如何将污水处理做到既高效又省钱？几种污水生化处理工艺大剖析
慧聪水工业网 生活污水处理工艺目前已相当成熟，其核心技术为活性污泥法或生物膜法，都属于二级处理范畴。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥)。多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。根据污水的水量、水质和出水要求及当地的实际情况，选用合理的污水处理工艺，这对污水处理的正常运行、处理费用具有决定性的作用。下面，我们对生活污水处理常规工艺A/O、A2/O及SBR进行对比分析。
一、A/O工艺
A/O工艺法，也叫厌氧好氧工艺法，主要用于水处理方面。A就是厌氧段，主要用于脱氮除磷;O就是好氧段,主要用于去除水中的有机物。它除了可去除废水中的有机污染物外，还可同时去除氮、磷，对于高浓度有机废水及难降解废水，在好氧段前设置水解酸化段，可显著提高废水可生化性。
工艺特征：
A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。
优点：
（1）效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。
（2）流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。
（3）缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。
（4）容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。
（5）缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环)工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。
缺点：
（1）由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；
（2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%。
（3）影响因素
水力停留时间（硝化段>6h，反硝化段<2h）污泥浓度MLSS（>3000mg/L）污泥龄（>30d）N/MLSS负荷率（<0.03）进水总氮浓度（<30mg/L）
二、A2/O工艺
A2/O工艺亦称A-A-O工艺，即厌氧-缺氧-好氧工艺，被称为最简单的同步脱氮除磷工艺。按实质意义来说，本工艺应为生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到:BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。
工艺特征:
（1)厌氧反应器:原污水及从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入该反应器，其主要功能是释放磷，同时对部分有机物进行氨化;
（2)缺氧反应器:污水经厌氧反应器进入该反应器，其首要功能是脱氮，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为原污水量);
（3)好氧反应器–曝气池:混合液由缺氧反应器进入该反应器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在该反应器内进行的，这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD(或COD)则得到去除，流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器.
优点：
(1)本工艺在系统上可以称为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;
(2)在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100;
(3)污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效;
(4)运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低;
(5)污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷；
(6)污泥沉降性能好。
缺点：
(1)硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、污泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争，很难在同一系统中同时获得氮、磷的高效去除；
(2)除磷效果难于提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此；
(3)脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；
(4)当城市污水中碳源低时，反硝化效果受到碳源量的限制，大量的未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区，干扰厌氧释磷的正常进行;
(5)进入沉淀池的处理水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、但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。
(6)传统A2/O工艺出水只能达到一级B标准。
三、SBR工艺
SBR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。
工艺特征:
在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。
优点：
（1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好；
（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好；
（3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击；
（4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活；
（5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理；
（6）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀；
（7）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造；
（8）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果；
（9）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
缺点：
（1）间歇周期运行，对自控要求高；
（2）变水位运行，电耗增大；
（3）脱氮除磷效率不太高；
（4）污泥稳定性不如厌氧硝化好。
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