人小型生活污水處理工程方案設(shè)計(jì)

1、1引言我國(guó)水資源人均占有量?jī)H為世界人均的14，水資源嚴(yán)重短缺。我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于快速增長(zhǎng)期，工業(yè)用水大幅度增長(zhǎng)，水資源供需矛盾將更加突出，水資源不足已成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。隨著城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人口迅速增加，城鎮(zhèn)生活污水排放量逐年增多，而大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施不夠完善，生活污水未經(jīng)處理直接排放，嚴(yán)重污染了環(huán)境。國(guó)家對(duì)城鎮(zhèn)生活污水處理問(wèn)題高度重視，明確要求到2010年全國(guó)設(shè)市城市和建制鎮(zhèn)污水平均處理率不低于50%。當(dāng)前，各地都在加快城市污水處理廠(chǎng)的建設(shè)，在此其中，小區(qū)污水處理的建設(shè)占據(jù)了很重要的地位。因此建設(shè)小區(qū)污水處理廠(chǎng)是一個(gè)污水處理的一個(gè)重要趨勢(shì)。1.1 城市污水的特征及建造城市

2、污水處理廠(chǎng)的必要性 2008年，全國(guó)廢水排放總量為620億噸，比上年增長(zhǎng)4.7%。其中城鎮(zhèn)污水排放量246.7億噸，占廢水排放總量的53.8%?？墒?，2008年我國(guó)污水的處理率僅為32%。遠(yuǎn)低于我國(guó)環(huán)保規(guī)劃綱要規(guī)定的要求，所以以后重點(diǎn)是解決水污染問(wèn)題，而水污染中的重點(diǎn)是建設(shè)城市污水處理廠(chǎng)。城市污水的性質(zhì)特征主要與下列因素有關(guān)：人們的生活習(xí)慣；氣候環(huán)境條件；生活污水與生產(chǎn)廢水所占的比例；所采用的排水體制以及國(guó)家、地方部門(mén)對(duì)水質(zhì)的要求等。為了經(jīng)濟(jì)有效的解決水污染問(wèn)題，必須深入了解城市污水的各項(xiàng)特性。我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)國(guó)外先進(jìn)國(guó)家較為落后，城市污水處理廠(chǎng)不能很好的滿(mǎn)足社會(huì)的進(jìn)步以及人民生活水平日益

3、提高所帶來(lái)的污水排放問(wèn)題。污水處理技術(shù)沒(méi)有得到普遍應(yīng)用，污水處理率低，結(jié)果造成大量未經(jīng)處理的污水排入江河湖海，造成嚴(yán)重污染。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)城市污水治理的政策措施，將城市污水處理列為環(huán)保工作重點(diǎn)，保證我國(guó)水環(huán)境和水資源的可持續(xù)發(fā)展。 1.2我國(guó)水處理技術(shù)的發(fā)展新中國(guó)成立初期由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剛剛起步，當(dāng)時(shí)的污水污染程度很低，且提倡利用污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，特別是北方缺水地區(qū)將污水灌溉利用作為經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推廣，所以全國(guó)僅有幾個(gè)城市建設(shè)了近十座污水處理廠(chǎng)（還包括19211926年間外國(guó)人興建的3座污水處理廠(chǎng)），在處理工藝上有的還是一級(jí)處理，處理的規(guī)模也很小，每天只有幾千立方米，最大的也只有每天5萬(wàn)立方米左右，致

4、使污水處理技術(shù)和管理水平處于較落后的狀態(tài)。由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，城市污水的成分也隨之而變化，污染程度由低向高逐漸演變，一些發(fā)達(dá)的資本主義國(guó)家由于污水的污染，使人民身體健康受到威脅的沉痛教訓(xùn)（如日本水俁病的出現(xiàn)），引起人們的關(guān)注和我國(guó)政府的高度重視，建立了國(guó)家級(jí)環(huán)保組織（國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)辦公室），大學(xué)也陸續(xù)設(shè)置環(huán)境工程系或環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)，國(guó)務(wù)院環(huán)保辦投資在天津興建污水處理試驗(yàn)廠(chǎng)（天津市紀(jì)莊子污水處理試驗(yàn)廠(chǎng)），70年代末開(kāi)始興建，處理規(guī)模：一級(jí)處理0.1m3/s，二級(jí)處理0.025m3/s，北京高碑店污水處理試驗(yàn)廠(chǎng)也先后運(yùn)行。國(guó)家和地方都為籌備建設(shè)國(guó)內(nèi)大型污水處理廠(chǎng)做前期工

5、作，此刻天津市政府與建設(shè)部及有關(guān)部委率先決定建設(shè)天津市紀(jì)莊子污水處理廠(chǎng)，并于1982年破土動(dòng)工，1984年4月28日竣工投產(chǎn)運(yùn)行，處理規(guī)模26萬(wàn)m3/d。隨著改革開(kāi)放不斷深入，我國(guó)的污水處理事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。國(guó)外污水處理新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備被引進(jìn)到我國(guó)，在活性污泥工藝應(yīng)用的同時(shí)，AB法、A/O法、A/A/O法、CASS法、SBR法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法、土地處理法等也在污水處理廠(chǎng)的建設(shè)中得到應(yīng)用。2總論2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容2.1.1設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1.設(shè)計(jì)任務(wù)的由來(lái)衛(wèi)技新村住宅小區(qū)位于長(zhǎng)沙市岳麓區(qū)咸嘉湖，是省衛(wèi)生廳主管的廳屬職工住宅小區(qū)?？傉嫉孛娣e6.67公頃，總建筑面積91481平方米。

6、其中住宅建筑面積82579平方米，紅十字住宅中心3000平方米，公用配套設(shè)施5902平方米（包括幼兒園、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、娛樂(lè)室、配電站、物業(yè)管理中心、垃圾站、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等），并配有綠化廣場(chǎng)?？倯?hù)數(shù)626戶(hù)，總居住人口5000人。小區(qū)污水排放采用雨污分流制。原規(guī)劃生活污水經(jīng)化糞池處理后直接排放，其處理效果達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)（一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），應(yīng)增設(shè)生活污水處理站。2.氣象資料 年平均氣溫 17.2 極端最高氣溫 40.6 極端最低氣溫 -11.3 年平均雨量 1398.8 mm年最大降雨量 1959.4 mm月最大降雨量 192.5 mm 年平均相對(duì)濕度 80 %年最小相對(duì)濕度 10 % 年平均風(fēng)速

7、2.7 m/s年最大風(fēng)速 24 m/s年最多風(fēng)向及頻率 NW 24 % 年最大積雪深度： 20 cm年最大凍土深度： 5 cm3. 交通及建設(shè)衛(wèi)技新村住宅小區(qū)位于長(zhǎng)沙市岳麓山咸嘉村，緊鄰銀雙路及金星路，總占地面積6.67公頃，是衛(wèi)生廳主管的廳屬職工高級(jí)住宅小區(qū)建設(shè)項(xiàng)目。現(xiàn)建筑一期工程已放線(xiàn)施工并已完成，其中小區(qū)級(jí)道路已建成；二期工程包括其中第一、二、三、四、五、六、十、十一、十二棟住宅及西向商鋪的單體及環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目。4.小區(qū)地形地貌 二期工程基地地形現(xiàn)已平整完畢，小區(qū)級(jí)道路已建成。5.供水及供電 配套水電管網(wǎng)工程已基本完成。6.工程防震長(zhǎng)沙地區(qū)地震設(shè)計(jì)烈度為6度，本工程建筑按6度設(shè)防。2.1.

8、2 設(shè)計(jì)依據(jù)和原則設(shè)計(jì)依據(jù)：（1）衛(wèi)技新村地理位置圖（2）衛(wèi)技新村規(guī)劃圖（3）衛(wèi)技新村住宅小區(qū)平面布置圖（4）衛(wèi)技新村圖住宅小區(qū)管道系統(tǒng)圖（5）室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(97年版) （GBJ14-87）（6）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) （GB897896）（7）建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ11-86）設(shè)計(jì)原則：（1）嚴(yán)格遵循現(xiàn)行環(huán)保及工程建設(shè)的法令、法規(guī)、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)。（2）根據(jù)現(xiàn)污水水質(zhì)水量的排放實(shí)際情況，選擇綜合治理，現(xiàn)實(shí)可行的工藝。（3）處理工藝技術(shù)先進(jìn)可靠、投資少、運(yùn)營(yíng)省、高效節(jié)能、管理方便。（4）處理場(chǎng)地處于衛(wèi)技新村住宅小區(qū)內(nèi)，工程設(shè)計(jì)與布局應(yīng)與區(qū)域地形地貌協(xié)調(diào)，充分體現(xiàn)園林化的特色。 （5）四優(yōu)先原則：

9、工藝流程先進(jìn)安全可靠?jī)?yōu)先；運(yùn)行管理便利、經(jīng)濟(jì)優(yōu)先；環(huán)境綠化、美化優(yōu)先；有利于環(huán)境經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展優(yōu)先。2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)2.2.1 污水水量的確定：居民綜合生活用水定額可根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ14-87）規(guī)定取值。設(shè)計(jì)人數(shù)：N=5000人。由此可計(jì)算出設(shè)計(jì)水量，包括：小區(qū)日平均污水排放量和日最大流量。2.2.2 污水水質(zhì)的確定生活污水的設(shè)計(jì)水質(zhì)在無(wú)資料時(shí)，一般按室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ14-87）規(guī)定取值。2.2.3 設(shè)計(jì)要求：廢水經(jīng)處理后達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB897896）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)由城市污水管網(wǎng)排入附近河流。2.3 小區(qū)生活污水水量水質(zhì)的計(jì)算2.3.1 設(shè)計(jì)水量根據(jù)國(guó)家室外給水設(shè)

10、計(jì)規(guī)范GBJ13-86（1997年版）和室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ14-86（1997年版），對(duì)M市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)2010年污水排放量進(jìn)行預(yù)測(cè)：衛(wèi)技新村住宅小區(qū)現(xiàn)總戶(hù)數(shù)626戶(hù)，總居住人口5000人。小區(qū)污水排放采用雨污分流制。并且在小區(qū)內(nèi)不存在廠(chǎng)礦企業(yè)，因此污水只有生活污水而不存在生產(chǎn)廢水。根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ1487規(guī)定：綜合生活用水定額二區(qū)中小城市平均日為110180L/人·d。取160 L/人·d，污水定額按給水定額的90%計(jì)，為144 L/人·d，則綜合生活污水平均排水量：平均流量：Q= = =8.333L/S=720 M /d總變化系數(shù)：=1.31設(shè)計(jì)流

11、量：Qmax=Q=1.31×8.333=11L/S=950.4M/d2.3.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)的確定，可按照以下方法綜合考慮。生活污水水質(zhì)按每人每天排出的污染物指標(biāo)及排水量進(jìn)行確定。根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50014-2006，我國(guó)生活污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：BOD為2550g/（人日），SS為4065g/（人日），總氮為511g/（人日），總磷為0.71.4g/（人日）。城鎮(zhèn)生活污水中CODCr濃度分布在314.7420.7mg/l之間，平均值為353.8mg/l。綜上得：進(jìn)水中BOD=185370 mg/lCODcr =314.7420.7mg/l SS=2964

12、81mg/l NH-N=3781.4mg/l TP=5.210.4mg/l進(jìn)水水質(zhì)為BOD=250 mg/l，CODcr=350 mg/l，SS=350 mg/lNH-N=50 mg/l，TP=8 mg/l又根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ1487規(guī)定出水標(biāo)準(zhǔn)（如下圖）：表1 基本控制項(xiàng)目最高允許排放濃度（日均值） 單位 ：mg/L序號(hào)基本控制項(xiàng)目一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)B標(biāo)準(zhǔn)1化學(xué)需氧量（COD）50601001202生化需要量 (BOD)102030603懸浮物（SS）102030504動(dòng)植物油135205石油類(lèi)135156陰離子表面活性劑0.51257總氮（以N計(jì)）1520-8氨氮（以N

13、計(jì)）5（8）8（15）25（30）-9總磷（以P計(jì)）2005/12/31前建設(shè)的11.5352006/1/1起建設(shè)的0.513510色度（稀釋倍數(shù)）3030405011PH6912糞大腸菌數(shù)（個(gè)/L）101010_注：1.下列情況下按去除率指標(biāo)執(zhí)行：當(dāng)進(jìn)水COD大于350mg/L時(shí)，去除率應(yīng)大于60%。BOD大于150mg/L時(shí)，去除率應(yīng)大于50%。 2.括號(hào)外數(shù)值為水溫> 12C時(shí)的控制指標(biāo)，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫<12時(shí)的控制指標(biāo)。綜上所述：該設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如下表：?jiǎn)挝唬╩g/L）項(xiàng)目指標(biāo)進(jìn)水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)去除率（）(mg/L)(mg/L)CODcr3506082.9%BOD25020

14、92%SS3502094.3%NH-N50884%TP8187.5%3生活污水處理現(xiàn)狀綜述與污水處理工藝選擇3.1 生活污水處理現(xiàn)狀綜述我國(guó)解決城市污水的凈化問(wèn)題始于二十世紀(jì)寧波污水處理廠(chǎng)紀(jì)70年代。一些城市利用郊區(qū)的坑塘洼地、廢河道、沼澤地等稍加整修或圍堤筑壩，建成穩(wěn)定塘，對(duì)城市污水石家莊污水處理廠(chǎng)進(jìn)行凈化處理。據(jù)調(diào)查，這個(gè)時(shí)期在全國(guó)已建成各種類(lèi)型的穩(wěn)定塘有38座，日處理城市污水約173萬(wàn)m3。遼寧污水處理廠(chǎng)其中生活污水量占一半，其余包括石油、化工、造紙、印染等多種工業(yè)廢水。此階段開(kāi)始重視引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)廣州污水處理廠(chǎng)和設(shè)備，開(kāi)展與國(guó)外的技術(shù)交流，逐步探索適合偶國(guó)國(guó)情的工程技術(shù)和設(shè)計(jì)，為以后

15、的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。80年代，隨著城市化進(jìn)程的加快和城市水污染問(wèn)題日益受到重視，城市排水設(shè)施建設(shè)仙林污水處理廠(chǎng)有較快發(fā)展。國(guó)家適時(shí)調(diào)整政策，規(guī)定在城市政府擔(dān)保還貸條件下，準(zhǔn)許使用國(guó)際金融組織、外國(guó)政府和設(shè)備供城南污水處理廠(chǎng)應(yīng)商的優(yōu)惠貸款，由此推動(dòng)了一大批城市污水處理設(shè)施的興建。我國(guó)第一座大型城市污水處理廠(chǎng)污水處理廠(chǎng)招標(biāo)天津市紀(jì)莊子污水處理廠(chǎng)于1982年破土動(dòng)工，1984年4月28日竣工投產(chǎn)運(yùn)行，處理規(guī)醫(yī)院污水處理模為26萬(wàn)m/d。在此成功經(jīng)驗(yàn)的帶動(dòng)下，北京、上海、廣東、廣西、陜西、山西、河北、江蘇、浙江、湖大連污水處理廠(chǎng)北、湖南等省市根據(jù)各自的具體情況分別建設(shè)了不同規(guī)模的污水處理廠(chǎng)幾十座。污水處

16、理系統(tǒng)“八五”期間，隨著城市環(huán)境綜合治理的深化以及各流域水污染治理力度的加大，城江西污水處理廠(chǎng)市污水處理設(shè)施的建設(shè)經(jīng)歷了一個(gè)發(fā)展高潮時(shí)期。到1995年，偶國(guó)城市排水系統(tǒng)排水管道長(zhǎng)度約為1100團(tuán)島污水處理廠(chǎng)62km，按服務(wù)面積計(jì)算，城市排水管網(wǎng)普及率為64.8。與1990年相比，城市排水管道增加543萍鄉(xiāng)污水處理廠(chǎng)73km，平均每年增長(zhǎng)10874km；城市污水處理廠(chǎng)169座(其中二級(jí)生化處理廠(chǎng)116座)，年處理污水處理方案污水17.49億m3，處理率8.69。與1990年相比，城市污水處理廠(chǎng)增加89座(其中有北京高碑新鄉(xiāng)污水處理廠(chǎng)店、天津東郊、石家莊橋西、廣州大坦沙、無(wú)錫蘆村、濟(jì)南等大中型城市

17、污水處理廠(chǎng))，平均每年建污水處理廠(chǎng)徐州污水處理廠(chǎng)17座?！熬盼濉逼陂g，偶國(guó)正式啟動(dòng)對(duì)石家莊污水處理廠(chǎng)；“三河”(淮河、海河和遼河)、“三湖”(太湖、巢湖、滇池)流污水處理廠(chǎng)排放標(biāo)準(zhǔn)域和“環(huán)渤海”地區(qū)的水污染治理，國(guó)家給予相應(yīng)資金和技術(shù)上的支持。1996年長(zhǎng)春污水處理廠(chǎng)1999年竣工投入運(yùn)行的城市污水處理項(xiàng)目有22個(gè)，投資59.58億元，日處理規(guī)模371.7萬(wàn)m；江陰污水處理廠(chǎng)在建項(xiàng)目109個(gè)，計(jì)劃投資161.83億元，日處理規(guī)模832.0萬(wàn)m。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2000年底，全國(guó)已建設(shè)城市污水處理廠(chǎng)427座，其中二級(jí)處理廠(chǎng)282座，二級(jí)處理率約為污水處理原理15。2000年用于城市污水處理工程建設(shè)的總

18、投資約為150億元。但目前絕大多數(shù)小城鎮(zhèn)尚未建污水處襄樊污水處理廠(chǎng)理設(shè)施。目前偶污水處理設(shè)施國(guó)新建及在建的城市污水處理廠(chǎng)所采用的工藝中，各種類(lèi)型的活性污泥法仍為主流，占90以上，其余則為一天津污水處理級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù)。從國(guó)情出發(fā)，我國(guó)城市污水處理發(fā)展趨勢(shì)：(1)氮、磷營(yíng)天津污水處理養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點(diǎn)也素難點(diǎn)；(2)工業(yè)廢水治理開(kāi)始轉(zhuǎn)向全過(guò)程控制<污水處理設(shè)施>；(3)單獨(dú)分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理；(4)污水處理廠(chǎng)招標(biāo)水質(zhì)控制指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)；(5)由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設(shè)備、工程的武漢污水處理廠(chǎng)綜合集成與

19、產(chǎn)業(yè)化及經(jīng)濟(jì)、政策、標(biāo)準(zhǔn)的綜合性研究；(6)污水再生利用提上濟(jì)寧污水處理廠(chǎng)日程；(7)中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問(wèn)題開(kāi)始受到重視。目前城市污水生化處理技術(shù)發(fā)展很快，工藝類(lèi)型較多。除廣泛采用的傳統(tǒng)活性污泥法外，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的有CASS法、氧化溝法、A/A/O法、A/O法、A-B法、SBR法等。為了使污水處理廠(chǎng)能夠選擇到最合適的處理工藝，按照因地制宜的原則，先排除不適用的處理工藝后，再對(duì)可以采取的處理工藝方案進(jìn)行對(duì)比和優(yōu)選。3.2 小區(qū)生活污水的定義來(lái)源及特征3.2.1 定義醫(yī)院、港口、公園、商業(yè)中心、新建的郊外住宅區(qū)、高級(jí)住宅區(qū)、療養(yǎng)區(qū)、學(xué)校、農(nóng)場(chǎng)、漁場(chǎng)、狩獵場(chǎng)等均可稱(chēng)為小區(qū)，我們最常遇到的

20、主要是由居住區(qū)、療養(yǎng)院、商業(yè)中心、機(jī)關(guān)學(xué)校等一種功能或多種功能構(gòu)成的相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，其排水系統(tǒng)通常不在城市市政管網(wǎng)覆蓋范圍之內(nèi)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，必須設(shè)置獨(dú)立的污水處理設(shè)施，這就是我們所指的小區(qū)污水處理。小區(qū)污水系統(tǒng)的處理能力，各國(guó)并無(wú)統(tǒng)一的限定。前蘇聯(lián)曾建議單個(gè)構(gòu)筑物的處理能力不宜超過(guò)1400m3/d，美國(guó)則把小廠(chǎng)的處理能力限定在3785m3/d的范圍內(nèi)。根據(jù)我國(guó)情況，建議把等于或小于4000m3/d的處理廠(chǎng)定義為小區(qū)污水處理廠(chǎng)。3.2.2 來(lái)源廚房，衛(wèi)生間，糞便沖洗水，淋浴水等。烹飪、飲用的水約占5%；不與人體直接接觸的生活雜用水如沖廁用水約占20%30%；小區(qū)綠化澆灌用水、空調(diào)冷卻水、

21、地面沖洗水以及車(chē)輛清洗等用水。3.2.3 特征水質(zhì)、水量小時(shí)變化系數(shù)較大，污染物濃度通常比城市污水低，污水可生化性好，處理難度較小。其特點(diǎn)有三：1、沖洗廁所的水中含有糞便，是多種疾病的傳染源；2、生活污水濃度低，其中干物質(zhì)濃度為1%3%,COD濃度僅為5001000mg/L;3、生活污水可降解性較好，COD/BOD為0.50.6。小區(qū)污水量變化規(guī)律如下圖：3.3 污水處理方案的工藝介紹3.3.1 關(guān)于活性污泥法當(dāng)前流行的污水處理工藝有：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)。 AB法(AdsorptionBioox

22、idation)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/(kgMLSS·d)以上，池容積負(fù)荷6kgBOD/(m3·d)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)。原理：A/B法工藝對(duì)污染物的去除主要是通過(guò)A段的吸附絮凝作用。A段直接與污水排水管網(wǎng)相接，污水中懸浮物與細(xì)菌混雜在一起成為結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的共存體，也為A段提供了大量的接種微生物

23、。A段中的短世代周期的微生物在高負(fù)荷條件下處于對(duì)數(shù)增殖期，同時(shí)也產(chǎn)生大量的粘性物質(zhì)，使其與污水中的懸浮物、顆粒以及游離的細(xì)菌等產(chǎn)生吸附絮凝，形成較密實(shí)的絮凝體，然后通過(guò)沉淀去除；通過(guò)生物氧化去除的比例較小。B 段對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)制與普通活性污泥法相似。AB法工藝的特點(diǎn)：（1）不設(shè)初沉池，污水經(jīng)排水系統(tǒng)直接進(jìn)入A段曝氣池，使整個(gè)排水系統(tǒng)起到一個(gè)生物選擇器的作用；為A段生物反應(yīng)池提供了與原污水相適應(yīng)的微生物種群。（2）A段吸附曝氣池在高負(fù)荷、短泥齡條件下運(yùn)行，微生物處于對(duì)數(shù)增殖期繁殖較快，活性高。B段曝氣池以中低負(fù)荷運(yùn)行，整體有利于避免污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。（3）A段和B段串聯(lián)運(yùn)行，各自設(shè)沉淀池，單

24、獨(dú)回流，將A段和B段污泥嚴(yán)格分開(kāi)，形成各自的特征生物菌群。（4）A段主要是利用以物理化學(xué)作用為主導(dǎo)的吸附作用去除污水中的污染物質(zhì)。因此，對(duì)負(fù)荷、pH值、溫度及毒物有一定的適應(yīng)能力。 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(chēng)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、CAST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

25、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)方式靈活，可以從時(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。但因每個(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(chǎng)。a. 傳統(tǒng)SBR工藝SBR為間斷進(jìn)水，間斷排水，而污水排放大都是連續(xù)或半連續(xù)，所以，實(shí)際使用時(shí)，SBR通常設(shè)計(jì)為兩個(gè)或多個(gè)池子并聯(lián)運(yùn)行。SBR反應(yīng)池通常按進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水和閑置五個(gè)階段根據(jù)時(shí)間依次進(jìn)行。每個(gè)工作周期內(nèi)排水結(jié)束時(shí)，SBR池內(nèi)液位最低，而進(jìn)水停止時(shí)液位最高，液位的變化幅度取決于處理

26、廢水的濃度、排放標(biāo)準(zhǔn)及生物降解的難易程度。反應(yīng)池內(nèi)基質(zhì)濃度變化也是從高到底，至反應(yīng)結(jié)束時(shí)（嚴(yán)格意義上指沉淀結(jié)束時(shí)）上清液中的基質(zhì)濃度最低。所以，SBR運(yùn)行過(guò)程中混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的，基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。SBR在反應(yīng)階段是曝氣的，微生物通常處于好氧狀態(tài)，在沉淀階段和排水階段不曝氣，微生物處于缺氧狀態(tài)，而進(jìn)水階段根據(jù)具體處理要求及原水指標(biāo)可曝氣或不曝氣。因此，反應(yīng)池中溶解氧是周期性變化的。優(yōu)點(diǎn):1.工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，投資較低;2.曝氣階段生化反應(yīng)推動(dòng)力大;3.不易發(fā)生污泥膨脹;4.運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo);5.應(yīng)用于間歇排水，且水量較小的場(chǎng)合更顯簡(jiǎn)單和節(jié)省投資優(yōu)勢(shì)

27、;6.運(yùn)行穩(wěn)定性好;7.較高的基質(zhì)去除率;8.剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定，降低了污泥處理費(fèi)用。應(yīng)注意的問(wèn)題: 1.水量平衡:SBR反應(yīng)池的進(jìn)水和出水均為間斷的，而處理的污水無(wú)論是間斷還是連續(xù)進(jìn)入污水處理廠(chǎng)，兩者之間都存在水量的匹配問(wèn)題，影響SBR反應(yīng)池的設(shè)計(jì)參數(shù)，也會(huì)影響調(diào)節(jié)池的取設(shè)及調(diào)節(jié)池容積的大小。2.控制方式的選擇:一般情況下，SBR采用自動(dòng)控制方式兼具手動(dòng)操作功能。后者便于手動(dòng)調(diào)試和自控系統(tǒng)故障時(shí)使用，前者便于日常工作使用。但當(dāng)處理小水量、高濃度工業(yè)廢水時(shí)，由于反應(yīng)周期長(zhǎng)，往往一天只排一次水，采用手動(dòng)操作工作量不大，只設(shè)計(jì)手動(dòng)操作比較經(jīng)濟(jì)可靠。3.曝氣方式的選擇:間斷曝氣的運(yùn)行方式，容易使

28、水滲入曝氣頭內(nèi)部，進(jìn)入供氣支管中，再次曝氣時(shí)增大了管道阻力，也會(huì)造成污泥堵塞微孔。所以，在選擇曝氣頭時(shí)要盡量采用不堵塞的曝氣形式，如穿孔管、水下曝氣機(jī)、傘式曝氣器、螺旋曝氣器等。當(dāng)采用微孔曝氣時(shí)應(yīng)采用強(qiáng)度高的橡膠曝氣盤(pán)或管，當(dāng)停止曝氣時(shí)，微孔閉合，曝氣時(shí)開(kāi)啟，不易造成微孔堵塞。4.排水方式的選擇:SBR沉淀結(jié)束需及時(shí)將上清液排出，排水時(shí)應(yīng)盡可能均勻排出，不干擾沉淀在池底的污泥層。同時(shí)，還應(yīng)防止水面的漂浮物隨水流排出。目前，常見(jiàn)的排水方式有固定式的，如沿水池不同深度設(shè)置出水管，從上到下依次開(kāi)啟，優(yōu)點(diǎn)是排水設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，缺點(diǎn)是開(kāi)啟閥門(mén)多、排水管中會(huì)積存部分污泥，造成初期出水水質(zhì)差。浮動(dòng)式排水裝

29、置和旋轉(zhuǎn)式排水裝置雖然價(jià)格高，但排水均勻、排水量可調(diào)節(jié)、對(duì)底部污泥干擾小，又能防止水面漂浮物隨出水排出，因此，這兩種排水裝置目前應(yīng)用較多，尤其旋轉(zhuǎn)式排水裝置，又稱(chēng)潷水器，以操作靈活、運(yùn)行穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)受到設(shè)計(jì)人員和用戶(hù)的青睞。5.需要注意的其它問(wèn)題:(1) 浮渣和沉渣的排除方法;(2) 排水比的確定;(3) 雨季對(duì)池內(nèi)水位的影響及控制;(4) 排泥時(shí)機(jī)及泥齡控制;(5) 反應(yīng)池的長(zhǎng)寬比;(6) SBR間斷進(jìn)水、間斷排水與前處理及后續(xù)處理構(gòu)筑物的高程及水量匹配問(wèn)題;(7) SBR處理工業(yè)廢水時(shí)，曝氣時(shí)間最好通過(guò)試驗(yàn)確定，對(duì)一些難度較大的工業(yè)廢水，SBR最好與厭氧或物化工藝結(jié)合使用，此時(shí)，一定要注

30、意相互間的匹配問(wèn)題。b. ICEAS工藝ICEAS工藝的基本單元是兩個(gè)矩形池為一組的反應(yīng)器。每個(gè)池子分為預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分，預(yù)反應(yīng)區(qū)一般處于缺氧狀態(tài)，主反應(yīng)區(qū)是曝氣反應(yīng)的主體。 ICEAS的優(yōu)點(diǎn)是采用連續(xù)進(jìn)水系統(tǒng)，減少了運(yùn)行操作的復(fù)雜性，故適用于較大規(guī)模的污水處理，但其在工藝改進(jìn)的同時(shí)也喪失了表1列出的5種優(yōu)點(diǎn)，僅僅保留了SBR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特征 。與經(jīng)典SBR工藝相比，ICEAS工藝具以下特點(diǎn)：1.沉淀特性不同ICEAS的沉淀會(huì)受到進(jìn)水?dāng)_動(dòng)，破壞了其成為理想沉淀的條件。為了減少進(jìn)水帶來(lái)的擾動(dòng)，一般將池子設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形，使出水近似于平流沉淀池。2.理想推流性能和污泥膨脹的控制由于連續(xù)進(jìn)水，I

31、CEAS喪失了經(jīng)典SBR的理想推流和對(duì)難降解物質(zhì)去除率高的優(yōu)點(diǎn)，而且不能控制污泥膨脹的發(fā)生，所以需要設(shè)置選擇區(qū)。3.因連續(xù)進(jìn)水而適用于較大型污水處理廠(chǎng)連續(xù)進(jìn)水不用進(jìn)水閥門(mén)之間切換，控制簡(jiǎn)單，從而可應(yīng)用于較大型的污水廠(chǎng)。 c. CAST工藝CAST工藝集曝氣與沉淀于同一池內(nèi)，取硝了常規(guī)活性污泥法的一沉池和二沉池，其工作過(guò)程分為曝氣、沉淀和排水三個(gè)階段，運(yùn)行中可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)控制運(yùn)行參數(shù)，如有機(jī)負(fù)荷、工作周期、水力停留時(shí)間等。CAST工藝的主要技術(shù)特征1間斷進(jìn)水，間斷排水： 污水排放大都是連續(xù)或半連續(xù)的，CAST工藝比較適合這樣的排水特點(diǎn)。CAST工藝設(shè)計(jì)時(shí)可采用一個(gè)或兩個(gè)以上池子并聯(lián)運(yùn)行

32、。2.運(yùn)行上的時(shí)序性：CAST反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個(gè)階段根據(jù)時(shí)間依次進(jìn)行。3.運(yùn)行過(guò)程的非穩(wěn)態(tài)性：每個(gè)工作周期內(nèi)排水開(kāi)始時(shí)CAST池內(nèi)液位最高，排水結(jié)束時(shí)，液位最低，液位的變化幅度取決于排水比，而排水比與處理廢水的濃度、排放標(biāo)準(zhǔn)及生物降解的難易程度等有關(guān)。反應(yīng)池內(nèi)混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的，基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。4.溶解氧周期性變化：CAST在反應(yīng)階段是曝氣的，在沉淀階段和排水階段不曝氣，因此，反應(yīng)池中溶解氧是周期性變化的。CAST工藝的優(yōu)點(diǎn)1.工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，投資較低：CAST的核心構(gòu)筑物為反應(yīng)池，沒(méi)有二沉池，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設(shè)施布置緊湊，

33、占地省和投資低。2.曝氣階段生化反應(yīng)推動(dòng)力大：這有利于減少曝氣池容積，降低工程投資。3.沉淀效果好：CAST工藝在沉淀階段幾乎整個(gè)反應(yīng)池均起沉淀作用池，沉淀階段的表面負(fù)荷比沉淀池小得多，沒(méi)有進(jìn)水的干擾，沉淀效果較好。實(shí)踐證明，當(dāng)冬季溫度較低，污泥沉降性能差時(shí)，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時(shí)，均不會(huì)影響CAST工藝的正常運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)和工程中曾遇到SV30高達(dá)96%的情況，只要將沉淀階段的時(shí)間稍作延長(zhǎng)，系統(tǒng)運(yùn)行不受影響。CAST反應(yīng)池中存在較大的基質(zhì)濃度梯度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣的環(huán)境條件不利于絲狀微生物的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)，可有效防止污泥絲狀膨脹。4.運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)： CA

34、ST工藝是按時(shí)間順序運(yùn)行的，各階段的長(zhǎng)短均可根據(jù)進(jìn)水、出水水質(zhì)及污水量的變化靈活調(diào)整，可以在滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)的條件下達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。CAST工藝集曝氣、沉淀等功能于一體，池容相對(duì)較大，抗水質(zhì)、水量沖擊能力較大。當(dāng)進(jìn)行脫氮除磷時(shí)，可通過(guò)間斷曝氣控制反應(yīng)池的溶解水平，提高脫氮除磷的效果。5.CAST工藝可應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛。6.運(yùn)行穩(wěn)定性好。 7.基質(zhì)去除率較高。 8.剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。CAST設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題1.水量平衡：工業(yè)廢水和生活污水的排放通常是不均勻的,如何充分發(fā)揮CAST反應(yīng)池的作用，與選擇的設(shè)計(jì)流量關(guān)系很大，如果設(shè)計(jì)流量不合適，進(jìn)水

35、高峰時(shí)水位會(huì)超過(guò)上限，進(jìn)水量小時(shí)反應(yīng)池不能充分利用。當(dāng)水量波動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置調(diào)節(jié)池。2.控制方式的選擇： 一般情況下，CAST工藝采用自動(dòng)控制和手動(dòng)操作兩種方式。后者便于手動(dòng)調(diào)試和自控系統(tǒng)故障時(shí)使用，前者日常工作使用。3.曝氣方式的選擇：間斷曝氣容易造成污泥堵塞微孔。所以，在選擇曝氣頭時(shí)要盡量采用不堵塞的曝氣形式，這一點(diǎn)與SBR工藝相同。4.排水方式的選擇： CAST工藝的排水要求與SBR相同，目前，常用的設(shè)備為旋轉(zhuǎn)式撇水機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是排水均勻、排水量可調(diào)節(jié)、對(duì)底部污泥干擾小，又能防止水面漂浮物隨水排出。5.需要注意的其它問(wèn)題：(1)浮渣和沉渣的排除方法；(2)排水比的確定；(3)雨季對(duì)池內(nèi)

36、水位的影響及控制；(4)排泥時(shí)機(jī)及泥齡控制；(5)反應(yīng)池的長(zhǎng)寬比；(6)間斷排水與后續(xù)處理構(gòu)筑物的高程及水量匹配問(wèn)題。 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(DO<0.3mg/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DO<0.7 mg/L，由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中BOD作為氫供

37、給體(有機(jī)碳源)，將來(lái)自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮?dú)庖萑氪髿猓_(dá)到脫氮的目的。為有效脫氮除磷，對(duì)一般的城市污水，COD/TKN為3.57.0(完全脫氮COD/TKN>12.5)，BOD/TKN為1.53.5，COD/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。 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，

38、對(duì)于大廠(chǎng)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)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(chēng)為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱(chēng)為普通曝氣法。 氧化溝法本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競(jìng)爭(zhēng)力，當(dāng)前可謂熱門(mén)工藝。氧化溝在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：帕式(Passveer)簡(jiǎn)稱(chēng)單溝式，表面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.

39、53.5m，轉(zhuǎn)刷動(dòng)力效率1.61.8kgO2/(kW·h)。奧式(Orbal)簡(jiǎn)稱(chēng)同心圓式，應(yīng)用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個(gè)環(huán)道用不同的DO(如外環(huán)為0，中環(huán)為1，內(nèi)環(huán)為2)，有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣，水深一般在4.04.5m，動(dòng)力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小郢的城市污水處理廠(chǎng)應(yīng)用。若能將氧化溝進(jìn)水設(shè)計(jì)成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊，對(duì)一些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用。卡式(Carrousel)簡(jiǎn)稱(chēng)循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運(yùn)行來(lái)看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。Carrousel氧化溝是19

40、67年由荷蘭的DHV公司開(kāi)發(fā)研制。在原Carrousel氧化溝的基礎(chǔ)上DHV公司和其在美國(guó)的專(zhuān)利特許公司EIMCO又發(fā)明了Carrousel 2000系統(tǒng)圖，實(shí)現(xiàn)了更高要求的生物脫氮和除磷功能。至今世界上已有850多座Carrousel氧化溝和Carrousel 2000系統(tǒng)正在運(yùn)行。 Carrousel氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點(diǎn)，又有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn)，溝內(nèi)存在明顯的溶解氧濃度梯度。普通Carrousel氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進(jìn)入氧

41、化溝系統(tǒng)。表面曝氣機(jī)使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約23mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來(lái)去除BOD；同時(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化過(guò)程硝耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過(guò)缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去處BOD，但除磷脫氮的能力有限。三

42、溝式氧化溝(T型氧化溝)，此種型式由三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。T型氧化溝構(gòu)造簡(jiǎn)單，處理效果不錯(cuò)，但其采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復(fù)雜的控制儀表增加了運(yùn)行管理的難度。不設(shè)厭氧池，不具備除磷功能。氧化溝一般不設(shè)初沉池，負(fù)荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費(fèi)用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進(jìn)微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動(dòng)力效率達(dá)2.53.0 kg/(kW·h)。3.3.2 關(guān)于曝氣生物濾池曝氣生物濾池實(shí)質(zhì)上是常說(shuō)的生物接觸氧化池，相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填(濾)料，在填料下鼓氣，是具有活性污泥特點(diǎn)的生物

43、膜法。曝氣生物濾池(BAF)70年代末起源于歐洲大陸，已發(fā)展為法、英等國(guó)設(shè)備制造公司的技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品。由于選用的填料不同，以及是否有脫氮要求，設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)是不同的，如要求處理出水、SS20mg/L，去除達(dá)90%以上的工藝，其容積負(fù)荷為0.73.0kg/(·d)，水力停留時(shí)間12h；以硝化(90%以上)為主的工藝，其容積負(fù)荷為0.52.0kg /(·d)，水力停留時(shí)間23h。一般認(rèn)為，生物膜法處理城市污水，在國(guó)內(nèi)尚需積累經(jīng)驗(yàn)，處理規(guī)模不宜過(guò)大，約5× 104/d左右為宜。國(guó)外(主要在歐洲)處理水量有達(dá)到36×104/d的，這與其填料材質(zhì)、自控手段和先進(jìn)的

44、反沖洗裝置有關(guān)，也與其有長(zhǎng)期積累的運(yùn)行 管理經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。. 生物處理法的新進(jìn)展生物處理法是目前研究得較多、新技術(shù)層出不窮的方法， 無(wú)論是好氧生物處理技術(shù)，還是厭氧生物處理技術(shù)都引起了研究人員的極大興趣。因?yàn)橛蒙锓ɡ玫氖俏⑸锏男玛惔x作用，以污染物質(zhì)為食料， 將其代謝成諸如CO、HO、NH、SO等穩(wěn)定的小分子， 它的二次污染小， 對(duì)處理生活污水及與之性質(zhì)相近的有機(jī)污水有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。生物處理法自從問(wèn)世以來(lái)，其技術(shù)已獲得了極大的發(fā)展， 隨著人們生活水平的日益提高， 生活污水中的成也日益復(fù)雜， 因此用生物處理方法的目的也從以前能處理降解蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等一類(lèi)物質(zhì)增加到也能處理合成洗滌劑、

45、脫氮、脫磷及其它一些難降解的復(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

46、， 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?；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(zhuān)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(lèi)難降解的有毒有機(jī)物，甚至馴化可以處理象氰一類(lèi)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

47、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)合來(lái)脫氮、脫磷等，最典型的工藝是A-O(anaerobic-oxic) 流程。活性污泥法還可和化學(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?xún)艋钠胀ㄉ?/p>

48、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(pán)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?；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

49、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(pán)、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和曝氣池相結(jié)合、藻類(lèi)轉(zhuǎn)盤(pán)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(lèi)、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

50、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(pán)、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

51、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。活性污泥工藝的發(fā)展趨勢(shì)通過(guò)幾十年的研

52、究與實(shí)踐，活性污泥工藝已經(jīng)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(MLSS可以大于20000mg/d)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(mǎn)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(chǎng)的占

53、地面積；污泥濃度的提高，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。(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(lèi)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，是未來(lái)發(fā)展的方向。3.4 方案比較項(xiàng)目傳統(tǒng)SBRCAST曝氣生物濾池土

54、建工程無(wú)須二沉池，池深一般在5m左右，較傳統(tǒng)活性污泥法省，無(wú)須調(diào)節(jié)池，可不設(shè)初沉池同傳統(tǒng)SBR法，但增加了生物選擇器主反應(yīng)池土建量最小，但須增加調(diào)節(jié)池、以及反沖洗設(shè)備，且初沉池不能省略機(jī)電設(shè)備及儀表設(shè)備閑置率高，儀表較傳統(tǒng)活性污泥法多基本同傳統(tǒng)SBR法，增加了污泥回流泵設(shè)備量比前兩者大，增加了反沖洗設(shè)備曝氣設(shè)備水下曝氣機(jī)及鼓風(fēng)機(jī)均可，采用水下曝氣機(jī)可不設(shè)鼓風(fēng)機(jī)房，也可避免曝氣管堵塞同傳統(tǒng)SBR只能使用鼓風(fēng)機(jī)，須建鼓風(fēng)機(jī)房，噪音較大，且曝氣管容易堵塞曝氣量較大較大比活性污泥法低35%左右污泥回流無(wú)須回流須回流20%左右無(wú)須回流藥劑量較低較低基本上不用較兩者高，主要用于預(yù)處理。電耗較傳統(tǒng)活性污泥法

55、低。較傳統(tǒng)活性污泥法低。最小總運(yùn)行成本較傳統(tǒng)活性污泥法低較傳統(tǒng)活性污泥法低比前兩者低出水水質(zhì)均能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)泥量產(chǎn)泥量較少，污泥穩(wěn)定性較好產(chǎn)泥量較少，污泥穩(wěn)定性最好（因?yàn)楸葌鹘y(tǒng)SBR多一個(gè)前置生物選擇器）產(chǎn)泥量最多，且穩(wěn)定性較差有無(wú)污泥膨脹容易產(chǎn)生沒(méi)有，污泥沉降性最好沒(méi)有流量變化的影響受每個(gè)處理單元的可接納容積限制有一定的影響，但可通過(guò)調(diào)整周期運(yùn)行時(shí)間來(lái)克服同傳統(tǒng)SBR法受過(guò)流速度限制有一定的影響沖擊負(fù)荷的影響池容決定的承受沖擊負(fù)荷的能力，較強(qiáng)同傳統(tǒng)SBR法可承受日常的沖擊負(fù)荷溫度變化影響受地溫影響較大同傳統(tǒng)SBR法低溫效果運(yùn)行穩(wěn)定噪音可采用水下曝氣降低噪音同傳統(tǒng)SBR法只能采用鼓風(fēng)曝氣，鼓風(fēng)機(jī)房噪