張鑫

（濱海艾思伊環(huán)保有限公司江蘇鹽城224555）

1 引言

城鎮(zhèn)污水是造成我國水環(huán)境污染的主要原因之一[1]。城鎮(zhèn)污水是排入城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)的污水統(tǒng)稱。合流制排水系統(tǒng)中，還包括生產(chǎn)廢水和截留的雨水。城市污水主要包括生活污水和工業(yè)污水，由城市排水管網(wǎng)匯集并輸送到污水處理廠進行處理。我國現(xiàn)有城鎮(zhèn)2萬多個，據(jù)統(tǒng)計，目前我國城市污水年排放量大約在420萬噸，但是城市污水的處理率僅為30%，二級處理率為15%[2]。

2 城鎮(zhèn)污水的水質(zhì)特點

城市污水水質(zhì)在具有生活污水的一切特征。但在不同的城市之間，由于工業(yè)企業(yè)的性質(zhì)和規(guī)模不同，城市污水的水質(zhì)也有明顯的不同。城市污水的主要污染因子有SS、COD、BOD、氨氮、總磷等。通過格柵、沉砂池等一級處理構(gòu)筑物可以去掉大多數(shù)的懸浮物，進入污水生物處理系統(tǒng)后可降解的有機物會被微生物吸附降解，在此過程中氨氮、總磷等也被消耗，達到處理水質(zhì)的效果，如圖1：

圖1 城鎮(zhèn)污水處理的一般流程圖

3 城鎮(zhèn)污水生物處理的傳統(tǒng)方法——活性污泥法

活性污泥法Activated sludge process，是以懸浮在水中的活性污泥為主體，在微生物生長有利的環(huán)境條件下和污水充分接觸使污水凈化的一種方法?；钚晕勰喾ǖ闹饕獦?gòu)筑物是曝氣池和二次沉淀池?；钚晕勰嗳コ杏袡C物主要經(jīng)歷3個階段：吸附階段；氧化階段；絮凝體沉淀階段。傳統(tǒng)的活性污泥處理系統(tǒng)對污水處理的效果極好，BOD的去除率高達90%以上。但是傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)也有一些缺點，首先，曝氣池首端有機物有機污染物負荷高，耗氧速度快，為避免由于缺氧或厭氧狀態(tài)，進水有機物負荷不宜過高，因此曝氣池容積大，占用的土地較多，基建費用高；其次，由于耗氧速度隨池長逐漸減小，在池前段可能出現(xiàn)耗氧速度高于供氧速度，后段出現(xiàn)溶解氧過剩的現(xiàn)象；此外傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)對進水水質(zhì)、水量的適應性較低，運行易受水質(zhì)、水量的影響[3]。

通過工藝的改進可以彌補傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)以上的不足，采用階段曝氣活性污泥法系統(tǒng)可以避免耗氧速度不均的現(xiàn)象，一定程度上縮小了耗氧速度與充氧速度之間的差距，有助于能耗的降低，降低運行成本；采用完全混合活性污泥法系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)對水質(zhì)、水量的適應性，污水進入曝氣池后，立即與池內(nèi)混合液充分混合，污水在曝氣池內(nèi)分布均勻，各部分水質(zhì)相同，適合水量大的污水處理。只是完全混合活性污泥法系統(tǒng)在運行過程中容易產(chǎn)生絲狀膨脹現(xiàn)象，因為在運行時應嚴格控制運行參數(shù)避免絲狀膨脹。

4 活性污泥處理系統(tǒng)的新工藝

活性污泥處理系統(tǒng)在當前城鎮(zhèn)污水處理領域是應用最為廣泛的處理技術(shù)之一。但是，在當前活性污泥處理系統(tǒng)還存在著某些有待解決的問題——曝氣池體積大、占地面積大、電耗高、管理復雜等的問題。近年來，在實際運行中已證實效果顯著的工藝有氧化溝、間歇式活性污泥法以及AB法污水處理工藝等。

4.1 氧化溝

氧化溝又稱循環(huán)曝氣池，屬于活性污泥法的一種變法，圖2是以氧化溝為生物處理單元的污水處理流程圖。在構(gòu)造方面氧化溝一般呈溝渠狀，總長可達幾十米，甚至幾百米，溝深取決于曝氣裝置；在水流混合方面的特征主要具有完全混合式和推流式的特征，這種獨特的水流狀態(tài)有利于活性污泥的生物絮凝作用，用以進行硝化和反硝化；氧化溝在工藝方面可以不設初沉池，不單設二沉池使氧化溝與二沉池合建，可省去污泥回流裝置；氧化溝對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強的適應性；污泥齡一般可達到15~30d，為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的3~6倍；此外氧化溝的污泥產(chǎn)率低且多為穩(wěn)定的程度，勿需再進行消化處理。

圖2：以氧化溝為生物處理單元的污水處理流程圖

4.2 間歇式活性污泥處理系統(tǒng)

間歇式活性污泥系統(tǒng)（Seqencing Batch Reactor），簡稱SBR，又稱為序批式活性污泥處理系統(tǒng)。間歇式活性污泥系統(tǒng)的運行操作可分為5步，即流入、反應、沉淀、排放、待機。圖3為間歇式活性污泥處理系統(tǒng)的工藝流程。

圖3：間歇式活性污泥處理系統(tǒng)工藝流程

由圖3可見本工藝最主要的特征是采用集有機污染物降解與混合液沉淀于一體的反應器——間歇曝氣曝氣池。間歇式活性污泥法系統(tǒng)具有以下特征：

（1）在大多數(shù)情況下，無設置調(diào)節(jié)池的必要；

（2）SVI值較低，污泥易于沉淀，一般情況下，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；

（3）通過對運行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進行脫氮和除磷反應；

（4）應用電動閥、液位計、自動計時器及可編程序控制器等自控儀表，可能使本工藝過程實現(xiàn)全部自動化，而由中心控制室控制；

（5）運行管理得當，處理水水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式。

SBR處理工藝是一種系統(tǒng)簡單，但處理效果好的污水生物處理技術(shù)，同時它又是一種新型的污水處理工藝，在理論和工程設計以及運行操作方面，還存在著需要研究、探討的問題，如：關于待機與進水工序與多功能相結(jié)合的問題，待機時間長的情況下，應對其間斷地曝氣，防止作為種污泥而留在反應器內(nèi)的混合液被鈍化；關于好氧與供氧問題，SBR工藝是時間意義上的推流，反應器內(nèi)的有機污染物濃度、微生物增殖速度與耗氧速度等項參數(shù)的工況，都是隨時間逐漸降低的，對此，SBR關于的反應器應采用隨時間漸減的曝氣方式。

4.3 AB法污水處理工藝

AB法污水處理工藝，系吸附—生物降解（Adsorption—Biodegration）工藝的簡稱。A段是吸附階段，連續(xù)不斷地從排水系統(tǒng)中接受污水，同時也接種在排水系統(tǒng)中存活的微生物種群。在這里不斷地產(chǎn)生微生物種群的適應、淘汰、優(yōu)選、增殖等過程。從而能夠培育、馴化、誘導出與原污水適應的微生物種群。B段為生物降解段，B段接受A段的處理水，水質(zhì)、水量比較穩(wěn)定，沖擊負荷已不再影響B(tài)段，B段的凈化功能得以充分發(fā)揮；去除有機污染物主要以B段為主。AB法污水處理工藝流程如下圖4.

圖4 AB法污水處理工藝流程

AB法工藝的主要特征是：

（1）全系統(tǒng)共分預處理段、A段、B段等3段。在預處理段設格柵、沉砂池等簡易處理設備，不設初次沉淀池。

（2）A段由吸附池和中間沉淀池組成，B段則是由曝氣池及二沉池所組成。

（3）A段與B段各自擁有獨立的污泥回流系統(tǒng)，兩段完全分開，每段能夠培育出各自獨特的，適于本段水質(zhì)特征的微生物種群。

城市污水處理的A段運行參數(shù)的建議值：BOD—污泥負荷（Ns）——2~6kgBOD/（kgMLSS·d），為傳統(tǒng)或許污泥處理系統(tǒng)的10~20倍；污泥齡（θc）——0.3~0.5d；水力停留時間（t）——30min。城市污水處理的B段運行參數(shù)建議值：BOD—污泥負荷（Ns）——0.15~0.3kgBOD/（kgMLSS·d）；污泥齡（θc）——15~20d；水力停留時間（t）——2~3h；曝氣池內(nèi)混合液溶解氧含量（DO）——1~2mg/L。

5 結(jié)論

傳統(tǒng)的活性污泥法雖處理效果好，但曝氣池容積大，占用的土地較多，基建費用高；容易出現(xiàn)曝氣池前段后端耗氧速度不均的現(xiàn)象；對進水水質(zhì)、水量的適應性較低，運行易受水質(zhì)、水量的影響。經(jīng)濟成本較高。

完全混合式活性污泥法系統(tǒng)儲量水量大，對水質(zhì)要求低，可以避免傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)對水質(zhì)、水量適應性不好的影響，但是容易引起污泥絲狀膨脹，工程操作管理不如氧化溝和間歇式活性污泥處理系統(tǒng)。

氧化溝可省去初沉池、二沉池等構(gòu)筑物，通過控制運行條件可以進行脫氮除磷處理，處理水質(zhì)效果較好，但是北方冬季容易上凍，不易直接室外建設氧化溝，可以考慮將氧化溝建設在廠房內(nèi)避免這一問題。

間歇式活性污泥處理系統(tǒng)是城鎮(zhèn)污水處理的眾多方法中較理想的一種，它有能耗小、處理效果好、自動化控制等優(yōu)點，在實際工程應用中操作性能穩(wěn)定性高。

AB法處理工藝是將傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)的吸附階段和生物降解階段分開的一種處理工藝，處理效果好，但是構(gòu)筑物比較多，管理不如氧化溝和間歇式活性污泥處理系統(tǒng)簡單、方便。

綜上實際城鎮(zhèn)污水處理工程中應用操作較簡單、經(jīng)濟的還是氧化溝和間歇式活性污泥處理系統(tǒng)。

[1]董艷君，郭勇.欠發(fā)達地區(qū)小城鎮(zhèn)污水治理.北方環(huán)境.3013，69—70.

[2]唐月新.對環(huán)境工程中城市污水處理的探討.科技致富向?qū)В?012（14）.

[3]張自杰.排水工程,中國建筑工業(yè)出版社.2000.123.