【正文】 C：在厭氧缺氧好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般小于100，不會發(fā)生污泥膨脹。D：污泥中含磷量高，%以上。b、氧化溝法氧化溝工藝是五十年代初期發(fā)展起來的一種污水處理工藝形式，因其構(gòu)造簡單、易于維護(hù)管理，很快得到廣泛應(yīng)用。到目前已發(fā)展為多種形式，主要有：Passveer單溝型、Orbal同心圓型、Carrousel循環(huán)折流型、D型雙溝式和T型三溝式等。傳統(tǒng)的Passveer單溝型和Carrousel型氧化溝不具備脫氮除磷功能，但是在Carrousel型氧化溝前增設(shè)厭氧池，在溝體內(nèi)增設(shè)缺氧區(qū)，形成改良型氧化溝，從而使其具備了生物脫氮除磷功能。其流程簡圖見圖：二沉池好氧缺氧厭氧池改良型氧化溝工藝流程圖氧化溝池型具有獨特之處，兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液系統(tǒng)，但氧化溝采用機(jī)械表面曝氣，水深不宜過大，充氧動力效率低，能耗較高，占地面積較大。Orbal氧化溝，即“0、2”工藝，由外到內(nèi)分別形成厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)域，采用轉(zhuǎn)碟曝氣。由于從內(nèi)溝（好氧區(qū)）到中溝（缺氧區(qū)）之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效果較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設(shè)備，不可避免會帶入相當(dāng)數(shù)量的溶解氧，使得除磷效果較低。D型氧化溝為雙溝交替工作式氧化溝，由池容完全相同的兩個氧化溝組成，兩溝串聯(lián)運(yùn)行，交替地作為曝氣池和沉淀池，不單獨設(shè)二沉池。為了達(dá)到脫氮的目的，在D型氧化溝的基礎(chǔ)上又發(fā)展了半交替工作式的DE型氧化溝。該溝設(shè)有獨立的二沉池和回流污泥系統(tǒng)，兩溝交替進(jìn)行硝化和反硝化。D型氧化溝的缺點主要是曝氣設(shè)備利用率低，池容積利用率低。T型三溝式氧化溝集缺氧、好氧和沉淀于一體，兩條邊溝交替進(jìn)行反應(yīng)和沉淀，無需單獨的二沉池和污泥回流系統(tǒng)，流程簡單，具有生物脫氮功能。由于無專門的厭氧區(qū)，因此除磷效果差，而且，由于交替運(yùn)行，總的容積利用率低，約為55%，設(shè)備總數(shù)多，利用率低。氧化溝工藝特點如下：I工藝流程簡單，運(yùn)行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。 II運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的BOD平均處理水平可達(dá)到95%左右。 III能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。 IV污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為20～30 d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單，運(yùn)行費用低。 V可以除磷脫氮。可以通過氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到除磷脫氮目的，脫氮效率一般＞80%。但要達(dá)到較高的除磷效果則需要采取另外措施。 VI基建投資省、運(yùn)行費用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除BOD、去除BOD和NH3 N及去除BOD和脫氮三種情況下，基建費用和運(yùn)行費用都有較大降低，特別是在去除BOD和脫氮情況下更省。同時統(tǒng)計表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。 c、AB法AB法是一種生物吸附—降解兩段活性污泥法，A段負(fù)荷高，曝氣時間短，污泥負(fù)荷高達(dá)2~6kgBOD5/kgMLSSd，B段污泥負(fù)荷較低，~d。該法對有機(jī)物、氮和磷都有一定的去除率，適用于處理濃度較高、水質(zhì)水量變化較大的污水，通常要求進(jìn)水BOD5≥250mg/L，AB法才有明顯的優(yōu)勢；A段在運(yùn)行時易出現(xiàn)惡臭；另外，當(dāng)要求AB法工藝脫氮除磷時，A段一般不宜有過高的BOD5去除率，否則會使B段進(jìn)水BOD5/TN比偏低，不能有效脫氮。本工程設(shè)計進(jìn)水BOD5為150mg/L，采用AB法顯然不太合適。② 按時間分割的間歇式活性污泥法按時間分割的間歇式活性污泥法就是序批式活性污泥法，又稱間歇式活性污泥法。近年來，已發(fā)展成多種改良形式，主要有：傳統(tǒng)SBR法、ICEAS法、CASS法和MSBR法。a、傳統(tǒng)SBR法其反應(yīng)是在同一容器中進(jìn)行。在同一個容器中進(jìn)水時形成厭氧（此時不曝氣）、缺氧，而后停止進(jìn)水，開始曝氣充氧，完成脫氮除磷過程，并在同一容器中沉淀，再通過潷水器出水，完成一個程序。這種方法與以空間進(jìn)行分割的連續(xù)流系統(tǒng)有所不同，它不需要回流污泥，也無專門的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，而是在同一容器中，分時段進(jìn)行攪拌、曝氣、沉淀，形成厭氧、缺氧、好氧過程。這種方法，總?cè)莘e利用率低，一般小于50%，因此適用較小污水量的場合。傳統(tǒng)SBR法工藝特點如下：ISBR工藝流程簡單、管理方便、造價低。SBR工藝只有一個反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進(jìn)步，目前自動控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運(yùn)行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。 II處理效果好。SBR工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的(盡管是處于完全混合狀態(tài)中)，隨時間的延續(xù)而逐漸降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。 III有較好的除磷脫氮效果。SBR工藝可以很容易地交替實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。 IV污泥沉降性能好。SBR工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時由于SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。 VSBR工藝獨特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)波動。b、ICEAS法及CASS法ICEAS、CAST工藝即連續(xù)進(jìn)水、間歇操作運(yùn)轉(zhuǎn)的活性污泥法。與傳統(tǒng)SBR法不同之處在于通過設(shè)置多座池子，盡管單座池子為間歇操作運(yùn)行，但是整個過程達(dá)到連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水。其進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和待機(jī)是在一座池子中完成，常用四座池子組成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池的間歇處理。ICEAS、CAST法的優(yōu)點是可在一組池中完成除磷、脫氮、去除BOD5全過程，但每座池子都需要安裝曝氣設(shè)備、出水的潷水器及控制系統(tǒng)；間歇排水，水頭損失大，設(shè)備閑置率較高、利用率低，設(shè)備投資大，要求自動化程度相當(dāng)高。③ 時間和空間分割組合形式MSBR法MSBR法是一種改良型序批式活性污泥法，其實質(zhì)是A2O系統(tǒng)后接SBR，是二級厭氧、缺氧和好氧過程，連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水。因此，其具有A2O的生物高效脫氮除磷和SBR的一體化、流程簡單、不需要二沉池、占地面積小和控制靈活等特點。缺點是需要污泥回流和混合液回流，所需潛污泵較多，總?cè)莘e利用率僅為73%，而且其技術(shù)不是很成熟，在國內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用還需取得足夠的經(jīng)驗。（5）工程污水處理工藝選擇根據(jù)前述污水處理工藝選擇原則及本工程特點，本工程采用預(yù)處理階段+生化處理階段式污水處理工藝。（6）污水處理工藝方案比選確定根據(jù)前述，本工程采用活性污泥處理法，活性污泥法自本世紀(jì)初發(fā)明以來，得到迅速發(fā)展，其主要包括以下工藝：傳統(tǒng)活性污泥法、前置缺氧區(qū)普通曝氣生物處理、缺氧—好氧法脫氮生物處理、厭氧—好氧法除磷生物處理、厭氧—缺氧—好氧法脫氮除磷生物處理、AB法生物處理、氧化溝法生物處理及序批式（CASS）生物處理。根據(jù)本工程及當(dāng)?shù)匚鬯幚硇袠I(yè)的具體情況，生化處理階段選用改良型卡魯塞爾氧化溝和CASS工藝作為比較工藝方案，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后提出推薦方案。①改良型卡魯塞爾氧化溝工藝(方案一)a、工藝簡介氧化溝工藝是由荷蘭科學(xué)家（Pasveer）在五十年代發(fā)明并逐漸推廣應(yīng)用的，其曝氣池呈封閉的溝渠形，廢水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動，因此被稱為“氧化溝”。自1954年荷蘭建成第一座氧化溝以來，氧化溝在歐洲、北美、南非及澳大利亞得到迅速的推廣運(yùn)用，其工藝和構(gòu)造也有了很大的發(fā)展和進(jìn)步。其處理范圍不斷擴(kuò)大，不僅能處理生活污水，也能處理工業(yè)廢水。其主要特征是由很多環(huán)形的溝渠構(gòu)成跑道形，污水在溝渠內(nèi)不斷循環(huán)曝氣從而達(dá)到去除水中污染因子的目標(biāo)，最終達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)。近年來該工藝在我國城市污水處理方面得到了越來越廣泛的運(yùn)用，生產(chǎn)實踐和試驗研究表明，氧化溝處理技術(shù)流程簡單，構(gòu)筑物少，一般情況下可不設(shè)初沉池和污泥消化池，因此基建費用較省，處理效果好且穩(wěn)定，不僅可滿足BOD5和SS的排放標(biāo)準(zhǔn)，且可以實現(xiàn)脫氮除磷等深度處理要求，采用的機(jī)械設(shè)備較少，運(yùn)行管理較簡便；對高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力，能承受較大的水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷。污泥在氧化溝中得到好氧穩(wěn)定，所以不需設(shè)消化池，可直接濃縮脫水。卡魯塞爾氧化溝是眾多型氧化溝中的一種，是1967年由荷蘭的一家公司開發(fā)研制的，目的是為了滿足在較深的氧化溝溝渠中使混合液充分混合，并能維持較高的傳質(zhì)效率，以克服小型氧化溝溝淺、混合效果差等缺陷。至今世界上已有850多座卡魯塞爾氧化溝系統(tǒng)在運(yùn)行，我國也有不少卡魯塞爾氧化溝的運(yùn)行實例。實踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便和運(yùn)行維護(hù)費用低等優(yōu)點。改良型卡魯塞爾氧化溝是在普通卡魯塞爾氧化溝前增加預(yù)反硝化區(qū)，由于其特殊的預(yù)反硝化區(qū)的設(shè)計，在缺氧條件下進(jìn)水與一定量的混合液混合；剩余部分包括好氧和缺氧區(qū)，用于進(jìn)行同時硝化反硝化，也用于磷的富集吸收。溝內(nèi)的表曝機(jī)，實現(xiàn)溝內(nèi)水體的推流、混合和充氧。系統(tǒng)的供氧量可以通過控制溝內(nèi)表曝機(jī)運(yùn)行臺數(shù)的多少進(jìn)行調(diào)節(jié)，另外從節(jié)能的角度考慮，每座溝中還裝有一定數(shù)量的推進(jìn)器用于保證混合液具有一定的流速，以防止污泥在進(jìn)水有機(jī)物含量低的情況下發(fā)生沉淀。在改良型卡魯塞爾氧化溝池中，混合液流經(jīng)曝氣好氧環(huán)境后，氨態(tài)氮發(fā)生硝化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮。隨著水流在溝道中的流動，混合液逐漸進(jìn)入缺氧狀態(tài)。部分處于缺氧狀態(tài)并富含硝酸鹽的混合液通過溝道一側(cè)的狹窄通道進(jìn)入缺氧池（前反硝化區(qū)）。在缺氧池中，缺氧狀態(tài)的混合液與污水原水混合，原水中富含的BOD作為碳源，驅(qū)動反硝化反應(yīng)過程。在此過程中，硝酸鹽氧化部分BOD，同時自身被還原，生成氮氣散逸于空氣中。流入缺氧池的混合液被稱為內(nèi)回流混合液，內(nèi)回流的流量同預(yù)先設(shè)定，并通過安裝在狹窄通道上的閘門調(diào)節(jié)內(nèi)回流量，無需設(shè)置額外的管道和回流泵。而在缺氧池內(nèi)也只需設(shè)置低能耗的推進(jìn)器以保持混合液中活性污泥的懸浮狀態(tài)。氧化溝好氧與缺氧段的控制是由自動控制系統(tǒng)控制，由溶解氧測定儀控制表面曝氣機(jī)的運(yùn)行、停止及調(diào)速來實現(xiàn)的。改良型卡魯塞爾氧化溝除具有一般氧化溝的優(yōu)點：流程簡單、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定和易于維護(hù)管理。其獨特之處還在于：I. 出水水質(zhì)好，除磷脫氮效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，乃沖擊負(fù)荷；II. 工藝簡單，管理方便；III. 污泥穩(wěn)定，剩余量少；IV. 主要設(shè)備單一，維修方便；V. 自動化要求程度相對較低；VI. 不使用臥式轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)，采用立式曝氣機(jī)，增大溝深，減小占地。VII. 溝型由“跑道型”向“同心圓”轉(zhuǎn)化，池壁共用，降低占地面積和工程造價。b、主要缺點I由于表面曝氣方式限制了氧化溝的水深，故其氧化溝工藝占地面積較大，而且，氧化溝一般采用曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)碟等表面曝氣方式，表面曝氣器在曝氣時對溝中的混合液有冷卻作用，在冬天其冷卻作用尤為明顯。水溫對硝化速率有較大影響，水溫的降低將對硝化過程產(chǎn)生極其不利的影響。II氧化溝工藝一般采用表面曝氣方式，其充氧動力效率較之微孔空氣曝氣要低得多，故運(yùn)行能耗較大。III盡管在氧化溝中的不同區(qū)域根據(jù)供氧情況可以出現(xiàn)好氧和缺氧的環(huán)境，實現(xiàn)硝化和反硝化的目的，但由于好氧區(qū)和缺氧區(qū)在空間上無明確的限定，其容積大小隨進(jìn)水負(fù)荷、供氧強(qiáng)度等發(fā)生變化，故其硝化和反硝化的效果也將受到影響。實踐上，為達(dá)到較佳的硝化/反硝化效果，需要設(shè)置復(fù)雜的工藝控制方式。c、卡魯塞爾氧化溝工藝流程見下圖表314 國內(nèi)氧化溝工藝應(yīng)用實例序號工 程 名 稱設(shè)計規(guī)模 (m3/d)運(yùn)行時間1昆明市蘭花溝污水處理廠550002寧夏吳忠污水處理廠600002000年3浙江黃巖污水處理廠800002003年4西寧市第二污水處理廠425002006年5焦作市污水處理廠1000002001年② CASS工藝(工藝方案二)a工藝簡介及特點CASS(Cyclic Activated Sludge System)工藝是在SBR工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR反應(yīng)池進(jìn)水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水)，間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌，其容積約占整個池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高負(fù)荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。CASS工藝對污染物質(zhì)降解是一個時間上的推流過程，集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，是一個好氧缺氧厭氧交替運(yùn)行的過程，因此具有一定脫氮除磷效果。 與其它活性污泥工藝相比，CASS工藝具有以下優(yōu)點：，占地面積省。省去了二次沉淀池及污泥回流設(shè)備，建設(shè)費用可節(jié)省20%～30%。工藝流程簡潔，污水廠主要構(gòu)筑物為集水池、沉砂池、CASS曝氣池、污泥池，布局緊湊，占地面積可減少35%。由于曝氣是周期性的，池內(nèi)溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運(yùn)轉(zhuǎn)費用可節(jié)省10%～25%。，出水水質(zhì)好。不僅能有效去除污水中有機(jī)碳源污染物，而且具有良好的脫氮、除磷功能。，運(yùn)行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹。污水處理廠設(shè)備種類和數(shù)量較少，控制系統(tǒng)簡單，運(yùn)行安全可靠。，性質(zhì)穩(wěn)定。b工藝流程圖c應(yīng)用實例表315 CASS工藝應(yīng)用實例序號工 程 名 稱設(shè)計規(guī)模 (m3/d)運(yùn)行時間1北京航天城污水處理廠144001988年2遵義高橋污水處理廠300001999年3揚(yáng)州市污水處理廠1000002000年4上海青浦縣污水處理廠75001991年5天津技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠1000002000年③改良型卡魯塞爾氧化溝與CASS工