旅游區主要是人員流動(dòng)和聚集地，主要的污染就是生活 污水的污染。生活污水包括旅館的生活污水、菜館的污水。隨著(zhù)經(jīng)濟的增長(cháng)和環(huán)保意識的提高,城鎮的污水處理日益引起社會(huì )和國家的關(guān)注。在我國,環(huán)保法規日益完善,污水處理廠(chǎng)的建設速度不斷加快。對于旅游區來(lái)講,水域水質(zhì)的好壞不僅是環(huán)境污染問(wèn)題,也關(guān)系到旅游區的形象。因此污水處理問(wèn)題更是當務(wù)之急,但因其具有生活污水所占比重較大,可生化性較好,污水中污染物濃度相對較低,污水處理量呈明顯的季節性波動(dòng)等特征,使得旅游區污水處理廠(chǎng)的設計、運行具有獨特的特點(diǎn)。
景觀(guān)旅游區污水的排放通常在市政排水管網(wǎng)收集范圍之外。在水域較發(fā)達的地區，為排污方便，污水通常經(jīng)化糞池簡(jiǎn)單處理后直接排入景觀(guān)水體，使景觀(guān)水體受到嚴重污染。公廁化糞池排水是較高濃度的含氮有機廢水，根據化糞池的管理和運行情況，其COD的含量通常在400～1000mg/L（個(gè)別甚至更高），TN的含量在200mg/L左右，TP的含量接近20mg/L。在景觀(guān)旅游區，含有較高濃度氮、磷等營(yíng)養成分的公廁有機污水的不合理排放，是導致景觀(guān)水體富營(yíng)養化的直接原因之一，是旅游區水生態(tài)環(huán)境保護中的一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。
已有的研究表明，對于氮含量較低或C/N比較高的有機旅游區污水處理采用A/O生物法處理效果顯著(zhù)且經(jīng)濟優(yōu)勢較強。但A/O工藝對公廁化糞池排水一類(lèi)的高N低C有機廢水的處理能力有限，主要表現為對污水中N的去除能力偏低。根據傳統的生物脫氮機理進(jìn)行分析，可能有兩方面原因：一是由于O段好氧生化處理單元的生物硝化反應不充分，二是由于A(yíng)段反硝化過(guò)程效率較低。本文以武漢動(dòng)物園公廁化糞池污水為研究和處理對象，進(jìn)行了A/O工藝的改良性試驗研究。
一、公廁污水處理的改良工藝試驗研究
旅游區污水處理 （1）改良工藝流程的提出
含有糞便等排泄物的公廁污水具有較好的可生化性，試驗初期，先采用傳統的A/O工藝流程進(jìn)行有機物降解和脫N靜態(tài)試驗。試驗用水采自武漢動(dòng)物園公廁化糞池（表1）。表2為試驗條件下A/O工藝試驗流程的各類(lèi)污染物去除情況。
試驗水溫為18～21℃，試驗用水在A(yíng)段和O段反應器內的停留時(shí)間分別為2.5h和8h；消化液回流比為2.0；試驗期間定時(shí)排泥，A段和O段的污泥濃度分別控制在4500mg/L和3000mg/L左右。好氧反應器內DO值約為3.0mg/L。
表1公廁化糞池排水典型水質(zhì)mg/L
表2各類(lèi)污染物去除情況mg/L
有機物降解和脫N靜態(tài)試驗結果表明，對于含N量較高的公廁化糞池排水，旅游區污水處理采用A/O工藝可有效去除其中的有機污染成分（COD和BOD去除率在84%以上），但對TN的去除能力較低，僅為50%左右，出水中NH3-N和TN的含量分別為64mg/L和80mg/L，出水中NH3-N含量占總含氮量的80%。根據傳統生物脫氮機理對試驗結果進(jìn)行分析，導致脫N效率低的原因與以下幾個(gè)方面有關(guān)：a.O段內硝化過(guò)程效率很低，出水中NH3-N在TN中占有很大比例（80%），這與硝化反應和有機物生物降解反應在完全混合型好氧反應器內同時(shí)進(jìn)行有關(guān)；b.由于進(jìn)水的C/N比值較低，反硝化反應器中的碳源不足或碳源利用率低。為解決上述問(wèn)題，對A/O試驗工藝流程作如下改進(jìn)：a.將完全混合型的好氧反應器分為兩格，第一格為碳氧化反應區，第二格為硝化反應區，將反應器的工作方式由完全混合式變?yōu)橥屏魇�，有利于改善生長(cháng)速度較慢的自養型硝化菌的生態(tài)位，促進(jìn)其生長(cháng)，從而提高硝化反應效率；b.在A(yíng)段反應器中增設傳質(zhì)攪拌器，提高碳源利用率。
改進(jìn)后的試驗工藝流程如圖1。為與已有的A/O工藝流程相區別，將改進(jìn)后的試驗工藝流程命名為缺氧（Anoxic）/好氧（Oxic）/硝化（Nitrification）（即A/O/N）工藝流程。
旅游區污水處理 （2）試驗裝置及試驗步驟
試驗裝置如圖2。試驗初期仍采用靜態(tài)方式操作，歷時(shí)12d，試驗裝置每天運行1次，停運30min后取硝化段上清液進(jìn)行檢測。后期采用動(dòng)態(tài)試驗方式，裝置連續運行24d，每天從硝化段反應器中取混合液靜置30min后進(jìn)行水質(zhì)檢測。試驗工藝控制參數如下：A，O，N三階段的停留時(shí)間分別為2.5h，4h和4h；傳質(zhì)攪拌器的轉速為30～90r/min（動(dòng)態(tài)試驗時(shí)取60r/min）；其余操作條件與A/O工藝試驗相同。對試驗裝置的進(jìn)、出水各項指標每天檢測1次并作記錄。
圖2試驗裝置
旅游區污水處理 （3）試驗結果
表3靜態(tài)試驗結果mg/L
靜態(tài)試驗結果見(jiàn)表3。表中出水濃度和去除率為傳質(zhì)攪拌器轉速分別為30，60和90r/min時(shí)的平均值。動(dòng)態(tài)試驗結果見(jiàn)表4，表中各數值為平均值。
表4動(dòng)態(tài)試驗結果mg/L
傳質(zhì)攪拌器轉速取60r/min。
二、試驗結果分析與A/O/N工藝的脫氮機理
旅游區污水處理表3和表4的試驗結果表明，在總停留時(shí)間不變的條件下，采用改良型的A/O/N試驗工藝流程與傳統的A/O工藝相比，可有效提高裝置的NH3-N和TN去除效果。從脫N機理上進(jìn)行分析，裝置脫N能力的加強與以下因素有關(guān)。a.好氧反應器內碳氧化區（O段）和硝化區（N段）的隔離有助于改善自養型硝化菌的生態(tài)位，促進(jìn)其生長(cháng)，從而提高了反應器的硝化效率。在傳統A/O工藝的好氧生化反應器中，具有有機物降解作用的異養型好氧菌生長(cháng)迅速，在菌群中占有絕對優(yōu)勢，與反應器內增殖速率低的自養硝化菌在溶解氧的消耗上形成競爭，使其生長(cháng)環(huán)境惡化，在數量上難以達到正常硝化反應所需的菌量，這是處理系統硝化效率低的主要原因。國外研究表明，當污水中BOD5含量大于20mg/L時(shí)，反應器內異養菌的過(guò)度增殖會(huì )對硝化菌的生長(cháng)與繁殖造成不利影響。公廁化糞池排水進(jìn)入好氧段反應器時(shí)的BOD值遠大于這一有機物濃度閾值，因此采用完全混合型的處理裝置時(shí)的硝化效率很低。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
改進(jìn)后的旅游區污水處理A/O/N試驗工藝系統中，好氧區分隔為碳氧化區和硝化區，污水進(jìn)入好氧反應器后首先在反應器前部進(jìn)行有機物降解反應，使BOD濃度大幅度下降，削弱了碳氧化菌和硝化菌在生長(cháng)過(guò)程中對O2的競爭，改善了硝化菌生態(tài)位，提高了硝化菌的溶解氧利用率，促進(jìn)其生長(cháng)繁殖，為硝化反應的充分進(jìn)行創(chuàng )造了條件，提高了好氧反應器的硝化效率。硝化區出水中NH3-N的含量為27mg/L，占TN中的43.5%，比A/O工藝試驗中降低了36.5個(gè)百分點(diǎn)，可見(jiàn)好氧反應器分區對提高硝化效率作用顯著(zhù)。
試驗系統在動(dòng)態(tài)條件下運行15d以后，反應器前端和后端的好氧活性污泥在顏色和性狀上有明顯的差異：前端（碳氧化區）活性污泥顏色呈淺黃褐色，質(zhì)輕，其SVI值為40左右；后端（硝化區）活性污泥顏色為深棕色，其SVI值為28～35左右，略低于前端。由此可推斷好氧反應器前后端活性污泥中的菌種類(lèi)型不同。
b.A段兼性反硝化反應器中傳質(zhì)攪拌器的設置可提高兼性反硝化反應器的工作效率，促進(jìn)有機物降解和反硝化脫N過(guò)程的進(jìn)行。在傳質(zhì)攪拌器的作用下，反應器內主要由兼性反硝化菌組成的生物絮體因水力和機械切割作用而破碎，絮體比表面積增大，與進(jìn)水及硝化區回流液接觸充分，可提高生物絮體與污染成分之間的傳質(zhì)效率，進(jìn)而改善了兼性反硝化反應器的工作性能。試驗結果表明，傳質(zhì)攪拌器的轉速以60r/min為宜，在此條件下，系統脫N率可達64%以上。轉速過(guò)低時(shí)，強化傳質(zhì)作用不顯著(zhù)；超過(guò)90r/min時(shí)，TN的去除率反而降低，初步分析是由于生物絮體過(guò)于破碎，沉降性能較差，反硝化區泥水分離效果較差，使系統的工作效率下降。
