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如何进行厌氧生物处理反应器的启动和运行?

废水厌氧生物处理反应器成功启动的标志，是在反应器中培养出活性高、沉降性能优良并适于待处理废水水质的厌氧污泥。由于厌氧微生物，特别是产甲烷菌增殖很慢，厌氧反应器的启动需要一个较长的时间，这被认为是厌氧反应器的一个不足之处。在实际工程中，生产性厌氧反应器建造完成后，快速顺利地启动反应器成为整个废水处理工程中的关键性因素。

UAsB反应器的启动可分为两个阶段，阶段是接种污泥在适宜的驯化过程中获得一个合理分布的微生物群体，第二个阶段是这种合理分布群体的大量生长、繁殖。

(1)接种污泥  在生物处理中，接种污泥的数量和活性是影响反应器成功启动的重要因素。不同的污泥接种量宏观地表现为反应器中污泥床高度不同。污泥床高度对反应区的水流的影响较大，一般污泥床厚度以2m左右为宜，如太厚会加大沟流和短流。

(2)反应器的升温速率不同种群产甲烷细菌适宜的生长温度范Χ均有严格要求。控制合理的升温有利于反应器在短时间内成功启动。研究发现，反应器升温速率过快，会导致其内部污泥的产甲烷活性短期下降，为了确保反应器在短时间内快速启动，建议较合理的升温速率为在2～3℃／d。

在两相厌氧反应器运行中控制两相分离的方法有 哪些?

在两相厌氧反应器运行中控制两相分离的方法有：物理化学法和动力学控制法。

 (1)物理化学法在产酸相反应器中投加产甲烷细菌的选择性抑制剂(如和*等)来抑制产甲烷细菌的生长；或者向产酸相反应器中供给一定量的氧气，调整反应器内的氧化还原电λ，利用产甲烷细菌对溶解氧和氧化还原电λ比较敏感的特点来抑制其在产酸相反应器中的生长；或者调整产酸相反应器的pH值在较低水平(如5．5～6．5之间)，利用产甲烷细菌要求中性偏碱的pH值的特点来保证在产酸相反应器中产酸细菌占优势，而产甲烷细菌受到抑制；采用可通透有机酸的选择性半透膜，使得产酸相的末端产物中只有有机酸才能进入后续的产甲烷相反应器，从而实现产酸相和产甲烷相分离。这些方法均是选择性地促进产酸细菌在产酸相反应器中的生长，而在一定程度上抑制产甲烷细菌的生长，或者是选择性地促进产甲烷细菌在产甲烷相反应器中生长，以实现产酸细菌和产甲烷细菌的分离，从而达到相分离的目的。

(2)动力学控制法产酸细菌和产甲烷细菌在生长速率上存在着很大的差异，一般来说，产酸细菌的生长速率很快，其世代时间较短，一般在10～30min范Χ内；而产甲烷细菌的生长很缓慢，其世代时间相当长，一般在4～6d。因此，将产酸相反应器的水力停留时间控制在一个较短的范Χ内，可以使世代时间较长的产甲烷。

经过十多年的开发研究，BioWin数学模拟软件几乎包括了其他各种软件的大部分功能并形成了自己的特点，例如能够模拟整个污水处理厂（包括污水、污泥以及污泥处理后的上清液的处理工艺）的pH变化，预测厌氧消化系统中的pH值和沼气（包括CO2、CH4和H2）的构成，使用技术上优越的单一模型矩阵，这种广泛和综合的解决方案使得模型校正要求大大减少，设计更加准确。

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化学需氧量高意味着水中含有大量还原性物质，其中主要是有机污染物。化学需氧量越高，就表示江水的有机物污染越严重，这些有机物污染的来源可能是农药、化工厂、有机肥料等。如果不进行处理，许多有机污染物可在江底被底泥吸附而沉积下来，在今后若干年内对水生生物造成持久的毒害作用。在水生生物大量死亡后，河中的生态系统即被摧毁。

人若以水中的生物为食，则会大量吸收这些生物体内的毒素，积累在体内，这些毒物常有致癌、致畸形、致突变的作用，对人极其危险。另外，若以受污染的江水进行灌溉，则植物、农作物也会受到影响，容易生长不良，而且人也不能取食这些作物。但化学需氧量高不一定就意味着有前述危害，具体判断要做详细分析，如分析有机物的种类，到底对水质和生态有何影响。是否对人体有害等。如果不能进行详细分析，也可间隔几天对水样再做化学需氧量测定，如果对比前值下降很多，说明水中含有的还原性物质主要是易降解的有机物，对人体和生物危害相对较轻。

去除方法：

提供了一种清洗水系统的方法和一种用于该方法的单过硫酸钾化合物。含有低浓度（<0．5%）的氧代二硫酸钾副产物的单过硫酸钾用于该方法。由于含有低的氧代二硫酸钾，该化合物不受单过硫酸钾化合物的严格使用限制。本文还提供了一种聚糖涂料，用于控制单过硫酸钾的分解率。使用该涂料，单过硫酸钾能够连续使用而不是定期冲击式处理。含有低氧代二硫酸钾化合物使该方法的使用与是否使用水系统无关。

A/O法除磷是通过将富含磷的剩余污泥排除到系统外而实现的，而且也是生物除磷的途径，只有维持较高的剩余污泥排放量才能保证系统的除磷效果，这样系统的泥龄也不得不相应地降低。因此A/O法除磷系统要求较低的泥龄，一般认为SRT应在7～10天之间，也有人认为SRT在3天左右时，系统仍能维持比较好的除磷效率，故佳值为4～5天。如果SRT过高，剩余污泥排放量较小，污泥“夹带”排出系统的磷的总量不多，系统的除磷效率就会大大降低，同时，聚磷菌多为短泥龄微生物，SRT较高时，污泥的活性和沉降性能均会下降；但SRT也不能过低，这会导致混合液污泥大量流失，对降解BOD5和除磷反而不利，所以降低系统的SRT，必须以保证BOD5的有效去除为前提。

另外，一般来说厌氧区的停留时间越长，除磷效果越好。但过长的停留时间，并不会太多地提高除磷效果，且会有利于丝状菌的生长，使污泥的沉淀性能恶化，因此厌氧段的停留时间不宜过长。剩余污泥的处理方法也会对系统的除磷效果产生影响，因为污泥浓缩池中呈厌氧状态会造成聚磷菌的释磷，使浓缩池上清液和污泥脱水液中含有高浓度的磷，因此有必要采取合适的污泥处理方法，避免磷的重新释放。

化学需氧量表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量，可大致表示污水中的有机物量。COD是指标水体有机污染的一项重要指标,能够反应出水体的污染程度。

所谓化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。

因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量（COD）的测定，随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用普遍的是酸性*氧化法与重铬酸钾氧化法。*（KMnO4）法，氧化率较低，但比较简便，在测定水样中有机物含量的相对比较值时，可以采用。重铬酸钾（K2Cr2O7）法，氧化率高，再现性好，适用于测定水样中有机物的总量。有机物对工业水系统的危害很大。严格的来说，化学需氧量也包括了水中存在的无机性还原物质。通常，因废水中有机物的数量大大多于无机物质的量，因此，一般用化学需氧量来代表废水中有机物质的总量。在测定条件下水中不含氮的有机物质易被*氧化，而含氮的有机物质就比较难分解。因此，耗氧量适用于测定天然水或含容易被氧化的有机物的一般废水，而成分较复杂的有机工业废水则常测定化学需氧量。

 回流比（R）的影响

前已述及，A/O工艺保证除磷效果的极为重要的一点，就是使系统污泥在曝气池中“携带”足够的溶解氧进入二沉池，其目的就是为了防止污泥在二沉池中因厌氧而释放磷，但如果不能快速排泥，二沉池内泥层太厚，再高的DO也无法保证污泥不厌氧释磷，因此，A/O系统的回流比不宜太低，应保持足够的回流比，尽快将二沉池内的污泥排出。但过高的回流比会增加回流系统和曝气系统的能源消耗，且会缩短污泥在曝气池内的实际停留时间，影响BOD5和P的去除效果。如何在保证快速排泥的前提下，尽量降低回流比，需在实际运行中反复摸索。一般认为，R在50~70%的范围内即可。我厂的污泥回流比基本上控制在50%左右。

水力停留时间（HRT）的影响

对于运行良好的城市污水生物脱氮除磷系统来说，一般释磷和吸磷分别需要1.5～2.5小时和2.0～3.0小时。总体来看，似乎释磷过程更为重要一些，因此，我们对污水在厌氧段的停留时间更为关注，厌氧段的HRT太短，将不能保证磷的有效释放，而且污泥中的兼性酸化菌不能充分地将污水中的大分子有机物分解为可供聚磷菌摄取的低级脂肪酸，也会影响磷的释放；HRT太长，也没有必要，既增加基建投资和运行费用，还可能产生一些副作用。总之，释磷和吸磷是相互关联的两个过程，聚磷菌只有经过充分的厌氧释磷才能在好氧段更好地吸磷，也只有吸磷良好的聚磷菌才会在厌氧段超量地释磷，调控得当会形成一个良性循环。我厂在实际运行中摸索得到的数据是：厌氧段HRT为1小时15分～1小时45分，好氧段HRT为2小时～3小时10分较为合适。

中水回用，顾名思义，就是水质介于上水和下水之间的、可重复利用的再生水,是污水经处理后达到一定的回用水质标准的水。中水回用一般采用的方法有：

一、物理处理法：膜滤法，它是在外力的作用下，将被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，使其溶液中溶剂和低分子量物质，以及无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出。

二、物理化学法：砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。

三、生物处理法：采用活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等生物处理方法。另外，膜生物反应器工艺（MBR工艺），是现代膜分离技术与生物技术有机结合的一种新型废水生物处理技术，是利用膜分离装置，再将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质有效截留，替代二沉池，使生化反应池中的活性污泥浓度（生物量）大大提高；实现水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）的分别控制，将难降解的大分子有机物质截留在反应池中不断反应、降解。膜是一种起分子级分离过滤作用的介质，当溶液或混和气体与膜接触时，在压力下，或电场作用下，或温差作用下，某些物质可以透过膜，而另些物质则被选择性的拦截，从而使溶液中不同组分，或混和气体的不同组分被分离，这种分离是分子级的分离。膜技术在水处理中应用是利用水溶液（原水）中的水分子具有透过分离膜的能力，而溶质就其他杂质不能透过分离膜，在外力作用下对水溶液（原水）进行分离，获得纯净的水，从而达到提高水质的目的。

曝气生物滤池特点

    曝气生物滤池是在生物反应器内装填高比表面积的颗粒滤料，以提供微生物膜生长的载体，并根据污水的不同流向分为下向流或上向流，污水由上向下或由下向上流过滤料层，在滤料层下部鼓风曝气，空气与污水逆向或同向接触，使污水中的有机物和填料表面生物膜通过生化反应得到去除，滤料同时起到物理过滤作用。曝气生物滤池大的特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续二次沉淀池和污泥回流，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化，曝气生物滤池具有容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、占地面积小、处理出水水质好等特点，又由于曝气生物滤池没有污泥膨胀问题，微生物不会流失，能保持较高的生物浓度，因此日常管理简单。

硝化和反硝化工艺流程

除碳及硝化

    对于去除氨氮，可采用两段曝气生物滤池，两段法可在2座滤池中驯化不同功能的优势菌种，各负其责，提高生化处理效率。段生物滤池以去除污水中碳化有机物为主，在该滤池中，优势生长的微生物为异氧菌，沿滤池高度方向从进水端到出水端有机物浓度梯度处于递减，其降解速率也呈递减趋势，由于有机物降解速度较快，此时自氧微生物处于抑制状态。第二段生物滤池主要对污水中的氨氮进行硝化，在该段生物滤池中，由于进水中有机物浓度较低，异养微生物较少，而优势生长的微生物为自养性硝化菌，将污水中的氨硝化成硝酸盐或亚硝酸盐。在滤池硝化时，氨氮的去除一定程度上取决于有机负荷，当BOD5有机负荷高于3•0kg/m3•d时，氨氮明显受到抑制，采用曝气生物滤池同步除碳和硝化时，必须降低有机负荷。因此在采用曝气生物滤池工艺去除有机物时，首先必须根据同类污水处理出水的数据选择适当的容积负荷，并在设计时留有一定的余量，同时除碳和硝化时，必须降低有机负荷，好控制在2kg/m3•d以下。Boller等人根据中试研究提出硝化生物滤池，滤料适宜的表面负荷为0•4gNH3-N/m2•d。