常见污水处理法及消毒、除磷工艺设计

海兆和，李泽宣，刘 岩

（河北农业大学，河北沧州 061100）

1 常见污水处理法

目前的污水处理技术主要有活性污泥法（包括氧化沟、A2/O、SBR等）、生物膜的方法（包括由生物接触氧化、生物过滤器等），其特征各不相同。

1.1 活性污泥法

活性污泥法是最为常见的污水处理工艺，包括氧化沟、A2/O、SBR系列等。

1.1.1 氧化沟系列

氧化沟的工艺就是将水槽沟渠的首和尾互相连接，水槽沟渠内的污水会通过曝气而进行氧化反应，这也是活性污泥处理技术的变形与进化产物。该工艺BOD5去除率可达97%，结构较简单、处理的效果也更是令人满意。通道氧化过程也就是氧化沟工艺包括四个优化阶段：第一阶段包括间歇曝气和沉淀；第二种是立式曝气器的使用，包括硝化和反硝化反应；第三，消除磷；再到第四阶段，该工艺进一步进化，加入二沉池，和氧化沟形成一体化工艺，可以更有效和更经常地处理废水，并减少处理厂的人员成本。

1.1.2 A2/O系列

A2/O工艺，又称 A-A-O 工艺，是一种同时可以脱氮除磷的污水处理工艺。A2/O生物池分为三个独立的区：厌氧、缺氧、好氧，由于环境条件各不相同，在不同微生物种类菌群的综合搭配条件下，能够让污染物的处理效率大大提高，稳定性大大增加。且在厌氧—缺氧—好氧交替运行条件下，丝状菌繁殖困难，鲜少发生污泥膨胀现象。池中好氧区的供氧可选择鼓风曝气、表面曝气两种方式。此工艺缺点是污泥回流量大，能源消耗量不仅高，设备和运行成本会很高，对运行管理的要求也会很高。

1.1.3 SBR系列

SBR工艺又称序批式活性污泥法，而它的最大特点就是能够运用间歇曝气的方式来完成整个过程。该工艺序批过程按顺序分为进水、曝气反应、沉淀、排水、闲置待机五个工序，五个工序在同一容器中进行。序批时间根据进水浓度和设计负荷不同而有所差异。

SBR工艺优点较多，最大的特点是集中所有反应、沉淀工序于同一反应器中进行，由于抛去了很多的结构和设施，因此就能够节省土地，也就减少了对基础设施的投资。

（1）传统SBR工艺

反应发生在同一个容器中。该工艺步骤包括先在同一容器中注入水分，然而进入同一容器，然后形成厌氧—缺氧—停止进水—曝气充氧—脱氮除磷—沉淀—出水的一个过程。缺点是结构总容积利用率低，一般低于50%，仅适用于较低的废水体积。

（2）CAST工艺

CAST工艺是在传统SBR工艺和ICEAS工艺基础上优化的一项新技术。对于每一组CAST系统，通常有四种工艺：加水、反应、沉淀、闲置和出水。在四个池子中轮流运转工作。预反应区通常位于每个池子的前端，部分污泥回流回该区域。该技术优点是，具有很强的抗冲击负荷、适应水质变化的能力，处理的效果也相对明显。缺点是每座池子都应该配备沉淀的滗水器和曝气的设备、控制系统，不仅将水断断续续地带走，从而增加水头损失，而且报废率越高，利用率很低。另外要求自动化程度较高。

（3）Unitank工艺

Unitank工艺比较先进，它同时拥有SBR和传统活性污泥法两种技术的优点恒定水位，能够连续运行，占用面积也非常小，系统运行灵活方便。

（4）CASS工艺

CASS工艺就是周期循环活性污泥法，在SBR的基础上，通过在池内进水一端增加生物选择器，从而实现了连续进水，间歇排水。

CASS反应池分为生物选择区（预反应区）和主反应区两部分。预反应区在反应池前端，池内微生物经过酶的快速转移机理，污水中大部分可溶性有机物被迅速吸附，在高负荷的机制快速累积过程中，进水中的水质、水量、pH和有毒物质被缓冲，同时丝状菌的成长会遭到有效的抑制。主反应区在反应池后端，在该反应区内，污水中的污染物经历一个负荷较低的基质降解过程。CASS工艺特点是将反应、沉淀、排水、功能四者融为一体，去除污染物效果明显，同时具有较好的脱氮除磷效果[1]。

1.2 生物膜法

生物膜法也是废水处理的常用方法，一般适用于比较中小型污水处理厂；主要有旋转生物圆盘法、生物接触氧化法、生物滤池法等。

1.2.1 生物转盘法

通常所说的生物转盘是由接触反应单元、驱动装置、圆盘、旋转轴等组成的生物反应器。微生物形成附着在圆盘外表面的生物膜，旋转轴下约45%的圆盘表面被淹没在废水中。在工作过程中，圆盘上的生物膜与大气和废水交替接触，而生物圆盘不断旋转，形成厌氧、缺氧和好氧的交替环境。

生物转盘的特点是①有气味产生，对环境有一定影响；②能源消耗低，管理便利；③净化效果好，并且不会发生堵塞的现象；④面积占用较大等。

1.2.2 生物接触氧化法

生物接触氧化法（浸没式曝气生物池）是目前主要的废水处理工艺之一，它目前正被广泛应用在对有机工业废水的生物处理方面和小型生活污水的处理方面，是在生物滤池的基础上一步步地慢慢发展演变而来的[2]。

生物接触氧化法是将合成纤维、沸石、焦炭等填料放入池中，让其被废水浸没，并在底部曝气氧化。生物膜从填料中分离出来后，随水流进入二沉池，来达到净化废水，改善水质的目的。

1.2.3 生物滤池法

在生物过滤器中，有一层过滤材料，由下承载层和上承载层组成。有孔隙的容器壁有利于过滤材料内部的通风，使生物膜外的微生物通过填充层的自然通风获得溶解氧，从而处于好氧状态。过滤器表面的废水在供水系统中均匀分布。根据处理污水量采用间歇式固定式布水的普通生物滤池（小）或采用连续旋转式布水的高负荷生物滤池（大）。污水在填料表面滑落，由上而下，经过微生物转化后得以进化[3]。

2 消毒、除磷工艺设计

2.1 深度处理技术

深度处理技术的工艺流程，有多种工艺和组合方式，如：活性炭吸附、混凝沉淀、离子交换、过滤、反渗透、臭氧氧化、电渗析等。具体选择何种工艺应参考实际，根据进水水质情况、出水水质要求、出水具体用途决定。

2.2 污水消毒方案

目前来说，我国污水处理厂出水消毒方式较多，主要以液氮消毒、二氯化氮消毒和紫外线消毒为主，由于液氮运输、储存危险性较大，因此很多污水消毒方案只运用二氯化氮消毒、紫外线消毒两种方案

2.3 除磷工艺方案

废水处理厂中磷的绝大多数去除过程基本上是生物的，并辅以化学过程。磷的化学去除是一种化学沉淀，通过这种沉淀，试剂和可溶性磷酸盐结合形成不溶性磷酸盐沉积物，从而去除污水中固体就可去除污水中的磷。化学除磷工艺选用的药剂主要有铝盐、铁盐和石灰等。铝盐主要是硫酸铝和合氯化铝。硫酸铝被广泛使用，但它产生的污泥浓度和脱水性能相对较低，对后续的生物系统也许会产生较坏的影响；碱式氯化铝溶解性比较好，配制简单，且絮凝体的密度较大，形成迅速，很快沉降；铁盐缺点是如果固液分离效果不好，出水会带有一定的红色；石灰通常使用在初沉池和二级处理中，在此工艺中，与其他的传统的污水磷的处理方式相比较而言，节省的成本还不够。

3 结语

随着我国城市化进程和工业生产行业的不断进步，我们的生产力也在不断的提高，然而在不断提高的同时，环境污染也在进一步威胁我们。其中污水排放就是其中一个重大问题之一。污水的不规范排放会直接影响到人体健康，所以治理污水排放是很关键的一个环节，因此，对污水除磷的工艺设计研究从来都不会过时，并且一直在路上。