【正文】 池來自沉砂池進(jìn)水好氧厭氧缺氧出水剩余污泥圖2 　倒置AAO 工藝流程Fig. 1 　Flow chart of inverted AAO process根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)不同，通過縮短初沉?xí)r間或者取消初沉池來滿足倒置AAO工藝的需要：初沉?xí)r間的縮短,一方面使得沉砂池出水中的微生物和部分或全部有機(jī)物直接進(jìn)入生化反應(yīng)系統(tǒng),增加了反應(yīng)池進(jìn)水的有機(jī)物總量,保證了脫氮除磷新工藝對碳源的需要,提高了化反應(yīng)系統(tǒng)對氮、磷的去除效率。另一方面為微生物提供了良好的棲息場所,使系統(tǒng)的生物種類和數(shù)量都大幅度提高。缺氧池、厭氧池配有攪拌設(shè)備,好氧池通過曝氣維持供氧。三個工藝段的作用如下：缺氧段,微生物利用進(jìn)水中有機(jī)物為碳源,使得回流污泥帶來的硝態(tài)氮反硝化,形成N2 或NxOy 逸至大氣中,達(dá)到脫氮目的；厭氧段,水中溶解氧和硝態(tài)氮結(jié)合氧均已消耗完畢處于厭氧狀態(tài),聚磷微生物利用胞內(nèi)聚磷分解產(chǎn)生的能量吸收污水中的易降解COD ,同時釋放磷酸鹽。好氧段前段主要降解污水中的有機(jī)質(zhì)并過量吸磷,到好氧區(qū)后段則BOD5大幅度降低,BOD5/TKN 值較低利于硝化菌的生長,主要進(jìn)行硝化反應(yīng)。缺氧段、厭氧段并無嚴(yán)格的界限,主要取決于工藝構(gòu)筑物采用的形式和前置反硝化的效果。生化反應(yīng)池較高的污泥濃度不僅從固定的生化反應(yīng)池容積中爭取到好氧池硝化所需要的反應(yīng)容積,而且活性污泥絮體內(nèi)部的缺氧微環(huán)境使得硝化和反硝化過程在曝氣時段內(nèi)就同步進(jìn)行,從而為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的脫氮效率創(chuàng)造了條件。倒置AAO 工藝具有以下特點(diǎn): ① 缺氧區(qū)位于工藝系統(tǒng)首端,優(yōu)先滿足反硝化碳源需求,強(qiáng)化了處理系統(tǒng)的脫氮功能。 ②所有的回流污泥全部經(jīng)過完整的厭氧釋磷與好氧吸磷過程,具有“群體效應(yīng)”,同時聚磷菌經(jīng)過厭氧釋磷后直接進(jìn)入生化效率較高的好氧環(huán)境,其在厭氧狀態(tài)下形成的吸磷動力可以得到充分利用,提高了處理系統(tǒng)的除磷能力。 ③通過取消初沉池或縮短初沉池停留時間,不僅增加了系統(tǒng)脫氮除磷所需的碳源,而且提高了處理系統(tǒng)內(nèi)的污泥濃度,強(qiáng)化了好氧區(qū)內(nèi)的同步反硝化作用,進(jìn)一步緩解了處理系統(tǒng)內(nèi)的碳源矛盾,提高了處理系統(tǒng)的脫氮除磷效率。 ④將常規(guī)A2/ O 工藝的混合液回流系統(tǒng)與污泥回流系統(tǒng)合二為一組成了唯一的污泥回流系統(tǒng),工藝流程簡捷,運(yùn)行管理方便,占地面積減少。 ⑤與常規(guī)A2/ O 工藝相比,倒置AAO 工藝的流程形式和規(guī)模要求與傳統(tǒng)法工藝更為接近,在老廠改造方面更具推廣優(yōu)勢。三、氧化溝工藝嚴(yán)格地說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，它早已超出原先的實(shí)踐范圍，出現(xiàn)了一系列除磷脫氮技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝流程。按照運(yùn)行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝，如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國應(yīng)用比較多，這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵?、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式氧化溝又可分為合建式和分建式?！〗惶婀ぷ魇窖趸瘻弦话悴捎煤辖ㄊ?，多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，不設(shè)二沉池和污泥回流設(shè)施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和SBR工藝的一些特點(diǎn)，可以根據(jù)水量水質(zhì)的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實(shí)現(xiàn)最佳的除磷脫氮效果。氧化溝具有以下特點(diǎn)： (1)工藝流程簡單，運(yùn)行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。 (2)運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的BOD平均處理水平可達(dá)到95%左右。 (3)能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。 (4)污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為20～30 d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單，運(yùn)行費(fèi)用低。 (5)可以除磷脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到除磷脫氮目的，脫氮效率一般＞80%。但要達(dá)到較高的除磷效果則需要采取另外措施。 (6)基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除BOD、去除BOD和NH3 N及去除BOD和脫氮三種情況下，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都有較大降低，特別是在去除BOD和脫氮情況下更省。同時統(tǒng)計表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。Carrousel原指游藝場中的循環(huán)轉(zhuǎn)椅，如下圖。為一個多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進(jìn)水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內(nèi)不停的循環(huán)流動，采用表面機(jī)械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個?？拷貧馄飨掠蔚膮^(qū)段為好氧區(qū)，處于曝氣器上游和外環(huán)的區(qū)段為缺氧區(qū)，混合液交替進(jìn)行好氧和缺氧，不僅提供了良好的生物脫氮條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。Orbal 氧化溝，即“0、2”工藝，由內(nèi)到外分別形成厭氧、缺氧、和好氧三個區(qū)域，采用轉(zhuǎn)碟曝氣。由于從內(nèi)溝(好氧區(qū))到中溝(缺氧區(qū))之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效率較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設(shè)備，不可避免的帶入相當(dāng)數(shù)量的溶解氧，使得除磷效率較差。三溝式氧化溝屬于交替運(yùn)行式氧化溝，由丹麥Kruger公司創(chuàng)建，如上圖。由三條同容積的溝槽串聯(lián)組成，兩側(cè)的池子交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子一直作為曝氣池。原污水交替地進(jìn)入兩側(cè)的池子，處理出水則相應(yīng)地從作為沉淀池的池中流出，這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率(達(dá)59%左右)，另外也有利于生物脫氮。三溝式氧化溝流程簡潔，具有生物脫氮功能，由于無專門的厭氧區(qū)，因此，生物除磷效果差，而且由于交替運(yùn)行，總的容積利用率低，約為55%，設(shè)備總數(shù)量多，利用率低。四、SBR工藝SBR是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)，其基本特征是在一個反應(yīng)池內(nèi)完成污水的生化反應(yīng)、固液分離、排水、排泥?？赏ㄟ^雙池或多池組合運(yùn)行實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水。SBR通過對反應(yīng)池曝氣量和溶解氧的控制而實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，具有很大的靈活性。SBR池通常每個周期運(yùn)行46小時，當(dāng)出現(xiàn)雨水高峰流量時，SBR系統(tǒng)就從正常循環(huán)自動切換至雨水運(yùn)行模式，通過調(diào)整其循環(huán)周期，以適應(yīng)來水量的變化。SBR系統(tǒng)通常能夠承受35倍旱流量的沖擊負(fù)荷。SBR工藝具有以下特點(diǎn)： (1) SBR工藝流程簡單、管理方便、造價低。SBR工藝只有一個反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進(jìn)步，目前自動控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運(yùn)行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。 (2) 處理效果好。SBR工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的(盡管是處于完全混合狀態(tài)中)，隨時間的延續(xù)而逐漸降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。 (3) 有較好的除磷脫氮效果。SBR工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。 (4) 污泥沉降性能好。SBR工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時由于SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。 (5) SBR工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)波動。(6) 其最大的缺點(diǎn)就是操作復(fù)雜，難以管理。首先，大部分SBR工藝采用間歇進(jìn)水、排水，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水需在幾個SBR反應(yīng)器之間頻繁切換；其次，SBR循環(huán)出現(xiàn)厭氧、好氧、缺氧環(huán)境，環(huán)境邊界變化范圍大，特定環(huán)境下優(yōu)勢菌屬的生化反應(yīng)是漸變和滯后的過程；此外，脫氮和除磷在同一反應(yīng)器中進(jìn)行，相互之間的影響在所難免。3. 適合于中型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較上述適合于中型污水處理廠的除磷脫氮工藝比較多，為了選擇出經(jīng)濟(jì)技術(shù)更合理的處理工藝，以下對上述適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。表21 適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較 工藝名稱氧化溝工藝倒置AAO工藝A2O工藝SBR工藝優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)筑物少，基建費(fèi)用省；，有穩(wěn)定的除P脫N功能；；； 理不容易降解的有機(jī)物；，污泥不需要消化處理，不需要污泥回流系統(tǒng)；，管理維護(hù)簡單；，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗(yàn)；，成本底；，二沉池。1．較A2O工藝省卻了污泥內(nèi)回流系統(tǒng)，節(jié)省了投資及運(yùn)行費(fèi)用；；；，肥效高。，運(yùn)行操作容易。6. 國內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗(yàn)；，流程形式和規(guī)模要求與傳統(tǒng)法工藝更為接近，在老廠改造方面更具推廣優(yōu)勢。；2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；，運(yùn)行效果穩(wěn)定；，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；，運(yùn)行費(fèi)用低；，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗(yàn)。；，占地省，處理成本底；3. 處理效果好，有穩(wěn)定的除P脫N功能；；不設(shè)專門的二沉池；，缺氧和好氧不是由空間劃分的，而是由時間控制的。缺點(diǎn)，對自動化控制能力要求高；；；。1存在活性污泥法的一些通病，如低溫條件下系統(tǒng)硝化功能將大幅度降低；。；2，污泥回流量大，能耗高。3. 用于小型水廠費(fèi)用偏高；。，對自動化控制能力要求高；；；，電耗增大；5除磷脫氮效果一般。綜上所述，可得比較適合本污水處理廠的工藝是倒置AAO工藝。因?yàn)檫@種工藝具有較好的除磷脫氮功能；具有提高對難降解生物有機(jī)物去除效果，運(yùn)行效果穩(wěn)定；技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；管理維護(hù)簡單，運(yùn)行費(fèi)用低；國內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗(yàn)技術(shù)先進(jìn)成熟，最為重要的是該工藝總水力停留時間少于其他同類工藝，節(jié)省基建費(fèi)用，占地面積相對較小，在市場經(jīng)濟(jì)的形勢下，寸土寸金，該工藝無疑具有非常大的吸引力。：倒置AAO生物反應(yīng)池分為三個部分，即缺氧池、厭氧池、好氧池。缺氧池、厭氧池配有攪拌設(shè)備,好氧池通過曝氣維持供氧。三個工藝段的作用如下：缺氧段,微生物利用進(jìn)水中有機(jī)物為碳源,使得回流污泥帶來的硝態(tài)氮反硝化,形成N2 或NxOy 逸至大氣中,達(dá)到脫氮目的；厭氧段,水中溶解氧和硝態(tài)氮結(jié)合氧均已消耗完畢處于厭氧狀態(tài),聚磷微生物利用胞內(nèi)聚磷分解產(chǎn)生的能量吸收污水中的易降解COD ,同時釋放磷酸鹽。好氧段前段主要降解污水中的有機(jī)質(zhì)并過量吸磷,到好氧區(qū)后段則BOD 大幅度降低,BOD/TKN 值較低利于硝化菌的生長,主要進(jìn)行硝化反應(yīng)。缺氧段、厭氧段并無嚴(yán)格的界限,主要取決于工藝構(gòu)筑物采用的形式和前置反硝化的效果。生化反應(yīng)池較高的污泥濃度不僅從固定的生化反應(yīng)池容積中爭取到好氧池硝化所需要的反應(yīng)容積,而且活性污泥絮體內(nèi)部的缺氧微環(huán)境使得硝化和反硝化過程在曝氣時段內(nèi)就同步進(jìn)行,從而為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的脫氮效率創(chuàng)造了條件。表22 倒置AAO工藝的主要運(yùn)行參數(shù)Tab. 1 　Main operating parameters of inverted AAO process運(yùn)行參數(shù)取值缺氧區(qū)水力停留時間（h）～厭氧區(qū)水力停留時間（h）～好氧區(qū)水力停留時間（h）～污泥回流比 R～泥齡 SRT（d）8～20好氧區(qū)溶解氧DO（mg/L）～污泥負(fù)荷常溫＜低溫＜污泥濃度(g/L)傳統(tǒng)活性污泥法老廠改造5～7常規(guī)A2O工藝污水廠改造新建污水廠選定核心構(gòu)筑物后,本設(shè)計的工藝流程也就相應(yīng)確定了。污水、污泥處理工藝流程見下圖。上清液至廠內(nèi)污水管出水沉砂池倒置AAO池配水井二次沉淀池污泥泵房污泥濃縮池格柵、泵房城市污水儲泥池鼓風(fēng)機(jī)房脫水間砂水分離器接觸消毒池柵渣砂渣外運(yùn)處理干泥外運(yùn)上清液至廠內(nèi)污水管事故超越管加氯消毒 主要生產(chǎn)構(gòu)筑物工藝設(shè)計 格柵間平面尺寸：長寬=，為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，格柵間內(nèi)設(shè)兩道機(jī)械格柵。，柵條間隙20毫米，安裝傾角60176。選用2臺BLQ－Y型格柵除污機(jī)，每臺過水流量為45144 m3/d。 污水提升泵房泵房采用半地下室鋼筋砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸：長寬=，采用立式污水泵抽升污水，泵房內(nèi)設(shè)五臺型號為300QW900—8—37的立式污水泵(四用一備)。單泵流量為900米3/小時，轉(zhuǎn)速980轉(zhuǎn)/分，電機(jī)功率37千瓦。每臺泵出水管上設(shè)微阻緩閉止回閥，起吊設(shè)備采用電動單梁起重機(jī)，最大起重量為3噸。 沉砂池沉砂池采用了佩斯塔（pista）沉砂池(分兩組設(shè)2池)， m、 m，用砂泵直接從砂斗底部經(jīng)吸水管排砂，由兩座沉砂池排出的泥砂經(jīng)2臺國產(chǎn)的砂水分離器處理后外運(yùn)處置。渦流沉砂池利用水力渦流，使泥沙和有機(jī)物分開，以達(dá)到除砂目的。污水從切線方向進(jìn)入圓形沉砂池，進(jìn)水渠道末端設(shè)一跌水檻，使可能沉積在渠道底部的砂子向下滑入沉砂池；還設(shè)有一個擋板，使水流及砂子進(jìn)入沉砂池時向池底流行，并加強(qiáng)附壁效應(yīng)。在沉砂池中間設(shè)有可調(diào)速的槳板，使池內(nèi)的水流保持循環(huán)。槳板、擋板和進(jìn)水水流組合在一起在沉砂池內(nèi)產(chǎn)生螺旋狀環(huán)流（如圖示），在重力作用下，使砂子沉下，并向池中心移動，由于越靠中心水流斷面越小，水流速度逐漸加快，最后將沉砂落入砂斗。而較輕的有機(jī)物，則在沉砂池中間部分與砂子分離。池內(nèi)的環(huán)流在池壁處向下，到池中間則向上，加上槳板的作用，有機(jī)物在池中心部位向上升起，并隨著出水水流進(jìn)入后續(xù)構(gòu)筑物。佩斯塔沉砂池除砂效率大于95％（砂?！荩?，有機(jī)物分離效率大于95％，大于鐘式沉砂池。 倒置AAO池倒置AA