污水處理工藝方案的比較分析

張建強

摘 要：通過對污水處理工藝方案的介紹、分析、比較，了解了A2/O工藝，SBR工藝，氧化溝工藝的優缺點，利于污水處理廠更好選擇工藝技術。

關鍵詞：A2/O；SBR工藝；氧化溝工藝

1 工藝選擇原則

1. 根據進水水質組成和濃度選擇經濟有效的廢水和污泥流程，確保出水能符合回用水水質要求或排放的水質標準，并使污泥安全的利用和處置。

2. 處理工藝流程必須將廢水處理工藝和污泥處理工藝一并考慮，統一研究。

3. 綜合考慮處理廠規模，當地氣候，地質，地形，人文素質，經濟水平等因素。

4. 城市污水處理應采用先進的技術設備，要求經濟合理，安全可靠，出水水質好；

5. 要求節能并且最大限度的使處理水能回用；

6. 提高自動化的程度，為科學管理創造條件；

7. 為確保處理效果，采用成熟可靠的工藝流程和處理構筑物；

8. 污水采用液氯消毒；

9. 提高管理水平和保證最佳運行效果；

10. 充分利用沼氣能源，把沼氣作為能源，節省燃料費用；

11. 查閱相關資料確定最佳方案。

2 工藝方案的比較分析

1. 最佳的污水方案應體現以下優點：

（1）保證處理效果，運行穩定；

（2）基建投資省，耗能低，運行費用低；

（3）占地面積少，泥量少，管理方便。

按《城市污水處理和污染防治技術政策》要求推薦，20萬t/d規模大型污水廠一般采用常規活性污泥法工藝。10-20萬t/d污水廠可以采用常規活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池，水解好氧法工藝等。對脫氮除磷有要求的城市，應采用二級強化處理，如A2/O工藝及其改良工藝，A/O工藝，SBR工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。

由于該設計對脫氮除磷有要求故選取二級強化處理。可供選取的工藝：如A2/O工藝及其改良工藝、A/O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝。

2. 適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝

該污水處理廠要求對原水中的氮、磷有比較好的去除，應采用二級強化處理。根據《城市污水處理和污染防治技術政策》推薦，以及國內外工程實例和豐富的經驗，比較成熟的適合中小規模具有除磷、脫氮的工藝有：A2/O工藝、A/O工藝、SBR及其改良工藝，氧化溝及其改良工藝。A/O工藝、A2/O工藝、各種氧化溝工藝、SBR工藝這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實現除碳、除氮、除磷三種流程的組合，都是比較實用的除磷脫氮工藝。

3.方案比較

第一種方案：A2/O工藝

（1） A2/O法同步脫氮除磷工藝流程：

（2）A2/O工藝的特點

A. A2/O工藝可實現厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機結合，能同時具有去除有機物，脫氮除磷的功能，該系統是最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝。

B. 在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量繁殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100。

C. 污泥含磷濃度高，一般為2.5%以上，具有很高的肥效。

D. 運行中勿需投藥，厭氧段和缺氧段只用輕緩攪拌以不增加溶解氧濃度，故運行費用低。

（3）存在問題：

A. 除磷效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不宜提高，特別是P/BOD值高時更是如此。

B. 脫氮效果也難于提高，內循環量一般以2Q為限，不宜太高。

C. 對沉淀池要保持一定濃度的溶解氧，減少停留時間，防止產生厭氧狀態和污泥釋放磷的現象出現，但溶解氧濃度也不易過高，以防循環混合液對缺氧反應器的干擾。

第二種方案：氧化溝工藝

（1）工藝流程：

嚴格地說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技術的發展，它早已超出原先的實踐范圍，出現了一系列除磷脫氮技術與氧化溝技術相結合的污水處理工藝流程。按照運行方式，氧化溝可以分為連續工作式、交替工作式和半交替工作式。連續工作式氧化溝，如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國應用比較多，這些氧化溝通過設置適當的缺氧段、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉刷曝氣，不設二沉池和污泥回流設施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續式氧化溝和SBR工藝的一些特點，可以根據水量水質的變化調節轉刷的開停，既可以節約能源，又可以實現最佳的除磷脫氮效果。

（2）氧化溝具有以下特點：

A.工藝流程簡單，運行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統。

B.運行穩定，處理效果好。氧化溝的BOD平均處理水平可達到95%左右。

C.能承受水量、水質的沖擊負荷，對濃度較高的工業廢水有較強的適應能力。這主要是由于氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環稀釋水量大。

D.污泥量少、性質穩定。由于氧化溝泥齡長。一般為20～30 d，污泥在溝內已好氧穩定，所以污泥產量少從而管理簡單，運行費用低。

E.可以除磷脫氮。可以通過氧化溝中曝氣機的開關，創造好氧、缺氧環境達到除磷脫氮目的，脫氮效率一般>80%。但要達到較高的除磷效果則需要采取另外措施。

F.基建投資省、運行費用低。和傳統活性污泥法工藝相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脫氮三種情況下，基建費用和運行費用都有較大降低，特別是在去除BOD和脫氮情況下更省。同時統計表明在規模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統活性污泥法節省更多。

（3）主要缺點

A.對于中大型污水廠，基建費和運行費比普通活性污泥法高，同時無法得到生物能源；

B.氧化溝溝體占地面積較大。

第三種方案：SBR工藝

SBR是一種間歇式的活性泥泥系統，其基本特征是在一個反應池內完成污水的生化反應、固液分離、排水、排泥。可通過雙池或多池組合運行實現連續進出水。SBR通過對反應池曝氣量和溶解氧的控制而實現不同的處理目標，具有很大的靈活性。

SBR池通常每個周期運行4-6小時，當出現雨水高峰流量時，SBR系統就從正常循環自動切換至雨水運行模式，通過調整其循環周期，以適應來水量的變化。SBR系統通常能夠承受3-5倍旱流量的沖擊負荷。

SBR工藝具有以下特點：

（1）SBR工藝流程簡單、管理方便、造價低。SBR工藝只有一個反應器，不需要二沉池，不需要污泥回流設備，一般情況下也不需要調節池，因此要比傳統活性污泥工藝節省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節省用地。由于科技進步，目前自動控制已相當成熟、配套。這就使得運行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。

（2）處理效果好。SBR工藝反應過程是不連續的，是典型的非穩態過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續的（盡管是處于完全混合狀態中），隨時間的延續而逐漸降低。反應器內活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。

（3）有較好的除磷脫氮效果。SBR工藝可以很容易地交替實現好氧、缺氧、厭氧的環境，并可以通過改變曝氣量、反應時間等方面來創造條件提高除磷脫氮效率。

（4）污泥沉降性能好。SBR工藝具有的特殊運行環境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時由于SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態下進行的，因此沉淀效果更好。

（5）SBR工藝獨特的運行工況決定了它能很好的適應進水水量、水質波動。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家標準，地表水環境質量標準 （GB3838-2002）

[2]中華人民共和國國家標準，城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）