摘要：本文主要从污水处理工艺技术概述；以及城市污水处理工艺技术展望，等几方面探讨了主题，旨在与同行共同探讨学习。
关键词：城市；污水处理；工艺技术；展望
近年来，污水处理工艺层出不穷，工艺的选择将成为城市污水处理效率的重要因素。比较典型的常用水处理工艺有：A 2 /O 工艺、AB 法工艺、卡鲁塞尔氧化沟工艺、改良的 SBR 类工艺、生物曝气过滤工艺、一体化氧化沟工艺、奥贝尔氧化沟工艺等。本文结合已采用的污水处理工艺和运行情况，根据污水的特征，阐述选择污水处理工艺应遵循的原则，及目前污水处理的常规工艺流程、工艺原理、优缺点等进行初步分析，为污水处理工艺的选择提供参考。
一、城市污水处理工艺技术现状
我国现有城市污水处理厂90%以上采用的是活性污泥法，其余采用一级处理、强化一级处理、生物膜法、稳定塘法及土地处理法等。
七五”、“八五”、“九五”、“十五”国家科技攻关课题的建立与完成，使我国在污水处理新技术、污水再生利用新技术和污泥处理新技术等方面都取得了可喜的科研成果，某些研究成果达到国际先进水平。同时，借助于外贷城市水处理工程项目的建设，国外许多新技术、新工艺、新设备被引进到我国。AB 法、氧化沟法、A/A/0 工艺、SBR 法在我国城市污水处理厂中均得到应用。污水处理工艺技术由过去只注重去除有机物发展为具有除磷脱氮功能。国外一些先进、高效的污水处理专用设备也进入了我国污水处理行业市场，如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备与装置。
随着我国对水环境质量要求的提高，修订后的国家《污水综合排放标准》（GB8978－1996）及《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）也越来越严，特别是对出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水处理厂必须考虑氮磷的去除问题。由此开发了改良A/O，A/A/O，UCT 等工艺，并已在实际工程中得到广泛应用。如天津东郊污水处理厂、北京清河污水处理厂等。
二、污水处理工艺技术概述
污水处理技术可分为物理处理、化学处理、生物处理[29-33]。物理处理主要用于那些在性质上或颗粒大小上不利于后续处理过程的物质。污水物理处理法采用的处理方法有筛选、截留、重力分离（包括自然沉淀、自然上浮和气浮等）和离心分离等。相应处理设备有格栅、筛网、滤池、微滤机、沉砂池、沉淀池、除油池、气浮装置以及离心机及旋流分离设备等。
1.活性污泥法
（1）传统A/A/O 法
A/A/0 系统一般采用推流式活性污泥系统，原污水首先进入厌氧区，兼性厌氧的发酵细菌将废水中的可生物降解的大分子有机物转化为VFA（挥发性脂肪酸这一类小分子发酵产物。聚磷菌可将菌体内积贮的聚磷盐分解，所释放的能量可供专性好氧的聚磷菌在厌氧的“压抑”环境下维持生存。另一部分能量还可供聚磷菌主动吸收环境中VFA 一类小分子有机物，并以PHB 形式在菌体内贮存起来。随后废水进入缺氧区，反硝化细菌就利用好氧区中经混合液回流而带来的硝酸盐，以及废水中可生物降解有机物进行反硝化，达到同时去碳和脱氮的目的。厌氧区和缺氧区都设有搅拌混合器，以防污泥沉积。接着废水进入曝气的好氧区，聚磷菌除了吸收、利用废水中残剩的可生物降解有机物外，主要是分解体内贮积的PHB，释放能量可供本身生长繁殖，此外还可主动吸收周围环境中的溶解磷，并以聚磷盐的形式在体内贮积起来。这时排放的废水中的溶解磷浓度已相当低。好氧区中有机物经厌氧区、缺氧区聚磷菌和反硝化细菌利用后，浓度已相当低，这有利于自氧的硝化细菌生长繁殖，并将NH4＋经硝化作用转化为NO3。非聚磷的好氧性异养菌，虽然也能存在，但它在厌氧区中受到严重的压抑，在好氧区又得不到充足的营养，因此在与其他微生物的竞争中处于劣势。排放的剩余污泥中，由于含有大量能过量积贮聚磷盐的聚磷菌，污泥中磷含量很高，因此比一般的好氧活性污泥系统大大地提高了磷的去除效果。
（2）氧化沟法
氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的沟渠形而得名。因为废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断循环流动，故有人称其为“循环曝气池”或“无终端曝气池”。第一座氧化沟污水处理厂，是1954 年在荷兰Voorschoten 市建造的，服务人口仅360 人。因其构造简单、易于维护管理，很快得到广泛应用。到目前为止已发展成为多种形式，原始的氧化沟属延时曝气，主要为了去除BODS、SS，不设初沉池，污水达到硝化阶段，由于污泥龄长，污泥相应得到好氧处理，泥量少且稳定。氧化沟是用转刷（转碟）表面曝气，设备少且管理简单。原始的氧化沟是间断运转的，60 年代发展为连续运转，增设二沉池工艺，将曝气和沉淀分开，继而演变成多种工艺，比较典型的工艺有：Passveer 单沟型、Orbal 同心圆型、Carrousel循环折流型、DE 型双沟式和T 型三沟式等。这些工艺适用多种规模的污水处理厂。
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（3）AB 法
AB 法工艺由德国B.Bohnke 教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段A 段停留时间约20—40 分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD 达50%以上。B 段与常规活性污泥法相似，负荷较低，泥龄较长。
AB 法污泥产量较大，A 段污泥有机物含量极高，污泥后续稳定化处理将增加一定的投资和费用。另外，由于A 段去除了较多的BOD，可能造成碳不足，难以实现脱氮工艺。对于污水浓度较低的场合，B 段运行较为困难，也难以发挥优势。AB 法工艺对运行管理有较高的要求，尤其是污泥厌氧消化和沼气利用部分。
总体而言，AB 法工艺较适合于污水浓度高、具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市污水处理厂，有明显的节能效果。对于有脱氮要求的城市污水处理厂，一般不宜采用。
（4）生物膜法
曝气生物滤池工艺生物曝气过滤工艺是一种生物过滤池，内设特制的微生物附着生长必须的颗粒性滤料。为达到生物氧化有机物和氨氮的目的，滤池需进行曝气。工艺采用的填料颗粒细小，提供了大的比表面积，使滤池单位体积内保持较高的生物量，有机物容积负荷较高。同时该工艺处理装置紧凑，生化反应和过滤在一个单元中进行，不需要二次沉淀池，从而有利于发展高效、快速的处理工艺，同时节省了占地面积。
曝气生物滤池的省地优点是显而易见的，但它也有其固有的缺点：为避免进水中悬浮颗粒堵塞生物曝气滤池，一般均需采用加药以强化初沉池去除悬浮固体的效果，这样会增加药剂的成本，同时加药沉淀将产生大量初沉化学污泥，后续污泥处理和处置难度较大。反冲洗若控制不好，会使得滤池冲洗周期缩短，降低了滤池产水能力和增加能耗。由于整个滤池的容积较小，其抗水力和有机冲击尤其是氨氮冲击的能力较低，当进水水质水量波动时，出水水质波动较大。生物滤池虽然有省地的显著优点，但运行管理难度较大，完全依赖于自动化运行，工程投资和运行成本并不节省。一般仅在用地面积严重不足或受到严格限制时优先考虑。
三、城市污水处理工艺技术展望
1.在对污水处理厂进行技术、经济和管理方面综合评价时，由于该方法中存在着一定的个体人为因素的影响，评价结果的准确性受到了一定的制约。建议在今后的研究中进一步研究群组AHP 法，通过对一组评价人员评价结果的统计汇总计算，能充分减弱个体影响，使得该运筹学评价方法更加完善，综合评价结论更加准确、可靠，以便广泛应用于环境保护的其它各领域。
2.由于各地方地区条件、发展状况、物价、生活水平等不同，可考虑在DSS系统内建立地域信息数据库以及水质水量数据库，以进一步完善系统并提高其实用性。
3.将研究的群组AHP 算法写入DSS 系统模型库，实现多人同时评价综合选择最优结果。
4.到目前为止，对活性污泥法在运行方式上还没有大的突破，往往是一些局部的改进，但在曝气方式上取得了较大的进展。活性污泥法的另一个发展趋势是朝多功能方向发展，如培养或驯化专用细菌等。
5.现行的“混凝 ＋ 沉淀 ＋ 过滤 ＋ 消毒”的常规处理组合仍将在新世纪的初期得到延续，但不是简单重复，而应是“强化”或“优化”了的工艺组合，并针对不同的水源条件和水质要求，辅以预处理和深度处理。
具有脱氮除磷，产泥量少、且污泥达到稳定，高效率，低投入，低运行成本，成熟可靠，且能适用于小城镇污水处理的的工艺将是工艺选择的首选，并成为工艺改进与研究的导航仪。
结语
选择水厂建设污水处理工艺一般应根据城市污水水质特征、排放污水量的大小以及要求处理达标程度等要求选择相应的污水处理工艺，保证污水处理后出水水质稳定、工艺简单、管理方便、设备可靠、投资省、占地少、效率高、运行成本低。上述介绍的各种工艺绝大部分已经被国内外水厂污水处理采纳，均是实际运行可用、可行的污水处理工艺。通过简单概述工艺，为建设水厂选择最适用的污水处理工艺提供了依据。
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论文作者:温建豪
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/25
标签：污水处理论文; 工艺论文; 污泥论文; 滤池论文; 有机物论文; 生物论文; 城市论文; 《基层建设》2017年4期论文;