把常规的生物塘转换成AIPS可明显影响系统的性能。厌氧塘可有效去除BOD₅和TSS，不需要输入能量。也可以有效去除重金属和某些氯化有机物。在厌氧坑内硫酸盐被还原成硫化物。硫化物可沉析进水中的重金属。厌氧坑内的厌氧条件可脱去氯化有机物的氯，从而增强它们在下游好氧部分的生物降解作用。从进水中排出的的悬浮固体物经厌氧稳定后存储在厌氧坑内。稳定后的固体物在去除之前可储存若干年。
　　在厌氧塘内去除大量有机物后，可减少系统下游部分的负荷。因而大大提高了污水厂的处理能力。象常规生物塘一样，出水水质在很大程度上取决于出水中藻类的浓度。
　　(3)  PETRO
　　PETRO这个词指的是生物塘增强型处理和运行，是结合有滴滤池的生物塘污水处理系统。滴滤池用以去除兼氧塘出水中的藻类，从而提高出水水质。
　　PETRO过程中用的生物塘处理系统包括有结构类似于AIPS所用的厌氧塘，接着是一个兼氧塘。兼氧塘出水回流到厌氧塘，保持一上覆的充氧水层以控制臭气。该过程的能量效率很高。厌氧塘可有效去除悬浮固体物和可生物降解有机物，而无须输入能量。兼氧塘也可有效去除可生物降解有机物，并同时去除营养物和钝化病原体，无须输入能量。然而，出水可能含有较高浓度的藻类。
　　在滴滤池中去除兼氧塘出水中的藻类。兼氧塘出水已经过滴滤池的处理。虽然可看到系统内明显的硝化反应，但也可看到藻类去除较差。PETRO过程发明者假设为这是因为没有易生物降解有机物促使异养菌生长造成的。为此，他们决定把兼氧塘周围的一部分厌氧塘出水直接导入滴滤池。正如所假设的那样，滴滤池内生长了异养生物体，可去除兼氧塘出水中大量藻类。从滴滤池脱落的异养生物和藻类很容易沉淀在下游的沉淀池内。滴滤池内也可看到硝化反应。图5-3是PETRO过程的示意图（Meiring，et al。，1990；Meiring和Hoffman，1994）。

　　PETRO过程可以大大改进原有兼氧塘过程的出水，同时又可大大减少过程的能量需求。由厌氧塘和兼氧塘组成的生物塘处理系统只需要极少的能量输入。唯一需要的能量输入是用泵把兼氧塘出水抽回到厌氧塘，以保持充氧水表层。滴滤池也是能量有效过程。其主要的能量需求是用泵把进水抽回到滴滤池。滴滤池的主要优点是具有去除兼氧塘出水中藻类的机理，其结果是大大提高了出水水质。滴滤池内也发生硝化反应，因而降低了工艺出水中的氨氮浓度。厌氧塘内还有一些脱氮作用，因为至少被部分硝化的厌氧塘出水回流到厌氧塘。如同AIPS一样，厌氧塘内的厌氧坑会有效去除重金属和氯化有机物脱氯。这有利于下游兼氧塘和滴滤池的生物降解作用。
　　通过实施PETRO过程可大大提高现有污水处理厂的能力。在厌氧塘内去除大量可生物降解有机物，因而增加了在那里处理的流量。此外，不是所有的进水都通过兼氧塘。最后，不需要在兼氧塘进行完全处理，因为下游的滴滤池还会作进一步处理。
　　5.4.2 深度一级处理
　　深度一级处理就是用金属盐使污水中的胶状颗粒不稳定，以及用有机聚合物把不稳定的胶体积聚成大的可沉降的絮体，然后在常规一沉池内被去除（Daigger和Buttz，1998）。该工艺过程的结果是可去除原污水中大部分可沉的和胶状颗粒。完全溶解的有机物一般不能去除。至于生活污水，80～90%的进水TSS可以被去除，同时50～60%的进水BOD₅也能被去除。由于使用了金属盐（铝和铁），也可有效去除磷。
　　深度一级处理有可能增强去除BOD₅、TSS、和磷，但是不能去除氮或溶解BOD₅。因此，它不能产生有效保护水质的出水。深度一级处理可以是总的污水处理过程系列的一个组成部分，它包括有深度一级处理系统下游的生物脱氮过程。在这种情况下，采用深度一级处理可减小下游生物脱氮设施的容积。www.tmgc8.com
　　深度一级处理只有在一种情况下可作为主要污水处理过程—出水通过深海排放口进行排海处置之前。因为深度一级处理出水不宜排入淡水或回用，必须予以处置。此外，因出水未能脱氮，故不能排入沿海浅水域，否则会导致上述水域的富营养化。需要足够长的排放口把深度一级处理后的出水运往沿海水域以外，进入深海水域。
　　最近中国有几个项目已经考虑把深度一级处理作为污水处理的选择方案。从以上可清楚看出仅有深度一级处理将会限制其应用 – 只可用于深海排放。然而，这是总的处理过程系列的一个组成部分，它包括有下游的生物脱氮。如果一开始没有足够资金建设整个污水处理厂，则深度一级处理可用于在特定地点的阶段实施污水处理。在建设一期处理厂时一沉池可按深度一级模式建设和运行。以后，可以在一级处理系统的下游加上生物处理设施。以后建设生物处理设施时，根据经济情况决定是否继续或停止向一沉池投药。
　　5.4.3 生物去除营养物
　　生物去除营养物（BNR）是现代污水处理设施的一部分，当然也是中国要建设的污水处理设施的一部分。各种BNR过程都可以去除氮或磷，或氮磷都去除。悬浮生长和固定膜过程都是有效的（Grady，Daigger，和Lim，1998）。现有各种工艺方案，每一种都各有利弊。看来没有理由仅对一种悬浮生长BNR过程予以标准化。相反，先对选择方案进行评估，如第4.3节所说的那样，然后再选择最合适的过程。进展仍在继续，如开发了分段投料的生物除磷脱氮过程（Nolasco，et al。，1998）。图5-4是分段投料（step feed）除磷脱氮（称之为阶段生物磷过程step bio-P 的示意图。该过程的好处是减小了生物反应器的容积和混合液回流泵设施的尺寸和复杂性。另一个有意思的情况是在BNR过程中同时去除生物营养物（Littleton和Daigger，1999）。

　　无论是否设置上游一级处理，悬浮生长BNR过程都可以实施。这取决于经济情况和污泥处理过程。设置一级处理可让初沉污泥发孝以提高生物除磷过程的效果。如果不设一级处理，则需另选方法来发孝污水固体物以促进有效生物除磷。
　　定序间歇反应器（SBR）也可用于生物除磷脱氮。SBR对于小型污水处理设施是成本有效的，但是对于大型处理设施无成本效益可言。
　　固定膜生物脱氮过程业已开发而且是有效的。其主要优点是比悬浮生长BNR系统需要的面积少。但是，固定膜比悬浮生长过程昂贵。此外，用固定膜过程需要外源碳，如甲烷，才能有效生物脱氮。用固定膜过程进行生物除磷更难，因为难以实现生物除磷所需的厌氧/好氧交替进行。固定膜过程有明显优点的场合也可以应用。但是在中国看来情况并非如此。
　　5.4.4 消毒
　　如5.2节的讨论，通过提高污水处理控制病原体正日益受到人们的关注。按以下4级完成消毒：
　　· 一是通过污水处理本身。污水处理过程通过去除带有病原体的悬浮固体物，和让病原体死亡来达到病原体的消除。
　　· 二是通过消毒过程，包括氯气消毒和紫外线消毒。
　　· 三是通过控制出水中的颗粒物。去除颗粒物可导致直接去除病原体。它还可使包括氯气和紫外线消毒在内的消毒过程更为有效。
　　· 四是在处理后的出水掺入环境的地方。例如，利用设计恰当的扩散器把处理后的出水引入广大的受纳河流，使病原体在与人体接触前便自然死亡。
　　今后中国必然要扩展污水服务，他将完成第一和第四级的消毒。把正规的氯气和紫外线消毒过程纳入已建的污水处理厂，有助于扩展污水处理服务。
　　增加处理出水的回用与加强控制出水颗粒物有关。颗粒滤料的滤池是用于这方面的传统单元过程。膜技术正在兴起。但是，由于其成本较高，只能在特定情况下应用。
　　另一个方案是利用自然风貌如快滤池来控制增加的颗粒物。按这种方案，可将处理后出水用于砂质土壤使之能渗入地面。根据地下水的地点和流量，处理出水或可流入地下水，或由浅井回收。让出水通过以便去除颗粒物、病原体、和其他污染物。还可以用出水回灌地下水或直接回用。这一种系统提供了有效处理和病原体的控制，从而产生可以有效回用的水。
　　5.4.5 厌氧处理
　　可以把厌氧处理应用于城市污水（Van Haandel和Lettinga，1994）。如果把外来水排除出去，便可以减少污水量，增加污水浓度，和提高污水温度。所以厌氧处理是有成本效益的选择方案。其实，已经发现厌氧塘可用于城市污水处理，如5.4.1.3节中讨论PETRO过程那样，厌氧处理能减少能的需求量和城市污水处理系统的污泥产量。此外，厌氧处理还能去除有毒物，包括重金属、氯化有机物、和其他难生物降解的有机物。中国应跟上这方面的发展并开展中间规模和示范性研究。www.tmgc8.com
　　5.4.6 膜技术
　　利用膜进行给水和污水处理正在全世界兴起。人们的兴趣集中在把膜生物反应器用于污水处理系统，用微滤或超滤膜取代常规的二沉池。用膜过滤混合液代替重力沉淀作为保持和浓缩生物体的机理。因为用膜进行固-液分离可以获得较高浓度的混合液悬浮固体物（MLSS），故可用较小的生物反应器。由于高浓度MLSS，可以保留长的固体停留时间。况且，膜法为有效去除颗粒物质创造了条件，故可生产高水质的出水。膜生物反应器的出水可用于各种不同的回用方案。
　　尽管膜生物反应器有这么多优点，由于其价格昂贵（膜的成本高），无法与常规的悬浮生长生物过程的成本相竞争。然而，膜生物反应器在需要优质出水的场合是可以有成本效益的。膜的性能还在不断改进，成本也在不断下降，故在膜生物反应器有成本效益的地方，应用范围在扩大。这是中国应该认真采纳的技术。
　　5.5 固体物处理技术
　　污水污泥的处理和处置是污水处理设施的必要组成部分。本节将讨论几种特别适用于中国的技术。要论述的题目是：
　　· 固体物处置方案
　　· 好氧消化
　　· 先进的消化方案
　　· 碱处理
　　· 太阳能烘干
　　· 污泥浓缩和脱水
　　5.5.1 固体物处置方案
　　对污水处理厂固体物处理技术的讨论都必须先讨论污泥回用和处置方案。这是因为固体物处理的目的是固体物的最终回用和处置。现有各种不同的具体方案，可把它们归纳为农业回用，填埋，和通过焚烧排入大气。排海是过去的做法，由于对环境有害，已基本上被取消。
　　各种各样的污泥包括原污泥、脱水污泥、稳定污泥，和焚烧炉灰都可以填埋。笼统的说，填埋是对宝贵资源（污泥中的营养物和有机物）的浪费。填埋还会造成不利于环境的影响，如渗滤液、填埋气、以及土地的消耗，因为这些土地以后不能再另作他用。总之，不鼓励污水污泥进行填埋。焚烧是一种昂贵和机械密集的方案。虽然通过适当控制空气污染，其环境影响还算适度，但由于焚烧方案费钱及其复杂性，故不适用于中国的情况。因此，污水污泥回用尤其用于农业看来最适合于中国了。

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