5噸/天一體化生活污水處理設(shè)備
傳統(tǒng)的生物脫氮是根據(jù)脫氮過程的兩階段理論，將好氧硝化與缺氧反硝化分置于2個獨立的反應器內(nèi)進行。 而SND則是在同一個反應器內(nèi)直接實現(xiàn)氨氮到氮氣的轉(zhuǎn)化，將脫氮過程的2個反應階段由宏觀空間（時間）上的好氧池與缺氧池，轉(zhuǎn)化為微觀空間上的微生物絮體表層與內(nèi)部，并通過運行參數(shù)的調(diào)整使污泥表層與內(nèi)部分別實現(xiàn)硝化與反硝化的反應條件，從而達到脫氮的目的。 由于受到傳質(zhì)阻力的影響，微生物絮體由外至內(nèi)存在溶解氧和COD的質(zhì)量濃度變化梯度，依次形成了擴散區(qū)、好氧區(qū)和缺氧區(qū)。微生物絮體表層由于溶解氧質(zhì)量濃度較高，以硝化細菌為主，主要發(fā)生有機物和氨氮的氧化過程；微生物絮體內(nèi)部由于氧氣的大量消耗以及傳質(zhì)阻力的影響，形成缺氧區(qū)，反硝化細菌利用傳遞來的有機物反硝化脫氮。懸浮填料屬于分散式填料的一種，一般用聚乙烯、聚丙烯或聚氨酯等特制塑料或樹脂制成[，形狀規(guī)則，多為立方體或顆粒狀。 懸浮填料內(nèi)部孔隙率較大，比表面積大，極大地增加了微生物的附著面積，有利于生物膜的形成，使系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力顯著提高。 懸浮填料脫氮原理與微生物絮體類似，隨著污泥質(zhì)量濃度的增大，附著生長的生物膜內(nèi)層產(chǎn)生缺氧或厭氧環(huán)境，為SND脫氮提供了有利條件。
懸浮填料強化脫氮技術(shù)污泥形式和微生物特性
微生物是污水處理的主力軍，因此反應器內(nèi)生物量的多少直接影響到污染物的去除效果。 懸浮填料由于其內(nèi)部孔隙的存在，有利于缺氧環(huán)境的形成，且比表面積較大，為反硝化細菌的生長提供了更大的空間。 另外，填料表面的微生物主要以生物膜的形式存在，而常規(guī)活性污泥法反應器內(nèi)的污泥處于游離狀態(tài)，前者對營養(yǎng)物質(zhì)的捕獲能力遠遠高于后者，加之懸浮填料處于流化狀態(tài)，在水流剪力的作用下，老化的生物膜能夠及時脫落，始終保持較高的代謝活性，從而使反應器在較低的碳源條件下仍能保持較好的反硝化效果。向活性污泥法中投加懸浮填料能在 很大程度上增加反應器內(nèi)的總生物量和種類，改善其存在形式以及傳質(zhì)方式，大大提高凈化效率和處理能力。
懸浮填料由于其巨大的比表面積和內(nèi)部孔隙的存在，能夠吸附大量的絲狀菌，在強化污染物凈化能力的同時，控制污泥膨脹及上浮，使系統(tǒng)抗沖擊負荷能力顯著提高。 同時，反應器內(nèi)生物固體平均停留時間較長，有益于自養(yǎng)微生物的生存，還會形成大量的輪蟲、鐘蟲、累枝蟲等原生動物和后生動物，有利于水質(zhì)的進一步提升。
懸浮填料強化脫氮技術(shù)的應用形式
向傳統(tǒng)活性污泥法中投加懸浮填料，能夠強化脫氮能力，使氨氮、總氮去除率明顯提高，并且與傳統(tǒng)活性污泥法相比，在低溫下仍能保持較好的氨氮去除效果。向傳統(tǒng)AO工藝中投加懸浮填料與CASS工藝相比，在低溫低曝氣量條件下仍能保持較好的污染物去除效果，并且具有運行管理簡單、投資造價低、占地面積小等優(yōu)勢。向傳統(tǒng)的A2/O生物池中投加聚乙烯懸浮填料，投配比為20%，總氮和總磷去除率均有顯著提升，當污泥齡為8h 時，相應去除率zui高可達75%和91.4%。
通過向氧化溝好氧段投加懸浮填料探究溶解氧含量、污泥回流比和污泥齡對脫氮效果的影響，結(jié)果表明，當溶解 氧含量為0.8～1.2 mg/L，污泥回流比為75 %～100 %，污泥齡為10～15d時，出水 COD、氨氮和總氮可達到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級A 標準。
為了探究低C/N比生活污水的處理方法，以聚丙烯作為懸浮填料投加到 SBR反應器內(nèi)，發(fā)現(xiàn)在低C/N比下，反應器仍能保持較高的生物量以及較好的TN去除效果。與常規(guī)SBR反應器相比，懸浮填料SBR反應器對水中DO利用率更高，低曝氣量下仍能保持較好的處理效果。 因此，懸浮填料的投加能夠顯著提高常規(guī)SBR反應器的耐沖擊負荷能力，強化脫氮效果，且在外在條件發(fā)生波動后仍能保持較好的污染物去除性能。
通過向平板膜生物反應器中投加聚丙烯多面空心球懸浮填料，使得總氮、總磷去除效果和穩(wěn)定性顯著增強。 另外，懸浮污泥生物膜與懸浮污泥之間存在競爭關(guān)系，從而使污泥產(chǎn)量明顯降低。 通過對比普通膜生物反應器和投加多孔柔性聚氨酯懸浮填料的復合式膜生物反應器，發(fā)現(xiàn)懸浮填料的投加能夠形成微湍流，加大流體運行的不穩(wěn)定性，有效地改善了膜生物反應器的過濾性能，使膜污染速率下降30%以上。
厭氧生物處理技術(shù)的發(fā)展大致可以分為三個階段：
第yi階段
厭氧生物過程廣泛地存在于自然界中，但人類第yi次有意識地利用厭氧生物過程來處理廢棄物，則是在 1881 年由法國的Louis Mouras 所發(fā)明的“自動凈化器”開始的，隨后人類開始較大規(guī)模地應用厭氧消化過程來處理城市污水（如化糞池、雙層沉淀池等）和剩余污泥（如各種厭氧消化池等）。這些厭氧反應器現(xiàn)在通稱為“第yi代厭氧生物反應器”。
5噸/天一體化生活污水處理設(shè)備它們的共同特點是：
① 水力停留時間（HRT）很長， 有時在污泥處理時，污泥消化池的 HRT 會長達 90 天，即使是目前在很多現(xiàn)代化城市污水處理廠內(nèi)所采用 的污泥消化池的 HRT 也還長達 20~30 天；
② 雖然 HRT 相當長，但處理效率仍十分低，處理效果還很不好；
③ 具有濃臭的氣味，因為在厭氧消化過程中原污泥中含有的有機氮或硫酸鹽等會在厭氧條件下分別 轉(zhuǎn)化為氨氮或硫化氫，而它們都具有十分特別的臭味。
第二階段
當進入上世紀 50、60 年代，特別是 70 年代的中后期，隨著世界范圍的能源危機的加劇，人們對利用厭氧消化過程處理有機廢水的研究得以強化，相繼出現(xiàn)了一批被稱為現(xiàn)代高速厭氧消化反應器的處 理工藝，從此厭氧消化工藝開始大規(guī)模地應用于廢水處理，真正成為一種可以與好氧生物處理工藝相提并論的廢水生物處理工藝。這些被稱為現(xiàn)代高速厭氧消化反應器的厭氧生物處理工藝又被統(tǒng)一稱為“第二代厭氧生物反應器” 。
它們的主要特點有：
① HRT 大大縮短，有機負荷大大提高，處理效率大大提高；
② 主 要包括： 厭氧接觸法、 厭氧濾池 （AF） 、上流式厭氧污泥床 （UASB） 反應器、 厭氧流化床 （AFB） 、AAFEB、 厭氧生物轉(zhuǎn)盤（ARBC）和擋板式厭氧反應器等；
③ HRT 與 SRT 分離，SRT 相對很長，HRT 則可以較短， 反應器內(nèi)生物量很高。
第三階段
進入20世紀 90 年代以后，隨著以顆粒污泥為主要特點的 UASB 反應器的廣泛應用，在其基礎(chǔ)上又發(fā) 展起來了同樣以顆粒污泥為根本的顆粒污泥膨脹床 （EGSB） 反應器和厭氧內(nèi)循環(huán)（IC）反應器。 其中EGSB反應器利用外加的出水循環(huán)可以使反應器內(nèi)部形成很高的上升流速，提高反應器內(nèi)的基質(zhì)與微生物之間的接觸和反應，可以在較低溫度下處理較低濃度的有機廢水，如城市廢水等；而 IC 反應器則主要應用于處 理高濃度有機廢水，依靠厭氧生物過程本身所產(chǎn)生的大量沼氣形成內(nèi)部混合液的充分循環(huán)與混合，可以達到更高的有機負荷。這些反應器又被統(tǒng)一稱為“第三代厭氧生物反應器”。
它們的主要特點有：
① 把沉淀池中的厭氧發(fā)酵室分離出來 ,建成獨立工作的厭氧消化反應器。在此階段中開發(fā)的主要處理設(shè)施有普通厭氧消化池和 UASB、厭氧接觸工藝、兩相厭氧消化工藝、 AF、 AFB 等。
②把有機廢水和有機污泥的處理和生物氣的利用結(jié)合起來 ,即把環(huán)保和能源開發(fā)結(jié)合起來。沼渣的綜合利用也被當作重要任務提到了議事日程。
③處理對象除VSS外 ,還著眼于BOD和 COD的降低以及某些有機毒物的降解。
厭氧生物處理技術(shù)的反應器主體也經(jīng)歷了三個時代：
第yi代反應器：以厭氧消化池為代表 ,屬于低負荷系統(tǒng)；
第二代反應器：可以將固體停留時間與水力停留時間分離 ,能夠保持大量的活性污泥和足夠長的污泥齡 ,屬于高負荷系統(tǒng) 。
第三代反應器：在將固體停留時間和水力停留時間相分離的前提下，使固液兩相充分接觸 ,從而既能保持大量污泥又能使廢水和活性污泥之間充分混合、接觸，以達到真正的目的。
