城市污水廠(chǎng)建設中污水處理工藝的選擇

摘 要：因污水水質(zhì)特性有別，對污水處理廠(chǎng)污水處理工藝的選擇，直接關(guān)系當地污水處理的效果，還關(guān)系到當地的可持續發(fā)展和環(huán)境建設。通過(guò)對多種污水處理工藝特點(diǎn)的對比介紹，闡述了在建設污水廠(chǎng)時(shí)對污水處理工藝的選擇。

關(guān)鍵詞：城市污水廠(chǎng)；污水處理；工藝

建設城市污水處理廠(chǎng)是水資源利用和水污染控制的必然趨勢，是可持續發(fā)展要求的必然結果。而污水處理廠(chǎng)工藝的選擇，直接關(guān)系到建設費用和運行費用的多少、處理效果的好壞、占地面積的大小、管理上的方便與否等關(guān)鍵問(wèn)題。因此，在進(jìn)行污水處理廠(chǎng)設計時(shí)，必須做好工藝方案的比較，以確定最佳方案。

處理廠(chǎng)工藝是指在達到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機組合。確定污水處理廠(chǎng)工藝的主要依據是所要達到的處理程度，而處理程度則主要取決于接受處理后污水的水體的自?xún)裟芰蛱幚砗笪鬯某雎?。因此，各個(gè)地區、各個(gè)城市的具體情況不同，需求不同，選擇的工藝亦有所不同。每種處理工藝方法均有其各自的特點(diǎn)及適應范圍，應根據當地的各種不同條件和要求選擇處理形式。

1 活性污泥法

活性污泥法是水體自?xún)舻娜斯娀?，是使微生物群體在曝氣池內呈懸浮狀，并和污水接觸而使之凈化的方法。包括標準活性污泥法、STEP 曝氣法、長(cháng)時(shí)間曝氣法、分段式曝氣法、限制曝氣法以及AB 法等傳統活性污泥法的改型和AO 法、AOO 等近年來(lái)開(kāi)發(fā)高效脫氮除磷工藝。目前，活性污泥法占主導地位，適用于處理生活污水所占比重較大的城市污水，但隨著(zhù)如AO 法、AOO 法、AB 法等新工藝的開(kāi)發(fā)，對于工業(yè)污水成份比較高的污水的處理效果也有了提高。

1.1 傳統活性污泥法

優(yōu)點(diǎn): ①不宜采用物理化學(xué)方法處理的廢水，BOD 去除率可達95 %以上。②建設投資額高，但處理的動(dòng)力費較低。缺點(diǎn):所需停留時(shí)間長(cháng)，設備龐大，基建投資大，因而要加各種構筑物，使各種構筑物容積增大，從而使處理廠(chǎng)面積增大，增加管理人員及管理難度。發(fā)展方向: ①為了廢水體系的組分、濃度均勻化，重新估價(jià)預處理，重新研究調整槽。②探討選擇活性污泥微生物系的菌種。③活性污泥法的設備中引入儀表化和擬定管理指標。

1.2 間歇式活性污泥法

近幾年來(lái)隨著(zhù)城市規模的不斷擴展以及城鎮自身的發(fā)展，下水道設施已呈現出大城市轉向中小城市、農村小鎮的趨勢，小規模污水處理設施逐步增加，農村小城鎮對于改善生活環(huán)境條件的要求越來(lái)越迫切了。

小規模污水處理設施與大規模處理設施比較，它的自然條件和社會(huì )條件大不相同，因此，必須研究采用適于小規模污水處理設施，用以取代過(guò)去的大規模處理方式。小規模污水處理應具備如下特點(diǎn): ①容易運行管理; ②維修方便; ③建設費用低; ④出水水質(zhì)良好。經(jīng)過(guò)國內外一些污水處理廠(chǎng)(如日本千葉縣的大原町污水凈化廠(chǎng)等) 的多年實(shí)踐證明，間歇式活性污泥法正是一種能滿(mǎn)足這些條件的處理方法。間歇式活性污泥法是采用一個(gè)處理池進(jìn)行曝氣、沉淀、排出處理水，使設備簡(jiǎn)單化、小型化，池內流態(tài)分明，運行管理方便，可做到無(wú)人運轉，對于流入污水的負荷變動(dòng)，有緩沖能力，處理性能穩定，不僅能去除有機物質(zhì)和懸浮固體而且脫氮效果好。間歇式活性污泥法具有代表性的方式，一般設2 個(gè)曝氣沉淀池，連續進(jìn)入混合污水，各自錯開(kāi)半個(gè)周期進(jìn)行運轉，運行一個(gè)周期為6h，周而復始，反復進(jìn)行。

1.3 AB 工藝法

AB 工藝法也稱(chēng)為吸附生物降解法，是20世紀70年代中期首先在德國興起的，是傳統活性污泥法的一種改型。從許多污水廠(chǎng)資料中表明該工藝在處理難降解的工業(yè)廢水或較高濃度的城市污水處理方面，它與普通活性污泥法相比，有特殊的凈化機制和多方面的優(yōu)越性。它把傳統活性污泥法的曝氣池分為兩段——A 段和B 段，A 段在對有機物質(zhì)吸附、吸收、氧化三種方式中，前兩者起主要作用，而B(niǎo) 段主要由后兩者起作用，特別是氧化作用占主要地位。

從工藝流程來(lái)看，AB 工藝的主要特征是: ①AB 工藝不設初沉池，污水經(jīng)細格柵、沉砂池后直接進(jìn)入A 段曝氣池; ②設置中間沉淀池，使A 段和B 段污泥嚴格分開(kāi)，單獨回流，保持各自的菌群特征; ③AB 工藝的A 段曝氣吸附池以高負荷運行，污泥泥齡較短，B 段曝氣池以低負荷運行; ④AB 工藝的A 段曝氣池可以根據污水組分進(jìn)行兼氧或好氧運行，改善污水的可生化性，這樣大大降低B 段曝氣池的負荷。因此，AB 工藝兩段曝氣池的總容積比傳統活性污泥法的曝氣池顯著(zhù)減小。

1.4 AO 法及AOO 法

AO 法及AOO 法是近年來(lái)開(kāi)發(fā)出的生物脫氮除磷新工藝，與傳統的化學(xué)和生物脫氮除磷相比，它還有效提高了BOD、COD、SS 的出水指標。AO 法是缺氧、好氧的簡(jiǎn)稱(chēng)，AOO 法是厭氧、缺氧和好氧的簡(jiǎn)稱(chēng)，脫氮是在缺氧段完成的，除磷則要求有厭氧段。AO 法主要是脫氮，AOO 法可以同時(shí)去除氮、磷。這兩種工藝都要求污水充分曝氣，使含氮有機物充分硝化，所以必須降低污泥負荷，延長(cháng)曝氣時(shí)間和增大鼓風(fēng)量。根據天津東郊污水處理廠(chǎng)和沈陽(yáng)市北部污水處理廠(chǎng)的實(shí)踐，采用AO 工藝比傳統活生污泥流程的曝氣池容積、二沉池容積、回流污泥量、鼓風(fēng)量和曝氣裝置數量都增大一倍左右，而且由于該工藝要求比較低的污泥負荷，否則不足以達到污泥好氧穩定，所以AO 法將帶來(lái)基建投資和電耗的大幅度增加。AOO 法在缺氧段前面還加有一個(gè)厭氧池，以達到對磷的有效去除效果，基建費用與電耗比AO 工藝更高點(diǎn)。

2 生物膜法

污水的生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種好氧生物處理技術(shù)。它是土壤自?xún)舻娜斯娀?，是使微生物群體附著(zhù)在其他物體表面上呈膜狀，并讓它和污水接觸而使之凈化的方法。包括生物濾池、生物轉盤(pán)、生物接觸氧化法等形式。 3 下水道內部處理

污水中含有微生物和容易同化的有機物，因此，如果污水處于一種需氧狀態(tài)(存在溶解氧)，則大部分有機物逐漸氧化為二氧化碳或轉化成新的細菌細胞。當污水在壓力管道中長(cháng)時(shí)間輸送時(shí)，就中斷了大氣中氧的供給，所剩余的溶解氧迅速被用光，短時(shí)間后特殊的微生物就開(kāi)始將硫酸鹽還原成硫化氫，因而此時(shí)的污水就稱(chēng)為腐化污水。當這種污水同空氣再次接觸時(shí)，會(huì )釋放出硫化氫，并在下水道的管壁上氧化成硫酸鹽，從而造成嚴重的危害與腐蝕。

4 序批式曝氣法(SBR 法)

序批式曝氣法(SBR) 是一種古老的工藝，最初是在一個(gè)池中間歇進(jìn)水、間歇曝氣，然后沉淀、排水、排泥，處理工序相當簡(jiǎn)化。如采用延時(shí)曝氣的SBR 法，還可省去污泥消化、沼氣貯存利用工序，整個(gè)污水廠(chǎng)只需要幾個(gè)構筑物。目前，我國只在一些規模不大的城市污水廠(chǎng)應用，規模為每天10 000m3 以下，但由于其突出的簡(jiǎn)易特點(diǎn)，已顯示出管理簡(jiǎn)單、運行穩定等優(yōu)點(diǎn)，引起人們廣泛的重視。該工藝不僅工藝簡(jiǎn)單，而且對水量水質(zhì)的變化有很強的適應性，可以省去調節池，不存在污泥膨脹的危險，污泥沉降性好，可以脫氮除磷，出水水質(zhì)好，占地省，在一定規模下造價(jià)省，運行費用低。它的缺點(diǎn)是進(jìn)水、曝氣倒換頻繁，且由于排出裝置，國內尚未形成該工藝，發(fā)展有一定限制，一直未能推廣。但仍是兩種很有潛勢的工藝，逐漸受到重視。SBR工藝近年來(lái)發(fā)展很快，已出現多種改型，目前常用的有以下幾種型式: ①傳統間歇進(jìn)水，間歇曝氣，這種型式對水量水質(zhì)變化適應性強，水量變化很大，水型污水廠(chǎng)最為適用。②連續進(jìn)水，間歇曝氣，對進(jìn)水不加控制，但必須使其不影響沉淀。③雙池串聯(lián)，連續進(jìn)水，前池連續曝氣，后池間歇曝氣，從后池往前池回流混合液以保持污泥濃度。后兩種形式均為連續進(jìn)水，可用于較大型污水處理廠(chǎng)。

5 結論

通過(guò)以上工藝的比較，我們不難看出，從處理效果上講，通?；钚晕勰喾ǖ奶幚硇瘦^高，生物膜法則較低，在活性污泥法中，SBR 法、氧化溝法、AB 法等處理效率更高。污水的有機物濃度高時(shí)，AB 法、AO 法等工藝比較有利。當有機物濃度低時(shí)，氧化溝、SBR 法等延時(shí)曝氣工藝具有明顯的優(yōu)勢。而傳統活性污泥法的適應范圍很廣，有機物濃度高、低都能很好適應，當其他工藝的優(yōu)點(diǎn)不明顯時(shí)，傳統污泥法往往是最好工藝。當對出水有脫氮除磷的特殊要求時(shí)，可根據要求的不同，利用AO 法、AOO 法等法實(shí)現脫氮或除磷或同時(shí)脫氮除磷。從投資方面來(lái)看，活性污泥法比其它方法要多一些，生物膜法較少，但生物膜法管理上有較嚴格的要求。從占地面積來(lái)講，傳統活性污泥法占地面積較大。目前從世界各國的污水處理看，大型污水廠(chǎng)多用傳統活性污泥法，小型污水廠(chǎng)中氧化溝則占很大比例。