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(yōu)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(jù)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(tǒng)一研究。

3. 綜合考慮處理廠規(guī)模，當?shù)貧夂?，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(jié)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(chuàng)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(jié)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(xiàn)以下優(yōu)點：

（1）保證處理效果，運行穩(wěn)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(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝。10-20萬t/d污水廠可以采用常規(guī)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?？晒┻x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(jù)《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(guī)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(xiàn)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(xiàn)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)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(tǒng)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(huán)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(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解氧濃度也不易過高，以防循環(huán)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(fā)展，它早已超出原先的實踐范圍，出現(xiàn)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(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)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?shù)娜毖醵?、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)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(xù)式氧化溝和SBR工藝的一些特點，可以根據(jù)水量水質的變化調節(jié)轉刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實現(xiàn)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(tǒng)。

B.運行穩(wěn)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(yè)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(huán)稀釋水量大。

D.污泥量少、性質穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為20～30 d，污泥在溝內已好氧穩(wěn)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?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機的開關，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)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(tǒng)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(tǒng)計表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)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(tǒng)，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(xiàn)連續(xù)進出水。SBR通過對反應池曝氣量和溶解氧的控制而實現(xiàn)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(xiàn)雨水高峰流量時，SBR系統(tǒng)就從正常循環(huán)自動切換至雨水運行模式，通過調整其循環(huán)周期，以適應來水量的變化。SBR系統(tǒng)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(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)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(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的（盡管是處于完全混合狀態(tài)中），隨時間的延續(xù)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(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應時間等方面來創(chuàng)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(huán)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(tài)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(huán)境質量標準 （GB3838-2002）

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