【正文】 城市污水處理工藝匯總污水處理工藝選擇準則我國城市污水處理及污染防治技術(shù)政策中對污水處理的工藝選擇提出了四條準則：①城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、受納水體的環(huán)境功能及當?shù)氐膶嶋H情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟比較后優(yōu)選確定。②工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟指標包括：處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體環(huán)境效益等。③應(yīng)切合實際地確定污水進水水質(zhì)，優(yōu)化工藝設(shè)計參數(shù)。必須對污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進行詳細調(diào)查或測定，作出合理的分析預(yù)測。在水質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜或特殊時，應(yīng)進行污水處理工藝的動態(tài)試驗。④積極審慎地采用高效經(jīng)濟的新工藝。對在國內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝，必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗，提供可靠設(shè)計參數(shù)后再進行應(yīng)用。處理工藝選擇（1）按城市污水處理及污染防治技術(shù)政策推薦，日處理能力在20萬立方米以上（不包括20萬立方米／日）的污水處理設(shè)施，一般采用常規(guī)活性污泥法。也可采用其他成熟技術(shù)；日處理能力在10－20萬立方米的污水處理設(shè)施，可選用常規(guī)活性污泥法、氧化溝法、SBR法和AB法等成熟工藝；日處理能力在10萬立方米以下的污水處理設(shè)施，可選用氧化溝法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物濾池法等技術(shù)，也可選用常規(guī)活性污泥法。（2）按城市污水處理及污染防治技術(shù)政策要求，在對氮、磷污染物有控制要求的地區(qū)，應(yīng)采用具備較強的除磷脫氮功能的二級強化處理工藝。日處理能力在10萬立方米以上的污水處理設(shè)施，一般選用A/O法、A/A/O法等技術(shù)。也可審慎選用其他的同效技術(shù)；日處理能力在10萬立方米以下的污水處理設(shè)施，除采用A/O法、A/A/O法外，也可選用具有除磷脫氮效果的氧化溝法、SBR法、水解好氧法和生物濾池法等。（3）按城市污水處理及污染防治技術(shù)政策許可，在嚴格進行環(huán)境影響評價、滿足國家有關(guān)標準要求和水體自凈能力要求的條件下，可審慎采用城市污水排入大江或深海的處置方法。城市污水二級處理出水不能滿足水環(huán)境要求時，在有條件的地區(qū)，可利用荒地、閑地等可利用的條件，采用土地處理系統(tǒng)和穩(wěn)定塘等自然凈化技術(shù)進一步處理。處理工藝介紹 常規(guī)活性污泥法常規(guī)活性污泥法是目前應(yīng)用較普遍的處理技術(shù)，又稱普遍活性污泥法或傳統(tǒng)活性污泥法，適合于食品、釀造、石油化工、城市生活污水等含有機物高的污水處理。工藝上采用沉淀、過濾、曝氣和二次沉淀，曝氣池和二次沉淀池是主要裝置。運行條件是：供給充足的氧，適當?shù)臏囟?0～50℃，養(yǎng)料，pH值6～9，BOD氮、磷成一定比例，污水中毒物在細菌能承受的范圍內(nèi)?；钚晕勰喾ㄊ且詰腋∩L的微生物在好氧條件下對污水中的有機物、氨氮等污染物進行降解的廢水生物處理工藝。該法是在人工充氧條件下，對污水和各種微生物群體進行連續(xù)混合培養(yǎng)，形成活性污泥，通過對污染物的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。典型的活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)組成。曝氣池為反應(yīng)主體；沉淀池的作用是進行泥水分離，保證回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度；回流系統(tǒng)用來維持曝氣池的污泥濃度，并通過改變回流比，改變曝氣池的運行工況；剩余污泥排放系統(tǒng)是去除有機物的途徑之一；供氧系統(tǒng)主要由供氧曝氣風(fēng)機和專用曝氣器構(gòu)成向曝氣池內(nèi)提供足夠的溶解氧?；钚晕勰喾ǖ幕玖鞒虨椋何鬯突亓鞯幕钚晕勰嘁黄疬M入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機站送來的壓縮空氣，通過鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴散裝置，以細小氣泡的形式進入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，還使混合液處于劇烈攪動的狀態(tài)，形懸浮狀態(tài)。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸，使活性污泥反應(yīng)得以正常進行。第一階段，污水中的有機污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團的表面上，這是由于其巨大的比表面積和多糖類黏性物質(zhì)。同時一些大分子有機物在細菌胞外酶作用下分解為小分子有機物。第二階段，微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供給自身的增殖繁衍?；钚晕勰喾磻?yīng)進行的結(jié)果，污水中有機污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增長，污水則得以凈化處理。經(jīng)過活性污泥凈化作用后的混合液進入二次沉淀池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質(zhì)在這里沉淀下來與水分離，澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)。經(jīng)過沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出，其中大部分作為接種污泥回流至曝氣池，以保證曝氣池內(nèi)的懸浮固體濃度和微生物濃度；增殖的微生物從系統(tǒng)中排出，稱為“剩余污泥”。事實上，污染物很大程度上從污水中轉(zhuǎn)移到了這些剩余污泥中。活性污泥工藝的優(yōu)點是對不同性質(zhì)的污水適應(yīng)性強，建設(shè)費用較低?；钚晕勰喙に嚨娜秉c是運行穩(wěn)定性差，容易發(fā)生污泥膨脹和污泥流失，分離效果不夠理想?；钚晕勰喾ㄓ泻芏喾N型式，使用最廣泛的主要有三類：①傳統(tǒng)活性污泥法和它的改進型A/O、A2/O工藝；②氧化溝；③SBR工藝。傳統(tǒng)活性污泥法是應(yīng)用最早的工藝，它去除有機物的效率很高，在處理過程中產(chǎn)生的污泥采用厭氧消化方式進行穩(wěn)定處理，對消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和運行費用都比較低，因而得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)活性污泥法與氧化溝和SBR工藝相比最大優(yōu)勢是能耗較低、運營費用較低，規(guī)模越大這種優(yōu)勢越明顯。對于大型污水廠來說，年運營費很可觀，比如規(guī)模為40104m3/d的污水廠，1m3污水節(jié)省處理費1分錢，一年就節(jié)省146萬元。傳統(tǒng)的活性污泥法與AB法相比，處理效率、運行穩(wěn)定性低于AB法，工程投資和運行費用高于AB法。傳統(tǒng)活性污泥法的主要缺點是處理單元多，操作管理復(fù)雜，特別是污泥厭氧消化要求高水平的管理，消化過程產(chǎn)生的沼氣是可燃易爆氣體，更要求安全操作，這些都增加了管理的難度。但由于大型污水廠背靠大城市，技術(shù)力量強，管理水平較高，能滿足這種要求，因而常規(guī)活性污泥法的缺點不會成為限制使用的因素。 氧化溝法 一般原理氧化溝污水處理工藝是由荷蘭衛(wèi)生工程研究所（TNO）在20世紀50年代研制成功的。第一家氧化溝污水處理廠于1954年在荷蘭Voorshoper市建成投入使用。從本質(zhì)上看，氧化溝工藝是傳統(tǒng)活性污泥工藝的一種變形，所以工作原理本質(zhì)上與活性污泥法相同，但運行方式不同。氧化溝工藝對傳統(tǒng)活性污泥工藝的變形主要在以下三個方面：（1）池改為溝。傳統(tǒng)工藝的曝氣池有推流式和完全混合式兩種，推流式一般為矩形，完全混合式一般為圓形池。氧化溝則改成了封閉的環(huán)狀溝，因此氧化溝也稱為連續(xù)循環(huán)曝氣池。污水和混合液（包括回流污泥）在溝內(nèi)進行連續(xù)循環(huán)幾十圈才能流出溝外。這種溝型結(jié)構(gòu)，具備了推流式和完全混合式的雙重特點。首先，污水一經(jīng)進入池中，立即與池內(nèi)混合液完全混合，經(jīng)幾十圈的循環(huán)，各點的污染物濃度基本一致。若某時刻進入高濃度或有毒工業(yè)廢水進入溝內(nèi)后，其濃度會很快被稀釋，使其影響降低至最小。這是氧化溝工藝抗沖擊負荷能力強的主要因素。其次，從循環(huán)一圈來看，氧化溝又有推流的特征，因為污水在溝中要循環(huán)幾十圈，不產(chǎn)生像完全混合式那樣，易發(fā)生短路。由此可見，氧化溝工藝綜合了推流式和完全混合式的優(yōu)點。（2）低負荷高污泥齡。由于氧化溝運行方式，污水在溝內(nèi)循環(huán)幾十圈，決定了水力停留時間和曝氣時間充分延長，從而使有機物負荷低污泥齡長的特點，在這樣條件下運行使出水水質(zhì)好，污泥在氧化溝中得以充分地穩(wěn)定，不需再進行厭氧消化處理。 （3）曝氣設(shè)備簡化。氧化溝的曝氣形式主要以表曝為主，常見的曝氣設(shè)備有水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)碟、垂直軸曝氣機、射流曝氣器等，與傳統(tǒng)工藝的鼓風(fēng)曝氣形式相比，氧化溝的曝氣系統(tǒng)大為簡化，運行管理方便。 氧化溝工藝主要設(shè)計參數(shù)氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質(zhì)上屬于延時曝氣系統(tǒng)。以下為一般氧化溝法的主要設(shè)計參數(shù)：水力停留時間：10－40小時污泥齡：一般大于20天有機負荷：－（）容積負荷：－（）活性污泥濃度：2000－6000mg/l溝內(nèi)平均流速：－ 氧化溝的技術(shù)特點氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池（Cintinuous Loop Reator，簡稱CLR）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行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動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，也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。氧化溝法由于具有較長的水力停留時間，較低的有機負荷和較長的污泥齡。因此相比傳統(tǒng)活性污泥法，可以省略調(diào)節(jié)池、初沉池、污泥消化池，有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因為巧妙結(jié)合了CLR形式和曝氣裝置特定的定位布置，是式氧化溝具有獨特水力學(xué)特征和工作特性：（1）氧化溝結(jié)合推流和完全混合的特點，有力于克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區(qū)上游安排入流，在入流點的再上游點安排出流。入流通過曝氣區(qū)在循環(huán)中很好的被混合和分散，混合液再次圍繞CLR繼續(xù)循環(huán)。這樣，氧化溝在短期內(nèi)（如一個循環(huán)）呈推流狀態(tài)，而在長期內(nèi)（如多次循環(huán)）又呈混合狀態(tài)。這兩者的結(jié)合，即使入流至少經(jīng)歷一個循環(huán)而基本杜絕短流，又可以提供很大的稀釋倍數(shù)而提高了緩沖能力。同時為了防止污泥沉積，必須保證溝內(nèi)足夠的流速（），而污水在溝內(nèi)的停留時間又較長，這就要求溝內(nèi)由較大的循環(huán)流量（一般是污水進水流量的數(shù)倍乃至數(shù)十倍），進入溝內(nèi)污水立即被大量的循環(huán)液所混合稀釋，因此氧化溝系統(tǒng)具有很強的耐沖擊負荷能力，對不易降解的有機物也有較好的處理能力。（2）氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化－反硝化生物處理工藝。氧化溝從整體上說又是完全混合的，而液體流動卻保持著推流前進，其曝氣裝置是定位的，因此，混合液在曝氣區(qū)內(nèi)溶解氧濃度是上游高，然后沿溝長逐步下降，出現(xiàn)明顯的濃度梯度，到下游區(qū)溶解氧濃度就很低，基本上處于缺氧狀態(tài)。氧化溝設(shè)計可按要求安排好氧區(qū)和缺氧區(qū)實現(xiàn)硝化－反硝化工藝，不僅可以利用硝酸鹽中的氧滿足一定的需氧量，而且可以通過反硝化補充硝化過程中消耗的堿度。這些有利于節(jié)省能耗和減少甚至免去硝化過程中需要投加的化學(xué)藥品數(shù)量。（3）氧化溝溝內(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質(zhì)，液體混合和污泥絮凝。傳統(tǒng)曝氣的功率密度一般僅為20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。這不僅有利于氧的傳遞和液體混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥顆粒。當混合液經(jīng)平穩(wěn)的輸送區(qū)到達好氧區(qū)后期，平均速度梯度G小于30秒－1，污泥仍有再絮凝的機會，因而也能改善污泥的絮凝性能。（4）氧化溝的整體功率密度較低，可節(jié)約能源。氧化溝的混合液一旦被加速到溝中的平均流速，對于維持循環(huán)僅需克服沿程和彎道的水頭損失，因而氧化溝可比其他系統(tǒng)以低得多的整體功率密度來維持混合液流動和活性污泥懸浮狀態(tài)。據(jù)國外的一些報道，氧化溝比常規(guī)的活性污泥法能耗降低20％－30％。另外，據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計資料顯示，與其他污水生物處理方法相比，氧化溝具有處理流程簡單，超作管理方便；出水水質(zhì)好，工藝可靠性強；基建投資省，運行費用低等特點。 氧化溝脫氮除磷工藝傳統(tǒng)氧化溝的脫氮，主要是利用溝內(nèi)溶解氧分布的不均勻性，通過合理的設(shè)計，使溝中產(chǎn)生交替循環(huán)的好氧區(qū)和缺氧區(qū)，從而達到脫氮的目的。其最大的優(yōu)點是在不外加碳源的情況下在同一溝中實現(xiàn)有機物和總氮的去除，因此是非常經(jīng)濟的。但在同一溝中好氧區(qū)與缺氧區(qū)各自的體積和溶解氧濃度很難準確地加以控制，因此對除氮的效果是有限的，而對除磷幾乎不起作用。另外，在傳統(tǒng)的單溝式氧化溝中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暫的經(jīng)常性的環(huán)境變化中使硝化菌和反硝化菌群并非總是處于最佳的生長代謝環(huán)境中，由此也影響單位體積構(gòu)筑物的處理能力。 脫氮除磷工藝氧化溝類型嚴格地說，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。按照運行方式，脫氮除磷工藝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、卡魯塞爾氧化溝及其改進型、奧貝爾（Orbal）氧化溝及其改進型。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?shù)娜毖醵巍捬醵?、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。交替工作式氧化溝一般采用合建式，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，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，又可以實現(xiàn)最佳的除磷脫氮效果。（1）PI型氧化溝PI（Phase Isolation）型氧化溝，即交替式和半交替式氧化溝，是七十年代在丹麥發(fā)展起來的，其中包括DE型、T型和VR型氧化溝，隨著各國對污水處理廠出水氮，磷含量要求越來越嚴，因而開發(fā)出現(xiàn)了功能加強的PI型氧化溝，主要由Kruger公司與Demmark技術(shù)學(xué)院合作開發(fā)的，稱為BioDenitro和BioDenipho工藝，這兩種工藝都是根據(jù)A/O和A2/O生物脫氮除磷原理，創(chuàng)造缺氧/好氧，厭氧/缺氧/好氧的工藝環(huán)境，達到生物脫氮除磷的目的。交替工作的氧化溝（DE型）1——沉砂池；2——曝氣轉(zhuǎn)刷；3——出水堰；4——排泥管；5——污泥井；6——氧化溝① DE型、T型氧化溝脫氮工藝DE型氧化溝由容積相同的A、B兩段組成。串聯(lián)運行，交替地作為曝氣池和沉淀池。一般以8h作為一個運行周期，該糸統(tǒng)可得到十分優(yōu)秀的水質(zhì)和穩(wěn)定的污泥。同樣不設(shè)污泥回流裝置。%。交替工作的氧化溝系統(tǒng)（T型）1——沉砂池；2——曝氣轉(zhuǎn)刷；3——出水溢流堰；4——排泥管；5——污泥井T型氧化溝由同容積的A、B、C三段組成。A、C交替作為曝氣池和沉淀池，中間的B一直作為曝氣池。原污水交替地進入兩側(cè)的溝池，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，但脫氮除磷效果不穩(wěn)定，由于無專門的厭氧區(qū)，因此，生物除磷效果差，而且由于交替運行，總的容積利用率