浅谈我国城市污水处理技术及其发展趋势

1、    浅谈我国城市污水处理技术及其发展趋势    杨泽涛摘 要：随着城市的发展和人民生活水平的提高，城市污水排放量日益增大，且污水成分日趋复杂，迫切需要适应各地经济发展和环境保护目标的污水处理技术。本文重点介绍了城市污水生物处理技术之一活性污泥法中的几种污水处理工艺，同时介绍了曝气生物滤池污水处理方法，并对组合技术处理城市污水进行了展望。分析了城市污水处理技术的发展过程，介绍了各种革新工艺的优缺点以及近年来出现的几种城市污水处理新技术，关键词：城市污水；处理技术与工艺；研究进展；展望1引言从当前国际上污水处理发展现状看，真正革命性的发明尚未出现，并不存

2、在适用于任何场合、有百利而无一弊的污水处理技术，每一种工艺都有一个适用性问题。因此，了解国内外常见的污水处理工艺，并对其利弊进行客观辨证的分析，因地制宜地选择经济、适用的污水处理技术，对广东地区的城市污水处理工程设计和建设都有着十分重要的意义。2城市污水处理技术污水处理所采用的工艺技术是污水处理厂的核心部分，与进水水质、出水要求、处理量、投资大小等等因素密切相关。由于城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国内外大多采用生物处理技术处理城市污水，又可分为活性污泥法和生物膜法两大类。其中，由于生物膜法的处理效率不高，卫生条件较差，我国只有少数几座生物膜法城市污水处理厂；而活性污泥法污水處理厂占绝大

3、多数，其中使用最广泛的主要有四种类型：传统活性污泥工艺和其改进型a/o、a2/o工艺；ab工艺；sbr及其改进工艺；氧化沟及其改进工艺。2.1.1传统活性污泥工艺传统活性污泥法是目前应用最早的工艺，它去除有机物和悬浮物的效率很高，对于城镇污水，可确保出水bod5和ss达到30mg/l以下，因此，在1996年前在我国尚未要求去除氮磷，该工艺是城镇污水处理厂的主体工艺。随着城镇污水处理厂污染物排放标准（gb18918-2002）的颁布实施，我国对城镇污水处理厂的出水水质，尤其是对出水的氮、磷指标要求更加严格。传统的活性污泥工艺已经不能满足国家标准对氮、磷的去除要求，必须加以改造，于是出现了活性污泥

4、法的改进型a/o法和a2/o法。a/o法有两种，一种是用于除磷的厌氧好氧工艺（a/o），一种是用于脱氮的缺氧好氧工艺；a2/o法则是既脱氮又除磷的工艺3，7。天津纪庄子30万m3/d污水处理厂、北京高碑店100万m3/d污水处理厂、广东地区北部污水处理厂40万m3/d污水中的20万m3/d采用的均是活性污泥污水处理技术。2.1.2 a/o工艺a/o（缺氧/好氧）法对于大型活性污泥法污水处理厂来说，处理效果较稳定，且实现了脱氮或除磷的目标，能耗和运营费用也较低；其缺点是处理单元多，管理较复杂，且不能同步脱氮和除磷。用于除磷的a/o工艺的最主要特征是高负荷运行、泥龄短、水力停留时间短；用于脱氮的a

5、/o工艺的负荷很低，泥龄长、水力停留时间长57。广东地区北部污水处理厂设计处理的40万m3/d污水中的20万m3/d采用的是a/o脱氮的污水处理技术。2.1.3 a2/o工艺a2/o（厌氧/缺氧/好氧）工艺同时具有脱氮除磷的效果，其工艺原理是磷在厌氧区被释放，在好氧区被吸收，达到除磷目的；污染物在好氧区被氧化降解，去除cod和bod5，同时在硝化菌作用下，有机氮转化的氨氮继续转化为亚硝酸氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮。该工艺主要优点是对cod、bod5、ss等具有较高的去除率，对脱氮除磷也具有较高的去除效果，具有运行费用低、占地少，出水水质好等特点；其缺点是运行管

6、理要求较高，投资较大，节能差。我国许多城市的污水处理厂，如广州大坦沙污水处理厂、保定鲁岗污水处理厂采用了该工艺。2.2 ab法工艺ab法是吸附生物降解法的简称，是联邦德国亚琛大学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，在技术上有所突破。该工艺不设初沉池，由污泥负荷较高的a段和污泥负荷较低的b段串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。该工艺从80年代开始应用于生产实践，由于具有技术成熟、处理高浓度生活污水效果好，出水稳定、水质高的特点，越来越受到污水处理界的青睐。但a/b法也存在污泥量大、构筑物及设备较多，运行

7、管理复杂，脱氮除磷效果不理想的缺点10。青岛海泊河812万m3/d污水处理厂采用了该工艺。2.3 sbr及其改进工艺2.3.1 sbr工艺sbr工艺也叫序批式活性污泥法，其最根本的特点是处理工序不是连续的，而是间歇的、周期的，污水一批一批地经过进水、曝气、沉淀、排水，然后又周而复始。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，该工艺具有以下优点：出水水质稳定、水质好；耐冲击负荷；运行管理简单、自控水平高；占地面积小、造价低、操作灵活。但sbr法存在的曝气系统易堵塞，故障率高，人工操作管理繁琐，监测手段要求高等缺点也影响了其使用。2.3.2 ic

8、eas工艺传统sbr是间歇进水，切换频繁，并且至少需要两池以上来回倒换，很不方便，于是出现了连续进水的iceas工艺。该工艺的主要改进是在反应池中增加一道隔墙，将反应池分隔为小体积的预反应区和大体积的主反应区，污水连续流入预反应区，然后通过隔墙下端的小孔以层流速度进入主反应区。在保持传统的sbr工艺特点的同时，该工艺省去了间歇进水的麻烦。但该工艺设备造价偏高，技术全部进口，操作运行要求严格。昆明市15万m3/d第三污水处理厂是我国第一个iceas污水处理厂，也是我国最早采用sbr工艺的污水处理厂之一。2.4 氧化沟工艺氧化沟又称循环曝气池、无终端曝气池，是活性污泥法的一种变型，通常采用延时曝气

9、，在污水净化的同时污泥得到稳定处理。常见的氧化沟有carrousel氧化沟、交替工作式氧化沟、orbal氧化沟、一体化氧化沟等。与活性污泥法相比，它具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消化池（一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统）、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等特点；但也存在着负荷低、占地大的缺点27，15。邯郸市东污水厂处理水量为10萬m3/d污水处理厂采用了该工艺。2.5曝气生物滤池工艺曝气生物滤池是当前发展较快的一种新型生物处理技术，具有占地面积小、出水水质高、投资省、运行灵活方便、易于管理、抗冲击能力强等特点，在污水的有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氮、除磷以及微

10、污染水源水的预处理过程中有着较好的应用前景。曝气生物滤池的基本原理是：在一级强化的基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，实现污染物在同一单元反应器内去除，省去了二次沉淀设备。反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化和反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的。该工艺存在的主要问题包括：进水一般要求进行预处理，增加了工艺的复杂性；进水悬浮物较多时，运行周期短，反冲洗频繁；产生的污泥稳定性差，进一步处理比较困难；同步生物除磷效果不好，一般多采用化学法进行，增加了药剂的使用量等等。在我国，目前曝气生物滤池正处于推广阶段，大连市马栏河污水处理厂采用了该工艺。3结论及展望目前，污染物总量减排工作已经成为各级环保部门“十一五”期间各项工作任务的核心。在全面建设污水处理厂，提高城市污水集中处理率的同时，研究新形势下适合经济发展和环境保护工作实际的城市污水处理技术，将处理后的水和污泥变为可利用的资源，使城市污水处理事业处于良性循环