ADAT-IAT工藝的由來(lái)及其運行過(guò)程

1.A/DAT-IAT工藝的由來(lái)

活性污泥法是一種應用廣泛且非常具有潛力的廢水處理技術(shù)[1]。自1914年該技術(shù)在英國被應用以來(lái)至今已有90多年的歷史了，在該技術(shù)出現的初期，由于受到理論水平、運行和管理等技術(shù)條件的限制，使它的應用和推廣工作進(jìn)展緩慢。近50年來(lái)，隨著(zhù)對其生物反應和凈化機理的廣泛深入的研究以及該法在生產(chǎn)應用技術(shù)上的不斷改進(jìn)和完善，使它得到了很大的發(fā)展。相繼出現了多種工藝流程和工藝方法，使得活性污泥法的應用范圍逐漸擴大，處理效果不斷提高，工藝設計和運行管理更加科學(xué)化。目前，該方法在廢水生物處理中還處于首要地位，據最新資料顯示，在全球近6萬(wàn)座城市污水處理廠(chǎng)中，有3萬(wàn)多采用活性污泥工藝，其中美國有9000余座，日本采用活性污泥法的污水廠(chǎng)占污水廠(chǎng)總數的86.7%�；钚晕勰喾ㄊ俏覈�目前采用最主要的污水處理工藝，占已建成的污水處理廠(chǎng)總數超過(guò)了70%。

盡管活性污泥法得到了廣泛的應用，但它還存在一些缺點(diǎn)，給污水處理廠(chǎng)生產(chǎn)運行帶來(lái)一定的困難。以傳統活性污泥法為例，歸納一下活性污泥法在運行中存在的主要問(wèn)題。

1.活性污泥法對廢水水量、水質(zhì)變化的適應性較差；

2.污泥膨脹問(wèn)題是活性污泥法自產(chǎn)生以來(lái)一直伴隨并常常發(fā)生的一個(gè)棘手的問(wèn)題。它引起污泥結構松散，沉淀壓縮性能差，直接影響出水水質(zhì)，并危害整個(gè)生化系統的運作[2]；

3.污泥產(chǎn)量大，通常占廢水總量的0.5%～1%，成分復雜既含有大量的有機物，又含有害的重金屬、病原微生物等，處理和處置費用高[3]；

4.脫氮除磷效果差，一般只有20%～30%左右；

5.曝氣結構膨大，占地面積大；

6.運行管理操作復雜，管理專(zhuān)業(yè)水平要求高。

以上概括以傳統活性污泥法為中心的工藝在應用中存在的一些問(wèn)題。國內外許多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究和探討，在傳統活性污泥法的基礎上進(jìn)行了各種改進(jìn)，產(chǎn)生了很多種不同的活性污泥工藝，一些工藝較傳統工藝處理功能增強，一些工藝運行更加穩定，而另外一些工藝的費用大大降低或者運行更加方便。這些工藝上的改進(jìn)，充分滿(mǎn)足了各種不同的處理要求。其中SBR法就是為了克服傳統活性污泥法的缺點(diǎn)發(fā)展起來(lái)的。 

20世紀70年代初，美國R.Irvine教授等開(kāi)展了活性污泥SBR法的初步研究，并于1971年發(fā)表了《運用間歇式活性污泥法處理廢水》的著(zhù)名論文，為SBR法以后的發(fā)展奠定了理論基礎。80年代后，由于現代儀表和控制技術(shù)的巨大發(fā)展，電磁閥、氣動(dòng)閥、液位傳感器、電子定時(shí)控制器，龍其是微機等自動(dòng)控制裝置廣泛應用于水處理技術(shù)，使得SBR法運行操作自動(dòng)化控制得以實(shí)現，在歐、美、澳、日等國家得到了迅速的發(fā)展。80年代中期，我國開(kāi)始對SBR法進(jìn)行系統研究與應用，1985年虞壽樞等為上海市吳凇肉聯(lián)廠(chǎng)設計并投產(chǎn)了我國第一座SBR法廢水處理設施，劉永凇等人也展開(kāi)了對SBR法特性的研究。在SBR法的控制技術(shù)方面，哈爾濱建筑大學(xué)的彭永臻等人對SBR法反應時(shí)間的計算機控制參數進(jìn)行了研究。90年代尤其是近幾年來(lái)，該工藝在我國工業(yè)廢水處理領(lǐng)域應用非常廣泛，在全國各大中城市已有多座SBR法處理設施投入運行，其中采用SBR法處理的廢水主要是屠宰廢水、苯胺廢水、含酚廢水、啤酒廢水、化工廢水、淀粉廢水等，為我國的環(huán)境保護發(fā)揮積極作用。

但傳統的SBR法在工程應用中仍存在一定局限性。譬如，若進(jìn)水量較大，則需要調節反應系統，從而增大投資，而對出水水質(zhì)有特殊要求，如脫氮、除磷等，則還需對工藝進(jìn)行適當改進(jìn)。因而SBR工藝在設計和運行中，根據不同的水質(zhì)條件、使用場(chǎng)合和出水要求有了許多新的變化和發(fā)展，產(chǎn)生了許多變型，主要包括ICEAS、CASS、IDEA、UNITANK和DAT-IAT等工藝。DAT-IAT工藝是為了克服ICEAS的缺點(diǎn)將預反應池改為與SBR反應池（IAT）分立的預曝氣池DAT，DAT池連續進(jìn)水、連續曝氣，IAT池間歇曝氣、沉淀和排水，在沉淀階段不受進(jìn)水的影響，且增加了從IAT到DAT的回流裝置。

根據本課題處理水質(zhì)要求，在DAT-IAT工藝基礎上前置一個(gè)缺氧池(A)，即形成了A/DAT-IAT工藝，由缺氧池、DAT池和IAT池三部分串聯(lián)而成的。

2.A/DAT-IAT工藝運行過(guò)程

A/DAT-IAT工藝的反應機理及污染物的去除機理與傳統活性污泥法、SBR法基本相同，僅是構筑物的構成方式和運行操作不同[4]。它是在一組反應池中，在時(shí)間上進(jìn)行各種目的不同的操作。具體操作工序如下：

1.進(jìn)水階段

廢水首先連續流入缺氧池，連續進(jìn)水使得A/DAT-IAT工藝比典型的SBR法更有優(yōu)越性，不需要調節池和進(jìn)水控制系統，節約了建設成本和占地面積。缺氧池和DAT池混合液分別通過(guò)雙層導流設施流入DAT池、IAT池，這樣避免了水力短路。

2.反應階段

缺氧池內的進(jìn)水與從DAT池中回流來(lái)的硝化液完全混合，在反硝化菌的作用下進(jìn)行脫氮反應，將NOX－-N轉化成氮氣，可以利用進(jìn)水中的有機碳源，減少了外加碳源，甚至不需要外加碳源，同時(shí)產(chǎn)生的堿度可以下硝化段的堿度，中和該段產(chǎn)生的H+。缺氧池內不曝氣，只攪拌，保持污泥處于懸浮狀態(tài)。曝氣分兩部分，DAT池連續曝氣，池中水流呈完全混合狀態(tài)，絕大部分NH3-N被硝化菌轉化為NO3―-N。IAT池間歇曝氣，難降解有機物和NH3-N在IAT池進(jìn)一步降解。為了達到更好的沉淀效果，在沉淀階段前進(jìn)行短暫的曝氣，以除去附著(zhù)在污泥上的氮氣。

3.沉淀階段

沉淀階段相當于傳統活性污泥法的二次沉淀池的功能。沉淀階段只發(fā)生在IAT池，混合液中的污泥與上清夜分離。DAT池中的水從底部平緩流入IAT池，對IAT池不會(huì )產(chǎn)生干擾，因此其沉淀效率顯著(zhù)高于一般二沉池的動(dòng)態(tài)沉淀。

4.排水階段

排水水階段只發(fā)生在IAT池，當水位達到最高時(shí)，沉淀階段結束，開(kāi)始進(jìn)入排水階段。排水有專(zhuān)門(mén)潷水設備，對沉淀下去的污泥不會(huì )產(chǎn)生擾動(dòng)，當水位達到最低時(shí)，停止潷水，剩下的一部分處理水可作循環(huán)和稀釋用。IAT池不直接排放處理水，因此不像連續進(jìn)水連續出水的活性污泥法那樣容易受負荷變化的影響。IAT池底部沉降的活性污泥大部分作為該池下個(gè)處理周期使用，一部分污泥用污泥泵連續打回DAT池作為DAT池的回流污泥，多余的剩余污泥引至污泥處理系統進(jìn)行污泥處理。

5.閑置階段

IAT池中沉淀階段結束到下個(gè)周期開(kāi)始期間會(huì )出現一個(gè)閑置期，根據廢水的性質(zhì)和處理要求決定其長(cháng)短或者取消。在該時(shí)段內可進(jìn)行攪拌或曝氣，以保持污泥的活性。來(lái)源：谷騰水網(wǎng)