城市污水处理(lǐ)厂的工艺选择

建设城市污水处理(lǐ)厂是水资源利用(yòng)和水污染控制的必然趋势，是可(kě)持续发展要求的必然结果。而污水处理(lǐ)厂工艺的选择，直接关系到建设费用(yòng)和运行费用(yòng)的多(duō)少、处理(lǐ)效果的好坏、占地面积的大小(xiǎo)、管理(lǐ)上的方便与否等关键问题。因此，在进行污水处理(lǐ)厂设计时，必须做好工艺方案的比较，以确定最佳方案。

处理(lǐ)厂工艺是指在达到所要求的处理(lǐ)程度的前提下，污水处理(lǐ)各单元的有(yǒu)机组合。确定污水处理(lǐ)厂工艺的主要依据是所要达到的处理(lǐ)程度，而处理(lǐ)程度则主要取决于接受处理(lǐ)后污水的水體(tǐ)的自净能(néng)力或处理(lǐ)后污水的出路。因此，各个地區(qū)、各个城市的具體(tǐ)情况不同，需求不同，选择的工艺亦有(yǒu)所不同。根据统计资料，目前世界上使用(yòng)最多(duō)的是活性污泥法，其中又(yòu)有(yǒu)不同的模式，如传统活性污泥法、阶段曝气法、曝气沉淀池、A B法、A O法等。当然，也有(yǒu)采用(yòng)其它方法的如：生物(wù)膜法、物(wù)理(lǐ)化學(xué)法以及自然处理(lǐ)法、氧化塘等。每种处理(lǐ)工艺方法均有(yǒu)其各自的特点及适应范围，应根据当地的各种不同条件和要求选择处理(lǐ)形式。

1 活性污泥法

活性污泥法是水體(tǐ)自净的人工强化，是使微生物(wù)群體(tǐ)在曝气池内是悬浮状，并和污水接触而使之净化的方法。包括标准活性污泥法、STEP曝气法、長(cháng)时间曝气法、分(fēn)段式曝气法、限制曝气法以及AB法等传统活性污泥法的改型和AO法、AOO等.近年来开发高效脱氮除磷工艺。目前，活性污泥法占主导地位，适用(yòng)于处理(lǐ)生活污水所占比重较大的城市污水，但随着如AO法、AOO法、AB法等新(xīn)工艺的开发，对于工业污水成份比较高的污水的处理(lǐ)效果也有(yǒu)了提高。

1．1 传统活性污泥法

优点：①不宜采用(yòng)物(wù)理(lǐ)化學(xué)方法处理(lǐ)的废水，BOD去除率可(kě)达95％以上。②建设投资额高，但处理(lǐ)的动力费较低。

缺点：所需停留时间長(cháng)，设备庞大，基建投资大，因而要加各种构筑物(wù)，使各种构筑物(wù)容积增大，从而使处理(lǐ)厂面积增大，增加管理(lǐ)人员及管理(lǐ)难度。

发展方向：①為(wèi)了废水體(tǐ)系的组分(fēn)、浓度均匀化，重新(xīn)估价预处理(lǐ)，重新(xīn)研究调整槽。②探讨选择活性污泥微生物(wù)系的菌种。③ 活性污泥法的设备中引入仪表化和拟定管理(lǐ)指标。

1．2 间歇式活性污泥法

近几年来随着城市规模的不断扩展以及城镇自身的发展，下水道设施已呈现出大城市转向中小(xiǎo)城市、农村小(xiǎo)镇的趋势，小(xiǎo)规模污水处理(lǐ)设施逐步增加，农村小(xiǎo)城镇对于改善生活环境条件的要求越来越迫切了。

小(xiǎo)规模污水处理(lǐ)设施与大规模处理(lǐ)设施比较，它的自然条件和社会条件大不相同，因此，必须研究采用(yòng)适于小(xiǎo)规模污水处理(lǐ)设施，用(yòng)以取代过去的大规模处理(lǐ)方式。小(xiǎo)规模污水处理(lǐ)应具备如下特点：① 容易运行管理(lǐ)；② 维修方便；③建设费用(yòng)低；④出水水质良好。经过國(guó)内外一些污水处理(lǐ)厂的多(duō)年实践证明，间歇式活性污泥法正是一种能(néng)满足这些条件的处理(lǐ)方法。

间歇式活性污泥法是采用(yòng)一个处理(lǐ)池进行曝气、沉淀、排出处理(lǐ)水，使设备简单化、小(xiǎo)型化，池内流态分(fēn)明，运行管理(lǐ)方便，可(kě)做到无人运转，对于流入污水的负荷变动，有(yǒu)缓冲能(néng)力，处理(lǐ)性能(néng)稳定，不仅能(néng)去除有(yǒu)机物(wù)质和悬浮固體(tǐ)而且脱氮效果好。间歇式活性污泥法具有(yǒu)代表性的方式，一般设2个曝气沉淀池，连续进入混合污水，各自错开半个周期进行运转，运行一个周期為(wèi)6h，周而复始，反复进行。

1．3 AB工艺法

AB工艺法也称為(wèi)吸附生物(wù)降解法，是七十年代中期首先在德國(guó)兴起的，是传统活性污泥法的一种改型，从许多(duō)污水厂资料中表明该工艺在处理(lǐ)难降解的工业废水或较高浓度的城市污水处理(lǐ)方面，它与普通活性污泥法相比，有(yǒu)特殊的净化机制和多(duō)方面的优越性，它把传统活性污泥法的曝气池分(fēn)為(wèi)两段——A段和B段，A段在对有(yǒu)机物(wù)质吸附、吸收、氧化三种方式中，前两者起主要作用(yòng)，而B段主要由后两者起作用(yòng)，特别是氧化作用(yòng)占主要地位。

从工艺流程来看，AB工艺的主要特征是：①AB工艺不设初沉池，污水经细格栅、沉砂池后直接进入A段曝气池；②设置中间沉淀池，使A段和B段污泥严格分(fēn)开，单独回流，保持各自的菌群特征；③AB工艺的A段曝气吸附池以高负荷运行，污泥泥龄较短，B段曝气池以低负荷运行；④AB工艺的A段曝气池可(kě)以根据污水组分(fēn)进行兼氧或好氧运行，改善污水的可(kě)生化性，这样大大降低B段曝气池的负荷。因此，AB工艺两段曝气池的总容积比传统活性污泥法的曝气池显著减小(xiǎo)；⑤由于AB工艺中A、B两段运行条件的差异，而导致两段中微生物(wù)群落新(xīn)陈代謝(xiè)功能(néng)不同，因此A、B两段均设有(yǒu)污泥回流设备，但据专家的研究及一些污水厂实际运行(如我市北中部污水净化责任有(yǒu)限公司)证明，一般情况下仍然比传统活性污泥法节省基建投资和電(diàn)耗，污水浓度越高，节省投资和電(diàn)耗就越多(duō)，优越性就越明显。

1．4 AO法及AOO法

AO法及AOO法是近年来开发出的生物(wù)脱氮除磷新(xīn)工艺，与传统的化學(xué)和生物(wù)脱氮除磷相比，它还有(yǒu)效提高了BOD、COD、SS的出水指标。AO法是缺氧、好氧的简称，AOO法是厌氧、缺氧和好氧的简称，脱氮是在缺氧段完成的，除磷则要求有(yǒu)厌氧段。AO法主要是脱氮，AOO法可(kě)以同时去除氮、磷。这两种工艺都要求污水充分(fēn)曝气，使含氮有(yǒu)机物(wù)充分(fēn)硝化，所以必须降低污泥负荷，延長(cháng)曝气时间和增大鼓风量。AOO法在缺氧段前面还加有(yǒu)一个厌氧池，以达到对磷的有(yǒu)效去除效果，基建费用(yòng)与電(diàn)耗比AO工艺更高点。

2 生物(wù)膜法

污水的生物(wù)膜处理(lǐ)法是与活性污泥法并列的一种好氧生物(wù)处理(lǐ)技术。它是土壤自净的人工强化，是使微生物(wù)群體(tǐ)附着在其他(tā)物(wù)體(tǐ)表面上呈膜状，并让它和污水接触而使之净化的方法。包括生物(wù)滤池、生物(wù)转盘、生物(wù)接触氧化法等形式。优点：①对水量、水质变动有(yǒu)较强的适应胜；②在低水温条件下，也能(néng)够保持一定的净化功能(néng)；③宜于固液分(fēn)离；④ 能(néng)够处理(lǐ)低浓度的污水；④动力费用(yòng)低，产生的污泥量少。缺点：① 负荷低，占地面积大，不适用(yòng)处理(lǐ)水量较大的污水；②滤料易于堵塞；③产生滤池蝇，影响环境卫生；④生物(wù)膜再生管理(lǐ)相对复杂。

氧化塘是一种构造简单、易于维护管理(lǐ)、污水净化效果良好、节省能(néng)源的污水处理(lǐ)法。氧化塘对污水的净化过程和自然水體(tǐ)自净过程很(hěn)相近，污水在塘内经较長(cháng)时间的缓慢流动、贮存，通过微生物(wù)的代謝(xiè)活动，使污水中的有(yǒu)机污染物(wù)降解，污水得到净化。据统计，目前全世界已有(yǒu)近5 0个國(guó)家采用(yòng)氧化塘处理(lǐ)污水。氧化塘具有(yǒu)一些较為(wèi)突出的优点：①可(kě)以充分(fēn)利用(yòng)地形，工程简易，基建投资省；②能(néng)够实现污水资源化，使污水净化与利用(yòng)相结合；③污水处理(lǐ)成本低廉。但氧化塘也具一定的不足之处：① 占地面积大；②污水净化效果不稳定；③ 污泥应及时清除；④浮油应及时去除。

由于可(kě)不设回流污泥装置运行管理(lǐ)简单，且氧化沟具有(yǒu)氧化塘的某些优点，并克服了氧化塘占地面积大，处理(lǐ)效果不稳定等缺点，应用(yòng)有(yǒu)一定发展。合建式氧化沟是近年来开发出的一系列改型的总称，它们的特点是沉淀池与氧化沟合建，进水和曝气都连续不变，它同时具备了其它氧化沟的优点，达到基建费省，运行费用(yòng)低，管理(lǐ)又(yòu)简单方便。但是不论是何形式的氧化沟，都由于受水深不能(néng)过大的限制，在部分(fēn)曝气器是满负荷运行等，致使其发展受到影响。

4 序批式曝气法(SBR法)

序批式曝气法(SBR)是一种古老的工艺，最初是在一个池中间歇进水、间歇曝气，然后沉淀、排水、排泥，处理(lǐ)工序相当简化。如采用(yòng)延时曝气的SBR法，还可(kě)省去污泥消化、沼气贮存利用(yòng)工序，整个污水厂只需要几个构筑物(wù)。目前我國(guó)只在一些规模不大的城市污水厂应用(yòng)，规模為(wèi)每天10 0(~n3以下，但由于其突出的简易特点，已显示出管理(lǐ)简单、运行稳定等优点，引起人们广泛的重视。该工艺不仅工艺简单，而且对水量水质的变化有(yǒu)很(hěn)强的适应性，可(kě)以省去调节池，不存在污泥膨胀的危险，污泥沉降性好，可(kě)以脱氮除磷，出水水质好，占地省，在一定规模下造价省，运行费用(yòng)低。它的缺点是进水、曝气倒换频繁，且由于排出装置，國(guó)内尚未形成该工艺，发展有(yǒu)一定限制，一直未能(néng)推广。但仍是两种很(hěn)有(yǒu)潜势的工艺，逐渐受到重视。

SBR工艺近年来发展很(hěn)快，已出现多(duō)种改型，目前常用(yòng)的有(yǒu)以下几种型式：①传统间歇进水，间歇曝气，这种型式对水量水质变化适应性强，水量变化很(hěn)大，水型污水厂最為(wèi)适用(yòng)。②连续进水，间歇曝气，对进水不加控制，但必须使其不影响沉淀。③双池串联，连续进水，前池连续曝气，后池间歇曝气，从后池往前池回流混合液以保持污泥浓度。后两种形式均為(wèi)连续进水，可(kě)用(yòng)于较大型污水处理(lǐ)厂。

5 下水道内部处理(lǐ)

污水中含有(yǒu)微生物(wù)和容易同化的有(yǒu)机物(wù)，因此，如果污水处于一种需氧状态(存在溶解氧)，则大部分(fēn)有(yǒu)机物(wù)逐渐氧化為(wèi)二氧化碳或转化成新(xīn)的细菌细胞。当污水在压力管道中長(cháng)时间输送时，就中断了大气中氧的供给，所剩余的溶解氧迅速被用(yòng)光，短时间后特殊的微生物(wù)就开始将硫酸盐还原成硫化氢，因而此时的污水就称為(wèi)腐化污水。当这种污水同空气再次接触时，会释放出硫化氢，并在下水道的管壁上氧化成硫酸盐，从而造成严重的危害与腐蚀。在英國(guó)，至少有(yǒu)50种下水道已经成功地采用(yòng)向下水道内喷入氧气来预防这种腐蚀与损害。但这种氧的氧化作用(yòng)，部分(fēn)地受到悬浮污水中的微生物(wù)和下水道干管表面生長(cháng)的生物(wù)膜的影响，而且氧的用(yòng)量大，费用(yòng)也比其它方法高25倍左右。所以这种技术仅适用(yòng)于一定的条件，但它们仍可(kě)以作為(wèi)减轻超负荷运转的污水处理(lǐ)厂负荷的一种有(yǒu)效的补充方法。在我國(guó)目前尚无使用(yòng)此项方法的实例，这是由于该方法投资太巨大，我國(guó)目前的经济条件还不能(néng)达到。但就我站对全市下水道的十数年监测资料，如果能(néng)彻底贯彻“谁污染、谁治理(lǐ)”的方针，由各排水大户承担起部分(fēn)责任，对整个城市的水环境是有(yǒu)不容忽视的益处的。

6 结论

通过以上工艺的比较，我们不难看出，从处理(lǐ)效果上讲，通常活性污泥法的处理(lǐ)效率较高，生物(wù)膜法则较低，在活性污泥法中，SBR法、氧化沟法、AB法等处理(lǐ)效率更高。污水的有(yǒu)机物(wù)浓度高时，AB法、AO法等工艺比较有(yǒu)利。当有(yǒu)机物(wù)浓度低时，氧化沟、SBR法等延时曝气工艺具有(yǒu)明显)的优势。而传统活性污泥法的适应范围很(hěn)广，有(yǒu)机物(wù)浓度高、低都能(néng)很(hěn)好适应，当其他(tā)工艺的优点不明显时，传统污泥法往往是最好工艺。当对出水有(yǒu)脱氮除磷的特殊要求时，可(kě)根据要求的不同，利用(yòng)AO法、AOO法等法实现脱氮或除磷或同时脱氮除磷。从投资方面来看，活性污泥法比其它方法要多(duō)一些，生物(wù)膜法、氧化塘较少，但生物(wù)膜法管理(lǐ)上有(yǒu)较严格的要求，而氧化塘卫生条件差，还会污染地下水。从占地面积来讲，传统活性污泥法、氧化塘占地面积较大。目前从世界各國(guó)的污水处理(lǐ)看，大型污水厂多(duō)用(yòng)传统活性污泥法，小(xiǎo)型污水厂中氧化沟则占很(hěn)大比例。