【正文】 氧化溝一般不設(shè)初沉池，負(fù)荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費(fèi)用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進(jìn)微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率 (提高 20%)和動(dòng)力效率［達(dá) ～ kgO2/(kWh)］。 2．關(guān)于曝氣生物濾池 曝氣生物濾池實(shí)質(zhì)上是常說(shuō)的生物接觸氧化池，相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填 (濾 )料，在填料下鼓氣，是具有活性污泥特點(diǎn)的生物膜法。曝氣生物濾池 (BAF)70年代末起源于歐洲大陸，已發(fā)展為法、英等國(guó)設(shè)備制造公司的技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品。由于選用的填料不同，以及是否有脫氮要求，設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)是不同的，如要求處理出水 BOD SS＜ 20mg/L，去除 BOD5達(dá) 90%以上的工藝，其容積負(fù)荷為 ～ kgBOD5/(m3d)，水力停留時(shí)間 1～ 2h；以硝化 (90%以上 )為主的 工藝，其容積負(fù)荷為 ～ (m3d)，水力停留時(shí)間 2～ 3h。 一般認(rèn)為，生物膜法處理城市污水，在國(guó)內(nèi)尚需積累經(jīng)驗(yàn)，處理規(guī)模不宜過(guò)大，約 5 104m3/d左右為宜。國(guó)外 (主要在歐洲 )處理水量有達(dá)到 36104m3/d的，這與其填料材質(zhì)、自控手段和先進(jìn)的反沖洗裝置有關(guān)，也與其有長(zhǎng)期積累的運(yùn)行 管理經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。 3. 生物處理法的新進(jìn)展 生物處理法是目前研究得較多、新技術(shù)層出不窮的方法 ， 無(wú)論是好氧生物處理技術(shù) ， 還是厭氧生物處理技術(shù)都引起了研究人員的極大興趣。因?yàn)橛蒙锓ɡ?用的是微生物的新陳代謝作用 ， 以污染物質(zhì)為食料 ， 將其代謝成諸如 COH2O、 NH SO2等穩(wěn)定的小分子 ， 它的二次污染小 ， 對(duì)處理生活污水及與之性質(zhì)相近的有機(jī)污水有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。生物處理法自從問(wèn)世以來(lái) ， 其技術(shù)已獲得了極大的發(fā)展 ， 隨著人們生活水平的日益提高 ， 生活污水中的成也日益復(fù)雜 ， 因此用生物處理方法的目的也從以前能處理降解蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等一類物質(zhì)增加到也能處理合成洗滌劑、脫氮、脫磷及其它一些難降解的復(fù)雜有機(jī)物。這也就必然要求人們改革工藝 ， 過(guò)去由于厭氧生物處理的效率不盡人意 ， 處理時(shí)間也 較慢 ， 所以未引起人們的重視 ， 僅僅用來(lái)處理污泥或高濃度有機(jī)污水的預(yù)處理 ， 但現(xiàn)在由于能源緊張 ， 厭氧生物處理由于能產(chǎn)生能源物質(zhì) — 甲烷而越來(lái)越引起人們的青睞 ， 由此也出現(xiàn)了許多新的工藝。 (1) 活性污泥法的新發(fā)展 到目前為止 ， 對(duì)活性污泥法在運(yùn)行方式上還沒(méi)有大的突破 ， 往往所作的是一些局部的改進(jìn) ， 但在曝氣方式上確取得了較大的成果 ， 如純氧曝氣、深井曝氣、射流曝氣 ， 采用微氣泡擴(kuò)散器等 ， 這些都增大了氧轉(zhuǎn)移率、提高了氧的利用率使曝氣池中氧的濃度增加。如美日等國(guó)研制出的一種超微氣泡擴(kuò)散器 ， 氣泡直徑 50Lm， 氧吸收率達(dá) 90% ， Reid Engineering Company of Frederick shurg 等研制的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改進(jìn) ， 把沖刷曝氣 (Brush Aeration) 改進(jìn)透平曝氣 (Turbine Aeration) 避免了產(chǎn)生氣溶膠、飛濺、結(jié)冰等問(wèn)題。活性污泥法的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是朝多功能方向發(fā)展 ， 采用的方法有 ： 培養(yǎng)馴化專用細(xì)菌 ， 使活性污泥處理對(duì)象不局限于生活污水 ， 還可以處理如酚一類難降解的有毒有機(jī)物 ， 甚至馴化可以處理象氰一類有劇毒的無(wú)機(jī)物 ； 把活性污泥與其它處理 方法結(jié)合起來(lái) ， 如活性炭 — 活性污泥法 ， 它實(shí)際上是一種以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的綜合處理法 ； 固定活性污泥法是提供微生物附著的表面 ， 如合成纖維、塑料、細(xì)沙、粘土焦炭等 ， 使曝氣池同時(shí)存在附著相和懸浮相的生物 ； 這些都提高了活性污泥的凈化效率 ， 提高了抗有毒物質(zhì)等沖擊負(fù)荷的能力 ， 還具有脫色、脫氮、削減泡沫的效果 ， 國(guó)外已用于合成纖維、化工印染、煉油、煉焦等工業(yè)生產(chǎn)的污水處理 ； 活性污泥法與厭氧工藝結(jié)合來(lái)脫氮、脫磷等 ， 最典型的工藝是 AO(anaerobicoxic) 流程?；钚晕勰喾ㄟ€可和化學(xué)法 結(jié)合 ， 提高凈化多氯聯(lián)苯、有機(jī)磷的去除效果。 (2) 生物膜處理法的新進(jìn)展 生物膜法最早出現(xiàn)的工藝是 1893年在英國(guó)出現(xiàn)的將污水噴撒在粗濾料上而得以凈化的普通生物濾池 ， 它是最早出現(xiàn)而至今仍在不斷改進(jìn)和發(fā)展的人工生物處理設(shè)備。在它的基礎(chǔ)上 ， 出現(xiàn)了高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和生物接觸氧化等。近二三十年來(lái) ， 又出現(xiàn)了一些新型的生物膜法處理技術(shù) ， 如生物流化床 ， 它是以砂、焦炭、活性炭等顆粒材料作為載體 ， 其載體表面附著生長(zhǎng)著生物膜 ， 充氧后的污水以一定流速自下而上流動(dòng)使載處于流化狀態(tài) ， 載體上的生物膜可以充分地和 污水接觸 ， 使凈化效率提高 ， 它的工藝有空氣流床、純氧流動(dòng)床、三相流化床和厭氧兼型流化床工藝等?；钚陨餅V池是將生物濾池、曝氣池及二沉池結(jié)合為一體的新型污水處理工藝 ， 它的特點(diǎn)是將生物濾池的部分出水回流匯同二沉池的回流污泥一起進(jìn)入生物濾池 ， 用活性生物濾池處理生活污水和食品加工廢水的試驗(yàn)結(jié)果表明 ： 該系統(tǒng)具有處理效果好、效率高、 BOD 容積負(fù)荷大、不發(fā)生污泥膨脹和耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。另外還有空氣驅(qū)動(dòng)的生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和曝氣池相結(jié)合、藻類轉(zhuǎn)盤(pán)等。由于生物膜法的生態(tài)環(huán)境與活性污泥法的不同 ， 生物膜法生態(tài)系統(tǒng)中可以生長(zhǎng)藻 類、后生動(dòng)物等 ， 甚至可以生長(zhǎng)硝化菌及反硝化菌等 ， 因此可以用來(lái)脫氮等。 (3) 厭氧生物處理法的新發(fā)展 厭氧生物處理法也有一百多年的歷史 ， 它是利用厭氧微生物在無(wú)氧的條件下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解的技術(shù)。由于處理效率低、速度慢、且甲烷菌對(duì)環(huán)境要求嚴(yán)格不易控制等缺點(diǎn) ， 厭氧生物處理法長(zhǎng)期以來(lái)一般僅用于污泥處理 ， 它的主要工藝是化糞池、消化池等。但是由于近年來(lái)能源危機(jī)及環(huán)境污染加重 ， 厭氧生物處理由于其產(chǎn)物具有能源物質(zhì)而得到人們的重視 ， 一大批新的厭氧生物處理法技術(shù)相繼誕生 ， 為了提高厭氧微生物的濃度 ， 有使厭氧微生物附著 在載體表面的厭氧生物膜處理方法如厭氧生物濾池、厭氧轉(zhuǎn)盤(pán)、厭氧膨脹床、厭氧接觸氧化、厭氧檔板反應(yīng)器、厭氧流化床法 ， 以及象上流式厭氧污泥床反應(yīng)器 (UASB) 依靠微生物之間凝聚造粒而形成的自己固定法方法。還有人為地固定微生物包埋固定化法 ， 它是人為地把增殖速度緩慢的厭氧微生物高濃度地保持在處理系統(tǒng)中 ，提高處理速度、縮小處理設(shè)備并可用于處理低濃度的有機(jī)污水。如日本本田等人1988 年采用包埋固定厭氧微生物處理 TOC 為 150mg246。L 的人工配水 ， TOC 的去除率可達(dá) 95% 以上。在厭氧處理中 ， 甲烷的增殖速度 慢成為產(chǎn)氣的決定步驟 ， 因此為了保持甲烷發(fā)酵中高濃度的微生物 ， 出現(xiàn)了利用膜的固液分離法 ， 如柏分等人 1988 年利用超濾膜 (UF) 進(jìn)行甲烷發(fā)酵試驗(yàn) ， 結(jié)果表明 ： 提高了反應(yīng)器內(nèi)甲烷的濃度 ， TOC 的容積負(fù)荷為 2g246。L178。日 ， 其去除率可達(dá) %以上。厭氧生物處理法目前的發(fā)展趨勢(shì)是和其它生物處理方法聯(lián)用 ， 如厭氧 — 好氧復(fù)合工藝等 ， 具有節(jié)約投資、節(jié)省能源、污泥產(chǎn)量少、出水水質(zhì)好等一系列優(yōu)點(diǎn)。厭氧生物處理法正朝著能處理低濃度有機(jī)污水 ， 能夠脫磷脫氮且運(yùn)行維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)等方面發(fā)展。 4．活性污泥工藝的發(fā)展趨勢(shì) 通過(guò)幾十年的研究與實(shí)踐，活性污泥工藝已經(jīng)成為一種比較完善的工藝。在池形、運(yùn)行方式、曝氣方式、載體等方面已經(jīng)很難有較大的發(fā)展。用常規(guī)手段也已經(jīng)很難在生物學(xué)方面有所突破。 有學(xué)者 認(rèn)為該工藝未來(lái)兩個(gè)大的方向是膜分離技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。 (1) 膜分離技術(shù)的應(yīng)用 用膜分離代替沉淀進(jìn)行泥水分離，可帶來(lái)活性污泥工藝的以下變化： ① 不再存在污泥膨脹問(wèn)題。在調(diào)控活性污泥系統(tǒng)時(shí)，不必再考慮污泥的沉降性能問(wèn)題，從而使工藝控制大大簡(jiǎn)化； ② 曝氣池的污泥濃度將大大提高 (ＭＬＳＳ可以大于 20210ｍｇ /Ｌ )從而使系統(tǒng)可在超大泥齡、超低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，充分滿足去除各種污染物質(zhì)的需要； ③ 在同樣的處理要求下，可使曝氣池容積大大減小，節(jié)省處理廠的占地面積； ④ 污泥濃度的提高，將要求較高的曝氣速率，因而純氧曝氣將隨著膜分離而被大量采用。 雖然膜分離目前還存在易堵塞等方面的問(wèn)題，但這些問(wèn)題正逐步得到解決。實(shí)際上，目前已有一批膜分離活性污泥系統(tǒng)在運(yùn)行，如日本Ｈｉｒｏｓｈｉｗａ市的Ｈｉｇａｓｈｉ污水處理廠的膜分離系統(tǒng)已連續(xù)運(yùn)行 3年。 (2) 分子生物技術(shù)的應(yīng)用 目前分子生物技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于污水 處理領(lǐng)域。為搞清聚磷菌除磷的生化機(jī)理，已開(kāi)始用分子診斷技術(shù)獲取聚磷菌的遺傳信息。現(xiàn)在從活性污泥中已發(fā)現(xiàn)的30多種絲狀菌中，只有 4種準(zhǔn)確命名及生物分類學(xué)定位，因?yàn)檫@些絲狀菌大部分無(wú)法進(jìn)行分離純培養(yǎng)。目前正用分子診斷技術(shù)進(jìn)行這些絲狀菌的生物學(xué)定位，以進(jìn)一步準(zhǔn)確了解其特性。 分子診斷技術(shù)的大量應(yīng)用，活性污泥微生物基因庫(kù)的建立，在此基礎(chǔ)上用基因技術(shù)培育具有高效活性的污泥菌種，進(jìn)一步提高處理效果，是未來(lái)發(fā)展的方向。 三、 本課題研究?jī)?nèi)容 黃閣鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)用地面積 14萬(wàn)㎡ ,廠區(qū)地形較為平坦，地面標(biāo)高 。規(guī)劃人口 ，近期 30000 人， 2021 年發(fā)展為 82021 人，該鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模為近期 20210m179。/d，遠(yuǎn)期約 30000m179。/d,其中，工業(yè)與公共建筑最大日污水量 13300m179。/d,排水采用合流制。該污水處理廠首期工程建成后，接納的污水以生活污水為主，少量的工業(yè)廢水，故污水水質(zhì)按一般的生活污水性質(zhì)考慮。 本污水處理廠的設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)為： 項(xiàng)目 BOD5 CODCR SS NH3N TN TP 磷酸鹽 進(jìn)水水質(zhì) （ mg/l） 140 280 160 25 35 4 3 出水水質(zhì) （ mg/l） 20 60 20 8 20 以本工程處理水量：近 期： 20210m179。/d 遠(yuǎn) 期： 30000m179。/d 據(jù)此，該廠按遠(yuǎn)期 30000m179。/d 建設(shè)完成，污水廠主要處理構(gòu)筑物 （如厭氧池和氧化溝） 擬分為二組，每組處理規(guī)模為 15000m179。/d。這樣既可滿足近期處理水量要求，又可以滿足未來(lái)遠(yuǎn)期的要求。 四、 本課題研究方案 本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)：（ 1）污水以有機(jī)污染物為主， BOD/COD=140/280=，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物 一般不超標(biāo)；（ 2）污水中主要污染物指標(biāo) BOD、 、 COD、 SS 都值都比國(guó)內(nèi)一般城鎮(zhèn)污水低，其去除率分別為 η BOD=()/140=%, η COD= （ 28060 ） /280=%, ηSS=(16020)/160=%, η NH5N=(258)/25=% ， η =[ （ 4 ）]/(4 )=%；（ 3）污水處理廠投產(chǎn)時(shí)，多數(shù)重點(diǎn)污染源治理工程已投入運(yùn)行。 針對(duì)以上特點(diǎn)，以及出水要求，現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，以采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。由于氮磷超 標(biāo)，處理工藝尚用硝化除磷。根據(jù)處理規(guī)模（ 2 萬(wàn)噸/天），進(jìn)出水質(zhì)（一般的生活污水），出水質(zhì)要求（國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》〈 GB8978— 1996〉中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），污水處理廠既要求有效地去除 BOD5，有要求對(duì)污水中的氮、磷進(jìn)行適當(dāng)處理，防止小虎瀝的富營(yíng)養(yǎng)化，以及該工程的造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用，當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件（包括地形、氣候、水資源），污水水量及其變化動(dòng)態(tài)，運(yùn)行管理與施工，并參考典型的工藝流程和各種生物處理法的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件。 本課題選擇典型的工藝流程，有兩種可供選擇的工藝： 1）普通 A/A/O 法處理工藝。 2）厭氧池 +氧化溝處理工藝。兩種工藝經(jīng)過(guò)比較，氧化溝除了具有 A/A/O的效果外，還具有如下特點(diǎn)：（ 1）具有獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)，缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮效果。（ 2）不設(shè)初沉池，有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度。（ 3） BOD 負(fù)荷低，使氧化溝具有對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥產(chǎn)率低，勿需進(jìn)行硝化處理。（ 4）脫氮效果還能進(jìn)一步提高。（ 5）電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用低。（ 6） A/A/O 工藝雖然具有一定的脫氮除磷效果，但是，構(gòu)筑物比較多， 工藝比較復(fù)雜，造價(jià)也高。 所以本課題選擇厭氧池 +氧化溝處理工藝。 本課題研究方案即工藝流程初定如下： 厭氧池 +氧化溝處理工藝 五、 研究目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度： 研究目標(biāo)： 改革開(kāi)放以來(lái)，在我國(guó)的大中型城市中，建設(shè)了一批污水處理設(shè)施，對(duì)于保護(hù)大中型城市的環(huán)境，治理水污染起到了很大作用。隨著我國(guó)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，我國(guó)農(nóng)村城市化的速度將大大加快，大量的小城鎮(zhèn)將迅速興起，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末，全國(guó)設(shè)市城市將達(dá) 1200 個(gè)左右，建制鎮(zhèn) 25000～3O000 個(gè)左右，全國(guó)城鎮(zhèn)人口達(dá) 億左右，城市化水平 約為 45%，其中小城鎮(zhèn)人口所占比例達(dá) 65%左右。從發(fā)展眼光看，今后我國(guó)的大部分人口將生活在中小城鎮(zhèn)。 目前全國(guó)共有 1700O 個(gè)建制鎮(zhèn)，絕大多數(shù)沒(méi)有排水和污水處理設(shè)施，而且，由于二十幾年來(lái)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的蓬勃發(fā)展，造成一些中小城鎮(zhèn)尤其是經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)