城市污水處理工藝的優選與比較
關鍵詞：城市污水處理運行管理工藝選擇
摘要：針對目前城市現有污水處理廠在建設和運行管理的過程中所暴露出來的問題，從建設規模和工藝確定等角度進行對比分析，并對應注意的環節提出了看法。
由于工業廢水處理設施一般規模小、技術性強，工藝組合靈活，結構通常為鋼制，即使內部管線穿插較多，運行維護也不太困難。工業廢水處理在技術上是與城市污水處理類同的，但是如果把工業廢水處理設施的設計思路簡單地套用在城市污水處理工程中會帶來很多預想不到的問題。
1.合理確定建設規模
城市污水廠建設規摸的確定，是根據城市總體規劃和排水規劃，分期分批地建設污水管網和污水處理廠，要根據水環境保護的目標，分期實施，逐步到位。城市排水工程建設是一項系統工程，涉及城區管渠改造，污水的收集、輸送(包括泵站)，污水處理和排放利用，以及污泥處置等問題在。
2.城市污水處理廠的工藝選擇
具體工程的選擇要求包括：
①技術合理。技術先進而成熟，對水質變化適應性強，出水達標且穩定性高，污泥易于處理。
②經濟節能。耗電小，造價低，占地少。
③易于管理。操作管理方便，設備可靠。
④重視環境。廠區平面布置與周圍環境相協調，注意廠內噪聲控制和臭氣的治理，綠化、道路與分期建設結合好。
[1]好氧生物處理技術是世界各國城市污水處理廠普遍采用的污水處理工藝，分為活性污泥法和生物膜法兩種。活性污泥法是水體自凈的人工強化，是使微生物群體“聚居”在活性污泥上，活性污泥在反應器－曝氣池內呈懸浮狀，與污水廣泛接觸，使污水凈化的技術；生物膜法是土壤自凈的人工強化，是使微生物群體以膜狀附著在物體的表面上，與污水接觸，使污水凈化的技術。活性污泥法、生物膜法及其變種變工藝，各有特點和應用條件，在選擇的時候，應根據各地區的水質、水量、受納水體、氣候、環境、經濟情況等條件確定。
[2]活性污泥法工藝在凈化機制上，沒有什么突破，歷經幾十年的發展與革新，現已擁有以傳統活性污泥法為基礎的多種運行方式，如A/O除磷工藝、A/O脫氮工藝、A2/O同步脫氮除磷工藝、氧化溝工藝、A/B法、各種SBR法、載體活性污泥法、一體化活性污泥法等等。近十幾年來，活性污泥法最大進步就是將厭氧機制引入到生化反應池之中來，使厭氧和好氧狀況在生化池中同時存在或反復周期性地實現，但其基本流程原理與標準法是一致的。
[3]厭氧－好氧活性污泥法工藝（A/O法），是具有生物選擇機能并兼有脫氮除磷功能的標準活性污泥法變法。所謂厭氧就是生化反應段內溶解氧趨于零狀態。在這種環境下迫使專性好氧微生物－絲狀菌代謝機能銳減，抑制了其繁殖，起到了厭氧生物選擇作用，從而可以防止污泥膨脹現象發生。A/O活性污泥法工藝在普遍活性污泥法前段加入厭氧段，通過污泥負荷的變化來實現除磷或脫氮的功能。在A/O法的基礎上又發展了A2/O法，即在厭氧、好氧段之間加入缺氧段以實現同步除磷脫氮，由于其污泥負荷適應范圍較小，因此在實際運行中往往按偏重于除磷或脫氮之一功能進行。A/O法、A2/O法工藝由于出水水質穩定、能耗不高、運行管理方便等特點，在國內外大中型污水廠中采用最多。
[4]載體活性污泥法，是在活性污泥法反應池內投加固體顆粒或軟性、半軟性填料，以增加單位反應空間的微生物量，提高反應器容積負荷。是一種活性污泥法與生物膜法的良好結合，一般適于污水廠挖潛改造，提高處理能力，其核心技術為專利填料，近幾年林泡工藝作為其代表應用于大連春柳污水廠和鐵嶺污水廠。
[5]氧化溝法，于五十年代由荷蘭人巴斯維爾所開發，主要有卡魯塞爾（Carrousel）式、三溝式、一體化式、奧貝爾（Orbal）式等幾種技術形式。氧化溝法是一條閉合的生化反應溝渠，以轉碟或轉刷為充氧和水流動力，流程簡單，對運行管理要求較低，多用于延時曝氣，產生污泥量少，污泥易于脫水。氧化溝法在我國南方地區及中西部地區得到廣泛應用。
[6]A/B法（Absoption-Biodegradation），是兩級生化反應系統。一級為生物吸附，污泥負荷高，反應時間短（30分鐘）；二級為一般生化反應池，污泥負荷同普通活性污泥法。A/B法的一、二級都有自己的二次沉淀池和污泥回流系統，多用于濃度高的生活污水，其國內典型應用為烏魯木齊河東污水處理廠和青島海泊河污水處理廠。
[7]序批式活性污泥法（SBR-SequencingBatchReactor）是1914年由英國學者Ardern和Locket發明的水處理工藝。70年代初，美國NatreDame大學的R.Irvine教授采用實驗室規模對SBR工藝進行了系統深入的研究，并于1980年在美國環保局（EPA）的資助下，在印第安納州的Culwer城改建并投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。
[8]間歇式循環延時曝氣活性污泥法（ICEAS－IntermittentCyclicExtendedSystem）是在1968年由澳大利亞新威爾士大學與美國ABJ公司合作開發的。1976年世界上第一座ICEAS工藝污水廠投產運行。ICEAS與傳統SBR相比，最大特點是:在反應器進水端設一個預反應區，整個處理過程連續進水，間歇排水，無明顯的反應階段和閑置階段，因此處理費用比傳統SBR低。該工藝在我國典型的應用為昆明第三污水處理廠，在國內影響較大。
[9]生物膜法，是另一種廣為采用的污水生化處理方法。這種處理法是使細菌和菌類一類的微生物和原生動物、后生動物一類的微型生物附著在載體或濾料上生長繁殖，并在其上形成膜性生物污泥－生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機污染物作為營養物質為生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到繁衍增殖。
3、根據以上工藝技術對比分析，結合奎屯市污水水質情況，認為較合適的處理工藝優選為：
第一方案：A/O工藝
近二十年來活性污泥法的最大進步就是將厭氧機制引入到生化反應池之中，厭氧、好氧的間歇周期運行給活性污泥法帶來新的技術經濟效果，即生物脫氮、生物除磷、生物選擇等。
厭氧－好氧活性污泥法脫氮工藝（A/O法），是具有生物選擇機能并兼有脫氮功能的標準活性污泥法變法。
第二方案：DAT－IAT工藝
好氧間歇曝氣系統（DAT－IAT－DemandAerationTank-IntermittentTank）是一種SBR新工藝。它介于傳統活性污泥法與典型的SBR之間，采用連續進水連續－間歇曝氣的運行方式，適用于進水水質水量變化幅度較大的情況。主體構筑物是由需氧池DAT池和間歇曝氣池IAT池組成，DAT池連續進水連續曝氣，其出水從中間墻進入IAT池，IAT池連續進水間歇排水。同時，IAT池污泥DAT池。它屬延時曝氣工藝，實際上為A/O脫氮工藝與傳統SBR的結合，該工業具有較低的污泥負荷，因此具有抗沖擊能力強的特點，并有脫氮功能。該工業國內應用于天津技術開發區污水處理廠和撫順三寶屯污水處理廠，是一種適合于較大水量的SBR工藝。
4、科學的進行工藝方案比較：
因地制宜地進行工藝方案(主要是生物處理方案)比較是必要的。對工藝方案的比較力求客觀全面，在同等進水、出水條件下，其設計參數應包括對各種污染物的去除率、曝氣時間、污泥負荷和容積負荷、曝氣量和氧的利用率(及動力效率)、污泥產量(及污泥指數)等作全面分析，數據豐富就可以集思廣益，揚長避短，根據技術上合理，經濟上合算，管理方便，運行可靠且有利于近、遠期結合的原則，進行工藝方案的優化抉擇。
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