污水处理工艺中,厌氧、缺氧和好氧三种环境条件分别对应不同的微生物活动和污染物去除机制。污水处理工艺中厌氧、缺氧、好痒的区别和作用,了解这三者的区别和作用有助于优化污水处理系统的设计和运行。
1. 厌氧(Anaerobic)
环境特点:
氧气缺乏:没有分子氧(O₂)存在,亦没有硝酸盐(NO₃⁻)或亚硝酸盐(NO₂⁻)作为电子受体。
微生物种类:主要为厌氧菌,如产甲烷菌、硫酸盐还原菌等。
主要作用:
有机物降解:厌氧微生物通过发酵和厌氧呼吸将复杂有机物降解为简单有机酸、氢气(H₂)和二氧化碳(CO₂)。
甲烷产生:在更深的厌氧阶段,产甲烷菌将有机酸、H₂和CO₂转化为甲烷(CH₄)和CO₂,完成厌氧消化过程。
应用:
厌氧消化池:用于高浓度有机废水处理和污泥稳定化。
厌氧反应器:如UASB(上流式厌氧污泥床)、EGSB(膨胀颗粒污泥床),用于高负荷有机废水处理。
2. 缺氧(Anoxic)
环境特点:
氧气缺乏:没有分子氧(O₂)存在,但有硝酸盐(NO₃⁻)或亚硝酸盐(NO₂⁻)作为电子受体。
微生物种类:主要为反硝化菌,这些菌类可以在缺氧环境下利用硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体进行呼吸。
主要作用:
反硝化作用:缺氧环境中的反硝化菌将硝酸盐(NO₃⁻)或亚硝酸盐(NO₂⁻)还原为氮气(N₂),从而去除废水中的氮。
有机物降解:反硝化过程中同时降解部分有机物,提供反硝化反应所需的电子供体。
应用:
缺氧池:在A²/O工艺(厌氧-缺氧-好氧)中,用于反硝化脱氮。
回流污泥脱硝:在SBR(序批式反应器)工艺中,通过控制进水和搅拌实现缺氧环境,进行反硝化脱氮。
3. 好氧(Aerobic)
环境特点:
氧气充足:有充足的分子氧(O₂)作为电子受体。
微生物种类:主要为好氧菌,包括硝化菌和其它有机物降解菌。
主要作用:
有机物降解:好氧微生物利用分子氧将有机物氧化为二氧化碳(CO₂)和水(H₂O),从而去除废水中的有机污染物。
硝化作用:好氧条件下,硝化菌将氨氮(NH₄⁺)氧化为亚硝酸盐(NO₂⁻),进一步氧化为硝酸盐(NO₃⁻)。
应用:
曝气池:在活性污泥法、SBR工艺和MBR工艺中,通过曝气设备供氧,实现有机物降解和硝化作用。
生物滤池:如滴滤池和生物接触氧化池,通过自然通风或强制通风提供氧气。
三种环境的综合应用
在实际污水处理工艺中,厌氧、缺氧和好氧环境通常结合使用,以实现高效的污染物去除。例如:
A²/O工艺:依次设置厌氧池、缺氧池和好氧池,实现有机物降解、磷的释放和吸收、以及氮的去除。
SBR工艺:通过控制反应时间和进水顺序,依次实现好氧和缺氧环境,进行有机物降解和反硝化脱氮。
MBR工艺:利用膜分离技术在好氧条件下实现高效固液分离,同时结合缺氧池进行反硝化处理。
通过合理设计和优化不同环境条件,可以提高污水处理系统的整体效率和出水水质,满足严格的排放标准。