小型生活污水处理装置
A-A-O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷,其工艺流程如图1所示。
在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5浓度逐渐降低。在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至zui高。在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厌氧段和缺氧段,NH3-N浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,NH3-N逐渐降低。在缺氧段,由于内回流带入大量NO3-N,NO3-N瞬间升高,但随着反硝化的进行,NO3-N浓度迅速降低。在好氧段,随着硝化的进行,NO3-N浓度逐渐升高。
A-A-O脱氮除磷系统的工艺参数及控制
A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。如能有效地脱氮或除磷,一般也能同时地去除BOD5。但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,具体体现的某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这也是A-A-O系统工艺系统控制较复杂的主要原因。
1.F/M和SRT。完全生物硝化,是生物脱氮的前提。因而,F/M(污泥负荷)越低,SRT(污泥龄)越高。脱氮效率越高,而生物除磷则要求高F/M低SRT。A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。如果既要求一定的脱氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般应控制在0.1-0.18㎏BOD5/(kgMLVSS·d),SRT一般应控制在8-15d。
2.水力停留时间。水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。厌氧段水力停留时间一般在1-2h范围内,缺氧段水力停留时间1.5-2.0h,好氧段水力停留时间一般应在6h。
3.内回流与外回流。内回流比r一般在200-500%之间,具体取决于进水TKN浓度,以及所要求的脱氮效率。一般认为,300-500%时脱氮效率zui佳。内回流比r与除磷关系不大,因而r的调节完全与反硝化工艺一致。
4.溶解氧(DO)。厌氧段DO应控制在0.2mg/L以下,缺氧段DO应控制在0.5mg/L以下,而好氧DO应控制在2-3mg/L之间。因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O脱氮除磷工艺曝气系统的控制与生物反硝化系统一致。
5.BOD5/TKN与BOD5/TP。对于生物脱氮来说,BOD5/TKN至少应大于4.0,而生物除磷则要求BOD5/TP﹥20。运行中应定期核算入流污水水质是否满足BOD5/TKN﹥4.0,BOD5/TP﹥20。如果其中之一不满足,则应投加有机物补充碳源。为了提高BOD5/TKN值,宜投加甲醇做补充碳源。为了提高BOD5/TP值,则宜投加乙酸等低级脂肪酸。
6.PH控制及碱度核算。A-A-O生物除磷脱氮系统中,污泥混合液的PH应控制在7.0之上;如果PH﹤6.5,应外加石灰,补充碱度不足。
在传统的生物活性污泥法中，一般是在而沉池中通过重力沉降来实现污泥与处理水的分离，设备装置占地面积大，分离效率低；而且由于水力操作的不稳定性，加上负荷的波动会导致污泥沉降性能发生变化，从而影响二沉池的沉降效果，操作不当会造成污泥随出水流失，使出水水质变差并降低曝气池中污泥的浓度，进一步恶化处理效果。
为了保证出水水质和操作运行的稳定性，人们一直在努力寻找可靠的分离污泥的方法。膜分离活性污泥法作为一种新型的废水处理方法，是把膜分离技术与传统的废水生物处理方法（活性污泥法）相结合，用膜分离设备取代传统活性污泥法中的二次沉池，从而可以强化活性污泥与处理水的分离效果。
以膜组件代替传统的二沉池，不仅可以完全去除悬浮固体以改善出水水质，而且可以通过膜分离的作用，将二沉池无法截留的游离细菌和大分子有机物完全阻隔在生物池内，尤其是那些增值速度慢的细菌，由于膜的截留作用而在曝气池中得到富集，增加了它们与污泥的接触时间，从而可以提高有机物和氮、磷的去除率。
膜分离活性污泥法的工艺流程是：废水经预处理后进入曝气池，在曝气池中曝气处理后，活性污泥混合液由增压泵送入膜组件（也有将膜组件直接浸没在曝气池中，依靠真空泵的抽吸使混合液进入膜组件的），一部分水透过膜面称为处理出水进入后一级处理工序，剩余的污泥浓缩液则由回流泵（或直接）返回曝气池。曝气池中的活性污泥在膜组件的分离作用下，去除了有机污染物而增殖，当超过一定的浓度时，需定期将池内的污泥排出一部分。
膜分离活性污泥法作为一种新型的处理方法，与传统的生物处理方法相比有更好的处理性能和效果，主要表现在以下几个方面。
1、高品质的处理效果，并且能保证出水水质稳定。
2、节省动力消耗，增强曝气强度。
3、装置更加紧凑，占地面积小。
4、可以处理高浓度的有机废水。
5、剩余活性污泥量减小。
6、便于维护管理。
水解酸化工艺与单独的厌氧或好氧工艺相比,具有以下特点:
1.由于在厌氧阶段可大幅度地去除废水中悬浮物或有机物,其后续好氧处理工艺的污泥量可得到有效地减少,从而设备容积也可缩小。有报道,在实践中,厌氧-好氧工艺的总容积不到单独好氧工艺的一半;
2.厌氧工艺的产泥量远低于好氧工艺(仅为好氧工艺的1/10～1/6),并已高度矿化,易于处理。同时其后续的好氧处理所产生的剩余污泥必要时可回流至厌氧段,以增加厌氧段的污泥浓度同时减少污泥的处理量;
3.厌氧工艺可对进水负荷的变化起缓冲作用,从而为好氧处理创造较为稳定的进水条件;
4.厌氧处理运行费用低,且其对废水中有机物的去除亦可节省好氧段的需氧量,从而节省整体工艺的运行费用;
5.重要的是当将厌氧控制在水解酸化阶段时,可为好氧工艺提供优良的进水水质(即提高废水的可生化性)条件,提高好氧处理的效能,同时可利用产酸菌种类多、生长快及对环境条件适应性强的特点,以利于运行条件的控制和缩小处理设施的容积。
活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。
影响活性污泥过程工作效率(处理效率和经济效益)的主要因素是处理方法的选择与曝气池和沉淀池的设计及运行。
基本组成
① 曝气池：反应主体② 二沉池：
1)进行泥水分离，保证出水水质;
2)保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。
③ 回流系统：
1)维持曝气池的污泥浓度;
2)改变回流比，改变曝气池的运行工况。
④剩余污泥排放系统：
1)是去除有机物的途径之一;
2)维持系统的稳定运行。
⑤供氧系统:主要由供氧曝气风机和专用曝气器构成向曝气池内提供足够的溶解氧.
曝气池 是所有活性污泥法的心脏，其作用是搅拌混合液使泥、水充分接触和向微生物供氧。搅拌有两种方式，一种是使同时进曝气池的泥和水充分混合并一直保持到流出池子，而不和已在池中的混合液相混以免发生短路现象。曝气池采用长条形就是以保证同时入池的泥和水都同时出池,使同时入池的废水有相同的曝气时间。另一种搅拌方式是使进入池子的泥和水立即与全池的混合液充分混合，达到混合液的水质均匀,有可能使微生物的生长处在zui佳的生活环境中,使过程处在的条件下运行。还有一种环形曝气长槽，深度较浅，混合液在槽中以较高的流速回流。这种曝气槽的曝气时间接近24小时，特称氧化槽或氧化沟。实际上是延时曝气活性污泥法的一种曝气池。
小型生活污水处理装置除按要求设计几何形状外，曝气方法和设备也是很重要的。曝气方法有气泡曝气法(又称鼓风曝气法)和表面曝气法(也称机械曝气法)两种。20世纪70年代末问世的深井曝气也是一种气泡曝气，以增加气泡与混合液的接触时间来提高曝气效率。
在表面曝气法中借设在液面的曝气器使池液回流，并使液面剧烈波动与空气密切接触交换气体。曝气器一般是各种立式叶轮，也有采用卧式旋刷或旋桨的。环形曝气槽都采用卧式曝气器。
为加快氧的溶解，70年代开始出现了“纯氧”曝气，以含氧浓度极高的空气替代一般空气。大多采用表面曝气法。
运行主要是活性污泥量和供氧量的控制，曝气池的活性污泥浓度(称混合液悬浮固体)，是可以调节的，也就是活性污泥量和负荷率是可以调节的，运行时应根据具体情况注意调节。活性污泥法污水厂容易出现污泥膨胀，即污泥含水量极高，不易沉降。这将造成污泥随水流出沉淀池，破坏水质，同时，污泥的流失使曝气池中污泥减少，整个过程逐渐失效。在发现污泥有膨胀趋势时，应即分析原因，采取措施。
曝气生化系统主要是在有氧的情况下，废水中的有机物通过活性污泥中的微生物吸附、氧化、还原过程，把复杂的大分子有机物氧化分解为简单的无机物，从而达到净化废水的目的。
1.根据具体情况调整曝气量，通过控制各阀门，调整进气量。
2.曝气池应通过调整污泥负荷、污泥泥龄或污泥浓度等方式进行工艺控制。
3.曝气池出口处的溶解氧宜为2mg/L。
4.应经常观察活性污泥生物相、上清液透明度、污泥颜色、状态、气味等，并定时测试和计算反映污泥特性的有关项目。
5.因水温、水质或曝气池运行方式的变化而在沉淀池引起的污泥膨胀、污泥上浮等不正常现象，应分析原因，并针对具体情况，调整系统运行工况，采取适当措施恢复正常。
6.当曝气池水温低时，应采取适当延长曝气时间、提高污泥浓度、增加泥龄或其它方法，保证污水的处理效果。曝气池水温不能高于38℃，过高时，应在采取降温措施后，方可继续进水！
7.曝气池产生泡沫和浮渣时，应根据泡沫颜色分析原因，采取相应措施恢复正常。视情况开启消泡水泵，撒淋消泡剂。
8.根据污泥情况向生化池内加营养剂，一般按BOD5：N：P＝100：5：1比例投加营养源。N源为尿素，P源为磷酸钠或磷酸氢二钠。
MBR是将生物降解作用与膜的分离技术结合而成的一种新型的污水处理与回用工艺。膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。80年代以来，该技术愈来愈受到重视，成为水处理技术研究的一个热点。
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