污水(shui)處(chu)理(li)(li)行業(ye)一切(qie)創新的(de)來源(yuan)是發(fa)(fa)現問題(ti)，只(zhi)有(you)能(neng)(neng)發(fa)(fa)現問題(ti)才可能(neng)(neng)創新！在(zai)碳(tan)中和(he)趨勢下(xia)，現有(you)的(de)污水(shui)處(chu)理(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)和(he)方(fang)法存(cun)在(zai)哪(na)(na)些問題(ti)？未來的(de)污水(shui)處(chu)理(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)應(ying)解(jie)決(jue)哪(na)(na)些痛點？北控水(shui)務(wu)集團運營管(guan)理(li)(li)中心污水(shui)管(guan)理(li)(li)部魏彬經(jing)理(li)(li)在(zai)“北控水(shui)務(wu)杯“第四屆(jie)”互聯網+“生態環境創新創業(ye)大賽“產(chan)業(ye)前(qian)沿”系(xi)列講座（第二講）中做了題(ti)為“碳(tan)中和(he)趨勢下(xia)污水(shui)處(chu)理(li)(li)節能(neng)(neng)降(jiang)耗技(ji)(ji)術(shu)需(xu)求解(jie)讀”的(de)分享，對污水(shui)運營管(guan)理(li)(li)方(fang)向的(de)發(fa)(fa)展歷史、趨勢和(he)前(qian)景(jing)，碳(tan)中和(he)背景(jing)下(xia)的(de)技(ji)(ji)術(shu)需(xu)求，典(dian)型節能(neng)(neng)降(jiang)耗與資源(yuan)回收技(ji)(ji)術(shu)等進行了詳細(xi)闡述。

污(wu)水的來源

對(dui)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)來說，處理的(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)來源于三個方(fang)面，包括(kuo)生(sheng)活污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、工業廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)以(yi)及被污(wu)染的(de)雨水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)。簡單(dan)的(de)講，生(sheng)活污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)是人們(men)在日常生(sheng)活中產生(sheng)的(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)；工業廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)是在工業生(sheng)產過程(cheng)中產生(sheng)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，對(dui)于工業廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)需(xu)要(yao)關注(zhu)的(de)指(zhi)標(biao)除(chu)常規污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)指(zhi)標(biao)外，還涵蓋熱(re)污(wu)染及其他有毒有害物質指(zhi)標(biao)；被污(wu)染的(de)雨水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)主(zhu)要(yao)指(zhi)初(chu)期雨水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，是在雨污(wu)分流(liu)制(zhi)排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體(ti)制(zhi)下產生(sheng)，對(dui)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量均影響較大。

低碳節能與資(zi)源利用是碳中(zhong)和背(bei)景下的新需求

魏彬(bin)老師以某一級A標準污水處(chu)(chu)理(li)(li)廠為例對污水處(chu)(chu)理(li)(li)技(ji)術進(jin)行了總(zong)體(ti)介紹(shao)，概括了物理(li)(li)、化學(xue)、生物處(chu)(chu)理(li)(li)技(ji)術①在(zai)多級水處(chu)(chu)理(li)(li)中的功(gong)能，落實(shi)(shi)到具體(ti)處(chu)(chu)理(li)(li)工藝②和(he)工程，各級各類技(ji)術需針對不(bu)同(tong)污染物和(he)不(bu)同(tong)污染情況(kuang)，依據實(shi)(shi)際情況(kuang)進(jin)行應用和(he)改進(jin)。在(zai)碳(tan)中和(he)背景下(xia)，不(bu)但要追求低碳(tan)，更(geng)要建立碳(tan)生態，實(shi)(shi)現富余(yu)碳(tan)源的利(li)用，同(tong)時，也(ye)要關注N2O等(deng)溫室氣體(ti)產生情況(kuang)，為碳(tan)中和(he)的目標實(shi)(shi)現進(jin)行技(ji)術改進(jin)和(he)革新。

機理(li)研究和管理(li)邏輯優化是滿足碳中和背景(jing)下技(ji)術需(xu)求的關鍵

問題的(de)(de)(de)解決離不開正確(que)精準(zhun)(zhun)的(de)(de)(de)認知。通(tong)過(guo)(guo)不同過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中關(guan)鍵(jian)因(yin)(yin)素的(de)(de)(de)識別，探究和深(shen)化(hua)(hua)不同反應過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)機(ji)理(li)(li)，從而(er)實(shi)現碳源利用的(de)(de)(de)目標。魏老師介紹(shao)了脫(tuo)氮(dan)除(chu)磷過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中實(shi)現的(de)(de)(de)共(gong)(gong)用碳源的(de)(de)(de)例子：生物除(chu)磷的(de)(de)(de)本質(zhi)是能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)轉化(hua)(hua)，碳源只是產生能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)燃料，氧(yang)化(hua)(hua)劑可以(yi)(yi)多樣化(hua)(hua)，因(yin)(yin)此可以(yi)(yi)與脫(tuo)氮(dan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)共(gong)(gong)用碳源，實(shi)現低碳節能(neng)。此項工(gong)藝(yi)提(ti)出離不開對(dui)反應機(ji)理(li)(li)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)準(zhun)(zhun)確(que)把(ba)(ba)握，這也是技(ji)術(shu)創新(xin)的(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)。同時，技(ji)術(shu)發(fa)展需(xu)要不斷(duan)深(shen)化(hua)(hua)對(dui)處(chu)理(li)(li)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)理(li)(li)解，例如傳統教科書對(dui)一些水處(chu)理(li)(li)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中厭氧(yang)條件的(de)(de)(de)定義，已不符(fu)合實(shi)際工(gong)藝(yi)和內在(zai)(zai)機(ji)理(li)(li)。實(shi)現碳中和的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)升(sheng)級，需(xu)要準(zhun)(zhun)確(que)把(ba)(ba)握反應過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，不斷(duan)深(shen)化(hua)(hua)機(ji)理(li)(li)認知。縱觀污水處(chu)理(li)(li)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)展，其實(shi)也是對(dui)內在(zai)(zai)反應機(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)一步(bu)步(bu)探究，往(wang)往(wang)對(dui)一個(ge)關(guan)鍵(jian)因(yin)(yin)素的(de)(de)(de)改變就可以(yi)(yi)推動一種工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)快速(su)發(fa)展。

除(chu)了(le)技術(shu)創新(xin)，管理(li)創新(xin)也是極(ji)為重要的(de)部分，污(wu)水運(yun)營管理(li)不再是隨意性的(de)“讀讀書、看(kan)看(kan)報、曝曝氣(qi)、排排泥(ni)”，已(yi)經到了(le)智能(neng)控制和精(jing)準(zhun)(zhun)管理(li)的(de)階段, 管理(li)目標(biao)從(cong)低(di)成本低(di)標(biao)準(zhun)(zhun)轉變為低(di)成本高標(biao)準(zhun)(zhun)，通過管理(li)實現(xian)技術(shu)效益的(de)最大化，向著碳中和、資(zi)源化、智慧化的(de)方向前進。

污水(shui)處(chu)理廠(chang)實現碳中(zhong)和面(mian)臨的痛點

1、總氮(dan)總磷的(de)高標準(zhun)排放與碳源的(de)嚴重不(bu)足

中(zhong)國(guo)的污水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)特點與排放(fang)標(biao)準存在(zai)一(yi)定程(cheng)度的不(bu)協調。總氮(dan)總磷(lin)的標(biao)準很(hen)高，但是碳(tan)源很(hen)缺乏。污水(shui)(shui)中(zhong)碳(tan)源總量，連實(shi)現脫氮(dan)除磷(lin)都尚顯不(bu)足(zu)，再(zai)分出碳(tan)源進行厭(yan)氧消化或產(chan)生能量是不(bu)現實(shi)的。

2、排水系統(tong)中化糞池產生大量溫室氣體同時消耗碳源

生活污(wu)水(shui)進(jin)(jin)廠前在化糞池中停留(liu)了過長時間（10余天至1個月），導(dao)致(zhi)(zhi)厭氧產(chan)甲烷等反應(ying)充(chong)分進(jin)(jin)行(xing)，大量碳(tan)源消耗，并產(chan)生大量溫室氣體(ti)，進(jin)(jin)一(yi)步導(dao)致(zhi)(zhi)進(jin)(jin)場水(shui)碳(tan)源不足，致(zhi)(zhi)使后端處理(li)需補加碳(tan)源，與碳(tan)中和理(li)念矛盾。但由(you)于政策原因及配套排水(shui)管(guan)網問(wen)題(ti)，這一(yi)矛盾并不容易解(jie)決(jue)。

工(gong)(gong)業(ye)水(shui)進末(mo)(mo)端污水(shui)處(chu)理設施前，由于工(gong)(gong)業(ye)水(shui)排放標準對COD要(yao)求(qiu)較高(gao)，對TN要(yao)求(qiu)較低甚至不(bu)要(yao)求(qiu)，導致(zhi)上(shang)游大(da)量(liang)(liang)采(cai)用好氧曝氣(qi)工(gong)(gong)藝，浪(lang)費大(da)量(liang)(liang)能(neng)源同時把最好的碳(tan)源消除掉了(le)，把難降(jiang)解COD和TN留給了(le)末(mo)(mo)端污水(shui)處(chu)理設施，到了(le)末(mo)(mo)端污水(shui)廠(chang)還要(yao)再(zai)外加碳(tan)源解決TN，采(cai)用高(gao)級氧化解決難降(jiang)解COD。這也是(shi)上(shang)下游不(bu)協(xie)同帶來的雙(shuang)重浪(lang)費，也非常不(bu)利(li)于實現污水(shui)處(chu)理行(xing)業(ye)的碳(tan)中和。

3、重金屬(shu)問題帶來的污(wu)泥資源化利用困惑

從生態(tai)循環角度出發(fa)，植物(wu)通過(guo)(guo)吸(xi)收土(tu)壤中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)氮磷元素合成有機物(wu)進(jin)入食物(wu)鏈循環，通過(guo)(guo)人類消(xiao)耗，最終(zhong)回到(dao)(dao)污(wu)水廠，進(jin)入污(wu)泥中(zhong)(zhong)(zhong)。一個(ge)完(wan)整的(de)循環需要污(wu)泥中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)氮磷重新回歸(gui)農(nong)田(tian)、土(tu)壤，成為肥料(liao)。而(er)實際(ji)處理過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)，大(da)量污(wu)泥中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)氮磷無法得到(dao)(dao)有效(xiao)利用，只能填埋或焚燒，而(er)不(bu)得不(bu)通過(guo)(guo)向農(nong)田(tian)中(zhong)(zhong)(zhong)施(shi)加(jia)化肥以(yi)補充(chong)循環中(zhong)(zhong)(zhong)損失(shi)的(de)氮磷，也(ye)造成了(le)雙重浪費。

而導致污(wu)泥(ni)無法再利用的(de)主因，是大量工(gong)(gong)業(ye)廢水排放使污(wu)水中重金屬含量增高，進而導致污(wu)泥(ni)重金屬含量過高而無法進行農業(ye)利用。若可通過政(zheng)策實(shi)現工(gong)(gong)業(ye)廢水與生活污(wu)水的(de)有(you)效分(fen)離，則(ze)有(you)望解決(jue)上述問題。

碳中和(he)背(bei)景下的技術創新需求

1. 高效脫氮(dan)除磷新工(gong)藝或新裝備

基(ji)于(yu)同步(bu)/短程硝(xiao)化反硝(xiao)化、厭氧氨(an)氧化、反硝(xiao)化除(chu)磷等先進理論的新型污(wu)水處理工(gong)藝(yi)或運行控(kong)制方法(fa)、裝備；

基于傳(chuan)統硝化(hua)反(fan)硝化(hua)的(de)(de)運行優化(hua)控制(zhi)方法（傳(chuan)統的(de)(de)A2/O工藝在實(shi)際應用中占比較高(gao)，而新工藝推廣較難(nan)，針對常規工藝的(de)(de)提升優化(hua)是(shi)較好的(de)(de)方向）；

基(ji)于提(ti)升(sheng)原水碳(tan)源(yuan)利用率(lv)、降低系統總(zong)氮放(fang)棄率(lv)的(de)新型工藝或裝備（以提(ti)升(sheng)碳(tan)源(yuan)利用率(lv)及(ji)降低總(zong)氮放(fang)棄率(lv)為目標③，深度探究挖掘現有處理工藝流程細節(jie)，在細微之處如(ru)進水過(guo)程中(zhong)跌水帶來的(de)溶氧碳(tan)消耗等角(jiao)度，實現方法創新）；

新型三級處(chu)理深度(du)脫氮或深度(du)除磷工(gong)藝或裝備（研(yan)究高密度(du)沉淀池、濾(lv)池、磁混凝或其他方法(fa)，更(geng)經濟更(geng)高效的解決深度(du)處(chu)理問題）；

碳捕獲、磷回收；新型(xing)快(kuai)速(su)水質監測(ce)技(ji)術（包括在線監測(ce)手(shou)段）；

氧化(hua)亞氮（N2O）產生的(de)抑(yi)制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)和捕捉、分(fen)解技(ji)術(shu)(shu)等（技(ji)術(shu)(shu)儲備，未來需求）。

2. 節能降耗新(xin)裝備(bei)集成(cheng)應用

水泵：提升泵運行能效，降低管道損(sun)失和(he)局部(bu)損(sun)失；

風機(ji)：提升風機(ji)運行能(neng)效，降低風管道損(sun)失和曝氣(qi)(qi)(qi)頭局部(bu)損(sun)失（風機(ji)控制技術(shu)，曝氣(qi)(qi)(qi)頭清(qing)洗(xi)技術(shu)，降低曝氣(qi)(qi)(qi)頭水頭損(sun)失等(deng)）；

攪(jiao)拌(ban)(ban)器：合理的(de)池型及流態模(mo)擬(ni)，獲得更低(di)的(de)容積功率（攪(jiao)拌(ban)(ban)器的(de)形(xing)態、布置方式、攪(jiao)拌(ban)(ban)器與(yu)池型的(de)配合等）；

脫(tuo)水(shui)機(ji)：獲得更低的(de)單(dan)方(fang)脫(tuo)泥能耗，藥耗和更低的(de)出(chu)泥含水(shui)率(lv)（脫(tuo)水(shui)機(ji)的(de)運行控制，新(xin)型(xing)的(de)脫(tuo)水(shui)機(ji)設(she)備等）；

空(kong)調系(xi)統：利用水中余熱或(huo)太陽能(neng)等(deng)新能(neng)源(yuan)，獲得較低的供熱能(neng)耗。

3. 資源回收利用解決(jue)方案

能源：有機污染物(wu)化學(xue)能、污水內(nei)能等能源的(de)(de)回(hui)收利(li)(li)用工藝或裝備（有機物(wu)的(de)(de)回(hui)收利(li)(li)用，高能效比的(de)(de)水源熱泵設備技術(shu)）；

污(wu)泥：污(wu)泥資(zi)源(yuan)化利(li)用整(zheng)體解(jie)決方案或裝備(bei)（污(wu)泥干(gan)化焚燒，碳化，協同焚燒，資(zi)源(yuan)化及(ji)利(li)用的解(jie)決方案）；

磷：磷回收利用(yong)整體(ti)解決方案或(huo)裝(zhuang)備(bei)；

太陽能(neng)和風能(neng)：利用場(chang)地優勢，低成本、高品質、低維護光伏(fu)發電裝備或技術(shu)；

再生(sheng)(sheng)水：新型低成本、高(gao)品質再生(sheng)(sheng)水處理工藝或(huo)裝備。

一切(qie)創新(xin)的(de)來源(yuan)是發現(xian)問(wen)題(ti)，發現(xian)痛點，而深(shen)入理(li)解原(yuan)理(li)才能觸及到創新(xin)工(gong)作的(de)根本，才能實現(xian)有效的(de)創新(xin)。

典(dian)型(xing)建議(yi)選題方(fang)向

目前針(zhen)對(dui)不同級(ji)的(de)處理區(qu)，已有一(yi)些正在(zai)應(ying)用(yong)的(de)節能降耗與資源回收技術，包括(kuo)：針(zhen)對(dui)一(yi)級(ji)處理區(qu)的(de)管網調度(du)模式（廠網一(yi)體(ti)化(hua)）、雜物無機砂粒去(qu)除碳源保留(liu)技術、跌水(shui)(shui)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、碳源的(de)溯源損失控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)等；針(zhen)對(dui)二級(ji)處理工(gong)藝的(de)精細化(hua)過程(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，關鍵工(gong)藝環(huan)節工(gong)藝參(can)數的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方法，泥(ni)水(shui)(shui)分離裝(zhuang)備等。針(zhen)對(dui)三級(ji)處理區(qu)的(de)精細化(hua)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方法，各(ge)池的(de)運行控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)邏輯，藻類控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方法，環(huan)境友好性強的(de)藥劑(ji)等。

實際上(shang)，深入到(dao)(dao)每(mei)一(yi)個工藝環節(jie)(jie)，都有其進一(yi)步精細化(hua)管理的方法。用(yong)優秀的控(kong)制手段、邏(luo)輯、算(suan)法實現(xian)自動化(hua)和智(zhi)能(neng)化(hua)控(kong)制，將對處理效果和節(jie)(jie)能(neng)降耗(hao)起到(dao)(dao)強有力的支(zhi)撐作用(yong)。

問答

資源回(hui)收技術，將是(shi)碳(tan)中(zhong)和(he)背景下重要的(de)(de)創新方(fang)向。單(dan)從碳(tan)的(de)(de)角度，做到碳(tan)中(zhong)和(he)難(nan)度較高，但(dan)是(shi)通過回(hui)收利(li)用資源，可以在(zai)一定程度上(shang)平(ping)衡碳(tan)中(zhong)和(he)的(de)(de)需求。技術革新和(he)運行(xing)管理邏輯(ji)優(you)化哪(na)個在(zai)現在(zai)的(de)(de)水處理中(zhong)更(geng)為重要？

魏彬(bin)：二者同樣重要，往往大(da)家會關注技(ji)(ji)術的(de)革(ge)新，實(shi)際上管理優化對(dui)于整個污水(shui)處理是非常(chang)有價值的(de)，可以避(bi)免很(hen)多的(de)能源損(sun)失，降低成(cheng)(cheng)本；具(ju)體到(dao)大(da)賽而言，還(huan)是要看技(ji)(ji)術的(de)成(cheng)(cheng)熟度，能否落地，這(zhe)是比(bi)較不同方向技(ji)(ji)術的(de)重要指標。

三級處理(li)可以用哪些綠(lv)色技(ji)術？

魏彬：各個工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)細節的(de)(de)精細化(hua)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)都能夠(gou)帶來節能降(jiang)耗(hao)的(de)(de)效果(guo)，都可以(yi)說是綠(lv)色技術，比如高(gao)密池精確加(jia)藥，泥位的(de)(de)精確控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，回流量的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，攪(jiao)拌強(qiang)度的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)等，濾池的(de)(de)反洗周期控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，反洗強(qiang)度控(kong)(kong)(kong)制(zhi)等。新型的(de)(de)深度處(chu)理工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)，如果(guo)比現(xian)有的(de)(de)成本更低，效果(guo)更好，比如磁混凝就是最(zui)近幾年涌現(xian)出來的(de)(de)新型綠(lv)色工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)。對于脫色、難(nan)(nan)降(jiang)解COD等常規深度處(chu)理較難(nan)(nan)解決的(de)(de)問(wen)題(ti)也可以(yi)探(tan)索低成本、高(gao)效率的(de)(de)處(chu)理方法，也算是綠(lv)色工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)。污水處(chu)理小知識

典(dian)型污水處(chu)理(li)方法(fa)

傳統的污水(shui)(shui)處理(li)方(fang)(fang)法(fa)(fa)主(zhu)要是(shi)(shi)物(wu)(wu)理(li)法(fa)(fa)、化學(xue)法(fa)(fa)、生物(wu)(wu)法(fa)(fa)及(ji)其組合。物(wu)(wu)理(li)法(fa)(fa)主(zhu)要應用(yong)于(yu)預處理(li)及(ji)深度處理(li)過(guo)程中，包(bao)括沉(chen)淀、過(guo)濾、氣浮等手(shou)段。化學(xue)法(fa)(fa)包(bao)括氧化、還(huan)原、中和、絮(xu)凝(ning)等方(fang)(fang)法(fa)(fa)，在(zai)污水(shui)(shui)廠應用(yong)最(zui)(zui)多的是(shi)(shi)絮(xu)凝(ning)法(fa)(fa)，用(yong)化學(xue)藥劑去除水(shui)(shui)中的膠(jiao)體、懸浮物(wu)(wu)、磷(lin)酸鹽等。生物(wu)(wu)法(fa)(fa)在(zai)國(guo)內(nei)起(qi)步較(jiao)晚，最(zui)(zui)初用(yong)于(yu)去除污水(shui)(shui)中的COD，隨著國(guo)家標(biao)準的提高，生物(wu)(wu)法(fa)(fa)核(he)心內(nei)容逐漸(jian)向生物(wu)(wu)脫氮和生物(wu)(wu)除磷(lin)轉變。

生物脫氮

在污(wu)水(shui)處理(li)中，生(sheng)物脫氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)主要包含氨化(hua)(hua)(hua)、硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)以(yi)及(ji)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)三個(ge)步(bu)(bu)驟。污(wu)水(shui)，尤其生(sheng)活污(wu)水(shui)，氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元素主要以(yi)有機(ji)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)形式(shi)存在。首先(xian)通過(guo)水(shui)解(jie)作用(yong)，將有機(ji)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)轉化(hua)(hua)(hua)為氨氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)（部分水(shui)廠進水(shui)氨氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)很(hen)高是由于(yu)水(shui)解(jie)作用(yong)已(yi)于(yu)管網和化(hua)(hua)(hua)糞池(chi)中進行(xing)），此(ci)為氨化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。隨(sui)(sui)后(hou)進行(xing)亞硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)及(ji)亞硝(xiao)酸鹽(yan)的(de)兩步(bu)(bu)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應。厭氧硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程中，會生(sheng)成一定(ding)量的(de)甲(jia)烷(wan)（溫室氣體）。隨(sui)(sui)后(hou)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應過(guo)程中氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元素的(de)化(hua)(hua)(hua)合價逐步(bu)(bu)降低(di)，從+5價的(de)硝(xiao)態氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)轉化(hua)(hua)(hua)為0價的(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)氣單質，過(guo)程中會產(chan)生(sheng)低(di)價態的(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)氧化(hua)(hua)(hua)物，例如氧化(hua)(hua)(hua)亞氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)N2O（笑(xiao)氣、溫室氣體）。在碳中和的(de)前提下(xia)，未來的(de)污(wu)水(shui)處理(li)工藝中應當(dang)重視減(jian)少溫室氣體的(de)產(chan)生(sheng)、逃逸及(ji)排放。

生(sheng)物(wu)脫氮過程中(zhong)(zhong)，各個環節(jie)的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)因子(zi)有很多。例如硝化(hua)反應(ying)中(zhong)(zhong)主要(yao)(yao)是(shi)微生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)酶在發(fa)揮作(zuo)用(yong)(yong)，而微生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)數量(liang)決定(ding)了酶的(de)(de)(de)數量(liang)，因此(ci)(ci)硝化(hua)細菌數量(liang)就成(cheng)為了硝化(hua)反應(ying)速率(lv)和方向的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)影響(xiang)(xiang)(xiang)因子(zi)。與此(ci)(ci)類似(si)的(de)(de)(de)，還有溶(rong)解(jie)氧（DO）、水力停留時(shi)間（HRT）、水溫、堿度等(deng)(deng)等(deng)(deng)。各影響(xiang)(xiang)(xiang)因子(zi)在硝化(hua)反應(ying)中(zhong)(zhong)是(shi)同時(shi)發(fa)揮作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)，改變任何一(yi)個條件都(dou)會(hui)影響(xiang)(xiang)(xiang)到硝化(hua)反應(ying)的(de)(de)(de)速率(lv)。在實際處理過程中(zhong)(zhong)，應(ying)當明(ming)確(que)每一(yi)個反應(ying)的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)因素(su)，對可(ke)控(kong)因素(su)進(jin)行分析，就可(ke)以確(que)定(ding)促進(jin)反應(ying)的(de)(de)(de)操作(zuo)，也即(ji)改進(jin)的(de)(de)(de)方向。

生物(wu)除磷

生物脫氮和(he)生物除(chu)(chu)磷(lin)(lin)都需要碳(tan)源，普(pu)遍(bian)認為脫氮和(he)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)是爭奪碳(tan)源的關系(xi)。但(dan)是在(zai)(zai)生物脫氮除(chu)(chu)磷(lin)(lin)工藝中，存在(zai)(zai)一個窗口可以實(shi)現利(li)用一份碳(tan)源，同時脫氮和(he)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)，也即反硝(xiao)化(hua)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)。

磷常(chang)以(yi)磷酸(suan)鹽（H2PO4-、HPO42-和(he)PO43-）、聚磷酸(suan)鹽和(he)有機磷的(de)(de)(de)(de)形式存在(zai)(zai)于廢水(shui)中，生物(wu)除磷就是(shi)利(li)用聚磷菌一(yi)類的(de)(de)(de)(de)細菌，在(zai)(zai)厭氧(yang)(yang)狀態釋放磷，在(zai)(zai)好氧(yang)(yang)狀態（具有氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)環境，不一(yi)定是(shi)氧(yang)(yang)氣，也可(ke)以(yi)是(shi)硝(xiao)氮或(huo)者亞(ya)硝(xiao)氮）從外部攝取(qu)磷，并將其以(yi)聚合形態貯(zhu)藏在(zai)(zai)體(ti)(ti)內，形成(cheng)高磷污泥，排出系統，達到從廢水(shui)中除磷的(de)(de)(de)(de)效果。除磷的(de)(de)(de)(de)本質(zhi)是(shi)一(yi)個能(neng)量(liang)轉化(hua)(hua)過程，聚磷菌的(de)(de)(de)(de)初心是(shi)獲取(qu)更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)，而不是(shi)獲取(qu)更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)(de)磷，磷僅僅是(shi)能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)載(zai)體(ti)(ti)。通過在(zai)(zai)好氧(yang)(yang)段只提供充足(zu)的(de)(de)(de)(de)硝(xiao)氮、亞(ya)硝(xiao)氮，以(yi)及一(yi)段時間的(de)(de)(de)(de)馴化(hua)(hua)，就可(ke)以(yi)實(shi)(shi)現(xian)一(yi)份碳源既還原了氮，又供給了聚磷菌能(neng)量(liang)，實(shi)(shi)現(xian)了反硝(xiao)化(hua)(hua)除磷。

工藝優(you)劣的判斷

在生物脫氮(dan)環節，工藝的優劣(lie)主要通過碳源利用率和總氮(dan)放棄率來判斷。

碳(tan)源(yuan)(yuan)利用率(lv)(lv)，即原水中(zhong)(zhong)的碳(tan)源(yuan)(yuan)及外加碳(tan)源(yuan)(yuan)總量中(zhong)(zhong)，和硝(xiao)態氮反應(ying)(ying)的碳(tan)源(yuan)(yuan)所(suo)占比率(lv)(lv)。一個好(hao)的工藝中(zhong)(zhong)，應(ying)(ying)盡量滿足碳(tan)源(yuan)(yuan)都和硝(xiao)態氮反應(ying)(ying)。在(zai)碳(tan)中(zhong)(zhong)和的思路引導下，應(ying)(ying)當控(kong)制同化反應(ying)(ying)中(zhong)(zhong)碳(tan)源(yuan)(yuan)的消耗比率(lv)(lv)（或實現同化后碳(tan)源(yuan)(yuan)的再(zai)利用），抑制碳(tan)源(yuan)(yuan)與氧氣的直接反應(ying)(ying)（減少(shao)碳(tan)源(yuan)(yuan)消耗，以及CO2的生成），富裕碳(tan)源(yuan)(yuan)用于(yu)厭氧硝(xiao)化及能量產生。將COD不(bu)再(zai)看成污染物(wu)，而看成一種資源(yuan)(yuan)。

總氮放棄率(lv)(lv)，即傳統工藝中(zhong)，假設碳源充足(zu)，僅通過(guo)工藝仍(reng)無法去除的(de)(de)總氮。總氮去除率(lv)(lv)，是通過(guo)內外回流比決定的(de)(de)氮的(de)(de)去除率(lv)(lv)的(de)(de)上(shang)限。

在設計處理工(gong)(gong)藝(yi)、工(gong)(gong)藝(yi)選型(xing)及創新時，需要(yao)想辦法降(jiang)低總氮放棄率(lv)，提升碳源利(li)用率(lv)。

典型污水處理工藝(yi)

典型(xing)的(de)污(wu)水廠處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)流程是(shi)上述(shu)方(fang)法(fa)的(de)組合。以某(mou)一級(ji)(ji)A標準污(wu)水處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)廠為例，從進(jin)水到出水主(zhu)要(yao)分三級(ji)(ji)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)區(qu)(qu)，一級(ji)(ji)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)區(qu)(qu)主(zhu)要(yao)應(ying)(ying)用物(wu)(wu)理(li)(li)(li)(li)法(fa)（包(bao)括攔截(jie)、沉(chen)淀、除砂等(deng)）及一定的(de)化學法(fa)（初沉(chen)池(chi)前絮(xu)凝(ning)）；二級(ji)(ji)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)區(qu)(qu)是(shi)污(wu)水處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)核心，主(zhu)要(yao)是(shi)以活性污(wu)泥(ni)為主(zhu)的(de)生(sheng)化反(fan)應(ying)(ying)（酶(mei)促反(fan)應(ying)(ying)）；三級(ji)(ji)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)區(qu)(qu)主(zhu)要(yao)應(ying)(ying)用物(wu)(wu)理(li)(li)(li)(li)化學法(fa)，通過混凝(ning)、過濾、消毒等(deng)工(gong)藝(yi)手(shou)段(duan)對污(wu)水進(jin)行(xing)深度處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)。落實到具體處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)程中，各級(ji)(ji)各類技術需針對不同污(wu)染(ran)物(wu)(wu)和(he)污(wu)染(ran)情況(kuang)進(jin)行(xing)應(ying)(ying)用和(he)改進(jin)。

典型的二級處理(li)(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)主要包括懸浮(fu)性(xing)(xing)活性(xing)(xing)污(wu)泥法(fa)污(wu)水處理(li)(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)，及(ji)固著性(xing)(xing)生物(wu)膜法(fa)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)如(ru)BAF、膜生物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)MBR等(deng)。懸浮(fu)性(xing)(xing)活性(xing)(xing)污(wu)泥法(fa)污(wu)水處理(li)(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)主要有三(san)個系(xi)(xi)列(lie)(lie)：（1）氧(yang)化溝(gou)系(xi)(xi)列(lie)(lie)；（2）A/O及(ji)A2/O系(xi)(xi)列(lie)(lie)；（3）序批(pi)式反(fan)應(ying)器(qi)（SBR）系(xi)(xi)列(lie)(lie)。各個系(xi)(xi)列(lie)(lie)不(bu)斷的發展、改(gai)進，形成(cheng)了目前比較典型的工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)有：A2/O工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)、改(gai)良A2/O工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)、SF-AO工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)、UCT工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)、卡魯塞爾(er)-2000 氧(yang)化溝(gou)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)、奧貝爾(er)氧(yang)化溝(gou)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)、SBR工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)、CASS工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)等(deng)。

三級(ji)處理工(gong)藝(yi)中最常用的就是高(gao)密(mi)度(du)沉(chen)淀(dian)池。其對總磷和懸浮物的去除(chu)效果較好，運(yun)行(xing)穩定(ding)。此外還有濾池（砂濾池、纖維(wei)轉盤濾池、反硝化濾池等(deng)），磁混凝(ning)、高(gao)級(ji)氧(yang)化工(gong)藝(yi)等(deng)。

各種處理工藝各具特色，各有(you)優劣勢，需(xu)結(jie)合實際(ji)情況進(jin)行(xing)選擇(ze)。

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