废水生化处理工艺

（1） 生物膜法
a) 原理：生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。
b) 特点：生物膜法通过生物载体提高微生物单位体积的密度，可大大提高容积负荷，占地面积小，同时，由于微生物生长在载体表面，无需污泥回流，运行管理十分方便。

（2） 活性污泥法
活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的方法。生物絮体活性污泥包括细菌、真菌、原生动物和后生动物及其代谢的和吸附的有机物、无机物，具有降解有机污染物的能力。

（3） 膜生物反应器(MBR)
a) 原理：在膜生物反应器（MBR）中，超滤膜箱直接浸没在膜池中，膜箱直接与透过液母管连接，透过液母管则通过一个透过液泵将过滤水抽出，同时浓缩的污泥混合液则将通过污泥回流泵被送到前部的生物反应器中。
b) 特点：膜生物反应器有效克服了与污泥泥沉降性能有关的限制条件，并起到了取代二沉池的作用，同时还能达到澄清和除菌的目的，出水水质优越。具体如下：
1) 极大提高了泥水分离效果。
2) 利于污泥功能的有效和充分。
3) 彻底消除了污泥膨胀对出水质量的影响。
4) 但是，膜生物反应器在运行过程中需通过大量曝气进行空气擦洗和进行定时化学清洗膜组件以防止膜堵塞，由此造成运行费用大、对运行管理要求较高。

（4） 生物滤池（BAF）
a) 原理：生物滤池（BAF）是一种将生物膜和过滤相结合的工艺。依靠生长在滤料表面的低浓度微生物降解废水中的各类污染物，同时依靠滤料拦截悬浮物。当拦截的悬浮物或生长的微生物量增加时，滤池水头将增加，需及时通过反洗水泵进行反冲。
b) 特点：1）将微生物膜法和过滤结合在一起。同时实现有机物的微生物降解和悬浮物的拦截。（2）为了兼顾过滤效果，滤料表面生长的微生物量非常有限，当微生物量增长时，将造成滤池堵塞，不得不进行冲洗以减少微生物量，因此抗冲击能力较差。（3）为保证过滤对悬浮物的去除效果，需严格控制曝气，否则将造成滤层扰动，使悬浮物穿透滤池，恶化出水水质。（4）反应器内难以实现厌氧区和好氧区的分隔，因此无法脱除总氮。根据生物滤池的特点，其一般用于污水的深度处理。

（5） 改进型A/O生化处理工艺
a) 该工艺综合采用了降低微生物毒性、提高可生化性、生物强化处理、深度处理及高效优势生物菌种等工艺技术措施。
b) 改进型A/O生化处理工艺的优点
1) 活性污泥-微生物载体复合技术
反应器内活性污泥和附着在载体上的生物膜共存，这即提高了反应器内的微生物浓度，又使反应器内生物相更为丰富。同时，大量硝酸菌生长在生物载体上，一方面，使其在反应器内的泥龄足够长以顺利生长、繁衍；另一方面，固着生长的硝酸菌避免了随活性污泥回流至缺氧区的过程，使氨氮的硝化更为彻底。
2) 可有效削减高浓度污染物对微生物活性的抑制作用
其一：采用倒置硝化/反硝化（A/O）工艺流程，前置缺氧反硝化使废水中的大部分硝态氮在缺氧反硝化区内得到转化，防止高浓度硝态氮抑制硝酸菌的活性。
其二：设置大流量内循环系统，将好氧区末端硝化液回流至缺氧区最前端，实现反应器单元内部的水质混合、降低反应器内毒性污染物的瞬时浓度，同时提高总氮的脱除率。
3) 可有效减少或免除外加碱源
由于生物脱氮反应中伴随着pH值的变化，理论上每1g的NH3-N完全硝化要消耗7.14g碱度（以CaCO3计），而反硝化过程中每转化1g的NO3-为N2产生3.57g碱度。采用倒置硝化/反硝化（A/O）工艺流程，可充分利用缺氧反硝化区产生的碱，减少或免除外加碱源。
4) 采用多项节能技术
其一：将高流量回流装置设置在好氧硝化区与缺氧反硝化区间，使回流装置对废水提升高度耗能极小。
其二：采用组合式微生物载体，其较大尺寸的通道具有良好的过水性，同时可拦截、包裹上升的气泡，在顺利流化的同时可提高反应器充氧效率。 
5) 其它优点
 处理过程不需在调节池或生化池投加稀释水，节约水资源。
 采用多项生物处理强化技术，各类污染物在生物处理段能得到有效去除，减少了后物化处理的药剂投加量，大幅度减少处理成本。
 微生物浓度高，按实际废水水量设计的容积负荷小，池容小，节约占地面积，基建投资少。
 采用先进的生物厌氧反应器，使废水的可生化性大幅度提高，保证好氧生物段处理效果。同时，利用厌氧降解废水中部分COD，有效降低后续好氧脱碳、硝化段的有机负荷，既有利于氨氮的稳定去除，又减少了曝气量，节约电能。
 采用免堵微气泡曝气器，适应北方沙尘天气特征。
 耗电小，运行成本低。
 采用微生物活性改善技术，提高生物系统抗冲击能力。
 处理系统抗水质冲击能力强，处理效果稳定。
6) 关键设备的使用
使用免堵塞型曝气器，提高污水处理效果的稳定性、并减少维护成本。
XH型免堵塞曝气器简介及其特点
XH型免堵塞曝气器是针对污水处理工艺中传统微孔曝气器存在的阻力大、易堵塞、运行可靠程度低等问题研究开发的新型曝气器。可广泛用于重废水好氧生物处理曝气。
根据双膜理论，曝气器的氧转移率的高低取决于曝气器产生的气泡的大小和气泡在池内的分散程度。不同于微孔曝气器需利用微孔获得微气泡的原理，XH型免堵塞曝气器的气泡源自可变孔，再利用密集的锥形倒齿对气泡进行切割、破碎，获得微气泡，同时利用散流装置扩大气泡在水中的分散度，在相同场合下其氧转移效率和微孔曝气器相近。但其相对微孔曝气器具有如下显著特点：
 采用可变出气孔，不堵塞，维护简单；
 设置散流装置，提高池体曝气均匀度；
 采用耐腐蚀、高机械强度的ABS材质，使用寿命长；

（6） 升流失厌氧污泥床反应器（UASB）
a) 原理：UASB反应器是集有机物去除及泥（生物体）、水（废水）和气（沼气）三相分离于一体的集成化废水处理工艺，其工艺的突出特征是反应器中可培养形成沉淀性能好的颗粒污泥、形成污泥浓度极高的污泥床，使其具有容积负荷高、污泥截留效果好、反应器结构紧凑等一系列优良的运行特性。
b) 特征：
1) 反应器中具有浓度极高、且以颗粒状存在的高活性污泥。
2) 反应器内具有集泥、水和气分离于一体的三相分离器。这种三相分离器可以自动地将泥、水、气加以分离并起到澄清出水、保证集气室正常水面的功能。
3) 反应器中无需安装任何搅拌装置，反应器的搅拌是通过产气及水流的上升搅拌作用而实现的，因而具有操作管理比较简单的特性。

（7） 内循环厌氧反应器（IC）
a) 内循环厌氧反应器（IC）是在UASB反应器基础上开发的新型高效厌氧反应器工艺。该工艺是为克服UASB反应器所存在的在处理中低浓度（CODcr在1500~2000mg/L以下）废水时，为利于污泥颗粒化而控制较高的上升流速以及在处理高浓度废水时因较高的负荷及大量产气所造成的污泥流失的问题而研究开发的。因而，IC反应器不仅更适宜处理中、低浓度废水的处理，同时在处理高浓度废水时，其运行负荷及处理能力将比UASB更高。
b) 特点：
1) 具有较大的高径比（一般为4~8），高度可达16~25m。IC反应器实际上是由上下两个UASB（即第二反应室和第一反应室）一体话组合而成。
2) 通过其合理的构造设计及自身产气实现的混合液内循环，大大强化了泥水的混合接触和传质效果，保证了第一反应室内高浓度的排泥量。同时，通过内循环，使其上升流速得到大大提高，可达UASB反应器的20倍左右（10~20m/h），因而其有机负荷远高于UASB反应器。
3) IC反应器所需容积一般为UASB反应器的1/3~1/4，同时由于其很大的高径比，其占地面积更小，更适用于用地紧张的场合。

（8） 厌氧折流板反应器（ABR）
a) 原理：厌氧折流板反应器（ABR）工艺在总结了各种第二代厌氧反应器处理工艺特点性能的基础上开发和研制的一种高效新型的厌氧污水生物技术。被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机基质通过与微生物接触而得到去除。借助于处理过程中反应器内产生的气体使反应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动，而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流经的总长度增加，再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用，生物固体被有效地截留在反应器内。
b) 特点：ABR反应器具有构造简单、能耗低、抗冲击负荷能力强、处理效率高等一系列优点