污水處理方案比較
 
正確選擇污水處理方案是關(guān)系到污水處理廠的基建投資、處埋成本和出水水質(zhì)的關(guān)鍵。選擇技術(shù)上可行、先進，經(jīng)濟上合理的工藝方案是非常重要的。

城市污水中含有機污染物質(zhì)較多，需要采用生物化學的方法使污染物的總量降低，達到國家及有關(guān)部門的排放要求。污水的生物處理枝術(shù)分好氧法和厭氧法兩大類，在城市污水處理領(lǐng)域主要采用好氧法，厭氧法主要用于處理高濃度有機工業(yè)廢水。污水的好氧生物處理技術(shù)，又分為活性污泥法和生物膜法兩種。

活性污泥法在全世界的應(yīng)用已有80多年的歷史，隨著在實際工程中的廣泛應(yīng)用和技術(shù)上的不斷革新改造，活性污泥法已成為城市污水處理的主要技術(shù)，也是當今污水處理領(lǐng)域使用最為廣泛的處理技術(shù)。根據(jù)近年來國內(nèi)外的工程實踐和萊山區(qū)的具體情況，確定萊山的污水處理廠采用活性污泥法。

活性污泥法在應(yīng)用實踐中不斷得到改進，如國內(nèi)一-些污水處理廠采用的氧化溝工藝、AB工藝(兩段法)、SBR工藝(序批式處理工藝)等，那是在常規(guī)活性污泥法的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，屬于改逃型活性污泥法。

從經(jīng)濟、技術(shù)兩方面考慮，我們認為百樂卡工藝具有一定的優(yōu)勢，經(jīng)過幾方面的分析、比較，萊山的污水處理廠擬采用百樂卡污水處理工藝�，F(xiàn)就百樂卡工藝、氧化溝工藝、AB工藝等三種污水處理工藝進行方案比較。

一、氧化溝污水處理工藝

氧化溝是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的連續(xù)循環(huán)完全混合工藝，是用延時曝氣法處理廢水的一種環(huán)形渠道，平面多為橢圓形，總長可達幾十米，甚至幾百米以上。在溝渠內(nèi)安裝與渠寬等長的機械式表面曝氣裝置，常用的有轉(zhuǎn)刷和葉輪等。曝氣裝置一方面對溝渠中的污水進行充氧，一方面推動污水作旋轉(zhuǎn)流動。氧化溝多用于處理中、小流量的生活污水和工業(yè)廢水，可以間歇運轉(zhuǎn)，也可以連續(xù)運轉(zhuǎn)。

1、氧化溝工藝的特點：

(1)氧化溝的溝渠長度較大，污水在氧化溝內(nèi)停留的時間長，污水的混合效果好。可以不沒初沉池，有機懸浮物在氧化溝內(nèi)能達到好氧穩(wěn)定的程度;

(2)氧化溝的曝氣裝置具有兩個功能:供氧并推動水流以一定的流速循環(huán)流動。污泥的BOD負荷低，同延時曝氣法。對水質(zhì)和水量的變動有較強的適應(yīng)性;

(3)污泥齡長，有利于硝化菌的繁殖，在氧化溝內(nèi)可產(chǎn)生硝化反應(yīng);污泥產(chǎn)率低，且多已達到穩(wěn)定的程度，不需要再進行硝化處理，可直接進行濃縮脫水。

(4)如采用一體式氧化溝，可不單獨設(shè)二次沉淀池，使氧化溝與二沉池合建。中間的溝渠連續(xù)作為曝氣池，兩側(cè)的溝渠交替作為曝氣池和二次沉淀池，污泥自動回流，節(jié)省了二沉池與污泥回流系統(tǒng)的費用。

2、我國較常采用的氧化溝系統(tǒng)

我國較常采用并應(yīng)用較好的氧化溝系統(tǒng)有:

(1)多溝串聯(lián)氧化溝系統(tǒng)，如廣西省桂林東區(qū)污水處理廠的4廊道氧化溝系統(tǒng)，日處理能力4萬立萬米。 每組溝渠內(nèi)安裝一臺表面曝氣器，靠近曝氣器的下游為富氧區(qū)，上游為低氧區(qū)，外環(huán)可能成為缺氧區(qū)。

(2)交替工作氧化溝系統(tǒng)(一體式氧化溝)，如邯鄲市東污水處理廠引進丹麥的三溝氧化溝系統(tǒng)，日處埋能力6.6萬立萬米。 污水順序從三溝進入，兩側(cè)邊溝交替作為曝氣池和沉淀池。轉(zhuǎn)刷有時高速充氧，有時低速攪拌不充氧，有時停機沉淀，池中污水交替處于好氧和缺氧狀態(tài)。

氧化溝工藝主要由三部分組成:格柵和曝氣沉沙池組成的預處理部分、氧化溝生物處理部分和污泥脫水部份。

二、AB法污水處理工藝

AB 法廢水處理工藝是吸附---生物降解 (Adsorption Biodegradation)工藝的簡稱，由德國亞探大學Bohnke教授于七十年代開創(chuàng)的，從八十年代開始用于生產(chǎn)實踐。AB法系在傳統(tǒng)兩級活性污泥法和高負荷活性污泥法的基礎(chǔ)上開發(fā)的，屬超高負荷活性污泥法。

AB法工藝原理主要是充分利用微生物種群的特性，為其創(chuàng)造適宜的環(huán)境，使不同微生物群得到良好的繁殖、生長，通過生物化學作用使污水得到凈化。

1、AB工藝的特點

(1)不設(shè)初沉池，由吸附池和中間沉淀池組成A段。A段是AB工藝的主體，對整個工藝起關(guān)鍵作用。在連續(xù)工作的A段曝氣池中，由外界不斷地接種具有很強繁殖能力和抗環(huán)境變化能力的短世代原核微生物，在食物充足的條件下，新陳代謝很快，能較迅速地克服出現(xiàn)的失活和不可逆轉(zhuǎn)的損害作用，大大提高處理工藝的穩(wěn)定性。

(2)A段和B段各自擁有自己獨立的回流系統(tǒng)，這樣兩段分開，有各自獨特的微生物群體，處理效果穩(wěn)定。A段的微生物特性使吸附池的活性污泥表現(xiàn)為:

----有較強的絮凝、吸附和降解有機物的能力。

---COD有較高的降解度，使之降解為易生化處理的BOD物質(zhì)。

---適應(yīng)性強，耐進水水量、水質(zhì)、pH等的變化，有抗沖擊負荷的 能力。

---A段不僅能去除一部份有機物質(zhì)，而且能起調(diào)節(jié)和緩沖作用。

A段采用高污泥負荷，利用活性污泥的吸附絮凝能力，將污水中的有機物吸附于活性污泥上，進而降解。產(chǎn)生的大量生物污泥在中間沉淀池內(nèi)沉下，大部分有機物質(zhì)以剩余污泥方式排除系統(tǒng)外。 在A段中，借吸附、絮凝、分解和沉淀等作用，可去除大約40%的有機物。

(3)B段由曝氣池和二次沉淀池組成。

經(jīng)過A段后，污水的沖擊負荷 (水質(zhì)、水量等)巳不再影響B(tài)段，污水往水質(zhì)、水量方面是比較穩(wěn)定的，B段的凈化功能得以充分發(fā)揮。經(jīng)A段處理后殘留于污水中的有機物在B段繼續(xù)氧化，達到較高的污水處理效率，并獲得良好的出水水質(zhì)。

(4)A段的產(chǎn)泥量很大，污泥含磷量高于常規(guī)活性污泥法。B段的剩余污泥量少，泥齡長，有利于增殖緩慢、生長期長的硝化菌繁殖。因此，AB工藝具有一定的脫氨脫磷功能。

三、百樂卡污水處理工藝

百樂卡系統(tǒng)是德國VNO公司從七十年代以后，由氧化塘工藝逐漸發(fā)展起來的，吸取了氧化塘工藝的低成本和活性污泥工藝的高效率。到目前為止已有近五百套百樂卡系統(tǒng)在世界各地運行，其中一半是城市污水處理系統(tǒng)。我國山東省招遠市污水處理廠采用百樂卡污水處理工藝，現(xiàn)已投入正式運行，日處理污水能力為2萬立方米。該工藝通常在曝氣池前部設(shè)有混合區(qū)，使進水與回流污泥充分混合后進入曝氣池。

1、百樂卡污水處理工藝特點

(1)曝氣池分為兩個區(qū)：混合區(qū)和曝氣區(qū)。污水與回流污泥一起進入混合區(qū)，在攪拌的作用下充分混合后，再流入曝氣區(qū)。除了混合作用外，污水在混合區(qū)的缺氧環(huán)境條件下，可能發(fā)生部分水解酸化反應(yīng)，提高廢水的可生化性，減輕后續(xù)曝氣區(qū)的負擔，從而減少動力消耗和曝氣池的體積�；旌蠀^(qū)與好氧處理區(qū)的延時曝氣相配合，對污水的脫氮脫磷可起到一定的作用。

(2)污水的生物處理采用延時曝氣工藝有以下優(yōu)點同氧化溝工藝
(A)可不設(shè)初沉池;
(B)耐進水負荷沖擊能力強;
(C)剩余污泥量少，不用消化處理。污泥礦化程度高，無臭味;
(D)由于泥齡長，有利于硝化菌的繁殖，可起到一定的脫氮作用。

(3）百樂卡曝氣裝置為微孔曝氣形式，改變了傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)的固定模式，曝氣器由浮管牽引，懸掛在池中，曝氣器與布氣管間用軟管連接。通氣時，曝氣器由于受力不均在水中產(chǎn)生運功。當曝氣器偏離浮管垂直軸時，氣泡浮至水面并在浮管一側(cè)爆裂，從而對浮管產(chǎn)生反向推動力使浮管運動，浮管又反過來帶動曝氣器運動，在曝氣的情況下運動持續(xù)不斷。與傳統(tǒng)曝氣裝置相比，百樂卜曝氣系統(tǒng)有以下優(yōu)點:

(A)傳統(tǒng)曝氣器頂部至水面的水域，始終處于過飽和充氧狀態(tài)，而其它水域則處于不飽和狀態(tài)，氧的利用率低。百樂仁曝氣裝置在水中的運動使池中不存在氧的過飽和區(qū)域，氧的利用率提高。百樂卡曝氣器產(chǎn)生的微氣泡在水中的運動距離長，停留時間長，使氧的利用率明顯提高，相應(yīng)的能耗得以降低。固定式曝氣器產(chǎn)生的氣泡在水中的停留時間為5~6秒，而百樂卡曝氣裝置產(chǎn)生的氣泡可在水中停留11秒以上。

(c)百樂卡曝氣器的孔隙率為80%，表面不容易堵塞。

(D)傳統(tǒng)的固定式曝氣器固定在池底，可能造成池底局部侵蝕，曝氣池通常采用混凝土結(jié)構(gòu)。而百樂卡曝氣器安裝在浮動的懸鏈上，每條鏈在池中一定的區(qū)域內(nèi)運動，不會對池子的某一部分造成局部侵蝕。曝氣池可采用土池，大大減少了基建投資。

(E)固定式曝氣器的檢修或更換需停止曝氣并排空水池，不但費時費力，還要重新培養(yǎng)活性污泥。而百樂卡系統(tǒng)可在不停氣放水的情況下，直接將曝氣鏈提出水面維修，既方便又經(jīng)濟。

2、百樂卡污水處理工藝流程

(1)污水的預處理

來自城市排水截流干管的污水通過提升泵站進入細格柵，攔截污水中較大的飄浮物和顆粒粗雜質(zhì)等。在去除粗雜質(zhì)的同時可除掉一部分有機負荷。

(2)曝氣池好氧生物處理

經(jīng)過預處理后，污水先進入曝氣池前端的混合區(qū)，借助于攪拌作用，進水與回流污泥進行充分混合后，再流入曝氣區(qū)。

在曝氣池中，微生物群體聚居在呈懸浮狀的活性污泥上，與進入曝氣池的污水廣泛接觸。鼓風機通過在曝氣池底浮動的空氣擴散裝置，以微小氣泡的形式向池中提供空氣。在曝氣裝置的攪動作用下，污水與活性污泥更好地混合，微生物將污水中的有機物降解。

(3)沉淀池

經(jīng)過生物處理后，污水進入沉淀池，使混合液澄清、濃縮、固液分離。沉淀池中的上清液經(jīng)溢流堰流出，達標后排放。沉淀下來的污泥大部分由污泥泵輸送回到曝氣池，極少量的剩余污泥排入污泥池濃縮、貯存、待運。

(4)污泥處理

百樂卡工藝的污泥產(chǎn)率很低。由于微生物在曝氣池中長期處于內(nèi)源呼吸期，只產(chǎn)生少量容易脫水的、無臭且較為穩(wěn)定的污泥，不需要再進行厭氧消化處理。
由于污泥量很少，從經(jīng)濟上考慮可不采用污泥機械脫水系統(tǒng)。污水處理廠周圍就是農(nóng)田，萊山區(qū)水資源又相對缺乏，含水量很高的污泥可直接作為農(nóng)業(yè)肥料，不需再澆水稀釋。
剩余污泥泵將少量的剩余污泥排入污泥池。污泥在池中沉淀、濃縮后，上清液排回至曝氣池。濃縮的污泥貯存一定時間后，用罐車運出作為肥料。

方案比較及推薦方案

從技術(shù)方面分析，與常規(guī)活性污泥法比較，百樂卡工藝、氧化溝工藝和AB工藝各有特點，都具有耐沖擊負荷能力強、處理穩(wěn)定性高和處理效果好的優(yōu)點。但在技術(shù)、經(jīng)濟等方面存在一定的差別，其主要方面比較如下。

一、與氧化溝工藝的比較

氧化溝工藝和百樂卡工藝都采用延時曝氣法，同樣具備延時曝氣法的優(yōu)點。而延時曝氣法的主要缺點:曝氣時間長使動力消耗大以及曝氣池容積大，占地面積大，氧化溝工藝卻很難避免。

(1)氧化溝工藝需采用20臺轉(zhuǎn)刷，每臺功率45kW，曝氣轉(zhuǎn)刷總功率為9OOkW，加上螺旋槳水下攪拌器，僅氧化溝設(shè)備的裝機容量就達949•6kW。相比之下，由于百樂卡曝氣裝置的動力效率和氧的利用率較高(在5米水深時為28•8%)，采用4臺風機，每臺130kW，共520 kW，能耗明顯降低。

(2)氧化溝為環(huán)形溝渠狀，需全部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，雖然一體式氧化溝系統(tǒng)不需建二次沉淀池，但氧化溝的土建投資就達650萬元。百樂卡工藝的曝氣池采用土池，內(nèi)砌毛石，加上混凝土結(jié)構(gòu)的沉淀池，土建投資共為250萬元。

二、與AB工藝的比較

1、AB工藝中A段正常運行的必要條件是進水中必須有足夠的己經(jīng)適應(yīng)該污水的微生物，A段去除率的高低與進水微生物量直接相關(guān)。如果城市污水中工業(yè)廢水比重較大，污水中微生物濃度很低，A段曝氣池得不到外源微生物的連續(xù)補充，生物絮凝吸附作用很弱，就會導致A段去除率與初沉池相近，這類污水不宜采用AB工藝。
我國很多中小城市的排水現(xiàn)狀，由于大量的工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排入，以及沒有完善的管網(wǎng)系統(tǒng)，使城市污水的成分比較復雜，這就影響了AB工藝的處理效果。

2、由于AB法工藝比傳統(tǒng)的活性污泥法多了一個處理階段，需要增加吸附池、中間沉淀池和污泥回流系統(tǒng)等，使土建、設(shè)備的投資以及能耗費用大為增加。AB工藝的處理構(gòu)筑物土建費用645萬元，處理設(shè)備的裝機容量為702kW。而百樂卡工藝的處理構(gòu)筑物土建投資為284萬元，處理設(shè)備裝機容量616kW。

三、三種方案的比較

推薦方案---百樂卡污水處理工藝

從上面的分析可以看出，與氧化溝工藝和AB工藝相比，百樂卡污水處理工藝在工程總投資、日常運行能耗和設(shè)備維護檢修方面都具有明顯的優(yōu)勢。

根據(jù)幾方面的綜合分析考慮:

(1)保證污水處理工程能夠穩(wěn)定、可靠地運行;

(2)保證處理后廢水達標排放;

(3)有利于今后污水的深度處理和回用;

(4)盡可能地使構(gòu)筑物和主要設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、維修方便;

(5)最大限度地節(jié)省土地、基建投資和日常運行費用，

我們推薦采用百樂卡污水處理工藝，曝氣裝置采用德國VNO公司的專利產(chǎn)品。