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摘 要：在大力提倡环保的形势下，优化污水处理，发展污水再生回用是一个重要的课题。本文即分析了城市污水处理厂的工艺类型，并对城市污水处理厂工艺类型的优化选择进行了探讨分析。
关键词：污水处理厂；工艺；AO法；SBR工艺
一、城市污水的来源
城市污水通常由生活污水、工业废水和城市降水径流三部分组成，是一种混合污水。生活污水是指人们日常生活中的排水，经由居住区、公共场所、厨房、浴室等生活设施排出，其中有机污染物占约60%，如蛋白质、脂肪、糖类等；无机污染物占约40%，主要是泥沙和杂物等，此外还有洗涤剂以及病原微生物和寄生虫卵等。工业废水是从工厂生产过程中排放的废水，是城市污水中有毒污染物的主要来源。降雨径流是由城市降雨或冰雪融水形成的。工业废水因使用原材料及生产工艺的不同而有很大差异，其排放必须经由工厂处理达到相关标准，降雨径流则可以通过污水管道、雨水管道分别敷设的方法加以控制。城市污水净化处理后，可以排放水体，成为水体的补给水，也可以重新加以利用，而回用是最合理的出路，既可以节约和利用有限宝贵的淡水资源，又可以减少污水的排放量，减轻水污染。城市污水经二级处理和深度处理后回用的范围很广，可以用作工业冷却水，也可以用作园林绿化、浇洒道路、冲洗厕所等。为使城市污水能够循环利用，就必须针对所要处理的城市污水类型的特点，采用相应的废水深度处理工艺，执行相应的水质标准。
二、城市污水处理厂常用处理工艺
（1）AO法工艺
AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A（Anacrobic）是厌氧段，是脱氮除磷阶段；O（Oxic）是好氧段，是去除水中的有机物的阶段。
①A/O法脱氮工艺的特点：流程简单，不需外加碳源和曝气池，以原污水作为碳源，建设和运行费用较低；反硝化阶段在前，硝化阶段在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；为使硝化残留物得以进一步去除，在后面设置曝气池，提高处理水水质；A阶段搅拌，使污泥悬浮，避免DO增加。O阶段的前段采用强曝气，后阶段减少氧气量，使内循环液的DO降低，以保证A阶段的缺氧状态。
②A/O法存在的问题：A/O法由于没有独立的污泥回流系统，故不能培育出具有独特功能的污泥，所以降解难降解有机物的效率低；提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而运行费用加大。因为内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A阶段难以保持理想的缺氧状态，从而影响反硝化效果，使脱氮率很难达到90%。
（2）氧化沟工艺
氧化沟又名氧化渠，其构筑物呈封闭的环形沟渠。它是活性污泥法的一种变型。由于污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因而有人称其为“循环曝气池”。氧化沟由于水力停留时间长，有机负荷低，所以其本质上属于延时曝气系统。
①氧化沟的技术特点 ：氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化-反硝化生物处理工艺。氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。
②氧化沟缺点
虽然氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、脱氮除磷效率高、污泥较稳定、能耗省、自动化控制高等优点。但是，在实际运行过程中，仍存在污泥膨胀的问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题。
（3）SBR工艺
SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个周期分五个阶段：进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。在SBR的运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据污水的性质、出水水质、出水水量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只需要时序控制，没有空间控制障碍，所以控制灵活。因此，SBR工艺发展迅速，并衍生出许多新型SBR处理工艺。
①优点：工艺流程简单，运转灵活，基建费用低（一个SBR池扮演了多个角色：调解混合池、反应池（厌氧、缺氧和好氧三种）、沉淀池和部分浓缩池；它不需要设二沉池和污泥回流设备，一般情况下也不用设调节池和初沉池）。处理效果良好，出水可靠。较好的除磷脱氮效果。污泥沉降性能良好（SBR法可以有效控制絲状菌的过度繁殖，污泥SVI较低，是一种污泥沉降性能较为良好的工艺）。对水质水量变化的适应性强。
②局限性：反应器容积利用率低（由于SBR反应器水位不恒定，反应器有效容积需要按照最高水位来设计，大多数时间，反应器内水位均达不到此值，所以反应器容积利用率低）。水头损失大。对于不连续出水的污水处理厂，就要求后续构筑物容积较大，有足够的调节水量的能力。并且不连续出水，使得SBR工艺与其他连续处理工艺串联时较为困难。峰值需氧量高，整个系统氧的利用率低。设备利用率低。不适用于大型污水处理厂（采用SBR工艺的污水处理厂规模一般在20000t以下，规模大于100000t的污水处理厂几乎没有采用SBR工艺的）。
（4）A/A/O工艺
该工艺是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：OD5 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。但该工艺的基建费用和运行费用均高于普通活性污泥法，运行管理要求高。
三、污水处理厂工艺类型的优化选择
污水处理厂的优选工艺是改进型A/O法，A2/O法，普遍采用的原因是因为这种工艺对大型污水厂具有难以替代的优点：
①A/O、A2/O法与氧化沟和SBR工艺相比最大优势是能耗较低，运营费用较低，规模越大。这种优势越明显，对于大型污水厂来说，年运营费很可观，每方污水处理费 用节省一点，一年就节省很多，比如规模为40万吨/日的污水厂，每方污水节省处理费1分钱，一年就节省146万元。该工艺的能耗和运营费低的原因是：设置初沉池，利用物理法以最小的能耗和费用去除污水中相当一部分有机物和悬浮物，降低二级处理的负荷，显著节省能耗。污泥采用厌氧消化，它比氧化沟和SBR工艺的同步好氧消化显著节省能耗，是一种公认的节能工艺。
②A/O、A2/O的主要缺点是处理单元多，操作管理复杂，特别是污泥厌氧 消化要求高水平的管理，消化过程产生的沼气是可燃易爆气体更要求安全操作，这些都增加了管 理的难度。但由于大型污水厂背靠大城市，技术力量强，管理水平较高，能满足这种要求，因而常规活性污泥法的缺点不会成为限制使用的因素。
参考文献
[1]王宇.城市污水处理厂工艺类型与优化选择研究[J].河南化工，2015.8.
[2]王胜男.城市污水处理厂工艺选优综合评价体系的探讨[J].山西建筑，2015.8.
（作者单位：沈阳大学）
关键词：污水处理厂；工艺；AO法；SBR工艺
一、城市污水的来源
城市污水通常由生活污水、工业废水和城市降水径流三部分组成，是一种混合污水。生活污水是指人们日常生活中的排水，经由居住区、公共场所、厨房、浴室等生活设施排出，其中有机污染物占约60%，如蛋白质、脂肪、糖类等；无机污染物占约40%，主要是泥沙和杂物等，此外还有洗涤剂以及病原微生物和寄生虫卵等。工业废水是从工厂生产过程中排放的废水，是城市污水中有毒污染物的主要来源。降雨径流是由城市降雨或冰雪融水形成的。工业废水因使用原材料及生产工艺的不同而有很大差异，其排放必须经由工厂处理达到相关标准，降雨径流则可以通过污水管道、雨水管道分别敷设的方法加以控制。城市污水净化处理后，可以排放水体，成为水体的补给水，也可以重新加以利用，而回用是最合理的出路，既可以节约和利用有限宝贵的淡水资源，又可以减少污水的排放量，减轻水污染。城市污水经二级处理和深度处理后回用的范围很广，可以用作工业冷却水，也可以用作园林绿化、浇洒道路、冲洗厕所等。为使城市污水能够循环利用，就必须针对所要处理的城市污水类型的特点，采用相应的废水深度处理工艺，执行相应的水质标准。
二、城市污水处理厂常用处理工艺
（1）AO法工艺
AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A（Anacrobic）是厌氧段，是脱氮除磷阶段；O（Oxic）是好氧段，是去除水中的有机物的阶段。
①A/O法脱氮工艺的特点：流程简单，不需外加碳源和曝气池，以原污水作为碳源，建设和运行费用较低；反硝化阶段在前，硝化阶段在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；为使硝化残留物得以进一步去除，在后面设置曝气池，提高处理水水质；A阶段搅拌，使污泥悬浮，避免DO增加。O阶段的前段采用强曝气，后阶段减少氧气量，使内循环液的DO降低，以保证A阶段的缺氧状态。
②A/O法存在的问题：A/O法由于没有独立的污泥回流系统，故不能培育出具有独特功能的污泥，所以降解难降解有机物的效率低；提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而运行费用加大。因为内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A阶段难以保持理想的缺氧状态，从而影响反硝化效果，使脱氮率很难达到90%。
（2）氧化沟工艺
氧化沟又名氧化渠，其构筑物呈封闭的环形沟渠。它是活性污泥法的一种变型。由于污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因而有人称其为“循环曝气池”。氧化沟由于水力停留时间长，有机负荷低，所以其本质上属于延时曝气系统。
①氧化沟的技术特点 ：氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化-反硝化生物处理工艺。氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。
②氧化沟缺点
虽然氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、脱氮除磷效率高、污泥较稳定、能耗省、自动化控制高等优点。但是，在实际运行过程中，仍存在污泥膨胀的问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题。
（3）SBR工艺
SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个周期分五个阶段：进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。在SBR的运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据污水的性质、出水水质、出水水量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只需要时序控制，没有空间控制障碍，所以控制灵活。因此，SBR工艺发展迅速，并衍生出许多新型SBR处理工艺。
①优点：工艺流程简单，运转灵活，基建费用低（一个SBR池扮演了多个角色：调解混合池、反应池（厌氧、缺氧和好氧三种）、沉淀池和部分浓缩池；它不需要设二沉池和污泥回流设备，一般情况下也不用设调节池和初沉池）。处理效果良好，出水可靠。较好的除磷脱氮效果。污泥沉降性能良好（SBR法可以有效控制絲状菌的过度繁殖，污泥SVI较低，是一种污泥沉降性能较为良好的工艺）。对水质水量变化的适应性强。
②局限性：反应器容积利用率低（由于SBR反应器水位不恒定，反应器有效容积需要按照最高水位来设计，大多数时间，反应器内水位均达不到此值，所以反应器容积利用率低）。水头损失大。对于不连续出水的污水处理厂，就要求后续构筑物容积较大，有足够的调节水量的能力。并且不连续出水，使得SBR工艺与其他连续处理工艺串联时较为困难。峰值需氧量高，整个系统氧的利用率低。设备利用率低。不适用于大型污水处理厂（采用SBR工艺的污水处理厂规模一般在20000t以下，规模大于100000t的污水处理厂几乎没有采用SBR工艺的）。
（4）A/A/O工艺
该工艺是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：OD5 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。但该工艺的基建费用和运行费用均高于普通活性污泥法，运行管理要求高。
三、污水处理厂工艺类型的优化选择
污水处理厂的优选工艺是改进型A/O法，A2/O法，普遍采用的原因是因为这种工艺对大型污水厂具有难以替代的优点：
①A/O、A2/O法与氧化沟和SBR工艺相比最大优势是能耗较低，运营费用较低，规模越大。这种优势越明显，对于大型污水厂来说，年运营费很可观，每方污水处理费 用节省一点，一年就节省很多，比如规模为40万吨/日的污水厂，每方污水节省处理费1分钱，一年就节省146万元。该工艺的能耗和运营费低的原因是：设置初沉池，利用物理法以最小的能耗和费用去除污水中相当一部分有机物和悬浮物，降低二级处理的负荷，显著节省能耗。污泥采用厌氧消化，它比氧化沟和SBR工艺的同步好氧消化显著节省能耗，是一种公认的节能工艺。
②A/O、A2/O的主要缺点是处理单元多，操作管理复杂，特别是污泥厌氧 消化要求高水平的管理，消化过程产生的沼气是可燃易爆气体更要求安全操作，这些都增加了管 理的难度。但由于大型污水厂背靠大城市，技术力量强，管理水平较高，能满足这种要求，因而常规活性污泥法的缺点不会成为限制使用的因素。
参考文献
[1]王宇.城市污水处理厂工艺类型与优化选择研究[J].河南化工，2015.8.
[2]王胜男.城市污水处理厂工艺选优综合评价体系的探讨[J].山西建筑，2015.8.
（作者单位：沈阳大学）