二、硝化和(he)反(fan)硝化工藝流程

1、除碳及硝(xiao)化

對于去除氨氮，可采用兩段曝氣生物濾池，兩段法可在2座濾池中馴化不同功能的優勢菌種，各負其責，提高生化處理效率。

第一段生物濾池以去除污水中碳化有機物為主，在該濾池中，優勢生長的微生物為異氧菌，沿濾池高度方向從進水端到出水端有機物濃度梯度處于遞減，其降解速率也呈遞減趨勢，由于有機物降解速度較快，此時自氧微生物處于抑制狀態。

第二段生物濾池主要對污水中的氨氮進行硝化，在該段生物濾池中，由于進水中有機物濃度較低，異養微生物較少，而優勢生長的微生物為自養性硝化菌，將污水中的氨硝化成硝酸鹽或亞硝酸鹽。在濾池硝化時，氨氮的去除一定程度上取決于有機負荷，當BOD5有機負荷高于3.0kg m3·d時，氨氮明顯受到抑制，采用曝氣生物濾池同步除碳和硝化時，必須降低有機負荷。因此在采用曝氣生物濾池工藝去除有機物時，首先必須根據同類污水處理出水的數據選擇適當的容積負荷，并在設計時留有一定的余量，同時碳和硝化時，必須降低有機負荷，最好控制在2kgm3·d以下。

2、反硝(xiao)化

對于需要脫N的污水，曝氣生物濾池的反硝化通常有前置反硝化和后置反硝化兩種。

前置反硝化的前提是滿足系統反硝化的碳源要求，廢水首先經過DN濾池或濾池的DN段(把反硝化和硝化組合在1個濾池中，通過對不同濾料中的組合達到硝化和反硝化的目的)。然后經過好氧濾池或濾池的好氧段，好氧池出水回流到反硝化濾池，硝化濾池的出水NO-3-N回流到反硝化濾池，反硝化菌利用進水中的有機物作為電子供體，NO-3-N作為電子受體，進行電子轉移，最終轉化為N2轉移至空氣中，達到廢水脫氮的目的。

后置反硝化是廢水首先經過硝化濾池或濾池的好氧段，出水進入DN濾池或濾池的DN段，后置脫氮技術不利的一面是需要外加碳源，運行成本相對較高，同時如何投加適當劑量的碳，需要可靠的控制和穩定的進水濃度，同時出水需要進行曝氣去除過量的碳。

對于城市污水處理廠，一般需要同時脫氮和除磷的工藝，常用除磷技術有化學除磷和生物除磷方法。

1、化學(xue)除(chu)磷+生物濾池處理工藝

采用曝氣生物濾池的化學除磷藥劑投加點有兩種選擇，一種是混凝沉淀池預處理，使磷積聚體被分離到沉淀池中，達到污水除磷的目的。該工藝優點是工藝流程簡單，控制方便；但藥劑耗量較大，剩余污泥較多，同時由于混凝沉淀去除一部分有機物，有可能引起后續反硝化碳源不足。

另(ling)外(wai)一種是同步沉淀(dian)與絮凝過濾(lv)，即在(zai)曝氣生(sheng)物濾(lv)池中(zhong)投加(jia)化學(xue)藥(yao)劑,沉淀(dian)物積聚在(zai)填料中(zhong)，通過周期(qi)性反(fan)沖(chong)洗,將(jiang)磷排出(chu)系統外(wai)，達到除(chu)磷的(de)目的(de)，該工藝藥(yao)劑量(liang)相對較小(xiao)，但是污泥被截留在(zai)曝氣生(sheng)物濾(lv)池內，會縮短生(sheng)物濾(lv)池的(de)運(yun)行周期(qi)，增(zeng)加(jia)反(fan)沖(chong)洗的(de)頻(pin)率。

2、PASF工(gong)藝

生(sheng)物除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)是利用(yong)污水中的(de)積磷(lin)(lin)(lin)(lin)菌在厭氧條件下，受到(dao)壓抑(yi)釋放(fang)出來體(ti)內的(de)磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸鹽，產(chan)生(sheng)能量(liang)用(yong)以吸收(shou)并快速降(jiang)解有機物，并轉化PHB儲存起來，當積磷(lin)(lin)(lin)(lin)菌進入好氧條件時，就降(jiang)解體(ti)內儲存的(de)PHB產(chan)生(sheng)能量(liang)，用(yong)于細胞的(de)合成和吸收(shou)磷(lin)(lin)(lin)(lin)，形(xing)成含磷(lin)(lin)(lin)(lin)量(liang)高的(de)污泥(ni)，隨(sui)剩余污泥(ni)一起排出系(xi)統，從而(er)達到(dao)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)的(de)目的(de)。

一(yi)(yi)般情況下，在(zai)曝(pu)氣(qi)生(sheng)物(wu)濾池內不(bu)存(cun)在(zai)厭氧和(he)好氧交替的(de)環境(jing)，所以(yi)在(zai)濾池中產生(sheng)生(sheng)物(wu)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)作用相對較(jiao)困難，常規的(de)生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)工藝中聚(ju)磷(lin)(lin)(lin)(lin)菌(jun)、反硝(xiao)化(hua)菌(jun)、硝(xiao)化(hua)菌(jun)等共存(cun)于同(tong)一(yi)(yi)活性污泥系統(tong)，生(sheng)物(wu)法(fa)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)是(shi)通過污泥過量吸磷(lin)(lin)(lin)(lin)后(hou)(hou)富(fu)含磷(lin)(lin)(lin)(lin)污泥排除(chu)后(hou)(hou)進入(ru)污泥而去除(chu)，必然存(cun)在(zai)硝(xiao)化(hua)菌(jun)與聚(ju)磷(lin)(lin)(lin)(lin)菌(jun)的(de)不(bu)同(tong)泥齡(ling)之爭，使除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)和(he)硝(xiao)化(hua)相互干擾；

PASF脫氮除磷工藝(yi)，成(cheng)功地(di)解決了硝化菌(jun)與聚磷菌(jun)的泥(ni)齡之爭、反硝化與聚磷菌(jun)厭氧釋磷的矛盾(dun)等難題。

（1）PASF工藝原理

PASF(Remove Phosphorous by Actived Sludge andbiofilm technology)工藝分為2個(ge)階段，前階段采(cai)用活性污泥法，后階段采(cai)用生物膜法。

（2）PASF前階段

前階(jie)段與(yu)AAO工藝相似，其主(zhu)要(yao)區別(bie)在(zai)于：

①好(hao)氧池(chi)水力停(ting)留時(shi)間較(jiao)短，系(xi)統(tong)的(de)污泥(ni)齡較(jiao)短，使好(hao)氧池(chi)內達不到硝化，適(shi)合聚磷(lin)菌生(sheng)長環境，除磷(lin)效果(guo)較(jiao)好(hao)，由于(yu)污泥(ni)交替進入厭氧和好(hao)氧區，污泥(ni)沉降性好(hao)；

②由于好氧池(chi)無硝(xiao)化(hua)(hua)，好氧池(chi)無內回流(liu)至(zhi)缺(que)氧池(chi)，缺(que)氧池(chi)回流(liu)水(shui)(shui)從后段(duan)(duan)曝氣生物濾池(chi)出水(shui)(shui)進行回流(liu)，經過硝(xiao)化(hua)(hua)的出水(shui)(shui)回流(liu)至(zhi)缺(que)氧段(duan)(duan)。各池(chi)主要功能如下。

1）厭氧段：厭氧段主要是快速厭氧釋磷，二沉池中回流污泥中殘留的少量NO3-在厭氧段初期很快被反硝化完畢，伴隨著水中CODCr的去除，反應器中出現厭氧釋磷現象，釋磷速率與水中CODCr去除率相對應，厭氧段快速吸收有機物并具有以下特點:

a.由于進水中的有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)為積(ji)磷(lin)菌提(ti)供了呈梯度(du)的高(gao)濃度(du)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)(FM值)，使有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)最大可(ke)能地被用(yong)于厭氧釋磷(lin)和后續缺氧段的反硝化吸磷(lin)脫氮(dan)，提(ti)高(gao)了有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)在生(sheng)物(wu)(wu)脫氮(dan)吸磷(lin)中的利用(yong)率。

b.部分CODCr直(zhi)接以厭氧產物或(huo)經缺氧呼吸的形式被去(qu)除，降低了(le)后續好(hao)氧段需氧化的有機物量，使得該工藝比(bi)傳統活性污泥法大(da)大(da)節省了(le)供氧量。

2）缺氧段：反硝化積磷菌經過厭氧段充分有效地釋磷并吸收快速降解有機物合成大量的PHB后進入缺氧段，同時后階段的硝化出水回流至缺氧段，在反硝化菌的作用下，污水中的NO-3下降。

3）好氧段：進入好氧段后反應器出現好氧吸磷現象，進水中的有機物大部分被去除，由于泥齡較短，不適宜硝化細菌的生長環境，因此無NH+4的消耗，同時后段的生物濾池反應器提供了低CODCr TKN值的進水，為保證生物濾池高效的硝化反應奠定了基礎。同時好氧反應器SVI較低,污泥沉降性能較好，使后續沉淀池可承受較高的負荷。

（3）PASF后階段

PASF后階(jie)段采(cai)用生(sheng)(sheng)物膜法，通常可采(cai)用曝(pu)氣(qi)(qi)濾池(chi)(chi)(chi)處理(li)，由于(yu)有機負荷低，為硝(xiao)化(hua)提供了良好(hao)基礎，二(er)沉池(chi)(chi)(chi)出(chu)水后進(jin)入曝(pu)氣(qi)(qi)生(sheng)(sheng)物濾池(chi)(chi)(chi)，可發揮生(sheng)(sheng)物濾池(chi)(chi)(chi)負荷高，占地面(mian)積小等特點，一(yi)方面(mian)可利用濾池(chi)(chi)(chi)的(de)硝(xiao)化(hua)作用，達(da)到(dao)(dao)硝(xiao)化(hua)的(de)目的(de)，硝(xiao)化(hua)后出(chu)水部分(fen)回流至前階(jie)段缺氧段進(jin)行反硝(xiao)化(hua)，由于(yu)回流會增(zeng)加(jia)二(er)沉池(chi)(chi)(chi)水力負荷，回流比例需根據總氮要(yao)求及二(er)沉池(chi)(chi)(chi)的(de)表面(mian)負荷綜合確定；另一(yi)方面(mian)曝(pu)氣(qi)(qi)生(sheng)(sheng)物濾池(chi)(chi)(chi)存在過濾作用，使二(er)沉池(chi)(chi)(chi)出(chu)水中(zhong)的(de)SS進(jin)一(yi)步降低，使出(chu)水達(da)到(dao)(dao)或優(you)于(yu)一(yi)級排放標準。

（4）PASF工藝特點

PASF工(gong)藝(yi)與常(chang)規生物(wu)脫(tuo)氮除磷工(gong)藝(yi)相比(bi)，其硝(xiao)化、反(fan)硝(xiao)化和好氧吸磷都處(chu)于(yu)較(jiao)理想的反(fan)應條(tiao)件下，顯示出非常(chang)穩定的硝(xiao)化和脫(tuo)氮除磷效(xiao)果。其主要(yao)特(te)點為：

1）采用雙系(xi)統(tong)(tong)(積磷菌(jun)(jun)、反(fan)(fan)硝化(hua)菌(jun)(jun)共(gong)存于一個活性污泥系(xi)統(tong)(tong)，硝化(hua)菌(jun)(jun)為生物濾池系(xi)統(tong)(tong))可(ke)分別控制自(zi)養(yang)硝化(hua)菌(jun)(jun)和異養(yang)菌(jun)(jun)(積磷菌(jun)(jun)和反(fan)(fan)硝化(hua)菌(jun)(jun))的(de)(de)泥齡，解(jie)決了自(zi)養(yang)菌(jun)(jun)和異養(yang)菌(jun)(jun)的(de)(de)不同泥齡之爭，有(you)利于發揮反(fan)(fan)硝化(hua)脫(tuo)氮除磷與(yu)硝化(hua)的(de)(de)各自(zi)優勢。

2）異(yi)養型兼性菌(jun)在理(li)想(xiang)的厭氧(yang)、缺(que)氧(yang)、好氧(yang)交替的環(huan)境下(xia)進行(xing)反硝化(hua)(hua)和(he)除磷，自養型專(zhuan)性好氧(yang)硝化(hua)(hua)菌(jun)可始終在曝(pu)氣(qi)環(huan)境中進行(xing)好氧(yang)硝化(hua)(hua)，同時克服傳統活性污泥絲狀(zhuang)菌(jun)膨脹等弊(bi)端，有利于污水處理(li)廠的運(yun)行(xing)和(he)管理(li)。

3）厭(yan)氧(yang)段(duan)活性污泥(ni)快(kuai)速吸(xi)附或(huo)降解(jie)并用(yong)于厭(yan)氧(yang)釋磷，在缺氧(yang)狀況下，聚磷菌可快(kuai)速反硝化脫氮，污泥(ni)泥(ni)齡(ling)短，去除單位質(zhi)量磷耗用(yong)的(de)BOD5少，提高(gao)(gao)了易降解(jie)有(you)機物的(de)利用(yong)率，改善了脫氮除磷效果，同時硝化系統CODCr濃度(du)較低(di)，有(you)利于提高(gao)(gao)硝化作用(yong)。

4）充分利用活性污泥(ni)法(fa)和曝(pu)氣生物濾(lv)池各自(zi)的(de)優點(dian),具有較(jiao)高的(de)處理效率,達到低能耗、高處理效果的(de)目的(de),同時(shi)能減少占地面積,有效節約工(gong)程造價。