浅谈我国乡镇污水处理途径与发展前景

word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑 毕业论文论文题目：浅谈我国乡镇污水处理途径及发展前景所属系、部：材料与环保学院年级、专业：环境监测与治理姓名：学号:指导教师:浅谈我国乡镇污水处理技术及发展前景学生：指导老师：摘要：由于我国村镇地域范围广且分散，社会组织结构、经济发展状况和生活水平与生活习惯等千差万别，这不仅决定了村镇生活污水的来源、水质、水量的多样性，而且决定了其处理工艺选择、工程建设与投资、运行管理的模式等方面的复杂性。加之城乡发展是“十一五”规划的重点项目，所以近几年来，乡镇生活水平不断提高，村镇的生活污水、废水产生量与日剧增，也给小型环保企业提供了新的发展方向。因此，研究乡镇污水处理厂的处理途径是很迫切的。这也是选题的目的。该论文，主要依据成都周边乡镇污水处理状况和工艺来讨论。主要的数据也是取自成都周边乡镇厂。关键字：乡镇污水处理技术小型环保企业发展前景IntroductiontothewastewatertreatmenttechnologyanddevelopmentprospectinourcountryStudent:HouxueTeacher:AnhonogyinABSTRACT：BecauseofwidescopeofChina'sruralareasandscattered,socialstructure,economicdevelopmentandlivingstandardsandlifehabitsvarywidely,whinotonlydeterminestheruraldomesticwastewatersource,waterquality,waterquantitdiversity,anddeterminesthetreatmentprocessselection,constructionandinvestmentcomplexityofoperationandmanagementmode,etc.Combinedwithurbanandruraldevelopmentisthekeyprojectoftheeleventhfive-yearplan,soinrecentyears,thevillagesandtownsrisinglivingstandards,rurallifesewageandwastewaterdischarswell,andalsotosmallenvironmentalprotectionenterpriseprovidesanewdirection.Therefore,thestudywayofdealingwiththetownsewagetreatmentplantsareveryurgThisisalsothepurposeoftopicselection.Thepaper,mainlybasedonchengduperiphtownssewagetreatmentconditionandprocesstodiscuss.Themaindataistakenfromtsurroundingtownsinchengduplant.Keyword：ThetownshipsewagetreatmenttechnologyDevelopmentprospectssmallenvironmentalprotectionenterprises谢辞首先要感谢我的指导老师安红莹老师，她在我毕业设计的全过程中给了我无私的帮助和指导，教我把所学零散知识整合到一起并应用于论文中。其次要谢谢曾经教过我的老师们，是他们教给了知识和技能，让我在今后的生活和工作中有一个不错的起点。也要感谢身边每一位同学和朋友，在三年的大学生活中,他们是我学习、生活和工作中的伙伴，也是面对困难和挑战时的战友。感谢我的爸爸妈妈,是他们给了所有我的一切。还要感谢四川中测环境技术有限公司的领导，给我这么一个实习机会，在公司里我遇到了一帮能做事、又热心的同事们，他们不仅在工作上帮助我，在生活上也很无私的帮助我，不仅让我学到了很多专业上的知识，同时也学到了很多为人处世的道理。在此，我衷心的感谢我的领导和同事，希望你们在以后的工作生活中顺利，也祝愿公司在以后的道路上发展越来越好。最后，衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本设计的专家教授老师们！目录综述.............................................................................................4我国乡镇水污染的现状.......................................................................4我国乡镇水污染来源及特点...................................................................41.2.1我国乡镇生活污水的来源..............................................................4成都周边乡镇生活污水污染物含量.....................................................4国外乡镇污水处理途径.............................................................................2国外乡镇生活污水处理技术现状...............................................................2国外乡镇污水处理技术.......................................................................2澳大利亚“FILTER”（非尔脱）污水处理系统............................................2韩国的湿地污水处理系统..............................................................3日本乡镇生活污水处理系统............................................................4美国的高效藻类塘系统.................................................................5荷兰的一体化氧化沟...................................................................6法国的蚯蚓生态滤池...................................................................7总述...................................................................................7我国乡镇污水处理技术.............................................................................8我国乡镇污水处理技术现状...................................................................8我国乡镇污水处理技术.......................................................................83.2.1氧化沟系列...........................................................................8氧化沟处理原理...................................................................8氧化沟的特征.....................................................................9氧化沟构筑物.....................................................................103.2.2A2/O系列............................................................................A2/O特点.........................................................................10A/O工艺............................................................................循环式活性污泥法CASS工艺...........................................................CASS工作原理..................................................................CASS工艺特点...................................................................12MBR工艺..............................................................................13序批式反应器（SBR）系列.............................................................13SBR工艺原理....................................................................13SBR系统的适用范围：...........................................................14生物膜处理工艺系列...................................................................15生物流化床.....................................................................15好氧生物流化床...........................................................16好氧生物流化床适用范围...................................................16生物滤池........................................................................16塔式生物滤池.............................................................17曝气生物滤池BAF..........................................................17淹没式曝气生物滤池.......................................................19人工湿地.............................................................................19富氧（加压）空气曝气LPCA............................................................20总述..........................................................................................21我国小型环保企业的发展前景......................................................................224.1近年来我国乡镇污水处理厂的发展力度...........................................................224.2乡镇污水处理站的运营模式.....................................................................22结语.........................................................................22参考文献.........................................................................................22word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑综述1.1我国乡镇水污染的现状我国有45400多个乡镇、60多万个行政村、250多万个自然户，但是长期以来，我国在污染治理上对乡镇的重视和投入远远落后于城市。忽视了占全国总面积近90%的广大乡镇，其中大都没有卫生下水道，生活污水随意排放，已成为流域水质恶化的主要原因之一，也是造成乡镇水环境污染及湖泊富营养化的重要因素。据国家环保总局发布的《2004年全国环境统计公报》，全国废水排放总量482.4亿吨，其中城镇生活污水排放量占废水排放总量的54.2%，COD排放量占排放总量的61.9%，NH-N占68.3%，生活污水无论从排放量还是污染物负荷量3上看，都是最大的污染源，其处理已经成为污水治理重要的一环。因此,重视与加强乡镇地区的水污染治理工作,防止对乡镇及周边地区的水体、土地等自然环境造成污染，是改善和提高当前乡镇人居环境工作中最重要的内容之一。1.2我国乡镇水污染来源及特点1.2.1我国乡镇生活污水的来源乡镇生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水，水量因地区经济程度的差异而不同，因其含有大量的营养盐及细菌、病毒，容易造成地表水及地下水的污染。1.2.2我国乡镇生活污水的特点乡镇地区居民分布广且分散，生活污水属间歇排放，其水质、水量波动性大，所含有机物浓度相对偏高；并且含有较高的人畜粪尿成分，氮、磷含量特别是磷含量较高。1.2.3成都周边乡镇生活污水污染物含量（此数据根据成都周边近各个乡镇污水处理厂进水指标求得平均值）成都周边乡镇地区生活污水含量平均为：pH：7.4-7.7左右，悬浮物：100-110mg/L左右，COD:150-200mg/L左右，氨氮：15.0-25.0mg/L左右，BOD5：60.0-80.0mg/L左右。总磷:0.8-1.7mg/L左右,总氮：20.0-58.0mg/L左右。项目项目pH悬浮物CODcrBOD5氨氮总磷总氮单位无量纲mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L平均含量7.4-7.7100-110150-20060.0-80.015.0-25.00.8-1.720.0-58.0国外乡镇污水处理途径2.1国外乡镇生活污水处理技术现状国外对处理相对分散的乡镇生活污水集中发展集预处理、二级处理和深度处理于一体的中小型污水处理一体化装置。2.2国外乡镇污水处理技术2.2.1澳大利亚“FILTER”（非尔脱）污水处理系统澳大利亚科学和工业研究组织（CSIRO）的专家于最近几年提出一种“过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”，称之为“非尔脱”高效、持续性污水灌溉新技术，其目的主要是利用污水进行农作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和排出。该系统一方面可以满足农作物对水分和养分的要求，同时降低污水中的氮、磷等元素的含量，使之达到污水排放标准。其特点是过滤后的污水都汇集到地下暗管排水系统中，并设有水泵，可以控制排水暗管以上的地下水位以及处理后污水的排出量。澳大利亚CSIRO与我国水利水电科学院和天津市水利科学研究所合作，曾在天津市武清县建立试验区，试验总面积2hm2，暗管埋深1.2m，两种处理的暗管间距为5m和10m，引取北京市初级处理后的污水和沿程汇集的乡镇生活污水，灌溉小麦。试验表明，97%-99%的磷通过土壤及农作物的吸收而被除去，总氮的去除率达82%-86%，生物耗氧量的去除率为93%，化学耗氧量的去除率为75%-86%，排水暗管的间距小，则去污效率高。上述中澳双方试验研究成果，在澳大利亚农业研究中心的主持下，于2000年12月在北京通过鉴定。“非而脱”系统对生活污水的处理效果好，其运行费用低，特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕的地区，或是以种植牧草为主的地区。该系统实质上是以土地处理系统为基础，结合污水灌溉农作物。人们担心长期使用污水灌溉后污水中的病原体进入土壤，污染农作物。但根据大量调查和试验表明，土壤—植物系统可以去除城市污水中的病原体。为慎重起见，国内外一致认为，处理后的城市污水适宜灌溉大田作物（旱作和水稻）。因为大田作物的生长期长，光照时间长，病原体难以生存；而蔬菜等食用作物，生长期短，有的还供人们生食，则不宜采用污水灌溉。此外，这种处理方法受作物生长季节的限制，非生长季节作物不灌溉，污水处理系统就不能工作。暗管排水系统在我国多用于改良盐碱地和农田渍害，一般造价较高，若用于处理生活污水还需修建控制排水量的泵站，则造价更高，推广应用有一定困难。2.2.2韩国的湿地污水处理系统韩国的农业用水是最大用水户，占总用水量的53%。韩国乡镇的居民分散居住，认为兴建集中处理的污水系统造价太高，小型和简易的污水处理系统适合在乡镇应用。因此，研究了一种湿地污水处理系统，使污水中的污染物质经湿地过滤后或被土壤吸收，或被微生物转变成无害物。这种方法需要的能源少，维护的成本低。韩国国立汉城大学农业工程系对湿地污水处理系统在田间进行了试验。容器长8m，宽2m，高0.9m，用混凝土制成。容器内填沙并种植芦苇，未经处理的生活污水从一端引入，又从另一端卵石层中排出。生活污水是从一个学校收集而来，其年平均水质指标为：项目项目pH悬浮物BOD5总磷总氮溶解氧单位无量纲mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L平均含量7.8552.3624.3524.23121.130.23污水灌溉水稻试验是在用聚氯乙烯板制成的盆内进行。盆宽90cm，长110cm，高70cm，表面积为1.0平方米，底部铺一层10cm厚的卵石，上盖过滤布，然后用水稻土填满。在盆底安装排水管，控制渗漏水。盆外为用混凝土做成的大坑，坑与盆之间填满土壤，以便消除温度对作物生长和微气候的影响。试验设计有四种处理，分别按污水浓度、施肥和不施肥等，与常规处理（用自来水灌溉并施肥）进行对比。试验对水稻的生长过程（稻株高度、分蘖数目、叶面积、叶面积指数、总干物质等）进行了详细观测和分析。主要结论：（1）利用处理过的污水灌溉，对水稻的生长和产量无负面影响；（2）利用处理过的污水灌溉，并加施肥料，水稻产量达5730.38kg/hm2，比常规对比田高约10%。韩国试验研究的湿地污水处理系统，实质上也是一种土地—植物系统，至今已广泛用于欧洲、北美、澳大利亚和新西兰等。湿地上多种植芦苇、香蒲和灯心草等，对病原体的去除效果好。但其缺点是需要大量土地，并要解决土壤和水中的充分供氧问题及受气温和植物生长季节的影响等。一般来说，利用湿地处理后的污水灌溉水稻，可取得更好的净化效果。2.2.3日本乡镇生活污水处理系统日本在法律上规定，要求严格保持河流、湖泊和海域的优良水质。因此，把污水处理工作放在十分重要的位置，并有很高的污水处理能力。日本乡镇污水处理协会主要负责日本乡镇污水处理的技术发展工作，研究了一系列适合于乡镇城镇中应用的污水处理设备。设计了JARUS模式的15种不同型号污水处理装置，主要采用物理、化学与生物措施相结合的处理过程，取得了很好效果。这15种不同型号的处理装置可分为两大类。一类采用生物膜法，污水通过塑料制成的滤层，上面附有微生物。通过生物膜后可使污水中的生物耗氧量下降到20mg/L以下，悬浮固体物下降到50mg/L以下，总氮含量在20mg/L以下。另一类是采用浮游生物法，通过漂浮在污水中的微生物氧化作用，可使BOD下降到10-20mg/L，SS下降到15-50mg/L，COD下降到15mg/L以下，TN下降到10-15mg/L以下，TP下降到1-3mg/L以下。日本从1977年实行乡镇污水处理计划以来，至1996年底已建成约2000座小型污水处理厂。日本乡镇污水处理协会设计、推广的污水处理装置体积小、成本低、操作运行简单，十分适用于乡镇。一般每1000人乡镇人口可建立一个污水处理厂，最大的厂可处理10000人左右的污水。处理后的污水水质稳定，大多灌溉水稻或果园，或将其排入灌排渠道，稀释后再灌溉农作物。污水中分离出来的污泥经脱水、浓缩和改良后，运至农田作肥料。生物膜是近几十年来得到迅速发展的污水处理方法。众所周知，在自然界中存在着大量靠有机物生活的微生物，它们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的功能。生物膜法就是利用微生物的这一功能，采取人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境，使微生物大量繁殖，以提高对污水中有机物的氧化降解效率。生物膜主要依靠固着于载体表面的微生物来生长繁殖，在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分解污水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物，使污水得以净化。同时，生物膜上的微生物也不断生长与繁殖，生物膜的厚度也随着增加。当生物膜达到一定厚度时，氧气不能透入到底层，这时在靠近载体表面就形成厌氧膜层，其附着力减低，生物膜呈现老化状态，最后被水流冲刷而脱落。接着新的生物膜又开始生长形成，具有较强的净化能力。生物膜法的设备类型很多，按生物膜与污水的接触方式，有填充式和淹没式两大类。日本乡镇污水处理协会采用的是生物接触氧化法，属于淹没式生物滤池类。生物滤池是由池体、滤料、布水装置和排水系统四部分组成。滤料是生物膜的载体，对净化作用的影响较大。常用的滤料有沙子、碎石、卵石、炉渣、陶粒和红杉板条等。日本石井勋教授发明的“石井法”，是利用用过的乳酸饮料瓶作曝气池填料。滤料表面积越大，生物膜数量越多，但滤料之间的空隙太小，影响通风和水流。因此，理想的滤料是表面积和空隙率都比较大。近些年来对滤料的研究有很大发展，如利用各种塑料和化学纤维制成的纤维球和蜂窝式滤料等，使每立方米滤料的表面积大大增加，空隙率提高到93%-95%。如日本尤尼奇卡公司用聚酯纤维制成的纤维球滤料的密度为1.38g/立方厘米，充填密度为50kg/立方米，空隙率达96%，比表面积达3000平方米/立方米；滤速高，水头损失小，经反冲洗后，滤料可以反复使用。国外对生物膜的理论研究和实际应用已有几十年历史。生物膜法所需要的设备简单，能源消耗低，成本和维护费用低，而处理污水的效率高，它是今后发展的一个方向。2.2.4美国的高效藻类塘系统美国加州大学伯克利分校的Oswald提出并发展的高效藻类塘是对传统稳定塘的改进，其充分利用菌藻共生关系，对污染物进行处理。正因其最大限度地利用了藻类产生的氧气，塘内的一级降解动力学常数值比较大，故称之为高效藻类塘。高效藻类塘较传统的稳定塘停留时间短，占地面积少；建设容易，维护简便，基建投资少，运行费用低；BOD、NH+-N、病原体等去除效率高；若高效藻类塘 5 4后接的是高等水生生物塘，则其中的水生生物不但可以除藻，降低出水的SS,而且能进一步去除水中的氮磷，同时收割的高等水生植物可以作为优良的饲料和肥料。缺点:它受环境因素影响明显，温度影响生物的组成，营养物的需求，新陈代谢的特点和反应速率；pH影响生物的适应能力，离子输送和新陈代谢的速率；水体对光的吸收特性取决于4个方面:水体特性，腐殖质，藻类和非生物性的悬浮物；气温过高或较低时，藻类的生长受到抑制从而影响处理效果。目前高效稳定塘在以色列、摩洛哥、法国、美国、南非、巴西、比利时、德国、新西兰等国都有研究应用。国内的陈鹏和许春华对高效藻类塘进行中试研究，表明高效藻类塘COD平均去除率为75%,BOD去除率在60%左右，氨氮平均去除率高达91.6%,凯氏氮平均去除率为75%，总磷平均去除率为50%左右，藻类塘出水经过水生生物塘处理后，COD的总去除率可达87.5%,氨氮的总去除率可达97.48%，总磷的总去除率能达到80%左右。2.2.5荷兰的一体化氧化沟最早的一体化氧化沟是Pasveee教授1954年在荷兰Voorfshoten研制成功，是一种集曝气、沉淀、泥水分离、污泥回流等功能于一体的技术，适合中小型污水处理厂的应用。该工艺具有流程短，构筑物和设备少，不设初沉池、调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资少，能耗低，占地少，管理简便；处理效果稳定可靠，BOD5和SS去除率在90—95%或更高，COD去除率在85%以上，且硝化、脱氮作用明显；产生的剩余污泥量少，不需硝化，污泥性质稳定，易脱水，不带来二次污染；固液分离效果比一般二沉池高，整个系统能在较大的流量浓度范围内稳定运行；污泥回流及时，减少了污泥膨胀。缺点是难以形成功能相对独立的厌氧、缺氧和好氧区域，对除磷脱氮要求较高的场合稳定性较差；固液分离器内斜板(或类似组件)强化了分离效果，但由于污水污泥具有粘稠性，且易形成生物粘膜，斜管或斜板有堵塞和淤积的可能，会增加维护工作量；由于污水流量和本质的变化，氧化沟内的流速和出流量总是变化的，污泥层难以稳定，有可能出现浮泥，增加出水的SS。据1987年统计，美国已有92座合建式氧化沟，较有代表性的是联合工业公司(UnitedIndustriesLnc.)的船式沉淀器田BOAT,Annco环境企业公司的BMTS系统，EIMCO公司的Carrousel渠内分离器，湖滨(lakeside)设备公司的边墙分离器以及Lightnin公司的导管式曝气内渠和边渠沉淀分离器，此外是Envirex公司的竖直式氧化沟。该技术在国内也广泛应用。山东高密，河南安阳，四川国群食品有限公司，四川成都城北污水处理厂，四川新都污水处理厂，河北邢台南小汪污水厂等都采用一体化氧化沟工艺，且取得良好效果。2.2.6法国的蚯蚓生态滤池蚯蚓生态滤池是根据蚯蚓具有提高土壤通气透水性能和促进有机物质的分解转化等功能而设计，是一种既可高效、低能耗地去除城镇污水中的污染物质，又大幅度降低了剩余污泥处理和处置费用的全新概念的污水处理工艺。生态滤池处理系统集初沉池、曝气池、二沉池、污泥回流设施以及供氧设施等于一身，大幅度简化了污水处理流程；运行管理简单方便，并能承受较强的冲击负荷；处理系统基本不外排剩余污泥，其污泥产率大幅度低于普通活性污泥法；通过蚯蚓的运动疏通和吞食增殖微生物，解决传统生物滤池所遇到的堵塞问题。但由于蚯蚓的生活习性受温度影响明显，低于或高于一定温度会冬眠或夏眠，故在蚯蚓冬眠或夏眠时处理效果不是很理想，滤池的填料易发生堵塞。蚯蚓生态滤池污水处理技术最早在法国和智利研究开发，国外已开始产业化应用。在国内，上海已进行中试，结果表明:生态滤池COD去除率达83-88%，BOD5去除率达91—96%，SS去除率达85—92%,氨氮去除率达55—65%，总磷去除率在35—65%，污泥总产率为0—2mg/L。2.3总述为了节约成本、节约资源，国外乡镇污水处理一般采用一体化设备。word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑我国乡镇污水处理技术3.1我国乡镇污水处理技术现状现阶段，我国污水处理厂的建设重心逐渐由大城市向中小城市和乡镇转移，呈现单体小型化、区域分散化的发展趋势。在这种情况下，先前的一些处理技术反而找到了得以充分发挥作用的空间。比如氧化沟技术，就是在国外大规模的污水处理厂建成以后，逐渐开发的适合于中小型污水处理厂的处理技术。对于大型的污水处理厂，由于设备台套数不可能无限制地增加，氧化沟处理法存在一定的局限性。反而很多小型污水处理厂，处理量不是很大，设备台套数也不需要很多，通过变频调节，可以在一定范围内满足处理需求，其运营管理的难度也相对较低，因此采用这类处理方法就是合理的。此外，考虑到小型污水厂很难为污泥处理建设一套单独的设施，氧化沟还能与污泥处理结合起来，长泥龄的氧化沟可以使污泥基本稳定，为后续处理处置带来方便，节约建设和运营成本。因此，在技术的选择上不一定是越新越好，而应根据具体情况采用最适合的技术工艺。从未来趋势来看，一些小型化、操作简易的污水处理技术反而更具适应性，继而带动与之相关的设备制造需求。所以我国乡镇污水处理技术大多数还是采用的传统工艺。本论文主要是依靠成都周边地区乡镇生活污水处理现状得来的。主要有以下一些工艺系列：氧化沟系列、A2/O系列、A/O、序批式反应器（SBR）系列和生物膜系列、污水的土地处理、人工湿地、LPCA等，并且随着时间的推移，各种工艺系列均在不断地发展、完善和提高。以下主要介绍几种常见的工艺。3.2我国乡镇污水处理技术3.2.1氧化沟系列氧化沟（又名氧化渠或循环曝气池）是一种改良的活性污泥法，其曝气系统呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动。具有出水水质好、运行稳定、管理方便等特点。氧化沟处理原理氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中DO的浓度增加到大约2～3mg/L。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去处BOD，但除磷脱氮的能力有限。氧化沟的特征目前氧化沟种类多，但不论哪种氧化沟，一般来说都具有以下特征：池体狭长（可达数十米甚至上百米），池深度较浅，一般在2.5-4.5米，宽深比为2：1，也有深度达7米的。氧化沟曝气混合设备多采用表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器。氧化沟呈完全混合、推流式。沟内的混合液呈推流式快速流动（0.4-0.5m/s），由于流速高，原废水很快就与沟内混合液相混合，因此氧化沟又是完全混合的。BOD负荷低，类似于活性污泥法的延时曝气法，处理出水水质良好。对水温、水质和水量的变动有较强的适应性。污泥产率低，剩余污泥产量少。污泥龄长，可达15-30d，为传统活性污泥法的3-6倍；世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存，从而使氧化沟具有脱氮的功能。氧化沟构筑物图1氧化沟构筑物奥贝尔氧化沟一般由三个同心椭圆型沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百次，最后经中心岛的可调堰门流出，进入二次沉淀池。3.2.2A2/O系列A2/O法是70年代在厌氧——缺氧工艺上开发出来的同步除磷脱氮工艺，因此具有生物除磷和脱氮的能力。该工艺在系统上是最简单的同步除磷脱氮工艺，总的水力停留时间小于其它同类工艺。A2/O系列工艺包括常规A2/O工艺、改良A2/O工艺、倒置A2/O工艺、多模式A2/O工艺、UCT工艺、改良UCT（MUCT）工艺等。A2/O特点厌氧、好氧、缺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、脱氮除磷的功能；在不同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他工艺；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。污泥中磷含量高，一般为2.5%以上。脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效果不可能很高。3.2.3A/O工艺A/O工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，主要用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，主要用于除水中的有机物。该工艺具有适应能力强，耐冲击负荷，高容积负荷，不产生污泥膨胀，排泥量少，脱氮效果较好等特点，特别适合于中小型污水处理站选用。A/O法有两种，一是用于高效脱磷的厌氧－好氧工艺，一是用于脱氮的缺氧－好氧工艺。通常在好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧或厌氧生物处理过程。缺氧－好氧工艺是最基本的硝化、反硝化脱氮工艺。在缺氧段，反硝化菌利用污水中的有机碳作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体进行“无氧呼吸”，将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来，完成反硝化过程；在好氧段，硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸盐，再向缺氧池回流，为脱氮作好必要的准备。这样，缺氧段、好氧段微生物互不相混，各自始终处于最佳生态环境中，不受厌氧、好氧环境交替的抑制作用，该系统停留时间短、脱氮效果好。A/O除磷活性污泥法只除磷不脱氮，适用于某些对磷的排放要求很严格，对氮的排放要求不高的场合。A/O除磷活性污泥法不属于A2/O法，当然也不使其变形。3.2.4循环式活性污泥法CASS工艺CASS(循环式活性污泥法)生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，最早产生于美国，90年代初引入中国。目前，由于该工艺的高效和经济性，应用势头迅猛，受到环保部门及用户的广泛关注和一致好评。经过模拟试验研究，已成功应用于生活污水和部分工业废水的治理，取得了良好的处理效果，为CASS法在我国的推广应用奠定了良好的基础。CASS工作原理CASS池分预反应区和主反应区。在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。CASS工艺特点工艺流程简单，占地面积小，投资较低CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。生化反应推动力大CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变比。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。不易发生污泥膨胀由于丝状菌的比表面积比菌胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势。而CASS反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。剩余污泥量小，性质稳定传统活性污泥法的泥龄仅2－7天，而CASS法泥龄为25-30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。3.2.5MBR工艺MBR一体化设备利用膜生物反应器（MBR）进行污水处理及回用的一体化设备，其具有膜生物反应器的所有优点：出水水质好，运行成本低、系统抗冲击性强、污泥量少，自动化程度高等，另外，作为一体化设备，其具有占地面积小，便于集成。它既可以作为小型的污水回用设备，又可以作为较大型污水处理厂（站）的核心处理单元，是目前污水处理领域研究的热点之一，具有广阔的应用前景。膜生物反应器（MBR）工艺是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，膜生物反应器（MBR）工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，是目前最有前途的废水处理新技术之一。3.2.6序批式反应器（SBR）系列SBR工艺原理SBR工艺是序列间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。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。SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。SBR工艺优点如下：工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；时间上呈推流式，易于得到优于连续流系统的出水水质；运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀；该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。占地面积小，造价低。SBR工艺缺点是：（1）容积利用率低；（2）水头损失大；（3）出水不连续；（4）峰值需氧量高；（5）设备利用率低；（6）运行控制复杂；（7）不适用于大水量传统的SBR工艺用于生物的同时脱氮、除磷时，效果并不理想，主要表现在以下几个方面：对脱氮除磷处理要求而言，传统SBR工艺的基本运行方式虽充分考虑了进水基质浓度及有毒有害物质对处理效果的影响而采取了灵活的进水方式，如非限量曝气等，提高了工艺对冲击负荷的适应性，但由于这种考虑与脱氮或除磷所需的环境条件相左，因而在实际运行中往往削弱脱氮或除磷的效果。就除磷而言，采用非限量或半限量曝气进水方式，将影响磷的释放；对脱氮而言，则将影响硝态氮的反硝化作用而影响脱氮效果。SBR系统的适用范围：中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。用地紧张的地方。对已建连续流污水处理厂的改造等。非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。为解决上述问题，派生出一系列SBR的改进型如ASBR、Unitank、MSBR、ICEAS、CASS等，都可适用于中小型污水处理厂。3.2.7生物膜处理工艺系列生物膜法，是另一种广为采用的污水生化处理方法。这种处理法是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型生物附着在或滤料上生长繁育，并在其上形成膜性生物污泥-生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。污水的生物膜处理法既是古老的，又是发展中的污水生物处理技术。迄今为止，属于生物膜法的工艺有普通生物滤池、曝气生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床、人工湿地等工艺。主要包括生物滤池（高效沉淀池+生物滤池）工艺和生物接触氧化工艺等。生物流化床生物流化床处理技术是借助流体（液体、气体）使表面生长着微生物的固体颗粒呈流态化，同时进行有机污染物降解的生物膜法处理技术。当液体流过床层时，随着流体流速的不同，床层会出现三种不同的状态：固定床阶段、流化床阶段和液体输送阶段。流化床具有容积负荷高、微生物活性高、传质效果好的优点。但其设备的磨损较固定床严重，载体颗粒在湍流过程中会被磨损变小。生物流化床的特点如下：带出体系的微生物较少。基质负荷较高时，污泥循环再生的生物量最小，不会因为生物量的累积而引起体系阻塞。生物量的浓度较高并可以调节。液—固接触面积较大。BOD容积负荷高占地面积小。优势：（1）容积负荷高，抗冲击负荷强；（2）微生物活性高；（3）传质效果好。缺点：（1）设备的磨损较固定床严重，载体颗粒在湍流过程中会被磨损变小。（2）设计时还存在着生产放大方面的问题，如防堵塞、曝气方法、进水配水系统的选用和生物颗粒流失等。.1好氧生物流化床好养生物流化床式以微粒状填料如砂、焦炭、活性炭、玻璃珠、多孔球等作为微生物载体，以一定流速将空气或纯氧通入床内，使载体处于流化床状态，通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解废水中的有机物，从而达到对废水中污染物的去除。好氧生物流化床按床内气、液、固三相的混合程度不同，以及供氧方式及窗体结构、脱膜方式等的差别可分为两相生物流化床和三相生物流化床。两相生物流化床其特点是充氧过程与流化过程分开并完全依靠水流使载体流化。在流化床外设充氧设备和脱膜设备，在流化床内只有液、固两相。原废水先经充氧设备，可利用空气或纯氧为氧源使废水中溶解氧达饱和状态。三相生物流化床反应器内气、液、固三相共存，污水充氧和载体流化同时进行，废水中的有机物在载体生物膜的作用下进行生物降解，空气的搅动使生物膜及时脱落，故不需脱模装置。但有小部分载体可能从床中带出，需流回载体。三相生物流化床的技术关键之一，是防止气泡在床内合并成大气泡而影响充氧效率，为此可采用减压释放或射流曝气方式进行充氧或充气。.2好氧生物流化床适用范围适用于各种可生物降解的有机废水处理，主要用于去除中、低浓度的有机碳化合物，以及好氧硝化去除NH3-N，对各类生活污水及工业废水均有良好的处理效果。生物滤池生物滤池是最早的生物膜法反应池。生物滤池分两种：填料不被污水淹没的属于充填式生物膜法；填料被全完淹没的称为淹没式曝气生物滤池。普通滤池内生物膜的微生物分为生物膜生物和生物膜面生物。生物膜生物是以菌胶团为主要成分,辅以藻类生物。生物膜面生物是固着型纤毛虫和游泳型纤毛虫,他们促进滤池净化速度,提高滤池整体处理效率,还有滤池扫除生物,如轮虫、线虫等,它们具有去处池内污泥,防止污泥积聚和堵塞的功能。由于普通生物滤池的负荷低,应用也越来越少。.1塔式生物滤池塔式生物滤池由顶部布水,沿塔自上而下流动,在供养充足的条件下,好氧微生物在滤料表面迅速繁殖。这些微生物又进一步吸附废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的有机物质,并随着有机物被分解的同时,微生物也不断增长和繁殖,使生物膜厚度不断增加,当生物膜上的微生物老化或死亡时,滤池中由于某些蝇类的幼虫活动以及水流的冲刷下,失活的生物膜将从滤池表面脱落下来然后随废水流出池外。.2曝气生物滤池BAF曝气生物滤池（BAF也叫SBAF-淹没式曝气生物滤池。）的结构简图如图1，污水从滤池上部流入，从下部流出滤池。在滤池中下部布设曝气管（一般距底部25-40cm处）进行曝气，曝气管上部起生物降解作用，下部主要起截留SS及脱落的生物膜的作用。运行中，因截留了SS及脱落的生物膜，水头损失会逐渐增加，达到设计值后，开始反冲洗。一般采用气水联合反冲，底部设反冲洗的气、水装置。气水之间相互对流，一方面由于上升气泡被细小滤料不断切割，增大了气水接触面积，易于氧的转移，有利于上层滤料表面生物膜的氧化降解作用；另一方面又由于气水之间的相互搅动，使进水中的悬浮物不易于在滤料的最上层积累，从而提高整个生物滤池的储污能力，延长反冲周期。一般说来，曝气生物滤池具有如下结构特征：用粒状填料作为生物载体，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等。区别于一般生物滤池及生物滤塔，在去除BOD、氨氮时需进行曝气。在曝气生物滤池的滤料中存在厌氧或缺氧的微环境，可供厌氧或兼性微生物生存，同时在生物膜的内部，也存在厌氧或兼性微生物，所以，可同时进行硝化和反硝化反应。具有生物氧化降解和截留SS的双重功能，生物处理单元之后不需再设二次沉淀池。需定期进行反冲洗，清洗滤池中截留的SS，同时更新生物膜。具有高水力负荷、高容积负荷及高生物膜活性等特点。水力停留时间短，所需基建投资也少，同时出水水质较高。图2曝气生物滤池工艺流程示意图图2是曝气生物滤池工艺流程示意简图，污水经格栅等除去粗大漂浮、悬浮物后，进入初沉池进行SS、COD、BOD等的初步沉淀去除。而后进入第一级BAF，在这一级主要是去除有机物，同时有部分氨氮进行硝化；接着污水进入第二级BAF，对氨氮进行彻底硝化以及使未完全降解的COD、BOD得以进一步降解。如要求脱氮除磷，则再增加第三级反硝化处理，同时投加药剂，进行除磷。运行过程中，在一、二级BAF底部曝气。每运行一定时间，进行反冲洗（反冲周期一般为24-48h，采用气、水联合反冲洗），反冲洗污水再回流入初沉池进水端，与原污水混合，一并处理。BAF优点：占地面积小，基建投资省。出水水质高，可满足回用要求。工艺流程短，氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低，运行费用比常规处理低1/5。抗冲击负荷能力强，受气候、水量和水质变化影响小。生物曝气滤池可和其他传统工艺组合使用，可对一些老厂进行技术改造，避免浪费。过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺。曝气生物滤池采用模块化结构，便于后期改建、扩建。可建成封闭式厂房，减少臭气、噪声和对周围环境的影响，视觉景观好。运行管理方便、便于维护。运行时应注意的问题：（1）进水的SS要有所控制，一般不超过100mg/L，最好控制在60mg/L以下。因曝气生物滤池采用的填料粒径一般都比较小，如进水的SS较高，易使滤池发生堵塞，从而导致频繁的反冲洗，增加了运行费用与管理的不便。运行时水头损失较大，水的总提升高度大。产泥量相对于活性污泥法稍大，污泥稳定性稍差。.3淹没式曝气生物滤池SBF（淹没式曝气生物滤池），意为全淹没式生物过滤器。采用生物滤罐与砂滤罐相结合的方式，形成一体化的生物处理平台。利用生物好氧的特性，在生物罐内充分曝气，生物降解处理污水；砂滤过滤代替传统工艺中的二沉池，截留处理后产物、老化的微生物及微生物的代谢产物，有效的降低出水中的SS、COD，提高出水水质。3.2.8人工湿地人工湿地是通过模拟和强化自然湿地功能，将污水有控制地投配到土壤（填料）经常处于饱和状态且生长有芦苇、香蒲等水生植物的土地上，污水沿一定方向流动的过程中，在耐水植物和土壤（填料）的物理、化学和生物的三重协同作用下，污水中有机物通过过滤、根系截留、吸附、吸收和植物光合、输氧作用，促进兼性微生物分解来实现对污水的高效净化。人工湿地植物栽种初期的管理及日常维护，主要注意以下几个方面：人工湿地植物栽种初期的管理主要保证其成活率。湿地植物栽种最好在春季，植物容易成活。如果不是在春季，如冬季应做好防冻措施，如在夏季应做好遮阳防晒。总之要根据实际情况采取措施确保栽种的植物能成活。控水。植物栽种初期为了使植物的根扎得比较深，需要通过控制湿地的水位，促使植物根茎向下生长。暴风雨后，湿地床上植物发生歪倒，要及时扶培，排除积水。对不耐寒的植物在冬季来临之前要做好防冻措施或及时收割掉。禁止有毒有害物质进入处理设施人工湿地。人工湿地法缺点：人工湿地的建设占用耗费了大量的土地面积。建设的开挖量大，对环境的影响较大。管理体制不完善。工程工艺的杂乱、不规范。施工技术的落后。人工湿地建设时的随意性较大。人工湿地管理技术的不完善。支持人工湿地建设的基础数据和研究资料太少。3.2.9富氧（加压）空气曝气LPCA富氧（加压）空气曝气LPCA污水处理法与传统活性污泥法、纯氧曝气法、氧化沟法等同属活性污泥法，是一