一體化生活污水處理裝置

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 MSBR法的主要運行特點
(1)MSBR系統能進行不同配置的設計和運行，以達到不同的處理目的。
(2)每半個運行周期中，步驟的數量和每步驟所需的時間，取決于原水的特性和出水的要求。這里介紹了6個運行步驟，但所需總的步驟可以被系統設計者所選擇。常常可以在實際運行中減少，以便使運行過程簡單化。例如，步驟1和步驟2能通過延長步驟1和減少步驟2的時間來合并這兩步為一步。增加步驟1的時間則增加序批處理格有機碳的量，這使得在不進原水的缺氧混合時間需要更長，以平衡步驟3。也可以增加步驟，進行更多的缺氧-好氧序批操作，來處理有機物和氨氮濃度更高的原水，以達到更低出水總氮的要求。

(3)在每半個循環中，原水大部分時間是進入主曝氣格。接著是部分或全部污水進入作為SBR的序批處理格。在主曝氣格中完成了大部分有機碳、有機氮和氨氮的氧化。另外，主曝氣格在*混合狀態下連續曝氣，創造了一個穩定的生物反應環境。這使得整個設備能承受沖擊負荷的影響。
(4)從序批處理格到主曝氣格的循環流動，使得前者積聚的懸浮固體運送到了后者。循環也把主曝氣格內的被氧化的硝化氮運送到在半個循環的大部分時期處在缺氧攪拌狀態下的序批處理格，實現脫氮的目的。
(5)污泥層作為一個污泥過濾器，對改善出水質量和缺氧內源呼吸進行的反硝化有重要作用。MSBR系統生物除磷脫氮機理
根據目前普遍接受的Comeau等人提出的生物除磷理論：在厭氧條件下，活性污泥中的聚磷微生物將細胞內的聚磷水解為正磷酸鹽釋放到胞外，以此為能量吸收污水中的易降解有機物(如：揮發性脂肪酸，VFA)，并將其合成為聚β羥基丁酸(PHB)儲存在體內。
在好氧條件下，聚磷微生物以游離氧作為電子受體氧化胞內儲存的PHB，利用反應產生的能量從污水中過量攝取磷并合成為聚磷酸鹽儲存于胞內，微生物好氧攝取的磷遠大于厭氧釋放的磷，通過排放剩余污泥實現除磷。MSBR系統對除磷脫氮具有良好的效果和穩定性(如同A2/O除磷脫氮系統相比)，這是由其工藝特點決定的。根據MSBR系統的工藝流程，在空間和時間上可以認為系統是按照以下方式進行的：原污水→厭氧→好氧→缺氧→好氧→混合液回流(或沉淀出水)。

這運行方式相當于兩級A/O系統的串聯，對除磷十分有利：
①聚磷微生物經過厭氧釋磷后直接進入生化效率較高的好氧環境，聚磷微生物在厭氧池形成的吸磷動力可以充分地得以利用；而在A2/O系統中，厭氧釋磷后要先經過生化效率較低的缺氧階段再到好氧階段，會使在厭氧環境中形成的吸磷動力有所損失。
②系統中的污泥(排放的剩余污泥除外)可以全部完整地經過厭氧Ο好氧環境，完成磷的厭氧釋放和好氧吸收過程使系統的除磷效率得以提高；而A2/O系統存在混合液回流，這部分污泥未經過厭氧狀態，會降低除磷效率。
③全部污泥完整地經過厭氧Ο好氧環境，有助于污泥中聚磷微生物的增長富集。
④系統的回流污泥經過了脫氮處理，消除了NO-x-N的干擾，使聚磷微生物能夠在厭氧環境中進行聚磷的水解和釋放。
從系統的運行方式可以看出，脫氮作用是通過后置反硝化完成的。但污水經過了厭氧、好氧階段的反應，有機物濃度已大為降低，反硝化作用所需的有機碳源是如何滿足的呢?傳統的反硝化理論顯然難以圓滿解釋這一問題，我們有理由得出這樣的結論：微生物是利用細胞內儲存的有機物進行了反硝化，即內碳源反硝化。
利用內碳源進行反硝化具有很多優點：可以取消前置反硝化常見的內回流系統，降低能耗，使系統的運行更為合理；另外還無需添加碳源。利用內碳源進行反硝化在國外已有報道，但對其機理的研究尚處于起步階段，許多問題還有待于進一步的研究。
MSBR工藝除磷影響因素
MSBR工藝中影響除磷的因素很多，有進水COD/P、COD/N、內回流比R、曝氣池MLSS等。
各因素對TP去除效果的影響程度不同，在選定的影響因素中，進水COD/P對MSBR除磷的影響大，其次是曝氣池MLSS，再次是污泥回流比R，后是進水COD/N，即影響程度的順序為COD/P>MLSS>R>COD/N。
進水COD/P對除磷的影響決定系統除磷效果好壞的關鍵是進水水質，尤其是進水碳磷比。見圖2為進水COD400mg/l、NH+3-N40mg/l時進水COD/P對除磷的影響。由圖可知，當進水COD/P為40～150，隨著進水COD/P的增大，厭氧池基質相對增加，VFAs較充足，PAOs釋磷增加，出水TP濃度逐漸降低。
COD/P小于100時，出水TP隨COD/P增大減小明顯，但當COD/P大于100時，出水TP基本上不再變化。TP去除率在COD/P40～100時逐漸增大，當COD/P>100時去除率逐漸減小。說明當COD/P比值增大到一定程度時，有機底物相對充足，而磷卻處于相對缺乏的狀態，故磷的去除率不再因COD/P的增大而增大，出水TP濃度下降趨緩。

SBR 新工藝的研究與開發
近幾年來, 人們圍繞SBR 法展開了大量的研究工作, 并在工業廢水處理中得到成功應用。這些新工藝的創新點是: 一方面在反應器中添加介質, 控制微生物群落的組成、濃度和活性, 提高微生物對難降解廢水的處理能力; 另一方面將SBR 與其他工藝相結合, 研發了以SBR 為主的新工藝。

( 1) PAC( 粉末活性炭) +SBR。在SBR 反應器中添加活性炭, 通過其在進水段的吸附作用, 使混合液中有毒難降解污染物濃度減少, 減輕對生物的抑制作用, 同時緩沖了水中有機負荷的沖擊。由于活性炭的吸附作用, 使得污泥系統中始終保持一定量的有機質, 為微生物提供了豐富的營養。活性炭比表面積非常大, 可為生物的生長提供很大的空間, 微生物會附著在其表面, 形成飽滿而密實的菌膠團, 長出厚厚的生物膜, 炭表面的有機物和微生物之間不斷調節,相互適應, 形成了一種穩定的生化處理系統。在反應過程中, 活性炭會對環境中的溶解氧(DO) 起調節作用, 當環境中DO 濃度較高時, 因為活性炭對DO 的吸附, 縮小了環境與菌膠團之間的DO 差距; 當環境中DO 濃度較低時, 活性炭吸附的DO 會釋放, 污泥仍能保持較高的耗氧速度。活性炭表面的高濃度基質、高溶解氧和微生物三者構成的共存體系, 為生化反應創造了*條件, 取得了比單純SBR 法效率高的處理效果。馮曉西等用鐵炭微電解— 亞鐵還原氧化法對含有以間二硝基苯、間硝基苯胺等物質為主的工藝廢水進行預處理后, 再按一定的比例與輕污染廢水混合, 經兼氧生化、PAC— SBR 處理后, 可使廢水CODCr 去除率達到92%, BOD5 去除率達到98%, 硝基苯類去除率達到97%, 苯胺類去除率達到98% , 揮發酚去除率達到99.6%, 色度可從5.8×10^4～1.0×105 倍減少至8 倍。

( 2) 添加其他填料的SBR。吳生等采用“膨潤土吸附— 泡沫分離— SBR 生物處理工藝”處理日化行業洗發精廢水, 其主要成分有: 烷基聚氧乙烯硫酸鹽、液K、BS- 12 等各類表面活性劑、保濕劑、增潔劑和色素AES 等, 取得了較明顯的效果, 其CODCr去除率接近或超過80%, 并且膨潤土具有價格便宜,泥渣易于脫水的特點〔19〕。王大軍等在SBR 反應器內加入彈性填料, 通過對沈陽市幾個乳品廠采集的污水進行實驗研究, 取得了工藝參數, 并應用于實際污水工程中驗證, CODCr 去除率達30%～50%。
( 3) 兩段SBR。借鑒AB 工藝的基本思想, 由兩套SBR 串聯構成, 在每個SBR 反應器內培養出適合于降解不同有機物的專性菌, 從而使廢水中的不同種類的有機物在各自相適應的生化條件下得到充分降解。彭永臻等利用兩段SBR 處理化工廢水, 在兩個反應器中分別培養出適宜降解乙酸和芳香族有機物的活性污泥, 成功地克服了葡萄糖效應, 大大提高了SBR 法的處理效率。