浅析城市污水处理工艺现状

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1引言

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纵观我国城市污水处理在污水处理工艺技术、污泥处理及污水回用等技术现状与发展趋势大体情况简述如下：

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(1)预处理

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预处理仅用于城市污水排海排江工程,予处理的目的在于去除污水中的漂浮物质、油类或油脂类物质以及砂粒等无机物质及部分有机物。

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(2)一级处理

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从传统的城市污水处理工艺流程来看,一级处理部分以污水收集粗、中、细格栅或水力筛、沉砂池及初次沉淀池等物理处理来达到一级处理。近期主要的发展为处理设备的机械化和自动化水平的提高,各种机械设备的研制与开发,各种新型处理构筑物的应用等。

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(3)二级处理

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从污水二级处理工艺来看,仍然以生化处理为主,典型的流程格局仍为污水经格栅到沉砂池到初沉池、曝气池、二沉池、消毒接触池后排放。

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(4)三级处理

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进一步处理水中难降解的有机物，以及氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。

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经过以上三级处理之后，基本去除了水中的污染物。

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2目前国内城市污水的主流处理方法

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(一)活性泥技术

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简单来说活性泥技术就是利用活性污泥去除水中的有机物。首先是回流的活性污泥和污水同时进入曝气池，并将空气打入曝气池，使污水和活性污泥充分混合，曝气池中微生物吸附、混合液进入二次沉淀池进行分离操作。后就可以向外排放净化后的水，分离出一部分活性污泥通过回流系统，回流至曝气池，另一部分将从系统出中排出。

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下面简单介绍几种有关活性污泥技术的方法。

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(1)AB法

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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。

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AB法A段效率很高,并有较强的缓冲能力。但是,AB法污泥产量较高,A段污泥有机物含量*,污泥后续稳定化处理是必须的,将增加一定的投资和费用。另外，A段在运行中如果控制不好,很容易产生臭气,影响附近的环境卫生，产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。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。目前有仅采用A段的做法,效果要好于一级处理。当对脱氮除磷要求很高时,A段不宜按AB法的原来去除有机物的分配比去除BOD,因为B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低,不能有效地脱氮。

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(2)SBR

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序批式反应池(SBR)属于”注水——反应——排水”类型的反应器，在流态上属于完全混合式，氮有机污染物确实随着反应时间的推移而被降解的。其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，所有处理过程都是在同一个设有抱起或搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从而不需另外设置沉淀池。

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该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布,形成一体化的集约构筑物,并利于实现紧凑的模块布置,大的优点是节省占地,可以减少污泥回流量,有节能效果。SBR工艺对自动化控制要求很高,并需要大量的电控阀门和机械撇水器,稍有故障将不能运行,一般必须引进全套进口设备。

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(3)CAST法

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CAST工艺SBR工艺的一种变形，池体内用隔油墙隔出生物选择区、兼性区和主反应区三个反应区，三个反应区的体积比大致为1:2:20，混合液由第三区回流到区，回流比一般为20%，在区内活性污泥与进入的新鲜污水混合、接触。创造微生物种群在高浓度、高负荷环境下竞争生存的条件，从而选出适合该系统的*的微生物种群，并有效抑制丝状菌的过分增值，避免污泥膨胀现象的发生，提高系统的稳定性。

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(4)氧化沟

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氧化沟是活性污泥法的一种变形,是延时曝气法的一种特殊形式。一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长,池深较浅，在沟内设有机械曝气和推进装置，近年来也有采用局部区域鼓风曝气外加水下推进器的运行方式。通过曝气或搅拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速，使活性污泥成悬浮状态，在这样的廊道流速下，混合液在5—15min内完成一次循环，而廊道中大量的混合液可以稀释进水20—30倍，廊道中水流虽然呈推流式。当污水离开曝气区后，溶解氧浓度降低，有可能发生反消化反应。

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(二)、生物脱氮除磷工艺

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近年来，随着对生物脱氮除磷的机理研究不断深入，以及各种新材料、新技术、新设备的不断运用，衍生除了许多新的生物脱氮除磷工艺，下面简单介绍几种我国各污水处理厂的生物脱氮除磷工艺。

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(1)A/O法

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流程如下:

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污水——前处理——厌氧水解池——接触氧化池——沉淀池——过滤池——出水——污泥回流

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A/O脱氮工艺处理高浓度城市污水,不但熊够效稳定地脱氮,而且COD、BOD和ss的去除效果和稳定性更好。虽然其基建投资和运行管理费用均高于设有硝化功能的传统法,但当要求出水的TKN浓度较低或考虑处理后的出水回用,并考虑工艺运行稳定时,建议首先采用A/O脱氮工艺。但A/O法中如果有硝化发生，除磷效果会降低，而且脱氮效果受内循环比的影响，另外，此工艺的灵活性较差。

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(2)A2/O法

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A2/O工艺是通过厌氧、兼氧和好氧交替变化的环境,完成除磷脱氮反应。在厌氧条件下,回流污泥中的聚磷菌受到抑制,只能释放体内的磷酸盐获取能量,以吸收污水中的可快速生物降解的溶解性有机物来维持生存,在这个过程中完成了磷的厌氧释放;在缺氧条件下,反硝化细菌利用污水中的有机碳作为电子供体,以硝酸盐作为电子受体进行无氧呼吸,将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来,完成反硝化过程;在好氧条件下,一方面聚磷菌将体内的PHB进行好氧分解,释放的能量用于细胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸盐,随剩余污泥排出系统,从而实现污水的脱磷;采用A2/O系统可将污水中的COD、BOD和氮、磷同时去除,处理出水可优于国家排放标准,接近三级处理水平。另外，污泥沉降性能也较好。

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(三)生物接触氧化法

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生物接触氧化法就是在生物接触氧化池内安装一定数量的填料，为了使污水达到净化的目的，通过填料上的生物膜和供应的氧气发生生物氧化作用，以此来将氧化分解废水中的有机物。生物接触氧化法是生物法处理废水中的一种重要方法。

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臭氧技术如今已被广泛应用于市政污水处理领域，臭氧处理法具有占地面积小、净化程度高、无二次污染、浮渣和污泥产生量较少等优点。我国部分城市包括北京等地已经采用臭氧污水处理法，但整体仍处于起步阶段，各种相关的技术、配套工艺、设备乃至标准还不完善，是未来的重点发展技术。

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臭氧用于市政污水处理的特点

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臭氧具有强氧化能力，可以破坏有机污染物的分子结构从而达到改变污染物性质的目的，在一定条件下能提高常规工艺去除常量有机物的能力，具有较强的杀菌消毒作用，还具有除臭去味、褪色、去除铁除锰等作用，能有效氧化分解有机物。

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城市污水经二级处理后，水质得到改善，细菌含量也大幅度减少，但仍存在一定数量的细菌，必须去除这些微生物后，废水才可以安全地排入水体或循环再用。随着居民对生活品质要求的不断提高，污水处理厂的二级处理出水对城市水体造成的影响引起了人们对健康和安全问题的更多关注。消毒是灭活这些致病生物体的基本方法之一，因此污水处理厂的尾水消毒已经成为污水处理中的重要工序，水处理专业人员也在不断探索污水消毒方法，臭氧则是杀菌抑菌方案之一。

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市政污水处理流程中，其必要的单元处理过程除水的消毒之外，就是水的脱色。臭氧处理法不需要向水中投加其它化学药剂。水的色度主要由溶解性有机物、悬浮胶体、铁锰和颗粒物引起，臭氧的强氧化能力可使水质更为清澈。

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臭氧用于污水处理的优点

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臭氧在污水处理过程中具有以下优点：

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1.臭氧能有效地去除污水中COD、阴离子洗涤剂及氨氮，而且在常温下，臭氧经过30min左右即可还原成氧气，因而没有任何残留和二次污染;

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2.臭氧可以在生产现场制造，次氯酸钠相比，不需要储运环节，减少了操作危险性;

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3.臭氧具有强的氧化作用，反应速度快。臭氧对微生物、细菌、病毒都有良好的灭活和致死作用，它灭活微生物的效果优于氯、氯胺、二氧化氯等消毒剂。同时还能够氧化降解水中的其他污染物质;

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4.水中剩余的臭氧能很快自然分解为氧气，出水中含有较高的溶解氧，排放到受纳水体后不增加水体的负担，并可改善水体的水质，是洁净的消毒剂。臭氧发生器,臭氧机

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臭氧的应用技术

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水处理臭氧发生应用技术主要分发生、冷却、干燥、汽水混合四大基础部分和电控系统、结构系统六大方面技术水处理臭氧发生多采用气隙放电法，因浓度需求，其电耗增高，器件的温升也不可避免，温升是影响臭氧产生和设备寿命的主要因素，所以一般需要冷却，主要有风冷，水冷两种。在同样臭氧发生部件、电源条件下，臭氧产量与气源干燥度是成正比的，目前气源干燥的手段主要有冷冻、露凝、化学法等。

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气水混合装置是臭氧用于水处理*的配套设备，虽然臭氧易溶于水，溶解度比氧气高十几倍，但必须采用一定的技术手段使臭氧与水充分接触，其中接触面积、时间、臭氧浓度、压力等都是混合效率的决定因素。

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所以臭氧虽然被公认是一种、安全的杀菌、抑菌方式，但其技术较为复杂，在操作过程中也需要精密控制，我国目前正大力发展臭氧污水处理技术，以求为人民提供更好的水质及生活。