【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 握，不同菌群的生物學(xué)特性日益為人們所熟悉。污水處理技術(shù)由以單純工藝改革向著以生物特性研究、促進(jìn)工藝改革的方向發(fā)展，以達(dá)到高效低耗。 生活污水和工業(yè)廢水脫氮除磷是我國(guó)需要緊迫解決的 問(wèn)題，目前發(fā)展趨勢(shì)為多種技術(shù)組合為一體的新技術(shù)、新工藝，如同步脫氮除磷好氧顆粒污泥技術(shù)、電 生物耦合技術(shù)、吸附 生物再生工藝以及利用光、聲、電與高效生物處理技術(shù)相結(jié)合處理高濃度有毒有害難降解有機(jī)廢水的新型 物化 生物處理組合工藝技術(shù)， 如光催化氧化 生物處理新技術(shù)、超聲波預(yù)處理 高效生物處理技術(shù)、電化學(xué)高級(jí)氧化 高效生物處理技術(shù)等。這些工藝與設(shè)備結(jié)合正在向模塊化方向發(fā)展 。 [1] 目前存在的問(wèn)題 a)污水處理廠建設(shè)資金的短缺 b)污水處理廠運(yùn)行經(jīng)費(fèi)不能到位 c)進(jìn)口設(shè)備的維修及設(shè)備備件的開(kāi)發(fā) d)污水處理工藝選擇有一陣風(fēng)的現(xiàn)象，不結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際情況選熱門(mén)藝 e)污水處理后的再生水得不到充分的利用 f)污泥沒(méi)有真正達(dá)到無(wú)害化，沒(méi)有最終處置的途徑 茂名學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì) 4 g)污水處理廠沒(méi)有除臭裝置 今后的發(fā)展趨勢(shì) a) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展與污水處理事業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 b) 扶植國(guó)內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)（污水處理行業(yè)）的發(fā)展 c) 多方籌資加速污水處理廠的建設(shè)，以最短的時(shí)間控制、治理已造成污染的水環(huán)境 d)改變污水處理行業(yè)的運(yùn)營(yíng)機(jī)制，由事業(yè)型向企業(yè)經(jīng)營(yíng)型轉(zhuǎn)變 e) 加強(qiáng)污水處理工藝選擇機(jī)制，為各地區(qū)污水處理廠建設(shè)的工藝 審查把關(guān) f)政府應(yīng)給予污水處理行業(yè)優(yōu)惠的政策 g)再生水回用 h)加大宣傳力度，提高全民水的憂患意識(shí) 污水處理中生物方法的比較 國(guó)內(nèi)外城市污水處理的流行工藝 國(guó)內(nèi)外城市污水處理工藝大致可分為兩大類：活性污泥法、生物膜法。 標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法作為脫氮的主要工藝 包含 了 幾種不同溶解氧濃度下的反應(yīng) ，或者是僅僅一種反應(yīng)在交互交互式的好 氧 /缺氧階段作用下，在非常規(guī)情況下，氧含量通常被控制在硝化和反硝化細(xì)菌共存的濃度上 ，這 證明了反硝化作用能發(fā)生在有氧的條件下 進(jìn)行，硝化作用也能在低溶解氧條件 下 進(jìn)行 ，然而，在非常規(guī)作用下氮的損 失總是引起關(guān)注，這種同時(shí)發(fā)生硝化和反硝化作用的現(xiàn)象 在許多領(lǐng)域都可以觀察到，甚至 從實(shí)驗(yàn)室到田地里水生植物 。 [2] 活性污泥法 針對(duì)城市污水處理的要求， 當(dāng)前流行的污水處理工藝有： AB 法、 SBR 法、氧化溝法、普通曝氣法 ， A2/O 法、 A/O 法 、 UNITANK 等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來(lái)的，且各有其特點(diǎn)。 AB 法 (Adsorption—Biooxidation AB 法污水處理工藝，系吸附 生物降解（ Adsorption—Biodegration） 工藝的簡(jiǎn)稱。是德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)賓克（ Bohnke） 教授于 70年代中期開(kāi)創(chuàng)的。從 80 年代開(kāi)始用于實(shí)踐。由于該工藝具有一系列獨(dú)特的特征，受到污水處理專家的重視 。 [3] 該工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧， A 級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量 大，污泥負(fù)荷 (kgMLSS?d)以上，池容積負(fù)荷 6kgBOD/(m3?d)以上； B 級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。 A 級(jí)與 B 級(jí)間設(shè)中間沉淀池。二級(jí)池子 F/M(污染物量與微生物量之比 )不同，形成不同的微生物群體。 AB 法盡管有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但不適合低濃度水質(zhì)，A 級(jí)和 B 級(jí)亦可分期建設(shè)。 SBR 法 (Sequencing Batch Reactor 第二章 工藝流程的確定 5 SBR 法早在 20 世紀(jì)初已開(kāi)發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開(kāi)發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性 SBR工藝，如 ICEAS 法、 CASS 法、 IDEA 法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，由于只有一個(gè)反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占 地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活，可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。 當(dāng)序批式活性污泥系統(tǒng)工作時(shí)，單個(gè)反應(yīng)器就可以實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化和除磷過(guò)程。和標(biāo)準(zhǔn)活性污泥系統(tǒng)相比，序批式活性污泥系統(tǒng)有很多優(yōu)勢(shì)，如 :運(yùn)行費(fèi)用較低、脫氮除磷效率高、污泥膨脹少等。另外，處理階段的先后順序可以適用于各種處理方法。例如：當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物生物去除（ BNR）工藝對(duì)處理階段順序進(jìn)行如下調(diào)整時(shí)，工藝已經(jīng)可以非常成功地被使用；對(duì)填充物、填料、厭氧段、缺氧段、好氧段、空閑段等進(jìn)行安排，使每一段維持特定的時(shí)間。 為了促 進(jìn)傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)聚磷微生物的生長(zhǎng)，厭氧 好氧的次序和厭氧段中脂肪酸短鏈的存在性都有要求。在厭氧條件下，聚磷菌通過(guò)它們的細(xì)胞膜吸收利用細(xì)胞內(nèi)聚磷水解釋放的能量，將脂肪酸轉(zhuǎn)化為醋酸。然后再轉(zhuǎn)化為植物血凝素和糖類。在厭氧條件下，磷的釋放與有機(jī)物的存貯有關(guān)。在好氧條件下，糖類被用作細(xì)胞生長(zhǎng)和聚磷的能量源。當(dāng)磷的聚集量超過(guò)細(xì)胞正常生長(zhǎng)所需要的量或者生物量過(guò)剩時(shí)，普遍認(rèn)為生物除磷能力會(huì)提高。因?yàn)樵诨|(zhì)可以被除磷生物體利用之前，反硝化菌消耗了一部分基質(zhì)，所以反硝化作用使生物除磷過(guò)程更加復(fù)雜。這就限制了該系統(tǒng)的除磷作用 。因此，氮的轉(zhuǎn)化抑制了厭氧區(qū)磷的釋放。根據(jù)最近的研究表明，一些除磷微生物可以利用硝酸鹽代替氧氣和好氧嗜磷菌之類作為電子受體。減少磷釋放的一個(gè)可能原因是反硝化細(xì)菌吸收硝酸鹽的同時(shí)對(duì)磷酸鹽進(jìn)行積累。如果聚磷菌完全不同于反硝化菌，它們對(duì)有機(jī)基質(zhì)的爭(zhēng)奪將會(huì)造成脫氮能力的下降。 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的生物除磷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，像硝酸鹽或氧氣這樣的電子受體，電子供體（ COD）都包含在厭氧階段中。在實(shí)踐中，生物除磷通常和脫氮同時(shí)進(jìn)行。因此，這很容易將硝酸鹽引入?yún)捬醵?。厭氧區(qū)中磷的釋放要么在無(wú)氧條件下利用硝酸鹽作為最終電子受體，要么在有氧條件 下利用溶解氧作為最終電子受體。 CAomeau 報(bào)道說(shuō) ,當(dāng)回流污泥硝酸鹽濃度小于 5 毫克 /升時(shí)，磷在厭氧階段可以被釋放。 PH 值的變化通?？梢詾槌掷m(xù)生物反應(yīng)提供了一個(gè)很好的指示。監(jiān)測(cè)序批式活性污泥法系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)物去除 PH值的分布將可以提供處理工藝的優(yōu)化方法。 [4] 因 為 每個(gè)池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來(lái)說(shuō)并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠 。 氧化溝法 (Oxidation Ditch) 如同活性污泥法一樣，自從第一座氧化溝問(wèn)世以來(lái)， 至今氧化溝工藝演變出了許多茂名學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì) 6 變形工藝方法及配套設(shè)備。根據(jù)氧化溝構(gòu)造和運(yùn)行特征，并根據(jù)不同的發(fā)明者和專利情況可分為以下幾種有代表性的類型。 氧化溝是需要較長(zhǎng)時(shí)間的污泥生物處理法的積極改進(jìn)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)部分的脫氮作用，氧化溝法最大的優(yōu)勢(shì)就是實(shí)現(xiàn)了脫氮作用在較簡(jiǎn)單的操作和較低的運(yùn)行成本上，在過(guò)去的兩個(gè)十年，超過(guò)一百個(gè)它們被建造在市政污水處理上。 a) 卡魯塞爾氧化溝 應(yīng)用立式低速表面曝氣器供氧并推動(dòng)水流前進(jìn)，由荷蘭 Carrousel 發(fā)明，該發(fā)明人為 DHV（ DarsHeederikVerhey） 技術(shù)咨詢公司雇員， 開(kāi)發(fā)這種氧化溝的，目的是尋求渠道更深的氧化溝和效率更高、機(jī)械性能更好的系統(tǒng)設(shè)備，以彌補(bǔ)當(dāng)時(shí)氧化溝的占地面積大等缺點(diǎn)。目前為了適應(yīng)脫磷脫氮的要求，又開(kāi)發(fā)了卡魯塞爾 2021 等類型的氧化溝。 b) 交替工作式氧化溝 早期是丹麥 Kr252。ger 公司開(kāi)發(fā)的工藝流程，目前該公司被法國(guó) OTV 公司兼并，稱為OTVKr252。ger 公司。在國(guó)外采用的形式主要是雙溝（ D） 式氧化溝，即雙溝交替在好氧和沉淀的狀態(tài)下工作，以免除分離式的二次沉淀池，并可完成硝化與反硝化過(guò)程。由于雙溝式氧化溝的設(shè)備閑置率高（利用率 50% ） ,所以該公司為了占 領(lǐng)發(fā)展中國(guó)市場(chǎng)，又開(kāi)發(fā)了三溝式（ T 型 ） 氧化溝，提高了設(shè)備利用率（ %） 。 c) 奧貝爾氧化溝 由多個(gè)同心的環(huán)形溝渠組成，廢水從外溝依次流入內(nèi)溝，曝氣設(shè)備采用曝氣轉(zhuǎn)盤(pán)，各溝有機(jī)物和溶解氧濃度均不相同，因此可以實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的目的。這種類型氧化溝在美國(guó)應(yīng)用較多。 d) 一體化氧化溝 氧化溝和二沉池合建為一體的氧化溝稱為一體化氧化溝，可省去污泥回流系統(tǒng)，基建投資較省。 e) 微孔曝氣氧化溝 由廣東省環(huán)境工程裝備總公司發(fā)明的微孔曝氣氧化溝（專利號(hào) ） ,采用微孔曝氣，具有工藝先進(jìn)、出水水質(zhì)穩(wěn) 定、占地少、節(jié)能等特點(diǎn)。 f) 其他類型氧化溝 如射流曝氣（ JAC） 氧化溝、 U型氧化溝等。 [5] 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/(kW?h)］。 普通曝氣法及其變法 本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強(qiáng)的生命力。普曝法處理效果好，經(jīng)驗(yàn)多，可適應(yīng)大 的污水量，對(duì)于大廠可集中建污泥消化池，所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級(jí)處理，不具備脫氮除磷功能。 第二章 工藝流程的確定 7 近幾年在工程實(shí)踐中，通過(guò)降低普通曝氣池容積負(fù)荷，可以達(dá)到脫氮的目的；在普曝池前設(shè)置厭氧區(qū)，可以除磷，亦可用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除 BOD5，在池型上有多種形式 (如下文所述的氧化溝 )，工程上稱為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。 A2/O 法 （ Anaerobic－ Anoxic－ oxic） 由于對(duì)城市 污水 處理的出水有去除氮和磷的要求，故國(guó)內(nèi) 10 年前開(kāi)發(fā)此厭氧 — 缺氧 — 好氧組成的 工藝 。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級(jí)處理 工藝 。 A/A/O 法的可同步除磷脫氮機(jī)制由兩部分組成：一是除磷， 污水 中的磷在厭氧狀態(tài)下 (DO)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制 DO mg/L，由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中 BOD 作為氫供給體 (有機(jī)碳源 )，將來(lái)自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮?dú)庖萑氪髿?，達(dá)到脫氮的目的。為有效脫氮除磷，對(duì)一般的城市 污水 ， COD/TKN為 ～ (完全脫氮 COD/TKN)， BOD/TKN 為 ～ ， COD/TP 為 30～ 60，BOD/TP 為 16～ 40(一般應(yīng)＞ 20)。 若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5和 COD 為主，則可用 A/O 工藝。 [6] UNITANK 工藝 它和 類似的 TCBS 工藝、 MSBR 工藝一樣，都是 SBR 法新的變型和發(fā)展。它集 “ 序批法 ” 、 “ 普通曝氣池法 ” 及 “ 三溝式氧化溝法 ” 的優(yōu)點(diǎn)，克服了 “ 序批法 ” 間歇進(jìn)水、“ 三溝式氧化溝法 ” 占地面積大、 “ 普通曝氣池法 ” 設(shè)備多的缺點(diǎn)。 典型的 UNITANK 工藝是三個(gè)水池，三池之間水力連通，每池都設(shè)有曝氣系統(tǒng)，外側(cè)的兩池設(shè)有出水堰及污泥排放口，它們交替作為曝氣池和沉淀池。污水可以進(jìn)入三池中的任意一個(gè)，采用連續(xù)進(jìn)水、周期交替運(yùn)行。在自動(dòng)控制下使各池處在好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)，以完成有機(jī)物和氮磷 的去除。 UNITANK 工藝由比利時(shí) Seghers 公司首先建在我國(guó)的澳門(mén)特區(qū)， 該廠 污水處理量140km3/d(不下雨時(shí)平均處理水量為 70km3/d)，池型封閉，設(shè)計(jì)采用的容積負(fù)荷為(m3?d)，總的反應(yīng)池體積為 46800m3，曝氣池水力停留時(shí)間為 8h，出水的BOD SS＜ 20mg/L。 這類一體化工藝是傳統(tǒng)活性污泥工藝的變形，可以采用活性污泥工藝的設(shè)計(jì)方 法對(duì)不同的污染物加以去除， 其負(fù)荷一般在 ～ kgBOD5/(kgMLSS?d)（ 考慮硝化 ） ，硝化率視污水溫度而異。而要求 污泥穩(wěn)定化，其污泥負(fù)荷和污泥齡要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)硝化時(shí)的數(shù)值。容積利用率低是此類一體化工藝共同的主要問(wèn)題，就是說(shuō)在一個(gè)較長(zhǎng)停留時(shí)間的曝氣系統(tǒng)內(nèi)，有 50%左右的池容用于沉淀。 [7] UNITANK 工藝的成功與否有賴于系統(tǒng)采用穩(wěn)定可靠的儀表及設(shè)備，因此引進(jìn)技術(shù)，消化、吸收和開(kāi)發(fā)先進(jìn)的自控系統(tǒng)是應(yīng)用此工藝的關(guān)鍵問(wèn)題。一般認(rèn)為， UNITANK 工藝不太適用于大型 (100km3/d)的城市污水處理廠。 茂名學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： Carrousel 氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì) 8 生物膜法 生物膜法主要是指曝氣生物濾池，它 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/(m3?d)，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 ～ (m3?d)，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50km3/d 左右為宜。國(guó)外 (主要在歐洲 )處理水量有達(dá)到 360km3/d 的，這與