美麗鄉(xiāng)村一體化生活污水處理系統(tǒng)
脫氮工藝簡介
1、傳統(tǒng)生物脫氮
傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)是通過氨化、硝化、反硝化以及同化作用來完成。傳統(tǒng)生物脫氮的工藝成熟，脫氮效果較好。但存在工藝流程長、占地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺點。
2、氨吹脫
包括蒸汽吹脫法和空氣吹脫法，其機(jī)理是將廢水調(diào)至堿性，然后在吹脫塔中通入空氣或蒸汽,經(jīng)過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫出來。此法工藝簡單，效果穩(wěn)定，適用性強(qiáng)，投資較低。但能耗大，有二次污染。
3、離子交換
離子交換法實際上是利用不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與溶液中的其它同性離子(NH4+)發(fā)生交換反應(yīng)，從而將廢水中的NH4+牢固地吸附在離子交換劑表面，達(dá)到脫除氨氮的目的。雖然離子交換法去除廢水中的氨氮取得了一定的效果，但樹脂用量大、再生難,，導(dǎo)致運行費用高，有二次污染。
4、膜過濾
利用膜的選擇透過性進(jìn)行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便，氨氮回收率高，無二次污染，但投資成本太大，而且對廢水的水質(zhì)要求太高，尤其是鹽度等。
5、折點加氯法
折點加氯法是投加過量的氯或次氯酸鈉，使廢水中的氨氮氧化成氮氣的化學(xué)脫氮工藝。該方法的處理效率可達(dá)到90% ~100%，處理效果穩(wěn)定，不受水溫影響。但運行費用高，副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會造成二次污染。
6、磷酸銨鎂沉淀法(鳥糞石法)
向含氨氮廢水中投加Mg2+和PO43-，三者反應(yīng)生成MgNH4PO4•6H2O(簡稱MAP)沉淀。此法工藝簡單，操作簡便，反應(yīng)快，影響因素少，能充分回收氨實現(xiàn)廢水資源化。該方法的主要局限性在于沉淀藥劑用量較大，從而致使處理成本較高，沉淀產(chǎn)物MAP的用途有待進(jìn)一步開發(fā)與推廣。
泡沫的類型
啟動泡沫
1.曝氣池啟動初期，曝氣池中的污泥對污水的水質(zhì)并不適應(yīng)，對生長環(huán)境的不適應(yīng)，容易形成泡沫。隨著污泥對水質(zhì)的適應(yīng)，泡沫會減少。
2.曝氣池啟動初期，污泥相對較少，污泥負(fù)荷較高，容易產(chǎn)生泡沫。污泥量增加后，泡沫會逐漸消失。
3.活性污泥工藝運行啟動初期，由于污水中含有一些表面活性物質(zhì)，易引起表面泡沫。但隨著活性污泥的成熟，這些表面活性物質(zhì)經(jīng)生物降解，泡沫現(xiàn)象會逐漸消失。
反硝化泡沫
活性污泥處理系統(tǒng)以低負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，在沉淀池或曝氣不足的地方會發(fā)生反硝化作用而產(chǎn)生氮氣，氮氣的釋放在一定程度上會降低污泥密度并帶動部分污泥上浮，從而出現(xiàn)泡沫現(xiàn)象，產(chǎn)生的懸浮泡沫通常不很穩(wěn)定。
表面活性劑泡沫
污水中的表面活性劑和淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等表面活性物質(zhì)在分子結(jié)構(gòu)上都表現(xiàn)為含有極性-非極性基團(tuán)即所謂雙親分子。在曝氣的條件下，非極性基團(tuán)一端伸入氣泡內(nèi)，而極性基團(tuán)選擇性地被親水物質(zhì)所吸附，使親水性物質(zhì)的表面轉(zhuǎn)化成疏水性物質(zhì)而黏附在氣泡水膜上，隨氣泡一起上浮至水面。
生物泡沫
1.與泡沫有關(guān)的微生物大都含有脂類物質(zhì)，這類微生物比水輕，易漂浮到水面。
2.與泡沫有關(guān)的微生物大都呈絲狀或枝狀，易形成網(wǎng)，能捕掃微粒和氣泡等，并浮到水面。被絲網(wǎng)包圍的氣泡，增加了其表面的張力，使氣泡不易破碎，泡沫就更穩(wěn)定。
3.曝氣氣泡產(chǎn)生的氣浮作用常常是泡沫形成的主要動力。顆粒利用氣泡氣浮，必須是形小、質(zhì)輕和具有疏水性的物質(zhì)。所以，當(dāng)水中存在油、脂類物質(zhì)和含脂微生物時，則易產(chǎn)生表面泡沫現(xiàn)象。
酸堿廢水是廢水處理時常見的一種。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，會遇到含有機(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，會腐蝕管渠和構(gòu)筑物；排入水體,會改變水體的pH值,干擾，并影響水生生物的生長和漁業(yè)生產(chǎn)；排入農(nóng)田，會改變土壤的性質(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。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，可采用中和劑廢水處理。
美麗鄉(xiāng)村一體化生活污水處理系統(tǒng)高濃度酸堿廢水的回收利用
對于高濃度含酸（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)點是熱效率高，回收的再生酸濃度較高(可達(dá)42.6％)；缺點是酸霧大，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,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)點是自動化程度較高，酸霧問題易于解決；缺點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，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)備簡單，處理費用低；但酸堿廢水流量及濃度時有變化，處理效果往往不穩(wěn)定。
無動力多級厭氧復(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的計算：V=Q*T
式中 V-升流池設(shè)計容積（m ）
Q-預(yù)計升流池處理水量（m /h）
T-污水在升流池中停留時間（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，是一個或兩個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。
