隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,使環(huán)境問題日益突出,尤其是城市水環(huán)境的惡化,加劇了水資源的短缺,影響著人民群眾的身心健康,已成為城市可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重制約因素。所以城市污水處理工藝的優(yōu)化,將是環(huán)保工作者面臨的首要問題。

　　1引言

　　縱觀我國城市污水處理在污水處理工藝技術(shù)、污泥處理及污水回用等技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢大體情況簡述如下：

　　(1)預(yù)處理

　　預(yù)處理僅用于城市污水排海排江工程,予處理的目的在于去除污水中的漂浮物質(zhì)、油類或油脂類物質(zhì)以及砂粒等無機(jī)物質(zhì)及部分有機(jī)物。

　　(2)一級處理

　　從傳統(tǒng)的城市污水處理工藝流程來看,一級處理部分以污水收集粗、中、細(xì)格柵或水力篩、沉砂池及初次沉淀池等物理處理來達(dá)到一級處理。近期主要的發(fā)展為處理設(shè)備的機(jī)械化和自動(dòng)化水平的提高,各種機(jī)械設(shè)備的研制與開發(fā),各種新型處理構(gòu)筑物的應(yīng)用等。

　　(3)二級處理

　　從污水二級處理工藝來看,仍然以生化處理為主,典型的流程格局仍為污水經(jīng)格柵到沉砂池到初沉池、曝氣池、二沉池、消毒接觸池后排放。

　　(4)三級處理

　　進(jìn)一步處理水中難降解的有機(jī)物，以及氮和磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等。

　　經(jīng)過以上三級處理之后，基本去除了水中的污染物。

　　2目前國內(nèi)城市污水的主流處理方法

　　(一)活性泥技術(shù)

　　簡單來說活性泥技術(shù)就是利用活性污泥去除水中的有機(jī)物。首先是回流的活性污泥和污水同時(shí)進(jìn)入曝氣池，并將空氣打入曝氣池，使污水和活性污泥充分混合，曝氣池中微生物吸附、混合液進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行分離操作。最后就可以向外排放凈化后的水，分離出一部分活性污泥通過回流系統(tǒng)，回流至曝氣池，另一部分將從系統(tǒng)出中排出。

　　下面簡單介紹幾種有關(guān)活性污泥技術(shù)的方法。

　　(1)AB法

　　該工藝將曝氣池分為高低負(fù)荷兩段,各有獨(dú)立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負(fù)荷段(A段)停留時(shí)間約20—40分鐘,以生物絮凝吸附作用為主,同時(shí)發(fā)生不完全氧化反應(yīng),生物主要為短世代的細(xì)菌群落,去除BOD達(dá)50%以上。B段與常規(guī)活性污泥法相似,負(fù)荷較低,泥齡較長。

　　AB法A段效率很高,并有較強(qiáng)的緩沖能力。但是,AB法污泥產(chǎn)量較高,A段污泥有機(jī)物含量極高,污泥后續(xù)穩(wěn)定化處理是必須的,將增加一定的投資和費(fèi)用。另外，A段在運(yùn)行中如果控制不好,很容易產(chǎn)生臭氣,影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。對于污水濃度較低的場合，B段運(yùn)行較為困難,也難以發(fā)揮優(yōu)勢。目前有僅采用A段的做法,效果要好于一級處理。當(dāng)對脫氮除磷要求很高時(shí),A段不宜按AB法的原來去除有機(jī)物的分配比去除BOD,因?yàn)锽段曝氣池的進(jìn)水含碳有機(jī)物含量的碳/氮比偏低,不能有效地脫氮。

　　(2)SBR

　　序批式反應(yīng)池(SBR)屬于"注水——反應(yīng)——排水"類型的反應(yīng)器，在流態(tài)上屬于完全混合式，氮有機(jī)污染物確實(shí)隨著反應(yīng)時(shí)間的推移而被降解的。其操作流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個(gè)基本過程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，所有處理過程都是在同一個(gè)設(shè)有抱起或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行，混合液始終留在池中，從而不需另外設(shè)置沉淀池。

　　該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時(shí)間上的分布,形成一體化的集約構(gòu)筑物,并利于實(shí)現(xiàn)緊湊的模塊布置,最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省占地,可以減少污泥回流量,有節(jié)能效果。但是,SBR工藝對自動(dòng)化控制要求很高,并需要大量的電控閥門和機(jī)械撇水器,稍有故障將不能運(yùn)行,一般必須引進(jìn)全套進(jìn)口設(shè)備。

　　(3)CAST法

　　CAST工藝是SBR工藝的一種變形，池體內(nèi)用隔油墻隔出生物選擇區(qū)、兼性區(qū)和主反應(yīng)區(qū)三個(gè)反應(yīng)區(qū)，三個(gè)反應(yīng)區(qū)的體積比大致為1:2:20，混合液由第三區(qū)回流到第一區(qū)，回流比一般為20%，在第一區(qū)內(nèi)活性污泥與進(jìn)入的新鮮污水混合、接觸。創(chuàng)造微生物種群在高濃度、高負(fù)荷環(huán)境下競爭生存的條件，從而選出適合該系統(tǒng)的獨(dú)特的微生物種群，并有效抑制絲狀菌的過分增值，避免污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　(4)氧化溝

　　氧化溝是活性污泥法的一種變形,是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式。一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長,池深較淺，在溝內(nèi)設(shè)有機(jī)械曝氣和推進(jìn)裝置，近年來也有采用局部區(qū)域鼓風(fēng)曝氣外加水下推進(jìn)器的運(yùn)行方式。通過曝氣或攪拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速，使活性污泥成懸浮狀態(tài)，在這樣的廊道流速下，混合液在5—15min內(nèi)完成一次循環(huán)，而廊道中大量的混合液可以稀釋進(jìn)水20—30倍，廊道中水流雖然呈推流式。當(dāng)污水離開曝氣區(qū)后，溶解氧濃度降低，有可能發(fā)生反消化反應(yīng)。

　　(二)、生物脫氮除磷工藝

　　近年來，隨著對生物脫氮除磷的機(jī)理研究不斷深入，以及各種新材料、新技術(shù)、新設(shè)備的不斷運(yùn)用，衍生除了許多新的生物脫氮除磷工藝，下面簡單介紹幾種我國各污水處理廠的生物脫氮除磷工藝。

　　(1)A/O法

　　流程如下:

　　污水——前處理——厭氧水解池——接觸氧化池——沉淀池——過濾池——出水——污泥回流

　　A/O脫氮工藝處理高濃度城市污水,不但熊夠效穩(wěn)定地脫氮,而且COD、BOD和ss的去除效果和穩(wěn)定性更好。雖然其基建投資和運(yùn)行管理費(fèi)用均高于設(shè)有硝化功能的傳統(tǒng)法,但當(dāng)要求出水的TKN濃度較低或考慮處理后的出水回用,并考慮工藝運(yùn)行穩(wěn)定時(shí),建議首先采用A/O脫氮工藝。但A/O法中如果有硝化發(fā)生，除磷效果會(huì)降低，而且脫氮效果受內(nèi)循環(huán)比的影響，另外，此工藝的靈活性較差。

　　(2)A2/O法

　　A2/O工藝是通過厭氧、兼氧和好氧交替變化的環(huán)境,完成除磷脫氮反應(yīng)。在厭氧條件下,回流污泥中的聚磷菌受到抑制,只能釋放體內(nèi)的磷酸鹽獲取能量,以吸收污水中的可快速生物降解的溶解性有機(jī)物來維持生存,在這個(gè)過程中完成了磷的厭氧釋放;在缺氧條件下,反硝化細(xì)菌利用污水中的有機(jī)碳作為電子供體,以硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行無氧呼吸,將回流液中硝態(tài)氮還原成氮?dú)忉尫懦鰜?完成反硝化過程;在好氧條件下,一方面聚磷菌將體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解,釋放的能量用于細(xì)胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸鹽,隨剩余污泥排出系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)污水的脫磷;采用A2/O系統(tǒng)可將污水中的COD、BOD和氮、磷同時(shí)去除,處理出水可優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn),接近三級處理水平。另外，污泥沉降性能也較好。

　　(三)生物接觸氧化法

　　生物接觸氧化法就是在生物接觸氧化池內(nèi)安裝一定數(shù)量的填料，為了使污水達(dá)到凈化的目的，通過填料上的生物膜和供應(yīng)的氧氣發(fā)生生物氧化作用，以此來將氧化分解廢水中的有機(jī)物。生物接觸氧化法是生物法處理廢水中的一種重要方法。