对我国常用污水处理工艺研究

2017-04-06

福建质量管理 2017年12期

关键词：滤料活性污泥生物膜

(西安工业大学建筑工程学院陕西西安 710021)

对我国常用污水处理工艺研究

郭强

(西安工业大学建筑工程学院陕西西安710021)

本文主要对我国常用污水处理工艺(活性污泥法和生物膜法)的各种变形工艺进行了分析，阐明了各种工艺的原理及优缺点。同时也介绍一种目前污水处理厂升级改造常选工艺—移动床生物膜污水处理工艺，为其他污水处理厂升级改造提供方案。

污水处理；工艺；活性污泥法；生物膜法

一、活性污泥法

现阶段，好氧生物处理法被广泛应用于城市污水处理厂工艺选择中，形成以AO、A2O、倒置A2O以及氧化沟工艺等工艺占据核心地位，该方法具有工艺相对比较成熟，对溶解态有机污染物的去除效率较高，运行成本低，但前期投资大，占地面积多，磷和氮去除率较低。

(一)AO工艺。AO工艺，又称厌氧好氧工艺，是在传统活性污泥法的基础上发展起来的，主要作用是去除污水中有机物，还兼去除氮、磷等污染物的功能，其中在厌氧池主要进行生物脱氮除磷，好氧池作用是去除污水中有机物。在工艺日常运行控制中要求厌氧池中溶解氧浓度小于0.2mg/L，好氧池中溶解氧浓度维持在2～4mg/L之间。该工艺具有流程简单，运行费用低等优点，常常应用于大型活性污泥法污水厂，但对于氮磷去除效果有限。

(二)A2O工艺。A2O工艺，又称厌氧缺氧好氧工艺。该工艺是在AO工艺基础上研发而来的，该工艺具同步生物脱氮除磷效果。厌氧池中发生释磷作用，缺氧池的作用主要进行反硝化作用，好氧池中进行过量吸磷及硝化，以实现生物同步脱氮除磷效果。从碳源方面而言，该工艺除磷效果常优于脱氮效果。该工艺被广泛应用于对脱氮除磷具有排放要求的大中型城市生活污水处理厂中。较其他具有同步脱氧除磷的污水处理工艺而言，该工艺流程相对较简单，总水力停留时间小。其主要缺点就是对污水厂运行控制问题，氮和磷无法同时达到高效同步去除，这就需要熟悉工况的技术人员。该工艺对各污染物处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%～95%，总氮为70%以上，总磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂[1]。

(三)倒置A2O工艺。倒置A2O工艺，又称缺氧厌氧好氧工艺。该工艺是将正置A2O工艺的厌氧池和缺氧池进行对调，以减少回流污泥中所携带硝态氮对厌氧池中聚磷菌释磷影响。由于污水首先进入缺氧池，反硝化细菌对碳源选择较聚磷菌广泛，该工艺通常脱氮效果优先于除磷效果。同时聚磷菌在厌氧池中进行充分释磷后，由于饥饿效应作用，随之进入好氧池后才能更好发挥吸磷作用。

(四)氧化沟。氧化沟工艺属于活性污泥法一种变形工艺，池体型状通常建造成封闭的沟渠型。在沟槽首段安装表面曝气设备，一方面为混合液提供氧气，另推动混合液以一定流速向前流动。从流态方面而言，介于推流式和完全混合式之间，独特水流状态有利于微生物的凝聚作用。该工艺的对水温水质水量的变化适应性较强。由于剩余污泥多数已经达到稳定状态，因此无需进行消化，减小了污水厂运行费用及基建成本。但考虑到不设初沉池，进入氧化沟污水悬浮固体含量较高。表面曝气设备的充氧效率稍低，电能耗稍高；

二、生物膜法

所谓生物膜法就是以一些细小滤料作为微生物附着生长的载体，载体为微生物的生长附着提供良好的环境条件，大量微生物附着在载体上形成一层薄的膜状生物污泥—生物膜，当废水与生物膜进行充分接触后，好氧微生物会以废水中有机物作为微生物营养物质，经过一系列生物作用，从而对污水进行净化[2]。生物膜法主要包括生物滤池，生物转盘，生物接触氧化设备和生物流化床等。

(一)生物滤池。生物滤池就是在滤池内充满填料，通过曝气利用微生物氧化分解作用，利用滤料的截留作用以及微生物吸附作用，对废水中的有机污染物进行吸附和降解，从而废水得到净化。采用该工艺进行处理后的出水水质效果较好，运行时抗水力冲击的能力较强，耐低温；生物膜易挂膜，启动时间短。但是需要严格控制滤料的填充率和滤料的选择等一系列问题，当工艺运行参数控制不当时滤料会随出水或在反冲洗水条件下，滤料会出现流失状况；

(二)生物转盘。生物转盘就是以一系列可以转动的塑料圆盘来取代固定的滤料，盘片通过机械传动，使盘片交替进出水面。该工艺能耗低，生物转盘工艺通过空气的复氧对污水中有机物的好氧分解，因此氧化槽无需进行曝气；微生物浓度高，这就使得生物转盘效率高，同时对BOD浓度和水质变化的适应性强。生物膜上微生物的食物链长，产生污泥量少；同时也存在生物转盘的挂膜受温度的影响，处理的水量较小，适用于小规模的污水处理厂

(三)生物接触氧化工艺。生物接触氧化工艺又称“淹没式生物滤池”，该工艺核心就是在反应池内充填填料，将曝气后的污水以一定流速浸没填料，此刻填料上布满生物膜，当污水与生物膜进行充分接触后，在微生物的新陈代谢作用下，去除污水中有机物。该工艺具有抗冲击负荷能力强，生物膜中微生物种类类型多，活性生物的微生物数量多，不会产生污泥膨胀等一系列问题。但也存在反应池中曝气不均匀问题，同时产水率也较低等一系列问题

(四)生物流化床。生物流化床工艺就是以砂，焦炭或活性炭等密度大于1细小惰性材料为生物膜载体[3]，充氧的废水自下向上流过滤床使得载体层呈现流动状态，加大生物膜表面积与废水和氧的接触，提高处理效率。目前，国内外实验研究表明，生物流化床用于污水处理具有BOD—容积负荷高，处理效果好，占地面积少等优点，而且适当运行还可取得脱氮效果。

三、污水处理厂常用升级改造工艺—移动床生物膜污水处理工艺(MBBR)

为了满足《城镇污水处理厂污水排放标准》，我国大多数污水处理厂都面临着出水水质指标待提高的问题，反应池池容不足的问题。移动床生物膜污水处理工艺就在此条件下应运而生，该污水处理工艺兼具活性污泥工艺和生物膜工艺两者的优点，其工艺原理[4]就是通过向反应池内投加比重接近于水的一定数量悬浮载体，通过提高反应池中微生物的种类和数量来提高污水处理效率。该工艺具有维护简单，由于采用悬浮填料，相比固定式填料而言，维护比较方便，同时悬浮式填料之间的相互摩擦也有利于提高溶解氧利用率。适合于污水处理厂扩容[4]，通过调整反应池中悬浮填料的填充率，提高反应池中混合液悬浮固体数量来弥补反应池池容不足问题，从而来提高氮磷处理效果。可应用于各种活性污泥工艺改造中，具有极强适用性。