淺談污水處理的發展及趨勢

楊勇民 王旭 苗穎 黃順寧

摘要：隨著中國市場經濟的不斷深化，城市污水給人民帶來負面影響的現象不斷增加，不少城市污水更對城市生態環境產生了負面影響。一定程度上，城市污水問題促進了我國污水處理事業的發展，但是不少城市仍舊達不到污水處理的相關要求，在污水處理工作中仍舊存在諸多問題。促進我國城市經濟的繼續快速平穩前進、保護我國城市生態環境的平衡與健康，污水處理問題不容忽視。

關鍵詞：水污染;污水處理工藝;脫氮除磷;污水處理廠

一、水污染現狀分析

我國是一個水資源短缺、水災頻繁的國家，水資源總量居世界第六位，人均占有量只有2220m3，約為世界人均水量的1/4，在世界排第110位，己被聯合國列為13個貧水國家之一。每年約有1/3的工業廢水和90%以上的生活污水未經處理就排入水域，全國有監測的1200多條河流中，目前850多條受到污染，90%以上的城市水域也遭到污染，致使許多河段魚蝦絕跡，符合國家一級和二級水質標準的河流僅占32.2%。污染正由淺層向深層發展，地下水和近海域海水也正在受到污染，我們能夠飲用和使用的水正在減少。

多年來，我國水資源質量不斷下降，水環境持續惡化，由于污染所導致的缺水和事故不斷發生，不僅使工廠停產，農業減產甚至絕收，而且造成了不良的社會影響和較大的經濟損失，嚴重威肋了社會的可持續發展，威脅了人類的生存。綜合考慮我國地表水資源質量現狀，符合《地而水環境質量標準》的工、II類標準只占32.2%，符合III類標準的占28.9%，屬于IV、V類標準的占38.9%，如果將III類標準也作為污染統計，則我國河流長度有67.8%被污染，約占監測河流長度的2/3。可見我國地表水資源非常嚴重，地下水資源污染也不容樂觀。二、污水處理工藝及其應用

我國20世紀80年代及其以前建設的污水處理廠，由于當時沒有對出水氮磷含量的要求，生物處理工藝主要采用傳統活性污泥工藝及其改良工藝，其主要功能是大幅度去除污水中呈膠體態和溶解態的有機污染物，使經處理的污水BOD達到排放標準，而對污水中氮磷的去除率非常低。同時，水體富營養化問題在我國已日益嚴重，為適應國家對氮磷的排放要求，保護水環境，一些采用傳統活性污泥處理工藝的污水廠已對現有工藝進行改造，增設了除磷脫氮功能。

2.1 AB法處理工藝

AB法工藝的工作原理主要是充分利用微生物種群的特征，為其創造適宜的環境，使不同的生物群得到良好的繁殖、生長，通過生物化學作用凈化污水。

2.2 SBR法處理工藝

與傳統污水處理工藝不同，SBR技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩定生化反應替代穩態生化反應，靜置理想沉淀替代傳統的動態沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。

2.3 A2/O處理工藝

A2/O分為三大部分，分別為厭氧、缺氧、好氧區。原污水從進水井內首先進入厭氧區，同步進入的還有從沉淀池排出的含磷回流污泥，本反應器的主要功能是釋放磷，同時部分有機物進行氨化。污水經過第一厭氧反應器進入缺氧反應器，本反應器的首要功能是脫氮，硝態氮是通過內循環由好氧反應器送來的，循環的混合液量較大，一般為2Q（Q——原污水流量）。混合液從缺氧反應器進入好氧反應器——曝氣器，這一反應器單元是多功能的，去觸BOD，硝化和吸收磷等項反應都在本反應器內進行。這三項反應都是重要的，混合液中含有 ，污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD則得到去除。流量為2Q的混合液從這里回流缺氧反應器。

2.4 BAF處理工藝

BAF即生物曝氣濾池（Biological Aerated Filter），是法國OTV公司于上世紀80年代研究成功的一種新型淹沒式生物濾池，濾池內采用顆粒填料，按水流型式分為上向流和下向流。借助于附著在填料上的生物膜和從下部鼓入的空氣中的氧使污水中的有機物分解并使氨氮硝化，同時顆粒填料空隙中蓄積的大量活性污泥也對污水起到有機物降解和吸附作用，填料又延長了空氣在濾池中的停留時間，使氧氣得以更有效的利用，濾料又起到過濾作用，使污水中的懸浮物得以去除。

2.5 污水處理新工藝 A/O+生物硅藻固化處理工藝

硅藻精土內部孔隙多，孔隙間串聯相通，擁有巨大的比表面和合適的表面負電性，同時它又是單細胞低等植物硅藻的遺骸，具有優良的生物相容性，可以作為一種優良的多孔生物載體。硅藻精土生物載體有利于增加微生物泥齡、富集硝化細菌，延長微生物和污染物的接觸時間，同時硅藻土表面的生物膜存在著同時硝化-反硝化（SND）過程，從而能夠有效地降低廢水中的氨氮和總氮。

2.6氧化溝處理工藝

一體化氧化溝是一種采用曝氣與沉淀合建的形式，是美國于80年代初至今一直開發研究的一種新型污水處理系統，即將船形二沉池設置于氧化溝內。一體化氧化溝設計的關鍵在于沉淀船的設計，其形式應該能夠充分利用水力學原理及溝內的水流作用，保證船內壓力大于船外壓力，積泥斗的水流方向應自上而下，這樣才能使進入沉淀船中的活性污泥沉淀后從船底集泥斗順利流回溝內被帶走。

2.7 OCO的原理

OCO得名于生物處理裝置的幾何形狀。OCO池成圓形，里圈、外圈呈圓形，中圈呈半圓形。簡易流程圖如下

原污水經預處理系統后進入OCO生物反應池厭氧區，在此與沉淀池回流的活性污泥混合，進入缺氧區，缺氧區與好氧區為半圓形隔墻，在工藝過程中，混合液在缺氧與好氧狀態下課循環20—30次，以上三個區都設有相應數量的潛水攪拌推流裝置。所有水下裝置都可分組提起檢修，不用排空水池。

三、我國城市污水處理廠的工藝發展趨勢

《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）對出水氮磷有明確的要求，因此已建城鎮污水處理廠需要改建，增加設施去除污水中的氮、磷污染物，達到國家規定的排放標準，新建污水處理廠則須按照標準GB18918-2002來進行建設。目前，對污水生物脫氮除磷的機理、影響因素及工藝等的研究已是一個熱點，并已提出一些新工藝及改革工藝，如MSBR、倒置A2/O、UCT等，并且積極引進國外新工藝，如OCO、OOC、AOR、AOE等。對于脫氮除磷工藝，今后的發展要求不僅僅局限于較高的氮磷去除率，而且也要求處理效果穩定、可靠、工藝控制調節靈活、投資運行費用節省。目前，生物除磷脫氮工藝正是向著這一簡潔、高效、經濟的方向發展。

四、結論

隨著污水處理事業的發展，已有多種污水處理工藝在我國污水處理廠中得到了應用，其中以A/O、A2/O及其變形工藝、氧化溝、SBR及其變型工藝為主，其它工藝如AB工藝、曝氣生物濾池、水解-好氧工藝、生物接觸氧化工藝、穩定塘、BIOLAK工藝、土地處理等污水處理工藝也有一定規模的應用。同時，隨著我國《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的實施，以及我國污水處理事業所面臨的如下問題：如污水處理廠建設運行費用高的問題、小城鎮的水污染問題以及污泥處理問題。使我國的污水處理工藝向著具有脫氮除磷功能、高效低耗、成熟可靠、適用于小城鎮污水處理廠、污泥產量少且能使污泥達到穩定的方向發展。

參考文獻

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