“加快開(kāi)發(fā)西部地區(qū)，是全國(guó)發(fā)展的一個(gè)大戰(zhàn)略、大思路”，而加快西部小城鎮(zhèn)的發(fā)展是西部大開(kāi)發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。目前西部地區(qū)小城鎮(zhèn)面臨的主要問(wèn)題，一方面是自然條件與生態(tài)環(huán)境狀況脆弱，高山和高原占西部總面積的70%，水土流失面積占全國(guó)水土流失面積的83%，荒漠化面積占90%以上;另一方面是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，貧困問(wèn)題較為突出，基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展滯后，環(huán)境污染嚴(yán)重，導(dǎo)致生態(tài)狀況持續(xù)惡化，并制約了小城鎮(zhèn)的發(fā)展，成為西部地區(qū)貧困的重要原因。同時(shí)，環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施作為關(guān)系到廣大西部小城鎮(zhèn)居民生活環(huán)境和身體健康的重要物質(zhì)條件，也迫切需要得到有效的改善。

采用切實(shí)有效的污水生物處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)加快西部污水處理的的進(jìn)度，早日實(shí)現(xiàn)西部地區(qū)小城鎮(zhèn)污水處理廠的推廣實(shí)施。

一、 工藝的選取思路

根據(jù)小城鎮(zhèn)的進(jìn)水特點(diǎn)，工藝選取思路應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)角度著手：1.投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。2.操作管理簡(jiǎn)單。3.抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。4.處理效果穩(wěn)定可靠，具備脫氮除磷功能。5.適合當(dāng)?shù)鬲?dú)特的自然條件。6.在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝，必須經(jīng)過(guò)科研試驗(yàn)和鑒定，提供可靠設(shè)計(jì)參數(shù)后再應(yīng)用。

同時(shí)工藝的選取應(yīng)該從一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考慮。主要包括：處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運(yùn)行性能可靠性、管理維護(hù)難易程度、總體環(huán)境效益等。

二、 目前常見(jiàn)的工藝

1. SBR系列

SBR 是序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的縮寫(xiě)，最初由英國(guó)學(xué)者Ardern 和Lockett 于1914 年提出，但由于當(dāng)時(shí)曝氣器易堵塞，自動(dòng)控制水平低，運(yùn)行操作管理復(fù)雜等原因，很快就被連續(xù)式活性污泥法取代。

2. ICEAS工藝

ICEAS(Intermitent Cyclic Extended Aeration System)工藝是間歇循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法的簡(jiǎn)稱(chēng)。1968年，澳大利亞新南威爾士大學(xué)與美國(guó)ABJ公司合作開(kāi)發(fā)了“采用間歇反應(yīng)器體系的連續(xù)進(jìn)水，周期排水，延時(shí)曝氣好氧活性污泥法”即ICEAS工藝。1976年建成了世界上第一座ICEAS工藝污水處理廠。

3. CASS工藝

CASS工藝是美國(guó)Goronszy教授開(kāi)發(fā)的一種專(zhuān)利技術(shù)。CASS工藝是SBR工藝及ICEAS工藝的一種更新變形，在前段設(shè)有一個(gè)分建或合建式生物選擇器，連續(xù)進(jìn)水，但以序批曝氣——非曝氣方式間歇運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)以推流式運(yùn)行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的方式實(shí)現(xiàn)同步碳化和硝化——反硝化功能，并且可將生物反應(yīng)過(guò)程和泥水分離過(guò)程結(jié)合。由于其投資和運(yùn)行費(fèi)用低、處理效率高，尤其是具有優(yōu)異的脫氮除磷功能，CASS越來(lái)越得到重視。

4. MSBR工藝

MSBR即改良型序批式反應(yīng)器(Modified Sequencing Batch Reactor)。MSBR集合了SBR和A2/O的特點(diǎn)，出水水質(zhì)穩(wěn)定、高效，有較高的凈化能力，不足之處是自動(dòng)化控制要求較高，這對(duì)西部小城鎮(zhèn)是一個(gè)制約性因素，但也不能完全說(shuō)此工藝在西部小城鎮(zhèn)就不宜采用，應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行考慮，對(duì)西部經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)、封閉水體、具有較高脫氮除磷要求的小城鎮(zhèn)有一定的適用性。但是，由于目前其運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)不是很豐富，而且運(yùn)行流程長(zhǎng)，工藝控制相對(duì)復(fù)雜，因此，主要適用于經(jīng)濟(jì)水平較發(fā)達(dá)的小城鎮(zhèn)，而對(duì)于不太發(fā)達(dá)的一般建制鎮(zhèn)應(yīng)慎重選擇。

5. UNITANK 工藝

UNITANK工藝是由比利時(shí)SEGHERS公司提出的SBR的變形工藝，它集合了SBR和傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，不僅具有SBR系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，還可像傳統(tǒng)活性污泥法那樣在恒定水位下連續(xù)運(yùn)行。UNITANK工藝在多數(shù)情況下，無(wú)需設(shè)置調(diào)節(jié)池;構(gòu)筑物采用一體化的矩形緊湊結(jié)構(gòu)，同傳統(tǒng)處理工藝的圓池相比既利于保溫，又能相應(yīng)節(jié)省土建費(fèi)用和占地面積。共用水平底板也提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;各池貫通，布置緊湊，有利于全封閉式處理，以實(shí)現(xiàn)污水污泥或廢氣的綜合處理;管理方便、運(yùn)行費(fèi)用低、工人數(shù)量少。

6. 一體化氧化溝

一體化氧化溝(Integrated Oxidation Ditch)又稱(chēng)合建式氧化溝，廣義地說(shuō)，一體化氧化溝就是不單獨(dú)設(shè)二次沉淀池及污泥回流設(shè)備的氧化溝，其曝氣凈化與固液分離操作在同一個(gè)構(gòu)筑物中完成，污泥自動(dòng)回流，設(shè)備和池容利用率為100%。一體化氧化溝包括了早期間歇運(yùn)行的Pasveer氧化溝，帶側(cè)支渠的氧化溝和20世紀(jì)70年代在丹麥發(fā)展起來(lái)的PI型氧化溝，如VR型氧化溝、雙溝(D型)或三溝(T型交替式)。也包括美國(guó)在20世紀(jì)80年代這一概念在80年代提出的ICC(Interchannel Clarifer)型氧化溝。

7. Carrousel氧化溝

Carrousel氧化溝是20 世紀(jì)60年代末期由荷蘭DHV公司研制成功的一種多溝串聯(lián)氧化溝系統(tǒng)。它采用垂直安裝的低速表面曝氣器，每組溝渠安裝一個(gè)，均安設(shè)在一端。靠近曝氣器下游為富氧區(qū)，靠近曝氣器上游為缺氧區(qū)。進(jìn)水與回流污泥混合后在溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，廢水多次經(jīng)富氧區(qū)和缺氧區(qū)可創(chuàng)造良好的生物脫氮環(huán)境。當(dāng)有機(jī)負(fù)荷較低時(shí)，可以停止某曝氣器的運(yùn)行，在保證水流攪拌混合循環(huán)的前提下，節(jié)約能量消耗。

8. Orbal氧化溝

Orbal氧化溝在南非開(kāi)發(fā)并于20世紀(jì)70年代引入美國(guó)后得到迅速推廣，至今已有300座污水處理廠運(yùn)行，最大處理能力達(dá)24.6萬(wàn)m3/d。它是由若干圓形成或橢圓形同心溝渠組成的多渠氧化溝系統(tǒng)。Orbal氧化溝又稱(chēng)同心溝型氧化溝，池型為圓形或橢圓形，采用三渠道模式。在該系統(tǒng)中有若干個(gè)多孔曝氣圓盤(pán)的水平旋轉(zhuǎn)裝置，用以傳氧和混合。污水從外溝流入，內(nèi)溝流出，形成3 個(gè)完全混合反應(yīng)器的串連形式。溶解氧濃度從外溝到內(nèi)溝依次增高，形成濃度梯度，渠間溶解氧濃度的變化較大。從局部看水流是處于完全混合式，但從Orbal 氧化溝整個(gè)系統(tǒng)看水流又是推流式，這樣的水流方式與工藝特點(diǎn)使Orbal 氧化溝既具有良好的有機(jī)物去除效果，又具有較好的脫氮除磷效果。

9. 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池(BAF，Biological Aerated Filter)也叫淹沒(méi)式曝氣生物濾池(SBAF，Submerged Biological Aerated Filter)。BAF在國(guó)外從20 世紀(jì)初開(kāi)始研究，于80年代末基本成型，后不斷改進(jìn)并開(kāi)發(fā)出多種形式。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，充分借鑒了污水處理的接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計(jì)思路，集曝氣、高濾速、截留懸浮物、定期反沖洗等特點(diǎn)于一體。

10. 生物轉(zhuǎn)盤(pán)法

生物轉(zhuǎn)盤(pán)法是生物膜法的一種，它是用轉(zhuǎn)動(dòng)的盤(pán)片代替固定點(diǎn)濾料，運(yùn)用生物轉(zhuǎn)盤(pán)法去除廢水中有機(jī)物質(zhì)的原理是：將廢水置于半靜止?fàn)顟B(tài)，污水中有機(jī)物被盤(pán)片上的生物膜吸附，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)在廢水中不停的緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，盤(pán)片離開(kāi)污水時(shí)形成一層薄薄的水膜，生物膜從空氣中吸氧同時(shí)在生物酶催化作用下，被吸附的有機(jī)物被氧化降解，即每轉(zhuǎn)動(dòng)一周形成吸附+吸氧+氧化降解，另一方面轉(zhuǎn)盤(pán)的攪動(dòng)，將大氣中的氧帶入氧化槽，使水中溶解氧不斷增加，有利于基質(zhì)的氧化降解，活性衰退的生物膜會(huì)在轉(zhuǎn)盤(pán)剪切作用下自動(dòng)脫落。

11. 接觸氧化法

接觸氧化法的原理是將某種填料浸沒(méi)于水中并在填料表面和填料間的空隙生成膜狀生物污泥，廢水與其接觸從而得到凈化。為了使凈化充分，需將廢水循環(huán)，反復(fù)與生物膜接觸。由于填料和生物膜都浸沒(méi)在廢水中，因此必須進(jìn)行強(qiáng)制性曝氣充氧，曝氣也兼有使廢水充分混合的功能。鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣都可以用于本法。

12. 人工濕地

濕地處理系統(tǒng)是一種土地處理工藝，它是將污水投放到土壤經(jīng)常處于飽和狀態(tài)且生長(zhǎng)有蘆葦、香蒲等耐水植物的沼澤地上，使污水沿一定方向流動(dòng)，通過(guò)耐水植物和土壤聯(lián)合作用，污水得到凈化。濕地處理系統(tǒng)對(duì)污水凈化的作用機(jī)理是多方面的，主要有：物理沉降作用、植物根系的阻截作用、某些物質(zhì)的化學(xué)沉淀作用、土壤及植物表面的吸附與吸收作用、微生物的代謝作用等。此外，植物根系的某些分泌物對(duì)細(xì)菌和病毒有滅活作用，細(xì)菌和病毒也可能在對(duì)其不適宜環(huán)境中自然死亡。

13. 氧化塘

是一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便、處理效果較穩(wěn)定的廢水處理方法。通常，氧化塘是一種經(jīng)人工構(gòu)筑的，具有圍堤和防滲層的天然凈化系統(tǒng)。廢水在塘內(nèi)經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間的停留、貯存，通過(guò)微生物(細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物等)的代謝活動(dòng)，以及相伴隨的物理化學(xué)過(guò)程，使廢水中的污染物，包括營(yíng)養(yǎng)素經(jīng)多級(jí)轉(zhuǎn)換、降解而去除。氧化塘分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘、深度處理塘等具體型式，這些型式的氧化塘可以搭配形成塘系統(tǒng)應(yīng)用。

14. 百樂(lè)卡(BIOLAK)工藝

百樂(lè)卡(BIOLAK)工藝是由芬蘭開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利技術(shù)，由芬蘭Raisio工程公司代理。它是由不帶曝氣設(shè)施、采用自然池塘處理的廢水系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的。目前，世界上已有350多套BIOLAK系統(tǒng)在運(yùn)行。顧名思義(bio-lake)，其實(shí)質(zhì)上采用一池，或人工湖，在其內(nèi)處理廢水。該池可采用鋼筋混凝土，也可因地制宜，采用土池或人工湖，但底部應(yīng)有防滲措施。在池(人工湖)內(nèi)，安裝著一種特殊的懸掛索(鏈)式曝氣系統(tǒng)，以延時(shí)曝氣方式按照所需預(yù)期達(dá)到的目的進(jìn)行運(yùn)行操作(如厭氧、缺氧、好氧方式)，故運(yùn)行簡(jiǎn)便易控。

15. 水解—好氧生物處理工藝

出現(xiàn)于20 世紀(jì)80 年代，它將厭氧和好氧有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而使廢水的厭氧——好氧生物處理進(jìn)入了新階段。該工藝在厭氧段摒棄了厭氧消化過(guò)程中對(duì)環(huán)境條件要求嚴(yán)格、且降解速度較慢的甲烷發(fā)酵階段，控制厭氧段在水解階段，可減少反應(yīng)器的容積，同時(shí)省去了沼氣回收利用系統(tǒng)，基建費(fèi)用大幅度降低。另外，經(jīng)水解，原廢水中易降解物質(zhì)減少較少，而一些難以生物降解的大分子物質(zhì)可被轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)(如有機(jī)酸等)，從而使廢水的可生化性和降解速度大幅度提高。因此，后續(xù)好氧生物處理可在較短的水力停留時(shí)間內(nèi)，達(dá)到較高的COD 去除率。該工藝已在城鎮(zhèn)污水，特別是在工業(yè)廢水處理得到推廣應(yīng)用。

16. OCO工藝

OCO得名于生物處理裝置的幾何形狀。OCO池呈圓形，里圈、外圈隔墻為圓形、中圈為半圓形。OCO 藝由于集厭氧—缺氧—好氧于一池，除完成BOD 的去除外，還可實(shí)現(xiàn)生物脫氮、除磷。處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)定。產(chǎn)生的污泥易于沉降，運(yùn)行方式靈活。

三、 技術(shù)路線(xiàn)的選擇

在小城鎮(zhèn)污水處理廠選擇技術(shù)路線(xiàn)的時(shí)候，應(yīng)該從自身情況出發(fā)，選擇合適的處理方式，因地制宜。經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選確定。

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