第一篇：A2O生物脫氮除磷工藝與MBR工藝簡介及焚燒發電廠滲濾液處理

A2O是Anaeroxic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，A2O生物脫氮除磷工藝是傳統活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。工作原理

其工藝流程圖如下圖，生物池通過曝氣裝置、推進器(厭氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厭氧段、缺氧段、好氧段。

在該工藝流程內，BOD5、SS和以各種形式存在的氮和磷將一一被去除。A2O生物脫氮除磷系統的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在好氧段，硝化細菌將入流中的氨氮及有機氮氨化成的氨氮，通過生物硝化作用，轉化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉化成氮氣逸入到大氣中，從而達到脫氮的目的；在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過剩余污泥的排放，將磷除去。

工藝特點

(1)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。

(2)在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝。

(3)在厭氧—缺氧—好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般小于100，不會發生污泥膨脹。

(4)污泥中磷含量高，一般為2．5％以上。

一、MBR可提式暴起系統

可提升式垃圾滲濾液MBR生化段微孔曝氣裝置

由于垃圾滲濾液MBR段的曝氣方式主要有微孔曝氣和射流曝氣兩種，射流曝氣相對于微孔曝氣有三個缺點：1.投資成本高，2.能耗運行費用高，3.池內水溫高。水溫的升高，（超過38攝氏度，造成硝化速率降低），還需要配套冷卻系統。另外射流曝氣還存在曝氣不均(曝氣只向一個方向)的現象，有的區域曝氣過量,有的區域曝氣明顯不足,這樣可能造成生物膜被沖脫或因缺氧生物膜也者脫落，影響系統的生化性。

采用可提升式垃圾滲濾液MBR生化段微孔曝氣裝置，采用橡膠可變孔微空曝氣，底盤設有止回閥裝置，當管道系統停止供氣時阻止混合液進入布氣支管，這樣可避免支管內進入混合液而被堵塞現在膜的材質，膜片具有抗附著表面的專用進口橡膠（EPDM）。

同時，由于曝氣管直徑較小，不易產生氣泡聚集現象，水氣混合狀態更趨合理。因此，其氧的轉移率高，比一般產品高15%。

采用該曝氣裝置可直接從池底提升至水面以上，即使有曝氣頭損壞或堵塞可提出池面維護檢修。

該曝氣系統曝氣管路和牽引提升系統均采用316不銹鋼，確保提升強度和水下腐蝕現象。確保系統正常降、落。

二、垃圾焚燒發電場垃圾滲濾液特色技術

針對垃圾焚燒發電廠的新鮮垃圾滲濾液，可生化性較好，而COD、氨氮、SS濃度相當高，水質復雜的特點，首先進行有效的預處理后進入MBR生化系統，然后進入納濾/反滲透系統，濃縮液進行集中處理，處理出水全部達標，可回用綠化，甚至回用為工業用水。沼氣收集處理可焚燒發電。

根據工程具體情況選擇MBR的形式以及膜的搭配，有效節約投資與運行費用。

三、城市生活垃圾填埋場垃圾滲濾液處理特色技術Ⅰ

垃圾滲濾液首先經過預處理，然后進入外置式加強型MBR系統，MBR出水進入納濾和反滲透系統，出水達標排放或者回用。

外置式MBR系統一般用于垃圾滲濾液處理規模在200噸/天以上的工程中，主要有“一級A/O/N系統＋二級A/O＋外置式管式膜系統”組成。

對于規模比較大的垃圾滲濾液處理工程，特別設計了兩級生化A/O，并且進行了強化，利用管式膜超濾出水，脫氮效率大大提高，這樣對后續的納濾/反滲透系統的負荷大大降低，對濃縮液的處理也相對容易。

四、城市生活垃圾填埋場垃圾滲濾液處理特色技術Ⅱ

垃圾滲濾液經過預處理進入加強型內置式MBR系統，然后MBR出水經入納濾和反滲透系統。本工藝特點是采用加強型內置式MBR系統，在MBR反應系統內，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在外壓作用下由膜過濾出水。這種形式的MBR反應器由于省去了混合液循環系統，并且靠抽吸出水，能耗相對較低；占地較分置式更為緊湊。缺點膜通量相對較低。

五、城市生活垃圾填埋場垃圾滲濾液處理特色技術Ⅲ

垃圾滲濾液經過預處理進入加強型外置式MBR系統，然后MBR出水經入催化氧化系統，最后通過反滲透系統。

本工藝特點是采用我公司新研發的催化氧化系統，通過催化氧化系統出水COD可控制在100mg/l左右，反滲透系統作為一個出水達標排放的保證措施，當催化氧化系統出水達標的時候，反滲透系統可以不啟動，如果啟動后，產生的濃縮液可以通過催化氧化系統有效處理。該系統處理污染物徹底，濃縮液產生量少。

第二篇：新型生物脫氮工藝的簡介

新型生物脫氮工藝的簡介

摘要：水體中的氮素污染越來越嚴重。傳統生物脫氮工藝在廢水脫氮過程中發揮著重要的 作用，但也暴露出成本高、脫氮效率低等缺點。隨著生物脫氮新技術如亞硝酸型硝化反硝化技術、厭氧氨氧化技術的發展，生物脫氮新工藝也越來越多的受到研究者的關注。本文主要介紹了亞硝化脫氮工藝（SHARON）、厭氧氨氧化工藝（ANMAMOX）、亞硝化-厭氧氨氧化組合工藝（SHARON-ANAMMOX）、全程自養脫氮工藝（CANON）、限制自養硝化反硝化工藝（OLAND）。分別闡述了各工藝的原理、影響因素、運行特性、應用狀況等。最后，簡單敘述了各工藝的區別和聯系，對各種工藝的操作參數進行了比較和概括。關鍵詞：SHARON；ANMAMOX；SHARON-ANAMMOX；CANON；OLAND

1.引言

傳統的生物脫氮理論包括硝化和反硝化兩個過程，分別由自養型硝化菌和異氧型反硝化菌完成。傳統生物脫氮工藝需要消耗大量的溶解氧、碳源，造成較高的運行成本。隨著近代生物學和生物技術的發展，以及污水生物脫氮工程實踐中出現的新的問題和現象，國內外學者提出了一些脫氮理論的新認識，并逐漸形成了生物脫氮新的理論。基于這些生物脫氮新理論，廢水生物脫氮新技術也有了較快的發展。在亞硝酸型硝化反硝化技術和厭氧氨氧化技術發展的基礎上，出現了一些新的生物脫氮工藝。這些生物脫氮工藝包SHARON、ANMAMOX、SHARON-ANAMMOX、OLAND、CANON等。

2.Sharon工藝

SHARON（single reactor for high ammonia removal over nitrite）即亞硝化脫氮工藝，是 荷蘭Delft 技術大學1997 年提出并開發的一種新型生物脫氮技術[1]。其基本原理是在同一個反應器內，在有氧的條件下，自養型亞硝酸菌將NH4+轉化為NO2﹣，然后在缺氧的條件下，異氧型反硝化菌以有機物為電子供體，以NO2﹣為電子受體，將NO2﹣轉化為N2。其理論基礎是亞硝酸型硝化反硝化技術，生化反應式可用下式（1）表示：

NH4+ + 0.75O2 + HCO3﹣→ 0.5 NH4+ + 0.5NO2﹣+ CO2 + 1.5H2O（1）

該工藝的關鍵是如何將氨氧化控制在亞硝酸階段，并持久維持較高濃度的亞硝酸鹽積累[2]。由于硝化過程中的兩類細菌亞硝酸菌和硝酸菌的生長特性不同，對環境的要求也不同，這為將硝化控制在亞硝化階段提供了條件[3]。SHARON 工藝使用單個無需污泥停留的完全混合反應器（CSTR）來實現，在較短的 HRT 和30~35℃的條件下，利用高溫下硝酸菌的活性比亞硝酸的活性低，同時利用硝酸菌的

水力停留時間大于亞硝酸菌的水力停留時間，使水力停留時間介于兩者之間，從而淘汰硝酸菌[4]。

經過小試、中試，第一個生產規模的運用SHARON工藝的Dokhaven污水處理場于1998年初在荷蘭鹿特丹建成并投入運行。該SHARON的進水氨氮質量濃度為1g/L，進水氨氮的總量為1200kg/d，氨氮的去除率為85%。

SHARON 工藝與傳統的的脫氮工藝相比，具有能夠節省25%的氧氣，節省40%的碳源、污泥產量少、反應器容積減少、反應時間短等優點。同時，它也存在一些問題，如反應時較高的溫度不適合城市污水的處理，僅比較適合處理污泥硝化上清液和垃圾滲濾液等高氨高溫廢水，適合C/N 較低的廢水，亞硝化產物NO2﹣是致癌、致畸、致突變物質，對受納水體和人體健康有害。

3.Anammox工藝

ANAMMOX(anaerobic ammonium oxidation)即厭氧氨氧化工藝，是由荷蘭DeLft 大學 1990 年提出的一種新型脫氮工藝。厭氧的條件下，微生物以NH4+為電子供體，NO2﹣為電子受體，把NH4+、NO2﹣轉化為N2 的過程。其生化反應式可用下式（2）表示：

NH4+ + NO2﹣→ N2 + 2H2O（2）

Graaf[5]等通過同位素15N 示蹤研究，提出了厭氧氨氧化可能的代謝途徑，見下圖1。他 認為ANAMMOX是通過生物氧化的途徑實現的，過程中最可能的電子受體是羥(NH2OH)，而羥胺本身是由亞硝酸鹽產生的。

圖1 Graaf 提出的ANAMMOX 工藝的可能途徑[5] 厭氧氨氧化過程中起作用的微生物是Anammox菌。Anammox菌是專性厭氧化學無機 自養細菌，生長十分緩慢，在實驗室的條件下世代期為2~3 周，厭氧氨氧化過程的生物產量很低，相應污泥產量也很低。

ANAMMOX工藝的影響因素主要集中在系統環境對Anammox菌的抑制。主要的影響 因素包括反應器的生物量、基質濃度、pH 值、溫度、水力停留時間和固體停留時間等。

ANAMMOX工藝具有不少突出的優點：相對傳統的脫氮過程，耗氧下降62.5%；不需外加碳源，節約成本；不需調節pH 值降低運行費用。但該工藝還存在以下幾個方面的問題：工藝還沒有實現實用化和長期穩定運行；Anammox細菌生長緩慢，啟動時間長，為保持反應器內足夠多的生物量，需要有效的截留污泥等[6]。

荷蘭的研究者們于2002 年通過數學模型模擬設計出世界上第一個生產性規模的 ANMAMOX 反應器，該反應器建在荷蘭鹿特丹Dokhaven污水處理廠內，主要用于污泥消 化液的脫氮處理。

4.SHARON-ANAMMOX工藝

SHARON-ANAMMOX工藝即為SHARON和ANAMMOX的組合工藝。SHARON作為硝化反應器，在此反應器內，含NH4+的污水中約50%的NH4+氧化成NO2﹣；ANAMMOX作為反化反應器，含NH4+和NO2﹣的SHARON 反應器的出水作為此反應器的進水，在此反應器內，厭氧條件下NH4+和NO2﹣被轉化為N2 和H2O。生化反應式如下式（3）：

NH4+ + 0.75O2 + HCO3﹣→ 0.5N2 + CO2 + 2.5H2O（3）

典型的SHARON-ANAMMOX工藝流程如下圖2 所示。

圖2 SHARON-ANAMMOX 組合工藝流程[7] SHARON-ANAMMOX工藝的中，反應的主要控制條件為溫度、堿度和水力停留時間； 同時，Anammox反應器中不得有溶解氧的存在[8]。

SHARON-ANAMMOX工藝中發揮作用的細菌主要為氨氧化菌和Anammox 菌，兩者均 為自養型細菌，因此該工藝無需外加碳源；同時還可以節約氧氣約50%，污泥產量低，可 以節約90%以上的運行成本，具有很好的應用前景。

SHARON-ANAMMOX工藝主要適用于處理污泥上清液和高氨氮、低碳源工業廢水。對污泥上清液而言，應用此工藝時并不需要調節pH 值，因為污泥上清液中含有HCO3﹣，當有一半的NH4+被轉化后，污水中的堿度也幾乎被耗光，從而導致反應器中pH 值下降，從而抑制硝化反應的進行，使SHARON反應器的出水中NH4+/NO2﹣保持在1.0 左右，為 ANAMMOX工藝中反應的發生創造條件[9]。

清華大學蒙愛紅[10]利用CSTR反應器對亞硝化工藝處理高濃度氨氮自配廢水進行了試 驗研究，利用EGSB 反應器進行了厭氧氨氧化工藝的試驗研究。在亞硝化—厭氧氨氧化串聯運行后，亞硝化反應器的氨氮平均去除率為79%，厭氧氨氧化反應器中氨氮的去除率為 1%~45%，NO2﹣的平均去除率為60%~99.9%。

世界上第一個生產性SHARON-ANAMMOX工藝已于2002 年6 月在荷蘭鹿特丹 Dokhaven污水處理廠正式運行，主要用于處理污泥消化上清液。

5.CANON工藝

新型生物脫氮工藝——CANON工藝（completely autotrophic ammonium removal over nitrite)即全程自養脫氮工藝,該工藝是指在單個反應器或生物膜內，通過控制溶解氧實現亞硝化和厭氧氨氧化，從而達到脫氮的目的。CANON工藝是基于亞硝化和厭氧氨氧化技術而發展的。

在限氧條件下，NH4+首先被好氧亞硝化菌氧化成NO2﹣，然后，厭氧氨氧化菌將NH4+和NO2﹣以及痕量的NO3﹣轉化為N2?？偦瘜W反應式可用下式（4）表示：

NH4+ + 0.85O2 → 0.435N2 + 0.13NO3﹣+ 0.14H+ +1.3H2O（4）

CANON工藝反應器中的微生物主要是亞硝化細菌和厭氧氨氧化菌以及少量的硝化細 菌和常規異氧菌。有研究表明，CANON工藝中反應的發生依賴于好氧氨氧化菌Anammox 菌兩種自養微生物菌群在限氧條件下穩定的相互作用關系CANON 工藝對于含高氨氮、低有機碳的污水來說，是一個既經濟又高效的選擇。

CANON工藝中所涉及的微生物均為自養菌，無需外加碳源。另外，CANON工藝在單一的反應器中運行，且僅需微量曝氣，從而減少占地面積和能耗。與傳統的脫氮工藝相比，該工藝可減少63%的供氧量、100%的碳源。

Sliekers等人[11]2002 年研究了CANON 工藝在SBR反應器中的應用情況，同時研究了該過程中的微生物特性。在限氧條件下，并未發現亞硝酸氧化菌，只有在O2 不受限制時或 進水NH4+濃度較低時，反應器中才出現亞硝酸氧化菌。郝曉地[12]等人利用數學模擬技術對 CANON工藝的各個未知因素和影響因子進行理論分析，發現溶解氧和膜的氨表面負荷（ASL）是CANON工藝中兩個重要的影響因子。Sliekers等人[13]在2003 年研究了CANON 在氣提反應器中的應用情況，結果表明，氣提反應器適用于CANON工藝。反應器中存在少量的活性很低的亞硝酸氧化菌，可能是由于反應器中O2 濃度過高所導致的。孟了等[14]利用SBR反應器處理垃圾滲濾液，實現了CANON工藝。當DO控制在1mg/L 左右，處理廢液流量為600m3/d，進水氨氮＜800mg/L 的條件下，氨氮的去除率＞95%，總氮的去除率＞90%。這些研究都為CANON 工藝的工程應用提供了有力的中試基礎，對于如何在實際工程中控制其操作參數還有待進一步的深入研究。

6.OLAND工藝

OLAND（oxygen limited autotrophic nitrification denification，限制自養硝化反硝化工藝）工藝是限氧亞硝化與厭氧氨氧化偶聯的一種新穎的生物脫氮反應系統[15]。其原理是首先在DO約為0.1~0.3mg/L的限氧條件下，好氧氨氧化菌將50%的NH4+轉化為NO2﹣，使亞硝化階段的出水比例穩定在NH4+/ NO2﹣=1：（1.2±0.2），從而為厭氧氨氧化階段提供理想的進水，達到高效脫氮的目的。該工藝的反應式可用下式（5）表示：

NH4+ + 0.75O2 → 0.5N2 + H+ + 1.5H2O（5）

OLAND工藝和CANON工藝最大的差別在于前者在兩個反應器中進行，而后者則在單 一反應器中完成。OLAND 工藝與傳統脫氮工藝相比，可以節省供氧62.5%，節省碳源100%。該工藝的關鍵在于控制反應器中的溶解氧，這也是該工藝存在的主要問題，在混合菌群連續運行的條件下難以對氧和污泥的pH 值進行良好的控制[15]。

OLAND 工藝中，溶解氧是限氧亞硝化階段的主要影響因素，而生物量和基質濃度、pH值和溫度則影響厭氧氨氧化過程。

董遠湘等[16]采用以多孔球懸浮填料為載體的限氧亞硝化生物膜處理高氨氮、低碳源的 廢水，通過對DO 控制在0.5~1.0mg/L，實現硝化階段出水中的氨氮與亞硝態氮的比例達到 最適值1：（1.2±0.2），從而為后階段的厭氧氨氧化系統提供理想的進水；同時發現，在生物膜中進行氨氧化作用的主要為亞硝化桿菌（Nitrosomonas sp.）、亞硝化（Nitrosospira sp.）。張丹等[17]采用OLAND 工藝處理高氨氮、低COD 的廢水，應用內浸式多聚醚砜中膜，實現了污泥的完全截留，通過控制DO 在0.1~0.3mg/L 之間，實現了硝化階段出水中的氨氮與亞硝態氮的比例達到最適值1：（1.2±0.2）

7.結語

新的生物脫氮工藝相對于傳統脫氮工藝來說，具有明顯的優勢，如：降低供氧能耗、無需外加碳源、減少反應器容積、節省運行費用等。新工藝中反應的發生過程往往需要特定的條件，如較高的溫度，一定的pH 值，低碳源、高氨氮的進水等，這通常不適于處理常規的生活污水，而對特殊的廢水如污泥消化上清液和垃圾滲濾液等來說，則具有良好的處理效果。目前，這些新工藝的發展才剛剛起步，對于其影響因素、過程控制、微生物特性等還不甚清楚。這些都需要進一步研究。參考文獻： [1] 萬金寶，王建永．基于短程硝化反硝化的SHARON 工藝原理及技術要點[J]．工業水處理，2008，28（4）：13-15 [2] 袁林江，彭黨聰，王志盈．短程硝化反硝化生物脫氮[J]．中國給水排水，2000,16（2）：29-31 [3] 林濤，操家順，錢艷．新型的脫氮工藝——SHARON 工藝[J]．環境污染與防治，2003，25（3）：164-166 [4] 李振強，陳建中．廢水脫氮新技術研究進展[J]．廣州環境科學，2005，20（3）：16-19 [5] Van de Graaf A A，Bruijn P，Robertson L A，et al．Autotrophic growth of anaerobic ammonium-oxidationmicroorganism in a fluidized bed reactor[J]．Microbiology．，1997，143：2415-2421

[6] 康海笑，陳建中，周明羅，等．廢水厭氧氨氧化工藝（ANAMMOX）[J]．廣州環境科學，2004，19（3）：14-16 [7] Than Khin，Ajit P Annachhatre．Noval microbial nitrogen removal process[J]．Biotechnology Advance，2004，22（7）：519-532 [8] 汪慧貞，吳俊奇，高志明．半硝化-厭氧氨氧化脫氮新工藝[J]．環境工程，2001，19（5）：7-9 [9] 葉建鋒．廢水生物脫氮處理新技術[M]．北京：化學工業出版社，2006，132-133 [10] 蒙愛紅，左劍惡．亞硝化-厭氧氨氧化工藝的試驗研究[J]．給水排水，2003，29（3）：98 [11] A.Olav Sliekers，N Derwort，J L Campos，et al．Completely autotrophic nitrogen removal overnitrite in one single reactor [J]．Water Res。，2004，36：2475~2482

[12] Xiaodi Hao，et al．Sensitivity analysis of a biofilm model describing a one-stage completely autotrophicnitrogen removal(CANON)process[J]．Biotechnol Bioeng，2002，73（3）：266-277 [13] A.Olav Sliekers，K A Third，W Abma，et al．CANON and Anammox in a gas-lift reactor[J]．FEMSMicrobiology Letters，218（2003）：339-344

[14] 孟了，陳永，陳石．CANON工藝處理垃圾滲濾液中的高濃度氨氮[J]．給水排水，2004，30（8）：24-30 [15] 葉劍鋒，徐祖信，薄國柱．新型生物脫氮工藝——OLANG工藝[J]．中國給水排水，2006，22（4）：6-8 [16] 董遠湘，李小明，尹疆，等．溶解氧對OLANG生物膜反應器硝化性能的影響及其微生物種群動態研究[J]．環境污染與防治，2005，27（8）：561-564 [17] 張丹，徐慧，劉耀平，等．OLAND 生物脫氮系統運行及其硝化菌群的分子生物學檢測[J]．應用與環境生物學報，2003，9（5）：530~533

第三篇：大型城市污水處理廠除氮脫磷工藝之循環式活性污泥法

大型城市污水處理廠除氮脫磷工藝之循環式活性污泥法

(C-TECH)摘 要：循環式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology，簡稱C-TECH工藝)是間隙式活性污泥法(SBR法)的一種變型。該工藝將可變容積活性污泥法過程和生物選擇器原理進行有機的結合。在循環式活性污泥法(C-TECH)中, 每一操作循環包括進水-曝氣階段、沉淀階段、撇水階段和閑置階段等幾個過程。在操作循環的曝氣階段(同時進水)一步完成生物降解過程(包括降解有機物、硝化/反硝化、生物除磷等過程)；在非曝氣階段完成泥水分離功能。排水裝置系移動式撇水堰，籍此可將每一循環操作中所處理的廢水經沉淀階段后排出系統。1 前言

隨著污水處理除氮脫磷要求的不斷提高，污水處理工藝及其運行日益復雜化，污水處理的投資及其運行費用也隨之越來越高，因此如何在滿足處理要求的前提下，簡化工藝流程，減少工程投資和運行費用，是世界各國所面臨的一個共同課題。下面簡要介紹由Goronszy教授和奧地利SFC環境工程有限公司開發、推廣應用的循環式活性污泥法工藝（簡稱C-TECH 工藝）。循環式活性污泥法工藝在其優異的除氮脫磷性能基礎上，能大大地簡化工藝流程，減少工程投資和運行費用，是目前國際上較為先進的一種城市污水除磷脫氮工藝。

循環式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge Technology,簡稱C-TECH工藝）為一間隙式反應器，在此反應器中活性污泥法過程按曝氣和非曝氣階段不斷重復進行。該法將生物反應過程和泥水分離過程結合在一個池子中進行。C-TECH方法是一種“充水和排水”活性污泥法系統，廢水按一定的周期和階段得到處理，故C-TECH方法是SBR工藝的一種變型。C-TECH工藝在七十年代開始得到研究和應用，隨著電子計算機應用和自動化控制的日益普及，間隙運行的C-TECH工藝由于其投資和運行費用低處理性能高超，尤其是其優異的脫氮除磷功能而越來越得到重視，該工藝已廣泛應用于城市污水和各種工業廢水的處理。

本文將簡要介紹循環式活性污泥法(C-TECH)的主要特性及其在大型城市污水處理廠除氮脫磷方面的應用。循環式活性污泥法工藝（C-TECH工藝）的基本組成及運行方式 2.1 C-TECH工藝的組

循環式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology，簡稱C-TECH工藝)是間隙式活性污泥法(SBR法)的一種變型。該工藝將可變容積活性污泥法過程和生物選擇器原理進行有機的結合。在循環式活性污泥法(C-TECH)中, 每一操作循環包括進水-曝氣階段、沉淀階段、撇水階段和閑置階段等幾個過程。在操作循環的曝氣階段(同時進水)一步完成生物降解過程(包括降解有機物、硝化/反硝化、生物除磷等過程)；在非曝氣階段完成泥水分離功能。排水裝置系移動式撇水堰，籍此可將每一循環操作中所處理的廢水經沉淀階段后排出系統。圖 1 表示單池或多池C-TECH系統的各個循環操作過程，包括進水曝氣階段、固液分離階段和撇水階段等步驟。當撇水結束后撇水階段尚有多余的時間可供支配時，可設置進水-閑置階段。從圖1也可看出C-TECH系統中生物選擇器和主反應區之間的相互聯系。2.1.1生物選擇器

在循環式活性污泥法工藝中設有生物選擇器,在此選擇器中,廢水中的溶解性有機物質能通過酶反應機理而迅速去除。選擇器可以恒定容積也可以可變容積運行。污泥回流液中所含有的硝酸鹽可在此選擇器中得以反硝化。選擇器的最基本功能是防止產生污泥膨脹。2.1.2主曝氣區

在循環式活性污泥法工藝的主曝氣區進行曝氣供氧，主要完成降解有機物和同時硝化/反硝化（simultaneous nitrification/denitrification）過程。循環式活性污泥法工藝操作循環過程

2.1.3污泥回流/排除剩余污泥系統

在池子的未端設有潛水泵，污泥通過此潛水泵不斷地從主曝氣區抽送至選擇器中(污泥回流量約為進水流量的20 %左右)。所設置的剩余污泥泵在沉淀階段結束后將工藝過程中產生的剩余污泥排出系統。剩余污泥的濃度一般為10 g/l 左右。2.1.4撇水裝置

在池子的未端設有由電機驅動的可升降的撇水堰，以排出處理出水。撇水裝置及其它操作過程如溶解氧和排泥等均實行中央自動控制。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。2.2工藝的運行方式和運行階段

在循環式活性污泥法系統中，一般至少設二個池子，以使系統能處理連續的進水。為此，在第一個池子中進行沉淀和撇水時，在第二個池子中同時進行進水和曝氣過程，反之亦然。為避免充入池子的進水通過短流影響處理水質量，在工藝執行沉淀、撇水過程時，一般需中斷進水。在設有四個池子的系統中，通過合理地選擇各個池子的循環過程，可以產生連續均勻的出水。

根據處理出水要求，系統可以多種不同的適合進水實際情況的循環過程進行運行。另外，為進行硝化和反硝化或除磷也可以選擇不同的循環操作。

循環式活性污泥法系統簡單地按曝氣和非曝氣階段進行運行，系統通過時間開關加以控制，每一循環的出水量是變化的。

根據生產性裝置的運行經驗，在旱流流量條件下，循環式活性污泥法系統以4小時循環周期能達到最佳的處理效果(2小時曝氣，2小時非曝氣)。在負荷較低時，可以調整循環中各個階段的時間分配以適應此時的水力和有機負荷。如實際負荷僅為設計負荷的50%，則在4小時循環周期中，可采用1小時曝氣，3小時關閉曝氣的方式運行。另外，還可考慮6小時和8小時循環周期。

每一循環具體可劃分為下列階段:(1)充水 / 曝氣(2)沉淀(3)撇水

(4)閑置(隨具體運行情況而定)運行階段1：曝氣階段

在曝氣階段，池子同時進水，在進水負荷較低時可適當縮短曝氣時間，也可采用6小時循環系統，其中1小時沉淀，1小時撇水, 這種根據進水負荷來調整運行狀態所表現的靈活性是其他連續流系統所無法相比的。運行階段2：沉淀階段

在此階段,系統停止曝氣和進水，此時進水可直接轉換到另一個池子。由于在沉淀階段無水力干擾因素存在，因而可以在池子中形成有利于沉淀的條件。污泥絮體在池子中沉淀下來，并形成污泥層，污泥層不斷下沉，在其上方形成上清液。在曝氣階段,池子中污泥呈均勻分布狀態，曝氣停止后，在池子中泥水混合液尚有部分殘余混合能量，因此在沉淀階段開始時，污泥顆粒利用這部分殘余能量進行絮凝過程。在此混合能量消耗完后，污泥形成一邊界層，并以成層沉淀的方式進行沉淀。在沉淀開始時，污泥沉速較慢，之后逐漸增加，在污泥進入池底壓縮區時，沉速又逐漸減慢。

污泥的沉降速度主要取決于沉降開始時的污泥濃度，池子深度，池子表面積以及污泥的沉降性能。沉淀后污泥濃度可達10 g/l 左右。運行階段3：撇水階段

在撇水階段移動撇水堰沿給定軌道以較高的速度降到水面，在與水面接觸后，撇水裝置的下降速度即轉換到正常下降速度，當撇水裝置下降到最低水位后，再返回到初始狀態。撇水堰渠的前部設有擋板，可以避免將水面可能存在的浮渣(泥)隨出水一起排出。運行階段4：閑置階段

在實際操作中，撇水所需的時間往往小于理論設計最大時間，故撇水完成后剩余的時間即可作為閑置階段，此階段可以進行充水(不曝氣)或其它反應過程。在撇水器返回初始狀態三分鐘后，即開始作為閑置階段。3 工藝基本原理 3.1生物選擇器

與傳統意義的SBR反應器不同，C-TECH工藝在進水階段中不設單純的充水過程或厭氧進水和缺氧進水混合過程。另外，C-TECH工藝不同于SBR法的一個重要特性在于在反應器的進水處設置一生物選擇器。生物選擇器是一容積較小的污水污泥接觸區，在此接觸區內，進入反應器的污水和從主反應區內回流的活性污泥相互混合接觸。生物選擇器的設置嚴格遵循活性污泥種群組成動力學的有關規律，創造合適的微生物生長條件并選擇出絮凝性細菌。生物選擇器的機理和作用在七十年代和八十年代分別由Chudoba和Wanner進行了深入的研究。大量研究結果表明，設計合理的生物選擇器可有效地抑制絲狀性細菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統的穩定性。有廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經驗的企業。

活性污泥的絮體負荷So/Xo(即基質濃度So和活性微生物濃度Xo的比值)對系統中活性污泥的種群組成有較大的影響，較高的污泥絮體負荷將有助于絮凝性細菌的生長和繁殖。傳統SBR工藝中，為防止可能發生的污泥膨脹，往往在循環過程中，通過快速進水的方式使系統在某一時段內產生較高的污泥絮體負荷。因此傳統SBR工藝中反應池的進水模式和方案對整個系統的運行有很大的影響。在C-TECH工藝中，由于在池子首部設置有生物選擇器，使得活性污泥不斷地在選擇器中經歷一高絮體負荷階段，從而有利于系統中絮凝性細菌的生長。此外，在選擇器中較高的污泥絮體負荷可以提高污泥活性，使其能快速地去除廢水中的溶解性易降解基質。一般地,由于溶解性易降解基質較有利于絲狀性細菌的生長，因此在選擇器中迅速地去除這部分基質，可進一步有效地抑制絲狀性細菌的生長和繁殖。由于C-TECH工藝的這些特性，可使整個系統的運行不取決于污水處理廠的進水情況，可以在任意進水速率并且池子在完全混合的條件下運行而不會發生污泥膨脹。3.2同步硝化反硝化和生物除磷

C-TECH工藝中的池子構造和操作方式可允許在一個循環中同時完成硝化和反硝化過程。C-TECH系統的一個重要特性是在工藝過程中不設缺氧混合階段的條件下，高效地進行硝化和反硝化，從而達到深度去除氮的目的(見表3)。在C-TECH工藝中，硝化和反硝化在曝氣階段同時進行(co-currently or simultaneously)。運行時控制供氧強度以及曝氣池中溶解氧濃度,使絮體的外周能保證有一個好氧環境進行硝化，由于溶解氧濃度得到控制，氧在污泥絮體內部的滲透傳遞作用受到限制，而較高的硝酸鹽濃度(梯度)則能較好地滲透到絮體的內部，因此在絮體內部能有效地進行反硝化過程。另外，在曝氣停止后的非曝氣階段中，沉淀污泥床中也存在有一定的反硝化作用。通過污泥回流，將部分硝酸鹽氮帶入設在池首的生物選擇器中，因此在選擇器中也有部分反硝化功能。

C-TECH系統中通過曝氣和非曝氣階段使活性污泥不斷地經過好氧和厭氧的循環，這些反應條件將有利于聚磷細菌在系統中的生長和累積。因此C-TECH系統具有生物除磷的功能。生物除磷的效果很大程度上取決于進水中所含有的易降解基質的含量。在C-TECH工藝的選擇器中活性污泥通過快速酶去除機理吸附和吸收大量易降解的溶解性基質, 這些吸附和吸收的易降解基質可用于后續的生物除磷過程，對整個系統的生物除磷功能起著非常重要的作用。根據Goronszy 等人的研究，當微生物體內吸附和吸收大量易降解物質而且處在氧化還原電位為+100 mV至-150 mV 的交替變化的環境中時，系統可具有良好的生物除磷功能。圖2及圖3所示為典型C-TECH污水廠在進水曝氣階段氨氮濃度硝酸鹽氮濃度以及溶解氧濃度的典型變化曲線。

3.3工藝控制方式

C-TECH工藝中的池子流態呈完全混合式,通過溶解氧探頭測定池子中曝氣階段開始時和曝氣階段結束時的溶解氧變化情況，從而可在生產性裝置上直接測得活性污泥的呼吸速率,所測得的污泥呼吸速率將直接作為調節曝氣階段曝氣強度和排除剩余污泥量的控制參數。由于這種控制方式能使池子中的溶解氧濃度與工藝要求相一致，故能最大程度地減少曝氣所需的能耗。C-TECH工藝除磷脫氮應用實例

自七十年代以來，對循環式活性污泥法的機理及其應用進行了大量的研究和開發工作，工藝技術和設備不斷地得到完善，目前，循環式活性污泥法工藝在美國、澳大利亞、歐洲、亞洲等國的很多污水處理廠尤其在深度脫氮除磷方面得到大量應用。

迄今為止，操作循環為4小時的C-TECH系統已成功地應用于日處理從500人口當量(120m3/d)至400000人口當量(210000m3/d)規模的污水處理廠。

目前已經投入運行的最大的可變容積活性污泥法污水廠(采用C-TECH工藝)為澳大利亞的Quakers Hill污水處理廠，該廠擬進行分期建設，全部建成后，共有五組C-TECH池子。設計時采用模塊布置方法，根據進水水量情況逐步建成。目前已有二組C-TECH池子投入運行，每組池子長度為131 m，寬度為76 m，池子表面積達9956m2。每組C-TECH池子的進水端設有生物選擇器，位于池子中部污泥回流泵(靠池壁設置)將主反應區的活性污泥回流至生物選擇器并與污水混合接觸，選擇器的平均水力停留時間為1.0小時(包括回流量)。選擇器的運行可分為曝氣和不曝氣二種方式。處理出水通過5個同步運行的撇水裝置排出系統，各個撇水器的撇水速率保持相等。每一操作循環為4小時，其中曝氣時間為2小時。撇水速率為13毫米/分鐘。每一組C-TECH池子的處理能力為100000人口當量。采用管式橡膠膜曝氣裝置進行曝氣和混合。該廠已運行五年，其運行結果見表4。從該表可看出，C-TECH工藝具有非常高超的除磷脫氮效果。

澳大利亞Black Rock污水處理廠也是一個采用C-TECH工藝的污水處理廠,共設四個C-TECH池子, 每個池子長為120米, 寬為60米, 池子表面積為7200平方米,池子設計最大水深為5米.該廠最大日處理能力可達210000 m3/d.進水BOD5為370 mg/l, SS為360 mg/l,TKN為63 mg/l, TP為8.6 mg/l.安裝在池子底部的圓盤式橡膠膜曝氣系統提供曝氣和混合。在C-TECH池子中也結合有生物選擇器.每個池子設置八臺同步運行可同時升降的長度各為10米的撇水裝置.在設計該廠時進行了為期一年的中試試驗。

聯邦德國波茨坦(Potsdam)污水處理廠設計平均日處理量為21082 m3/d，最大設計小時流量為2490 m3/h。在旱流流量條件下循環周期為4小時，在雨天流量下為3小時。系統共設4個C-TECH單元，內置于2個圓形池子中，每個池子的直徑為52m，最大設計水深為5.5m。由于該廠進水泵提升能力過大，對后續生物處理段造成很大的沖擊，其進水氮的負荷波動高達4倍以上，見圖4。盡管氮的負荷波動較大，但C-TECH系統高超的同時硝化反硝化效果仍能保證出水的氨氮和硝酸鹽氮濃度維持在很低的出水濃度。進、出水氨氮濃度如圖5和圖6所示。出水硝酸鹽氮濃度一般在5mg/L以下。

捷克Znojmo污水處理廠 設計平均日處理量為19000 m3/d，最大設計小時流量為1800 m3/h。在旱流流量條件下循環周期為4小時，在雨天流量下為2.4小時。系統共設4個C-TECH單元，每個池子的長為74m，寬為15.5m，最大設計水深為5.0m。該廠進水總氮濃度在50mg/L左右，通過C-TECH工藝中高超的同步硝化/反硝化過程，其出水總氮濃度維持在5mg/L左右，見圖7。通過選擇器對絮凝性細菌的的選擇作用，系統的污泥沉降指數可降至50ml/g左右，見圖8。C-TECH工藝與傳統活性污泥法的比較

與傳統活性污泥法比較，C-TECH工藝最重要的特征是不設獨立的二沉池和刮泥系統(一般也不設初沉池)。在C-TECH方法中，活性污泥始終保持在一個池子中完成生物反應和泥水分離過程。因此無需設置如傳統活性污泥法中將污泥從二沉池輸送至曝氣池的回流裝置(回流比一般為100%)，也無需設置如前置反硝化系統中的內回流系統(內回流比可達300%左右)。C-TECH系統中為生物選擇器而設置的回流系統其回流比一般僅為20%的日平均流量。因而C-TECH系統可節省大量的土建費用和運行費用(省掉二沉池、刮泥橋、回流污泥系統、用于硝化/反硝化的內回流系統、攪拌裝置、曝氣池和二沉池之間的各種管道連接等)。當由于進水水質和水量發生變化而影響污泥性質(如絮凝效果等)和處理效果時，可簡單地調節變化C-TECH系統中進水和曝氣循環過程，而使系統重新恢復正常運行。開發C-TECH工藝的主要目標是盡可能降低基建和運行費用，簡化操作過程，提高系統的可靠性和運行的靈活性。7 C-TECH方法的主要優點

（1）工藝流程非常簡單, 土建和設備投資低(無初沉池和二沉池以及規模較大的回流污泥泵站，無需攪拌裝置)；

（2）能很好地緩沖進水水質水量的波動，運行靈活；

（3）在進行生物除磷脫氮操作時，整個工藝的運行得到良好的控制，處理出水水質尤其是除磷脫氮的效果顯著優于傳統活性污泥法；

（4）運行簡單，無需進行大量的污泥回流和內回流；

（5）無污泥膨脹, 沉淀過程在靜止環境中進行，無漂泥現象，故工藝過程穩定；（6）自動化程度高，人員費用??；

（7）采用組合式模塊結構，布置緊湊，占地面積少，分期建設和擴建方便。