乐鱼未来污水处理工艺发展的若干方向、规律及应用（上）

导读：现代污水处置惩罚技能于履历了100年的成长以后迎来了新的应战与机缘，将来污水处置惩罚成长的标的目的将朝着紧凑性、可连续性的标的目的成长，此中好氧颗粒污泥将向着持续流的标的目的成长，于现实运用中将会越发看重絮体与颗粒污泥之间的均衡;碳转向是此后污水处置惩罚成长的一个主要标的目的;支流短程脱氮技能的成长愈加深切，将来的冲破可能于微生物方面的熟悉进展;生物膜技能的熟悉以及运用将会越发深切，MABR技能怪异的特色使患上供氧效率获得极年夜提高。于上述工艺成长历程中，ICA的运用将越发普及，基在数据调谐的模子运用将闪现出强盛的气力。因为篇幅有限本文将分为上、下两篇推送。

1污水处置惩罚工艺成长的汗青回首

污水处置惩罚工艺的成长

1914年，英国人Ardern、Lockett发现了活性污泥工艺，这一事务成了现代污水成长的出发点以及主要的标记性事务。自那之后，活性污泥工艺成为污水处置惩罚的支流处置惩罚技能，缭绕着活性污泥工艺，污水处置惩罚技能得到了长足的成长，呈现了百花齐放的技能格式。

活性污泥工艺于履历了初期的专利权问题以后迎来了技能的空前繁荣，重要表现于基本理论的完美以及各类变形工艺的呈现，尤为是20世纪70年月呈现的生物脱氮除了磷技能(BNR)成为活性污泥工艺成长的一个主要里程碑，并于某种水平上奠基了现今污水处置惩罚技能的重要场合排场，同时生物膜工艺得到再次成长时机，IFAS、MBBR及BAF等工艺因为其于紧凑性方面的上风于进级改造方面得到了必然的上风。别的于20世纪末，一些立异性的工艺如厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥技能逐渐登上了汗青舞台，如图1所示。

于活性污泥工艺履历了100多年的成长以后，污水处置惩罚技能的年夜厦已经经相称完美，今朝的污水处置惩罚工艺于传统水质方面已经经不是问题，北美的研究成果注解，生物脱氮除了磷工艺的极限可以到达TN 3 mg/L、TP 0.1 mg/L。荷兰的研究成果也注解，于前提顺应的环境下活性污泥工艺的技能极限可以到达TN 2.2 mg/L、TP��� 0.15 mg/L。

污水处置惩罚理念的改变

进入21世纪后，污水处置惩罚范畴内呈现了庞大的理念厘革，污水已经经再也不被以为是一种废料，而是一种可再生的资源，污水处置惩罚也正由已往的以卫生文明与情况掩护为方针向着资源收受接管的标的目的成长。这一点不管从荷兰提出的NEWs理念，即将来污水处置惩罚厂将是养分物、能源与再生水的打造工场，照旧美国水情况同盟正式摒弃污水处置惩罚厂之称，转而统称为水资源厂，亦或者是新加坡提倡的将Wastewater(污水)改称为Usedwater(旧水)，无不印证着活着界规模内污水作为一种可再生资源已经经深切人心。陪同着理念的厘革，污水处置惩罚工艺于技能的紧凑性、可连续性、顺应性方面朝着越发深切的标的目的成长。

2将来污水处置惩罚工艺成长的标的目的

当前都会污水处置惩罚的支流技能是生物处置惩罚技能，生物处置惩罚技能怎样于将来成长现实上反应了此后相称一段时间内的污水处置惩罚工艺成长标的目的。本文仅对于将来20年内的污水处置惩罚技能成长做一些阐发以及判定。

好氧颗粒污泥技能

汗青与实际中的征象

活性污泥工艺的呈现与成长现实上是接纳各类要领选择微生物的历程。1914年，Ardern以及Lockett将曝气后沉淀下的污泥留了下来，将不容易沉降的微生物“淘洗”出去，接纳这类序批式的体式格局，他们不雅察到了颗粒污泥的征象。

1972年，James Barnard于接触不变的实验装配中也留意到了颗粒污泥的征象，其时他用初沉池的出水进入到反映器中，接触时间15 min，排泥只从外貌排泥，接触区的污泥浓度22 000 mg/L，Barnard不雅察到了较着的污泥颗粒，“像粗砂同样”，其时的污泥负荷很是高。

好氧颗粒污泥的造成与选择

活性污泥工艺从降生至今始终不停履历着“选择”的历程，初期的污泥回流使微生物选择留于体系中，起到了最为要害的作用;今后，人们经由过程基本的长泥龄体式格局而使硝化菌于体系中选择地存于;而生物除了磷工艺的呈现，则是经由过程厌氧-好氧的瓜代情况选择性地使聚磷菌(PAOs)于体系中存于，可以看出对于微生物的选择历程始终陪同着污水处置惩罚工艺的成长，如图2所示。固然，于这一系列的基本选择历程中，另有其他要素的影响，好比硝化历程中对于DO的需求、生物除了磷历程对于VFA的需求等。

好氧颗粒污泥技能的呈现与成长现实上仍旧是对于微生物选择历程的更进一步熟悉，于这一熟悉历程陪同着对于生物膜、污泥膨胀的越发深切理解。好氧颗粒污泥既可以于只去除了COD的好氧情况中呈现，也能够于厌氧-好氧的瓜代情况中去除了COD及氮、磷，于这类情势的颗粒污泥中，硝化菌及平凡异养菌于颗粒污泥的最外层，接近内核部门的是反硝化菌、聚磷菌(PAOs)、聚糖菌(GAOs)。是以，好氧颗粒污泥去除了养分物的机理现实上与活性污泥工艺不异，只不外其实不是于差别的池子来实现，而是于颗粒污泥的差别区域来实现。

今朝正常以为重要有如下几个方面临颗粒污泥的造成具备主要的影响：

餍饫-饥饿选择，凡是之外部基质用在生长的阶段称为餍饫期，而之内部基质(PHB)生长的阶段称为饥饿期。与哄骗乙酸或者葡萄糖等易生物降解无机物比拟，异养微生物哄骗PHB或者糖原等慢速可生物降解物资的生长速度较慢，哄骗这一征象可以得到不变的颗粒污泥。生物除了磷的厌氧-好氧历程是实现上述历程的精良体式格局，于厌氧阶段PAO或者GAO将乙酸转换为PHB或者糖原。是以，rbCOD有益在微生物的倏地生长，进而转换为慢速可生物降解的胞内物资。如许于生物除了磷工艺中就会相对于更易造成颗粒污泥。于饥饿阶段，基质经由过程颗粒内层的反硝化被降解到最低，或者是于颗粒外层的好氧区域实现降解。

无机负荷(OLR)及基质的构成对于颗粒污泥的造成很主要，接纳较高的负荷选择可使基质进入颗粒污泥的内层，如许就轻易造成健旺的内核。基质构成的影响重要是表现于倏地可生物降解COD(rbCOD)与慢速可生物降解COD(sbCOD)，于餍饫期rbCOD以及VFA的得到对于在胞内存储物资的造成很要害，而sbCOD则会致使丝状菌于好氧阶段于竞争中得到上风。/乐鱼