奧貝爾氧化溝微生物循環(huán)工藝研究

【摘 要】近年來，我國社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得各行各業(yè)都呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢態(tài)，在發(fā)展過程中，更為嚴重的環(huán)境污染問題引起了人們的高度關(guān)注。本文主要探討的是關(guān)于水體污染加劇和水體富營養(yǎng)化問題。國家對于污水廠氮和磷的排放量是有著極為嚴格的要求和標(biāo)準(zhǔn)的，但存在于污水中的氮和磷的存在形式有多種，相對來說并不容易輕易除去，在這種情況下，具有良好的脫氮性能的奧貝爾氧化溝就在傳統(tǒng)的氧化溝基礎(chǔ)上應(yīng)運而生。正是在這樣一種前提條件下，首先對奧貝爾氧化溝進行一定程度的概述，在此基礎(chǔ)上再針對于奧貝爾氧化溝工藝中微生物的循環(huán)問題進行了研究和探討。

【關(guān)鍵詞】奧貝爾氧化溝；硝化；反硝化；微生物循環(huán)；剩余污泥；泥水分離

一、奧貝爾氧化溝概述

奧貝爾氧化溝是由南非Huisman構(gòu)想、南非國家水研究所研究和發(fā)展的。進行了長期的研究和幾個較小的水處理廠投入使用以后就轉(zhuǎn)讓給了美國的一家公司，該公司對其進行了一定程度的改進之后投放市場，一方面是使得這樣一項工藝在經(jīng)濟上有了更大的競爭力，與此同時在應(yīng)用的過程中也得到了進一步的發(fā)展，逐漸形成了現(xiàn)在這套在兩百多套設(shè)備中正常運轉(zhuǎn)的工藝，也效果良好而顯著。

二、奧貝爾氧化溝微生物循環(huán)

2.1 前置厭氧池微生物循環(huán)

污水在進入沉砂池后，在一定的工藝技術(shù)下，就會去除大顆粒無機物，然后就能夠流至配水井中與活性污泥進行充分的混合，在混合均勻后進行到厭氧池內(nèi)進行下一步的反應(yīng)。在厭氧池中發(fā)生的最為重要的反應(yīng)就是厭氧菌自身活性的恢復(fù)，并在這一活性的恢復(fù)過程中分泌大量的水解酶。污水中大量水解酶的存在就會使得大量的大顆粒有機物被氧化降解成為可溶性較強的簡單物質(zhì)和葡萄糖，在這過程中，一是在降解過程中主要發(fā)生蛋白質(zhì)分子和碳水化合物反應(yīng)；二是微生物自身會利用降解過程中產(chǎn)生的能量和葡萄糖來完成其自身的生長和繁殖。消耗不盡的葡萄糖通常還可以再在微生物分解的水解酶作用下轉(zhuǎn)化成為其他的有機物質(zhì)或者是無機物質(zhì)，如有機酸和有機醇以及氮氣等。經(jīng)過這樣一系列的處理之后，污水中的可生化比就會大大提高，再加之外溝的溶解氧濃度較低，在溶解氧濃度近乎于零時聚磷微生物就會利用水中的鍛煉脂肪來合成PHB，在這一合成過程的進行中，其能量來源是聚磷菌體內(nèi)的聚合磷酸鹽的釋放。

2.2 氧化溝內(nèi)微生物循環(huán)

在氧化溝微生物循環(huán)中，厭氧池里的出水是直接進入到奧貝爾氧化溝外溝的，而外溝實際上就是一個曝氣缺氧反應(yīng)池。在曝氣缺氧反應(yīng)池內(nèi)水流速度較慢，污水與活性污泥在曝氣轉(zhuǎn)碟的作用下不斷的進行著有氧和無氧交換，實際上這也就是說，氧化溝中主要生物的反應(yīng)過程和八成的脫氮過程都是在外溝完成的。有氧區(qū)和無氧區(qū)間發(fā)生的現(xiàn)象和境況都是完全不同的，在有氧區(qū)的硝化細菌所發(fā)生的反應(yīng)如下所示：

2NH3+3O2→2HNO2+2H2O+619.6KJ

2NH3+O2→2HNO2+201KJ

無氧區(qū)的硝化細菌所發(fā)生的反應(yīng)同樣如下圖所示：

2HNO3+O2→2HNO2→[HNO2]→N2

一般來說，氧化溝內(nèi)的污泥負荷都是控制在一定的范圍之內(nèi)的，與此同時，污水廠在進行實時的運行和控制時，就應(yīng)該充分的結(jié)合污水廠來水的實際水量和水質(zhì)來進行分析，并根據(jù)實際出現(xiàn)的問題進行適當(dāng)?shù)男拚驼{(diào)整。

在奧貝爾氧化溝微生物循環(huán)中，中溝的角色是過度溝，具體來說，也就是在外溝和內(nèi)溝之間的一個補充或者是保證，當(dāng)溶解氧的濃度達到一定的標(biāo)準(zhǔn)后，就可以實現(xiàn)有機物在這一步得到進一步降解的目的，以此來作為外溝和內(nèi)溝的外源補充。

此后泥水混合物就會經(jīng)過中溝流至內(nèi)溝，此時此刻大部分的有機物已經(jīng)被降解掉了，需氧量會在此時急劇下降，使得水中的含氧量很快就回升至正常水平。聚磷微生物在有氧狀態(tài)下嗜磷，也就相當(dāng)于聚磷微生物在此時有著極為豐富的食物，因此聚磷微生物會在此時大量繁殖，其繁殖的過程中磷的含量又開始逐漸降低。在這一過程中需要強調(diào)的是，污水在進入沉淀池時混合液中要求有足夠的溶解性氧，以此來保證整個氧化溝的處理都處在一個正常的狀態(tài)之下。

2.3 泥水分離、污水回流和剩余污泥排除

當(dāng)混合液進入到沉淀池以后，活性污泥就會由于其自身的比重遠大于水從而使得混合液中的活性污泥都逐漸的沉到池底，而這種時候沉至池底的活性污泥一般都不會發(fā)生反硝化反應(yīng)產(chǎn)生氮氣，這主要是因為此時氧化溝內(nèi)溝排除的混合液中本身就具有足夠的溶解氧氣。需要注意的說，一旦在極少數(shù)情況下發(fā)生了活性污泥在沉淀池低發(fā)生反硝化作用生成氮氣的話，就會使得活性污泥自身吸附一定量的氮氣從而又上浮形成懸濁液，從而影響良好的沉淀效果。沉淀下來的活性污泥會經(jīng)過刮泥機的處理，處理以后就可以通過排泥管道排入到污泥回流或者是脫水泵房中去。沉淀的上清液，實際上也就是污水廠的最終出水，就會經(jīng)過水堰排到指定的排污口去。如果這一最終出水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)達到了相應(yīng)的處理標(biāo)準(zhǔn)時，則可以進行污水處理的資源再利用。

厭氧池以及整個的生物處理系統(tǒng)都要求保持一個恒定的微生物濃度，這就需要通過對沉淀池排除的活性污泥通過回流及剩余污泥泵房內(nèi)污泥提升時對活性污泥回流量的控制來實現(xiàn)來實現(xiàn)。而且，在剩余污泥排除時就會相應(yīng)的帶走一部分有機物和聚磷微生物，聚磷微生物對于磷的吸附作用，實際上就是磷的去除原理中最基本的一點。

剩余污泥在經(jīng)過脫水處理后，其含水量就會極大的降低，污泥體積相應(yīng)的減小，方便后續(xù)的污泥運輸工作。剩余污泥是可以進行回收利用的，具體來說就是通過特點的運輸車輛運至填埋場填埋但其最優(yōu)的處理方式還是在經(jīng)檢測合格后送至農(nóng)田作為有機肥料使用，當(dāng)然，并不是所有的剩余污泥都能夠滿足這一條件的，還需要就其檢測結(jié)果綜合考察決定。

三、對于奧貝爾氧化溝微生物循環(huán)工藝研究結(jié)論

3.1 奧貝爾氧化溝微生物循環(huán)工藝的優(yōu)勢

在外溝同時進行的硝化作用和反硝化作用能夠有效的提高進水碳源的利用率，對于低碳源的城市污水處理就有著很好的適應(yīng)性，克服了一般脫氮工藝中需要額外添加碳源的弊端，同時也不需要過多加入水力內(nèi)回流，能夠有效的降低系統(tǒng)的運行費用。

3.2 奧貝爾氧化溝微生物循環(huán)工藝的不足

奧貝爾氧化溝微生物循環(huán)工藝的不足主要是體現(xiàn)在其占地和動力上，具體來說，其同心圓型溝道造成中心島的無效占地，其次就是這樣一套處理工藝的投入使用需要專門建造的二沉池，這從工程造價的角度來說就是不合理的；最后就是其二沉池的污泥回流需要能量的投入，同樣不利于進一步的節(jié)能。

四、結(jié)語

本文對奧貝爾氧化溝微生物循環(huán)工藝進行簡要介紹的技術(shù)上，對其操作步驟和原理進行了簡潔明了的說明，并給出了應(yīng)用污水處理方法的感想和結(jié)論?？偟膩碚f，這只是一個初步的探究，如果將其應(yīng)用到實際的污水廠運營當(dāng)中去，還需要進一步的研究、探索和調(diào)整，只有這樣才能夠真正的調(diào)節(jié)出污水處理的最佳效果。

參考文獻

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