廣東恒怡源環(huán)境治理有限公司是一家集工程咨詢、科研開發(fā)、工程設(shè)計、土建施工、設(shè)備制造、安裝調(diào)試于一體的省級環(huán)保骨干企業(yè)。

公司技術(shù)力量雄厚、專業(yè)齊全、裝備先進(jìn)、業(yè)務(wù)范圍廣泛、社會信譽良好，不僅擁有一支精通先進(jìn)工藝技術(shù)的專業(yè)設(shè)計隊伍，而且還培養(yǎng)和建立了一支技藝精湛的設(shè)備制造、工程實施隊伍。且與眾多知名企業(yè)、院校廣泛建立了長期的技術(shù)合作和業(yè)務(wù)配套關(guān)系，為環(huán)境污染防治工程技術(shù)和環(huán)保產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的日臻完善提供了可靠的支撐。在環(huán)境工程方面，近年來分別完成了各類機械、化工、紡織、食品、電力、輕工、制藥、醫(yī)院、市政、農(nóng)業(yè)等環(huán)境工程咨詢、設(shè)計；以及煙氣脫硫除塵一體化技術(shù)、工業(yè)鍋爐布袋除塵、水膜除塵、靜電除塵、有機廢氣凈化、工業(yè)廢水、生活污水、醫(yī)院污水、農(nóng)業(yè)污水等綜合治理技術(shù)、生活垃圾及固廢綜合處理等治理項目幾十項，業(yè)務(wù)遍布十多個省市。許多工程項目獲優(yōu)秀設(shè)計獎和科技進(jìn)步獎，被評為優(yōu)良工程。

1.5我公司處理養(yǎng)殖污水的理念提出

我國絕大部分養(yǎng)殖廢水由于行業(yè)盈利不高、規(guī)模小且分散、污水處理成本高、環(huán)保意識淡薄等這些都形成了目前多數(shù)應(yīng)付的局面，有的建立簡單的氧化塘、有的建立簡單的厭氧池等等，這些污水都不能滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

因此在我國開發(fā)具有高效、簡易、低耗、低運營成本的養(yǎng)殖污水處理技術(shù),具有很深遠(yuǎn)的意義。

預(yù)處理+高效厭氧+好氧微生物深化處理+人工濕地是最經(jīng)濟(jì)實惠的工藝。它是一個完整的生態(tài)系統(tǒng),它形成了內(nèi)部的良好循環(huán)并具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益,是正在不斷得到研究應(yīng)用和發(fā)展的污水處理實用新技術(shù)。具有投資低,出水水質(zhì)好、抗沖擊力強、增加綠地面積、改善和美化生態(tài)環(huán)境、操作簡單、維護(hù)和運行費用低廉等優(yōu)點。這項技術(shù)適合我國國情,尤其適合廣大農(nóng)村,中小城市的污水處理,具有極其廣闊地應(yīng)用前景。

依據(jù)國內(nèi)外相關(guān)案列結(jié)合我公司多年來處理不同水質(zhì)、不同行業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)驗，針對高濃度的養(yǎng)殖業(yè)廢水提出：預(yù)處理+高效厭氧（三沼利用）+高效好氧+人工的濕地+水產(chǎn)養(yǎng)殖。重點在于修復(fù)生態(tài)讓其自然處理污染物，以期達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)造福子孫后代。

當(dāng)然我們更期望本著對每個客戶業(yè)主負(fù)責(zé)的態(tài)度。在處理效果達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上優(yōu)化、精簡、合理搭配組合工藝，以期望降低建設(shè)成本和運營維護(hù)成本。

二、設(shè)計依據(jù)、原則和范圍

2.1、 設(shè)計依據(jù)

GB8978-96） 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》

GB18596-2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

GB50015《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》

GB3838-2002《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》  

GB12348《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

GB12801《生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生要求總則》

GB14554《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

GB18918《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

GB50003《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》

GB50011《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》

GB50013《室外給水設(shè)計規(guī)范》

GB50014《室外排水設(shè)計規(guī)范》

GB50015《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》

GB50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》

GB50019《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》

GB50040《動力機器基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》

GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

GB50053《10kV 及以下變電所設(shè)計規(guī)范》

GB50054《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

GB50069《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》

GB50070《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》

GB50140《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》

GB50204《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》

GB50231《機械設(shè)備安裝工程施工及驗收通用規(guī)范》

GB50268《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》

GB50335《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》

GBJ87《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲控制設(shè)計規(guī)范》

GBJ141《給水排水構(gòu)筑物施工及驗收規(guī)范》

GB/T13663《給水用聚乙烯（PE）管材》

CJJ17《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》

CJJ60《城市污水處理廠運行、維護(hù)及其安全技術(shù)規(guī)程》

業(yè)主提供的相關(guān)資料。

2.2、設(shè)計原則

用最節(jié)能、最低的運行成本、最簡單的工藝、最簡單的維護(hù)管理、不使用化學(xué)藥劑，不產(chǎn)生二次污染、以自然的生態(tài)還原修復(fù)法處理被污染的水源！

嚴(yán)格執(zhí)行國家和地方相關(guān)環(huán)保法律、法規(guī)的要求，對該項目污水進(jìn)行合理、有效的處理，保護(hù)周圍環(huán)境和受納水體；另一方面，在保證環(huán)境效益和社會效益的同時盡量節(jié)省投資、降低運行成本，這是促進(jìn)環(huán)境保護(hù)工作走向良性循環(huán)的必經(jīng)之路，因此，該套工藝方案的編制原則是：

1） 符合國家、地方的法律、法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)；

2） 不產(chǎn)生二次污染，杜絕影響環(huán)境的情況；

3） 根據(jù)工程特點，采用先進(jìn)實用的污水處理工藝，選擇合理的工藝方法；

4） 設(shè)備及器材采用名牌廠家產(chǎn)品，保證質(zhì)量可靠，操作管理方便，自動化程度高，便于維護(hù)。

2.3、設(shè)計范圍

本技術(shù)方案為30m³/d養(yǎng)豬污水處理工程，內(nèi)容包括工藝設(shè)計、配套設(shè)備選型、土建工程、機電安裝工程、調(diào)試、給排水及一些必要的輔助工程設(shè)施。

①污水處理廠范圍內(nèi)工藝、土建、機電安裝設(shè)計、管網(wǎng)等。

②處理后的污水排放管網(wǎng)應(yīng)由甲方完成。

③我公司負(fù)責(zé)廠內(nèi)全部管網(wǎng)，進(jìn)水口從甲方分散的養(yǎng)殖戶初步厭氧后的出水口接至污水處理廠的格柵池，過濾之后經(jīng)集水池通過提升泵泵入兼厭氧塘底部?？偝鏊诮映?～2m與外部管網(wǎng)對接。

④進(jìn)線電纜應(yīng)由甲方完成，接至污水處理廠操作管理房內(nèi)配電柜。

此設(shè)計僅為初步設(shè)計，待業(yè)主認(rèn)可該初步設(shè)計和高程要求后，我公司將再提供該設(shè)計方案的細(xì)步設(shè)計，依據(jù)經(jīng)驗有的水質(zhì)水量提供的不準(zhǔn)確相差很大，甚至達(dá)到了一倍的誤差。

比如位于廣東惠州市惠東縣梁化鎮(zhèn)的厚德養(yǎng)豬廠世界銀行貸款項目，設(shè)計初期業(yè)主提供的水量只有每天80噸，水質(zhì)COD小于1000，但在實際調(diào)制中發(fā)現(xiàn)水量達(dá)到150噸每天，水質(zhì)COD達(dá)到2000mg/L.因此調(diào)試中花費大量人力財力整改。

再比如位于廣東韶關(guān)市杉木灣的市畜牧研究所國家減排項目，設(shè)計初期業(yè)主提供的水量為每天70噸，實際項目建成調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)水量達(dá)到了150噸每天，大大影響了出水水質(zhì)。

以上兩個項目以至于設(shè)計參數(shù)依據(jù)不準(zhǔn)。因此在實際細(xì)部設(shè)計和調(diào)試中將做相應(yīng)的調(diào)整，以滿足排放要求。

細(xì)步設(shè)計包括各土建池體建筑、結(jié)構(gòu)圖紙、各土建池體的預(yù)留孔洞、管線預(yù)埋及鋪設(shè)圖紙、各設(shè)備基礎(chǔ)及安裝圖紙、電氣控制圖紙等。

三、設(shè)計參數(shù)的確定

3.1、設(shè)計處理水量

根據(jù)業(yè)主提供資料，該項目養(yǎng)殖廢水水量為30m³/d，

本方案設(shè)計日處理水量最大確定為：30m³/d）。處理系統(tǒng)按每天24h連續(xù)運行設(shè)計，則每小時1.25 m³/H。

3.2、設(shè)計處理污水水質(zhì)

根據(jù)業(yè)主提供的數(shù)據(jù)并參考同類型企業(yè)，確定水質(zhì)如下：

預(yù)計進(jìn)水水質(zhì)

單位：mg/L

處理后的出水要求

單位：mg/L

四、工藝分析及選擇

在當(dāng)今世界，污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展和工程應(yīng)用已經(jīng)成為維系社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必要組成部分?；谖锢恚ㄟ^濾、沉淀）、化學(xué)（藥劑中和、電化）和生物學(xué)原理的各種污水處理新工藝不斷出現(xiàn)，其中生物處理的應(yīng)用仍最經(jīng)濟(jì)、最廣泛。

生物處理一般分為：厭氧處理法、兼氧處理法、好氧處理法及組合工藝處理法。

養(yǎng)殖業(yè)廢水存在三高問題，有機物濃度高、懸浮物高、氮磷高，簡單的厭氧或者好氧均不能達(dá)標(biāo)排放。目前國內(nèi)對于畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水的處理方法主要是厭氧法和好氧法幾個方法的組合工藝。

我公司提出養(yǎng)殖業(yè)廢水綜合高效的無害化處理思路：物化處理---高效厭氧---高效好氧--生態(tài)處理相結(jié)合，把廢水處理成中水回用；因此幾乎沒有污染物排放。

4.1、 厭氧生物處理

厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水（COD_cr>2000mg/L,BOD₅>1000mg/L）。它是在無氧條件下，靠厭氧細(xì)菌的作用分解有機物。在這一過程中，參與生物降解的有機基質(zhì)有50％～90％轉(zhuǎn)化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。厭氧生物處理包括多種方法，有化糞池、厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、兩段厭氧處理法、厭氧膨脹床、厭氧流化床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤和擋流板厭氧法等。

下表為幾種厭氧處理方法的特點及優(yōu)缺點見表4-1：

表4-1各類厭氧處理法的特點及優(yōu)缺點

一般來說厭氧的設(shè)計控制原則是：

A保持較長的滯留期；B:有較好的溫度（10-55度）；C:封閉保溫和杜絕復(fù)氧；D:避免引起短流。

4.1.1、升流式厭氧污泥床(UASB)生物技術(shù)

升流式厭氧污泥床(UASB)是在升流式厭氧濾池的基礎(chǔ)上改良而來的， 它取消了濾池內(nèi)的全部填料，并在池子的上部設(shè)置了氣、 液、 固三相分離器， 這就構(gòu)成了一種結(jié)構(gòu)簡單、 處理效能高的新型反應(yīng)器—升流式厭氧污泥床反應(yīng)器

污水從反應(yīng)器底部向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的的污泥床， 在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生沼氣， 沼氣的產(chǎn)生引起內(nèi)部循環(huán)對于顆粒污泥的形成和維持是有利的，因此， 有利于有機物的降解。

升流式厭氧污泥床具有污泥濃度高， 平均污泥濃度為(20 ～40)gVSS/L， 水力停留時間長， 容積負(fù)荷一般為(6 ～11)kgCOD/(m 3 ·d)左右。無混合攪拌設(shè)備， 靠水流和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運動， 使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)， 對下部的污泥層也有一定程度的攪動。

UASB 內(nèi)設(shè)三相分離器， 通常不設(shè)沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)， 而且污泥床不填載體， 節(jié)省造價并可避免填料堵塞的問題， 正因如此， UASB反應(yīng)器已成為第二代厭氧反應(yīng)器中發(fā)展最為迅速、 應(yīng)用最為廣泛的裝置。 厭氧生物處理法不僅適用于高濃度有機廢水， 進(jìn)水 BOD 最高濃度可數(shù)以萬計， 也適用于低濃度有機廢水， 如城市污水等． 有人實驗證明采用 UASB/SBR/氧化塘工藝處理養(yǎng)豬廢水， 經(jīng) UASB 處理后 COD 去除率為 82%， BOD 去除率為 79%， NH 3 － N 去除率為31%。

UASB 反應(yīng)器對有機物有較理想的去除率， 但對氨氮和磷的去除效果不理想．此外進(jìn)水中懸浮物不宜過高， 一般控制在 100mg/L 以下， 防止懸浮物對處理效果的影響．

4.1.2、厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)生物技術(shù)

ABR 工藝作為第三代新型厭氧反應(yīng)器， 是一種高效反應(yīng)器，相對于 UASB， AF 厭氧處理工藝具有結(jié)構(gòu)簡單、 投資少、抗沖擊負(fù)荷強等諸多優(yōu)點。

ABR 反應(yīng)器如圖 所示．

由于在反應(yīng)器中安裝了一系列垂直的折流板， 將反應(yīng)器分隔成幾個串聯(lián)的反應(yīng)室， 每個反應(yīng)室都可以看成是相對獨立的上流式厭氧污泥床(UASB)， 每個反應(yīng)室中的水流都可以看成是完全混合的， 處理過程中反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的氣體使反應(yīng)器內(nèi)的微生物固體在折流板形成的各個隔室內(nèi)做上下運動，而整個反應(yīng)器內(nèi)的水流則以較慢的速度做水平流動。 因此， ABR 反應(yīng)器的水力流態(tài)在整體上又可以看成是推流式。

ABR 反應(yīng)器中， 相互串聯(lián)的隔室有利于微生物種群在沿反應(yīng)器長度上的不同隔室中順次實現(xiàn)產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分離，從而在單個反應(yīng)器中實現(xiàn)兩相或多相分離． 這樣可以使不同類型的微生物在最適宜的條件下生長， 實現(xiàn)較高的有機物降解能力。

采用 ABR 工藝處理高濃度畜禽養(yǎng)殖廢水， 當(dāng)進(jìn)水 COD 濃度達(dá)到(9000 ～10000)mg/L 時， COD 的容積負(fù)荷最高為 6kgCOD(m 3 ·d)， 水力停留時間 48 h 左右，去除率在 75% ～85%， 出水 COD 濃度在(1500 ～2000)mg/L，產(chǎn)氣率在 0.4 m ³ /(kgCOD)． 但是，ABR 工藝對 NH₃-N幾乎沒有去除效果。

綜合上所述并結(jié)合本設(shè)計污水的特點，考慮采用較為成熟的升流式厭氧污泥床(UASB)或者厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)生物技術(shù)作為厭氧段的反應(yīng)器,同時對反應(yīng)器中的污水進(jìn)行認(rèn)為的加熱，促使厭氧階段高效--反應(yīng)時間縮短和反應(yīng)更徹底。

4.2、 好氧生物處理

在污水好氧生物處理工藝的發(fā)展和應(yīng)用中，活性污泥法和生物膜法一直占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著新型濾料的開發(fā)和配套技術(shù)的不斷完善，與活性污泥法平行發(fā)展起來的生物膜工藝技術(shù)得以快速發(fā)展，即獨立又幾乎已經(jīng)結(jié)合到污水處理的各種其它工藝中，這是由于生物膜法具有諸多優(yōu)點：

處理效率高、耐沖擊負(fù)荷性能好、體積小、占地面積少、運營管理穩(wěn)定、低成本、低能耗、投資省、運營成本低、不存在活性污泥法的污泥膨脹問題、可以維持較高的污泥齡、生物相相對豐富穩(wěn)定、具有較高的微生物量、水力停留時間較短、對毒性物質(zhì)和沖擊負(fù)荷具有較強的抵抗性、具有一定的消化和反消化功能、可以實現(xiàn)封閉式運轉(zhuǎn)、解決臭味問題等。

生物膜及活性污泥出現(xiàn)的微生物比較

4.2.1、活性污泥的厭氧、缺氧、好氧（ A²/O）處理法

   一段AAO                                       三段AAO法

A²/O工藝亦稱A-A-O工藝。按實質(zhì)意義來說，本工藝應(yīng)為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。A²/O工藝是流程最簡單，應(yīng)用最廣泛的脫氮除磷工藝。

該工藝各反應(yīng)器單元功能及工藝特征如下：

1）厭氧反應(yīng)器：原污水及從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進(jìn)入該反應(yīng)器，其主要功能是釋放磷，同時對部分有機物進(jìn)行氨化；

2）缺氧反應(yīng)器：污水經(jīng)厭氧反應(yīng)器進(jìn)入該反應(yīng)器，其首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為2Q（Q——原污水量）；

3）好氧反應(yīng)器——曝氣池：混合液由缺氧反應(yīng)器進(jìn)入該反應(yīng)器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的，這三項反應(yīng)都是重要的，混合液中含有NO₃-N，污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD(或COD)則得到去除，流量為2Q的混合液從這里回流到缺氧反應(yīng)器；

4）沉淀池：其功能是泥水分離，污泥的一部分回流厭氧反應(yīng)器，上清液作為處理水排放。

該工藝處理效率一般能達(dá)到：BOD₅和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A²/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法，運行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時，才采用該工藝

但該工藝處理水只能達(dá)到國標(biāo)B，對于氮磷的再次去除沒有突破性進(jìn)展。同時需要在厭氧和缺氧段進(jìn)行攪拌，和回流沉淀池的污泥，管理復(fù)雜、污泥產(chǎn)生量大造成二次污染。

4.2.2、微生物接觸氧化法

圖2  生物膜的構(gòu)造           圖3  生物接觸氧化示意圖

A:定義

微生物細(xì)胞幾乎能在水環(huán)境中任何適宜的載體表面牢固的附著，并在其上生長和繁殖，由細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外延伸的胞外多聚物使微生物細(xì)胞形成纖維狀的纏結(jié)結(jié)構(gòu)，便被稱之生物膜。

B:好氧生物膜法的原理（生物接觸氧化法）

   污水長期與填料接觸，就會在其表面形成生物膜，并逐漸成熟。固定生物膜法中，微生物附著在載體表面生長而形成膜狀，當(dāng)污水流經(jīng)載體表面和生物膜接觸的過程中，污水中的有機污染物被微生物吸附、穩(wěn)定、最終轉(zhuǎn)化為H₂O、CO₂、NH₃和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化。

C：優(yōu)越性

如今國內(nèi)大部分使用活性污泥法，凈水后均產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥含有高比列的有機物，極難處置，形成二次污染的污染源。污泥的產(chǎn)生是傳統(tǒng)污水處理技術(shù)難以突破的瓶頸。由于人工曝氣量大，微生物膜在完成使命死亡后自身發(fā)生氧化，因此本技術(shù)的最大特點是凈化污水時幾乎不產(chǎn)生有機污泥，這正是傳統(tǒng)凈化技術(shù)的致命軟肋。

D.好氧、厭氧、兼氧生物膜一體化技術(shù)

為了保持生物膜好氧菌的活性，向生物膜提供氧氣創(chuàng)造好氧條件，本技術(shù)采用曝氣強制通風(fēng)供氧。好氧層的厚度和污水的流量和濃度相關(guān)聯(lián)

微生物的生長繁殖使生物膜厚度增大，營養(yǎng)物和氧的傳遞阻力加大，使生物膜深處的營養(yǎng)物和氧供應(yīng)不足，促使微生物內(nèi)源代謝產(chǎn)生厭氧層。中間部分形成兼氧層。

好氧、厭氧、兼氧一體化，在親水的表層形成的好氧層吸收、氧化、分解水中的有機物。好氧、厭氧和兼氧同時形成了硝化和反硝化。因此具有脫氮的功能。

E:不足之處

對于高濃度、高氨氮的廢水由于異養(yǎng)菌的優(yōu)先繁殖處理TOC，在氨氮過高的情況下對微生物有抑制作用，而且常常高濃度的廢水經(jīng)過厭氧后C/N比例失調(diào)。

因此對于高濃度的污水TOC能夠很好的去除，但對于高氨氮雖然能去除30%但依然不能達(dá)標(biāo)排放，養(yǎng)豬業(yè)廢水除TOC高外氨氮也非常高，基本大于500mg/L，厭氧處理過程中， 由于有機污染物的降解與氨氮的降解不同步， 厭氧出水的可生化性(BOD ₅ /COD)以及 BOD₅/TN 值下降，幾乎不能去除。好氧在氨氮過高的情況下對微生物有抑制作用，且異養(yǎng)菌優(yōu)先繁殖并優(yōu)先處理BOD₅。致使好氧處理過程對 COD 和氨氮的去除效果差，出水濃度較高。那么如何解決脫氮的問題，使C/N比例控制在可生化的條件？

4.3、 微生物脫氮除TOC

我們知道氨氮的生物去除需要兩個階段：

1）:硝化過程：

亞硝化菌和硝化菌在有氧的條件下將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮的過程。

2）:反消化過程

污水中的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在無氧或低氧條件下，被反硝化菌（異樣菌、自養(yǎng)菌）還原轉(zhuǎn)化為氮氣釋放。

4.3.1傳統(tǒng)的生物脫氮

目前最常用的污水脫氮技術(shù)為傳統(tǒng)生物脫氮，即通過硝化-反硝化過程使氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣。硝化和反硝化是兩個相互對立的過程，硝化反應(yīng)借助硝化細(xì)菌的作用，要在有氧環(huán)境下進(jìn)行;反硝化反應(yīng)則需借助于反硝化菌的作用，只有在無氧條件下，該反應(yīng)才能順利進(jìn)行;而且該工藝還需要大量的有機碳源作為電子供體，如果C/N<2.5，沒有外加有機碳源，反硝化就無法有效的進(jìn)行，而如果C/N<4，反硝化容器體積要提高1.5~1.7倍;因此在處理養(yǎng)殖廢水這類超低C/N比高濃度含氮廢水時必須尋找高效的脫氮技術(shù)。

20世紀(jì)90年代末，生物脫氮技術(shù)的新發(fā)展突破了傳統(tǒng)理論的認(rèn)識。1994年有人發(fā)現(xiàn)某些細(xì)菌在硝化反硝化反應(yīng)中能利用硝酸鹽作電子受體將氨氮氧化成氮氣和氣態(tài)氮化物;1995年，科技人員用流化床反應(yīng)器研究生物反硝化時，發(fā)現(xiàn)了氨氮的厭氧生物氧化現(xiàn)象。

建立在短程硝化反硝化基礎(chǔ)上的亞硝酸型硝化和厭氧氨氧化工藝(ANAMMOX，Anaerobic Ammonium Oxidation)的聯(lián)合，彌補了傳統(tǒng)工藝的缺陷，被認(rèn)為是一個突破性的創(chuàng)新。該工藝對養(yǎng)殖廢水這類低C/N比高濃度含氮廢水具有高效脫氮作用，最為突出的優(yōu)點是不需要外加有機碳源，并且相對于傳統(tǒng)硝化-反硝化工藝節(jié)省了25%需氧量，從而降低了投資和運行費用，具有重要的理論和實踐意義。

4.3.2  短程硝化反硝化

傳統(tǒng)生物脫氮理論認(rèn)為氨氮是借助兩類不同的細(xì)菌(硝化菌和反硝化菌)將水中的氨轉(zhuǎn)化為氮氣而去除，即NH₄⁺需要經(jīng)歷典型的硝化和反硝化過程。硝化反應(yīng)中，首先亞硝酸細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽（NO₂^-），之后硝酸細(xì)菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽（NO₃^-）。

硝化反應(yīng)過程需在好氧條件下進(jìn)行，并以氧作為電子受體。反硝化過程為將硝酸鹽或亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為N₂的過程。反硝化細(xì)菌利用各種有機基質(zhì)作為電子供體，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體，進(jìn)行缺氧呼吸。

所謂短程硝化反硝化就是將硝化過程控制在NO₂^-階段，阻止NO₂^-進(jìn)一步氧化為NO₃^-，直接以NO₂^-作為電子最終受氫體進(jìn)行反硝化。硝化和反消化的關(guān)鍵是如何將硝化反應(yīng)控制在亞硝化階段。

4.3.3厭氧氨氧化

厭氧氨氧化菌很容易因水中的有機物和溶解氧而受到抑制，固其對進(jìn)水的要求很高，因此，對于低 C／ N 豬場廢水，將短程硝化反硝化作為厭氧氨氧化的前置工藝，前者可為后者創(chuàng)造去除部分 COD 、降低總氮負(fù)荷等進(jìn)水條件，而后者可在無需外加碳源的條件下進(jìn)一步脫氮。

4.4、處理TOC和脫氮的工藝流程：

水解酸化-微生物接觸氧化1（硝化）—ABR厭氧（反硝化）--微生物接觸氧化2

4.4.1水解酸化

將經(jīng)過高效厭氧后的廢水進(jìn)行水解酸化，去除大的懸浮物和降低部分氨氮和TOC，水解酸化池中置放填料。

4.4.2微生物接觸氧化1（短程硝化）：

利用置放于池體中的生物巢配合合理的人工供氧，達(dá)到短程硝化的目的。此工藝主要是降解部分TOC和將氨氮控制在亞硝化階段。發(fā)生了亞硝酸鹽氮的積累，實現(xiàn)短程硝化，為建立短程硝化反硝化提供了條件。其中，DO、 pH 和 FA 濃度是影響亞硝酸鹽氮積累的重要因素。

4.4.3 ABR厭氧（反硝化和厭氧氨氧化）

ABR（折板上流式厭氧污泥床）其水流也稱推流式。適合于中高濃度的廢水，由若干個池體串聯(lián)組成。其每個反應(yīng)池都可作為UASB的單獨。在ABR池體中置放填料，有利于厭氧微生物和厭氧氨氧化菌的生長。同時為厭氧創(chuàng)造部分隔離氧的作用。在此反應(yīng)中，完成厭氧氨氧化。微生物直接以NH₄⁺為電子供體，以微生物接觸氧化1出來的水中的亞硝酸（NO₂^-）和硝酸（NO₃^-）為受體。轉(zhuǎn)變成N2釋放出來。達(dá)到脫氮的功效。同時ABR也降解部分TOC

4.4.4微生物接觸氧化2

通過上道工序的脫氮，此時C/N將接近于好氧菌的繁殖與處理能力。在此使用微生物接觸氧化降解大量的TOC和部分氨氮達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

4.5 工藝流程確定

通過以上分析本方案擬采用如下工藝流程：

工藝流程框圖

五、工藝流程說明

5.1柵格：

污水經(jīng)過管網(wǎng)統(tǒng)一接至格柵池去除大的固體物質(zhì)，同時厭氧前進(jìn)行預(yù)處理水解酸化、沉淀懸浮物和打破大的分子鏈、中和均勻水質(zhì)。

5.2、UASB高效厭氧

為了提高UASB反應(yīng)效率，由火化爐對循環(huán)水進(jìn)行加溫，然后通過換熱板對UASB內(nèi)部的污水進(jìn)行加溫。在出水底部設(shè)立生物巢（相當(dāng)于三相分離器）防止污泥損失。

沼氣收集后用于發(fā)電：計算沼氣產(chǎn)量  ：30*10*0.4=32M³

5.3、沼渣過濾池

對厭氧出水進(jìn)行自然沉淀，去除水中的懸浮物。

5.4、組合好氧和厭氧（短程硝化和反硝化）

在去除污水中TOC的同時達(dá)到脫磷除氮的效果。

5.5、人工濕地

沉淀池的出水設(shè)立水中植物塘或者濕地流化床，繼續(xù)去除TOC、氨氮、磷、金屬等。