建立城鎮(zhèn)水體污染治理工程成果轉(zhuǎn)化市場(chǎng)化
運(yùn)行機(jī)制,，搭建產(chǎn)業(yè)科研間橋梁
WATER POLLUTION CONTROL TECHNOLOGY MAJOR PROJECT
行業(yè)交流
BOUNCE
污水處理工藝主要包括三大類：1,、物化法,，2,、活性污泥法，3,、生物膜法,。其中，物化法包括加藥澄清,、活性炭吸附法,、離子交換法和電滲析法等；活性污泥法包括氧化溝,、A2/O,、SBR、AB法等,；生物膜法包括曝氣生物濾池,、生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化池,、生物流化床等工藝,。因MBR屬于生化與膜法的結(jié)合，相當(dāng)于提標(biāo)或者替代二沉池的一種手段或者工藝,，本文不再敘述,，僅做生化部分的介紹。下面主要介紹目前國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理較常見的幾種污水處理工藝,。
一,、氧化溝工藝
1,、工藝簡(jiǎn)介
氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名,。它是活性污泥法的一種變型,。因?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣谄貧馇乐胁粩嘌h(huán)流動(dòng)，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”,、“無(wú)終端曝氣池”,。氧化溝的水力停留時(shí)間長(zhǎng)，有機(jī)負(fù)荷低,，其本質(zhì)上屬于延時(shí)曝氣系統(tǒng),。
氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池作生物反應(yīng)池，混合液在該反應(yīng)池中一條閉合曝氣渠道進(jìn)行連續(xù)循環(huán),，氧化溝通常在延時(shí)曝氣條件下使用,。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度,，從而使被攪動(dòng)的液體在閉合式渠道中循環(huán),。
氧化溝一般由溝體、曝氣設(shè)備,、進(jìn)出水裝置,、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成，溝體的平面形狀一般呈環(huán)形,，也可以是長(zhǎng)方形,、L形、圓形或其他形狀,，溝端面形狀多為矩形和梯形,。
2、工藝優(yōu)點(diǎn)
①循環(huán)流量大,，使進(jìn)水達(dá)到快速混合稀釋,，具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。同時(shí),，由于氧化溝負(fù)荷低,，一般是在延時(shí)曝氣條件下運(yùn)行，水和固體停留時(shí)間長(zhǎng),，固體總量大,，因而對(duì)沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的緩沖作用；
②運(yùn)行中水力條件好,，不會(huì)產(chǎn)生污泥沉積,，因而使出水水質(zhì)穩(wěn)定；
③由于表曝型氧化溝采用倒傘型表面曝氣機(jī),，它的支承方式為浮軸式,，機(jī)械受力比較合理，因此具有使用壽命長(zhǎng),、易于維修管理,、能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行等特點(diǎn)。采用倒傘型表明曝氣機(jī),，供氧能力大,，設(shè)備數(shù)量少，日常維護(hù)工作量極小,，且對(duì)運(yùn)行管理人員沒有特殊要求,；
④可以通過(guò)改變曝氣機(jī)的工作數(shù)量、轉(zhuǎn)速調(diào)整其供氧氧能力和可節(jié)省電耗,；
⑤該工藝由于泥齡長(zhǎng),，污泥在氧化溝中趨于相對(duì)穩(wěn)定，不需要消化,。
⑥該工藝流程簡(jiǎn)單,，構(gòu)筑物少，控制管理較方便,。
3,、工藝缺點(diǎn)
①池深淺，占地面積相對(duì)較大,，基建投資較大,，使得工程造價(jià)和征地費(fèi)用增加；
②存在污泥膨脹問題,；
③存在泡沫問題,；
④存在污泥上浮問題；
⑤需要設(shè)置單獨(dú)的二沉池和污泥回流系統(tǒng),。
4,、適用范圍
廣泛應(yīng)用于大、中,、小城市,。
二、A2/O工藝
1,、工藝簡(jiǎn)介
A2/O是一種有效的除磷脫氮工藝,，是一種深度二級(jí)處理工藝，是傳統(tǒng)活性污泥工藝,、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合,，生物池通過(guò)曝氣裝置、推進(jìn)器（厭氧段和缺氧段）及回流渠道的布置分成厭氧段,、缺氧段,、好氧段,。A2/O生物除磷脫氮系統(tǒng)的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌,、聚磷菌組成,。在除磷方面利用聚磷菌的好氧聚磷，厭氧釋磷起到除磷效果,，脫氮方面在好氧階段硝化,，厭氧階段反硝化起到脫氮的作用。
2,、工藝優(yōu)點(diǎn)
①除磷脫氮效果明顯,，工藝比較成熟、運(yùn)行可靠,；
②總的水力停留時(shí)間少于其他同類工藝,；
③有效控制污泥膨脹；
④污泥中含磷濃度高,，具有很高的肥效,；
⑤運(yùn)行中勿需投藥，兩個(gè)A斷只用輕緩攪拌,，并不增加溶解氧濃度,，運(yùn)行費(fèi)用低。
3,、工藝缺點(diǎn)
①流程復(fù)雜,、構(gòu)筑物多、占地較大,、造價(jià)較高,；
②脫氮、除磷效果難于再行提高,，污泥增長(zhǎng)有一定的限度,，不易提高；
③用于中小型污水處理廠費(fèi)用偏高,；
④沼氣回收利用經(jīng)濟(jì)效益差,；
⑤對(duì)運(yùn)行工況的控制需要管理人員具有較高的專業(yè)知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)。
4,、適用范圍
大中型污水處理廠
三,、SBR工藝
1、工藝簡(jiǎn)介
SBR也稱為序批式活性污泥法,，是普通活性污泥法的改良,。SBR工藝的過(guò)程是按時(shí)序來(lái)運(yùn)行的，由進(jìn)水、反應(yīng),、沉淀,、潷水和閑置五個(gè)過(guò)程組成，從污水流入開始到閑置時(shí)間結(jié)束算做一個(gè)周期,。在一個(gè)周期內(nèi)所有上述過(guò)程都在一個(gè)設(shè)有曝氣系統(tǒng)或攪拌裝置的反應(yīng)池內(nèi)依次進(jìn)行,，這種操作周期周而復(fù)始反復(fù)進(jìn)行達(dá)到不斷進(jìn)行污水處理和生化降解的目的。
SBR在運(yùn)行過(guò)程中,，各階段的運(yùn)行時(shí)間,、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì),、出水水質(zhì),、出水質(zhì)量與運(yùn)行功能要求等靈活變化。
2,、工藝優(yōu)點(diǎn)
①理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推動(dòng)力增大,，效率提高，池內(nèi)厭氧,、好氧處于交替狀態(tài),，凈化效果好；
②運(yùn)行效果穩(wěn)定,，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀,，需要時(shí)間短、效率高,，出水水質(zhì)好,；
③耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有滯留的處理水,，對(duì)污水有稀釋,、緩沖作用，有效抵抗水量和有機(jī)污物的沖擊,；
④工藝過(guò)程中的各工序可根據(jù)水質(zhì),、水量進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)行靈活,；處理設(shè)備少,，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于操作和維護(hù)管理,；
⑤能有效控制活性污泥膨脹,；
⑥SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于擴(kuò)建和改造,；
⑦具有良好的脫氮除磷效果,；
⑧工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積省,、造價(jià)低,。
四,、CASS工藝
1、工藝簡(jiǎn)介
CASS生物處理法是周期循環(huán)活性污泥法的簡(jiǎn)稱,，又稱為循環(huán)活性污泥工藝,，是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，即在SBR池內(nèi)進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器,，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水,，間歇排水。CASS池分預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū),。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi),，微生物能通過(guò)酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過(guò)程,，這對(duì)進(jìn)水水質(zhì),、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用,，同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)起到抑制作用,，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程,。CASS工藝集反應(yīng),、沉淀、排水,、功能于一體,，污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過(guò)程，而微生物則處于好氧,、缺氧,、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對(duì)污染物去除作用,，同時(shí)還具有較好的脫氮,、除磷功能。
2,、工藝優(yōu)點(diǎn)
①無(wú)需設(shè)初沉池及二沉池,，占地面積小（比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省20%～35%建設(shè)面積）,，基建費(fèi)用低（比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省10%～25%）,；
②曝氣為間歇式，下一周期開始曝氣時(shí),，氧的濃度梯度大,，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運(yùn)行費(fèi)用可節(jié)省10%～25%,；
③在沉淀階段,，整個(gè)反應(yīng)區(qū)起沉淀池的作用，表面負(fù)荷低,，沉淀效果好,；
④運(yùn)行靈活，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),，出水穩(wěn)定,，每個(gè)周期的排水量一般不超過(guò)池內(nèi)總水量的1/3；
⑤使用范圍廣,，適合分期建設(shè),，對(duì)資金不足的地區(qū)更占優(yōu)勢(shì)；
⑥反應(yīng)池除COD同時(shí),，兼具脫氮除磷作用,，效果良好,；
⑦反應(yīng)池內(nèi)存在較大的濃度梯度,，且好氧、厭氧交替進(jìn)行,，能有效的抑制污泥膨脹,；
⑧污泥泥齢在20～35天，污泥穩(wěn)定性好,，脫水性能好,，產(chǎn)生剩余污泥量少。
3.工藝缺點(diǎn)
①間歇周期運(yùn)行,，對(duì)自控要求較高,；
②變水位運(yùn)行，電耗增大,；
③容積利用率較低,；
④污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好；
⑤生物的脫氮效果很難提高,；
⑥進(jìn)水閥門/啟閉機(jī)及曝氣閥門頻繁開啟,，質(zhì)量要求較高。
五,、曝氣生物濾池
1,、工藝簡(jiǎn)介
曝氣生物濾池（biologicalaeratedfilter，BAF）是20世紀(jì)80年代末90年代初在普通生物濾池的基礎(chǔ)上,，借鑒給水濾池工藝而開發(fā)的污水處理新工藝,，最初用于污水的三級(jí)處理，后發(fā)展成直接用于二級(jí)處理。
曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式,，也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式,。即在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填高比表面積的顆粒填料，以提供微生物膜生長(zhǎng)的載體,，并根據(jù)污水流向不同分為下向流或上向流,。污水由上向下或由下向上流過(guò)濾料層，在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣,，使空氣與污水逆向或同向接觸,，使污水中的有機(jī)物與填料表面生物膜通過(guò)生化反應(yīng)得到降解，填料同時(shí)起到物理過(guò)濾作用,。
2,、工藝優(yōu)點(diǎn)
①曝氣生物濾池同時(shí)具有生物氧化降解和過(guò)濾的作用，因而可獲得很高的出水水質(zhì),，可達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),。
②占地面積小，基建投資省,。曝氣生物濾池占地面積僅為常規(guī)工藝的1/10—1/5,。池容較小，基建投資比常規(guī)工藝節(jié)省至少20－30％,。
③運(yùn)行費(fèi)用低,。曝氣生物濾池工藝氧的傳輸利用效率很高，曝氣量小,，供氧動(dòng)力消耗低,。
④抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，耐低溫,。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,，曝氣生物濾池可在正常負(fù)荷2－3倍的短期沖擊負(fù)荷下運(yùn)行，而其出水水質(zhì)變化很小,。
⑤易掛膜,，啟動(dòng)快。曝氣生物濾池在水溫15℃左右,，2至3周即可完成掛膜過(guò)程,。
⑥曝氣生物濾池采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于后期改,、擴(kuò)建,，僅需并列增加濾池?cái)?shù)即可，不影響已有的工藝運(yùn)行,。
⑦采用自動(dòng)化控制,，易于管理,。同時(shí)由于其本身的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，因而也無(wú)需
⑧龐雜的自控設(shè)備,，更無(wú)需大量的人員技術(shù)培訓(xùn),。
⑨產(chǎn)生臭氣較少、環(huán)境質(zhì)量高,。
3,、適用范圍
曝氣生物濾池的應(yīng)用范圍較為廣泛，其在水深度處理,、微污染源水處理,、難降解有機(jī)物處理、低溫污水的硝化,、低溫微污染水處理中都有很好的功能,。
六、IBR工藝
1,、工藝簡(jiǎn)介
IBR生物處理工藝是一種集厭氧,、兼氧、好氧反應(yīng)及沉淀于一體的連續(xù)進(jìn)出水的周期循環(huán)活性污泥法,。它同時(shí)兼具按空間分割的連續(xù)流活性污泥法及按時(shí)間進(jìn)行分割的間歇性活性污泥法的優(yōu)點(diǎn),，與按空間分割的連續(xù)流活性污泥法相比，省去了污泥回流的環(huán)節(jié),，因而節(jié)省運(yùn)行能耗及減少處理設(shè)施及投資,；與按時(shí)間分割的間歇流活性污泥法相比,，具備連續(xù)進(jìn)出水的特點(diǎn),，因而減少了處理設(shè)施容積及總的土建投資。
按該工藝設(shè)計(jì)的反應(yīng)池利用設(shè)置于池底的三相分離器實(shí)現(xiàn)單池連續(xù)進(jìn),、出水,，間歇曝氣。通過(guò)調(diào)節(jié)曝停比營(yíng)造出污水在反應(yīng)池中的多級(jí)A/A/O狀態(tài),，使污水在反應(yīng)池中處于最佳狀態(tài)的脫N除P工況,，以最大限度地去除N和P。在工藝運(yùn)行過(guò)程中,，曝停比可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì),、水量、溫度,、季節(jié)的情況進(jìn)行調(diào)節(jié),，從而實(shí)現(xiàn)最佳量曝氣，系統(tǒng)節(jié)能的目的,。
污水處理系統(tǒng)配置的集中自控系統(tǒng)可以根據(jù)原污水水質(zhì),，靈活地控制IBR的運(yùn)行模式,，在保證出水水質(zhì)的前提下，使工藝的能量消耗最小化,。
2,、工藝優(yōu)點(diǎn)
①構(gòu)筑物少，用地節(jié)??；
②機(jī)電設(shè)備少，能量消耗低,、運(yùn)行費(fèi)用低,；
③控制簡(jiǎn)單；
④運(yùn)行無(wú)噪音污染,；
七,、人工濕地處理工藝
1、工藝簡(jiǎn)介
人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面,，將污水,、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中,，主要利用土壤,、人工介質(zhì)、植物,、微生物的物理,、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用,，對(duì)污水,、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括吸附,、滯留,、過(guò)濾、氧化還原,、沉淀,、微生物分解、轉(zhuǎn)化,、植物遮蔽,、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動(dòng)物的作用,。
2,、工藝優(yōu)點(diǎn)
①建造和運(yùn)行費(fèi)用便宜
②易于維護(hù),技術(shù)含量低
③可進(jìn)行有效可靠的廢水處理
④可緩沖對(duì)水力和污染負(fù)荷的沖擊
④可提供和間接提供效益,如水產(chǎn)、畜產(chǎn),、造紙?jiān)?、建材,、綠化、野生動(dòng)物棲息,、娛樂和教育,。
3、工藝缺點(diǎn)
①占地面積大
②易受病蟲害影響
③生物和水力復(fù)雜性加大了對(duì)其處理機(jī)制,、工藝動(dòng)力學(xué)和影響因素的認(rèn)識(shí)理解,，設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)不精確，因此常由于設(shè)計(jì)不當(dāng)使出水達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或不能達(dá)標(biāo)排放,，有的人工濕地反而成了污染源,。
④另外，據(jù)已有數(shù)據(jù),當(dāng)上下表面植物密度增大時(shí), 人工濕地系統(tǒng)處理效率提高,在達(dá)到其最優(yōu)效率時(shí),需2~3個(gè)生長(zhǎng)周期,，所以需建成幾年后才達(dá)到完全穩(wěn)定的運(yùn)行,。因此，目前人工濕地技術(shù)最大問題在于缺乏長(zhǎng)期運(yùn)行系統(tǒng)的詳細(xì)資料,。
八,、工藝對(duì)比圖
每一種工藝都有其優(yōu)缺點(diǎn)，工藝的選擇要因地制宜,，還和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)形勢(shì)相關(guān)密切,，現(xiàn)將幾種常用的污水處理工藝進(jìn)行多方面比較。
工藝性能對(duì)比圖
