循環(huán)冷卻水殺菌劑綜述由于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具有的特殊生態(tài)環(huán)境導(dǎo)致微生物在其中很容易繁殖。微生物的大量繁殖給冷卻水系統(tǒng)帶來(lái)許多危害，使系統(tǒng)傳熱效率降低，誘導(dǎo)金屬腐蝕，嚴(yán)重時(shí)還可能造成管道堵塞。在實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)中，最為直接有效的方法是投加殺菌劑控制系統(tǒng)中的微生物。1殺菌劑的現(xiàn)狀氧化性殺菌劑氯氣。在水處理中，氯由于其具有高效、快速?gòu)V譜、經(jīng)濟(jì)、物源廣、使用較方便等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的青睞，是目前用量最大的殺菌劑。但經(jīng)氯氣處理，水中易產(chǎn)生三氯甲烷，它是一種致癌物質(zhì)，同時(shí)其半衰期時(shí)間長(zhǎng)，易對(duì)環(huán)境造成危害，因此各國(guó)相繼出臺(tái)法規(guī)，日益嚴(yán)格控制余氯的排放量⑴。另外，隨著水處理配方逐漸向堿性水處理方案的過(guò)渡，氯氣在高pH（〉8.5）的條件下殺生活性差的缺點(diǎn)也顯現(xiàn)出來(lái)屈此人們開(kāi)發(fā)出一些氯的替代物，如ClO「澳類殺生劑、臭氧等。二氧化氯。二氧化氯的殺生能力較氯強(qiáng)，約為氯的2.5倍左右，特別適合應(yīng)用于合成氨廠替代氯進(jìn)行殺菌滅藻處理。國(guó)外于70年代中期開(kāi)始將其應(yīng)用于循環(huán)冷卻水。但由于二氧化氯產(chǎn)品不穩(wěn)定，運(yùn)輸時(shí)容易發(fā)生爆炸事故，限制了其廣泛的應(yīng)用。針對(duì)這種情況人們采取現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生ClO、開(kāi)發(fā)穩(wěn)定性二氧化氯2等措施，克服了這一難題。目前國(guó)內(nèi)采用的現(xiàn)場(chǎng)ClO發(fā)生裝置主要有2電解ClO發(fā)生裝置和化學(xué)法ClO發(fā)生裝置兩類［2］。70年代美國(guó)百合22興國(guó)際化學(xué)有限公司開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定性二氧化氯（BC—98）。我國(guó)也于80年代后期開(kāi)發(fā)出了這一產(chǎn)品。臭氧。80年代末，臭氧作為一種殺菌劑應(yīng)用于冷卻水系統(tǒng)受到人們的廣泛關(guān)注。由于臭氧所具有的一些優(yōu)越性是傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑所無(wú)法比擬的，目前，國(guó)外已將臭氧廣泛地應(yīng)用于冷卻水處理中。使用結(jié)果表明，采用臭氧處理的系統(tǒng)可在高濃縮倍數(shù)下，甚至在零排污下運(yùn)行。處理成本低于傳統(tǒng)的化學(xué)處理法。在這方面我國(guó)尚處于起步階段。過(guò)氧化物。近些年來(lái)過(guò)氧化氫作為工業(yè)水處理的殺菌劑引起人們注意。使用過(guò)氧化氫的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它不會(huì)形成有害的分解產(chǎn)物。但它存在著在低溫和低濃度下活性較低，且可被過(guò)氧化氫酶和過(guò)氧化物酶分解的缺點(diǎn)。過(guò)氧醋酸克服了過(guò)氧化氫的缺點(diǎn)。過(guò)氧醋酸以前只用于美國(guó)的食品工業(yè)。最近，F(xiàn)MC公司收到了環(huán)保局（EPA）的注冊(cè)證，其組成為5%的過(guò)氧醋酸配方產(chǎn)品，可用作工業(yè)水處理殺生劑。由于其具有快速、廣譜、高效的殺菌性，分解產(chǎn)物無(wú)毒、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)，展示了良好的應(yīng)用前景。JeffregF.等人的試驗(yàn)表明［3］，過(guò)氧醋酸與冷卻水中一些常用的阻垢緩蝕劑，具有很好的相容性。效果比較試驗(yàn)表明，過(guò)氧醋酸的性能優(yōu)于戊二醛和異睡唑啉酮。澳類殺菌劑［4-6］。目前在殺生劑市場(chǎng)出現(xiàn)以澳代氯的趨勢(shì)。出現(xiàn)這一現(xiàn)象并不是偶然的。試驗(yàn)室的評(píng)估結(jié)果表明：澳在pH8.0以上時(shí)較氯有更高的殺生活性；在一些存在有工藝污染如有機(jī)物或氨污染的系統(tǒng)中，澳的殺生活性高于氯；游離澳和澳化合物衰變速率快，對(duì)環(huán)境的污染小。目前，人們常用的澳類殺菌劑主要有以下幾種：①鹵化海因：主要有澳氯二甲基海因（BCDMm、二澳二甲基海因（DBDMH）、澳氯甲乙基海因（BCMEH）等。有報(bào)道表明，BCMEH效果最佳，0.45kg（1磅）BCMEH相當(dāng)于3.18kg（7磅）Cl；2②活性澳化物：為由NaBr，經(jīng)氯源（HOCl）活化而制得的液體或固體產(chǎn)物。特點(diǎn)是可大幅度降低氯的用量，并相應(yīng)降低總余氯量；③氯化澳：是一種高度活潑的液體，需由加料系統(tǒng)加到水中，因其危險(xiǎn)性較大，限制了其推廣應(yīng)用。非氧化性殺生劑異睡唑啉酮。是一類衍生物的通稱，RohmandHass公司對(duì)其進(jìn)行廣泛的研究，中請(qǐng)了一些專利［7-8］。它的常用組份為2-甲基-4-異喧唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-異睡唑啉-3-酮，商品異睡唑啉酮是兩者1：3的混合物。其殺菌性能具有廣譜性，同時(shí)對(duì)粘泥也有殺滅作用。在低濃度下有效，一般有效濃度在0.5mg/L,就能很好地控制細(xì)菌的生長(zhǎng)?；烊苄院茫芘c氯、緩蝕劑、阻垢分散劑和大多數(shù)陰離子、陽(yáng)離子和非離子表面活性劑等相容。對(duì)環(huán)境無(wú)害，該藥劑在水溶液中降解速度快。對(duì)pH值適用范圍廣，一般pH值在5.5?9.5均能適用。同時(shí)具有投藥間隔時(shí)間長(zhǎng)，不起泡等優(yōu)點(diǎn)。80年代中后期我國(guó)也有多家單位研制出類似國(guó)外的同類產(chǎn)品，并投人生產(chǎn)。在循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用日益廣泛。戊二醛是另一種非氧化性殺菌劑。國(guó)內(nèi)已開(kāi)始使用，其特點(diǎn)是幾乎無(wú)毒，使用pH范圍寬，耐較高溫度，是殺硫酸鹽還原菌的特效藥劑，本身可以生物降解，其缺點(diǎn)是與氨、胺類化合物發(fā)生反應(yīng)而失去活性，因此在漏氨嚴(yán)重的化肥廠不宜使用。戊二醛價(jià)格昂貴使其應(yīng)用受阻。目前正在開(kāi)展復(fù)配降低其用量的研究。LawrenceA.Grab等人的研究表明[9],戊二醛和季銨鹽復(fù)配可大幅度降低成二醛的用量。季銨鹽。除具有廣譜、高效的殺菌性能外。還有對(duì)菌藻污泥的剝離作用。早期的季鉸鹽以烷基二甲基芐基氯化銨為代表。目前國(guó)內(nèi)冷卻水系統(tǒng)廣泛使用的潔爾滅和新潔爾滅均屬于此類產(chǎn)品。隨著時(shí)間的推移和技術(shù)進(jìn)步。該類季鉸鹽不足之處也逐步顯現(xiàn)出來(lái)。主要表現(xiàn)在藥劑持續(xù)時(shí)間短、細(xì)菌易于對(duì)其產(chǎn)生抗藥性。使用劑量大（100mg/L以上）。費(fèi)用高，且使用時(shí)泡沫多。不易清除等缺點(diǎn)。為了克服上述缺點(diǎn)，國(guó)外又先后開(kāi)發(fā)出了有代表性的一些季銨鹽新品種，如雙烷基季銨鹽。雙季鉸鹽、聚季銨鹽等。雙烷基季鉸鹽以雙烷基二甲基氯化銨為代表，其中雙烷基鏈長(zhǎng)為C8?C12的產(chǎn)品，具有優(yōu)良的抗菌性，該產(chǎn)品具有投藥濃度低、藥效持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、滅菌效果好、泡沫少、合成工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。另外，據(jù)報(bào)道雙烷基季銨鹽與烷基二甲基芐基氯化銨復(fù)配可大幅度提高它們的殺菌性能［10］。這類產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)已有初步的生產(chǎn)和應(yīng)用。DiZ等人［11］于1994年報(bào)道的化合物，帶有雙季鉸鹽的結(jié)構(gòu)，它具有高效、廣譜的抗菌性。水溶性的聚季銨鹽用作殺菌劑在水處理、油田開(kāi)采。食品及包裝材料等領(lǐng)域已經(jīng)有所應(yīng)用。近年來(lái)的資料表明，人們對(duì)聚季銨鹽的研究已由早期的制作水溶性聚合物轉(zhuǎn)向制作不溶性聚合物方向發(fā)展，以改善殺菌劑的性能，降低它對(duì)環(huán)境、人畜的毒害。一般通過(guò)將季銨鹽聚合，或?qū)⑵涔潭ㄔ诟叻肿虞d體上制成水不溶性聚合物殺菌劑。如文獻(xiàn)［12］報(bào)道的以聚苯乙烯或交聯(lián)聚苯乙烯的氯甲基化物等為載體進(jìn)行季銨化，所得到的聚季銨鹽水不溶性聚合物，當(dāng)初始菌懸液細(xì)菌數(shù)約為5X108個(gè)/L的水，以10?12mL/min的流速流經(jīng)聚合物樹(shù)脂床時(shí)細(xì)菌存活率為0%?1%。該樹(shù)脂失活后，可再生使用，具有長(zhǎng)效性?？梢灶A(yù)計(jì)這類聚合物在冷卻水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。季磷鹽。1990年Gramham指出［13］，殺生劑研究的最新進(jìn)展之一是季磷鹽的出現(xiàn)。這類化合物與季銨鹽有著相似的結(jié)構(gòu)，只是用磷陽(yáng)離子代替氮陽(yáng)離子。例如THPS（四羥烷基硫酸磷）、THPC（四羥烷基氯化磷）。THPS用作殺生劑，迄今雖對(duì)其各種性能參數(shù)的認(rèn)識(shí)并不全面，但它用于工業(yè)水處理及油田水處理確實(shí)具有高效。快速、廣譜，對(duì)環(huán)境、魚(yú)類具有低毒，易生物降解和使用方便等優(yōu)點(diǎn)。有研究表明，用于工業(yè)水處理，使用50ug/gTHPS,在6h內(nèi)能將2.5X105SRB/mL殺滅到2.7X103SRB/mL。早期的季磷鹽主要帶有三苯基膦的結(jié)構(gòu)，已初步顯示出好的抗菌性。如1987年P(guān)ernak等報(bào)道的ph3P+CH2ORCl-,式中Ph為苯基，當(dāng)式中R為碳數(shù)11的烷基鏈時(shí)，則有最佳的抗菌活性［14］。Akihiko。等研究的帶有單、雙長(zhǎng)烷基鏈的季磷鹽具有更佳的抗菌活性［15、16］。國(guó)內(nèi)于90年代初開(kāi)始由石化企業(yè)弓l進(jìn)使用該類產(chǎn)品。1992年石化科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)出了類似于國(guó)外B?350（十四烷基三了基氯化磷）的季磷鹽產(chǎn)品，并已在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中推廣使用。其它種類的非氧化性殺生劑。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的非氧化性殺生劑還有氯酚類、有機(jī)錫化合物、有機(jī)硫化合物（異唑啉酮前已述）、銅鹽等。氯酚類殺生劑國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的有以雙氯酚（2,2,一一二羥基一5,5,一一二氯苯甲烷）為主的復(fù)合殺生劑。該類殺生劑由于其毒性大，易污染環(huán)境水體，故近年來(lái)已逐漸被淘汰。有機(jī)錫化合物在堿性州值范圍內(nèi)的效果最好。它們常與季銨鹽或有機(jī)胺類復(fù)配成復(fù)合殺生劑以改善其分散性。實(shí)踐證明，這類復(fù)合殺生劑還有增效作用。該類殺生劑目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有生產(chǎn)。有機(jī)硫化合物類殺生劑中目前國(guó)內(nèi)使用較普遍的有二硫氰基甲烷、大蒜素（硫酮類化合物）。許多有機(jī)硫化合物殺生劑對(duì)于真菌、粘泥形成菌，尤其是硫酸鹽還原菌十分有效。2冷卻水用殺菌劑發(fā)展方向開(kāi)發(fā)具有廣譜、高效、低毒、性能/價(jià)格高、對(duì)環(huán)境友好的冷卻水用殺菌劑是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。正確解決環(huán)境安全與殺生效果之間的矛盾是殺生劑領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn)。從目前國(guó)際殺菌劑市場(chǎng)的特點(diǎn)來(lái)看，是繼續(xù)遠(yuǎn)離氯氣和氯化產(chǎn)物向比較安全的替代產(chǎn)品轉(zhuǎn)移。據(jù)文獻(xiàn)［17］報(bào)道，1995年美國(guó)殺菌劑和氧化劑的銷售額達(dá)到1億5千萬(wàn)美元。其中有機(jī)硫化物和季鉸化合物約占市場(chǎng)的2/3。1995年，有機(jī)硫化合物的消耗達(dá)1910萬(wàn)磅，價(jià)值4000萬(wàn)美元。其中50%?60%用于冷卻水處理。預(yù)計(jì)今后有機(jī)硫化合物將以4%的年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。RobmandHass公司的有機(jī)硫化合物Kahon WT（異睡唑啉酮）是最暢銷的產(chǎn)品。該公司所開(kāi)發(fā)的4,5—二氯-2?n-辛烷-4-異睡唑啉酮-3-酮（DCOI）曾獲“美國(guó)總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。二硫氰基甲烷預(yù)計(jì)銷量要下降，因該產(chǎn)品在高pH下殺菌活性降低。而氯酚等對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的殺生劑品種正逐步被淘汰。季銨化合物1995年總消耗為3710萬(wàn)磅，價(jià)值6900萬(wàn)美元，其中約有220萬(wàn)磅用于冷卻水處理，年增長(zhǎng)率約2%,其它殺菌劑，如UnionCarbide公司的成二醛、DOW公司的二澳氮川；丙酰胺（DBNPA）、（GreatLakes和Lonia公司的澳代海因、ElfAtoehemmorthAmerica公司的三丁基氧化錫也是市場(chǎng)上出售的殺菌劑品種。在殺生劑市場(chǎng)中，對(duì)氯的管制正為其它氧化性殺生劑敞開(kāi)大門，如澳、臭氧、二氧化氯和過(guò)氧化氫等。美國(guó)用于殺菌劑澳的消耗量1993年為7.7t以每年5%?6%的速度增長(zhǎng)。臭氧在替代氯氣方面獲得了一定市場(chǎng)。目前它的市場(chǎng)份額雖然遠(yuǎn)比其它殺生劑小，但增長(zhǎng)很快。3我國(guó)冷卻水用殺菌劑發(fā)展方向①冷卻水系統(tǒng)中微牛物種類的多樣性，決定了殺生劑種類的多樣性。在這方面我國(guó)與國(guó)外的差距明顯，國(guó)際市場(chǎng)已有的一些殺菌劑種類中我國(guó)能生產(chǎn)的不多，即使那些能生產(chǎn)的如季銨鹽、有機(jī)硫化合物等，品種也較單一。因此今后應(yīng)加大這方面的投入，擴(kuò)大我們的殺生劑品種。②加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，提高創(chuàng)新意識(shí)。隨著冷卻水處理配方向堿性處理方案過(guò)渡和人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)一些傳統(tǒng)的殺菌劑提出了挑戰(zhàn)。我們應(yīng)把此作為機(jī)遇，努力開(kāi)發(fā)新型的替代產(chǎn)品。③提高我們的應(yīng)用水平。在現(xiàn)有殺菌劑品種的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)復(fù)配產(chǎn)品，最大限度的發(fā)揮現(xiàn)有品種的潛力。④開(kāi)發(fā)有針對(duì)性的特效殺生劑品種。循環(huán)式活性污泥法（C-TECH）—一種高效經(jīng)濟(jì)的城市污水除磷脫氮工藝1前言隨著污水處理除氮脫磷要求的不斷提高，污水處理工藝及其運(yùn)行日益復(fù)雜化，污水處理的投資及其運(yùn)行費(fèi)用也隨之越來(lái)越高，因此如何在滿足處理要求的前提下，簡(jiǎn)化工藝流程，減少工程投資和運(yùn)行費(fèi)用，是世界各國(guó)所面臨的一個(gè)共同課題。下面簡(jiǎn)要介紹由Goronszy教授和奧地利SFC環(huán)境工程有限公司開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用的循環(huán)式活性污泥法工藝（簡(jiǎn)稱C-TECH工藝）。循環(huán)式活性污泥法工藝在其優(yōu)異的除氮脫磷性能基礎(chǔ)上，能大大地簡(jiǎn)化工藝流程，減少工程投資和運(yùn)行費(fèi)用，是目前國(guó)際上較為先進(jìn)的一種城市污水除磷脫氮工藝。循環(huán)式活性污泥法（CyclicActivatedSludgeTechnology,簡(jiǎn)稱C-TECH工藝）為一間隙式反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中活性污泥法過(guò)程按曝氣和非曝氣階段不斷重復(fù)進(jìn)行。該法將生物反應(yīng)過(guò)程和泥水分離過(guò)程結(jié)合在一個(gè)池子中進(jìn)行。C-TECH方法是一種〃充水和排水〃活性污泥法系統(tǒng)，廢水按一定的周期和階段得到處理，故C-TECH方法是SBR工藝的一種變型。C-TECH工藝在七十年代開(kāi)始得到研究和應(yīng)用，隨著電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用和自動(dòng)化控制的日益普及，間隙運(yùn)行的C-TECH工藝由于其投資和運(yùn)行費(fèi)用低處理性能高超，尤其是其優(yōu)異的脫氮除磷功能而越來(lái)越得到重視，該工藝已廣泛應(yīng)用于城市污水和各種工業(yè)廢水的處理。本文將簡(jiǎn)要介紹循環(huán)式活性污泥法（C-TECH）的主要特性及其在大型城市污水處理廠除氮脫磷方面的應(yīng)用。2循環(huán)式活性污泥法工藝（C-TECH工藝）的基本組成及運(yùn)行方式C-TECH工藝的組循環(huán)式活性污泥法（CyclicActivatedSludgeTechnology,簡(jiǎn)稱C-TECH工藝）是間隙式活性污泥法（SBR法）的一種變型。該工藝將可變?nèi)莘e活性污泥法過(guò)程和生物選擇器原理進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。在循環(huán)式活性污泥法（C-TECH）中，每一操作循環(huán)包括進(jìn)水-曝氣階段、沉淀階段、撇水階段和閑置階段等幾個(gè)過(guò)程。在操作循環(huán)的曝氣階段（同時(shí)進(jìn)水）一步完成生物降解過(guò)程（包括降解有機(jī)物、硝化/反硝化、生物除磷等過(guò)程）；在非曝氣階段完成泥水分離功能。排水裝置系移動(dòng)式撇水堰，籍此可將每一循環(huán)操作中所處理的廢水經(jīng)沉淀階段后排出系統(tǒng)。圖1表示單池或多池C-TECH系統(tǒng)的各個(gè)循環(huán)操作過(guò)程，包括進(jìn)水曝氣階段、固液分離階段和撇水階段等步驟。當(dāng)撇水結(jié)束后撇水階段尚有多余的時(shí)間可供支配時(shí)，可設(shè)置進(jìn)水-閑置階段。從圖1也可看出C-TECH系統(tǒng)中生物選擇器和主反應(yīng)區(qū)之間的相互聯(lián)系。生物選擇器在循環(huán)式活性污泥法工藝中設(shè)有生物選擇器,在此選擇器中,廢水中的溶解性有機(jī)物質(zhì)能通過(guò)酶反應(yīng)機(jī)理而迅速去除。選擇器可以恒定容積也可以可變?nèi)莘e運(yùn)行。污泥回流液中所含有的硝酸鹽可在此選擇器中得以反硝化。選擇器的最基本功能是防止產(chǎn)生污泥膨脹。主曝氣區(qū)在循環(huán)式活性污泥法工藝的主曝氣區(qū)進(jìn)行曝氣供氧，主要完成降解有機(jī)物和同時(shí)硝化/反硝化(simultaneousnitrification/denitrification)過(guò)程。循環(huán)式活性污泥法工藝操作循環(huán)過(guò)程W"：匕+ 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：■%：一?F，kF和號(hào)屐；|t!tlLi=J；HIM.<r-Lj曲累市上七?清況而切:EJ!?-去向內(nèi)1工」X-'S和工開(kāi)針中羯s!?1'5AK，uWl戰(zhàn):支院區(qū)注攵限悵和知源檢俄冊(cè)依圖1匚-TECH系就的循環(huán)操作過(guò)程污泥回流/排除剩余污泥系統(tǒng)在池子的未端設(shè)有潛水泵，污泥通過(guò)此潛水泵不斷地從主曝氣區(qū)抽送至選擇器中（污泥回流量約為進(jìn)水流量的20%左右）。所設(shè)置的剩余污泥泵在沉淀階段結(jié)束后將工藝過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥排出系統(tǒng)。剩余污泥的濃度一般為10g/l左右。撇水裝置在池子的未端設(shè)有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可升降的撇水堰，以排出處理出水。撇水裝置及其它操作過(guò)程如溶解氧和排泥等均實(shí)行中央自動(dòng)控制。工藝的運(yùn)行方式和運(yùn)行階段在循環(huán)式活性污泥法系統(tǒng)中，一般至少設(shè)二個(gè)池子，以使系統(tǒng)能處理連續(xù)的進(jìn)水。為此，在第一個(gè)池子中進(jìn)行沉淀和撇水時(shí)，在第二個(gè)池子中同時(shí)進(jìn)行進(jìn)水和曝氣過(guò)程，反之亦然。為避免充入池子的進(jìn)水通過(guò)短流影響處理水質(zhì)量，在工藝執(zhí)行沉淀、撇水過(guò)程時(shí)，一般需中斷進(jìn)水。在設(shè)有四個(gè)池子的系統(tǒng)中，通過(guò)合理地選擇各個(gè)池子的循環(huán)過(guò)程，可以產(chǎn)生連續(xù)均勻的出水。根據(jù)處理出水要求，系統(tǒng)可以多種不同的適合進(jìn)水實(shí)際情況的循環(huán)過(guò)程進(jìn)行運(yùn)行。另外，為進(jìn)行硝化和反硝化或除磷也可以選擇不同的循環(huán)操作。循環(huán)式活性污泥法系統(tǒng)簡(jiǎn)單地按曝氣和非曝氣階段進(jìn)行運(yùn)行，系統(tǒng)通過(guò)時(shí)間開(kāi)關(guān)加以控制，每一循環(huán)的出水量是變化的。根據(jù)生產(chǎn)性裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在旱流流量條件下，循環(huán)式活性污泥法系統(tǒng)以4小時(shí)循環(huán)周期能達(dá)到最佳的處理效果（2小時(shí)曝氣，2小時(shí)非曝氣）。在負(fù)荷較低時(shí)，可以調(diào)整循環(huán)中各個(gè)階段的時(shí)間分配以適應(yīng)此時(shí)的水力和有機(jī)負(fù)荷。如實(shí)際負(fù)荷僅為設(shè)計(jì)負(fù)荷的50%，則在4小時(shí)循環(huán)周期中，可采用1小時(shí)曝氣，3小時(shí)關(guān)閉曝氣的方式運(yùn)行。另外，還可考慮6小時(shí)和8小時(shí)循環(huán)周期。每一循環(huán)具體可劃分為下列階段：(1)充水/曝氣(2)沉淀(3)撇水(4)閑置(隨具體運(yùn)行情況而定)運(yùn)行階段1：曝氣階段在曝氣階段，池子同時(shí)進(jìn)水，在進(jìn)水負(fù)荷較低時(shí)可適當(dāng)縮短曝氣時(shí)間，也可采用6小時(shí)循環(huán)系統(tǒng)，其中1小時(shí)沉淀，1小時(shí)撇水，這種根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷來(lái)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)所表現(xiàn)的靈活性是其他連續(xù)流系統(tǒng)所無(wú)法相比的。運(yùn)行階段2：沉淀階段在此階段,系統(tǒng)停止曝氣和進(jìn)水，此時(shí)進(jìn)水可直接轉(zhuǎn)換到另一個(gè)池子。由于在沉淀階段無(wú)水力干擾因素存在，因而可以在池子中形成有利于沉淀的條件。污泥絮體在池子中沉淀下來(lái)，并形成污泥層，污泥層不斷下沉，在其上方形成上清液。在曝氣階段，池子中污泥呈均勻分布狀態(tài)，曝氣停止后，在池子中泥水混合液尚有部分殘余混合能量，因此在沉淀階段開(kāi)始時(shí)，污泥顆粒利用這部分殘余能量進(jìn)行絮凝過(guò)程。在此混合能量消耗完后，污泥形成一邊界層，并以成層沉淀的方式進(jìn)行沉淀。在沉淀開(kāi)始時(shí)，污泥沉速較慢，之后逐漸增加，在污泥進(jìn)入池底壓縮區(qū)時(shí)，沉速又逐漸減慢。污泥的沉降速度主要取決于沉降開(kāi)始時(shí)的污泥濃度，池子深度，池子表面積以及污泥的沉降性能。沉淀后污泥濃度可達(dá)10g/l左右。運(yùn)行階段3：撇水階段在撇水階段移動(dòng)撇水堰沿給定軌道以較高的速度降到水面，在與水面接觸后，撇水裝置的下降速度即轉(zhuǎn)換到正常下降速度，當(dāng)撇水裝置下降到最低水位后，再返回到初始狀態(tài)。撇水堰渠的前部設(shè)有擋板，可以避免將水面可能存在的浮渣（泥）隨出水一起排出。運(yùn)行階段4：閑置階段在實(shí)際操作中，撇水所需的時(shí)間往往小于理論設(shè)計(jì)最大時(shí)間，故撇水完成后剩余的時(shí)間即可作為閑置階段，此階段可以進(jìn)行充水（不曝氣）或其它反應(yīng)過(guò)程。在撇水器返回初始狀態(tài)三分鐘后，即開(kāi)始作為閑置階段。3工藝基本原理生物選擇器與傳統(tǒng)意義的SBR反應(yīng)器不同，C-TECH工藝在進(jìn)水階段中不設(shè)單純的充水過(guò)程或厭氧進(jìn)水和缺氧進(jìn)水混合過(guò)程。另外，C-TECH工藝不同于SBR法的一個(gè)重要特性在于在反應(yīng)器的進(jìn)水處設(shè)置一生物選擇器。生物選擇器是一容積較小的污水污泥接觸區(qū)，在此接觸區(qū)內(nèi)，進(jìn)入反應(yīng)器的污水和從主反應(yīng)區(qū)內(nèi)回流的活性污泥相互混合接觸。生物選擇器的設(shè)置嚴(yán)格遵循活性污泥種群組成動(dòng)力學(xué)的有關(guān)規(guī)律，創(chuàng)造合適的微生物生長(zhǎng)條件并選擇出絮凝性細(xì)菌。生物選擇器的機(jī)理和作用在七十年代和八十年代分別由Chudoba和Wanner進(jìn)行了深入的研究。大量研究結(jié)果表明，設(shè)計(jì)合理的生物選擇器可有效地抑制絲狀性細(xì)菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性?；钚晕勰嗟男躞w負(fù)荷So/Xo（即基質(zhì)濃度So和活性微生物濃度Xo的比值）對(duì)系統(tǒng)中活性污泥的種群組成有較大的影響，較高的污泥絮體負(fù)荷將有助于絮凝性細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖。傳統(tǒng)SBR工藝中，為防止可能發(fā)生的污泥膨脹，往往在循環(huán)過(guò)程中，通過(guò)快速進(jìn)水的方式使系統(tǒng)在某一時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生較高的污泥絮體負(fù)荷。因此傳統(tǒng)SBR工藝中反應(yīng)池的進(jìn)水模式和方案對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行有很大的影響。在C-TECH工藝中，由于在池子首部設(shè)置有生物選擇器，使得活性污泥不斷地在選擇器中經(jīng)歷一高絮體負(fù)荷階段，從而有利于系統(tǒng)中絮凝性細(xì)菌的生長(zhǎng)。此外，在選擇器中較高的污泥絮體負(fù)荷可以提高污泥活性，使其能快速地去除廢水中的溶解性易降解基質(zhì)。一般地,由于溶解性易降解基質(zhì)較有利于絲狀性細(xì)菌的生長(zhǎng)，因此在選擇器中迅速地去除這部分基質(zhì)，可進(jìn)一步有效地抑制絲狀性細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖。由于C-TECH工藝的這些特性，可使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行不取決于污水處理廠的進(jìn)水情況，可以在任意進(jìn)水速率并且池子在完全混合的條件下運(yùn)行而不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。同步硝化反硝化和生物除磷C-TECH工藝中的池子構(gòu)造和操作方式可允許在一個(gè)循環(huán)中同時(shí)完成硝化和反硝化過(guò)程。C-TECH系統(tǒng)的一個(gè)重要特性是在工藝過(guò)程中不設(shè)缺氧混合階段的條件下，高效地進(jìn)行硝化和反硝化，從而達(dá)到深度去除氮的目的（見(jiàn)表3）。在C-TECH工藝中，硝化和反硝化在曝氣階段同時(shí)進(jìn)行（co-currentlyorsimultaneously）。運(yùn)行時(shí)控制供氧強(qiáng)度以及曝氣池中溶解氧濃度，使絮體的外周能保證有一個(gè)好氧環(huán)境進(jìn)行硝化，由于溶解氧濃度得到控制，氧在污泥絮體內(nèi)部的滲透?jìng)鬟f作用受到限制，而較高的硝酸鹽濃度（梯度）則能較好地滲透到絮體的內(nèi)部，因此在絮體內(nèi)部能有效地進(jìn)行反硝化過(guò)程。另外，在曝氣停止后的非曝氣階段中，沉淀污泥床中也存在有一定的反硝化作用。通過(guò)污泥回流，將部分硝酸鹽氮帶入設(shè)在池首的生物選擇器中，因此在選擇器中也有部分反硝化功能。表3C-TECH工藝的除氮脫磷效果（85%累積頻率值，水溫為8.3度,

污泥泥齡為20天）BOD5(mg/l)COD(mg/l)TKN(mg/l)T-P(mg/l)NO-N(mg3/l)NH-N(mg4/l)PO-P(mg4/l)進(jìn)水3906506310出水6.32.22.54.52.0C-TECH系統(tǒng)中通過(guò)曝氣和非曝氣階段使活性污泥不斷地經(jīng)過(guò)好氧和厭氧的循環(huán)，這些反應(yīng)條件將有利于聚磷細(xì)菌在系統(tǒng)中的生長(zhǎng)和累積。因此C-TECH系統(tǒng)具有生物除磷的功能。生物除磷的效果很大程度上取決于進(jìn)水中所含有的易降解基質(zhì)的含量。在C-TECH工藝的選擇器中活性污泥通過(guò)快速酶去除機(jī)理吸附和吸收大量易降解的溶解性基質(zhì)，這些吸附和吸收的易降解基質(zhì)可用于后續(xù)的生物除磷過(guò)程，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的生物除磷功能起著非常重要的作用。根據(jù)Goronszy等人的研究，當(dāng)微生物體內(nèi)吸附和吸收大量易降解物質(zhì)而且處在氧化還原電位為+100mV至-150mV的交替變化的環(huán)境中時(shí)，系統(tǒng)可具有良好的生物除磷功能。圖2及圖3所示為典型C-TECH污水廠在進(jìn)水曝氣階段氨氮濃度硝酸鹽氮濃度以及溶解氧濃度的典型變化曲線。圖￡匚-TE匚H污水廠在進(jìn)水,曝氣階段氨氮濃度硝爵鹽氮濃度以及溶解氧怵度的典型變正曲統(tǒng)圖3圖3匚-TE6污水廠在進(jìn)水囁氣階段溶解氧液度的典型變化曲線油匚-2工藝控制方式C-TECH工藝中的池子流態(tài)呈完全混合式,通過(guò)溶解氧探頭測(cè)定池子中曝氣階段開(kāi)始時(shí)和曝氣階段結(jié)束時(shí)的溶解氧變化情況，從而可在生產(chǎn)性裝置上直接測(cè)得活性污泥的呼吸速率,所測(cè)得的污泥呼吸速率將直接作為調(diào)節(jié)曝氣階段曝氣強(qiáng)度和排除剩余污泥量的控制參數(shù)。由于這種控制方式能使池子中的溶解氧濃度與工藝要求相一致，故能最大程度地減少曝氣所需的能耗。4C-TECH工藝除磷脫氮應(yīng)用實(shí)例自七十年代以來(lái)，對(duì)循環(huán)式活性污泥法的機(jī)理及其應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究和開(kāi)發(fā)工作，工藝技術(shù)和設(shè)備不斷地得到完善，目前，循環(huán)式活性污泥法工藝在美國(guó)、澳大利亞、歐洲、亞洲等國(guó)的很多污水處理廠尤其在深度脫氮除磷方面得到大量應(yīng)用。迄今為止，操作循環(huán)為4小時(shí)的C-TECH系統(tǒng)已成功地應(yīng)用于日處理從500人口當(dāng)量（120ma/d）至400000人口當(dāng)量（210000m3/d）規(guī)模的污水處理廠。目前已經(jīng)投入運(yùn)行的最大的可變?nèi)莘e活性污泥法污水廠（采用C-TECH工藝）為澳大利亞的QuakersHill污水處理廠，該廠擬進(jìn)行分期建設(shè)，全部建成后，共有五組C-TECH池子。設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊布置方法，根據(jù)進(jìn)水水量情況逐步建成。目前已有二組51￡方池子投入運(yùn)行，每組池子長(zhǎng)度為131m，寬度為76m，池子表面積達(dá)9956m2。每組C-TECH池子的進(jìn)水端設(shè)有生物選擇器，位于池子中部污泥回流泵（靠池壁設(shè)置）將主反應(yīng)區(qū)的活性污泥回流至生物選擇器并與污水混合接觸，選擇器的平均水力停留時(shí)間為1.0小時(shí)（包括回流量）。選擇器的運(yùn)行可分為曝氣和不曝氣二種方式。處理出水通過(guò)5個(gè)同步運(yùn)行的撇水裝置排出系統(tǒng)，各個(gè)撇水器的撇水速率保持相等。每一操作循環(huán)為4小時(shí)，其中曝氣時(shí)間為2小時(shí)。撇水速率為13毫米/分鐘。每一組C-TECH池子的處理能力為100000人口當(dāng)量。采用管式橡膠膜曝氣裝置進(jìn)行曝氣和混合。該廠已運(yùn)行五年，其運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)表4。從該表可看出，C-TECH工藝具有非常高超的除磷脫氮效果。表4澳大利亞QuakersHill污水處理廠設(shè)計(jì)及運(yùn)行出水值比較設(shè)計(jì)值實(shí)際運(yùn)行結(jié)果出水指標(biāo)50%累積頻率?8〃)90%累積頻率^8〃)50%累積頻率?8〃)90%累積頻率?8〃)BOD515251015SS153059NH-N4120.51.1TN151TP10.8SVI(ml/g)15053澳大利亞BlackRock污水處理廠也是一個(gè)采用C-TECH工藝的污水處理廠，共設(shè)四個(gè)C-TECH池子，每個(gè)池子長(zhǎng)為120米，寬為60米,池子表面積為7200平方米,池子設(shè)計(jì)最大水深為5米.該廠最大日處理能力可達(dá)210000m3/d.進(jìn)水BOD為370mg/l,SS為360mg/l,TKN5為63mg/l,TP為&6mg/l.安裝在池子底部的圓盤式橡膠膜曝氣系

統(tǒng)提供曝氣和混合。在C-TECH池子中也結(jié)合有生物選擇器.每個(gè)池子設(shè)置八臺(tái)同步運(yùn)行可同時(shí)升降的長(zhǎng)度各為10米的撇水裝置.在設(shè)計(jì)該廠時(shí)進(jìn)行了為期一年的中試試驗(yàn)。聯(lián)邦德國(guó)波茨坦(Potsdam)污水處理廠設(shè)計(jì)平均日處理量為21082m3/d，最大設(shè)計(jì)小時(shí)流量為2490ma/ho在旱流流量條件下循環(huán)周期為4小時(shí)，在雨天流量下為3小時(shí)。系統(tǒng)共設(shè)4個(gè)C-TECH單元，內(nèi)置于2個(gè)圓形池子中，每個(gè)池子的直徑為52m，最大設(shè)計(jì)水深為5.5m。由于該廠進(jìn)水泵提升能力過(guò)大，對(duì)后續(xù)生物處理段造成很大的沖擊，其進(jìn)水氮的負(fù)荷波動(dòng)高達(dá)4倍以上，見(jiàn)圖4。Inilu-9niL-oads&t-otsl sampF^s圖Inilu-9niL-oads&t-otsl sampF^s圖4進(jìn)水之小時(shí)總就負(fù)荷總量波動(dòng)情況BfflueriMHN日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日gg"11r-jci□□rue.□mgw-j-iininc圖BfflueriMHN日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日gg"11r-jci□□rue.□mgw-j-iininc圖5進(jìn)水氮瓶速度25?msaaredsimi甘icn0090807060so怎3020HI□bEInluerttdaNrna/l]in3T￡ssmpl8E10EFRHno圖E出水氨氮儂度盡管氮的負(fù)荷波動(dòng)較大，但C-TECH系統(tǒng)高超的同時(shí)硝