二、硝化(hua)和反硝化(hua)工(gong)藝流(liu)程

1、除碳(tan)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(fan)硝化

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、化學除磷+生物(wu)濾池處(chu)理(li)工(gong)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。

另外(wai)一種是同步沉(chen)淀與絮凝過(guo)濾(lv)，即在曝(pu)氣生物(wu)濾(lv)池中投加(jia)化學藥(yao)劑(ji),沉(chen)淀物(wu)積聚(ju)在填料中，通(tong)過(guo)周期性反沖洗,將磷(lin)排(pai)出系統外(wai)，達到除磷(lin)的(de)(de)目的(de)(de)，該工藝藥(yao)劑(ji)量相對較(jiao)小，但是污泥被截留在曝(pu)氣生物(wu)濾(lv)池內(nei)，會縮短生物(wu)濾(lv)池的(de)(de)運行周期，增加(jia)反沖洗的(de)(de)頻(pin)率(lv)。

2、PASF工藝(yi)

生物(wu)(wu)除磷(lin)(lin)(lin)是利用污水(shui)中(zhong)的(de)積磷(lin)(lin)(lin)菌在(zai)厭氧條件(jian)下，受到壓抑釋放(fang)出來體(ti)內的(de)磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽，產生能量(liang)用以吸收并快速降解(jie)有機物(wu)(wu)，并轉(zhuan)化PHB儲存起來，當積磷(lin)(lin)(lin)菌進入好氧條件(jian)時，就降解(jie)體(ti)內儲存的(de)PHB產生能量(liang)，用于(yu)細(xi)胞的(de)合成(cheng)和吸收磷(lin)(lin)(lin)，形(xing)成(cheng)含磷(lin)(lin)(lin)量(liang)高的(de)污泥，隨剩余污泥一起排出系統，從而(er)達到除磷(lin)(lin)(lin)的(de)目的(de)。

一般情況下，在(zai)曝(pu)氣生(sheng)(sheng)物濾池(chi)(chi)內不存在(zai)厭氧和(he)(he)好氧交替的(de)環境，所以在(zai)濾池(chi)(chi)中(zhong)(zhong)產生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)物除磷(lin)(lin)(lin)作用相(xiang)對較困難，常規的(de)生(sheng)(sheng)物脫(tuo)氮除磷(lin)(lin)(lin)工(gong)藝中(zhong)(zhong)聚磷(lin)(lin)(lin)菌(jun)、反硝化(hua)菌(jun)、硝化(hua)菌(jun)等共存于同一活性污泥系(xi)統，生(sheng)(sheng)物法除磷(lin)(lin)(lin)是通過(guo)污泥過(guo)量(liang)吸磷(lin)(lin)(lin)后(hou)富含(han)磷(lin)(lin)(lin)污泥排除后(hou)進(jin)入污泥而(er)去除，必然(ran)存在(zai)硝化(hua)菌(jun)與聚磷(lin)(lin)(lin)菌(jun)的(de)不同泥齡(ling)之爭，使除磷(lin)(lin)(lin)和(he)(he)硝化(hua)相(xiang)互干擾(rao)；

PASF脫氮除磷(lin)工藝，成(cheng)功地解(jie)決了硝(xiao)化菌與(yu)聚磷(lin)菌的泥齡之爭、反硝(xiao)化與(yu)聚磷(lin)菌厭氧釋磷(lin)的矛盾等難題(ti)。

（1）PASF工藝原理

PASF(Remove Phosphorous by Actived Sludge andbiofilm technology)工(gong)藝分(fen)為2個階段(duan)(duan)，前階段(duan)(duan)采(cai)用(yong)(yong)活性污泥(ni)法，后(hou)階段(duan)(duan)采(cai)用(yong)(yong)生物膜法。

（2）PASF前階段

前階段(duan)與AAO工藝(yi)相(xiang)似，其(qi)主要區別在于(yu)：

①好(hao)(hao)氧(yang)池水力停留時(shi)間較(jiao)短，系統的污泥(ni)齡較(jiao)短，使好(hao)(hao)氧(yang)池內達不到硝(xiao)化(hua)，適合聚磷菌生長(chang)環境，除磷效果較(jiao)好(hao)(hao)，由(you)于污泥(ni)交替(ti)進入厭氧(yang)和好(hao)(hao)氧(yang)區(qu)，污泥(ni)沉降性好(hao)(hao)；

②由(you)于好氧(yang)池(chi)(chi)無硝化，好氧(yang)池(chi)(chi)無內回(hui)流至缺(que)氧(yang)池(chi)(chi)，缺(que)氧(yang)池(chi)(chi)回(hui)流水從后段曝(pu)氣生物濾池(chi)(chi)出水進行回(hui)流，經(jing)過(guo)硝化的出水回(hui)流至缺(que)氧(yang)段。各池(chi)(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(de)有(you)機(ji)物(wu)(wu)為(wei)積磷菌(jun)提(ti)供了呈梯度的(de)高(gao)濃度有(you)機(ji)物(wu)(wu)(FM值)，使(shi)有(you)機(ji)物(wu)(wu)最大(da)可(ke)能地被用于厭氧(yang)釋(shi)磷和后續缺氧(yang)段的(de)反硝化(hua)吸磷脫氮，提(ti)高(gao)了有(you)機(ji)物(wu)(wu)在生(sheng)物(wu)(wu)脫氮吸磷中的(de)利用率。

b.部(bu)分CODCr直接(jie)以厭(yan)氧產物或經缺氧呼(hu)吸的形式被去除，降低了(le)后續好(hao)氧段需(xu)氧化的有機(ji)物量，使得該(gai)工藝比傳統活性污泥法大大節省(sheng)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)段采用生物膜法，通(tong)常可采用曝氣(qi)濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)處理，由于有(you)機負(fu)荷(he)低(di)，為(wei)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)提(ti)供了良好基礎，二(er)沉池(chi)(chi)(chi)出(chu)水(shui)后進(jin)入曝氣(qi)生物濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)，可發揮生物濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)負(fu)荷(he)高(gao)，占地面積小等(deng)特點，一(yi)(yi)(yi)方面可利用濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)的硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)作用，達到(dao)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)的目的，硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)后出(chu)水(shui)部(bu)分(fen)回流至前階(jie)段缺氧(yang)段進(jin)行反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)，由于回流會增加二(er)沉池(chi)(chi)(chi)水(shui)力負(fu)荷(he)，回流比例需根據總氮要求及二(er)沉池(chi)(chi)(chi)的表(biao)面負(fu)荷(he)綜合(he)確定；另一(yi)(yi)(yi)方面曝氣(qi)生物濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)存在(zai)過濾(lv)(lv)作用，使(shi)二(er)沉池(chi)(chi)(chi)出(chu)水(shui)中的SS進(jin)一(yi)(yi)(yi)步降低(di)，使(shi)出(chu)水(shui)達到(dao)或(huo)優于一(yi)(yi)(yi)級(ji)排放標(biao)準。

（4）PASF工藝特點

PASF工藝與常規生(sheng)物(wu)脫氮(dan)除(chu)磷(lin)(lin)工藝相比，其硝(xiao)化(hua)(hua)、反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)和好氧(yang)吸磷(lin)(lin)都處于較理想的(de)反(fan)應條(tiao)件下，顯示出非常穩定(ding)的(de)硝(xiao)化(hua)(hua)和脫氮(dan)除(chu)磷(lin)(lin)效果。其主要特(te)點為：

1）采用雙系統(tong)(積(ji)(ji)磷(lin)菌(jun)、反(fan)硝(xiao)化(hua)菌(jun)共存于一個(ge)活性污(wu)泥系統(tong)，硝(xiao)化(hua)菌(jun)為生(sheng)物濾池系統(tong))可分別控(kong)制(zhi)自(zi)養硝(xiao)化(hua)菌(jun)和異養菌(jun)(積(ji)(ji)磷(lin)菌(jun)和反(fan)硝(xiao)化(hua)菌(jun))的泥齡(ling)(ling)，解決了自(zi)養菌(jun)和異養菌(jun)的不(bu)同泥齡(ling)(ling)之爭，有利(li)于發揮反(fan)硝(xiao)化(hua)脫氮除磷(lin)與硝(xiao)化(hua)的各自(zi)優勢。

2）異養型兼性(xing)(xing)菌(jun)在理(li)想的(de)厭氧、缺氧、好氧交替(ti)的(de)環境下進(jin)行(xing)(xing)(xing)反硝化(hua)(hua)和除(chu)磷(lin)，自養型專性(xing)(xing)好氧硝化(hua)(hua)菌(jun)可(ke)始終在曝氣環境中進(jin)行(xing)(xing)(xing)好氧硝化(hua)(hua)，同時克(ke)服傳(chuan)統活性(xing)(xing)污(wu)泥絲狀(zhuang)菌(jun)膨脹(zhang)等(deng)弊端，有利于污(wu)水(shui)處理(li)廠的(de)運行(xing)(xing)(xing)和管理(li)。

3）厭氧(yang)段活(huo)性污泥快(kuai)速(su)吸附或降解(jie)并用(yong)于厭氧(yang)釋磷，在缺氧(yang)狀況下，聚(ju)磷菌可快(kuai)速(su)反(fan)硝化(hua)脫氮，污泥泥齡短，去除(chu)單位(wei)質量磷耗用(yong)的BOD5少(shao)，提高(gao)了(le)易(yi)降解(jie)有(you)機(ji)物的利用(yong)率，改善了(le)脫氮除(chu)磷效果，同時硝化(hua)系統CODCr濃(nong)度(du)較低(di)，有(you)利于提高(gao)硝化(hua)作(zuo)用(yong)。

4）充分利用活性(xing)污(wu)泥(ni)法和曝(pu)氣(qi)生物濾池各(ge)自的(de)(de)優點(dian),具(ju)有較高(gao)的(de)(de)處(chu)理效(xiao)率,達(da)到(dao)低能耗、高(gao)處(chu)理效(xiao)果的(de)(de)目的(de)(de),同時(shi)能減(jian)少占地面積,有效(xiao)節約(yue)工(gong)程造價。