污水处理工艺方案的比较分析

张建强

摘 要：通过对污水处理工艺方案的介绍、分析、比较，了解了A2/O工艺，SBR工艺，氧化沟工艺的优缺点，利于污水处理厂更好选择工艺技术。

关键词：A2/O；SBR工艺；氧化沟工艺

1 工艺选择原则

1. 根据进水水质组成和浓度选择经济有效的废水和污泥流程，确保出水能符合回用水水质要求或排放的水质标准，并使污泥安全的利用和处置。

2. 处理工艺流程必须将废水处理工艺和污泥处理工艺一并考虑，统一研究。

3. 综合考虑处理厂规模，当地气候，地质，地形，人文素质，经济水平等因素。

4. 城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；

5. 要求节能并且最大限度的使处理水能回用；

6. 提高自动化的程度，为科学管理创造条件；

7. 为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；

8. 污水采用液氯消毒；

9. 提高管理水平和保证最佳运行效果；

10. 充分利用沼气能源，把沼气作为能源，节省燃料费用；

11. 查阅相关资料确定最佳方案。

2 工艺方案的比较分析

1. 最佳的污水方案应体现以下优点：

（1）保证处理效果，运行稳定；

（2）基建投资省，耗能低，运行费用低；

（3）占地面积少，泥量少，管理方便。

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺。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，小型污水厂还可以采用生物滤池，水解好氧法工艺等。对脱氮除磷有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺及其改良工艺，A/O工艺，SBR工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。

由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：如A2/O工艺及其改良工艺、A/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺。

2. 适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺

该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除，应采用二级强化处理。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐，以及国内外工程实例和丰富的经验，比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有：A2/O工艺、A/O工艺、SBR及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、A2/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。

3.方案比较

第一种方案：A2/O工艺

（1） A2/O法同步脱氮除磷工艺流程：

（2）A2/O工艺的特点

A. A2/O工艺可实现厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机结合，能同时具有去除有机物，脱氮除磷的功能，该系统是最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。

B. 在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。

C. 污泥含磷浓度高，一般为2.5%以上，具有很高的肥效。

D. 运行中勿需投药，厌氧段和缺氧段只用轻缓搅拌以不增加溶解氧浓度，故运行费用低。

（3）存在问题：

A. 除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不宜提高，特别是P/BOD值高时更是如此。

B. 脱氮效果也难于提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高。

C. 对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不易过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。

第二种方案：氧化沟工艺

（1）工艺流程：

严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。

（2）氧化沟具有以下特点：

A.工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。

B.运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。

C.能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。

D.污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。

E.可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般>80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。

F.基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。

（3）主要缺点

A.对于中大型污水厂，基建费和运行费比普通活性污泥法高，同时无法得到生物能源；

B.氧化沟沟体占地面积较大。

第三种方案：SBR工艺

SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。

SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。

SBR工艺具有以下特点：

（1）SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。

（2）处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的（尽管是处于完全混合状态中），随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。

（3）有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。

（4）污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的狀态下进行的，因此沉淀效果更好。

（5）SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准，地表水环境质量标准 （GB3838-2002）

[2]中华人民共和国国家标准，城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）