桂林市排水工程管理处 广西桂林 541002
摘要：污水处理工艺就是对城市生活污水和工业废水的各种经济、合理、科学、行之有效的工艺方法。交替式活性污泥法工艺集中了各种生物处理法的优点，是一种高效、经济、灵活的污水处理工艺，不仅吸收了SBR工艺的主要特点，还可以像传统活性污泥法那样在恒定水位下连续运行，该工艺将多个单元工艺池巧妙的组合，构成一体化的池组，并采用先进、可靠的高度自控系统实现污水生物法处理，具有很好的应用前景。本文根据现状，重点论述了交替式活性污泥系统在污水处理厂中的具体应用效果，针对污水处理工艺的运行情况进行分析。
关键词：污水；处理工艺；分析
目前，污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。所以，城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优选确定。
1.污水处理工艺选择准则
污水处理:为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。选择合理的污水处理工艺技术是十分重要的。只有选择得当，才能使污水处理工程的处理效果好，运行管理方便，节省投资成本和运行费用。在对其处理的工艺选择上，应严格执行国家和地方环境保护政策和相关法律法规、标准及规范，确保处理后的污水各项水质指标达到排放标准，再着重考虑其主要技术经济指标，包括:处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和成本、削减单位污染物电耗和成本、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程度、总体环境效益等。其次应切合实际地确定污水进水水质、出水水质要求以及当地温度、工程地质、环境等条件，优化工艺设计参数。必须对污水的现状水质特性、污染物构成进行详细调查或测定，作出合理的分析预测。在水质构成复杂或特殊时，应进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究。接着要积极审慎地采用高效经济的新工艺。对在国内首次应用的新工艺，必须经过中试和生产性试验，提供可靠设计参数后再进行应用，确保所选用的工艺方案在可靠性、成熟性、适用性、去除污染物的效率、投资省、操作管理简单、运行费用低等综合因素方面是最优的。
2.交替式活性污泥法工艺
2.1工艺概述
目前,国内外经济适用的处理方法主要是生物法。活性污泥法是应用最早、最广泛的污水生物处理技术，而交替式活性污泥处理工艺是因此发展起来的一种工艺，它集中了间歇式活性污泥法（SBR）和传统活性污泥法的优点，处理单元一体化，布置紧凑，节省占地，流程简单，利于管理，被广泛用于城市污水处理工程中。
2.2工艺构成
交替式活性污泥处理工艺基本原理如下图（见图1）所示。待处理污泥经过格栅以及沉砂池初步沉淀处理后将栅渣以及沉砂直接外运，其他部分经提升本方提升处理后经管道传输至初次沉淀池中，此环节中部分污泥直接传输至储泥池中并经脱水机房处理后外运，其他部分则分别进入土地处理区以及UNITANK区中，剩余污泥再次进沉淀池进行反应，其他部分经管道传输至中水水厂，符合二级水出水水质要求后传输至用户终端（出水水质参考现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准确定）。结合图1可见，在交替式活性污泥处理工艺中共包含4组生物池，并通过安装稳流装置的方式预防沉淀污泥受到进水影响而干扰污泥处理效果。曝气设备选用漂浮式表面曝气机，4组生物池中边池分别设置1台曝气机，中间池设置2台曝气机，运行功率为37.5kW。边池上配备水上推流搅拌机装置，以起到辅助推流与搅拌的作用。整套污泥处理工艺系统设计处理能力为1.0×105m3/d，每组生物池污泥处理能力设计值为2.5×104m3/d，污泥质量浓度为4.0kg/m3，好氧污泥龄为9d，反应期间水力有效停留时间为9.7h。
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图1 交替式活性污泥处理工艺基本原理示意图
2.3运行方式
在整套交替式活性污泥处理工艺系统中，生物池间相邻池体通过底部设置渠道的方式进行连接，待处理污泥经任意生物池进入，按照预先设定顺序轮流浸水，边池根据工艺要求交替进行曝气或沉淀作业，中间池始终处于曝气状态下，边池坏设置剩余污泥泵以及出水堰，以满足污泥经处理后的外运需求。整套交替式活性污泥处理工艺充分借鉴了SBR处理工艺的技术优势，同时还具有可连续性进出水，生物池周期交替运行等一系列优势。
在该污泥处理系统工艺进行运行过程中，主要涉及到2个主体运行阶段，每个主体阶段中则包括三个典型的反应阶段。按照一般污水处理厂8h/周期的运行要求，其基本运行方式如下表（见表1）所示。
第一阶段，原水经汇集后进入A组生物反应池中。由于整套污泥处理工艺系统周期性连续运行，且在上一周期中是作为沉淀出水池使用，因此生物反应池内势必存在浓度较高的活性污泥成分。原水进入该反应池内后，活性污泥迅速与原水进行混合反应，大量有机物进行吸附或降解反应。此时，B反应池切换至曝气状态，在流入A反应池处理污水后进一步对水体中存在有机物进行降解反应。经充分降解后流入C反应池内，C反应池此时发挥泥水分流功能并作为沉淀出水池使用，经净化处理后出水由C反应池出水围堰排出，残余污泥部分则流入潜污泵内妥善排出。
第二阶段，原水经汇集后进入B组生物反应池类，此时B组生物反应池切换至曝气状态，通过曝气处理的方式发挥生物降解作用，以有效去除原水中存在有机物。经降解反应后污水流入C反应池内，通过沉淀反应的方式实现泥水分离。此时，A反应池继续处于曝气状态，进一步降解前一阶段中所吸附有机物。
第三阶段，在这一阶段中A反应池作为沉淀池使用，停止曝气功能。污水进入A反应池后进行泥水分离。B反应池作为曝气使用，泥水分离后A反应池出水进入B反应池中进行曝气处理，最后经C反应池进行沉淀后出水。
在主阶段二中，污泥经C反应池进入污泥处理工艺系统中，然后经B反应池处理，最后过渡至A反应池中，经沉淀以及泥水分离后最终经A反应池出水，反应原理以及工艺过程与主阶段二完全一致，仅工艺流程相反。
表1 污水处理系统工艺周期运行方式示意表
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2.4污泥排放
在选用交替式活性污泥处理系统的背景下，该工艺可选用的污泥排放方式主要包括两种类型，第一是连续性排泥，第二是间歇式排泥。其中，连续排泥是指连续排放活性污泥，这样剩余污泥泵容量不需要很大，基本上不需要控制，但由于剩余污泥浓度低，会增加污泥浓缩脱水的负荷；间歇排泥是指在某一时段集中排泥。如果在沉淀末期排泥，由于剩余污泥的浓度相对较高，对下一步污泥浓缩脱水有利。该方式的剩余污泥泵容量比连续式高，并且需要控制排泥时间，对于该污水处理厂而言，经交替式活性污泥工艺处理后所涉及到的剩余污泥采用间歇排泥方式，排泥时间设在静沉末期。
3.交替式活性污泥法工艺优势
在引入交替式活性污泥系统进行污泥处理中发现，该工艺在处理污泥中具有以下几个方面的突出优势：
第一，污泥处理效能高。在污水进入A反应池或C反应池进行曝气处理后，由于该反应池在前一循环周期中已经通过沉淀反应的方式积累一定有较强活性水平以及吸附能力的污泥成分，因此可以在较短时间内对污染物进行生物降解反应，因此对高浓度污水而言具有更为理想的处理效果。
第二，污泥沉降性能好。在交替式活性污泥系统处理污泥的过程中，曝气反应池中混合液进入曝气运行的中间反应池内继续进行曝气反应，使污泥中有机物成分继续发生降解反应。同时，推流期间A反应池与C反应池形成污染物浓度上的梯度关系，对于丝状菌生长有非常好的抑制能力，同时可促进菌胶团形式菌的大量生长，以避免污泥在反应沉淀过程中发生膨胀问题，进一步保障沉淀反应池中泥水分离的效果。除此以外，相对于传统意义上的活性污泥处理工艺而言，交替式活性污泥系统可以在相对较为静止的状态下实施，不容易受到外部环境的干扰，因此整体沉淀效率较高。
第三，脱氮性能良好。在污水处理厂所构建交替式活性污泥系统中，可根据进水以及出水水质的具体要求，对整个交替式活性污泥系统的运行周期以及时序进行合理调整，以控制系统时间、流量等工艺参数，还可在曝气池内设置非曝气阶段，通过厌氧→缺氧→好氧反应交替进行的方式，进一步提高对污水的脱氮效果，提高运转效能。
第四，结构形式紧凑。该污水处理厂所选用交替式活性污泥系统共设置有4组生物反应池，反应池组间共用池壁，结构紧凑，而且系统的进出水均采用渠道，水头损失较小。此外，与普通的活性污泥法相比，它不需要另设二次沉淀池、污泥回流及污泥回流设备，相应的投资便可可以节约，并且减少了对土地的不必要占用。在土地日趋紧张的中国这无疑是非常重要的。同时由于设备种类较少，便于维护管理，降低了日常检修费用，具有推广价值。
4.结束语
本文重点论述了占地少、投资省、运转灵活的交替式活性污泥处理工艺在污水处理厂中的具体应用效果，对交替式活性污泥系统的反应原理以及运行方式进行了系统分析，并简要总结了交替式活性污泥系统在污泥处理中的优势与价值，对于污水厂新建、扩建、改建工程都具有一定借鉴作用。
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论文作者:何文君
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/12
标签：污泥论文; 工艺论文; 活性论文; 污水处理论文; 污水论文; 曝气论文; 生物论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;