一体化村镇生活污水处理设备

一体化村镇生活污水处理设备

一体化村镇生活污水处理设备

 碳源与湿地脱氮
根据反硝化原理，反硝化过程是NO3-在反硝化细菌的作用下被还原为N2或N2O从污水中溢出，其中反硝化菌可以利用碳源作为电子供体来脱氮，因此碳源对湿地反硝化脱氮效果的影响很大。
人工湿地中的碳源主要包括进入湿地的污水中所含的碳源、内源碳和外加碳源。湿地中的内碳源主要包括微生物分解或植物根系分泌产生的有机物质、植物枯落物分解产生的有机物质和基质中沉积的有机物质。外加碳源包括糖类物质(葡萄糖、蔗糖、果糖等)和液体碳源(甲醇、乙醇、乙酸等)为主的易生物降解的传统碳源、天然植物材料(植物秸秆、农业废弃物、植物枯叶等)和天然有机物(报纸、棉花、稻壳等)为主的新型碳源。
以糖类物质和液体碳源为外加碳源时，费用较高，同时也增加了处理工艺的运行成本，且甲醇、乙酸等有机碳源具有一定毒性，也进一步阻碍其开发使用。为了进一步降低水体脱氮的成本，一些来源充足、取材方便且成本低廉的天然植物材料和天然有机物等新型碳源正日益受到广泛关注。已有研究表明，以天然植物材料为代表的新型碳源因本身富含纤维素类物质，通过合理利用可以有效解决人工湿地处理低碳氮比污水时脱氮效率低的难题。

溶解氧和碳源在脱氮中的耦合关系分析
在湿地硝化-反硝化脱氮的过程中，硝化反应只是将NH4++-N转化成NO3--N，并没有从根本上使氮从水体中脱除。而反硝化作用则是将NO3--N转换成N2或N2O，最终使水体中的氮转化成气态氮逸出系统。因此，反硝化反应往往被认为是控制湿地脱氮的限制性因素。有机碳源是反硝化作用主要的电子供体，碳源的不足是制约反硝化的关键因素。补充碳源提高了水体中的碳氮比，为微生物反硝化作用提供了充足的电子供体，因此提高进水碳氮比被认为是提高湿地反硝化脱氮效果的有效途径。但是随着碳氮比的增加，造成在硝化阶段碳源与NH4++-N竞争消耗溶解氧，导致NH4++-N因缺乏足够的溶解氧而无法有效地去除和转化。陈庆昌等研究也发现，碳氮比越大，人工湿地系统对NH4++-N的去除效果越差，碳氮比的提高抑制了湿地硝化作用的进行，从而抑制了NH4++-N的有效转化，NH4++-N去除率随碳氮比提高而降低。因此，合理调整湿地进水中的碳氮比被认为是提高湿地脱氮效率的关键所在。

矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层：上层为再循环污泥的浓缩，下层是产生大量浓缩污泥的地方。逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集槽进行水力分布，斜管将提高水流均匀分配。清水由一个集水槽系统收回。絮凝物堆积在澄清池下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。

该沉淀池有以下几方面的优点：
1.将混合区、絮凝区与沉淀池分离，采用矩形结构，简化池型;
2.沉淀分离区下部设污泥浓缩区，占地少;
3.在浓缩区和混合部分之间设污泥外部循环，部分浓缩污泥由泵回流到机械混合池，与原水、混凝剂充分混合，通过机械絮凝形成高浓度混合絮凝体，然后进入沉淀区分离。

4、新型中置式高密度沉淀池
新型中置式高密度沉淀池是上海市政工程研究总院设计的新池型，该工艺过程集中了斜管沉淀池、机械搅拌澄清池和高密度沉淀池的优点，将混合、絮凝、沉淀、污泥浓缩综合于一体。中置式高密度沉淀池设有5个过程区：混合区、絮凝反应区、分离沉淀区、浓缩排泥区和分离出水区。

溶解氧和碳源的作用及其主要来源
溶解氧与湿地脱氮
污水中的氮主要以有机氮和无机氮两种形态存在。污水进入人工湿地后，有机氮被氨化成无机氮，通过硝化及反硝化作用进一步被去除。硝化作用受床体中溶解氧(DO)含量的影响很大，当湿地中DO含量足已支持好氧硝化细菌的生长时，硝化反应才得以顺利进行。许多文献中提到DO质量浓度超过1.5 mg/L才是硝化反应发生的先决条件;当DO浓度过低时，不仅降低硝化反应速率和总脱氮率，而且出现亚硝酸盐的积累，但是人工湿地系统中的氧不仅仅被消耗于氮磷等营养物质的降解，还被消耗于有机物质的降解，本就有限的DO含量在湿地系统脱氮过程中就变得更为有限。因此，湿地氧环境关系到湿地的正常运转及其净化效果。提高湿地硝化脱氮的效果，关键在于改善湿地内部的供氧环境，增加DO含量。

人工湿地中的DO主要来源于植物输氧作用、大气复氧和水体更新复氧。大气复氧是湿地供氧的主要来源，对湿地系统的有效除污及正常运转具有重要意义。温度对人工湿地中大气复氧量有重要影响。标准气压下饱和DO浓度公式为：

Os=14.54-0.39T+0.01T2
式中：Os——饱和DO质量浓度，mg/L;
T——温度，℃。
水体更新复氧的特点是人工湿地系统内水体的每次更新，都会带入所有进水中的溶解氧。植物输氧的特点是人工湿地中植物能将光合作用产生的氧通过气道输送至根区，并在根区附近形成好氧、厌氧和缺氧的根区微环境，为根区的好氧、兼性和厌氧微生物发挥功效提供了适宜的生存环境。其中，植物输氧和大气复氧是人工湿地自然供氧的主要途径。