專家級污水處理（二）
2022-05-31 來自: 環保水圈 瀏覽次數:739
7、兩段法工藝
早期的兩段法只是將一套活性污泥法的兩組構筑物串聯，一段和二段曝氣池體積相同，且多合并建設，大部分有機物在前段被吸附降解，二段的污泥負荷很低，其出水水質要優于相同體積曝氣池的單級活性污泥法（如圖7）。
然而，由于曝氣池體積減小了一倍，相當于污泥負荷增加了一倍，處在易發生污泥膨脹的階段，運行管理較為困難。
20世紀70年代中期，德國的Botho Bohnke教授開發了AB工藝（如圖8）。該工藝在傳統兩段法的基礎上進一步提高了前段即A段的污泥負荷，以高負荷、短泥齡的方式運行，而B段與常規活性污泥法相似，負荷較低，泥齡較長，A段由于泥齡短、泥量大對磷的去除效果很好，經A段去除了大量的有機物以后B段的體積可大大減小，其低負荷的運行方式可提高出水水質。但是由于A段去除了大量的有機物導致B段碳源缺失，所以在處理低濃度的城市污水時該工藝的優勢并不明顯。
其后，為了解決脫氮時硝化菌需要長泥齡，除磷時聚磷微生物需要短泥齡的矛盾，開發了AO-A2O工藝（如圖9）。該工藝由兩段相對獨立的脫氮和除磷工藝組成，前段泥齡短，主要用于除磷，二段泥齡長、負荷低，用于脫氮。
在AO-A2O工藝基礎上奧地利研發出了Hybrid工藝（如圖10），該工藝的兩段之間有三個內回流裝置，可以為前段曝氣池提供硝態氮、硝化菌以及為二段曝氣池提供碳源。主要是去除有機物和磷，二段是硝化功能，并靠曝氣池回流混合液進行反硝化脫氮。
8、SBR工藝
序批式活性污泥法（SBR）工藝是在時間上將厭氧段與好氧段進行分割。20 世紀70 年代初由美國Irvine公司開發。它在流程上只有一個基本單元，集調節池、曝氣池和二沉池的功能于一池，進行水質水量調節、微生物降解有機物和固液分離等。經典 SBR 反應器的運行過程為：進水→曝氣→沉淀→潷水→待機（如圖11、 12）。
80 年代初，連續進水的 ICEAS 工藝誕生（如圖13）。該工藝在傳統的SBR工藝基礎上，在反應池中增加一道隔墻 ,將反應池分隔為小體積的預反應區和大體積的主反應區,污水連續流入預反應區,然后通過隔墻下端的小孔以層流速度進入主反應區，解決了間歇式進水的問題。
隨后， Goranzy 教授開發了 CASS /CAST 工藝。與ICEAS工藝類似，在反應池前段增加了一個選擇段,污水先與來自主反應區的回流混合液在選擇段混合，在厭氧條件下，選擇段相當于前置厭氧池，為除磷創造了有利條件。
90 年代，比利時的西格斯公司在三溝式氧化溝的基礎上開發了 UNITANK 系統。它由 3 個矩形池組成,其中外邊兩側的矩形池既可做曝氣池,又可做沉淀池,中間一個矩形池只做曝氣池該工藝把傳統 SBR的時間推流與連續系統的空間推流有效地結合了起來。
MSBR法即改良型的SBR（ Modified SBR），采用單池多格方式,結合了傳統活性污泥法和SBR技術的優點。反應器由曝氣格和兩個交替序批處理格組成。主曝氣格在整個運行周期過程中保持連續曝氣，而每半個周期過程中，兩個序批處理格交替分別作為SBR和澄清池。該工藝可連續進水且可使用更少的連接管、泵和閥門。
9、脫氮除磷新工藝
近幾十年，能源、資源的短缺已經引起了廣泛的關注，進一步脫氮除磷及對能源節約及資源回收的需求成為了污水處理工藝發展的主流方向。一批新興脫氮除磷技術得以應用。
1994年，荷蘭Delft大學開發了厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術，厭氧氨氧化菌在缺氧環境中，能夠將銨離子（NH4+）用亞硝酸根（NO2-）氧化為氮氣。
該工藝與傳統反硝化工藝相比是完全自養，不需任何有機碳源。
1998年，荷蘭Delft大學基于短程硝化反硝化原理開發了SHARON工藝，首例工程在荷蘭鹿特丹DOKHAVEN水廠。其基本原理是在同一反應器內，先在有氧條件下利用亞硝化細菌將氨氧化成NO2-；然后再在缺氧條件下已有機物為電子供體將亞硝酸鹽反硝化，形成氮氣。工藝流程縮短且無需加堿中和。與傳統活性污泥法相比可減少供氧量及反硝化碳源，有利于資源能源的回收利用，更適用于碳氮比濃度較低的城市廢水。
目前，以SHARON工藝為硝化反應器，ANAMMOX工藝為反硝化反應器，與傳統工藝相比能夠節省供氧和碳源。
三、三級處理階段
近十幾年，隨著污染加劇，水資源短缺嚴重，人類對水質提出了更高的要求，污水深度處理與回用技術興起。污水處理廠的主要目的不再是核算污染物的排放量，而是如何改善水質。膜技術開始顯現其優勢。
生物膜技術在20世紀60-70年代，隨著新型合成材料的大量涌現再次發展起來，主要工藝有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化、生物流化床等。目前，應用較多的膜處理技術主要有微濾（MF）、超濾（UF）、反滲透（RO）和膜生物反應器（MBR）技術。本世紀初的新加坡“Newwater ”水廠就是采用在二級處理后加超濾膜及反滲透膜的方式進行再生水回用處理。
以史為鑒，可知興替。回顧整個歷史過程，城市生活污水處理的足跡隨著人類健康的需求、水環境質量的變化、污水的處理程度在逐漸加深，同時操作管理、資金占地等成本問題又推動了水處理工藝技術的不斷進化，其操作、占地、程序步驟、能源資源的投入都在一點點地簡化。人們對水質的需求越來越高，而處理過程卻越來越趨于簡便。有趣的是，無論近幾年業界所看好的厭氧生物技術還是源分離土地灌溉，城市污水處理似乎又回到了它起初的形式，盡管其中蘊含的科技含量早已不可同日而語。大繁若簡，歸于自然。
