环境工程毕业论文

精选文库中国城市污水处理工艺及应用 摘 要本文介绍中国水污染及处理现状分析，国内外常用以及新兴的污水处理工艺，部分工艺的应用实例。我过城市污水处理厂的发展趋势：具有脱氮除磷功能的污水处理工艺仍是今后发展的重点；高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺是今后污水处理厂的首选工艺；对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究；对产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺的研究。关键词：水污染 污水处理工艺 脱氮除磷 污水处理厂China Urban Sewage Treatment Technology and ApplicationAbstractThis article describes the current situation of water pollution and treatment, domestic and foreign common and emerging wastewater treatment process, part of the process of application examples. Urban sewage treatment plant trends: a function of nitrogen and phosphorus removal wastewater treatment process is still the focus of future development; high efficiency, low investment, low operating cost, mature and reliable sewage treatment process is the future technology of choice for wastewater treatment plant; Applicable to small-town sewage treatment plant in the research process; on the production of less sludge and sewage sludge treatment process to stabilize the research.Key words: water pollution, sewage treatment process, nitrogen and phosphorus removal, sewage treatment plant 目 录前言4一、国内水污染及其处理现状分析51.1 水污染现状分析51.2 污水处理现状分析5二、污水处理工艺及其应用62.1 AB法处理工艺6 2.1.1工艺简介6 2.1.2工艺原理72.1.3应用实例82.2 SBR法处理工8 2.2.1工艺简介8 2.2.2 SBR处理工艺基本流程8 2.2.3 SBR工艺主要性能特点9 2.2.4 SBR衍生的新工艺9 2.2.5 应用实例112.3 氧化沟处理工艺11 2.3.1 Carrousel 氧化沟11 2.3.2 Orbal 氧化沟12 2.3.3 交替工作式氧化沟12 2.3.4 一体化氧化沟污水处理工艺12 2.3.5 应用实例132.4 A2/O处理工艺13 2.4.1 工艺简介13 2.4.2 A2/O法同步脱氮除磷工艺原理14 2.4.3 应用实例142.5 BAF处理工艺15 2.5.1 工艺简介15 2.5.2 工艺流程特点 152.6 污水处理新工艺-A/O+生物硅藻固化处理工艺15 2.6.1 工艺简介15 2.6.2 工艺原理特点16 2.6.3 工艺应用实例172.7 国外污水处理工艺-OCO工艺17 2.7.1 OCO工艺简介17 2.7.2 工艺原理17 2.7.3 OCO工艺主要特点18三、我国城市污水处理厂工艺的发展趋势19四、结论21致谢词22参考文献23 前 言近年来，随着国家和各级政府对城镇污水处理问题的高度重视，城市污水处理设施建设不断加快，特别是进入21世纪以来，国家采取多种措施，积极鼓励加强污水处理节能减排基础设施的建设，使我国城市污水处理事业得到了前所未有的发展，城镇污水处理能力也有了大幅度的增长，技术手段、处理水平也得到进一步提升。住建部发布关于全国城镇污水处理设施2010年第四季度建设和运行情况的通报，通报显示，截至2010年底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂2832座，污水处理能力达到1.25亿立方米/日，较2009年底增加处理能力约1900万立方米/日，超额完成国务院部署的理“2010年新增污水处理能力1500万立方米/日”的目标。目前，全国正在建设的城镇污水处项目达1600个，总设计能力约3900万立方米/日。从全国范围来看，不断恶化的水环境和极其脆弱的水环境生态系统，使我们充分认识到目前我国在水污染控制与治理方面依然任重道远。要真正实现我国水环境质量的全面改善，控制污染物的排放和实施污水达标处理是目前最根本的手段和措施。由于国家有关城镇污水处理厂污染物排放标准的提高，城镇污水处理厂的出水水质标准将得以改善，从而推动污水处理技术与再生水利用技术的发展和进步。依托国家科技攻关项目和其他水污染控制与治理科技专项活动的开展，我国在污水处理技术方面已经取得了长足的进步，与国外先进国家相比，一些工程应用实例所展现的工艺技术水平已处于国际先进行列。但是我国地域辽阔，地区经济发展不平衡，地理位置、自然环境条件差异较大，迫切需要积极开发和探索适用于我国不同地区、不同条件的先进的污水处理新技术、新工艺、新设备.一、国内水污染及其处理现状分析1.1水污染现状分析我国是一个水资源短缺、水灾频繁的国家，水资源总量居世界第六位，人均占有量只有2220m3，约为世界人均水量的1/4，在世界排第110位，己被联合国列为13个贫水国家之一。每年约有1/3的工业废水和90%以上的生活污水未经处理就排入水域，全国有监测的1200多条河流中，目前850多条受到污染，90%以上的城市水域也遭到污染，致使许多河段鱼虾绝迹，符合国家一级和二级水质标准的河流仅占32. 2%。污染正由浅层向深层发展，地下水和近海域海水也正在受到污染，我们能够饮用和使用的水正在减少。据环境部门监测，全国城镇每天至少有1亿吨污水未经处理直接排入水体。全国七大水系中一半以上河段水质受到污染，全国1/3的水体不适于鱼类生存，1/4的水体不适于灌溉，90%的城市水域污染严重，50%的城镇水资源不符合饮用水标准，40%的水资源己不能饮用。多年来，我国水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由于污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产，农业减产甚至绝收，而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失，严重威肋了社会的可持续发展，威胁了人类的生存。我国七大水系的污染程度大小进行排序，其结果为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、长江。综合考虑我国地表水资源质量现状，符合地而水环境质量标准的工、II类标准只占32. 2%，符合III类标准的占28. 9%，属于IV、V类标准的占38. 9%，如果将III类标准也作为污染统计，则我国河流长度有67. 8%被污染，约占监测河流长度的2/3。可见我国地表水资源非常严重，地下水资源污染也不容乐观。1.2污水处理现状分析污水处理是经济发展和水资源保护不可或缺的组成部分。污水处理在发达国家己有较成熟的经验。如。英国、德国、芬兰、荷兰等欧洲国家均己投资对因工业革命和经济发展带来的水污染进行治理;日本、新加坡、美国、澳大利亚等国家也对污水处理给予了较大的投资，特别是新加坡并没有走先污染后治理的道路，而是采取经济与环境协调发展的政策。国外对污水的处理主要是通过建造污水处理厂。实践证明建造污水处理厂是解决水污染的一条有效途径。美国平均每1万人拥有一座污水处理厂;瑞典和法国每5000人有一座污水处理厂;英国和德国每7000、8000人拥有一座污水处理厂。国外城市都在为污水处理普及率达到100%而努力，将推广低能耗高性能的污水处理工艺技术，提高水处理排放的标准，完善污水处理的有关政策，多功能的污水处理技术更为流行。我国的城市污水量正以每年6. 5%的速度增大，然而由于资金、能源等方而原因的制约，城市污水处理率很低，我国在建国初期只有几个过去有国外租界留下来的城市污水处理厂，日处理量还不过万吨;解放后，城市污水处理厂有了较大的发展，截至2010年底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂2832座，污水处理能力达到1.25亿立方米/日，较2009年底增加处理能力约1900万立方米/日，超额完成国务院部署的理“2010年新增污水处理能力1500万立方米/日”的目标。目前，全国正在建设的城镇污水处项目达1600个，总设计能力约3900万立方米/日。二、污水处理工艺及其应用 我国20世纪80年代及其以前建设的污水处理厂，由于当时没有对出水氮磷含量的要求，生物处理工艺主要采用传统活性污泥工艺及其改良工艺，其主要功能是大幅度去除污水中呈胶体态和溶解态的有机污染物，使经处理的污水BOD达到排放标准，而对污水中氮磷的去除率非常低。同时，水体富营养化问题在我国已日益严重，为适应国家对氮磷的排放要求，保护水环境，一些采用传统活性污泥处理工艺的污水厂已对现有工艺进行改造，增设了除磷脱氮功能。 2.1 AB法处理工艺2.1.1工艺简介AB法是吸附生物降解法(Adsorption Bio-degradation)的简称，是联邦德国亚深大学B.Bohnke教授于20世纪70年代中期在传统两段活性污泥法(Z-A法)和高负荷活性污泥法基础上开发的一种新工艺，属超高负荷活性污泥法，在技术上有突破。AB工艺是一种新型的活性污泥法，具有一定的特色，对BOD , COD , SS ,氮磷的去除率高于常规活性污泥法，且可节省基建投资约20%、能耗15%左右。其突出的优点是A段负荷高，抗冲击负荷能力很强，对PH和有毒物质的影响具有很大的缓冲作用，并能破坏络合化学污染物而去除COD和BOD，特别适合处理浓度高、水质水量变化较大的污水如纸浆厂、造纸厂、食品加工厂和印染等工业废水。另外，A段和B段可以分期建设，适合经济水平不高的中小城市。2.1.2工艺原理 AB法工艺的工作原理主要是充分利用微生物种群的特征，为其创造适宜的环境，使不同的生物群得到良好的繁殖、生长，通过生物化学作用净化污水。在工艺流程上分A、B两段处理系统，其中A断由A段曝气池与沉淀池构成，B段由B段曝气池与二沉池构成。两段分别设污泥回流系统，A段的负荷高，B段的负荷低，污水先进入高负荷的A段，然后再进入低负荷的B段，两段串流程如下图：A段曝气池中间沉淀池沉淀池格栅进水回流消毒B段曝气池二次沉淀出水回流图2-1 AB工艺流程图从工艺流程图中可见，AB法工艺中的A-B两段需严格分开，污泥系统各段独立循环，两段串联运行。因此，可以将AB法看成是一种改进的两段生物处理技术。AB法工艺中的A段位高负荷，环境下工作的生物吸附段，利用活性污泥的吸附、絮凝能力将污水中有机物吸附于活性污泥上，进而将其部分降解，产生的大量生物污泥在随后设置的A段沉淀池中进行泥、水分离，大部分有机物质以剩余污泥方式被排出。在A段系统中，其污泥同时具有吸附、絮凝、分解和沉淀等作用，以较低能耗同时可除去50%60%的有机物。A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，这在一定程度上给污泥的处理和处置带来一定的困难，而B段为低负荷段，经A段处理后残留于污水中的有机物在该段将机械被氧化甚至硝化，以保证较高的运行稳定性和污水处理效率。A段和B段中的活性污泥，各自由A段沉淀池和B段沉淀池中分别回流。这种流程布置方式有利于利用原污水中的活性微生物，有利于在A段和B段生物处理池中保持各自的优势微生物种群，并及时以剩余污泥方式排出已截留的有机质，从而减少系统中氧的消耗。AB法工艺中的A段，可根据原污水水质等情况的变化而采用好氧或缺氧的运行方式。2.1.3应用实例深圳市罗芳污水处理厂成立于1998年6月28日，该厂占地面积14.53公顷，服务区域为罗湖区东部约16.25平方公里，服务人口65万。一期工程处理规模10万吨/日，于1998年6月28日投入运行；二期工程处理规模25万吨/日，于2001年12月28日投入运行。总处理规模为35万吨/日。罗芳污水处理厂进水包括生活、商业和工业污水，其中大部分为生活污水，经过处理后的污水其各项指标均达到国家一级排放标准，使得罗湖区东部的环境质量得到很好的改善。罗芳污水处理厂一、二期工程均由中国市政工程西南设计院设计，一期工程处理工艺采用法二级处理工艺，其中段为生物AAO脱氮除磷工艺；二期工程工艺采用厌氧池型氧化沟；污泥处理工艺为机械浓缩和离心脱水，脱水后的污泥运送至垃圾填埋厂进行卫生填埋。2.2 SBR法处理工艺2.2.1 工艺简介SBR法是间歇式活性污泥法的简称，它是一项既古老又年轻的污水处理技术.世界上第一个间歇式运转的工艺是英国工程师Sim Thomas Wardle于1898年发现,1914年在英国的Salford市污水处理得到实际应用，后来由于该工艺运行方式操作烦琐，空气扩散装置容易堵塞以及汰识方面的问题，没有得到推广.近年来，由于电子工业发展，污水处理厂的整个系统做到了自控运行，为活性污泥法的间歇式运行在技术上创造了条件。1979年以来，在美国、德国、日本、澳大利亚和加拿大等工业发达国家的污水处理领与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。 2.2.2 SBR处理工艺基本流程 SBR工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。SBR工艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下5个阶段：进水期；反应期；沉淀期；排水排泥期；闲置期。SBR的运行工况以间歇操作为特征。其中自进水、反应、沉淀、排水排泥至闲置期结束为一个运行周期。在一个运行周期中，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。 2.2.3 SBR 工艺的主要性能特点 SBR作为废水处理方法具有下述主要特点：在空间上完全混合，时间上完全推流式，反应速度高，为获得同样的处理效率SBR法的反应池理论明显小于连续式的体积，且池越多，SBR的总体积越小。工艺流程简单，构筑物少，占地省，造价低，设备费。运行管理费用低。静止沉淀，分离效果好，出水水质高。运行方式灵活，可生成多种工艺路线。同一反应器仅通过改变运行工艺参数就可以处理不同性质的废水。由于进水结束后，原水与反应器隔离，进水水质水量的变化对反应器不再有任何影响，因此工艺的耐冲击负荷能力高。间歇进水、排放以及每次进水只占反应器的2/3右，其稀释作用进一步提高了工艺对进水冲击负荷的耐受能力。另一方面，SBR法能够有效地控制丝状菌的过量繁殖，这一特性是由缺氧好氧并存、反应中底物浓度较大、泥龄短、比增长速率大决定的。 2.2.4 SBR衍生的新工艺传统或经典的SBR工艺形式在工程中存在一定的局限性。譬如，若进水流量大，则需调节反应系统，从而增大投资；而对出水水质有特殊要求，如脱除磷等，则还需对工艺进行适当改进。因而在工程应用实践中，SBR传统工艺逐渐产生了各种新的变型，以下分别介绍几种主要的形式。2.2.4.1 ICEAS工艺ICEAS（Intermittent Cyclic Extended AeratlonSystem）工艺的全称为间歇循环延时 曝气 活性污泥工艺。它于20世纪80年代初在澳大利亚兴起，是变形的SBR工艺。ICEAS与传统的SBR相比，最大的特点是：在反应器的进水端增加了一个预反应区，运行方式为连续进水（沉淀期和排水期仍保持进水），间歇排水，没有明显的反应阶段和闲置阶段。这种系统在处理市政污水和工业废水方面比传统的SBR系统费用更省、管理更方便。但是由于进水贯穿于整个运行周期的每个阶段，沉淀期进水在主反应区底部造成水力紊动而影响泥水分离时间，因而，进水量受到了一定限制。通常水力停留时间较长。2.2.4.2 CASS（CAST，CASP）工艺CASS（Cyclic Actiavated Sludge System）或 CAST（-Technology）或CASP（-Process）工艺是一种循环式活性污泥法。该工艺的前身为ICEAS工艺，由Goronszy开发并在美国和加拿大获得专利。与ICEAS工艺相比，预反应区容积较小，是设计更加优化合理的生物反应器。该工艺将主反应区中部分剩余污泥回流至选择器中，在运作方式上沉淀阶段不进水，使排水的稳定性得到保障。CASS艺适用于含有较多工业废水的城市污水及要求脱氮除磷的处理。2.2.4.3 IDEA工艺间歇排水延时 曝气 工艺（IDEA）基本保持了CAST艺的优点，运行方式采用连续进水、间歇 曝气 、周期排水的形式。与CAST相比，预反应区（生物选择器）改为与SBR主体构筑物分立的预混合池，部分剩余污泥回流入预混合池，且采用反应器中部进水。预混合池的设立可以使污水在高絮体负荷下有较长的停留时间，保证高絮凝性细菌的选择。2.2.4.4 DAT-IAT工艺DATIAT艺是利用单SBR池实现连续运行的新型工艺，介于传统活性污泥法与典型的SBR工艺之间，既有传统活性污泥法的连续性和高效性，又具有SBR的法灵活性，适用于水质水量大的情况。DAT-IAT工艺主体构筑物由需氧池（DAT）和间歇 曝气 池（IAT）组成，一般情况下DAT连续进水，连续 曝气 ，其出水进入IAT，在此可完成 曝气 、沉淀。浇水和排出剩余污泥工序，是SBR的又一变型。2.2.4.5 UNITANK工艺典型的UNITANK系统，其主体为三格池结构，三池之间为连通形式，每池设有 曝气 系统，既可采用鼓风 曝气 ，也可采用机械表面 曝气 ，并配有搅拌，外侧两池设出水堰以及污泥排放装置，两池交替作为 曝气 和沉淀池，污水可进人三池中的任何一个。在一个周期内，原水连续不断进人反应器，通过时间和空间的控制，形成好氧、厌氧或缺氧的状态。UNITANK系统除保持原有的自控以外，还具有海滗水、池子结构简单，出水稳定，不需回流等特点，而通过进水点的变化可达到回流和脱氮、磷等目的。2.2.5 应用实例昆明市利用澳大利亚政府贷款建设第三污水处理厂的设计规模为旱季平均15万m3/d，旱季高峰20万m3/d，雨季高峰30万m3/d。总投资1.3亿元左右。经技术交流和商务谈判，确定采用ICEAS工艺。该工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和钟式沉淀池。生物处理核心是ICEAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及去除悬浮物等功能均在该池内完成，出水即可达标排放。经预处理的污水连续不断的进入反应池前部的预反应区，在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低速进入主反应区。2.3氧化沟处理工艺氧化沟法本工艺50年代初期由荷兰工程师帕斯维尔（Passver）发明的一种新型活性污泥法。因其构造简单,易于管理,很快得到推广,且不断创新,有发展前景和竞争力,当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式,比较有代表性的有: 2.3.1 Carrousel氧化沟Carrousel型氧化沟的污水处理工艺流程格栅曝气沉砂池氧化沟二沉池接触消毒池污泥泵房浓缩池储泥池脱水间剩余污泥污泥回流栅渣砂水分离泥饼外运城市污水出水厌氧池图2-2 Carrousel型氧化沟处理工艺流程图Carrousel氧化沟是荷兰DHV公司于20世纪60年代末研究开发的，是一种多沟串联系统。Carrousel氧化沟应用广泛，其规模小至20m3/d,大至1140000m3/d，目前全世界已有500多座Carrousel氧化沟。Carrousel氧化沟对BOD5的去除率高达95%99%，脱氮率为90%，磷的去除率为50%。Carrousel氧化沟虽然通常使用延时曝气法，但不限定任何特定的污泥负荷，也可按其他活性污泥法运行。可考虑去除BOD5进行设计，也可按硝化要求设计或完全脱氮处理设计。但仅去除BOD5时，设计泥龄为58天，按硝化处理设计时，设计泥龄为1020天，当要求出水BOD5值低时，并达到完全硝化和污泥稳定是，设计泥龄取30天。若要考虑除磷时，可在氧化沟前增设厌氧池。在传统的Carrousel氧化沟的基础上，加以改进后，氧化沟具有除磷脱氮的功能。2.3.2 Orbal氧化沟Orbal氧化沟是美国Envirex公司的专有技术。Orbal氧化沟是由若干个同心渠道组成的多渠道氧化沟系统，渠道为圆形或椭圆形。一般渠道数为23条，分别为内沟、外沟、中沟。渠道的截面可以相同也可以不相同，一般外沟截面大于内沟截面。三条串联的渠道形成溶解氧浓度梯度。外沟中溶解氧浓度一般接近零，中沟一般为0.151.5mg/l,内沟一般为1.53.0mg/l。在第1渠道内提供全部溶解氧的70%。污水首先进入第1渠道，因此第1渠道的氧吸受率很高，硝化和反硝化都在第1渠道内进行。硝化的程度取决于第1渠道的供氧量。在第1渠道内保持缺氧状态，也使微生物可释放磷。第2渠道和第3渠道DO保持较高的水平以达到除磷的目的。2.3.3 交替工作式氧化沟交替工作式氧化沟由丹麦Krager公司发明，可分为双沟交替（D）型和三沟交替（T）型。双沟交替工作氧化沟脱氮系统由两个互相串联的氧化沟和一个沉淀池组成。通过改变进水、出水顺序和曝气转刷转速使两沟交替在缺氧、好氧条件下运行。T型三沟式氧化沟有三个独立的氧化沟互相串联组成，通过改变其进出水模式的转刷方，维持其好氧和缺氧运行条件。3.3.4 一体化氧化沟污水处理工艺一体化氧化沟是一种采用曝气与沉淀合建的形式，是美国于80年代初至今一直开发研究的一种新型污水处理系统，即将船形二沉池设置于氧化沟内。一体化氧化沟设计的关键在于沉淀船的设计，其形式应该能够充分利用水力学原理及沟内的水流作用，保证船内压力大于船外压力，积泥斗的水流方向应自上而下，这样才能使进入沉淀船中的活性污泥沉淀后从船底集泥斗顺利流回沟内被带走。氧化沟与传统的活性污泥相比，它具有以下特点：从氧化沟的水流特性来看，既有完全混合的特点，又有推流的特点，一方面，污水一进入氧化沟，就被几十倍甚至上千倍的循环液所混合，另一方面污水必须至少经过一次循环才能被部分排出去，因此它又具有推流的特征。在氧化沟中曝气设备其功能除供氧外，还起着推动混合液在沟中循环流动和防止污泥沉淀的作用。曝气设备可根据其特性安装在氧化沟适当的位置，通过改变曝气机的转速或浸没深度来调节曝气机的充氧能力。氧化沟可不设初沉池。由于氧化沟采用的泥龄通常较长，剩余污泥量少于一般活性污泥法，并且得到一定程度的好氧稳定。2.3.5应用实例安阳市豆腐营污水集中控制示范工程于1993年在我国首次应用了船形一体化氧化沟技术，这是我国首次将该项技术应用于工程实践。安阳市豆腐营污水集中控制示范工程采用水解接触氧化一体化氧化沟工艺，是处理高浓度有机废水的污水实验场，设计规模2.2万m3/d，一期建成1.2万m3/d，并于1995年通过国家环保局验收。豆腐营污水集中控制示范工程的一体化氧化沟分南北两沟，沟深2.5m，有效水深2.24m，沟长90m，宽20m，边坡1：1，每沟实际有交容积为3600m3，水力停留时间为14.4小时。每沟配曝气转刷3台30KW，转刷长度为6m，直径为1m，每立方米污水配备25W动力。两沟独立运行，每沟一座沉淀船，考虑该示范工程的实践应用，两沟沉淀船采用不同的进水方式，南沟沉淀船为反向进水方式，北沟沉淀船为正向进水方式。该一体化氧化沟沉淀船为多斗式结构，每斗有一根排泥管与氧化沟相通，船长24m，宽7m，有效水深1.2m，实际有效容积202m3，设计处理水量为250m3/h，静态条件下水力停留时间48分钟。2.4 A2/O处理工艺2.4.1工艺简介 A2/O处理工艺是AnaerobicAnoxicOxic的英文缩写，它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。A2/O工艺的特点：1) 厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；2) 在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。3) 在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。4) 污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。2.4.2 A2/O法同步脱氮除磷工艺的原理：厌氧 缺氧 好氧 二沉池内回流污泥回流图2-3 2/工艺简易流程图A2/O分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器曝气器，这一反应器单元是多功能的，去触BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。A2/O工艺是颇有发展前途的污水处理工艺,该法电耗少,运行费用低并且污泥处理费用也比较少,不仅是节能污水处理工艺,同时也是经济有效的脱氮除磷较先进的技术。该工艺在控制水体富营养化及污水回用等方面也具有广泛的应用前景；预计在我国污水处理领域中将会迅速的发展。2.4.3 应用实例汕头市东区污水处理厂工程投资3.967亿元，资金来源于政府自筹和中央财政预算内专项资金。设计时间从1995年10月1996年12月，施工时间从1996年6月1999年9月。工艺设计：工程设计总规模14万m3/d，分两期建设，各为7万m3/d。一期工程1998年6月投入运行，二期工程1999年9月投入运行。设计进水水质为：BOD5 150 mg/L，COD 50 mg/L，SS 200 mg/L，TN 30 mg/L，TP 3 mg/L；设计出水水质为：BOD530 mg/L，COD120 mg/L，SS30 mg/L，TN15 mg/L，TP1.0 mg/L。污水处理工艺采用A2/O氧化沟法；污泥处理工艺采用重力浓缩、机械离心脱水。 处理工艺流程如下： 主要设计参数：曝气沉砂池，水力停留时间为3 min，水平流速为0.06m/s；A2/O氧化沟污泥负荷为0.14 kg BOD5/(kg MLSSd)，污泥浓度为3g/L，总水力停留时间为8.5 h，其中厌氧区为1.0 h，缺氧区为1.5 h，好氧区为6.0 h；二沉池表面负荷0.84 m3/(m2h)，沉淀时间3.6 h；污泥浓缩池浓缩时间13.7 h，固体负荷40 kg/(m2d)。2.5 BAF处理工艺2.5.1 工艺简介 BAF即生物曝气滤池(Biological Aerated Filter)，是法国OTV公司于上世纪80年代研究成功的一种新型淹没式生物滤池，滤池内采用颗粒填料，按水流型式分为上向流和下向流。借助于附着在填料上的生物膜和从下部鼓入的空气中的氧使污水中的有机物分解并使氨氮硝化，同时颗粒填料空隙中蓄积的大量活性污泥也对污水起到有机物降解和吸附作用，填料又延长了空气在滤池中的停留时间，使氧气得以更有效的利用，滤料又起到过滤作用，使污水中的悬浮物得以去除。2.5.2 工艺流程特点 克服了污泥膨胀，处理效果稳定，运行管理简单，运行费用省。 BAF工艺可以高效地用于污水处理，去除有机物和硝化，并可在同一池中实现反硝化。 污水处理构筑物少，总停留时间短，占地面积小，投资省。 污泥产量少，仅为普通曝气池剩余污泥量的50 60。 污水处理厂的臭味小。 耐冲击负荷能力强，特别适合于工业废水所占比例越来越高的现代城市污水处理。2.6 污水处理新工艺 A/O生物硅藻固化处理工艺2.6.1 工艺简介传统的水处理工艺如，AAO、氧化沟、UASB、SBR等工艺，设备复杂、占地面积大、运行管理要求高，对于资金短缺和运行管理水平落后的小城镇来说不适合采用；一级强化处理虽然投资省，但处理效果差、运行费用高、污泥量大且后续处理有难度，因此采用较少。一般仅用于生化性较差的污水处理或当作二级生化处理的补充。因此，急需一种的投资省、占地小、处理效果好、运行简单的污水处理工艺来满足广大农村和小城镇的环保需求。 城镇生活污水处理的新工艺A/O生物硅藻固化处理新工艺，该工艺以硅藻土的协同作用为技术原理。 采用该技术，日处理1万吨污水处理项目测算达到国家一级A标准承包额约为10001200万元，全国3万个小城镇需要不到3600亿元，而传统工艺方法对于同样的处理量，要达到同样的水质标准，每个小城镇总投资需要约2000万元，全国范围内则需要6000亿元。相比较而言，A/O生物硅藻固化处理工艺在处理成本上大大减少。2.6.2 工艺原理特点 硅藻土是古代单细胞低植物硅藻的遗骸堆积后，经过初步成岩作用而形成的具有多孔性的生物硅质沉积岩，在我国有很大的储量，有近50个硅藻土矿床，遍布14个省区。我国是世界第二大硅藻土生产国，目前总生产能力超过了40万t/a。它的主要成分是：非晶体的SiO2，并含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等金属氧化物。研究中发现，硅藻精土是由不导电的非晶体型二氧化硅组成的硅藻壳体富集而成的，粒径极为微小，有效比表面积较大。 协同作用原理：硅藻精土内部孔隙多，孔隙间串联相通，拥有巨大的比表面和合适的表面负电性，同时它又是单细胞低等植物硅藻的遗骸，具有优良的生物相容性，可以作为一种优良的多孔生物载体。硅藻精土生物载体有利于增加微生物泥龄、富集硝化细菌，延长微生物和污染物的接触时间，同时硅藻土表面的生物膜存在着同时硝化-反硝化（SND）过程，从而能够有效地降低废水中的氨氮和总氮。技术优势：1、工艺简洁、效果稳定：A/O与硅藻土工艺有机结合，发挥生化和物化的作用，并起协同作用。处理效果好：出水达到GB189182002一级A排放标准。2、投资省：日处理1万吨投资不超过1200万。3、占地面积小：日处理1万吨占地小于8亩。4、运行成本低：日处理1万吨单位经营成本不超过0.466元/吨水。5、适应性强：对水质、水量负荷以及低温条件的适应性强。6、更景观化：结合周边区域环境，就地取材，进行景观化设计，创导环保文化，体现于自然融合的生态效应。7、资源优化：出水可以选择性的直接回用，有利于分散处理，大大减少管网投资，节约水资源；产生的污泥干化后可以制砖或作为有机肥料填料，减少污泥造成的二次污染。8、丰富的硅藻土资源：据目前调查结果全国有17各地区有丰富的硅藻土原土资源，储量在20亿吨左右，采用纯物理选矿方法提纯的硅藻精土成本较低。2.6.3 “A/O生物硅藻固化处理”工艺应用实例河南省永城市一期污水处理中心日处理1万吨工程，按照国家一级A标排放标准设计，工艺为A/O+硅藻精土澄清池，占地6.6亩。据商丘、永城环保部门连续监测与统计：进水CODCr150250mg/L，经处理后出水CODCr1530mg/L；进水氨氮3560mg/L，经处理后出水氨氮0.52mg/L；进水TP 35mg/L经处理后出水TP 0.5mg/L以内。2.7 国外污水处理工艺 OCO工艺2.7.1 OCO工艺简介OCO污水处理技术是丹麦Puritek公司(得利满集团)的一项专有技术。该技术已有15年以上的开发和运营经验，35个以上业绩厂。该技术主要使用于丹麦本国，在瑞典、法国、比利时、德国、匈亚利等国家有采用。我国目前尚无采用。该工艺是一种活性污泥工艺，BOD、N及P的去除均在一个反应池（OCO池）中进行。生物反应池采用水下微孔曝气+推流的方式，其构造在动力学方面形成了适合污水脱氮除磷必要的物理化学环境。OCO工艺具有节能、高效、运行灵活等特点。最高除磷可达99%，脱氮95%。2.7.2 OCO工艺的原理OCO得名于生物处理装置的几何形状。OCO池成圆形，里圈、外圈呈圆形，中圈呈半圆形。简易流程图如下缺氧区厌氧区OCO池图2-4 污泥处理 二沉池曝气沉砂池格栅好氧区消毒系统原污水经预处理系统后进入OCO生物反应池厌氧区，在此与沉淀池回流的活性污泥混合，进入缺氧区，缺氧区与好氧区为半圆形隔墙，在工艺过程中，混合液在缺氧与好氧状态下课循环2030次，以上三个区都设有相应数量的潜水搅拌推流装置。所有水下装置都可分组提起检修，不用排空水池。（1）除磷OCO池的内圈为厌氧区，停留时间约为11.5h,，对于一般C/p值为18的市政污水来说约有40%一60%的磷靠生物方法去除(磷去除标准，丹麦为1.5mg/1，欧共体为lmg/l)，这是因为原水中易降解有机物较高，但是当进水BOD浓度比较低(如7080mg/l)除磷效果会降低，作为对生物除磷的补充，多数OCO厂同时还采用铁盐进行化学除磷，或将化学除磷作为一种备用措施。有利于生物除磷的条件同时也降低了丝状菌的数量，改善了污泥的沉降性能，给二沉池运行创造了有利条件。（2）脱氮市政政污水中N多以NH3一N的形式存在，因此脱氮包括两个过程：硝化与反硝化需要好氧及缺氧两种状态的存在。另外还需要足够的泥龄，以方便硝化菌的生长及提供反硝化菌足够易降解有机物，以保证一定的反硝化速率。 硝化与反硝化的矛盾在于氮在反硝化前需要氧化，而氨氮的氧化同时导致污水中易降解有机物也氧化，进而减缓反硝化的进行。在OCO工艺中，污水从厌氧区流至缺氧区，为反硝化提供最合适的基质(易降解有机物)，以便反硝化能够快速进行。硝态氮从好氧区回流至缺氧区，含氨氮的水则流入好氧区完成硝化反应。2.7.3 OCO工艺主要特点： 缺氧区与好氧区污水交换及内回流不需要泵送，以上两个区域有一段是相通的，两者之间交换形式及量的大小有推流搅拌器控制实施，因此节省能耗。OCO池的构造与搅拌器的循环工作可保证好氧区与缺氧区很高的回流比，这种频繁的变化时该工艺有效脱氮的关键之一。回流的控制还可以改变好氧区与缺氧区的容积。当夏季暴雨造成冲击负荷，可将缺氧区调为好氧区，夜间低负荷，可将好氧区区用来脱氮。因此OCO工艺中好氧区与缺氧区容积的分配是动态的。可以在特定时间和地点，根据特点的污水组分进行调节。而程度由预设的程序来完成。并由安装在好氧区首端的在线溶氧探头控制。OCO工艺的优点1)圆形池相对于矩形池在土建造价、水下推流的动力方面均具有较好的条件，可节省投资及电耗。2)水下微孔曝气使充氧效率高，同时对污泥沉淀有一定上托的作用，节省推流动力。3)硝化、反硝化区面积可灵活变化，以适应不同进水水质与水量的要求4)内回流不需泵送，节能。缺点1） 处理规模小，一般为10万m3/d以下，OCO池直径目前最大为50m。2） 由于除磷或构造的原因，泥龄较短，污泥不稳定。3） 化学除磷须增加设备和装置，使投资和日常运行费用由所增加。4） 自控系统要求高。OCO工艺有其独特的构思和特点，同时也具有15年以上国外成功运行的经验。国内是否可行，还待实践，但其灵活运行，节省能耗的特点是很值得借鉴的。三、我国城市污水处理厂的工艺发展趋势3.1 具有脱氮除磷功能的污水处理工艺仍是今后发展的重点 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）对出水氮磷有明确的要求，因此已建城镇污水处理厂需要改建，增加设施去除污水中的氮、磷污染物，达到国家规定的排放标准，新建污水处理厂则须按照标准GB18918-2002来进行建设。目前，对污水生物脱氮除磷的机理、影响因素及工艺等的研究已是一个热点，并已提出一些新工艺及改革工艺，如MSBR、倒置A2/O、UCT等，并且积极引进国外新工艺，如OCO、OOC、AOR、AOE等。对于脱氮除磷工艺，今后的发展要求不仅仅局限于较高的氮磷去除率，而且也要求处理效果稳定、可靠、工艺控制调节灵活、投资运行费用节省。目前，生物除磷脱氮工艺正是向着这一简洁、高效、经济的方向发展。3.2 高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺是今后污水处理厂的首选工艺 我国是一个发展中国家，经济发展水平相对落后，而面对我国日益严重的环境污染，国家正加大力度来进行污水的治理，而解决城市污水污染的根本措施是建设以生物处理为主体工艺的二级城市污水处理厂，但是，建设大批二级城市污水处理厂需要大量的投资和高额运行费，这对我国来说是一个沉重的负担。而目前我国的污水处理厂建设工作，则因为资金的缺乏很难开展，部分已建成的污水处理厂由于运行费用高昂或者缺乏专业的运行管理人员等原因而一直不能正常运行，因此对高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺的研究是今后的一个重点研究方向。 3.3 对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究 发展小城镇是我国城市化过程的必由之路，是具有中国特色的城市化道路的战略性选择。19782000年我国建制镇由2178个增至20312个，目前各种规模和性质的小城镇已近48000个。如果只注重大中城市的污水处理工程的建设，而忽视如此数量多的小城镇的，则我国的污水治理也不能达到预定目标。而对于小城镇的污水处理又面对着一系列的问题：小城镇污水的特点不同于大城市；小城镇资金短缺；运行管理人员缺乏等。因此，小城镇的污水处理工艺应该是基建投资低、运行成本低、运行管理相对容易、运行可靠性高的工艺。目前对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究方向是：从现有工艺中比选出适合小城镇污水处理厂的工艺，同时开发出适用于小城镇污水处理厂的新工艺。 3.4 对产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺的研究 目前，污水处理厂所产生的污泥的处理也是我国污水处理事业中的一个重点和难点，2003年中国城市污水厂的总污水处理量约为95.9562108t/a，城市平均污水含固率为0