论文部分内容阅读
广州中大环境保护工程有限公司
【摘 要】污水处理工艺的选择，直接关系到一个地区污水处理的效果，关系到整个地区的可持续发展和环境建设。文章通过对各种污水处理工艺特点的对比介绍，阐述了对污水处理工艺的选择。
【关键词】城市；污水处理；工艺选择
水是人类赖以生存的基础，由于水资源污染而造成水资源日益紧缺已经成为世界性问题，成为制约全球经济发展的重要因素，也成为严重制约我国经济持续发展、危害环境生态、影响人民生活和身体健康的突出问题。
一、城市污水的特点
城市污水不同于工业污水，是人类生活中产生的污水，是水体的主要染污源之一，主要是排泄物和洗涤污水。城市居民每人每日排出生活污水量为150～400 L，其量与生活水平有密切关系。生活污水中合有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等，也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵，无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫、含磷高，在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。除磷技术是困扰城市污水处理的主要难题。
二、常用的几种城市污水处理工艺
（一）CCAS 工艺
工艺即连续循环曝气系统工艺，对污水预处理要求不高，只设间隙15 mm 的机械格栅和沉砂池。生物处理的核心是CCAS 反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池，在该区内污水中的大部分可溶性BOD 被活性污泥微生物吸附，并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速（0.03～0.05m/min）进入反应区。在主反应区内依照“曝气、闲置、沉淀、排水”程序周期运行，使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮，和在“好氧- 厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制的程序运行，并可调整程序，由计算机集中自控。
（二）SBR 工艺
SBR 是序批式活性污泥法的简称，又名间歇曝气法，其主体构筑物是SBR 反应池。污水在反应池中完成反应、沉淀、排水及排除剩余污泥等工序，使处理过程大为简化。
（三）A/O 工艺
A/O 工艺也叫厌氧好氧工艺，A（Anacrobic）是厌氧段，用于脱氮除磷；O（Oxic）是好氧段，用于除水中的有机物。
（四）A2/O 工艺
A2/O 工艺是厌氧- 缺氧- 好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/O 工艺将生物脱氮生物除磷综合到了同一活性污泥系统中。
（五）传统活性污泥工艺
活性污泥工艺是污水处理的主要工艺，传统活性污泥工艺采用中等污泥负荷，曝气池为连续推流式。若只要求去除有机污染物时，传统活性污泥工艺仍是一种可行的选择。对传统活性污泥工艺进行的各种改进，产生了很多种不同的活性污泥工艺。一些工艺较传统工艺处理功能增强，一些工艺运行更加稳定，而另外一些工艺的费用大大降低或运行更加方便。这些改进可以分为池形的改进、运行方式的改进、曝气方式的改进、生物学方面的改进以及投加填料等几个方面。
（六）氧化沟
氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，故它在水力流态上不同于传统的活性污泥法。它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的。从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。氧化沟污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需另设初沉池、二沉池和污泥回流设备。随着处理规模和范围逐渐扩大，通常采用延时曝气。连续进出水，所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。
三、城市污水处理工艺选择
目前城市污水处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质，这一工艺已很成熟，差别不大。二级处理则采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性、溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前这一处理工艺有多种方法，归结起来主要有以上介绍的几种工艺，即CCAS、SBR A/O、A2/O、传统活性污泥及氧化沟等工艺。
（一）选择城市污水处理工艺时应着重考虑五个方面
1.投资省。目前大部分污水处理项目都是国有资金投资的，我国是一个发展中国家，经济发展所需资金缺口庞大，控制投资对国民经济可持续发展大有益处。
2.运行成本低。运行成本是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是选择处理工艺的主要指标之一。
3.占地少。土地资源是城市发展规划的重要因素。
4.脱氮除磷效果好。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为迫切需要解决的问题。我国实施的国家《污水综合排放标准》（GB8978- 1996）也明确规定了适用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准，这就意味着选择污水处理工艺首先要考虑脱氮除磷的问题。
5.现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善，为环保工程的发展提供了有力的支持。目前，国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统，保证了污水处理厂的正常运行和稳定合格地出水，而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。
（二）CCAS 工艺的独特结构和运行模式
1.曝气时，污水和污泥处于完全理想混合状态，保证了BOD、COD 的去除率，去除率高达95%。
2.“好氧- 缺氧”及“好氧- 厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化- 反硝化作用，使氮、磷去除率达80%以上，保证了出水指标合格。 3.沉淀时，整个CCAS 反应池处于完全理想沉淀状态，使出水悬浮物（SS）极低，低的SS 值也保证了磷的去除效果。CCAS 工艺的缺点是各池同时间歇运行，人工控制很难做到，全依托电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。
（三）SBR 工艺的独特结构和运行模式
SBR 是间歇运行的活性污泥工艺，曝气和沉淀在同一池内完成，省去二沉池和回流系统，使运行简单化。SBR 以它独特的优点近年得到迅速推广，通过不断改进、完善，使其成为目前世界上采用较多的污水处理工艺。
（四）A/O 工艺的优点与缺点
1.A/O 工艺的优点
（1）流程简单，不需外加碳源和后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行成本较低。
（2）反硝化在前、硝化在后，设内循环，以原污水中的有机物作为碳源，效果好，反硝化反应充分。
（3）曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质。
（4）A 段搅拌，只使污泥悬浮，而避免DO 的增加。O 段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO 含量降低，以保证A 段的缺氧状态。
2.A/O 工艺的缺点
（1）由于没有独立的污泥回流系统而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低。
（2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外、内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A 段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%。
（3）影响因素：水力停留时间（硝化>6h，反硝化<2h）、循环比MLSS（>3000mg/L）、）污泥龄（>30d）、N/MLSS 负荷率（<0.03）、进水总氮浓度（<30 mg/L）。
（五）A2/O 工艺的优点与缺点
1.A2/O 工艺的优点
处理效率高，一般能达到：BOD5 和SS 为90%～95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。
2.A2/O 工艺的缺点
建设成本和运行成本均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，只有当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响水体时，才采用该工艺。
（六）氧化沟工艺的优点
氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺。其具有多功能性、污泥稳定、出水水质好和易于管理等优点。
四、结语
综上所述，选择一种好的城市污水处理工艺，无论是对国民经济的发展还是对环境保护、资源再利用都有着不同寻常的意义。好的工艺具有工艺简单、设备可靠、管理方便、投资省、占地少、效率高、运行成本低、污水处理能达标排放并可回用等优点。
【摘 要】污水处理工艺的选择，直接关系到一个地区污水处理的效果，关系到整个地区的可持续发展和环境建设。文章通过对各种污水处理工艺特点的对比介绍，阐述了对污水处理工艺的选择。
【关键词】城市；污水处理；工艺选择
水是人类赖以生存的基础，由于水资源污染而造成水资源日益紧缺已经成为世界性问题，成为制约全球经济发展的重要因素，也成为严重制约我国经济持续发展、危害环境生态、影响人民生活和身体健康的突出问题。
一、城市污水的特点
城市污水不同于工业污水，是人类生活中产生的污水，是水体的主要染污源之一，主要是排泄物和洗涤污水。城市居民每人每日排出生活污水量为150～400 L，其量与生活水平有密切关系。生活污水中合有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等，也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵，无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫、含磷高，在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。除磷技术是困扰城市污水处理的主要难题。
二、常用的几种城市污水处理工艺
（一）CCAS 工艺
工艺即连续循环曝气系统工艺，对污水预处理要求不高，只设间隙15 mm 的机械格栅和沉砂池。生物处理的核心是CCAS 反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池，在该区内污水中的大部分可溶性BOD 被活性污泥微生物吸附，并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速（0.03～0.05m/min）进入反应区。在主反应区内依照“曝气、闲置、沉淀、排水”程序周期运行，使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮，和在“好氧- 厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制的程序运行，并可调整程序，由计算机集中自控。
（二）SBR 工艺
SBR 是序批式活性污泥法的简称，又名间歇曝气法，其主体构筑物是SBR 反应池。污水在反应池中完成反应、沉淀、排水及排除剩余污泥等工序，使处理过程大为简化。
（三）A/O 工艺
A/O 工艺也叫厌氧好氧工艺，A（Anacrobic）是厌氧段，用于脱氮除磷；O（Oxic）是好氧段，用于除水中的有机物。
（四）A2/O 工艺
A2/O 工艺是厌氧- 缺氧- 好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/O 工艺将生物脱氮生物除磷综合到了同一活性污泥系统中。
（五）传统活性污泥工艺
活性污泥工艺是污水处理的主要工艺，传统活性污泥工艺采用中等污泥负荷，曝气池为连续推流式。若只要求去除有机污染物时，传统活性污泥工艺仍是一种可行的选择。对传统活性污泥工艺进行的各种改进，产生了很多种不同的活性污泥工艺。一些工艺较传统工艺处理功能增强，一些工艺运行更加稳定，而另外一些工艺的费用大大降低或运行更加方便。这些改进可以分为池形的改进、运行方式的改进、曝气方式的改进、生物学方面的改进以及投加填料等几个方面。
（六）氧化沟
氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，故它在水力流态上不同于传统的活性污泥法。它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的。从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。氧化沟污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需另设初沉池、二沉池和污泥回流设备。随着处理规模和范围逐渐扩大，通常采用延时曝气。连续进出水，所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。
三、城市污水处理工艺选择
目前城市污水处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质，这一工艺已很成熟，差别不大。二级处理则采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性、溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前这一处理工艺有多种方法，归结起来主要有以上介绍的几种工艺，即CCAS、SBR A/O、A2/O、传统活性污泥及氧化沟等工艺。
（一）选择城市污水处理工艺时应着重考虑五个方面
1.投资省。目前大部分污水处理项目都是国有资金投资的，我国是一个发展中国家，经济发展所需资金缺口庞大，控制投资对国民经济可持续发展大有益处。
2.运行成本低。运行成本是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是选择处理工艺的主要指标之一。
3.占地少。土地资源是城市发展规划的重要因素。
4.脱氮除磷效果好。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为迫切需要解决的问题。我国实施的国家《污水综合排放标准》（GB8978- 1996）也明确规定了适用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准，这就意味着选择污水处理工艺首先要考虑脱氮除磷的问题。
5.现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善，为环保工程的发展提供了有力的支持。目前，国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统，保证了污水处理厂的正常运行和稳定合格地出水，而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。
（二）CCAS 工艺的独特结构和运行模式
1.曝气时，污水和污泥处于完全理想混合状态，保证了BOD、COD 的去除率，去除率高达95%。
2.“好氧- 缺氧”及“好氧- 厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化- 反硝化作用，使氮、磷去除率达80%以上，保证了出水指标合格。 3.沉淀时，整个CCAS 反应池处于完全理想沉淀状态，使出水悬浮物（SS）极低，低的SS 值也保证了磷的去除效果。CCAS 工艺的缺点是各池同时间歇运行，人工控制很难做到，全依托电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。
（三）SBR 工艺的独特结构和运行模式
SBR 是间歇运行的活性污泥工艺，曝气和沉淀在同一池内完成，省去二沉池和回流系统，使运行简单化。SBR 以它独特的优点近年得到迅速推广，通过不断改进、完善，使其成为目前世界上采用较多的污水处理工艺。
（四）A/O 工艺的优点与缺点
1.A/O 工艺的优点
（1）流程简单，不需外加碳源和后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行成本较低。
（2）反硝化在前、硝化在后，设内循环，以原污水中的有机物作为碳源，效果好，反硝化反应充分。
（3）曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质。
（4）A 段搅拌，只使污泥悬浮，而避免DO 的增加。O 段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO 含量降低，以保证A 段的缺氧状态。
2.A/O 工艺的缺点
（1）由于没有独立的污泥回流系统而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低。
（2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外、内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A 段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%。
（3）影响因素：水力停留时间（硝化>6h，反硝化<2h）、循环比MLSS（>3000mg/L）、）污泥龄（>30d）、N/MLSS 负荷率（<0.03）、进水总氮浓度（<30 mg/L）。
（五）A2/O 工艺的优点与缺点
1.A2/O 工艺的优点
处理效率高，一般能达到：BOD5 和SS 为90%～95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。
2.A2/O 工艺的缺点
建设成本和运行成本均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，只有当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响水体时，才采用该工艺。
（六）氧化沟工艺的优点
氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺。其具有多功能性、污泥稳定、出水水质好和易于管理等优点。
四、结语
综上所述，选择一种好的城市污水处理工艺，无论是对国民经济的发展还是对环境保护、资源再利用都有着不同寻常的意义。好的工艺具有工艺简单、设备可靠、管理方便、投资省、占地少、效率高、运行成本低、污水处理能达标排放并可回用等优点。