(nèi)維持高濃度的生物量，可提高處理負(fù)荷、減少處理裝置容積; (b)可選擇性的固定優(yōu)勢生物菌種，提高難降解有機(jī)物的降解效率; (c)抗毒物和抗毒性強(qiáng); (d)對水質(zhì)及pH的變化有較好的適應(yīng)性; (e)污泥產(chǎn)量很少。 高效生物載體 微生物的負(fù)載量大，高達(dá)18-40g/L，容積負(fù)荷最高可達(dá)16kgBOD5/m3.d，比表面積為3.5105m2/m3，載體中大孔與微孔相結(jié)合，氣、液、固三

22、相在孔隙中進(jìn)行高效傳質(zhì)，好氧、兼性、厭氧狀態(tài)同時(shí)存在。故有污染物降解速度快，抗沖擊能力強(qiáng)，處理效率高，系統(tǒng)穩(wěn)定等特點(diǎn)。 微孔曝氣管 曝氣系統(tǒng)采用JADS管式微孔曝氣管，其鋪設(shè)不受水平限制，克服了傳統(tǒng)曝氣裝置受水平限制的缺點(diǎn)，在5米水深時(shí)氧的利用率可達(dá)到25%，其高效的充氧能力大大降低了能耗。經(jīng)濟(jì)節(jié)能。 曝氣生物流化池污水處理工藝省去了污泥回流系統(tǒng)和消化系統(tǒng)。因而，老舊城市污水處理廠采用該工藝進(jìn)行改造后，其運(yùn)行費(fèi)用僅為原來的60-70%；工藝改造可直接在原有基建基礎(chǔ)上進(jìn)行，只需將原有的裝置加以改造利用，無需新建污水處理設(shè)施。所以節(jié)省了投資。簡捷緊湊的的小池體結(jié)構(gòu)，盡可能地減少占地，力求降低地基處

23、理和土建造價(jià)；在脫氮的過程中大幅度降低硝化反應(yīng)的沖氧能耗，免去反硝化反應(yīng)的外源電子供體，而且還可改善硝化反應(yīng)產(chǎn)酸、反硝化反應(yīng)產(chǎn)堿而均需中和的狀況，具有巨大的節(jié)能效益。在運(yùn)行上充分考慮節(jié)省電耗和藥耗，把運(yùn)行費(fèi)用減至最低。易于管理。設(shè)備簡單，維護(hù)方便，采用可靠實(shí)用的自動(dòng)化技術(shù)。特別注重工藝本身對水質(zhì)變化的適應(yīng)性及處理出水的穩(wěn)定性。ABFT城市污水和工業(yè)廢水如何處理？怎樣才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)？這個(gè)問題多年來在我國一直未能得到有效解決。現(xiàn)在，蘭州一家高科技公司研發(fā)出了一種“生物脫氮污水處理新工藝”，攻破了這個(gè)難題。年月日，記者從蘭州市科技局了解到，采用生物脫氮污水處理技術(shù)，治理蘭州石化公司每天萬噸高氨氮廢

24、水工作已經(jīng)開始現(xiàn)在工程正在改建中，預(yù)計(jì)年底完成。它的建成將成為我國第一座廢水生物脫氮污水處理裝置。這種新技術(shù)可對老舊污水廠處理后的出水氨氮排入仍然超標(biāo)的城市污水廠進(jìn)行工業(yè)化改造，還能對入湖河流的富營養(yǎng)化實(shí)現(xiàn)治理。 ABFT生物脫氮污水處理的核心工藝為ABFT工藝，全稱為曝氣生物流化床工藝（Aeration Bacteria Fluid Tank簡稱ABFT）,該項(xiàng)工藝是由生物工程、化學(xué)工程、微生物固定化技術(shù)等多項(xiàng)高科技和多學(xué)科的組合工藝。項(xiàng)目關(guān)鍵的技術(shù)有3點(diǎn)：（1）生物脫氮污水處理的核心工藝ABFT池的特殊結(jié)構(gòu)（實(shí)用新型專利號ZL 00 2 26991.0）;（2）工藝中的高效生物載體(申請發(fā)

25、明專利號ZL 00 2 26991.0)，這種生物載體的比表面積大,持水量較高,空隙率為96%,開孔采用大孔與微孔相結(jié)合的方式,大孔內(nèi)保持良好的氣液的接觸條件,微孔中帶有很多活性基團(tuán),與生物和生物酶的結(jié)合不僅有物理吸附還有離子鍵結(jié)合,共價(jià)鍵結(jié)合.是高科技固定化技術(shù);(3)工藝曝氣系統(tǒng)采用一種新型曝氣管(實(shí)用新型專利號ZL 01 2 131470.4).該系統(tǒng)的空氣利用率可達(dá)到30(5米水深),保證了生物脫氮污水處理工藝的空氣用量。曝氣生物流化池曝氣生物流化池(ABFT) 曝氣生物流化池，英文名稱(Aeration Biological Fluid Tank) 簡稱（ABFT），是微生物細(xì)胞與載

26、體自固定化技術(shù)的好氧生物反應(yīng)器，固定化微生物后的載體平均密度與水的密度十分接近，載體在水中呈懸浮狀。與固定床相比，該流化床具有比表面積大、接觸均勻、傳質(zhì)速度快、壓損低等許多突出的特點(diǎn)。 ABFT工藝還具有在高負(fù)荷進(jìn)水下出水水質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，污染物去除量及去除率均隨進(jìn)水濃度的提高而增加，表現(xiàn)出ABFT適應(yīng)處理高濃度廢水的能力，尤其在脫氮方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢。因此，采用ABFT工藝可使裝置容積大大減少，從而減少土地占有面積，降低工程造價(jià)。 適用范圍適用范圍 煉油、化工、煤化工、印染、味精、造紙等高濃度有機(jī)污水、城市生活污水處理、老舊污水廠脫氮除磷改造以及污染水體原位就地修復(fù)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1） 具有脫氮除

27、磷功能，可用于三級處理；（2） 可在污水處理裝置內(nèi)維持高濃度的生物量，提高處理負(fù)荷、減少處理裝置容積；（3） 可選擇性的固定優(yōu)勢生物菌種，提高難降解有機(jī)物的降解效率；（4） 對沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)力；（5） 污泥生成量少，不產(chǎn)生污泥膨脹的危害，能夠保證出水水質(zhì)；（6） 無需污泥回流，易于維護(hù)管理；（7） 不產(chǎn)生濾池蠅，也不散發(fā)臭氣。工藝原理工藝原理 在ABFT反應(yīng)器中投加占曝氣池有效容積的1040 的高效微生物載體，特效微生物大量的附著并固定于其上，ABFT反應(yīng)器實(shí)際上是綜合傳統(tǒng)活性污泥法與生物膜法優(yōu)點(diǎn)的雙生物反應(yīng)器。各級ABFT反應(yīng)器中，通過培養(yǎng)不同特效菌種，提高目標(biāo)污染物的降解效果；載體材

28、料表面所生長的生物量通常為18-25g/L，最高達(dá)到40g/L，是普通生物膜法的1.52.0倍，是傳統(tǒng)活性污泥法的1020倍，并且微生物與載體結(jié)合牢固，不易脫落，不易流失，高負(fù)載的生物量保證了ABFT反應(yīng)器去除污染物的高效和穩(wěn)定；運(yùn)行過程中載體內(nèi)部存在著良好的厭氧區(qū)微環(huán)境，使其內(nèi)部形成無數(shù)個(gè)微型的反硝化反應(yīng)器，故而造成在同一個(gè)反應(yīng)器當(dāng)中同時(shí)發(fā)生氨氧化、硝化和反硝化聯(lián)合作用，有力的保證了氨氮的高效去除；通過控制各級ABFT反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)，造成宏觀好氧及厭氧環(huán)境的存在，有利于聚磷菌的釋磷和過度攝磷，保證了磷的去除。構(gòu)造構(gòu)造 ABFT工藝核心處理構(gòu)筑物是生物流化池，池體在形式上為壓差翻板式的水流方

29、式，可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)成圓形或者矩形。 曝氣生物流化床（ABFT）是一種高效污水生物處理一體化設(shè)備。其關(guān)鍵技術(shù)是研制成功了一種新型多孔狀懸浮型生物載體，生物量可達(dá)到18-40g/L，容積負(fù)荷16kgBOD/立方米d。它采用了特殊的生物固定技術(shù)，具有比表面積大（35100000m2/m3），固定微生物的能力強(qiáng)，容重接近于水，易流化，抗磨損，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。與其它污水生物處理工藝相比，ABFT工藝降解速度快、出水水質(zhì)好、反應(yīng)器容積小、占地面積少、氧利用率高、產(chǎn)生的污泥量少、運(yùn)行費(fèi)用低。與B型高效微生物結(jié)合使用，可節(jié)省高效微生物的用量，并能取得更好的出水水質(zhì)。該技術(shù)將為我國難于生物解除的有機(jī)工業(yè)污水

30、和中等濃度氨氮污水的治理，提供一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。該技術(shù)可用于新建工程且更適合現(xiàn)有污水處理設(shè)施的改擴(kuò)建，可用較經(jīng)濟(jì)簡便的方法，以曝氣生物流化床技術(shù)改造現(xiàn)有的生化反應(yīng)器，擴(kuò)大污水處理能力或改善出水水質(zhì)，具有廣闊的推廣前景。 該項(xiàng)目技術(shù)對處理高難度的有機(jī)廢水和含氮含硫污水達(dá)到國際先進(jìn)水平；對河流湖泊的富營養(yǎng)化治理技術(shù)開創(chuàng)了國際上在這一領(lǐng)域的先例。ABFT生物脫氮污水處理工藝項(xiàng)目完成后可以達(dá)到國際領(lǐng)先水平，而且在保護(hù)生態(tài)環(huán)境發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)中起到重要作用，因此它具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。ABFT曝氣生物流化池污水處理工藝及應(yīng)用1、 技術(shù)特點(diǎn)： 11、 微生物、酶與載體的自固定化技術(shù) 微生物、酶與載體

31、的自固定化技術(shù)是借助由高分子材料合成的載體上帶有的氨基、羧基、環(huán)氧基等活性基團(tuán)與微生物肽鏈氨基酸殘基作用，形成離子鍵結(jié)合或共價(jià)鍵結(jié)合，從而將微生物和酶固定在載體上，同時(shí)載體上“空間懸臂”的引入，旨在減少載體背景對所固定微生物代謝增殖形成的空間障礙，為其提供了代謝增殖的生存空間。 12、高效微生物載體 高效微生物載體是一種且有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子合成材料，這種材料帶有氨基、羧基、環(huán)氧基等活性基團(tuán)，在污水中具有良好的穩(wěn)定性和物化性能，其空隙率為96%以上，固定化微生物后的載體密度接近于水的密度，微生物負(fù)載量大，高達(dá)18.40g/L，容積負(fù)荷可高達(dá)16kg BOD/m.d，比表面積為23.3m/g。

32、這種載體，由于其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可使污水、空氣和生物膜得到充分摻混接觸交換，生物膜不僅能大量地在微生物載體內(nèi)坐床，保持良好的活性和空隙可變性，而且在運(yùn)行過程中氣體在三維流動(dòng)的污水帶動(dòng)下，互相碰撞并被處于蠕動(dòng)狀態(tài)的微生物載體不斷切割成更小的氣泡，增加了氧的利用率，可減小曝氣量。因此它具有切割氣泡能力強(qiáng)，空間體積利用率大，無死區(qū)等特點(diǎn)，是當(dāng)前微生物載體的更新?lián)Q代產(chǎn)品。 ABFT工藝應(yīng)用在中水回用中有以下主要特點(diǎn)：工藝應(yīng)用在中水回用中有以下主要特點(diǎn)：1 工藝技術(shù)先進(jìn)、可靠，運(yùn)行成本低。工藝技術(shù)先進(jìn)、可靠，運(yùn)行成本低。2 以生化處理為主，物化處理為輔，工藝穩(wěn)定成熟。以生化處理為主，物化處理為輔，工藝穩(wěn)定成

33、熟。3 對原有生化池改建成對原有生化池改建成ABFT池，不用動(dòng)基建。池，不用動(dòng)基建。4 ABFT工藝對脫氮除硫除磷具有獨(dú)特的效果。工藝對脫氮除硫除磷具有獨(dú)特的效果。5 臭氧發(fā)生器、過濾器選用國內(nèi)先進(jìn)產(chǎn)品，操作方便、臭氧發(fā)生器、過濾器選用國內(nèi)先進(jìn)產(chǎn)品，操作方便、可靠?？煽俊? 運(yùn)行費(fèi)用較低，投資回收期短。運(yùn)行費(fèi)用較低，投資回收期短。應(yīng)用實(shí)例1中牧股份蘭州生物制藥廠污水處理工程中牧股份蘭州生物制藥廠污水處理工程 中牧實(shí)業(yè)股份有限公司蘭州生物藥廠屬中國畜牧股份公司管轄，位于蘭州市區(qū)以北偏東，黃河北岸階地，徐家山南麓。該廠建于五十年代，是我國獸醫(yī)生物制藥的骨干企業(yè)。40年前曾建有一座簡易的一級污水處理

34、站，污水場占地2720米，處理設(shè)施老化、設(shè)備陳舊、處理技術(shù)落后、處理效果很差，污染物去除率分別為：COD40%，BOD46%，SS47%，油類68.7%，硫化物 56%，NH3-N78.8%。只作一次沉淀和消毒處理，處理效果很差，廢水中大量的有機(jī)污染物沒有被降解而隨水流排入黃河，是黃河上游的污染源之一，對環(huán)境造成污染，危害性較大。因此，廠方?jīng)Q定改建污水處理設(shè)施，對污水進(jìn)行治理。該項(xiàng)目采用ABFT專利技術(shù)，出水達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)后排入黃河。在ABFT成套污水處理設(shè)備前端設(shè)立格柵和調(diào)節(jié)池，由調(diào)節(jié)池將污水提升至ABFT模塊一體化設(shè)備進(jìn)行生化處理。ABFT一

35、體化設(shè)備共設(shè)立三級生化系統(tǒng)，從ABFT第三級 生化系統(tǒng)出水溢流進(jìn)入接觸消毒池，消毒后可直接達(dá)標(biāo)外排。沉淀下來的污泥依靠高程送往污泥脫水間進(jìn)行脫水，脫水后的干污泥外運(yùn)做農(nóng)業(yè)、林業(yè)或綠化肥料使用。 蘭州生物制藥廠ABFT成套污水設(shè)備圖 項(xiàng)目CODcr氨氮懸浮物動(dòng)植物油生化需氧量硫化物糞大腸菌（個(gè)/L）原水水質(zhì)4873.111380.221040.1492.38105出水水質(zhì)350.2620未檢出80.018224去除率%92.891.685.5 92.387.9 表中數(shù)據(jù)為平均值水質(zhì)處理效果對照表（由甘肅省環(huán)保局提供） 單位：mg/L應(yīng)用實(shí)例2蘭州石化公司污水處理廠改造項(xiàng)目蘭州石化公司污水處理廠改

36、造項(xiàng)目 蘭州石化公司在生產(chǎn)催化劑過程中排放的高氨氮廢水，添加劑生產(chǎn)和產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的高濃度乳化廢水和堿渣廢水通過原有污水處理廠處理后的出水水質(zhì)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。這兩股廢水長期不能達(dá)標(biāo)直接影響到企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為了解決這兩股高難度有機(jī)廢水的治理問題，蘭州石化公司歷年來多次在國內(nèi)外尋求治理方案均未見成效。最終通過試驗(yàn)研究采用ABFT污水處理工藝進(jìn)行改造，日處理1.6萬噸高濃度有機(jī)廢水，出水水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到國家GB8978-96一級排放標(biāo)準(zhǔn)并通過國家級驗(yàn)收。 ABFT工藝在蘭州石化公司污水處理廠項(xiàng)目的成功應(yīng)用，工藝在蘭州石化公司污水處理廠項(xiàng)目的成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了通過生物法將實(shí)現(xiàn)了通過生物法將600mg

37、/L高氨氮有機(jī)廢水降解到高氨氮有機(jī)廢水降解到8mg/L以下，達(dá)到國際領(lǐng)先水平！以下，達(dá)到國際領(lǐng)先水平！ 改造完成后的蘭州石化公司污水處理廠圖 處理水前后對比圖老舊城鎮(zhèn)污水處理廠采用老舊城鎮(zhèn)污水處理廠采用ABFT工藝改造有如下優(yōu)勢：工藝改造有如下優(yōu)勢：1 在原有工藝流程不變的情況下利用原池通過改造后可達(dá)到國家最新在原有工藝流程不變的情況下利用原池通過改造后可達(dá)到國家最新GB18918-2002排放標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)2 通過改造出水可達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)通過改造出水可達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)3 大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用4 減少生化池減少生化池90的污泥量的污泥量5 運(yùn)行管理方便，不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象運(yùn)行

38、管理方便，不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例3 蘭州石化公司中水回用項(xiàng)目蘭州石化公司中水回用項(xiàng)目為使水資源得到充分利用、減少排污和降低工業(yè)用水成本，蘭州石化公司采用ABFT工藝設(shè)立了一套污水回用處理系統(tǒng)，經(jīng)深度處理后，作為煉油廠的工業(yè)用水。本項(xiàng)目建成以后，每年為蘭州石化公司節(jié)約用水471萬噸，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益 蘭州石化公司中水回用 裝置ABFT工藝應(yīng)用在中水回用中有以下主要特點(diǎn)：工藝應(yīng)用在中水回用中有以下主要特點(diǎn)：1 工藝技術(shù)先進(jìn)、可靠，運(yùn)行成本低。工藝技術(shù)先進(jìn)、可靠，運(yùn)行成本低。2 以生化處理為主，物化處理為輔，工藝穩(wěn)定成熟。以生化處理為主，物化處理為輔，工藝穩(wěn)定成熟。3 對原有生化

39、池改建成對原有生化池改建成ABFT池，不用動(dòng)基建。池，不用動(dòng)基建。4 ABFT工藝對脫氮除硫除磷具有獨(dú)特的效果。工藝對脫氮除硫除磷具有獨(dú)特的效果。5 臭氧發(fā)生器、過濾器選用國內(nèi)先進(jìn)產(chǎn)品，操作方便、可靠。臭氧發(fā)生器、過濾器選用國內(nèi)先進(jìn)產(chǎn)品，操作方便、可靠。6 運(yùn)行費(fèi)用較低，投資回收期短。運(yùn)行費(fèi)用較低，投資回收期短。人工濕地濕地是一種高生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)，具有污水凈化功能但自然濕地存在淤積、效率低、占地面積大等缺點(diǎn)。20世紀(jì)70年代國際上開始采用人工濕地凈化污水基質(zhì)、水生濕生植物和微生物是人工濕地的基本組成濕地凈化污水是濕地中基質(zhì)、植物和微生物相互關(guān)聯(lián)，物理、化學(xué)、生物學(xué)過程協(xié)同作用的結(jié)果。人工濕地

40、處理污水系統(tǒng)是由一些適合污染環(huán)境條件下生存的以大型水生植物為主的高、低等生物和處于水飽和狀態(tài)的基質(zhì)組成的人工復(fù)合體-污染生態(tài)系統(tǒng)。相對于天然濕地來說，其生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)和種群結(jié)構(gòu)要簡單的多，但其按照管理者意愿進(jìn)行污水處理的功能卻更強(qiáng)，可以說，這類人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的生理功能，就是在各種濕地生物的共同參與下，將進(jìn)入濕地系統(tǒng)的污染物質(zhì)（同時(shí)也是濕地生物的營養(yǎng)物質(zhì)），經(jīng)過系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)的新陳代謝，進(jìn)行分解、吸收、轉(zhuǎn)化、利用達(dá)到去污目的。實(shí)踐證明，人工濕地系統(tǒng)中的大型水生植物群落是人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的骨架，起著支撐系統(tǒng)的作用，同時(shí)還發(fā)揮著凈化、美化、綠化環(huán)境的作用；系統(tǒng)各單元中逐漸形成了各自的生物種群，充

41、分顯示了系統(tǒng)的生命力。人工濕地系統(tǒng)是經(jīng)過人為模仿自然凈化過程井進(jìn)行優(yōu)化配置進(jìn)而強(qiáng)化了的具有處理污水功能的生態(tài)系統(tǒng)，對污水的逐級凈化過程由生態(tài)系統(tǒng)各級層層過濾，真正實(shí)現(xiàn)了污水資源化，這種資源化不僅對人類是必要的，對水生態(tài)系統(tǒng)也是有益的。在居住區(qū)水景建設(shè)開發(fā)中，加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)，采用人工濕地處理污水或凈化受污染的地表水不失為一個(gè)好的途徑。處理單元生態(tài)系統(tǒng)及物質(zhì)循環(huán)人工濕地系統(tǒng)的特點(diǎn)人工濕地系統(tǒng)具有建造成本較低、運(yùn)行成本很低、出水水質(zhì)非常好、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)如果選擇合適的植物品種還有美化環(huán)境的作用。人工濕地處理污水的運(yùn)行成本非常低廉，一般為每噸污水0.10.2元，它是傳統(tǒng)二級處理的11015。此外，

42、基建投資也少得多，通常為每噸污水150800元，是傳統(tǒng)二級污水處理廠的1512。同時(shí)，濕地植物還可以作為工業(yè)原料和生活資源。人工濕地還具有強(qiáng)大的生態(tài)修復(fù)功能，有資料表明，人工濕地不僅在提供水資源、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源，均化洪水、促淤造陸、降解污染物、保護(hù)生物多樣性和為人類提供生產(chǎn)、生活資源方面發(fā)揮了重要作用。此外，它還能吸收二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等，增加氧氣、凈化空氣、消除城市熱島效應(yīng)、光污染和吸收噪聲等，并對保護(hù)野生動(dòng)物和提高局部地區(qū)景觀的美學(xué)價(jià)值也有很大的益處。如鹽城市的蘆葦濕地建成后，鳥類的數(shù)量比原來增加了一倍以上，茂密的蘆葦不僅銷納大量的城市污水，又成了鳥類的樂園，吸引了大批丹頂鶴前來?xiàng)?。因此，又具有?qiáng)大環(huán)境調(diào)節(jié)功能和生態(tài)效益，既給城市污水找到了出路，同時(shí)還造就了一片綠洲，形成一個(gè)令人賞心悅目的生態(tài)景觀和旅游景點(diǎn)，進(jìn)而美化凈化環(huán)境，克服了傳統(tǒng)污水處理后有污泥產(chǎn)生等不足，達(dá)到了保護(hù)自然生態(tài)的效應(yīng)。人工濕地還具有強(qiáng)大的生態(tài)修復(fù)功能，有資料表明，人工濕地不僅在提供水資源、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源，均化洪水、