【正文】 所有常用的工藝均可以采用。但由于本工程廠址片區(qū)為坡地，因此占地較大的工藝（如氧化溝系列、A2/O系列）在用地條件的限制下均不適用。另一些占地較小的工藝如SBR系列、生物濾池系列以及生物接觸氧化法就凸顯出來，下面就重點介紹這三種工藝方案。SBR系列序批式活性污泥法（SBR—Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英國學(xué)者Ardern和Locket發(fā)明了的水處理工藝。70年代初，美國Natre Dame 教授采用實驗室規(guī)模對SBR工藝進行了系統(tǒng)深入的研究，并于1980年在美國環(huán)保局（EPA）的資助下，在印第安那州的Culwer城改建并投產(chǎn)了世界上第一個SBR法污水處理廠。SBR工藝的過程是按時序來運行的，一個操作過程分五個階段：進水、反應(yīng)、沉淀、潷水、閑置。 由于SBR在運行過程中，各階段的運行時間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運行功能要求等靈活變化。對于SBR反應(yīng)器來說，只是時序控制，無空間控制障礙，所以可以靈活控制。因此，SBR工藝發(fā)展速度極快，并衍生出許多種新型SBR處理工藝。傳統(tǒng)的SBR工藝進水、曝氣、沉淀、排水、排泥都是間歇的，后來出現(xiàn)各種改型，有的改為連續(xù)進水，有的改為部分連續(xù)曝氣。一般說來，間歇處理不如連續(xù)處理簡單、方便，但它只需用一個反應(yīng)池就能完成全部反應(yīng)、沉淀工序，省去了連續(xù)工藝中的二沉池和回流污泥設(shè)施，使處理構(gòu)筑物大大簡化，從而節(jié)省占地，降低基建投資。目前在傳統(tǒng)SBR工藝的基礎(chǔ)上又逐步發(fā)展了許多改良工藝，其基本情況如下：間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥法（ICEAS—Intermittent Cyclic Extended System）是在1968年由澳大利亞新威爾士大學(xué)與美國ABJ公司合作開發(fā)的。1976年世界上第一座ICEAS工藝污水廠投產(chǎn)運行。ICEAS與傳統(tǒng)SBR相比，最大特點是：在反應(yīng)器進水端設(shè)一個預(yù)反應(yīng)區(qū)，整個處理過程連續(xù)進水，間歇排水,無明顯的反應(yīng)階段和閑置階段，因此處理費用比傳統(tǒng)SBR低。由于全過程連續(xù)進水，沉淀階段泥水分離差，限制了進水量。 好氧間歇曝氣系統(tǒng)（DATIAT—Demand Aeration TankIntermittent Tank）好氧間歇曝氣系統(tǒng)主體構(gòu)筑物是由需氧池DAT池和間歇曝氣池IAT池組成，DAT池連續(xù)進水連續(xù)曝氣，其出水從中間墻進入IAT池，IAT池連續(xù)進水間歇排水。同時，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗沖擊能力強的特點，并有除磷脫氮功能。 循環(huán)式活性污泥法(CASS—Cyclic Activated Sludge System)循環(huán)式活性污泥法(CASS—Cyclic Activated Sludge System)是Gotonszy教授在ICEAS工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的,是SBR工藝的一種新形式。將ICEAS的預(yù)反應(yīng)區(qū)用容積更小，設(shè)計更加合理優(yōu)化的生物選擇器代替。通常CASS池分三個反應(yīng)區(qū)：生物選擇器、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，容積比一般為1：5：30。整個過程間歇運行，進水同時曝氣并污泥回流。該處理系統(tǒng)具有除氮脫磷功能。 CASS生物池由選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分組成。污水連續(xù)不斷地進入選擇區(qū)，微生物通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理，迅速吸附污水中約85%左右的可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負(fù)荷的基質(zhì)快速增長過程，對進水水質(zhì)、水量、PH值和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，污水再通過隔墻底部的連接口進入主反應(yīng)池，經(jīng)歷一個較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程，并完成泥水分離。CASS工藝的運行模式與傳統(tǒng)SBR法類似，由進水、反應(yīng)、沉淀和出水及必要的閑置等五個階段組成。從進水至出水結(jié)束作為一個周期，每一過程均按所需的設(shè)定時間進行切換操作，其每一個周期的循環(huán)操作過程如下：① 充水/曝氣在曝氣時同時充水，充水/曝氣時間一般占每一循環(huán)周期的50%，如采用4小時循環(huán)周期，則充水/曝氣為2小時。② 沉淀停止進水和曝氣，沉淀時間一般采用一小時，形成凝絮層，上層為清液。～，沉淀后可達10 g/l。③ 撇水繼續(xù)停止進水和曝氣，用表面撇水器排水，撇水器為整個系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，撇水器根據(jù)事先設(shè)定的高低水位由限位開關(guān)控制，可用變頻馬達驅(qū)動，有防浮渣裝置，使出水通過無渣區(qū)經(jīng)堰板和管道排出。④ 閑置在實際運行中，撇水所需時間小于理論時間，在撇水器返回初始位置三分鐘后即開始為閑置階段，此階段可充水。在CASS系統(tǒng)中，一般至少設(shè)兩個池子，以使整個系統(tǒng)能接納連續(xù)的進水，因此在第一個池子進行沉淀和撇水時，第二個池子中進行充水/曝氣過程，使兩個池子交替運行。為防止進水對沉淀的干擾和出水水質(zhì)的影響，一般在沉淀和撇水時須停止進水和曝氣，在設(shè)有四個CASS池子的系統(tǒng)中，通過選擇各個池子的循環(huán)過程可以產(chǎn)生連續(xù)的進出水。對于四個池子的CASS工藝，若采用4小時循環(huán)周期，其循環(huán)運行的相關(guān)順序如下：序號時間順序（h）1234池1進水/曝氣進水/曝氣沉淀/閑置撇水池2沉淀/閑置撇水進水/曝氣進水/曝氣池3撇水進水/曝氣進水/曝氣沉淀/閑置池4進水/曝氣沉淀/閑置撇水進水/曝氣其中每一循環(huán)周期中，始終有兩個池子處于充水/曝氣順序，另兩個池子分別處于沉淀和撇水順序，沉淀和撇水順序均需停止充水和曝氣，這樣的組合可以實現(xiàn)CASS系統(tǒng)的連續(xù)進出水。UNITANK單元水池活性污泥處理系統(tǒng)UNITANK單元水池活性污泥處理系統(tǒng)是比利時SEGHERS公司提出的，它是SBR工藝的又一種變形。它集合了SBR工藝和氧化溝工藝的特點，一體化設(shè)計使整個系統(tǒng)連續(xù)進水連續(xù)出水，而單個池子相對為間歇進水間歇排水。此系統(tǒng)可以靈活的進行時間和空間控制，適當(dāng)?shù)脑龃笏νＡ魰r間，可以實現(xiàn)污水的脫氮除磷。一體化常規(guī)單級UNITANK工藝的外形是矩形體，里面被分割成三個相等的矩形單元池，相鄰的單元池之間以開孔的公共墻相隔，以使單元池之間彼此水力貫通，如圖62所示。在3個單元池內(nèi)全部配有曝氣擴散裝置。其中外側(cè)的兩池具有雙重功能，既作曝氣池，也作沉淀池，兩池上還設(shè)有固定出水堰及剩余污泥排放口，用作出水和剩余污泥的排放。中間池始終作曝氣池使用。進入系統(tǒng)的污水，通過進水閘控制可分時序分別進入三只矩形池中任意一池。圖62 UNITANK工藝示意圖一體化常規(guī)單級UNITANK工藝主要有兩種運行方式，即單級好氧與脫氮除磷處理系統(tǒng)。單級好氧UNITANK工藝的第一個主體運行階段包括以下過程：①原污水首先進入左側(cè)1號池內(nèi)，在曝氣的同時去除BOD，因該池在上個主體運行階段作為沉淀池運行時積累了大量經(jīng)過再生、具有較高吸附及活性的污泥，污泥濃度較高。因而可以高效地降解污水中的有機物；②混合液同時自左向右通過始終作為曝氣池的中間2號池，繼續(xù)曝氣，有機物得到進一步降解，同時在推流過程中，左側(cè)1號池內(nèi)污泥進入中間2號池，再進入右側(cè)3號池，使污泥在各池內(nèi)重新分配；③混合液進入作為沉淀池的右側(cè)3號池，停止曝氣，泥水分離后，出水通過溢流堰排放，剩余污泥則由底部排出。第一個運行階段結(jié)束后，通過一個短暫的過渡段，即進入第二個主體運行階段。第二個主體運行階段結(jié)束后，通過一個短暫的過渡段，即進入第二個主體運行階段。第二個主體運行階段過程為污水從右側(cè)3號池進入系統(tǒng)，混合液通過中間2號池再進入作為沉淀池的左側(cè)1號池，水流方向相反，操作過程相同。污水交替進入左側(cè)1號池和中間2號池，在左側(cè)1號池進行缺氧攪拌，以污水中的有機物作為電子供體，將在前一個運行階段的硝態(tài)氮通過兼性菌的反硝化作用實現(xiàn)脫氮；并釋放上一階段運行時沉淀的含磷污泥中的磷。中間2號池在曝氣運行時，進行去除有機物、硝化及吸收磷；在進水并攪拌時，進行反硝化脫氮，并自左向右推進污泥。右側(cè)3號池作為沉淀池進行泥水分離，上清液作為出水溢出，含磷污泥的一部分作為剩余污泥排出。在進入第二個主體運行階段前，污水只進入中間2號池，使左側(cè)1號池中盡可能完成硝化反應(yīng)。其后左側(cè)1號池停止曝氣，作為沉淀池。然后進入第二個主體運行階段，污水由右向左流，運行過程相同。與SBR相比，UNITANK系統(tǒng)主要有以下改進：a．UNITANK系統(tǒng)在恒水位條件下交替運行，水力負(fù)荷恒定，因此可以降低對管道、閥門、水泵等水力設(shè)施或設(shè)備的規(guī)格及要求，從而降低系統(tǒng)的成本；b．系統(tǒng)反應(yīng)池的有效容積能夠得到連續(xù)的使用，其結(jié)構(gòu)因而變得更加緊湊；恒水位系統(tǒng)中可以使用表曝機，出水堰的構(gòu)造也更加簡單（不需要浮式出水堰），而恒水位條件下的土建設(shè)計過程中不需要考慮水位變化對池體的壓力變化；c．厭氧及缺氧過程不會像SBR那樣混在同一階段（充水階段）；此外，根據(jù)具體的情況，如濃度較高的工業(yè)廢水或濃度較低的城市廢水的不同要求，可以采用時間及空間控制的方法 建造可以實現(xiàn)脫氮除磷的小型、中型及大型UNITANK系統(tǒng)。一體化UNITANK工藝集SBR，傳統(tǒng)活性污泥法，“三溝式氧化溝”的優(yōu)點，克服了SBR間歇進水、“三溝式”占地大的缺點，使UNITANK系統(tǒng)因采用“三溝式”近似的運行工況而能連續(xù)進水，又采用“傳統(tǒng)法”同樣的曝氣裝置而使處理廠的面積減少。改良式序列間歇反應(yīng)器（MSBR—Modified Sequencing Batch Reactor）改良式序列間歇反應(yīng)器（MSBR—Modified Sequencing Batch Reactor）是C,，研究開發(fā)的一種更為理想的污水處理系統(tǒng)。采用單池多方格方式，在恒定水位下連續(xù)運行。 圖63 MSBR系統(tǒng)原理圖現(xiàn)將MSBR系統(tǒng)的運行原理簡介如下：污水進入?yún)捬醭?，回流活性污泥在這里進行充分放磷，然后污水進入缺氧池進行反硝化。反硝化后的污水進入好氧池，有機物在這里被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再進入起沉淀作用的SBR池，澄清后的污水被排放，、硝化，或起靜置預(yù)作用?；亓魑勰嗍紫冗M入濃縮區(qū)進行濃縮，上清液直接進入好氧池，而濃縮污泥則進入缺氧池，一方面可以進行反硝化，另一方面為先消耗掉回流濃縮污泥中的溶解氧和硝酸鹽，為隨后的厭氧放磷提供更為有利的條件。，以便進行反硝化。由其工作原理可以看出，MSBR是具有同時進行生物除磷及生物脫氮的污水處理工藝。采用MSBR工藝時需注意以下幾個問題：a．設(shè)備的利用率較低，這是SBR系列工藝的通病，MSBR工藝雖經(jīng)多次改進，設(shè)備的利用率仍僅有74%。b．污水廠工程成功業(yè)績欠缺。c．MSBR工藝中的污泥濃縮池，工藝計算中要求在30分鐘內(nèi)將污泥濃度提高近3倍（），由于濃縮池底部布置欠妥，污泥堆積無法避免，因此池內(nèi)MLSS濃度無法平衡。d．進入好氧池有4Q，，因此好氧池內(nèi)流向較紊亂。e．MSBR工藝各池傳動機械設(shè)備多，相互之間回流泵多，對控制系統(tǒng)依賴性大，如果自控系統(tǒng)中某一部分出故障時，將導(dǎo)致全廠運行困難。生物濾池系列二級處理除活性污泥法的另一大類別為生物膜法，主要代表工藝為生物濾池。傳統(tǒng)生物濾池凈化效果好，但存在占地大，衛(wèi)生條件差等缺點。隨著生物濾池的發(fā)展，曝氣生物濾池已成為生物膜法的主力工藝?，F(xiàn)代曝氣生物濾池是在生物氧化基礎(chǔ)上，引入自來水處理過濾工藝原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新工藝，在80年代初出現(xiàn)在歐洲，主要是在一級強化處理基礎(chǔ)上將生物氧化與過濾結(jié)合在一起，濾池后可不設(shè)二次沉淀池，通過反沖洗再生，實現(xiàn)濾池周期運行。由于其性能良好，應(yīng)用范圍逐漸擴大，至90年代已日趨成熟，在污水二、三級處理領(lǐng)域中曝氣生物濾池發(fā)展很快，其中BIOSTYR向上流生物濾池是近年來在歐洲發(fā)展起來的新一代生物膜污水處理技術(shù)。最近十年世界上已有多個國家和地區(qū)建成超過70個BAF同類型的污水處理廠。所以，曝氣生物濾池是一種具有活性污泥法特點的生物膜法處理構(gòu)筑物，它結(jié)合了曝氣池和生物濾池兩者的優(yōu)點。其主要特點和優(yōu)點如下：處理負(fù)荷高、自動化程度高，操作人員少；一旦生化系統(tǒng)由于有害物質(zhì)的進入或負(fù)荷變化而導(dǎo)致功能破壞，固定生物膜工藝同懸浮生長工藝相比具有非常強的恢復(fù)能力，生物濾池工藝僅需要幾天即可恢復(fù)其以前的生化能力，而活性污泥法需要幾個星期才能恢復(fù)；工藝操作靈活，同一濾池內(nèi)可同時完成硝化和反硝化的功能；由于濾池和生化反應(yīng)器結(jié)合起來，因此不再需要沉淀池；占地面積小，是常規(guī)工藝的1/41/5，節(jié)省大量征地和地基處理費用BAF工藝屬生物膜法，生物膜法主要特點是微生物附著在介質(zhì)“濾料”表面，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化為H2O、CONH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化。采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)結(jié)合污水充氧。溶解的有機污染物轉(zhuǎn)化為生物膜，生物膜經(jīng)反沖洗脫落下來，從系統(tǒng)中去除。BAF反應(yīng)池是一種高負(fù)荷濾池,微生物附著于全浸沒在水中的球形顆粒濾料上。由于BAF過濾，能有效的截留水中的懸浮物，經(jīng)BAF生物濾池處理過的水，不再需要進行專門沉淀處理。減少了污水處理設(shè)施的占地和投資。但是BAF生物濾池對進水性質(zhì)有一點要求，進水中懸浮物一般要小于60mg/l，故要加前處理設(shè)施，同時對出水水質(zhì)要求較高時還要加混凝沉淀池。生物接觸氧化法系列傳統(tǒng)的生物接觸氧化工藝（Biological Contact Oxidation）又稱“淹沒式生物濾池”、“接觸曝氣法”、“固著式活性污泥法”，是一種于20世紀(jì)70年代初開創(chuàng)的污水處理技術(shù)，其技術(shù)實質(zhì)是在生物反應(yīng)池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。 生物接觸氧化法兼有活性污泥法及生物膜法的特點，池內(nèi)的生物固體濃度（5~10g/l）高于活性污泥法和生物濾池，具有較高的容積負(fù)荷（~），另外接觸氧化工藝不需要污泥回流，無污泥膨脹問題，運行管理較活性污泥法簡單，對水量水質(zhì)的波動有較強的適應(yīng)能力。雖然傳統(tǒng)的生物接觸氧化工藝具有上述優(yōu)點，但其固有的缺點卻限制了其發(fā)展。傳統(tǒng)的生物接觸氧化工藝其生物反應(yīng)池內(nèi)幾乎充滿填料，雖然提高了池內(nèi)的生物量，卻擠占了污水流動的空間，致使其產(chǎn)水率低，抵消了其較高的容積負(fù)荷可以減少池容的優(yōu)點；另外由于污水在池內(nèi)水流緩慢，生物膜主要靠自身脫落而非靠污水沖刷，因此生物膜更新速度緩慢，致使活性較差，一旦進水BOD5超出100mg/L就處