污水處理廠常用技術及優化建議

摘 要：在大力提倡環保的形勢下，優化污水處理，發展污水再生回用是一個重要的課題。本文即分析了城市污水處理廠的工藝類型，并對城市污水處理廠工藝類型的優化選擇進行了探討分析。

關鍵詞：污水處理廠；工藝；AO法；SBR工藝

一、城市污水的來源

城市污水通常由生活污水、工業廢水和城市降水徑流三部分組成，是一種混合污水。生活污水是指人們日常生活中的排水，經由居住區、公共場所、廚房、浴室等生活設施排出，其中有機污染物占約60%，如蛋白質、脂肪、糖類等；無機污染物占約40%，主要是泥沙和雜物等，此外還有洗滌劑以及病原微生物和寄生蟲卵等。工業廢水是從工廠生產過程中排放的廢水，是城市污水中有毒污染物的主要來源。降雨徑流是由城市降雨或冰雪融水形成的。工業廢水因使用原材料及生產工藝的不同而有很大差異，其排放必須經由工廠處理達到相關標準，降雨徑流則可以通過污水管道、雨水管道分別敷設的方法加以控制。城市污水凈化處理后，可以排放水體，成為水體的補給水，也可以重新加以利用，而回用是最合理的出路，既可以節約和利用有限寶貴的淡水資源，又可以減少污水的排放量，減輕水污染。城市污水經二級處理和深度處理后回用的范圍很廣，可以用作工業冷卻水，也可以用作園林綠化、澆灑道路、沖洗廁所等。為使城市污水能夠循環利用，就必須針對所要處理的城市污水類型的特點，采用相應的廢水深度處理工藝，執行相應的水質標準。

二、城市污水處理廠常用處理工藝

（1）AO法工藝

AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A（Anacrobic）是厭氧段，是脫氮除磷階段；O（Oxic）是好氧段，是去除水中的有機物的階段。

①A/O法脫氮工藝的特點：流程簡單，不需外加碳源和曝氣池，以原污水作為碳源，建設和運行費用較低；反硝化階段在前，硝化階段在后，設內循環，以原污水中的有機底物作為碳源，效果好，反硝化反應充分；為使硝化殘留物得以進一步去除，在后面設置曝氣池，提高處理水水質；A階段攪拌，使污泥懸浮，避免DO增加。O階段的前段采用強曝氣，后階段減少氧氣量，使內循環液的DO降低，以保證A階段的缺氧狀態。

②A/O法存在的問題：A/O法由于沒有獨立的污泥回流系統，故不能培育出具有獨特功能的污泥，所以降解難降解有機物的效率低；提高脫氮效率，必須加大內循環比，因而運行費用加大。因為內循環液來自曝氣池，含有一定的DO，使A階段難以保持理想的缺氧狀態，從而影響反硝化效果，使脫氮率很難達到90%。

（2）氧化溝工藝

氧化溝又名氧化渠，其構筑物呈封閉的環形溝渠。它是活性污泥法的一種變型。由于污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環流動，因而有人稱其為“循環曝氣池”。氧化溝由于水力停留時間長，有機負荷低，所以其本質上屬于延時曝氣系統。

①氧化溝的技術特點 ：氧化溝結合推流和完全混合的特點，有力于克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區上游安排入流，在入流點的再上游點安排出流。氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化-反硝化生物處理工藝。氧化溝溝內功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質，液體混合和污泥絮凝。氧化溝的整體功率密度較低，可節約能源。

②氧化溝缺點

雖然氧化溝具有出水水質好、抗沖擊負荷能力強、脫氮除磷效率高、污泥較穩定、能耗省、自動化控制高等優點。但是，在實際運行過程中，仍存在污泥膨脹的問題、泡沫問題、污泥上浮問題、流速不均及污泥沉積問題等一系列問題。

（3）SBR工藝

SBR工藝的過程是按時序來運行的，一個周期分五個階段：進水、曝氣、沉淀、潷水、閑置。在SBR的運行過程中，各階段的運行時間、反應器內混合液體積的變化以及運行狀態都可以根據污水的性質、出水水質、出水水量與運行功能要求等靈活變化。對于SBR反應器來說，只需要時序控制，沒有空間控制障礙，所以控制靈活。因此，SBR工藝發展迅速，并衍生出許多新型SBR處理工藝。

①優點：工藝流程簡單，運轉靈活，基建費用低（一個SBR池扮演了多個角色：調解混合池、反應池（厭氧、缺氧和好氧三種）、沉淀池和部分濃縮池；它不需要設二沉池和污泥回流設備，一般情況下也不用設調節池和初沉池）。處理效果良好，出水可靠。較好的除磷脫氮效果。污泥沉降性能良好（SBR法可以有效控制絲狀菌的過度繁殖，污泥SVI較低，是一種污泥沉降性能較為良好的工藝）。對水質水量變化的適應性強。

②局限性：反應器容積利用率低（由于SBR反應器水位不恒定，反應器有效容積需要按照最高水位來設計，大多數時間，反應器內水位均達不到此值，所以反應器容積利用率低）。水頭損失大。對于不連續出水的污水處理廠，就要求后續構筑物容積較大，有足夠的調節水量的能力。并且不連續出水，使得SBR工藝與其他連續處理工藝串聯時較為困難。峰值需氧量高，整個系統氧的利用率低。設備利用率低。不適用于大型污水處理廠（采用SBR工藝的污水處理廠規模一般在20000t以下，規模大于100000t的污水處理廠幾乎沒有采用SBR工藝的）。

（4）A/A/O工藝

該工藝是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達到：OD5 和SS為90%～95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但該工藝的基建費用和運行費用均高于普通活性污泥法，運行管理要求高。

三、污水處理廠工藝類型的優化選擇

污水處理廠的優選工藝是改進型A/O法，A2/O法，普遍采用的原因是因為這種工藝對大型污水廠具有難以替代的優點：

①A/O、A2/O法與氧化溝和SBR工藝相比最大優勢是能耗較低，運營費用較低，規模越大。這種優勢越明顯，對于大型污水廠來說，年運營費很可觀，每方污水處理費 用節省一點，一年就節省很多，比如規模為40萬噸/日的污水廠，每方污水節省處理費1分錢，一年就節省146萬元。該工藝的能耗和運營費低的原因是：設置初沉池，利用物理法以最小的能耗和費用去除污水中相當一部分有機物和懸浮物，降低二級處理的負荷，顯著節省能耗。污泥采用厭氧消化，它比氧化溝和SBR工藝的同步好氧消化顯著節省能耗，是一種公認的節能工藝。

②A/O、A2/O的主要缺點是處理單元多，操作管理復雜，特別是污泥厭氧 消化要求高水平的管理，消化過程產生的沼氣是可燃易爆氣體更要求安全操作，這些都增加了管 理的難度。但由于大型污水廠背靠大城市，技術力量強，管理水平較高，能滿足這種要求，因而常規活性污泥法的缺點不會成為限制使用的因素。

參考文獻

[1]王宇.城市污水處理廠工藝類型與優化選擇研究[J].河南化工，2015.8.

[2]王勝男.城市污水處理廠工藝選優綜合評價體系的探討[J].山西建筑，2015.8.

（作者單位：沈陽大學）