探讨污水处理方法及技术改进

2010-08-15余远平

科学之友 2010年12期

余远平

（惠州市保家环境工程有限公司，广东惠州 516000）

随着科学技术的不断完善，污水处理行业在近几十年得到了迅速的发展，出现了许多新工艺和新方法，而新工艺大多是在传统处理方法基础上的革新。污水处理厂如何适应上游不断变化的水质和逐渐严格的排放标准，确保污水处理稳定达标。这就需要深入了解相关的污水处理工艺，充分发挥潜能，并持续改进。

1 污水处理的方法

1.1 活性污泥法

活性污泥法是对城市污水及有机工业废水最有效的生物处理法。它的研究及应用已有90多年的历史，随着对活性污泥法的生物反应和净化机理的广泛研究，活性污泥法得到了很大的发展，已成为有机废水生物处理的主要方法，并针对不同的处理目标和运行方式，演变为多种工艺流程的活性污泥法。

活性污泥法是使具有净化功能的絮状比表面积大的微生物群体，根据需要在反应体系内不断循环，而且通过人为地控制剩余活性污泥排出系统外，使反应器（曝气池）内的底物（污染物质）和微生物的比值保持一定的水平，并在溶解氧存在的情况下，使底物和不同种群微生物所形成的絮体充分接触而进行微生物代谢和有机物分解的方法。

1.2 接触氧化法

生物接触氧化的早期形式为淹没式好氧滤池，即在曝气池中填充块状填料，经曝气的废水流经填料层，使填料颗粒表面长满生物膜，废水和生物膜相接触，在生物膜的作用下，废水得到净化。随着各种新型的塑料填料的制成和使用，目前这种淹没式好氧滤池已发展成为接触氧化池。接触氧化池内用鼓风或机械方法充氧，填料大多为蜂窝型硬性填料或纤维型软性填料。

生物接触氧化池的形式很多，从水流状态分为分流式和直流式。分流式普遍用于国外，废水充氧和同生物膜接触是在不同的间格内进行的，废水充氧后在池内进行单向或双向循环。这种形式能使废水在池内反复充氧，废水同生物膜接触时间长，但是耗气量较大；水穿过填料层的速度较小，冲刷力弱，易于造成填料层堵塞，尤其在处理高浓度废水时，这种情况更值得重视。直流式接触氧化池是直接从填料底部充氧的，填料内的水力冲刷依靠水流速度和气泡在池内碰撞、破碎形成的冲击力，只要水流及空气分布均匀，填料不易堵塞。这种形式的接触氧化池耗氧量小，充氧效率高，同时，在上升气流的作用下，液体出现强烈的搅拌，促进氧的溶解和生物膜的更新，也可以防止填料堵塞。目前国内大多采用直流式，与活性污泥法相比，接触氧化法有如下特点：

（1）生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。

（2）不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。

（3）由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池，因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。

（4）同高营养级的微生物存在，有机物代谢相对较多的转移为能量，合成新细胞，剩余污泥量较少。

但是也存在缺点：活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差；由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低；填料维护成本较高。

1.3 人工湿地法

人工湿地技术是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料（如砾石等）混合组成填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，并在床体表面种植具有性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物（如芦苇、香蒲等）形成一个独特的生态体系。人工湿地去除的污染物范围广泛，包括N、P、SS、有机物、微量元素、病原体等。有关研究结果表明，在进水浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85 %～95 %，COD去除率可达80 %以上，处理出水中BOD5的浓度在10 mg/L左右，SS小于20 mg/L。废水中大部分有机物作为异养微生物的有机养分，最终被转化为微生物体及 CO2、H2O。人工湿地分为三种类型：表面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地。

人工湿地污水处理系统是有效的污水处理与水资源再用相结合的方法，与传统的污水处理法相比具有以下优点：

（1）投资和运行费用低、维护管理简便。

（2）氮磷去除效果好、耐冲击负荷能力强。

（3）生态景观改善效果明显。

人工湿地处理也存在不足：主要为占地面积大，易受病虫害影响；生物和水力复杂性加大了对其处理污水机制的认识，增加设计难度；缺乏成熟详实的运行经验和资料。

2 污水处理的技术改进

污水处理工艺的灵活性在于：一方面根据不同处理方法的特点和适用范围进行取舍；另一方面可以取长补短，对工艺进行改进，在预算可行的前提下，可以将各污水处理方法有机的组合达到满意的出水水质。

2.1 以活性污泥法为基础的几种改进工艺

在普通的好氧曝气池前段加上缺氧池，通过增加泥龄和好氧池出水回流到缺氧池的手段，为硝化和反硝化细菌创造生长环境。可以达到脱氮的效果，即“A/O法”。在缺氧池前端增加厌氧段，为聚磷菌提供生长环境，可以达到除磷的作用，即“A2/O法”。在好氧曝气池里投加生物填料，菌胶团附着在填料上生长，提高单位容积的活性污泥量，既可以耐受较高的冲击负荷，又可以有效地预防污泥膨胀现象，即“曝气＋填料”工艺。将以上两种处理方法结合，则可以组成浮动生化床工艺。

2.2 以接触氧化法为核心的几种工艺

“厌氧反应器＋接触氧化池工艺”，充分利用了厌氧反应器适应高浓度污水的特点。经过组合，在不同的污水处理单元里培养不同的优势菌种，可以高效地处理高浓度的工业污水。这种工艺已经广泛地应用于食品工业。对于污水波动大或者对出水水质要求苛刻的企业，可以在厌氧反应器前端增加调节池，对进水水质水量进行调节；对于出水标准要求严格的地区，在工艺后端可以增加生物滤池，进一步改善出水效果。即“调节池＋厌氧反应器＋接触氧化池＋接触沉淀池”工艺，如沈阳燕京啤酒厂污水处理站，在进水COD2500 mg/L的情况下，通过“厌氧反应器＋接触氧化池”工艺处理，出水COD能够稳定在70 mg/L左右。

2.3 以人工湿地为基础的工艺组合

“活性污泥法＋人工湿地”工艺，通过前期活性污泥法的预处理和后期的生态湿地，可以获得较好的污水处理效果。达到较高的污水排放标准。污水水质水量波动大的地区，向曝气池里投加填料，就改进成“浮动生化床＋人工湿地”工艺。前端如果增加水解酸化池，又可以变成“水解酸化＋浮动生化床＋人工湿地”，大大地提高了处理污水的能力和灵活性。很多污水厂站实际运行经验表明，工业废水存在不确定性，实际进水水质指标往往高于设计值，而且波动大，生产容易受到冲击。同时，国家对污水厂排放标准逐渐严格，也对污水厂的运行水平提出更高的要求。