常見(jiàn)污水處理法及消毒、除磷工藝設(shè)計(jì)

海兆和，李澤宣，劉 巖

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北滄州 061100）

1 常見(jiàn)污水處理法

目前的污水處理技術(shù)主要有活性污泥法（包括氧化溝、A2/O、SBR等）、生物膜的方法（包括由生物接觸氧化、生物過(guò)濾器等），其特征各不相同。

1.1 活性污泥法

活性污泥法是最為常見(jiàn)的污水處理工藝，包括氧化溝、A2/O、SBR系列等。

1.1.1 氧化溝系列

氧化溝的工藝就是將水槽溝渠的首和尾互相連接，水槽溝渠內(nèi)的污水會(huì)通過(guò)曝氣而進(jìn)行氧化反應(yīng)，這也是活性污泥處理技術(shù)的變形與進(jìn)化產(chǎn)物。該工藝BOD5去除率可達(dá)97%，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、處理的效果也更是令人滿意。通道氧化過(guò)程也就是氧化溝工藝包括四個(gè)優(yōu)化階段：第一階段包括間歇曝氣和沉淀；第二種是立式曝氣器的使用，包括硝化和反硝化反應(yīng)；第三，消除磷；再到第四階段，該工藝進(jìn)一步進(jìn)化，加入二沉池，和氧化溝形成一體化工藝，可以更有效和更經(jīng)常地處理廢水，并減少處理廠的人員成本。

1.1.2 A2/O系列

A2/O工藝，又稱 A-A-O 工藝，是一種同時(shí)可以脫氮除磷的污水處理工藝。A2/O生物池分為三個(gè)獨(dú)立的區(qū)：厭氧、缺氧、好氧，由于環(huán)境條件各不相同，在不同微生物種類菌群的綜合搭配條件下，能夠讓污染物的處理效率大大提高，穩(wěn)定性大大增加。且在厭氧—缺氧—好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌繁殖困難，鮮少發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象。池中好氧區(qū)的供氧可選擇鼓風(fēng)曝氣、表面曝氣兩種方式。此工藝缺點(diǎn)是污泥回流量大，能源消耗量不僅高，設(shè)備和運(yùn)行成本會(huì)很高，對(duì)運(yùn)行管理的要求也會(huì)很高。

1.1.3 SBR系列

SBR工藝又稱序批式活性污泥法，而它的最大特點(diǎn)就是能夠運(yùn)用間歇曝氣的方式來(lái)完成整個(gè)過(guò)程。該工藝序批過(guò)程按順序分為進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、排水、閑置待機(jī)五個(gè)工序，五個(gè)工序在同一容器中進(jìn)行。序批時(shí)間根據(jù)進(jìn)水濃度和設(shè)計(jì)負(fù)荷不同而有所差異。

SBR工藝優(yōu)點(diǎn)較多，最大的特點(diǎn)是集中所有反應(yīng)、沉淀工序于同一反應(yīng)器中進(jìn)行，由于拋去了很多的結(jié)構(gòu)和設(shè)施，因此就能夠節(jié)省土地，也就減少了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投資。

（1）傳統(tǒng)SBR工藝

反應(yīng)發(fā)生在同一個(gè)容器中。該工藝步驟包括先在同一容器中注入水分，然而進(jìn)入同一容器，然后形成厭氧—缺氧—停止進(jìn)水—曝氣充氧—脫氮除磷—沉淀—出水的一個(gè)過(guò)程。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)總?cè)莘e利用率低，一般低于50%，僅適用于較低的廢水體積。

（2）CAST工藝

CAST工藝是在傳統(tǒng)SBR工藝和ICEAS工藝基礎(chǔ)上優(yōu)化的一項(xiàng)新技術(shù)。對(duì)于每一組CAST系統(tǒng)，通常有四種工藝：加水、反應(yīng)、沉淀、閑置和出水。在四個(gè)池子中輪流運(yùn)轉(zhuǎn)工作。預(yù)反應(yīng)區(qū)通常位于每個(gè)池子的前端，部分污泥回流回該區(qū)域。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是，具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷、適應(yīng)水質(zhì)變化的能力，處理的效果也相對(duì)明顯。缺點(diǎn)是每座池子都應(yīng)該配備沉淀的潷水器和曝氣的設(shè)備、控制系統(tǒng)，不僅將水?dāng)鄶嗬m(xù)續(xù)地帶走，從而增加水頭損失，而且報(bào)廢率越高，利用率很低。另外要求自動(dòng)化程度較高。

（3）Unitank工藝

Unitank工藝比較先進(jìn)，它同時(shí)擁有SBR和傳統(tǒng)活性污泥法兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)恒定水位，能夠連續(xù)運(yùn)行，占用面積也非常小，系統(tǒng)運(yùn)行靈活方便。

（4）CASS工藝

CASS工藝就是周期循環(huán)活性污泥法，在SBR的基礎(chǔ)上，通過(guò)在池內(nèi)進(jìn)水一端增加生物選擇器，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水，間歇排水。

CASS反應(yīng)池分為生物選擇區(qū)（預(yù)反應(yīng)區(qū)）和主反應(yīng)區(qū)兩部分。預(yù)反應(yīng)區(qū)在反應(yīng)池前端，池內(nèi)微生物經(jīng)過(guò)酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理，污水中大部分可溶性有機(jī)物被迅速吸附，在高負(fù)荷的機(jī)制快速累積過(guò)程中，進(jìn)水中的水質(zhì)、水量、pH和有毒物質(zhì)被緩沖，同時(shí)絲狀菌的成長(zhǎng)會(huì)遭到有效的抑制。主反應(yīng)區(qū)在反應(yīng)池后端，在該反應(yīng)區(qū)內(nèi)，污水中的污染物經(jīng)歷一個(gè)負(fù)荷較低的基質(zhì)降解過(guò)程。CASS工藝特點(diǎn)是將反應(yīng)、沉淀、排水、功能四者融為一體，去除污染物效果明顯，同時(shí)具有較好的脫氮除磷效果[1]。

1.2 生物膜法

生物膜法也是廢水處理的常用方法，一般適用于比較中小型污水處理廠；主要有旋轉(zhuǎn)生物圓盤法、生物接觸氧化法、生物濾池法等。

1.2.1 生物轉(zhuǎn)盤法

通常所說(shuō)的生物轉(zhuǎn)盤是由接觸反應(yīng)單元、驅(qū)動(dòng)裝置、圓盤、旋轉(zhuǎn)軸等組成的生物反應(yīng)器。微生物形成附著在圓盤外表面的生物膜，旋轉(zhuǎn)軸下約45%的圓盤表面被淹沒(méi)在廢水中。在工作過(guò)程中，圓盤上的生物膜與大氣和廢水交替接觸，而生物圓盤不斷旋轉(zhuǎn)，形成厭氧、缺氧和好氧的交替環(huán)境。

生物轉(zhuǎn)盤的特點(diǎn)是①有氣味產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境有一定影響；②能源消耗低，管理便利；③凈化效果好，并且不會(huì)發(fā)生堵塞的現(xiàn)象；④面積占用較大等。

1.2.2 生物接觸氧化法

生物接觸氧化法（浸沒(méi)式曝氣生物池）是目前主要的廢水處理工藝之一，它目前正被廣泛應(yīng)用在對(duì)有機(jī)工業(yè)廢水的生物處理方面和小型生活污水的處理方面，是在生物濾池的基礎(chǔ)上一步步地慢慢發(fā)展演變而來(lái)的[2]。

生物接觸氧化法是將合成纖維、沸石、焦炭等填料放入池中，讓其被廢水浸沒(méi)，并在底部曝氣氧化。生物膜從填料中分離出來(lái)后，隨水流進(jìn)入二沉池，來(lái)達(dá)到凈化廢水，改善水質(zhì)的目的。

1.2.3 生物濾池法

在生物過(guò)濾器中，有一層過(guò)濾材料，由下承載層和上承載層組成。有孔隙的容器壁有利于過(guò)濾材料內(nèi)部的通風(fēng)，使生物膜外的微生物通過(guò)填充層的自然通風(fēng)獲得溶解氧，從而處于好氧狀態(tài)。過(guò)濾器表面的廢水在供水系統(tǒng)中均勻分布。根據(jù)處理污水量采用間歇式固定式布水的普通生物濾池（?。┗虿捎眠B續(xù)旋轉(zhuǎn)式布水的高負(fù)荷生物濾池（大）。污水在填料表面滑落，由上而下，經(jīng)過(guò)微生物轉(zhuǎn)化后得以進(jìn)化[3]。

2 消毒、除磷工藝設(shè)計(jì)

2.1 深度處理技術(shù)

深度處理技術(shù)的工藝流程，有多種工藝和組合方式，如：活性炭吸附、混凝沉淀、離子交換、過(guò)濾、反滲透、臭氧氧化、電滲析等。具體選擇何種工藝應(yīng)參考實(shí)際，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)情況、出水水質(zhì)要求、出水具體用途決定。

2.2 污水消毒方案

目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)污水處理廠出水消毒方式較多，主要以液氮消毒、二氯化氮消毒和紫外線消毒為主，由于液氮運(yùn)輸、儲(chǔ)存危險(xiǎn)性較大，因此很多污水消毒方案只運(yùn)用二氯化氮消毒、紫外線消毒兩種方案

2.3 除磷工藝方案

廢水處理廠中磷的絕大多數(shù)去除過(guò)程基本上是生物的，并輔以化學(xué)過(guò)程。磷的化學(xué)去除是一種化學(xué)沉淀，通過(guò)這種沉淀，試劑和可溶性磷酸鹽結(jié)合形成不溶性磷酸鹽沉積物，從而去除污水中固體就可去除污水中的磷。化學(xué)除磷工藝選用的藥劑主要有鋁鹽、鐵鹽和石灰等。鋁鹽主要是硫酸鋁和合氯化鋁。硫酸鋁被廣泛使用，但它產(chǎn)生的污泥濃度和脫水性能相對(duì)較低，對(duì)后續(xù)的生物系統(tǒng)也許會(huì)產(chǎn)生較壞的影響；堿式氯化鋁溶解性比較好，配制簡(jiǎn)單，且絮凝體的密度較大，形成迅速，很快沉降；鐵鹽缺點(diǎn)是如果固液分離效果不好，出水會(huì)帶有一定的紅色；石灰通常使用在初沉池和二級(jí)處理中，在此工藝中，與其他的傳統(tǒng)的污水磷的處理方式相比較而言，節(jié)省的成本還不夠。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程和工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的不斷進(jìn)步，我們的生產(chǎn)力也在不斷的提高，然而在不斷提高的同時(shí)，環(huán)境污染也在進(jìn)一步威脅我們。其中污水排放就是其中一個(gè)重大問(wèn)題之一。污水的不規(guī)范排放會(huì)直接影響到人體健康，所以治理污水排放是很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此，對(duì)污水除磷的工藝設(shè)計(jì)研究從來(lái)都不會(huì)過(guò)時(shí)，并且一直在路上。