生物处理工艺

生物处理工艺主要有A/O系列、SBR系列、曝气生物滤池等工艺。

（一）典型A/O生物处理工艺

A/O法系Anoxic/Oxic（厌氧/好氧）工艺的简写。A/O工艺是为污水生物脱氮除磷而开发的污水处理技术。根据生化反应原理，生物脱氮必须经过硝化（好氧反应），把NH3-N氧化成硝酸盐；再经过反硝化（缺氧反应）把硝酸盐还原成氮气，氮气溶解度很低，逸入大气，污水得以净化。由于反硝化细菌是异养性兼性细菌，要有充足的碳源有机物才能进行生命活动，完成反硝化过程。而经过硝化反应后，水中残留的有机物已经很低，不能满足反硝化的需要，因此传统的生物脱氮除磷工艺在缺氧工艺段前投加甲醇，以补充有机碳源。目前典型A/O工艺是把缺氧工艺段提前到好氧工艺段之前，利用原水中的有机物作为有机碳源，故称为前置反硝化流程。再通过混合液回流把硝酸盐带入缺氧工艺段；要取得满意的脱氮率，必须保证足够大的混合液回流比，一般回流比300～400%，脱氮效率在80%以上。

A/O工艺的优点：

（1）处理效果好且稳定，不但能去除含碳有机污染物，还能在好氧区内完成较彻底的硝化，在缺氧区内完成较彻底的反硝化，具有较高的生物脱氮功能。（2）A/O生物池内循环的混合液量是进水时流量的3~4倍，因此有较大的稀释均化能力，较能承受水质水量的冲击负荷。

（3）由于生物污泥污泥龄长，污泥负荷低，合成污泥在A/O池内趋于好氧稳定，污泥产量少，可暂不建污泥消化系统。

（4）采用氧转移率较高的微孔曝气系统，有效降低了动力消耗，节省了运行费用。

A/O工艺的缺点：

（1）典型A/O工艺流程长，设备台套数量多，工程投资较高。

（2）典型A/O工艺要取得满意的脱氮率，必须保证足够大的混合液回流比，动力提升能耗较高，运行费用相对较高。

（3）设备维护管理要求较高，因此对操作管理人员的专业素质要求较高，设备如得不到妥善的维护管理，系统将无法正常运转，处理效果将无法保证。（二） SBR系列生物处理工艺

SBR是Sequencing Batch Reactor的简称，我国通常称为序批式活性污泥法。1969年荷兰国立卫生工程研究所将处理医院污水的连续流氧化沟改为间歇运行，取得了令人注目的效果。从中得到启发，世界各国学者开始着手间歇式活性污泥法的研究开发。1979年美国R. Irvine等人根据试验结果首先提出SBR 工艺。

近年来，伴随着监控与测试技术的飞速发展和SBR法专用设备滗水器的研制成功，以及电动阀、气动阀、电磁阀、水位计、泥位计、自动计时器，特别是计算机自动控制系统的应用，使监控手段趋于自动化，SBR工艺的优势才充分显露出来，引起广泛重视，得以迅速推广应用。到目前为止，已有多种SBR及其改良工艺投入实际应用。其中具有代表性的改良工艺有： ICEAS、CASS、CAST、UNITANK 工艺等。

ICEAS（Intermittent Cyclic Extended Aeration System——连续进水、周期排水的循环式延时曝气系统）工艺是一种改进型的SBR工艺，不仅具有上述SBR工艺的优点，还可以按连续进水的方式运行。1986年美国环保局正式承认ICEAS工艺属于革新代用技术（I/A），在澳大利亚等西方国家ICEAS工艺已广泛应用于城市污水处理。1984年ICEAS技术的专利发明人、澳大利亚的M.C.Goronszy教授根据微生物在不同有机负荷条件下的培育速率和生物脱氮除磷机理，把生物选择器概念引入SBR工艺，开发出具有优选微生物种类的CASS （Cyclic Activated Sludge System）或CAST（Cyclic Activated Sludge Technology）工艺。

CASS工艺为SBR法中的一种，工艺简单，不设二次沉淀池，在多数情况下也不设初次沉淀池，间歇（或连续）进水，间歇排水。在单一反应池中完成进水、反应、沉淀、滗水、闲置五道工序。

与传统活性污泥工艺比较，CASS工艺具有下述工艺特点：

（1）工艺流程简单，节省投资。除了必要的预处理（如格栅、沉砂）外，CASS工艺可在一个间歇反应池内，完成生物脱氮除磷。而此过程在A/A/O工艺中要经过一系列生化反应单元才能完成。

（2）生化反应推力大，处理能力强。研究表明，CASS反应器中的活性污泥具有较高的生物活性，其微生物核糖核酸(RNA)是普通活性污泥的3～4倍。在

CASS反应器中，随着曝气进程有机物(F)逐渐减少，而生物固体(m)逐渐增加，污泥负荷(F/m)随时间减小，生化反应在时间上呈推流状态，F/m梯度也达到理想的最大，具有较强的污染物去除能力。

（3）不易发生污泥膨胀，运行效果稳定。污泥膨胀多为丝状细菌过剩繁殖，绝大多数丝状菌，如球衣菌属等都是专性的好氧菌。在CASS反应池中，进水阶段的缺氧或厌氧环境与反应阶段的好氧环境不断交替，能有效抑制专性好氧细菌的过量繁殖，因此能形成以絮凝性微生物为主体的生物絮体，不发生污泥膨胀，运行效果稳定。

（4）耐冲击负荷，操作弹性大。

（5）CASS池停曝后在理想静止状态下进行沉淀，泥水分离效果好。

（三）生化法（曝气生物滤池）

曝气生物滤池（biololgical aerated filter,简称BAF，或up-flopw bilfitration reactor,简称BIOFOR）处理污水是80年代末和90年代初兴起的污水处理工艺，该技术原适用于污水处理的深度处理，后经技术改进发展成为直接用于二级处理，主要是对有机污染物的降解处理。自80年代在欧洲建成第一座污水处理厂后，已在欧、美和日本等发达国家广为流行，目前世界上已有一百多座污水处理厂应用了这种技术。国内大连马拦河污水处理厂为第一个采用该技术污水处理厂。

※优点：

①滤池系统具有较好的抗冲击负荷能力，并受气候影响小，同样适合于北方地区。

②滤池为模块化结构-模块化结构便于污水处理厂的扩建。

③处理负荷高，占地面积小－一般为常规处理工艺面积的1/3～1/5，厂区布置紧凑，美观。

④加药量少，污泥产量少。

※缺点：

①滤料为生物滤池的核心技术，因该工艺直接用于二级生物处理，生物絮体粘结于滤料表面，堵塞滤料，导致工程处理水量减少，反冲洗频繁，操作运行管理复杂。