【文章內(nèi)容簡介】 化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池（ Continuous Loop Reactor,簡稱 CLR）作生物反應(yīng)池，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)，同時(shí)污水和氧氣得到充分的混合。該方法通常在延時(shí)曝氣條件下使用。 氧化溝法在我國的大中型污水處理廠中得到了廣泛應(yīng)用，如昆明蘭花溝污水處理廠、桂林市東區(qū)污水處理廠、上海龍華肉 聯(lián)廠以及邯鄲市東污水廠等。其中邯鄲市東污水處理廠處理水量為 105m3/d，各項(xiàng)指標(biāo)（去除效率，下同）為 BOD595%， CODcr89%， SS94%， TN62%，TP53%[5]。 運(yùn)行實(shí)踐證明，氧化溝法具有處理工藝及構(gòu)筑物簡單，運(yùn)行管理方便，操作維護(hù)簡單；耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；出水水質(zhì)穩(wěn)定，工藝可靠性強(qiáng)；基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但存在占地大、氧利用率不高；污泥膨脹、上浮等缺點(diǎn)。 自 1920年英國 Sheffield建立的污水廠成為氧化溝技術(shù)先驅(qū)以來，氧化溝技術(shù)一直在不斷的發(fā)展和完善。其技術(shù)方面的提高 是在兩個(gè)方面同時(shí)展開的：一是工藝的改良；二是曝氣設(shè)備的革新。 國內(nèi)污水處理廠應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)屬卡魯塞爾氧化溝以及變形工藝，下面作簡單介紹。單級(jí)標(biāo)準(zhǔn)卡魯塞爾氧化溝工藝使用于 BOD5去除，氨氮去除以及延時(shí)曝氣等場合。有缺氧段的卡魯塞爾工藝，可在單一池內(nèi)實(shí)現(xiàn)部分反硝化作用，適用于有反硝化要求單要求不高的場合。在單級(jí)標(biāo)準(zhǔn)卡魯塞爾氧化溝的上游加設(shè)厭氧池，可提高活性污泥的沉降性能，有效抑制污泥膨脹，同時(shí)為生物除磷提供了先進(jìn)行磷的釋放、后進(jìn)行磷的過度吸收的場所，此工藝即卡魯塞爾 AC工藝。以上兩種工藝相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥工藝 的 A/O和 A2/O工藝。類似的還有卡魯塞爾 20xx工藝及其表形。 A/O法 A/O法是在傳統(tǒng)活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種缺氧 好氧生物法處理工藝。由于該工藝中好氧池和缺氧池形成硝化 反硝化系統(tǒng)，具有明顯的脫氮作用。 A/O法生物去除氨氮原理是在充氧的條件下（ O段） ,污水中的氨氮被硝化菌硝化為硝態(tài)中南大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 4 氮，大量硝態(tài)氮回流至 A段，在缺氧的條件下，通過兼性厭氧反硝化菌作用，以污水中有機(jī)物作為電子供體，硝態(tài)氮作為電子受體，使硝態(tài)氮被還原為無污染的氮?dú)猓萑氪髿庵卸罱K達(dá)到脫氮的目的。 硝化反應(yīng)： NH4+ + 2O2→ NO3+ 2H ++ H2O 反硝化反應(yīng)： 6NO3 + 5CH3OH（有機(jī)物） → 5CO2↑+ 7H2O + 6OH + 3N2↑ 此方法在有效去除 COD、 BOD、 SS的同時(shí)具有脫氮除磷的功能，且運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，能處理高濃度生活污水；運(yùn)行費(fèi)節(jié)省、好電少。但投資較大，運(yùn)行管理要求比較高。此方法在國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛，如北京市高碑店污水處理廠于 1993年投產(chǎn)，處理水量為105m3/d。出水水質(zhì)為 BOD5≤20mg/L,SS≤30mg/L[6]。 A2/O法 A2/O法即厭 氧 /缺氧 /好氧工藝。它把除磷、脫氮和降解有機(jī)物三個(gè)生化過程巧妙地結(jié)合起來，但工藝條件比較復(fù)雜。 此方法適用于那些對(duì)脫氮除磷要求較高的污水處理項(xiàng)目， .該工藝主要優(yōu)點(diǎn)是生化效率高、流程簡捷、管理方便、運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)節(jié)能，缺點(diǎn)是污泥回流，污泥處理工作量大，節(jié)能差。我國許多城市的污水處理廠，如廣州大坦沙污水處理廠、桂林的第四污水處理廠、泰安污水處理廠采用了該工藝。其中泰安污水處理廠處理水量為 104m3/d，各項(xiàng)指標(biāo)為 BOD5 %， CODcr %， %， %， %[7]。 AB法 AB法是吸附生物降解法 （ Absorption Biodegradation） 的簡稱，是 70年代中期開發(fā)的一種新工藝。該工藝不設(shè)初沉池，由污泥負(fù)荷較高的 A段和污泥負(fù)荷較低的 B段串聯(lián)組成，并分別有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。 A段為吸附段， B段為生物氧化段。 A段對(duì)有機(jī)物的去除，主要是靠污泥絮體的吸附作用， A段污泥產(chǎn)率較高，吸附能力較強(qiáng)，重金屬、難講解物質(zhì)以及氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)等，都可以通過污泥的吸附作用而得到去除。廢水經(jīng) A段處理后， BOD去除 40%～ 70%，可生化性有所提高，有利于 B段的工作。 B段為生物氧化段，主要依靠好氧微生物氧化分解水中的有機(jī)物質(zhì)。 AB法污水處理工藝在今年得到迅速發(fā)展，并應(yīng)用到許多城市污水處理廠，如青島海泊河污水處理廠，淄博市污水處理廠等，其中淄博污水處理廠處理水量為 105m3/d，各項(xiàng)指標(biāo)：中南大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 5 BOD590%， CODcr86%， SS90%， TN30%[8]。 運(yùn)行證明，該工藝處理高濃度生活污水效果好，且出水穩(wěn)定、水質(zhì)高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定性好，良好的脫氮除磷效果，投資省、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，還可根據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力分批建設(shè)。但 A/B法也存在污泥量 較 大、構(gòu)筑物及設(shè)備較 多、運(yùn)行管理復(fù)雜等缺點(diǎn)。 SBR法 SBR是序列間歇式活性污泥法（ Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式運(yùn)行的活性污泥處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。它由一個(gè)或多個(gè)曝氣反應(yīng)池組成，污水分批進(jìn)入池中，經(jīng)活性污泥凈化后，上清液排出池外即完成一個(gè)運(yùn)行周期。每個(gè)工作周期順序完成進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排放 4個(gè)工藝過程 [9]。 SBR法近年來在國內(nèi)外引起廣泛的重視和研究應(yīng)用， 1995年投產(chǎn)的澳大利亞吉郎市污水廠，采用的就是 SBR法污水處理工藝，處理水量為 7104m3/d，各項(xiàng)指標(biāo)為 %，%， %[10]。我國的第一座 SBR處理設(shè)施也于 1985年在上海市吳淞肉聯(lián)廠投入使用。 實(shí)踐證明， SBR法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（ 1）工藝流程簡單，占地少、造價(jià)低；（ 2）耐沖擊負(fù)荷，出水水質(zhì)穩(wěn)定，水質(zhì)好，脫氮除磷效果好；（ 3）運(yùn)行管理簡單，自控水平高，操作靈活，易于維護(hù)管理；（ 4）污泥沉降性能好，能有效防止絲狀菌膨脹。但 SBR法存在對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)和連續(xù)在線分析儀表要求高，運(yùn)行管理復(fù)雜的缺點(diǎn)。 MSBR法 MSBR （ Modified Sequencing Batch Reactor） 是改良式序列間歇反應(yīng)器，是 .Yang等人根據(jù) SBR技術(shù)特點(diǎn) [11~14]，結(jié)合傳統(tǒng)活性污泥法技術(shù)，研究開發(fā)的一種更為理想的污水處理系統(tǒng)。 MSBR法是 A2/O法和 SBR法工藝組合合成的工藝系統(tǒng)，它具有二者的一些優(yōu)點(diǎn)，因而出水水質(zhì)穩(wěn)定。 是 20世紀(jì) 80年代發(fā)展起來的處理工藝在北美、南美和韓國均有應(yīng)用，我國深圳鹽田處理廠在國內(nèi)首次采用該工藝 [15]。 MSBR 工藝目前被認(rèn)為是最新、集約化程度最高的污水處理工藝 .從系統(tǒng)的 可靠性、土建工程量、總裝機(jī)容量、節(jié)能、降低運(yùn)行成本和節(jié)約用地等多方面來看，均具有明顯優(yōu)勢 [16]。 生物膜法 生物膜法是利用附著生長于某些固體物表面的微生物（即生物膜）進(jìn)行有機(jī)污水處理的中南大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 6 方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。 根據(jù)生物膜與廢水的接觸方式，生物膜法可分為：填充式和浸漬式兩種。填充式包括生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤；浸漬式包括接觸氧化法和生物流化床。 生物膜法具有以下特點(diǎn)：（ 1）對(duì)水量、水質(zhì)、水溫變動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)； （ 2）處理效果好并具良好硝化功能；（ 3）污泥量?。s為活性污泥法的四分之三）且易于固液分離；（ 4）動(dòng)力費(fèi)用省。 UASB法 UASB 是升流式厭氧污泥反應(yīng)器的簡稱。由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。 UASB 的主要優(yōu)點(diǎn)是：（ 1） UASB 內(nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為 20～ 40g/L；（ 2）有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，采用中溫發(fā)酵時(shí)，容積負(fù)荷一般為 10kg COD/(m3d)左右；（ 3）無混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運(yùn)動(dòng)，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對(duì)下 部的污泥層也有一定程度的攪動(dòng)；（ 4）污泥床不填載體，節(jié)省造價(jià)及避免因填料發(fā)生堵賽問題；（ 5） UASB 內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，通?？梢圆辉O(shè)污泥回流設(shè)備。主要缺點(diǎn)是：（ 1）進(jìn)水中懸浮物需要適當(dāng)控制，不宜過高，一般控制在 100mg/L 以下；（ 2）污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象，影響處理能力； (3)對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突然變化較敏感，耐沖擊力稍差。 UASB 工藝近年來在國內(nèi)外發(fā)展很快，應(yīng)用面很寬，在各個(gè)行業(yè)都有應(yīng)用，生產(chǎn)性規(guī)模不等。實(shí)踐證明，它是污水實(shí)現(xiàn)資源化的一種技術(shù)成熟可行的污 水處理工藝，既解決了環(huán)境污染問題，又能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。 城市污水處理新技術(shù) MBR法 MBR是膜生物反應(yīng)器（ Membrane Bioreactor）的簡稱，是由膜分離技術(shù)和傳統(tǒng)的生物技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種先進(jìn)、高效的污水生物處理技術(shù)。 膜生物反應(yīng)器的基本原理與常規(guī)活性污泥法相似，不同的是它結(jié)合了高效膜分離技術(shù)，將活性污泥幾乎全部截留在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間和污泥泥齡的完全分離，使反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度大大提高，從而提高裝置的容積負(fù)荷。 中南大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 7 MBR工藝具有污染物去除率高 、出水水質(zhì)好、流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、并能大幅度去除細(xì)菌和病毒等許多常規(guī)工藝無法比擬的優(yōu)勢。近年來，這種工藝作為一種新型高效的廢水處理技術(shù)，在高層建筑的中水處理、糞便廢水處理以及工業(yè)、醫(yī)療廢水處理等方面得到越來越廣泛的關(guān)注 [17]。 20xx年投產(chǎn)的北京海淀區(qū)醫(yī)院污水處理項(xiàng)目，采用的就是 MBR法，處理水量 20m3/d，各項(xiàng)指標(biāo)為 BOD598%， CODcr80%，濁度 83%， NH3N93%，大腸桿菌數(shù) 98%[18]。 高級(jí)氧化技術(shù) 高級(jí)氧化技術(shù)是通過強(qiáng)活性自由基（如 OH等）來降解有機(jī)污染物的一種 先進(jìn)水處理技術(shù)。 OH的氧化電位是 ，僅次于氟的 ，它可使難降解的有機(jī)污染物發(fā)生開環(huán)、斷鍵、加成、取代、電子轉(zhuǎn)移等反應(yīng)，使大分子難降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成小分子易降解物質(zhì)，甚至可以直接氧化成 2CO 和 OH2 ，達(dá)到無害化處理的目的。根據(jù)反應(yīng)條件不同，高級(jí)氧化技術(shù)可分為濕式氧化方法、超臨界水氧化技術(shù)、光催化氧化水處理技術(shù)等。 脈沖電暈技術(shù) 此項(xiàng)技術(shù)是在污水水面上方幾毫米處放置一個(gè)可產(chǎn)生 1萬伏電壓的電極束，在盛放污水的 器皿底部安裝一個(gè)電極，接通電源后，電極束進(jìn)行脈沖式放電，形成冠狀電暈。電極束放電時(shí)，周圍空氣中生成具有強(qiáng)氧化性的自由基和臭氧，在高壓電的作用下，這些物質(zhì)可滲透至污水水面以下兩厘米處，自由基和臭氧可殺死污水中的微生物，并將水中的污染物轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)。據(jù)報(bào)道，國立莫斯科大學(xué)核物理研究所經(jīng)過研究，已經(jīng)做出電暈放電污水處理工藝實(shí)驗(yàn)樣機(jī) 。 光聚合法新型水處理技術(shù) 此技術(shù)采用常溫光引發(fā)技術(shù)，以多種水溶性單體為原料進(jìn)行新型熱泵水處理劑的合成開發(fā)。該方法室溫聚合，不需加熱，不消耗熱能，生產(chǎn)過程中具有節(jié)能作用。該 新型熱泵水處理劑原料易得，生產(chǎn)工藝簡單可行。主要應(yīng)用于各種污水處理，處理效果明顯優(yōu)于現(xiàn)有同類產(chǎn)品，使污水達(dá)到回收再利用的效果。 結(jié)語 據(jù)估計(jì)，到 20xx 年，我國城市生活污水排放總最為 1050 億 m3，其中村鎮(zhèn)污水排放量可中南大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 8 達(dá) 270 億 m3。 然而，我國目前城市生活污水處理率尚未達(dá)到 10%[19,20]。根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展 20xx 年遠(yuǎn)景規(guī)劃，到 20xx 年，城市生活污水處理率要達(dá)到 50%[19~21]。按照這一要求，大量城市生活污水有待處理。因此，急需發(fā)展，研制更為經(jīng)濟(jì)、更為高效或更為普遍適用的城鎮(zhèn)生活污 水處理技術(shù)。目前我國城市污水處理多以生物法為主，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境要求的提高以及世界水資源的日益緊張，僅憑生物法已經(jīng)不能滿足對(duì)水環(huán)境污染的治理要求。因此環(huán)保工作者必須研究和發(fā)展污水處理技術(shù)，以滿足水資源的保護(hù)和水污染的有效防治，以傳統(tǒng)的生物法處理為基礎(chǔ)，結(jié)合物理法化學(xué)法生化法，或研究開發(fā)其他新型高效的污水處理技術(shù)，對(duì)污水進(jìn)行深度處理，使處理水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后作為工業(yè)冷卻或日常沖洗、景觀 等用水，以提高水資源的重復(fù)利用率，創(chuàng)造更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益 。 中南大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 章 工藝比較與確定 9 第 2 章 工藝比較與確定 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1）設(shè)計(jì)規(guī)模為 18 萬 d/t ； （ 2）污水進(jìn)、出水各