污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)—畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、changchun institute of technology 開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)題目： 學(xué)生姓名： 學(xué)院名稱： 專業(yè)名稱： 班級(jí)名稱： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 教師職稱: 學(xué) 歷 2014年3月10日開(kāi)題報(bào)告一選題依據(jù)1.設(shè)計(jì)目的及意義改革開(kāi)放30年來(lái)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展蓬勃向上，各方面的變化日新月異，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入加大了許多。隨著城市工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市人口的遞增，城市規(guī)模的擴(kuò)大，工業(yè)廢水和生活污水排出量日益增多，大量未經(jīng)處理的污水直接排入周圍河流，致使城市周圍環(huán)境污染十分嚴(yán)重，不但直接污染了市區(qū)的地下飲用水，而且對(duì)河流下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了危害，人類和生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到了日

2、益嚴(yán)重的威脅。同時(shí)，水生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了人與水的和諧共存與協(xié)調(diào)發(fā)展，是城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分和關(guān)鍵因素，與一個(gè)城市的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。因而，城市污水治理已成為當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題之一。理論是用于實(shí)踐的，將自己在課堂上所學(xué)的知識(shí)，尤其是專業(yè)知識(shí)用于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)之中，以提高自己的工程設(shè)計(jì)能力，為自己走上工作崗位進(jìn)行工程設(shè)計(jì)打下堅(jiān)固的實(shí)踐基礎(chǔ)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠熟悉并掌握排水工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原理、方法和步驟，能根據(jù)原始設(shè)計(jì)資料正確地獨(dú)立地選定設(shè)計(jì)方案，掌握污水廠設(shè)計(jì)的基本流程及各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)方法，熟悉設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)內(nèi)容和編制方法，并繪制工程圖紙。2.設(shè)計(jì)擬解決的工程實(shí)際問(wèn)題根據(jù)

3、貴陽(yáng)市城市總體規(guī)劃（20092020年） 所知城市的主要發(fā)展方向：以中心城區(qū)為核心，按照“中心放射型”的城鎮(zhèn)體系空間布局結(jié)構(gòu)，沿貴黃、貴遵、貴畢、貴開(kāi)、貴惠、貴修、廈蓉、市域快速鐵路等重要交通干線形成城鎮(zhèn)主要發(fā)展走廊。沿其支流縱深發(fā)展的城市布局形態(tài)。而近年來(lái)隨著貴陽(yáng)市城市基礎(chǔ)建設(shè)及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，該區(qū)域的人口和城市污水排放量也在逐年增加，大量工業(yè)廢水和生活污水直接排放，紅楓湖、百花湖、阿哈水庫(kù)等區(qū)域都受到了不同程度的污染。另排放的污水中含氮磷較多，將使水體富營(yíng)養(yǎng)化，為改善環(huán)境，處理水環(huán)境污染問(wèn)題，因此建設(shè)貴陽(yáng)市金陽(yáng)污水處理廠工程至關(guān)重要。貴陽(yáng)市金陽(yáng)污水處理廠位于貴陽(yáng)市金陽(yáng)新區(qū)，小灣河大橋旁，該廠設(shè)

4、計(jì)處理能力為12萬(wàn)噸日，總投資12600萬(wàn)元。該項(xiàng)目2008年5月基本調(diào)試完畢并啟動(dòng)試運(yùn)行，2010年11月通過(guò)階段性環(huán)保驗(yàn)收，目前已經(jīng)正常運(yùn)行。目前，金陽(yáng)污水處理廠的污水收集范圍已全部實(shí)現(xiàn)雨污分流，共建污水接入管網(wǎng)達(dá)98.5公里、雨水接入管網(wǎng)達(dá)98.3公里，收集范圍包括建成區(qū)的行政中心、金華園、紅街、元龍地塊、碧?；▓@、貴陽(yáng)一中、金陽(yáng)客車站、景怡園、金陽(yáng)醫(yī)院、金世旗、武警總隊(duì)、衛(wèi)校、電大、世紀(jì)城、水電八局、貴州工業(yè)職業(yè)學(xué)院等。此前，金陽(yáng)新區(qū)每天產(chǎn)生的1.8萬(wàn)噸生活污水，未經(jīng)過(guò)處理直排入阿哈水庫(kù)，今后，這些污水經(jīng)金陽(yáng)污水處理廠處理全部改道達(dá)標(biāo)后再排放到貴陽(yáng)市西河進(jìn)入南明河。據(jù)悉，在“十二五”期

5、間，金陽(yáng)新區(qū)擬建設(shè)小灣河排水收集系統(tǒng)，建設(shè)污水管79.9公里、雨水管28.95公里，進(jìn)一步擴(kuò)大污水收納范圍。3.設(shè)計(jì)擬應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)資料綜述貴陽(yáng)地理位置優(yōu)越，貴陽(yáng)市是中國(guó)西南地區(qū)重要的中心城市之一，是國(guó)務(wù)院確定的“黔中產(chǎn)業(yè)帶”、“南貴昆經(jīng)濟(jì)帶”和“泛珠三角經(jīng)濟(jì)區(qū)”內(nèi)的重要中心城市，是一座以資源開(kāi)發(fā)見(jiàn)長(zhǎng)的綜合型工業(yè)城市，主要工業(yè)產(chǎn)品和工業(yè)行業(yè)在中國(guó)居于重要的地位。是我國(guó)對(duì)外開(kāi)放、走向東盟、走向世界的重要門戶和前沿，是新崛起的面向東盟的區(qū)域性國(guó)際城市。 3.1城市氣溫貴陽(yáng)夏無(wú)酷暑，夏季平均溫度為23.2,最高溫度平均在25-28之間,在最熱的七月下旬，平均氣溫也僅為23.7，全年最高溫度高于30的日數(shù)

6、少,近五年平均僅為35.8天，大于35的天數(shù)僅為0.3天；紫外線強(qiáng)度僅在中午很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到4級(jí)，其余時(shí)間均為弱或很弱；夏季雨水充沛,約500毫米，夜間降水量占全年降水量的70%。貴陽(yáng)冬無(wú)嚴(yán)寒，最冷一月上旬，平均氣溫是4.6。 3.2城市降水 貴陽(yáng)市海拔高度在1100米左右，處于費(fèi)德?tīng)柇h(huán)流圈，常年受西風(fēng)帶控制，屬于亞熱帶濕潤(rùn)溫和型氣候，年平均氣溫為15.3，年極端最高溫度為35.1，年極端最低溫度為-7.3，年平均相對(duì)濕度為77%，年平均總降水量為1129.5毫米，年雷電日數(shù)平均為49.1天，年平均陰天日數(shù)為235.1天，年平均日照時(shí)數(shù)為1148.3小時(shí)，年降雪日數(shù)少，平均僅為11.3天 3.

7、3城市地形地貌貴陽(yáng)地處黔中山原丘陵中部，長(zhǎng)江與珠江分水嶺地帶?？偟貏?shì)西南高、東北低。苗嶺橫延市境，崗阜起伏，剝蝕丘陵與盆地、谷地、洼地相間。相對(duì)高差100200米，最高峰在水田鎮(zhèn)廟窩頂，海拔1659米；最低處在南明河出境處，海拔880米。中部層狀地貌明顯，主要有貴陽(yáng)中曹司向斜盆地和白云花溪青巖構(gòu)成的多級(jí)臺(tái)地及溶丘洼地地貌。峰叢與碟狀洼地、漏斗、伏流、溶洞發(fā)育。較平坦的壩子有花溪、孟關(guān)、烏當(dāng)、金華、朱昌等處。南明河自西南向東北縱貫市區(qū)，流域面積約占市區(qū)總面積的70%。貴陽(yáng)地貌屬于以山地、丘陵為主的丘原盆地地區(qū)。其中，山地面積4218平方千米，丘陵面積2842平方千米；壩地較少，僅912平方千米；

8、此外，還有約1.2%的峽谷等地貌。 3.4城市風(fēng)向最近五年貴陽(yáng)市秋季和冬季偏東北方向的風(fēng)較多，而春季和夏季則以偏東南方向的風(fēng)較多，從季節(jié)性變化來(lái)看主導(dǎo)風(fēng)向是東南風(fēng)，貴陽(yáng)市平均風(fēng)速為1.21.5m/s。 3.5廠址及場(chǎng)地狀況廠區(qū)選址以平原為主，污水處理廠擬用場(chǎng)地較為平整，占地面積10公頃。廠區(qū)地面標(biāo)高0.00米，原污水將通過(guò)管網(wǎng)輸送到污水廠，來(lái)水管管底標(biāo)高為- 5.00米(于地面下5米)。4.設(shè)計(jì)擬應(yīng)用的文獻(xiàn)綜述4.1前言 城市污水處理設(shè)施是現(xiàn)代化城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源保護(hù)不可或缺的組成部分。在美國(guó)、荷蘭、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)普遍實(shí)行了城市污水的集中二級(jí)處理，近年來(lái)，我國(guó)中央政府，各級(jí)地方政府及相

9、關(guān)部門對(duì)城市污水治理十分重視，同時(shí)加大了對(duì)污水處理的資金投入和治理力度，使我國(guó)在污水處理廠方面的建設(shè)方面取得了重大的進(jìn)展?！笆濉逼陂g，國(guó)家在鞏固化學(xué)需氧量減排的基礎(chǔ)上，將加強(qiáng)對(duì)氨氮以及總氮、總磷和重金屬等污染物的排放控制及總量削減。水污染防治以城鎮(zhèn)生活污水提標(biāo)升級(jí)改造、高濃度、高含鹽、難降解工業(yè)廢水處理、廢水資源化為重點(diǎn)，同時(shí)加強(qiáng)農(nóng)村生活污水及河湖等領(lǐng)域的污染防治。4.2氮磷含量較高的城市污水對(duì)環(huán)境的影響 由于城市污水中有著各種不同的化學(xué)成分和有害物質(zhì)，污水中的氮磷含量的超標(biāo)會(huì)對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。而氮磷含量的超標(biāo)的直接體現(xiàn)就是水體富營(yíng)養(yǎng)化。富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)影響水體的水質(zhì)，會(huì)造成水的透明

10、度降低，使得陽(yáng)光難以穿透水層，從而影響水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的過(guò)飽和狀態(tài)。溶解氧的過(guò)飽和以及水中溶解氧少，都對(duì)水生動(dòng)物有害，造成魚(yú)類大量死亡。同時(shí)，因?yàn)樗w富營(yíng)養(yǎng)化，水體表面生長(zhǎng)著以藍(lán)藻、綠藻為優(yōu)勢(shì)種的大量水藻，形成一層“綠色浮渣”，致使底層堆積的有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件分解產(chǎn)生的有害氣體和一些浮游生物產(chǎn)生的生物毒素也會(huì)傷害魚(yú)類。因富營(yíng)養(yǎng)化水中含有硝酸鹽和亞硝酸鹽，人畜長(zhǎng)期飲用這些物質(zhì)含量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)的水，也會(huì)中毒致病。可見(jiàn)控制污水中氮磷的排放是至關(guān)重要的，也是建設(shè)城市污水處理廠中必須考慮到的問(wèn)題。4.3 城市污水處理技術(shù) 污水處理所采用的工藝技術(shù)是污水處理廠的核心部分，與進(jìn)水水質(zhì)、出水

11、要求、處理量、投資大小等等因素密切相關(guān)。自我國(guó)第一座采用活性污泥工藝的城市污水處理廠1921年在上海建成以來(lái)，污水處理事業(yè)在我國(guó)得到了發(fā)展，污水處理的工藝層出不窮，由于城市污水的主要污染物是有機(jī)物，因此目前國(guó)內(nèi)外大多采用生物處理技術(shù)處理城市污水，又可分為活性污泥法和生物膜法兩大類。其中，由于生物膜法的處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國(guó)只有少數(shù)幾座生物膜法城市污水處理廠；而活性污泥法污水處理廠占絕大多數(shù)，其中使用最廣泛的主要有傳統(tǒng)活性污泥工藝和其改進(jìn)型a/o、a/o工藝；ab工藝；sbr及其改進(jìn)工藝；氧化溝及其改進(jìn)工藝；其他工藝。 (1） 傳統(tǒng)活性污泥工藝 我國(guó)20世紀(jì)80年代及其以前建設(shè)的污水處

12、理廠，由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有對(duì)出水氮磷含量的要求，生物處理工藝主要采用傳統(tǒng)活性污泥工藝及其改良工藝，其功能是大幅度去除污水中呈膠體態(tài)和溶解態(tài)的有機(jī)污染物，使經(jīng)處理的污水bod達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)污水中氮磷的去除率非常低。同時(shí)水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題在我國(guó)日益嚴(yán)重，為適應(yīng)國(guó)家對(duì)氮磷含量的排放要求，保護(hù)水環(huán)境，一些采用傳統(tǒng)活性污泥處理工藝的污水處理廠對(duì)其現(xiàn)有的工藝進(jìn)行改造，增設(shè)了“脫氮除磷”功能。 (2） a/o工藝及a/o a/o工藝及a/o工藝因其較好的脫氮除磷效果而在慢慢應(yīng)用于城市污水處理之中，并且成為主流，再此階段，氮磷污染物控制與去除分別達(dá)到90%以上和80%左右，而a/o工藝能同時(shí)高效脫氮除磷。該工藝主要優(yōu)點(diǎn)

13、是對(duì)cod、bod5、ss等具有較高的去除率，對(duì)脫氮除磷也具有較高的去除效果，具有運(yùn)行費(fèi)用低、占地少，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)；其缺點(diǎn)是運(yùn)行管理要求較高，投資較大，節(jié)能差20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著具有脫氮除磷功能污水處理工藝的研究應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)a/o工藝本身存在的缺陷，既反硝化菌和聚磷酶在有機(jī)負(fù)荷，污齡及碳源需求上存在著矛盾和競(jìng)爭(zhēng)，很難在同一系統(tǒng)中同時(shí)獲得氮磷的高效去除，阻礙生物脫氮除磷的應(yīng)用，為了解這些工藝的矛盾，研究者們進(jìn)行了大量研究來(lái)進(jìn)行工藝改造，開(kāi)發(fā)出倒置a/o，uct，a+ a/o。 (3） sbr工藝 隨著工業(yè)和自動(dòng)化系統(tǒng)的飛速發(fā)展，特別是監(jiān)控技術(shù)的自動(dòng)化程度以及污水處理廠自動(dòng)化管理要求，為s

14、br的研究和應(yīng)用提供了有力的條件，我國(guó)對(duì)sbr工藝的應(yīng)用很廣泛，主要有cass工藝、cast工藝、msbr工藝等等。sbr工藝也叫序批式活性污泥法，其最根本的特點(diǎn)是處理工序不是連續(xù)的，而是間歇的、周期的，污水一批一批地經(jīng)過(guò)進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水，然后又周而復(fù)始。sbr技術(shù)的核心是sbr反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)穩(wěn)定、水質(zhì)好；耐沖擊負(fù)荷；運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、自控水平高；占地面積小、造價(jià)低、操作靈活。但sbr法存在的曝氣系統(tǒng)易堵塞，故障率高，人工操作管理繁瑣，監(jiān)測(cè)手段要求高等缺點(diǎn)也影響了其使用。 (4） 氧化溝工藝 20世紀(jì)中期，氧化溝工藝因其好的

15、脫氮除磷效果且無(wú)需沉淀池開(kāi)始慢慢被推廣，此時(shí)期建設(shè)的大型污水處理項(xiàng)目基本上采用氧化工藝，國(guó)內(nèi)許多污水處理廠的使用狀況證明氧化溝工藝是一種工藝流程簡(jiǎn)單，管理方便，工藝穩(wěn)定性高的污水處理技術(shù)。常見(jiàn)的氧化溝有carrousel氧化溝、交替工作式氧化溝、orbal氧化溝、一體化氧化溝等。 (5） 曝氣生物濾池工藝曝氣生物濾池是當(dāng)前發(fā)展較快的一種新到生物處理技術(shù)，具有占地面積小、出水水質(zhì)高、投資省、運(yùn)行靈活方便、易于管理、抗沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在污水的有機(jī)物去除、硝化去氨、反硝化脫氮、除磷以及微污染水源水的預(yù)處理過(guò)程中有著較好的應(yīng)用前景。曝氣生物濾池的基本原理是：在一級(jí)強(qiáng)化的基礎(chǔ)上，以顆粒狀填料及其附著生

16、長(zhǎng)的生物膜為主要處理介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污染物在同一單元反應(yīng)器內(nèi)去除省去了二次沉淀設(shè)備。反應(yīng)器內(nèi)存在著不同的好氧、缺氧區(qū)域，可同步實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化，在去除有機(jī)物的同時(shí)達(dá)到脫氮的目的。該工藝存在的主要問(wèn)題包括：進(jìn)水一般要求進(jìn)行預(yù)處理，增加了工藝的復(fù)雜性；進(jìn)水懸浮物較多時(shí)，運(yùn)行周期短，反沖洗頻繁；產(chǎn)生的污泥穩(wěn)定性差，進(jìn)一步處理比較困難；同步生物除磷效果不好一般多采用化學(xué)法進(jìn)行，增加了藥劑的使用量等等。在我國(guó)，目前曝氣生物濾池正處于推廣階段。 4.4 脫氮除磷工藝在污水處理技術(shù)中的應(yīng)用機(jī)理生物脫氮處理過(guò)程中，污水中的有機(jī)氮首先被異養(yǎng)菌轉(zhuǎn)化為氨氮，氨氮的去除由兩個(gè)過(guò)程完成，在好氧條件下氨氮被亞硝化菌轉(zhuǎn)化為亞硝酸

17、鹽氮，繼而被硝化菌轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，即硝化，然后在缺氧的條件下，硝酸鹽氮被反硝化菌先后轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮、氮?dú)?，即反硝化。生物除磷是利用除磷菌從外部環(huán)境超量地?cái)z取磷，并將磷以聚合的形態(tài)儲(chǔ)藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)，達(dá)到從污水中除磷的目的。 (1） sbr工藝通過(guò)控制好氧、缺氧和厭氧的環(huán)境條件，實(shí)現(xiàn)脫氮除磷工藝在sbr工藝中的運(yùn)用，而且sbr工藝可以根據(jù)反應(yīng)器中底物的降解情況靈活地改變反應(yīng)時(shí)間，在時(shí)間序列上可實(shí)現(xiàn)缺氧/好氧或厭氧/缺氧/好氧的組合，從而可靈活地控制好氧、缺氧和厭氧的環(huán)境條件以達(dá)到除磷脫氮的目的的特點(diǎn)，因此sbr己成為較理想的除磷脫氮工藝而得到廣泛應(yīng)用。 (2） a2/o工藝流

18、程較簡(jiǎn)單。污水首先進(jìn)入?yún)捬醭?，兼性厭氧菌將污水中易降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為vfas，回流污泥帶入的聚磷菌將體內(nèi)貯存的聚磷分解，所釋放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厭氧的環(huán)境下維持生存，另一部分能量供聚磷菌主動(dòng)吸收vfas并在體內(nèi)儲(chǔ)存phb。進(jìn)入缺氧區(qū)反硝化菌就利用混合液回流帶入的硝酸鹽以及進(jìn)入水中的有機(jī)物進(jìn)行反硝化脫氮，接著進(jìn)入好氧區(qū)，聚磷菌除了吸收利用污水中殘留的易降解bod外主要分解體內(nèi)貯存的phb產(chǎn)生能量供自身生長(zhǎng)繁殖，并主動(dòng)吸收環(huán)境中的溶解磷，以聚磷的形式在體內(nèi)貯積。污水經(jīng)厭氧、缺氧區(qū)有機(jī)物分別被聚磷菌和反硝化菌利用后濃度已很低，有利于自養(yǎng)的硝化菌的生長(zhǎng)。4.5脫氮除磷污水處理工藝國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨

19、勢(shì)(1）活性污泥法的新發(fā)展到目前為止，對(duì)活性污泥法在運(yùn)行方式上還沒(méi)有大的突破，往往所作的是一些局部的改進(jìn)，但在曝氣方式上確取得了較大的成果，如純氧曝氣、深井曝氣、射流曝氣，采用微氣泡擴(kuò)散器等，這些都增大了氧轉(zhuǎn)移率、提高了氧的利用率使曝氣池中氧的濃度增加。如美日等國(guó)研制出的一種超微氣泡擴(kuò)散器，氣泡直徑50lm，氧吸收率達(dá)90%，reid engineering company of frederick shurg等研制的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改進(jìn)，把沖刷曝氣(brush aeration)改進(jìn)透平曝氣(turbine aeration)避免了產(chǎn)生氣溶膠、飛濺、結(jié)冰等問(wèn)題。活性污泥法的

20、另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是朝多功能方向發(fā)展，采用的方法有：培養(yǎng)馴化專用細(xì)菌，使活性污泥處理對(duì)象不局限于生活污水，還可以處理如酚一類難降解的有毒有機(jī)物，甚至馴化可以處理象氰一類有劇毒的無(wú)機(jī)物；把活性污泥與其它處理方法結(jié)合起來(lái)，如活性炭活性污泥法，它實(shí)際上是一種以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的綜合處理法；固定活性污泥法是提供微生物附著的表面，如合成纖維、塑料、細(xì)沙、粘土焦炭等，使曝氣池同時(shí)存在附著相和懸浮相的生物；這些都提高了活性污泥的凈化效率，提高了抗有毒物質(zhì)等沖擊負(fù)荷的能力，還具有脫色、脫氮、削減泡沫的效果，國(guó)外已用于合成纖維、化工印染、煉油、煉焦等工業(yè)生產(chǎn)的污水處理；活性污泥法與厭氧工藝結(jié)

21、合來(lái)脫氮、脫磷等，最典型的工藝是a-o(anaerobic-oxic) 流程?；钚晕勰喾ㄟ€可和化學(xué)法結(jié)合，提高凈化多氯聯(lián)苯、有機(jī)磷的去除效果。有學(xué)者認(rèn)為該工藝未來(lái)兩個(gè)大的方向是膜分離技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。 （1膜分離技術(shù)的應(yīng)用用膜分離代替沉淀進(jìn)行泥水分離，可帶來(lái)活性污泥工藝的以下變化：不再存在污泥膨脹問(wèn)題。在調(diào)控活性污泥系統(tǒng)時(shí)，不必再考慮污泥的沉降性能問(wèn)題，從而使工藝控制大大簡(jiǎn)化；曝氣池的污泥濃度將大大提高(mlss可以大于20000mg/l)從而使系統(tǒng)可在超大泥齡、超低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，充分滿足去除各種污染物質(zhì)的需要；在同樣的處理要求下，可使曝氣池容積大大減小，節(jié)省處理廠的占地面積；污泥

22、濃度的提高，將要求較高的曝氣速率，因而純氧曝氣將隨著膜分離而被大量采用。雖然膜分離目前還存在易堵塞等方面的問(wèn)題，但這些問(wèn)題正逐步得到解決。實(shí)際上，目前已有一批膜分離活性污泥系統(tǒng)在運(yùn)行。 （2 分子生物技術(shù)的應(yīng)用目前分子生物技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。為搞清聚磷菌除磷的生化機(jī)理，已開(kāi)始用分子診斷技術(shù)獲取聚磷菌的遺傳信息?，F(xiàn)在從活性污泥中已發(fā)現(xiàn)的30多種絲狀菌中，只有4種準(zhǔn)確命名及生物分類學(xué)定位，因?yàn)檫@些絲狀菌大部分無(wú)法進(jìn)行分離純培養(yǎng)。目前正用分子診斷技術(shù)進(jìn)行這些絲狀菌的生物學(xué)定位，以進(jìn)一步準(zhǔn)確了解其特性。分子診斷技術(shù)的大量應(yīng)用，活性污泥微生物基因庫(kù)的建立，在此基礎(chǔ)上用基因技術(shù)培育具有高效活性的

23、污泥菌種，進(jìn)一步提高處理效果，是未來(lái)發(fā)展的方向。4.6 生物膜處理法的新進(jìn)展生物膜法最早出現(xiàn)的工藝是1893年在英國(guó)出現(xiàn)的將污水噴撒在粗濾料上而得以凈化的普通生物濾池，它是最早出現(xiàn)而至今仍在不斷改進(jìn)和發(fā)展的人工生物處理設(shè)備。在它的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤和生物接觸氧化等。近二三十年來(lái)，又出現(xiàn)了一些新型的生物膜法處理技術(shù)，如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等顆粒材料作為載體，其載體表面附著生長(zhǎng)著生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流動(dòng)使載處于流化狀態(tài)，載體上的生物膜可以充分地和污水接觸，使凈化效率提高，它的工藝有空氣流床、純氧流動(dòng)床、三相流化床和厭氧兼型流化床工藝

24、等?；钚陨餅V池是將生物濾池、曝氣池及二沉池結(jié)合為一體的新型污水處理工藝，它的特點(diǎn)是將生物濾池的部分出水回流匯同二沉池的回流污泥一起進(jìn)入生物濾池，用活性生物濾池處理生活污水和食品加工廢水的試驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)具有處理效果好、效率高、bod容積負(fù)荷大、不發(fā)生污泥膨脹和耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。另外還有空氣驅(qū)動(dòng)的生物轉(zhuǎn)盤、生物轉(zhuǎn)盤和曝氣池相結(jié)合、藻類轉(zhuǎn)盤等。由于生物膜法的生態(tài)環(huán)境與活性污泥法的不同，生物膜法生態(tài)系統(tǒng)中可以生長(zhǎng)藻類、后生動(dòng)物等，甚至可以生長(zhǎng)硝化菌及反硝化菌等，因此可以用來(lái)脫氮等。4.7厭氧生物處理法的新發(fā)展厭氧生物處理法也有一百多年的歷史，它是利用厭氧微生物在無(wú)氧的條件下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解的技

25、術(shù)。由于處理效率低、速度慢、且甲烷菌對(duì)環(huán)境要求嚴(yán)格不易控制等缺點(diǎn)，厭氧生物處理法長(zhǎng)期以來(lái)一般僅用于污泥處理，它的主要工藝是化糞池、消化池等。但是由于近年來(lái)能源危機(jī)及環(huán)境污染加重，厭氧生物處理由于其產(chǎn)物具有能源物質(zhì)而得到人們的重視，一大批新的厭氧生物處理法技術(shù)相繼誕生。為了提高厭氧微生物的濃度，有使厭氧微生物附著在載體表面的厭氧生物膜處理方法如厭氧生物濾池、厭氧轉(zhuǎn)盤、厭氧膨脹床、厭氧接觸氧化、厭氧檔板反應(yīng)器、厭氧流化床法，以及象上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(uasb)依靠微生物之間凝聚造粒而形成的自己固定法方法。還有人為地固定微生物包埋固定化法，它是人為地把增殖速度緩慢的厭氧微生物高濃度地保持在處理系

26、統(tǒng)中，提高處理速度、縮小處理設(shè)備并可用于處理低濃度的有機(jī)污水。如日本本田等人1988年采用包埋固定厭氧微生物處理toc為150mg/l的人工配水，toc的去除率可達(dá)95%以上。在厭氧處理中，甲烷的增殖速度慢成為產(chǎn)氣的決定步驟， 因此為了保持甲烷發(fā)酵中高濃度的微生物，出現(xiàn)了利用膜的固液分離法，如柏分等人1988年利用超濾膜(uf)進(jìn)行甲烷發(fā)酵試驗(yàn)，結(jié)果表明：提高了反應(yīng)器內(nèi)甲烷的濃度，toc的容積負(fù)荷為2g/l日，其去除率可達(dá)98.4%以上。厭氧生物處理法目前的發(fā)展趨勢(shì)是和其它生物處理方法聯(lián)用，如厭氧好氧復(fù)合工藝等，具有節(jié)約投資、節(jié)省能源、污泥產(chǎn)量少、出水水質(zhì)好等一系列優(yōu)點(diǎn)。厭氧生物處理法正朝著能

27、處理低濃度有機(jī)污水，能夠脫磷脫氮且運(yùn)行維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)等方面發(fā)展。4.8 小結(jié)污水處理工藝的選擇是建設(shè)城市污水處理設(shè)施的重要一環(huán)，是城市污水處理廠建設(shè)的基礎(chǔ)性工作之一。選擇合適的污水處理工藝，將影響城市污水處理廠的建設(shè)投資、管理運(yùn)營(yíng)的難易、運(yùn)營(yíng)成本、處理效果、社會(huì)效益和環(huán)境效益等諸方面，是非常重要的工作。5.設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀在世界各國(guó)，水污染逐步受到高度重視。起初，城市污水處理技術(shù)以生物濾池為主。生物濾池運(yùn)行穩(wěn)定，但由于其占地面積過(guò)大、易產(chǎn)生灰蠅、臭味比較嚴(yán)重等缺點(diǎn)，以后逐漸被活性污泥所取代。與生物濾池相比，活性污泥運(yùn)行管理方便，凈化效果好，但是從整體工藝上看，存在工程投資高、運(yùn)行費(fèi)用高、

28、能耗高等不足。特別是20世紀(jì)60年代后，水體富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重，城市污水含有機(jī)物外還含有氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而傳統(tǒng)活性污泥法不能滿足脫氮、除磷的要求。因此各國(guó)開(kāi)發(fā)了許多改進(jìn)型活性污泥工藝技術(shù)。如法、法、氧化溝法、sbr法等。20世紀(jì)90年代以來(lái)，新技術(shù)在我國(guó)廣泛應(yīng)用，但仍未改變“三高一低”的問(wèn)題。同時(shí)我國(guó)中小城市與大城市相比，發(fā)展緩慢，存在基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、經(jīng)濟(jì)實(shí)力小、管理水平低等問(wèn)題。因此，我國(guó)提出2010年全國(guó)建制鎮(zhèn)的污水處理率不低于50%，設(shè)市城市的污水處理率不低于60%，重點(diǎn)城市的污水處理率不低于70%的城市污水處理目標(biāo)。根據(jù)中小城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)行污水處理工藝的技術(shù)的綜合評(píng)價(jià)，選出工藝

29、先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、管理方便、適合其特點(diǎn)的污水處理新技術(shù)，十分重要。（1）關(guān)于活性污泥法 當(dāng)前流行的二級(jí)處理工藝有：ab法、sbr法、氧化溝法、普通曝氣法、a/a/o法、a/o 法等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來(lái)的，且各有其特點(diǎn)。1)ab法(adsorptionbiooxidation) 該法由德國(guó)bohuke教授首先開(kāi)發(fā)。該工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧，a級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷2.5kgbod/(kgmlssd)以上，池容積負(fù)荷6kgbod/(m3d)以上；b級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。a級(jí)與b級(jí)間設(shè)中間沉淀池。二級(jí)池子f/m(污染物量與微生物量之比)不同，形成不

30、同的微生物群體。ab法盡管有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但不適合低濃度水質(zhì)，a級(jí)和b級(jí)亦可分期建設(shè)。2)sbr法(sequencing batch reactor) sbr法早在20世紀(jì)初已開(kāi)發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開(kāi)發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性sbr工藝，如iceas法、cass法、idea法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，由于只有一個(gè)反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活，可以

31、從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。sbr法中曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同一池進(jìn)行。其運(yùn)行操作由流入、反應(yīng)、沉淀、排放、待機(jī)五個(gè)工序組成。通過(guò)調(diào)節(jié)每個(gè)工序的時(shí)間，可達(dá)到除磷脫氮的效果。前處理sbr反應(yīng)器 過(guò)濾出水 | 污泥處置 該工藝具有很多優(yōu)點(diǎn)：工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，無(wú)污泥回流設(shè)備；耐沖擊負(fù)荷，一般不用設(shè)置調(diào)節(jié)池；反映推動(dòng)力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)；運(yùn)行操作靈活，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效果；污泥沉淀性能好，svi值較低，能有效的防治絲狀菌膨脹；各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)和各操作階段可通過(guò)計(jì)算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。但因

32、每個(gè)池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來(lái)說(shuō)并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。 3) a/a/o法(anaerobicanoxicoxic)由于對(duì)城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國(guó)內(nèi)10年前開(kāi)發(fā)此厭氧缺氧好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級(jí)處理工藝。a/a/o法的可同步除磷脫氮機(jī)制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(do0.3mg/l)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制do12.5)，bod/tkn為1.53.5，c

33、od/tp為3060，bod/tp為1640(一般應(yīng)20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、bod5和cod為主，則可用a/o 工藝。有的城市污水處理的出水不排入湖泊，利用大水體深水排放或灌溉農(nóng)田，可將脫氮除 磷放在下一步改擴(kuò)建時(shí)考慮，以節(jié)省近期投資。4)普通曝氣法及其變法本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強(qiáng)的生命力。普曝法處理效果好，經(jīng)驗(yàn)多，可適應(yīng)大的污水量，對(duì)于大廠可集中建污泥消化池，所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級(jí)處理，不具備脫氮除磷功能。 近幾年在工程實(shí)踐中，通過(guò)降低普通曝氣池容積負(fù)荷，可以達(dá)到脫氮的目的；在普曝池前設(shè)置厭氧區(qū)，可以除磷，亦可用化學(xué)

34、法除磷。采用普通曝氣法去除bod5，在池型上有多種形式(如下文所述的氧化溝)，工程上稱為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。5) 氧化溝法氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長(zhǎng)，故稱為氧化溝。氧化溝有多種構(gòu)造型式，典型的有：a：卡羅塞式；b：奧巴爾型；c：交替工作式氧化溝；d：曝氣沉淀一體化氧化溝。氧化溝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大中型城市污水處理廠，其規(guī)模從每日幾百立方米至幾萬(wàn)立方米，工藝日趨完善，其構(gòu)造型式也越來(lái)越多。氧化溝曝氣效果較好，處理效果也很好，不但可以達(dá)到95%以上的bod去除率，還可同時(shí)達(dá)到部分脫氮除磷的目的。 （2）生物處理法的新進(jìn)展增加到也能處理合成洗滌劑、脫氮、脫磷及其它一些

35、難降解的復(fù)雜有機(jī)物。這也就必然要求人們改革工藝，過(guò)去由于厭氧生物處理的效率不盡人意，處理時(shí)間也較慢， 所以未引起人們的重視，僅僅用來(lái)處理污泥或高濃度有機(jī)污水的預(yù)處理，但現(xiàn)在由于能源緊張，厭氧生物處理由于能產(chǎn)生能源物質(zhì)甲烷而越來(lái)越引起人們的青睞，由此也出現(xiàn)了許多新的工藝。1) 活性污泥法的新發(fā)展 到目前為止，對(duì)活性污泥法在運(yùn)行方式上還沒(méi)有大的突破， 往往所作的是一些局部的改進(jìn)，但在曝氣方式上確取得了較大的成果， 如純氧曝氣、深井曝氣、射流曝氣， 采用微氣泡擴(kuò)散器等， 這些都增大了氧轉(zhuǎn)移率、提高了氧的利用率使曝氣池中氧的濃度增加。如美日等國(guó)研制出的一種超微氣泡擴(kuò)散器， 氣泡直徑50lm， 氧吸收率

36、達(dá)90% ， reid engineering company of frederick shurg 等研制的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改進(jìn)， 把沖刷曝氣(brush aeration) 改進(jìn)透平曝氣(turbine aeration) 避免了產(chǎn)生氣溶膠、飛濺、結(jié)冰等問(wèn)題?；钚晕勰喾ǖ牧硪粋€(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是朝多功能方向發(fā)展， 采用的方法有： 培養(yǎng)馴化專用細(xì)菌，使活性污泥處理對(duì)象不局限于生活污水， 還可以處理如酚一類難降解的有毒有機(jī)物，甚至馴化可以處理象氰一類有劇毒的無(wú)機(jī)物；把活性污泥與其它處理方法結(jié)合起來(lái)，如活性炭活性污泥法， 它實(shí)際上是一種以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的綜合處

37、理法； 固定活性污泥法是提供微生物附著的表面， 如合成纖維、塑料、細(xì)沙、粘土焦炭等， 使曝氣池同時(shí)存在附著相和懸浮相的生物；這些都提高了活性污泥的凈化效率，提高了抗有毒物質(zhì)等沖擊負(fù)荷的能力， 還具有脫色、脫氮、削減泡沫的效果， 國(guó)外已用于合成纖維、化工印染、煉油、煉焦等工業(yè)生產(chǎn)的污水。處理；活性污泥法與厭氧工藝結(jié)合來(lái)脫氮、脫磷等，最典型的工藝是a-o(anaerobic-oxic) 流程?；钚晕勰喾ㄟ€可和化學(xué)法結(jié)合， 提高凈化多氯聯(lián)苯、有機(jī)磷的去除效果。 2) 生物膜處理法的新進(jìn)展生物膜法最早出現(xiàn)的工藝是1893年在英國(guó)出現(xiàn)的將污水噴撒在粗濾料上而得以凈化的普通生物濾池，它是最早出現(xiàn)而至今仍在

38、不斷改進(jìn)和發(fā)展的人工生物處理設(shè)備。在它的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤和生物接觸氧化等。近二三十年來(lái)，又出現(xiàn)了一些新型的生物膜法處理技術(shù)，如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等顆粒材料作為載體，其載體表面附著生長(zhǎng)著生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流動(dòng)使載處于流化狀態(tài)，載體上的生物膜可以充分地和污水接觸，使凈化效率提高，它的工藝有空氣流床、純氧流動(dòng)床、三相流化床和厭氧兼型流化床工藝等。活性生物濾池是將生物濾池、曝氣池及二沉池結(jié)合為一體的新型污水處理工藝，它的特點(diǎn)是將生物濾池的部分出水回流匯同二沉池的回流污泥一起進(jìn)入生物濾池，用活性生物濾池處理生活污水和食品加工廢水的試

39、驗(yàn)結(jié)果表明： 該系統(tǒng)具有處理效果好、效率高、bod 容積負(fù)荷大、不發(fā)生污泥膨脹和耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。另外還有空氣驅(qū)動(dòng)的生物轉(zhuǎn)盤、生物轉(zhuǎn)盤和曝氣池相結(jié)合、藻類轉(zhuǎn)盤等。由于生物膜法的生態(tài)環(huán)境與活性污泥法的不同， 生物膜法生態(tài)系統(tǒng)中可以生長(zhǎng)藻類、后生動(dòng)物等， 甚至可以生長(zhǎng)硝化菌及反硝化菌等， 因此可以用來(lái)脫氮等。 3) 厭氧生物處理法的新發(fā)展 厭氧生物處理法也有一百多年的歷史，它是利用厭氧微生物在無(wú)氧的條件下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解的技術(shù)。由于處理效率低、速度慢、且甲烷菌對(duì)環(huán)境要求嚴(yán)格不易控制等缺點(diǎn)， 厭氧生物處理法長(zhǎng)期以來(lái)一般僅用于污泥處理， 它的主要工藝是化糞池、消化池等。但是由于近年來(lái)能源危機(jī)及環(huán)境污染

40、加重，厭氧生物處理由于其產(chǎn)物具有能源物質(zhì)而得到人們的重視，一大批新的厭氧生物處理法技術(shù)相繼誕生， 為了提高厭氧微生物的濃度，有使厭氧微生物附著在載體表面的厭氧生物膜處理方法如厭氧生物濾池、厭氧轉(zhuǎn)盤、厭氧膨脹床、厭氧接觸氧化、厭氧檔板反應(yīng)器、厭氧流化床法， 以及象上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(uasb) 依靠微生物之間凝聚造粒而形成的自己固定法方法。還有人為地固定微生物包埋固定化法， 它是人為地把增殖速度緩慢的厭氧微生物高濃度地保持在處理系統(tǒng)中，提高處理速度、縮小處理設(shè)備并可用于處理低濃度的有機(jī)污水。如日本本田等人1988 年采用包埋固定厭氧微生物處理toc 為150mg/l 的人工配水， toc 的

41、去除率可達(dá)95% 以上。在厭氧處理中， 甲烷的增殖速度慢成為產(chǎn)氣的決定步驟， 因此為了保持甲烷發(fā)酵中高濃度的微生物， 出現(xiàn)了利用膜的固液分離法， 如柏分等人1988 年利用超濾膜(uf) 進(jìn)行甲烷發(fā)酵試驗(yàn)，結(jié)果表明：提高了反應(yīng)器內(nèi)甲烷的濃度， toc 的容積負(fù)荷為2g/l日，其去除率可達(dá)98.4%以上。厭氧生物處理法目前的發(fā)展趨勢(shì)是和其它生物處理方法聯(lián)用， 如厭氧好氧復(fù)合工藝等， 具有節(jié)約投資、節(jié)省能源、污泥產(chǎn)量少、出水水質(zhì)好等一系列優(yōu)點(diǎn)。厭氧生物處理法正朝著能處理低濃度有機(jī)污水，能夠脫磷脫氮且運(yùn)行維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)等方面發(fā)展。 （3）活性污泥工藝的發(fā)展趨勢(shì) 通過(guò)幾十年的研究與實(shí)踐，活性污泥工藝已經(jīng)

42、成為一種比較完善的工藝。在池形、運(yùn)行方式、曝氣方式、載體等方面已經(jīng)很難有較大的發(fā)展。用常規(guī)手段也已經(jīng)很難在生物學(xué)方面有所突破。有學(xué)者認(rèn)為該工藝未來(lái)兩個(gè)大的方向是膜分離技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。 1) 膜分離技術(shù)的應(yīng)用用膜分離代替沉淀進(jìn)行泥水分離，可帶來(lái)活性污泥工藝的以下變化：不再存在污泥膨脹問(wèn)題。在調(diào)控活性污泥系統(tǒng)時(shí)，不必再考慮污泥的沉降性能問(wèn)題，從而使工藝控制大大簡(jiǎn)化；曝氣池的污泥濃度將大大提高(可以大于20000/)從而使系統(tǒng)可在超大泥齡、超低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，充分滿足去除各種污染物質(zhì)的需要；在同樣的處理要求下，可使曝氣池容積大大減小，節(jié)省處理廠的占地面積；污泥濃度的提高，將要求較高的曝氣

43、速率，因而純氧曝氣將隨著膜分離而被大量采用。雖然膜分離目前還存在易堵塞等方面的問(wèn)題，但這些問(wèn)題正逐步得到解決。實(shí)際上，目前已有一批膜分離活性污泥系統(tǒng)在運(yùn)行。 2)分子生物技術(shù)的應(yīng)用目前分子生物技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。為搞清聚磷菌除磷的生化機(jī)理，已開(kāi)始用分子診斷技術(shù)獲取聚磷菌的遺傳信息?，F(xiàn)在從活性污泥中已發(fā)現(xiàn)的30多種絲狀菌中，只有4種準(zhǔn)確命名及生物分類學(xué)定位，因?yàn)檫@些絲狀菌大部分無(wú)法進(jìn)行分離純培養(yǎng)。目前正用分子診斷技術(shù)進(jìn)行這些絲狀菌的生物學(xué)定位，以進(jìn)一步準(zhǔn)確了解其特性。分子診斷技術(shù)的大量應(yīng)用，活性污泥微生物基因庫(kù)的建立，在此基礎(chǔ)上用基因技術(shù)培育具有高效活性的污泥菌種，進(jìn)一步提高處理效果，

44、是未來(lái)發(fā)展的方向。二、設(shè)計(jì)方案及技術(shù)路線1.城市污水處理概述城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制約許多城市可持續(xù)發(fā)展的主要原因之一。目前，我國(guó)正處于城市污水處理事業(yè)的大發(fā)展時(shí)期，尤其隨著國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，中國(guó)中西部環(huán)境與生態(tài)保護(hù)已被提上首要議事日程。 城市生活污水處理自200年前工業(yè)革命以來(lái)，越來(lái)越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個(gè)地區(qū)文明與否的一個(gè)重要標(biāo)志。近200年來(lái)，城市污水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到a/o、a2/o、ab、sbr（包括ccas工藝）等多種工藝，以

45、達(dá)到不同的出水要求。我國(guó)城市污水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚，目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國(guó)發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國(guó)實(shí)際的城市污水處理系統(tǒng)。 結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，參考國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)城市污水處理廠應(yīng)符合以下幾個(gè)發(fā)展方向： （1）總投資省。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資金非常龐大，因此嚴(yán)格控制總投資對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大有益處。 （2）運(yùn)行費(fèi)用低。運(yùn)行費(fèi)用是污水處理廠能否正常運(yùn)行的重要因素，是評(píng)判一套工藝優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。 （3）占地省。我國(guó)人口眾多，人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國(guó)許多城市發(fā)展和規(guī)劃的一個(gè)重要

46、因素。 （4）脫氮除磷效果好。隨著我國(guó)大面積水體環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化，污水的脫氮除磷已經(jīng)成為一個(gè)迫切的問(wèn)題。我國(guó)最新實(shí)施的國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)也明確規(guī)定了適用于所有排污單位，非常嚴(yán)格地規(guī)定了磷酸鹽排放標(biāo)準(zhǔn)和氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著今后絕大多數(shù)城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問(wèn)題。2.常用城市污水生物處理技術(shù) 污水處理所采用的工藝技術(shù)是污水處理廠的核心部分，與進(jìn)水水質(zhì)、出水要求、處理量、投資大小等等因素密切相關(guān)。由于城市污水的主要污染物是有機(jī)物，因此目前國(guó)內(nèi)外大多采用生物處理技術(shù)處理城市污水，主要有活性污泥法和生物膜法兩大類。其中，生物膜法由于處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國(guó)只有少數(shù)幾座生物膜法城市污

47、水處理廠；而活性污泥法污水處理廠占絕大多數(shù)，其中使用最廣泛的主要有四種類型：傳統(tǒng)活性污泥工藝和其改進(jìn)型工藝；ab工藝；sbr及其改進(jìn)工藝； 氧化溝及其改進(jìn)工藝。1.ab法工藝ab 法是吸附生物降解法的簡(jiǎn)稱，是聯(lián)邦德國(guó)亞琛大學(xué)bbohnke教授于20世紀(jì)70年代中期，在傳統(tǒng)兩段活性污泥法和高負(fù)荷活性污泥法基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種新工藝，屬超高負(fù)荷活性污泥法，在技術(shù)上有所突破。該工藝不設(shè)初沉池，由污泥負(fù)荷較高的a段和污泥負(fù)荷較低的b段串聯(lián)組成，并分別有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。該工藝從80年代開(kāi)始應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，由于具有技術(shù)成熟、處理高濃度生活污水效果好，出水穩(wěn)定、水質(zhì)高的特點(diǎn)，越來(lái)越受到污水處理界的青睞。但a

48、/b法也存在污泥量大、構(gòu)筑物及設(shè)備較多，運(yùn)行管理復(fù)雜，脫氮除磷效果不理想的缺點(diǎn)。青島海泊河812萬(wàn)m/d污水處理廠采用了該工藝。2.sbr及其改進(jìn)工藝（1）sbr工藝sbr工藝也叫序批式活性污泥法，其最根本的特點(diǎn)是處理工序不是連續(xù)的，而是間歇的、周期的，污水一批一批地經(jīng)過(guò)進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水，然后又周而復(fù)始。sbr技術(shù)的核心是sbr反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)，該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)穩(wěn)定、水質(zhì)好；耐沖擊負(fù)荷；運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、自控水平高；占地面積小、造價(jià)低、操作靈活。但sbr法存在的曝氣系統(tǒng)易堵塞，故障率高，人工操作管理繁瑣，監(jiān)測(cè)手段要求高等缺點(diǎn)也影

49、響了其使用。美國(guó)cnmdy3000m/d污水處理廠和澳大利亞的tmmwqdth污水廠采用了該工藝。（2）iceas工藝傳統(tǒng)sbr是問(wèn)歇進(jìn)水，切換頻繁，并且至少需要兩池以上來(lái)回倒換，很不方便，于是出現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水的iceas工藝。該工藝的主要改進(jìn)是在反應(yīng)池中增加一道隔墻，將反應(yīng)池分隔為小體積的預(yù)反應(yīng)區(qū)和大體積的主反應(yīng)區(qū)，污水連續(xù)流人預(yù)反應(yīng)區(qū)，然后通過(guò)隔墻下端的小孔以層流速度進(jìn)人主反應(yīng)區(qū)。在保持傳統(tǒng)的sbr工藝特點(diǎn)的同時(shí)，該工藝省去了問(wèn)歇進(jìn)水的麻煩。但該工藝設(shè)備造價(jià)偏高，技術(shù)全部進(jìn)口，操作運(yùn)行要求嚴(yán)格。(3) cast工藝cast工藝是sbr工藝中脫氮除磷效率最好的一種，它對(duì)sbr工藝最大的改進(jìn)是在

50、反應(yīng)池前段增加一個(gè)選擇段，污水首先進(jìn)入選擇段，與來(lái)自主反應(yīng)區(qū)的回流混合液混合，在厭氧條件下，選擇段相當(dāng)于前置厭氧池，為高效除磷創(chuàng)造了有利條件。該工藝的另一個(gè)特點(diǎn)是利用同步硝化反硝化原理脫氮，在主反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)時(shí)段前期控制溶解氧不大于0.5mg/l ，處于缺氧工況，利用池中原有的硝態(tài)氮反硝化，然后利用同步硝化產(chǎn)生的硝態(tài)氮反硝化；到反應(yīng)時(shí)段后期。加大充氧量，使主反應(yīng)區(qū)處于好氧工況，完成生物除磷反應(yīng)，并保證出水有足夠的溶解氧。cast工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定，已被多座中小型污水處理廠所采用，規(guī)模8萬(wàn)m/d的貴陽(yáng)市小河污水處理廠以及深圳、天津及云南的一些污水處理廠都采用了該工藝。 （4）un

51、itank工藝unitank工藝是20世紀(jì)90年代比利時(shí)西格斯公司在三溝式氧化溝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。它由3個(gè)矩形池組成，其中外邊兩側(cè)的矩形池既可做曝氣池，又可做沉淀池，中問(wèn)一個(gè)矩形池只做曝氣池。該工藝連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水、常水位運(yùn)行，具有脫氮功能及流程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，同時(shí)還有容積利用率低、設(shè)備閑置率高、除磷功能差等不足，要求除磷時(shí)則需要化學(xué)除磷。我國(guó)石家莊高新區(qū)10萬(wàn)m/d污水處理廠、上海石洞口40萬(wàn)m/d污水處理廠及廣西梧州污水處理廠均采用此工藝。(5) msbr 工藝msbr即改良型的sbr(modified sbr)，是a/o法和sbr法工藝組合合成的工藝系統(tǒng)，它具有二者的一些優(yōu)點(diǎn)，因而出水水

52、質(zhì)穩(wěn)定。msbr是一種可連續(xù)進(jìn)水、高效的污水處理工藝，且簡(jiǎn)單、容積小、單池，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。在較低的投資和運(yùn)行費(fèi)用下，能有效地處理含高濃度bod5，tss、氮和磷的污水。但msbr的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種設(shè)備較多，操作管理也比較麻煩，這些都有待進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。加拿大的estevan污水處理廠、深圳市鹽田污水處理廠、北京海淀區(qū)某醫(yī)院污水處理項(xiàng)目均采用了該工藝。3.氧化溝工藝氧化溝又稱循環(huán)曝氣池、無(wú)終端曝氣池，是活性污泥法的一種變型，通常采用延時(shí)曝氣，在污水凈化的同時(shí)污泥得到穩(wěn)定處理。常見(jiàn)的氧化溝有carrousel氧化溝、交替工作式氧化溝、orbal氧化溝、一體化氧化溝等。與活性污泥法相比，它具

53、有處理工藝及構(gòu)筑物簡(jiǎn)單、無(wú)初沉池和污泥消化池(一體式氧化溝還可以取消二沉池和污泥回流系統(tǒng))、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少且容易脫水、處理效果穩(wěn)定等特點(diǎn)；但也存在著負(fù)荷低、占地大的缺點(diǎn)。邯鄲市東污水廠處理水量為10萬(wàn)m/d污水處理廠采用了該工藝。4.傳統(tǒng)活性污泥工藝及其改進(jìn)型工藝(1)傳統(tǒng)活性污泥工藝 傳統(tǒng)活性污泥法是應(yīng)用最早的工藝，它去除有機(jī)物和懸浮物的效率很高，對(duì)于城鎮(zhèn)污水，可確保出水bod5 和ss達(dá)到30mg/l 以下，因此，在1996年前在我國(guó)尚未要求去除氮磷，該工藝是城鎮(zhèn)污水處理廠的主體工藝。隨著城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(gb189182002)的頒布實(shí)施，我國(guó)對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠的出水水質(zhì)，

54、尤其是對(duì)出水的氮、磷指標(biāo)要求更加嚴(yán)格。傳統(tǒng)的活性污泥工藝已經(jīng)不能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮、磷的去除要求，必須加以改造，一種是用于除磷的厭氧一好氧工藝(a/o)，一種是用于脫氮的缺氧一好氧工藝；a/o法則是既脫氮又除磷的工藝。天津紀(jì)莊子30萬(wàn)m/d污水處理廠、北京高碑店100萬(wàn)m/d污水處理廠、沈陽(yáng)北部污水處理廠40萬(wàn)m/d污水中的20萬(wàn)m/d采用的均是活性污泥污水處理技術(shù)。(2) a/o工藝 a/o(缺氧好氧)法對(duì)于大型活性污泥法污水處理廠來(lái)說(shuō)，處理效果較穩(wěn)定，且實(shí)現(xiàn)了脫氮或除磷的目標(biāo)，能耗和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用也較低；其缺點(diǎn)是處理單元多，管理較復(fù)雜，且不能同步脫氮和除磷。用于除磷的a/o工藝的最主要特征是高負(fù)荷

55、運(yùn)行、泥齡短、水力停留時(shí)間短；用于脫氮的a/o工藝的負(fù)荷很低，泥齡長(zhǎng)、水力停留時(shí)間長(zhǎng)。沈陽(yáng)北部污水處理廠設(shè)計(jì)處理的4o萬(wàn)m/d污水中的20萬(wàn)m/d采用的是a/o脫氮的污水處理技術(shù)。（3）a/o工藝a/o(厭氧缺氧好氧)工藝同時(shí)具有脫氮除磷的效果，其工藝原理是磷在厭氧區(qū)被釋放，在好氧區(qū)被吸收，達(dá)到除磷目的；污染物在好氧區(qū)被氧化降解，去除cod和bod5，同時(shí)在硝化菌作用下，有機(jī)氮轉(zhuǎn)化的氨氮繼續(xù)轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化脫氮。該工藝主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)cod、bod5、ss等具有較高的去除率，對(duì)脫氮除磷也具有較高的去除效果，具有運(yùn)行費(fèi)用低、占地少，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)。a+a/o工藝就是在此基礎(chǔ)上在厭氧池前加了一個(gè)污泥厭氧消化池，以便污泥更好的處理。3.工藝流程的確定貴陽(yáng)市金陽(yáng)