對我國常用污水處理工藝研究

(西安工業大學建筑工程學院 陜西 西安 710021)

對我國常用污水處理工藝研究

郭強

(西安工業大學建筑工程學院陜西西安710021)

本文主要對我國常用污水處理工藝(活性污泥法和生物膜法)的各種變形工藝進行了分析，闡明了各種工藝的原理及優缺點。同時也介紹一種目前污水處理廠升級改造常選工藝—移動床生物膜污水處理工藝，為其他污水處理廠升級改造提供方案。

污水處理；工藝；活性污泥法；生物膜法

一、活性污泥法

現階段，好氧生物處理法被廣泛應用于城市污水處理廠工藝選擇中，形成以AO、A2O、倒置A2O以及氧化溝工藝等工藝占據核心地位，該方法具有工藝相對比較成熟，對溶解態有機污染物的去除效率較高，運行成本低，但前期投資大，占地面積多，磷和氮去除率較低。

(一)AO工藝。AO工藝，又稱厭氧好氧工藝，是在傳統活性污泥法的基礎上發展起來的，主要作用是去除污水中有機物，還兼去除氮、磷等污染物的功能，其中在厭氧池主要進行生物脫氮除磷，好氧池作用是去除污水中有機物。在工藝日常運行控制中要求厭氧池中溶解氧濃度小于0.2mg/L，好氧池中溶解氧濃度維持在2～4mg/L之間。該工藝具有流程簡單，運行費用低等優點，常常應用于大型活性污泥法污水廠，但對于氮磷去除效果有限。

(二)A2O工藝。A2O工藝，又稱厭氧缺氧好氧工藝。該工藝是在AO工藝基礎上研發而來的，該工藝具同步生物脫氮除磷效果。厭氧池中發生釋磷作用，缺氧池的作用主要進行反硝化作用，好氧池中進行過量吸磷及硝化，以實現生物同步脫氮除磷效果。從碳源方面而言，該工藝除磷效果常優于脫氮效果。該工藝被廣泛應用于對脫氮除磷具有排放要求的大中型城市生活污水處理廠中。較其他具有同步脫氧除磷的污水處理工藝而言，該工藝流程相對較簡單，總水力停留時間小。其主要缺點就是對污水廠運行控制問題，氮和磷無法同時達到高效同步去除，這就需要熟悉工況的技術人員。該工藝對各污染物處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%～95%，總氮為70%以上，總磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠[1]。

(三)倒置A2O工藝。倒置A2O工藝，又稱缺氧厭氧好氧工藝。該工藝是將正置A2O工藝的厭氧池和缺氧池進行對調，以減少回流污泥中所攜帶硝態氮對厭氧池中聚磷菌釋磷影響。由于污水首先進入缺氧池，反硝化細菌對碳源選擇較聚磷菌廣泛，該工藝通常脫氮效果優先于除磷效果。同時聚磷菌在厭氧池中進行充分釋磷后，由于饑餓效應作用，隨之進入好氧池后才能更好發揮吸磷作用。

(四)氧化溝。氧化溝工藝屬于活性污泥法一種變形工藝，池體型狀通常建造成封閉的溝渠型。在溝槽首段安裝表面曝氣設備，一方面為混合液提供氧氣，另推動混合液以一定流速向前流動。從流態方面而言，介于推流式和完全混合式之間，獨特水流狀態有利于微生物的凝聚作用。該工藝的對水溫水質水量的變化適應性較強。由于剩余污泥多數已經達到穩定狀態，因此無需進行消化，減小了污水廠運行費用及基建成本。但考慮到不設初沉池，進入氧化溝污水懸浮固體含量較高。表面曝氣設備的充氧效率稍低，電能耗稍高；

二、生物膜法

所謂生物膜法就是以一些細小濾料作為微生物附著生長的載體，載體為微生物的生長附著提供良好的環境條件，大量微生物附著在載體上形成一層薄的膜狀生物污泥—生物膜，當廢水與生物膜進行充分接觸后，好氧微生物會以廢水中有機物作為微生物營養物質，經過一系列生物作用，從而對污水進行凈化[2]。生物膜法主要包括生物濾池，生物轉盤，生物接觸氧化設備和生物流化床等。

(一)生物濾池。生物濾池就是在濾池內充滿填料，通過曝氣利用微生物氧化分解作用，利用濾料的截留作用以及微生物吸附作用，對廢水中的有機污染物進行吸附和降解，從而廢水得到凈化。采用該工藝進行處理后的出水水質效果較好，運行時抗水力沖擊的能力較強，耐低溫；生物膜易掛膜，啟動時間短。但是需要嚴格控制濾料的填充率和濾料的選擇等一系列問題，當工藝運行參數控制不當時濾料會隨出水或在反沖洗水條件下，濾料會出現流失狀況；

(二)生物轉盤。生物轉盤就是以一系列可以轉動的塑料圓盤來取代固定的濾料，盤片通過機械傳動，使盤片交替進出水面。該工藝能耗低，生物轉盤工藝通過空氣的復氧對污水中有機物的好氧分解，因此氧化槽無需進行曝氣；微生物濃度高，這就使得生物轉盤效率高，同時對BOD濃度和水質變化的適應性強。生物膜上微生物的食物鏈長，產生污泥量少；同時也存在生物轉盤的掛膜受溫度的影響，處理的水量較小，適用于小規模的污水處理廠

(三)生物接觸氧化工藝。生物接觸氧化工藝又稱“淹沒式生物濾池”，該工藝核心就是在反應池內充填填料，將曝氣后的污水以一定流速浸沒填料，此刻填料上布滿生物膜，當污水與生物膜進行充分接觸后，在微生物的新陳代謝作用下，去除污水中有機物。該工藝具有抗沖擊負荷能力強，生物膜中微生物種類類型多，活性生物的微生物數量多，不會產生污泥膨脹等一系列問題。但也存在反應池中曝氣不均勻問題，同時產水率也較低等一系列問題

(四)生物流化床。生物流化床工藝就是以砂，焦炭或活性炭等密度大于1細小惰性材料為生物膜載體[3]，充氧的廢水自下向上流過濾床使得載體層呈現流動狀態，加大生物膜表面積與廢水和氧的接觸，提高處理效率。目前，國內外實驗研究表明，生物流化床用于污水處理具有BOD—容積負荷高，處理效果好，占地面積少等優點，而且適當運行還可取得脫氮效果。

三、污水處理廠常用升級改造工藝—移動床生物膜污水處理工藝(MBBR)

為了滿足《城鎮污水處理廠污水排放標準》，我國大多數污水處理廠都面臨著出水水質指標待提高的問題，反應池池容不足的問題。移動床生物膜污水處理工藝就在此條件下應運而生，該污水處理工藝兼具活性污泥工藝和生物膜工藝兩者的優點，其工藝原理[4]就是通過向反應池內投加比重接近于水的一定數量懸浮載體，通過提高反應池中微生物的種類和數量來提高污水處理效率。該工藝具有維護簡單，由于采用懸浮填料，相比固定式填料而言，維護比較方便，同時懸浮式填料之間的相互摩擦也有利于提高溶解氧利用率。適合于污水處理廠擴容[4]，通過調整反應池中懸浮填料的填充率，提高反應池中混合液懸浮固體數量來彌補反應池池容不足問題，從而來提高氮磷處理效果。可應用于各種活性污泥工藝改造中，具有極強適用性。

四、結論

1.活性污泥法變形工藝對有機物處理效果都很好，但是對于氮磷等去除效果有限，因此以后重點要加強生物脫氮除磷。而生物膜工藝由于只適宜處理小批量水，出現曝氣死區等自身不足，很難普及于污水處理廠中，通常在廢水處理中常常采用。

2.移動床生物膜污水處理工藝克服了活性污泥法和生物膜法兩者不足，通過投加填料，提高混合液懸浮固體含量，彌補了反應池有效容積較小問題，避免了反應池擴建問題。因此常用于目前我國污水處理廠提標改造中。

[1]李楠,王秀衡,任南琪,等.我國城鎮污水處理廠脫氨除磷工藝的應用現狀[J].給水排水,2008,34(3):39-42.

[2]趙曉峰.城市污水處理工藝技術探析[C],2015科技產業發展與建設成就研討會.2015.

[3]張磊,郎建峰,牛姍姍.生物膜法在污水處理中的研究進展[J].水科學與工程技術,2010(5):38-41.

[4]牛學義.MBBR移動床工藝在城市污水處理廠升級改造中的應用[C]，2007水業高級技術論壇論文集.2007.