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生物脫氮原理
氮元素在新鮮污水中的存在形式主要有以下兩類，一是有機(jī)氮，例如蛋白質(zhì)、尿素、氨基酸、胺類化合物等;另一類是氨態(tài)氮，或，一般以前者為主。含氮化合物在污水中微生物的作用下會發(fā)生三大類反應(yīng)，一，氨化反應(yīng);二，硝化反應(yīng);三，反硝化反應(yīng)。
氨化反應(yīng)是指有機(jī)氮化合物在氨化菌的作用下，被分解成為氨態(tài)氮。硝化反應(yīng)是指氨態(tài)氮首先在亞硝化菌的作用下變?yōu)閬喯跛猁}氮，然后在硝酸菌的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛岬?。硝化反?yīng)的進(jìn)行對環(huán)境變化極為敏感，所以硝化反應(yīng)的進(jìn)行必須滿足一定的外部條件。1，必須滿足一定的溶解氧即DO含量大于2.0mg/L，，2，硝化反應(yīng)中回釋放出，導(dǎo)致混合液中pH下降，因此混合液中必須保持足夠的堿度起緩沖作用。一般來說，1g氨態(tài)氮需要堿度(以碳酸鈣計)7.14g。3，BOD值不宜過高，一般控制在15-10mg/L以下。反硝化反應(yīng)是指硝態(tài)氮在反硝化菌的作用下被還原為或NO等的過程。反應(yīng)進(jìn)行時的DO應(yīng)控制在0.5mg/L以下，pH為7.0-7.5.
通過一系列反應(yīng)終使污水中的氮元素得以一定程度去除。
生物除磷原理
磷元素在污水中主要以有機(jī)磷和無機(jī)磷兩種存在形式。生物除磷是指利用聚磷菌等微生物在好氧條件下對磷元素過量攝取，在厭氧條件下釋放出來，使磷元素的含量得以降低。

脫氮技術(shù)
(1)硝化-反硝化技術(shù)
硝化-反硝化技術(shù)可以分為一段硝化和兩端硝化。其中，一段硝化法是指在同一反應(yīng)池中進(jìn)行硝化-反硝化，硝化細(xì)菌比好氧異養(yǎng)菌的世代周期長，所以一般要控制污泥停留時間在3d以上，另外，硝化反應(yīng)所需的BOD值較低只有有機(jī)負(fù)荷降低到一定程度才能反應(yīng)?，F(xiàn)一般在曝氣池內(nèi)添加某種填料載體以固定硝化細(xì)菌使反應(yīng)周期縮短。兩段硝化法是指有機(jī)物的降解和脫氮反應(yīng)分別在兩個池中進(jìn)行。首先利用活性污泥法去除水中的BOD然后在其后面放置供脫氮反應(yīng)的反應(yīng)池。進(jìn)行脫氮反應(yīng)的區(qū)域一般都由兩部分構(gòu)成，一部分好氧區(qū)，一部分厭氧區(qū)。分別進(jìn)行硝化和反硝化反應(yīng)以去除多余的氮元素。
(2)缺氧-好氧活性污泥法
在活性污泥工藝主體內(nèi)設(shè)置兩座反應(yīng)池，前面為反硝化反應(yīng)池，后為主體反應(yīng)池，在主體反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行BOD的去除和硝化反應(yīng)。主體反應(yīng)池內(nèi)處理過的水循環(huán)至反硝化反應(yīng)器。為控制反應(yīng)池的環(huán)境需要向注意反應(yīng)池內(nèi)投加一部分堿性物質(zhì)。設(shè)置內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，向前置的反硝化池回流反應(yīng)過的硝化液是此種處理工藝的主要特點(diǎn)。還可將兩個反應(yīng)區(qū)域用隔板隔離合建在一個池中。
此種脫氮處理工藝流程簡單，裝置少，建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都比較低。不足之處為脫氮效果難以繼續(xù)提高，一般很難達(dá)到90%。
除磷技術(shù)
(1)厭氧-好氧除磷工藝
本工藝同厭氧-好氧脫氮工藝類似，由一個前置的厭氧池和一個宮BOD去除和吸收磷的好氧曝氣池組成。曝氣池后設(shè)置沉淀池，將沉淀池中的含磷污泥回流至厭氧池內(nèi)與原污水混合進(jìn)行厭氧釋磷。如此循環(huán)，后將沉淀池內(nèi)的高含磷污泥排出作為肥料。
此種工藝流程簡單，不需投藥，建設(shè)投資費(fèi)用較低，運(yùn)行費(fèi)用也不高。混合液的污泥沉降性能好，不發(fā)生污泥膨脹。但也存在一些問題，例如除磷效果難以進(jìn)一步提高，當(dāng)污泥在沉淀池內(nèi)停留的時間較長時會產(chǎn)生污泥厭氧釋磷的現(xiàn)象，造成處理效果變差，因此要注意污泥及時排出。

該沉淀池有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：
1.將混合區(qū)、絮凝區(qū)與沉淀池分離，采用矩形結(jié)構(gòu)，簡化池型;
2.沉淀分離區(qū)下部設(shè)污泥濃縮區(qū)，占地少;
3.在濃縮區(qū)和混合部分之間設(shè)污泥外部循環(huán)，部分濃縮污泥由泵回流到機(jī)械混合池，與原水、混凝劑充分混合，通過機(jī)械絮凝形成高濃度混合絮凝體，然后進(jìn)入沉淀區(qū)分離。
4新型中置式高密度沉淀池
新型中置式高密度沉淀池是上海市政工程研究總院設(shè)計的新池型，該工藝過程集中了斜管沉淀池、機(jī)械攪拌澄清池和高密度沉淀池的優(yōu)點(diǎn)，將混合、絮凝、沉淀、污泥濃縮綜合于一體。中置式高密度沉淀池設(shè)有5個過程區(qū)：混合區(qū)、絮凝反應(yīng)區(qū)、分離沉淀區(qū)、濃縮排泥區(qū)和分離出水區(qū)。
新型中置式高密度沉淀池有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、占地小;
2、絮凝時間較短，由于污泥回流，可形成高濃度混合液，大大提高了絮凝效果，縮短了機(jī)械攪拌階段的絮凝時間;
3、布水均勻，由于采用了池中向兩側(cè)均勻布水形式，大大縮短了布水路徑，從而有效避免了布水不均影響出水水質(zhì)的問題;
4、減少了加藥量;
5、沉淀池的水流流勢合理，由于進(jìn)出沉淀池水流是由下而上再由下而上垂直運(yùn)動，泥水分離效果更*，不宜跑礬花;
6、水廠可不設(shè)濃縮池，由于沉淀池底采用濃縮刮泥，污泥含固率高，可直接進(jìn)行脫水處理;
7)結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，布置簡潔合理。

5攔截式沉淀池
攔截式沉淀池是集重力、碰撞吸附力、接觸吸附力等多種沉降作用于一體的沉淀池，提高了顆粒沉降效率。攔截式沉淀池是在池內(nèi)裝有攔截體，對水中自由運(yùn)動的顆粒設(shè)置障礙，顆粒運(yùn)動時與攔截體在三維空間發(fā)生碰撞，這樣運(yùn)動顆粒在三維空間上與固定的攔截體實現(xiàn)了碰撞靜止，即顆粒運(yùn)動速度為零。
這是由于顆?？繑r截體摩擦力的約束，便于附著和吸附在攔截體上，攔截體吸附了無數(shù)小顆粒靜止的等待不斷運(yùn)動的顆粒碰撞，結(jié)成大泥團(tuán)，當(dāng)泥團(tuán)達(dá)到足夠質(zhì)量后便克服攔截體摩擦力沉淀下來。由于水中顆粒運(yùn)動是在三維空間上與固定的攔截體碰撞沉淀，因此呈現(xiàn)出多向性和短距離，不論顆粒尺寸、質(zhì)量、形狀有何差異，只要與攔截體碰撞均能附著在攔截體上形成大泥團(tuán)沉淀。攔截沉淀對于處理低濁水效果十分理想，不使用助凝劑，處理相同水量，攔截沉淀池可較其他沉淀池混凝劑用量降低20%左右。