污水處理工藝中,厭氧、缺氧和好氧三種環境條件分別對應不同的微生物活動和污染物去除機制。污水處理工藝中厭氧、缺氧、好癢的區別和作用,了解這三者的區別和作用有助于優化污水處理系統的設計和運行。
1. 厭氧(Anaerobic)
環境特點:
氧氣缺乏:沒有分子氧(O?)存在,亦沒有硝酸鹽(NO??)或亞硝酸鹽(NO??)作為電子受體。
微生物種類:主要為厭氧菌,如產甲烷菌、硫酸鹽還原菌等。
主要作用:
有機物降解:厭氧微生物通過發酵和厭氧呼吸將復雜有機物降解為簡單有機酸、氫氣(H?)和二氧化碳(CO?)。
甲烷產生:在更深的厭氧階段,產甲烷菌將有機酸、H?和CO?轉化為甲烷(CH?)和CO?,完成厭氧消化過程。
應用:
厭氧消化池:用于高濃度有機廢水處理和污泥穩定化。
厭氧反應器:如UASB(上流式厭氧污泥床)、EGSB(膨脹顆粒污泥床),用于高負荷有機廢水處理。
2. 缺氧(Anoxic)
環境特點:
氧氣缺乏:沒有分子氧(O?)存在,但有硝酸鹽(NO??)或亞硝酸鹽(NO??)作為電子受體。
微生物種類:主要為反硝化菌,這些菌類可以在缺氧環境下利用硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體進行呼吸。
主要作用:
反硝化作用:缺氧環境中的反硝化菌將硝酸鹽(NO??)或亞硝酸鹽(NO??)還原為氮氣(N?),從而去除廢水中的氮。
有機物降解:反硝化過程中同時降解部分有機物,提供反硝化反應所需的電子供體。
應用:
缺氧池:在A2/O工藝(厭氧-缺氧-好氧)中,用于反硝化脫氮。
回流污泥脫硝:在SBR(序批式反應器)工藝中,通過控制進水和攪拌實現缺氧環境,進行反硝化脫氮。
3. 好氧(Aerobic)
環境特點:
氧氣充足:有充足的分子氧(O?)作為電子受體。
微生物種類:主要為好氧菌,包括硝化菌和其它有機物降解菌。
主要作用:
有機物降解:好氧微生物利用分子氧將有機物氧化為二氧化碳(CO?)和水(H?O),從而去除廢水中的有機污染物。
硝化作用:好氧條件下,硝化菌將氨氮(NH??)氧化為亞硝酸鹽(NO??),進一步氧化為硝酸鹽(NO??)。
應用:
曝氣池:在活性污泥法、SBR工藝和MBR工藝中,通過曝氣設備供氧,實現有機物降解和硝化作用。
生物濾池:如滴濾池和生物接觸氧化池,通過自然通風或強制通風提供氧氣。
三種環境的綜合應用
在實際污水處理工藝中,厭氧、缺氧和好氧環境通常結合使用,以實現高效的污染物去除。例如:
A2/O工藝:依次設置厭氧池、缺氧池和好氧池,實現有機物降解、磷的釋放和吸收、以及氮的去除。
SBR工藝:通過控制反應時間和進水順序,依次實現好氧和缺氧環境,進行有機物降解和反硝化脫氮。
MBR工藝:利用膜分離技術在好氧條件下實現高效固液分離,同時結合缺氧池進行反硝化處理。
通過合理設計和優化不同環境條件,可以提高污水處理系統的整體效率和出水水質,滿足嚴格的排放標準。