8-几种污水处理工艺的比较分析

几种污水处理工艺的比较分析

摘要：本文主要结合具体的工程实例就常见的污水处理工艺方案的对比和选择作了进一步的分析和探讨。

关键词：污水处理；工艺；比较；选择

污水处理工艺方案众多，具体结合到污水处理工程要根据原污水的水质、出水要求、处理规模、污泥处理方法以及当地的具体条件，慎重分析和选择。在方案的选择上还要考虑经济效益、技术性能、操作管理以及占地面积等因素。

一、常见的污水处理工艺

1、氧化沟污水处理工艺

氧化沟是在传统活性污泥法的基础上发展起来的连续循环完全混合工艺，是用延时曝气法处理废水的一种环形渠道，平面多为椭圆形，总长可达几十米，甚至几百米以上。在沟渠内安装与渠宽等长的机械式表面曝气装置，常用的有转刷和叶轮等。曝气装置一方面对沟渠中的污水进行充氧，一方面推动污水作旋转流动。氧化沟多用于处理中、小流量的生活污水和工业废水，可以间歇运转，也可以连续运转。氧化沟根据其构造和运行特征，并根据发明者和专利分为不同类型。

以Carrousel（卡鲁塞尔）式氧化沟（荷兰DHV公司开发）为例，

图1卡鲁塞尔氧化沟

1—出水堰；2—曝气器

由上图1可知，这是一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内作不停的循环流动。Carrousel氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区，这不仅有利于生物凝聚，还使活性污泥易于沉淀。BOD5去除率可达95～99%，脱氮效率约90%，除磷效率约为50%。Carrousel氧化沟的表面曝气机单机功率大，其水深可达5m以上，使氧化沟面积减少土建费用降低。由于曝气机功率大，使得氧的转移效率大大提高，平均传氧效率至少达到达2.1Kg/Kw.h。因此这种氧化沟具有极强的混合搅拌耐冲击能力。当有机负荷较低时，可以停止某些气器运行，以节约能耗。

氧化沟的沟渠长度较大，污水在氧化沟内停留的时间长，污水的混合效果好。可以不没初沉池，有机悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度；氧化沟的曝气装置具有两个功能:供氧并推动水流以一定的流速循环流动。污泥的BOD负荷低，同延时曝气法。对水质和水量的变动有较强的适应性；污泥龄长，有利于硝化菌的繁殖，在氧化沟内可产生硝化反应;污泥产率低，且多已达到稳定的程度，不需要再进行硝化处理，可直接进行浓缩脱水。如采用一体式氧化沟，可不单独设二次沉淀池，使氧化沟与二沉池合建。中间的沟渠连续作为曝气池，两侧的沟渠

交替作为曝气池和二次沉淀池，污泥自动回流，节省了二沉池与污泥回流系统的费用。

2、AB法污水处理工艺

AB 法废水处理工艺是吸附---生物降解(Adsorption Biodegradation)工艺的简称。是在传统两级活性污泥法和高负荷活性污泥法的基础上开发的，属超高负荷活性污泥法。AB法工艺原理主要是充分利用微生物种群的特性，为其创造适宜的环境，使不同微生物群得到良好的繁殖、生长，通过生物化学作用使污水得到净化。工艺流程见图2。

图2 AB法工艺流程

A段是AB工艺的主体，对整个工艺起关键作用。在连续工作的A段曝气池中，由外界不断地接种具有很强繁殖能力和抗环境变化能力的短世代原核微生物，在食物充足的条件下，新陈代谢很快，能较迅速地克服出现的失活和不可逆转的损害作用，大大提高处理工艺的稳定性。段和B段各自拥有自己独立的回流系统，这样两段分开，有各自独特的微生物群体，处理效果稳定。

A段的微生物特性使吸附池的活性污泥表现为:有较强的絮凝、吸附和降解有机物的能力。COD有较高的降解度，使之降解为易生化处理的BOD物质。适应性强，耐进水水量、水质、pH等的变化，有抗冲击负荷的能力。

3、A/O法工艺

A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能（由于聚磷菌在好氧条件下吸收的磷多于厌氧条件下释放的磷，因此污水经过“厌氧－好氧”的交替作用和二沉池的污泥分离达到除磷的目的。一般情况下，TP的去除率可达到85％以上），是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。

4、SBR工艺

SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。

SBR工艺是通过时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，它在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池，进行水质水量调节、微生物降解有机物和固、液分离等，该工艺具有良好的脱氮除磷功

能。SBR工艺虽然占地面积小，具有良好的脱氮除磷效果，但连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池，对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁，设备的闲置率较高，污水提升水头损失较大。如果需要后处理，则需要较大容积的调节池。

二、污水处理工艺选择对比实例分析

1、实例概况

设计任务：某城市污水处理工艺设计。

厂区概况：拟建污水处理厂厂区地形基本平坦，取地面相对标高为0.0米。进水管位于厂区西北角，进水污水管管底标高-4.00m，污水经污水处理厂处理后排入M河。河水最高水位-1.80m。当地最低气温-12.8℃，冻土深度0.8m，地下水深度8-9m，夏季主导风向为东南风。

设计规模：本污水处理厂设计规模为10×104m³/d。

2、设计资料

进水水质：COD：350mg/L；BOD5：260mg/L；SS：200mg/L；TN：32mg/L；NH3-N：26mg/L； TP：3mg/L；pH：6～9； T：3～23℃

出水水质：执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准。COD：50mg/L；BOD5：10mg/L； SS：10mg/L；TN：15mg/L；NH3-N：5（8）mg/L；TP：1mg/L；pH：6～9；

3、水质分析

原污水是否能够采用生化处理，特别是能否适用于生物脱氮、除磷工艺，取决于原污水中各种营养成分的含量和比例能否满足微生物增长的需要，因此首先应判断相关的指标能否满足要求。根据对该市的污水进水水质的分析：BOD5/COD=260/350=0.74>0.3

所以原污水可以进行生物处理。

4、方案比选

本污水处理厂设计规模为10×104m³/d，属于中型污水处理厂，按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，由于该设计对脱氮除磷有要求，故选取三级强化处理。通过对工程实例资料查阅，中型污水处理厂应用较多的工艺为：A2/O 工艺和氧化沟工艺。现对两种工艺进行比较。见表1。

表1 A2/O工艺和氧化沟工艺比较

工艺方案优点缺点

氧化沟工艺1、处理效果稳定，出水水质好，并可实现脱

氮；

2、污泥产量少，污泥特性稳定。1、占地多，基建费用高。2、除磷效率低，要求构筑物水深要浅。

A²O工艺1、不同微生物有机配合，能同时实现脱氮除

磷；

2、在同步脱氮除磷的工艺中，此工艺流程最

简单，总的水利停留时间也少；

3、泥沉降性好，污泥中含磷浓度高，具有很

高的肥效，可做综合利用。1、脱氮除磷的效果很难进一步提高。

2、对溶解氧的要求较高。

通过两种方案优缺点对比，结合该地区相同水量污水厂工程实例，得出最适合此设计的为A²O工艺，主要决定因素一是工艺技术成熟，二是基建运行费用低，应用广泛。