【文章內(nèi)容簡介】 國城市污水處理廠常采用的活性污泥法。① 間歇式活性污泥法間歇式活性污泥法又稱為SBR法，靠間歇式的運(yùn)行方式來處理污水。間歇式活性污泥法可以分批處理城市污水，正式利用了時(shí)間分隔代替空間上的分隔、靜置沉淀來代替動(dòng)態(tài)沉淀、非穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)來代替穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)等一系列特點(diǎn)。因此，間歇式活性污泥法有下面比較獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：a運(yùn)行的效果比較理想，比較穩(wěn)定，城市污水可以靜置沉淀，處理效果比較理想，出水水質(zhì)理想；b推流過程比較理想，這樣使得生化反應(yīng)的推動(dòng)力大大增加，凈化效果變好，污水處理效率也得到提高；c間歇式活性污泥法需求的設(shè)備比較少，結(jié)構(gòu)比較簡單，這樣減少了設(shè)備維護(hù)工作和成本，更方便管理維護(hù)；d間歇式活性污泥法派生出來多種新型工藝，并廣泛應(yīng)用在城市污水處理廠、啤酒廠、食品加工廠、制藥廠等等；e間歇式活性污泥法除磷和氮的效果很好。間歇式活性污泥法在很多領(lǐng)域中的廢水處理中得到廣泛應(yīng)用，也不斷地變型更好地處理污水，比較典型的變型主要有間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法（ICEAS）、需氧間歇曝氣（UNITANK）、循環(huán)式活性污泥（CASS）等。接下來分別看一下這幾種變型。間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法（ICEAS）經(jīng)過傳統(tǒng)的間歇式活性污泥法的改良，具體是在SBR池的進(jìn)水一端增設(shè)了一個(gè)預(yù)反應(yīng)區(qū)，連續(xù)進(jìn)水，間歇排水，這樣就沒有顯明的反應(yīng)和閑置過程。因此，間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法跟傳統(tǒng)的間歇式活性污泥法相比而言，節(jié)省了成本，也更容易管理維護(hù)。同時(shí)ICEAS法可以改變反應(yīng)、沉淀和處理周期的時(shí)間，這樣可以更好地順應(yīng)負(fù)荷變化；其裝置設(shè)備也較簡單些，沒有污泥的回流水泵、管道等，這樣工程量大大減少，成本也隨之減少，也節(jié)約了占面積。需氧間歇曝氣（UNITANK）是矩形的外形，而且被相等地分成三個(gè)矩形單元池，單元池里面設(shè)置有曝氣擴(kuò)散裝置，每個(gè)單元池用有開孔的公共墻隔著，這樣單元池間的水相通，可以流動(dòng)。跟傳統(tǒng)間歇式活性污泥法相比較而言，不難發(fā)現(xiàn)，需氧間歇曝氣工藝具有一下特點(diǎn)：水位負(fù)荷比較恒定；該工藝采用了三溝式氧化溝的特點(diǎn)，并且避免了他們的缺點(diǎn)。循環(huán)式活性污泥（CASS）具有變?nèi)莘磻?yīng)器和生物選擇器，控制厭氧、好氧和兼氧以及污泥回流的過程，去除城市污水中生化需氧量，在污泥增殖過程中去除磷，也可以在缺氧階段進(jìn)行反硝化脫氮作用。CASS工藝根據(jù)城市污水的生物養(yǎng)分設(shè)計(jì)了脫氮去磷工藝，控制絲狀菌的生長來防治污泥膨脹。除此之外，循環(huán)式活性污泥法一個(gè)特別重要的特點(diǎn)在推流式初始反應(yīng)區(qū)與完全混合反應(yīng)池。CASS工藝的周期是重復(fù)周期來計(jì)時(shí)工序，即生物反應(yīng)（進(jìn)水曝氣）、固液分離（沉淀）、排放三個(gè)工序，并且這三個(gè)工序是循環(huán)的，不間斷。② 厭氧缺氧好氧（A2/O）厭氧缺氧好氧工藝將傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物硝化和反硝化工藝及生物除磷工藝結(jié)合起來，達(dá)到除去城市污水中有機(jī)污染物和脫氮除磷的效果，在我國城市污水處理廠被廣泛采用。其中，在厭氧階段，聚磷菌會釋放出磷并且會吸收低級的脂肪酸等有機(jī)污染物；缺氧過程中，反硝化細(xì)菌把內(nèi)回流的硝酸鹽反硝化成氮?dú)?，從而轉(zhuǎn)出；然而在工藝的好氧階段，有機(jī)物會得到降解，另一面，氨態(tài)的氮等會借助生物硝化作用轉(zhuǎn)成硝酸鹽。除此之外，活性污泥在好氧的環(huán)境中會吸收厭氧菌所釋放的磷，然后排放除去磷。厭氧缺氧好氧工藝具有除去城市污水中有機(jī)污染物和脫氮除磷的效果，被我國城市污水處理廠廣泛利用，然而由于它存在內(nèi)部細(xì)菌競存的缺點(diǎn)，這樣就影響處理效果，所以其多種變形被研究出來，應(yīng)用在不同的廢水處理中，來滿足不同的處理需求。比較典型的變形有PASF活性污泥法、倒置A2O活性污泥法和BICT活性污泥法等。接下來分別看一下這幾種變型。PASF活性污泥法由活性污泥法和生物膜結(jié)合起來，利用短泥齡A2/O法和曝氣生物濾池來達(dá)到脫氮除磷的效果。PASF活性污泥法工藝有兩個(gè)階段，第一階段采用活性污泥法：短泥齡好氧池、厭氧池、缺氧池和沉淀池結(jié)合起來；第二階段主要采用曝氣生物濾池。該工藝中，污水回流系統(tǒng)和污泥回流系統(tǒng)組成回流系統(tǒng)。在污水回流系統(tǒng)中，生物濾池中部分出水回流到缺氧池，進(jìn)行反硝化以脫氮；在污泥系統(tǒng)中，沉淀池中部分污泥回流到厭氧池，含磷的剩余污泥進(jìn)一步排出。PASF活性污泥法的特點(diǎn)是利用兩種生物處理工藝來脫氮除磷，采用活性污泥法達(dá)到除磷和反硝化的效果，采用生物膜法進(jìn)行硝化過程倒置A2/O活性污泥法就是將厭氧區(qū)和缺氧區(qū)倒過來，這樣流程表現(xiàn)出了脫氮除磷效果較好和運(yùn)行消耗減小的優(yōu)點(diǎn)，其出水指標(biāo)也大大得到改善，可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級B標(biāo)準(zhǔn)，因此普遍適用于我國新建設(shè)的城市污水處理廠或者原城市污水處理廠的升級完善工程。讓我們看一下倒置A2/O活性污泥法的原理。進(jìn)水和回流污泥進(jìn)入到缺氧區(qū)，在反硝化菌的環(huán)境中，回流污泥的硝酸鹽開始進(jìn)行反硝化過程，繼而轉(zhuǎn)化成氮?dú)馀懦?；大部分直接進(jìn)水或者系統(tǒng)全部進(jìn)水進(jìn)入到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化反應(yīng)，碳源充足，脫氮效果比較明顯；污泥先經(jīng)過缺氧區(qū)再進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，這樣減弱了硝酸鹽對厭氧條件的破壞影響；厭氧區(qū)內(nèi)，城市污水中的碳在聚磷菌作用下轉(zhuǎn)化成PHB等物質(zhì)，儲存能量。BICT活性污泥法主要有三個(gè)反應(yīng)器：前置厭氧、序批式和沉淀池與生物膜反應(yīng)器組成。集水井的城市污水在水泵作用下和沉淀池中的回流污泥一塊進(jìn)入到前置厭氧反應(yīng)器內(nèi)，前置厭氧反應(yīng)器會選擇具有較好絮凝性的微生物，并維持厭氧環(huán)境，微生物會降解有機(jī)污染物成短鏈脂肪酸，與此同時(shí)，回流污泥含有的聚磷菌將短鏈脂肪合成PHA。然后污水進(jìn)一步進(jìn)入到序批式反應(yīng)器中，完成有機(jī)污染物的降解、磷被吸收、反硝化及固液分離的任務(wù)。這時(shí)，生物膜反應(yīng)器中上清液回流到序批式反應(yīng)器中進(jìn)行反硝化反應(yīng)，脫氮。一部分污泥被用于排放磷，其余回流到前置厭氧反應(yīng)器中釋放磷，序批式反應(yīng)器進(jìn)而去除有機(jī)污染物和磷。沉淀階段的序批式反應(yīng)器轉(zhuǎn)移污泥，利于后續(xù)固液分離；閑置階段的序批式反應(yīng)器排水。這三個(gè)反應(yīng)器連續(xù)運(yùn)行，脫氮除磷。③ 氧化溝氧化溝內(nèi)可以完成進(jìn)水、曝氣、沉淀、污泥利用及出水的較完整過程，而且氧化溝不需增設(shè)初沉池與污泥消化池，結(jié)構(gòu)比較簡單，減少成本和后續(xù)維護(hù)管理費(fèi)用。因此我國在上世紀(jì)七十年代作用引進(jìn)來后得到普遍采用。2)生物膜法生物膜法和活 性污泥法并列，都是我國城市污水處理廠廣泛采用的好氧生物處理技術(shù)。它與活性污泥法相比較而言，更能適用水質(zhì)和水量變化，更適合較低濃度的城市污水和濃度 較高的工業(yè)廢水。生物膜法利用一種填料或者載體，其上附著細(xì)菌類的微生物、原生動(dòng)物或后 生動(dòng)物等微型動(dòng)物，這些微生物或微型動(dòng)物在這些填料或者載體上生長繁殖，形成膜狀的生物污泥，也就是生物膜。然后生物膜攝 取城市污水中的有機(jī)污染物質(zhì)，作為營養(yǎng)物質(zhì)，從而城市污水中的有機(jī)污染物被去除，城市污水被凈化。同時(shí)，生物膜的微生物也攝取了營養(yǎng)，進(jìn)一步增殖，更好地處理城市污水。生物膜除去有機(jī)物的過程大概 包括三個(gè)階段。第一，附著在水層內(nèi) 部的有機(jī)污染物大部分被氧化，進(jìn)而濃度低于濾池進(jìn)水處的有機(jī)物濃度；第二，在濃度差作用下，有機(jī)物會轉(zhuǎn)移至 附著水層內(nèi)部，被生物膜攝取。與此同時(shí)，生物膜利用空氣中的氧氣氧化分解有機(jī)物并同化合成；第三，生物膜中微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物進(jìn)到流動(dòng)水層中，排走，厭氧層分 解產(chǎn)物和二氧化碳逸出。這個(gè)過程連續(xù)循環(huán)，城市污水中的有機(jī)物得到去除。生物膜法中運(yùn)用最廣泛的是生物接 觸氧化法、生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤 等，尤其是生物接觸氧化法。① 生物接觸氧化法生物接觸氧化法也叫做浸 沒式生物濾池，將生物膜法和活性污泥法結(jié)合起來，以生物濾池為基礎(chǔ)，也利用了接觸曝氣法。即在生物接觸 氧化池內(nèi)裝填一定數(shù)量的填料，利用吸附在填 料上的生物膜和充分供應(yīng)的氧氣，通過生物氧化作用，將廢水中的有機(jī)物 氧化分解，達(dá)到凈化目的。池體、填料、布水系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)等構(gòu)成生物接觸氧化池。生物接觸氧化池內(nèi)微生物所需要的氧氣由鼓風(fēng)曝氣提供，生物膜生長到某厚度后，填料壁的微生物在缺氧條件下進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體和曝氣形成沖刷作用，導(dǎo)致生物膜脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長，這時(shí)，脫落的生物膜隨出水排走。生物接觸氧化法占地面積比較少，具有比較強(qiáng)的抗沖擊能力，并且符合率比較高。因此，生物接觸氧化法在城市污水、濃度較低的污水、工業(yè)廢水等的處理中廣泛采用，應(yīng)用范圍比較廣，經(jīng)濟(jì)適用，且效果比較理想。② 生物濾池生物濾池依據(jù)了土壤 自凈原理，并把以污水灌溉作為基礎(chǔ)。城市污水從生物濾池的頂部，通過旋轉(zhuǎn)的布水系統(tǒng) 想下面布灑。濾料中的微生物會截留并攝取城市污水中的懸浮 物來增殖，形成生物膜，從而吸附、氧化分解有機(jī)污染物，達(dá)到凈化污水作用。生物膜部分脫落后和處理過的污水一起經(jīng)過滲水設(shè)備、排水溝而到達(dá)二沉池，從而固液分離。以此循環(huán)。城市污水得到連續(xù)不斷的凈化。生物濾池一般分普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池等三種。其中，需要一提的是，高負(fù)荷生物濾池的出水會流至進(jìn)水一端，這樣在水流的沖刷作用下，可以避免濾池堵塞，也大大提高了污染物的負(fù)荷率與水力負(fù)荷率。另外，塔式生物濾池由于載體可以是輕質(zhì)的塑料，這樣可以建的相對高點(diǎn)而增強(qiáng)氧氣，從而提高除去污水中有機(jī)污染物的效率。③ 生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤是污水灌溉和土地處理的人工強(qiáng)化，比較適合城市污水、生活污水、造紙、石化等的處理，生物轉(zhuǎn)盤由水槽與旋轉(zhuǎn)盤體組成。城市污水在沉淀池內(nèi)經(jīng)過初級處理，接觸生物膜，生物膜上的微生物攝取城市污水中的有機(jī)物作為其生長繁殖的營養(yǎng)，污水從而得到凈化。需要注意的是，在氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤中，生物轉(zhuǎn)盤下邊的曝氣管給微生物代謝提供溶解氧。轉(zhuǎn)盤的表面有空氣罩覆蓋，曝氣管會釋放壓縮空氣來驅(qū) 動(dòng)空氣罩，從而轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行，如果轉(zhuǎn) 盤離開城市污水，轉(zhuǎn)盤的表面會形成一層水層，水層也可以吸收空氣中的溶解氧。（3）三級處理一級、二級處理完了，有時(shí)候 需要除去城市污水中難降解的有機(jī)物、磷、氮等物質(zhì)，這就是三級處理，或者說深度處理。目前我國 城市污水處理廠大部分一般采用一級和二級處理工藝。 城市污水處理存在的問題我國城市污水處理事業(yè)由于發(fā)展快速，難免存在很多問題。清楚了這些問題，才可以更好地看清我國污水處理現(xiàn)狀，提出解決方案，進(jìn)一步促進(jìn)我國污水處理事業(yè)的進(jìn)步。下面總結(jié)了我國城市污水處理主要存在的幾個(gè)問題。（1）城市污水收集管網(wǎng)系統(tǒng)不到位，發(fā)揮不了污水處理設(shè)施的效率。我國城市污水處理廠忽略了城市地下污水收集管網(wǎng)系統(tǒng)，這就導(dǎo)致污水設(shè)備的浪費(fèi)，發(fā)揮不出污水處理廠的有效效益，污水處理率低。另一面，應(yīng)該普及雨污分流排水體制，充分合理地規(guī)劃地下排水空間布局，使得污水處理廠合理運(yùn)行，提高污水處理廠不合理建設(shè)，造成成本浪費(fèi)，運(yùn)行費(fèi)用浪費(fèi)。（2）我國污水產(chǎn)量很大，污水處理廠普遍建設(shè)，但是我們忽略了污水處理廠帶來的經(jīng)濟(jì)、能源的消耗等問題。我們應(yīng)滿足城市污水處理率的同時(shí)，充分考慮污水處理廠的經(jīng)濟(jì)能源消耗問題，重視發(fā)展環(huán)保節(jié)約能源的方法，避免造成不必要的浪費(fèi)。（3）污水再生利用技術(shù)不成熟，有待繼續(xù)開發(fā)。我國水資源短缺，污染嚴(yán)重，急需污水再生利用技術(shù)來節(jié)約保護(hù)水資源。污水再生利用技術(shù)不是很成熟，設(shè)備成本昂貴，只有少數(shù)地區(qū)有污水再生利用的條件，可以說，我國污水再生利用率很低。（4）污水處理率雖然高，但處理效果不是特別理想，處理后濃度高于水環(huán)境容量。我國污水處理廠雖然大量建設(shè)，處理能力很強(qiáng)，但處理后出水濃度還是相對比較高，高于水環(huán)境的容量，這樣還是一定程度上有污染水環(huán)境的作用，根本上沒有解決水污染問題。我們應(yīng)不斷地開發(fā)污水處理技術(shù)和工藝，深度凈化水，嚴(yán)格控制排放標(biāo)準(zhǔn)要求。（5）污水處理廠運(yùn)行管理模式落后，政企不分。企業(yè)一時(shí)圖私利不運(yùn)行處理工藝，這就造成了處理效率低，管理疏忽，污水設(shè)備成了擺設(shè)，污染問題得不到有效解決。(6) 投入資金比較少，投資力度不是很夠。城市污水處理系統(tǒng)對一個(gè)的城市的發(fā)展起著很重要的作用。城市污水處理系統(tǒng)是城市的基礎(chǔ)設(shè)施，提高水質(zhì)、避免水污染，然而，受經(jīng)濟(jì)的制約作用，我國對城市污水處理事業(yè)投資比較少，治理水污染的可利用資金相對比較短缺；除此之外，我國的污水處理設(shè)備引進(jìn)的或發(fā)明的比較少，據(jù)有效數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國污水處理廠的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的大概只有百分之五十，污水處理設(shè)備不到一半可以正常運(yùn)行，我國需要加強(qiáng)一定的投資，不斷的完善城市污水處理設(shè)施。 城市污水處理的對策城市污水處理問題一直對城市的發(fā)展有重要的影響，為了促進(jìn)城市的發(fā)展，對以上問題，對城市污水處理存在的某些問題提出了一些個(gè)人建議和對策，進(jìn)行一定程度上的改進(jìn)和完善。(1)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，變廢水為水資源對城市污水的認(rèn)識，人類經(jīng)歷了一個(gè)重新認(rèn)識及改變觀念的過程，以前城市污水常常被當(dāng)做是沒有利用價(jià)值的“廢水”，通常直接排放，隨著城市化進(jìn)度的加快，人們生產(chǎn)生活對水資源的需求量不斷地加大，一方面污水排放量不斷增大，這樣情況下，為緩解城市供水矛盾及順應(yīng)城市現(xiàn)代化發(fā)展，人們才開始逐漸認(rèn)識到，把循環(huán)原理利用到水資源上