【正文】 處理工藝。70年代初，美國(guó)Natre Dame 教授采用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模對(duì)SBR工藝進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，并于1980年在美國(guó)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(gè)SBR法污水處理廠。SBR工藝的過(guò)程是按時(shí)序來(lái)運(yùn)行的，一個(gè)操作過(guò)程分五個(gè)階段：進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、潷水、閑置。 由于SBR在運(yùn)行過(guò)程中，各階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運(yùn)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(yùn)行功能要求等靈活變化。對(duì)于SBR反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，只是時(shí)序控制，無(wú)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(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、排泥都是間歇的，后來(lái)出現(xiàn)各種改型，有的改為連續(xù)進(jìn)水，有的改為部分連續(xù)曝氣。一般說(shuō)來(lái)，間歇處理不如連續(xù)處理簡(jiǎn)單、方便，但它只需用一個(gè)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(jiǎn)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(shí)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(guó)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(yùn)行。ICEAS與傳統(tǒng)SBR相比，最大特點(diǎn)是：在反應(yīng)器進(jìn)水端設(shè)一個(gè)預(yù)反應(yīng)區(qū)，整個(gè)處理過(guò)程連續(xù)進(jìn)水，間歇排水,無(wú)明顯的反應(yīng)階段和閑置階段，因此處理費(fèi)用比傳統(tǒng)SBR低。由于全過(guò)程連續(xù)進(jìn)水，沉淀階段泥水分離差，限制了進(jìn)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(jìn)水連續(xù)曝氣，其出水從中間墻進(jìn)入IAT池，IAT池連續(xù)進(jìn)水間歇排水。同時(shí)，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)，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(lái)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(jì)更加合理優(yōu)化的生物選擇器代替。通常CASS池分三個(gè)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(gè)過(guò)程間歇運(yùn)行，進(jìn)水同時(shí)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(jìn)入選擇區(qū)，微生物通過(guò)酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理，迅速吸附污水中約85%左右的可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速增長(zhǎng)過(guò)程，對(duì)進(jìn)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(guò)隔墻底部的連接口進(jìn)入主反應(yīng)池，經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程，并完成泥水分離。CASS工藝的運(yùn)行模式與傳統(tǒng)SBR法類似，由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和出水及必要的閑置等五個(gè)階段組成。從進(jìn)水至出水結(jié)束作為一個(gè)周期，每一過(guò)程均按所需的設(shè)定時(shí)間進(jìn)行切換操作，其每一個(gè)周期的循環(huán)操作過(guò)程如下：① 充水/曝氣在曝氣時(shí)同時(shí)充水，充水/曝氣時(shí)間一般占每一循環(huán)周期的50%，如采用4小時(shí)循環(huán)周期，則充水/曝氣為2小時(shí)。② 沉淀停止進(jìn)水和曝氣，沉淀時(shí)間一般采用一小時(shí)，形成凝絮層，上層為清液。～，沉淀后可達(dá)10 g/l。③ 撇水繼續(xù)停止進(jìn)水和曝氣，用表面撇水器排水，撇水器為整個(gè)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(dá)驅(qū)動(dòng)，有防浮渣裝置，使出水通過(guò)無(wú)渣區(qū)經(jīng)堰板和管道排出。④ 閑置在實(shí)際運(yùn)行中，撇水所需時(shí)間小于理論時(shí)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(gè)池子，以使整個(gè)系統(tǒng)能接納連續(xù)的進(jìn)水，因此在第一個(gè)池子進(jìn)行沉淀和撇水時(shí)，第二個(gè)池子中進(jìn)行充水/曝氣過(guò)程，使兩個(gè)池子交替運(yùn)行。為防止進(jìn)水對(duì)沉淀的干擾和出水水質(zhì)的影響，一般在沉淀和撇水時(shí)須停止進(jìn)水和曝氣，在設(shè)有四個(gè)CASS池子的系統(tǒng)中，通過(guò)選擇各個(gè)池子的循環(huán)過(guò)程可以產(chǎn)生連續(xù)的進(jìn)出水。對(duì)于四個(gè)池子的CASS工藝，若采用4小時(shí)循環(huán)周期，其循環(huán)運(yùn)行的相關(guān)順序如下：序號(hào)時(shí)間順序（h）1234池1進(jìn)水/曝氣進(jìn)水/曝氣沉淀/閑置撇水池2沉淀/閑置撇水進(jìn)水/曝氣進(jìn)水/曝氣池3撇水進(jìn)水/曝氣進(jìn)水/曝氣沉淀/閑置池4進(jìn)水/曝氣沉淀/閑置撇水進(jìn)水/曝氣其中每一循環(huán)周期中，始終有兩個(gè)池子處于充水/曝氣順序，另兩個(gè)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(shí)現(xiàn)CASS系統(tǒng)的連續(xù)進(jìn)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(shí)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(diǎn)，一體化設(shè)計(jì)使整個(gè)系統(tǒng)連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水，而單個(gè)池子相對(duì)為間歇進(jìn)水間歇排水。此系統(tǒng)可以靈活的進(jìn)行時(shí)間和空間控制，適當(dāng)?shù)脑龃笏νＡ魰r(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)污水的脫氮除磷。一體化常規(guī)單級(jí)UNITANK工藝的外形是矩形體，里面被分割成三個(gè)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(gè)單元池內(nèi)全部配有曝氣擴(kuò)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(jìn)入系統(tǒng)的污水，通過(guò)進(jìn)水閘控制可分時(shí)序分別進(jìn)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(jí)UNITANK工藝主要有兩種運(yùn)行方式，即單級(jí)好氧與脫氮除磷處理系統(tǒng)。單級(jí)好氧UNITANK工藝的第一個(gè)主體運(yùn)行階段包括以下過(guò)程：①原污水首先進(jìn)入左側(cè)1號(hào)池內(nèi)，在曝氣的同時(shí)去除BOD，因該池在上個(gè)主體運(yùn)行階段作為沉淀池運(yùn)行時(shí)積累了大量經(jīng)過(guò)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(jī)物；②混合液同時(shí)自左向右通過(guò)始終作為曝氣池的中間2號(hào)池，繼續(xù)曝氣，有機(jī)物得到進(jìn)一步降解，同時(shí)在推流過(guò)程中，左側(cè)1號(hào)池內(nèi)污泥進(jìn)入中間2號(hào)池，再進(jìn)入右側(cè)3號(hào)池，使污泥在各池內(nèi)重新分配；③混合液進(jìn)入作為沉淀池的右側(cè)3號(hào)池，停止曝氣，泥水分離后，出水通過(guò)溢流堰排放，剩余污泥則由底部排出。第一個(gè)運(yùn)行階段結(jié)束后，通過(guò)一個(gè)短暫的過(guò)渡段，即進(jìn)入第二個(gè)主體運(yùn)行階段。第二個(gè)主體運(yùn)行階段結(jié)束后，通過(guò)一個(gè)短暫的過(guò)渡段，即進(jìn)入第二個(gè)主體運(yùn)行階段。第二個(gè)主體運(yùn)行階段過(guò)程為污水從右側(cè)3號(hào)池進(jìn)入系統(tǒng)，混合液通過(guò)中間2號(hào)池再進(jìn)入作為沉淀池的左側(cè)1號(hào)池，水流方向相反，操作過(guò)程相同。污水交替進(jìn)入左側(cè)1號(hào)池和中間2號(hào)池，在左側(cè)1號(hào)池進(jìn)行缺氧攪拌，以污水中的有機(jī)物作為電子供體，將在前一個(gè)運(yùn)行階段的硝態(tài)氮通過(guò)兼性菌的反硝化作用實(shí)現(xiàn)脫氮；并釋放上一階段運(yùn)行時(shí)沉淀的含磷污泥中的磷。中間2號(hào)池在曝氣運(yùn)行時(shí)，進(jìn)行去除有機(jī)物、硝化及吸收磷；在進(jìn)水并攪拌時(shí)，進(jìn)行反硝化脫氮，并自左向右推進(jìn)污泥。右側(cè)3號(hào)池作為沉淀池進(jìn)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(jìn)入第二個(gè)主體運(yùn)行階段前，污水只進(jìn)入中間2號(hào)池，使左側(cè)1號(hào)池中盡可能完成硝化反應(yīng)。其后左側(cè)1號(hào)池停止曝氣，作為沉淀池。然后進(jìn)入第二個(gè)主體運(yùn)行階段，污水由右向左流，運(yùn)行過(guò)程相同。與SBR相比，UNITANK系統(tǒng)主要有以下改進(jìn)：a．UNITANK系統(tǒng)在恒水位條件下交替運(yùn)行，水力負(fù)荷恒定，因此可以降低對(duì)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(jī)，出水堰的構(gòu)造也更加簡(jiǎn)單（不需要浮式出水堰），而恒水位條件下的土建設(shè)計(jì)過(guò)程中不需要考慮水位變化對(duì)池體的壓力變化；c．厭氧及缺氧過(guò)程不會(huì)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(shí)間及空間控制的方法 建造可以實(shí)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(diǎn)，克服了SBR間歇進(jìn)水、“三溝式”占地大的缺點(diǎn)，使UNITANK系統(tǒng)因采用“三溝式”近似的運(yùn)行工況而能連續(xù)進(jìn)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(yùn)行。 圖63 MSBR系統(tǒng)原理圖現(xiàn)將MSBR系統(tǒng)的運(yùn)行原理簡(jiǎn)介如下：污水進(jìn)入?yún)捬醭?，回流活性污泥在這里進(jìn)行充分放磷，然后污水進(jìn)入缺氧池進(jìn)行反硝化。反硝化后的污水進(jìn)入好氧池，有機(jī)物在這里被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再進(jìn)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(jìn)入濃縮區(qū)進(jìn)行濃縮，上清液直接進(jìn)入好氧池，而濃縮污泥則進(jìn)入缺氧池，一方面可以進(jìn)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(jìn)行反硝化。由其工作原理可以看出，MSBR是具有同時(shí)進(jìn)行生物除磷及生物脫氮的污水處理工藝。采用MSBR工藝時(shí)需注意以下幾個(gè)問(wèn)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(jìn)，設(shè)備的利用率仍僅有74%。b．污水廠工程成功業(yè)績(jī)欠缺。c．MSBR工藝中的污泥濃縮池，工藝計(jì)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(wú)法避免，因此池內(nèi)MLSS濃度無(wú)法平衡。d．進(jìn)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(dòng)機(jī)械設(shè)備多，相互之間回流泵多，對(duì)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(shí)，將導(dǎo)致全廠運(yùn)行困難。生物濾池系列二級(jí)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(diǎn)。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(lái)水處理過(guò)濾工藝原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新工藝，在80年代初出現(xiàn)在歐洲，主要是在一級(jí)強(qiáng)化處理基礎(chǔ)上將生物氧化與過(guò)濾結(jié)合在一起，濾池后可不設(shè)二次沉淀池，通過(guò)反沖洗再生，實(shí)現(xiàn)濾池周期運(yùn)行。由于其性能良好，應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，至90年代已日趨成熟，在污水二、三級(jí)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(lái)在歐洲發(fā)展起來(lái)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(gè)國(guó)家和地區(qū)建成超過(guò)70個(gè)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(diǎn)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(diǎn)。其主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)如下：處理負(fù)荷高、自動(dòng)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(jìn)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(zhǎng)工藝相比具有非常強(qiáng)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(gè)星期才能恢復(fù)；工藝操作靈活，同一濾池內(nèi)可同時(shí)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(lái)，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(fèi)用BAF工藝屬生物膜法，生物膜法主要特點(diǎn)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(jī)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(jī)污染物轉(zhuǎn)化為生物膜，生物膜經(jīng)反沖洗脫落下來(lái)，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(guò)濾，能有效的截留水中的懸浮物，經(jīng)BAF生物濾池處理過(guò)的水，不再需要進(jìn)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(duì)進(jìn)水性質(zhì)有一點(diǎn)要求，進(jìn)水中懸浮物一般要小于60mg/l，故要加前處理設(shè)施，同時(shí)對(duì)出水水質(zhì)要求較高時(shí)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(shí)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(jī)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(diǎn)，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(wú)污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理較活性污泥法簡(jiǎn)單，對(duì)水量水質(zhì)的波動(dòng)有較強(qiáng)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(diǎn)，但其固有的缺點(diǎn)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(dòng)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(diǎn)；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(jìn)水BOD5超出100mg/L就處理效率下降，還極易產(chǎn)生填料堵塞。對(duì)傳統(tǒng)的生物接觸氧化工藝的特點(diǎn)的分析可知，傳統(tǒng)的生物接觸氧化工藝事實(shí)上更偏向于固著型生物膜工藝，僅有少部分容積尚存一定濃度的懸浮性活性污泥。湖北科亮生物工程有限公司和美國(guó)科恩國(guó)際公司聯(lián)合開發(fā)出來(lái)的一套具有高效、低能、低運(yùn)行成本，適合中國(guó)國(guó)情的新型生物接觸氧化工藝——科利爾（KIC）生物接觸氧化工藝。科利爾（KIC）生物接觸氧化工藝科利爾（KIC）生