城市污水處理工藝方案設計淺析

摘要：城市污水處理是市政工作的一項重要組成部分，污水處理工藝方案設計是污水處理的首要環節。本文從基本原理和工藝特點兩個方面對A/O、A/A/O、AB、SBR、UNITANK等五個污水處理工藝進行了概述，以期能為城市污水處理工藝方案的設計提供一定的參考。

關鍵詞：城市 污水處理 工藝

0 引言

多年來，我國城市基礎設施建設一直滯后于經濟發展，尤其是污水處理設施，“欠賬”太多，從而導致城市污水未能得到很好的處理。這不僅導致了環境的惡化，同時也影響了城市經濟發展和人類健康。隨著環保事業及社會可持續發展的需要，人們逐漸認識到了污水處理的重要性，已將其作為了市政工作的重要組成部分。污水處理的首要環節是污水處理工藝方案設計。一個科學合理的方案可在達到治理目標的同時降低成本、節約投資、簡化管理。不同城市的污水所采取的工藝是不同的。要想制定出一個合理的污水處理方案，了解各種污水處理工藝流程原理及特點是關鍵前提。因此，熟練掌握各種城市污水處理工藝的內容是極為必要的。

1 城市污水處理工藝方案

城市污水處理程序包括：預處理、一級處理、二級處理、深度處理以及污泥處理。預處理主要包括沉砂池和格柵；一級處理的構筑物主要是初次沉淀池；二次沉淀池和曝氣池是二級處理的主要構筑物，二級處理是處理工藝的核心部分，通過該階段微生物新陳代謝作用將污水中大部分的有機物轉換成H2O和CO2；污水的深度處理包括有機物的進一步去除和脫氮除磷，常用過濾和混凝沉淀工藝，有時也采用生物炭和生物陶粒工藝；污泥處理是污水處理的重要組成部分，主要包括干化、脫水、硝化和濃縮等。不同特色的城市其所采取的污水處理工藝是不同的，在進行城市污水處理方案設計時，應因地而異。

1.1 A/O工藝方案

該方案的基本設計原理是：在常規活性污泥工藝的基本流程基礎之上，使生化反應池周期性的反復實現好氧、厭氧的狀態，從而實現脫氮除磷的目的。可分為以除磷為主的厭氧/好氧工藝和以脫氮為主的缺氧/好氧工藝兩種類型。前者的工藝特點是：①通過將富磷剩余污泥排出系統外實現，因而需要在短污泥條件下進行；②排放的剩余污泥量較多，從而增加了污泥的處理量；③具有較寬范圍的進水BOD負荷，抗沖擊負荷能力強；④由于污泥停留時間短、負荷高，因此，節省了運行費用和能耗；⑤污泥負荷與常規的活性污泥法相當，厭氧池在好氧池之前，更有利于抑制絲狀菌生長、防止活性污泥的膨脹。后者的工藝特點是：①在長污泥齡、低污泥負荷條件下運行，剩余污泥量少；②回流混合液能耗大，運行費用高；③缺氧池位于好氧池前面，一方面有利于控制污泥膨脹，另一方面可減輕好氧池的有機負荷，另外，反硝化過程中所產生的堿度還可以用來補償硝化過程中消耗的堿度；④好氧池在前，缺氧池在后，有利于反硝化過程中殘留有機物的進一步去除，進而提高出水水質；⑤利用原污水碳源進行反硝化，不需要外加碳源。

1.2 A/A/O工藝方案

A/A/O工藝或A2工藝，又稱厭氧、缺氧、好氧活性污泥工藝，是常規活性污泥工藝方案的改進型。該工藝方案設計的依據是：含磷回流污泥與污水首先進入厭氧池，之后回流污泥釋放出儲存于菌體內的磷，同時部分的有機物進行氧化；利用污水中的有機物作為碳源，厭氧池中的反硝化菌將回流混合液中帶入的亞硝酸氮和硝酸氮還原為氮氣釋放到空氣中，進而達到脫氮目的；在好氧池內，氨氮被硝化、有機物被微生物降解，隨著聚磷菌的過量攝取，磷含量以較快的速度下降。因此，A/A/O工藝可同時完成磷因過量攝取而被去除、硝化脫氮、有機物的去除等功能。

該工藝方案的特點主要有三個：①流程較長，回流污泥設施和構筑物較多；②通過厭氧段絲狀菌的抑制，活性污泥膨脹得到了有效控制，運行可靠、穩定；③把厭氧、缺氧及好氧三者有機結合起來，具有同時達到去除N、P、BOD5及COD的功能。

1.3 AB工藝方案

AB工藝方案是根據微生物基質代謝及其生長繁殖的關系而確立的，其工藝分為A段和B段(A段為吸附段，B段為生物氧化段)，并充分考慮了輸送系統中高性微生物作用、污水收集等。為迅速增加微生物的數量，快速吸附污水中的有機物，通常情況下，A段在高負荷下運行。而B段一般維持在低負荷下，借助于長期微生物的作用，提高出水水質。該工藝方案中，兩端污泥回流系統是分開的，為污水處理過程中生物相的穩定性提供了保證。流入A段的污水沒有經過初次的沉淀，直接來自排水管網，因此，含有大量活性極強的微生物群落和細菌，這使得A段反應池中的有機物和懸浮物得到快速的絮凝吸附，從而提高了BOD5、SS去除率。此外，A段有機物含量的大量降低也為B段微生物創造了良好的進水水質條件該工藝方案的特點主要包括以下方面：①去除污染物效果好；②運行穩定性好；③具有一定的脫氮除磷效果；④較傳統活性污泥工藝經濟；⑤污泥沉降性能良好；⑥適用于超負荷的老廠改造和分期建設；⑦需要兩段回流和兩個沉淀池，增加了設備與運行管理難度。

1.4 SBR工藝方案

SBR工藝方案是進水——排水間歇式活性污泥工藝方案的改進型。其基本原理是：首先，在厭氧池A內，污水和缺氧池內回流的高濃度脫氮污泥混合，使得厭氧池內的溶解氧被快速消耗，混合液處于化合態氧和無溶解氧的狀態；之后，混合液流入厭氧池B，此時，聚磷菌開始了磷的釋放；緊接著混合液又流入了主曝氣區，硝化菌對氨氮的硝化、碳化菌對有機碳的溶解、聚磷菌對正磷酸鹽的大量吸收都需要在該階段完成；然后，混合液流入到了序批池中，進行好氧、缺氧的循環。

該工藝方案的特點是工藝流程簡單，適應性強、運行方式靈活，脫氮除磷效果好，污泥不易膨脹，處理能力強、耐沖擊負荷，對自動化程度要求較高。

1.5 UNITANK工藝方案

UNITANK工藝方案又稱交替式生物化處理工藝方案，是SBR工藝方案的一種發展和變型。系統的主體是一個被間隔成三個單元的矩形反應池，包括A池、B池和C池。每池都設有潛水曝氣機、表曝氣或微孔曝氣頭等曝氣系統，三池之間水力相通；中間池子(B池)只作為曝氣反應池，外側的兩池(A池與C池)設有剩余污泥排放口和出水堰。污水處理采用連續注水、周期交替進行的方式，污水可隨意流入三個反應池中的任何一個。污水處理過程中空間及時間的控制通過系統的調整來實現，進而形成缺氧、厭氧或好氧的工作條件，達到處理目標。

該工藝方案的特點是節省投資，運轉靈活，節省土建占地面積和費用，容積和設備利用率高，適用性強，維護困難等。

2 結束語

A/O、A/A/O、AB、SBR、UNITANK等新工藝方案的出現和推廣應用，使得我國城市污水處理總體水平得到了極大地提高，運行和投資費用得到了大幅度的降低，為我國城市污水處理工程的順利進行提供了技術保證。相信隨著新技術、新工藝及新設備的不斷開發，污水處理工藝將會得到進一步的提高，滿足日益嚴格的環境要求。

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