中小城鎮(zhèn)污水處理廠生物除磷脫氮工藝的選擇

一概述改革開放以來，在我國的大中型城市中，建設了一批污水處理設施，對于保護大中型城市的環(huán)境，治理水污染起到了很大作用。隨著我國城鄉(xiāng)經濟的發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，我國農村城市化的速度將大大加快，大量的小城鎮(zhèn)將迅速興起，預計到本世紀末，全國設市城市將達1200個左右，建制鎮(zhèn)25000～3O000個左右，全國城鎮(zhèn)人口達6.8億左右，城市化水平約為45%，其中小城鎮(zhèn)人口所占比例達65%左右。從發(fā)展眼光看，今后我國的大部分人口將生活在中小城鎮(zhèn)。

目前全國共有1700O個建制鎮(zhèn)，絕大多數(shù)沒有排水和污水處理設施，而且，由于二十幾年來，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的蓬勃發(fā)展，造成一些中小城鎮(zhèn)尤其是經濟比較發(fā)達的中小城鎮(zhèn)，污染嚴重，已經影響到人民的生活和健康。

從另一方面講，中小城鎮(zhèn)和大中城市在水系上是相通的，而且往往處于大中城市的上游，中小城鎮(zhèn)的污水治理工作做不好，大中城市水環(huán)境的質量也不會有明顯改善，因此，中小城市的環(huán)境保護問題越來越引起人們的重視。針對目前的情況，國家提出至2010年我國污水處理率要達到4O%，因此，未來一段時間內我國將會集中在中小城鎮(zhèn)建設一大批污水處理廠，這些污水處理廠的規(guī)模，小的只有每日幾十噸，大的每日幾萬噸，因此在規(guī)模上和大型污水處理廠相差較大，而且，由于這些中小城鎮(zhèn)和大中城市經濟發(fā)展水平、排水體制，基礎資料，融資渠道有很大不同，因此以往建設大型污水處理廠的經驗只有借鑒的意義，不可能也不應該把大中城市的污水治理工藝、技術裝備等搬用到城鎮(zhèn)級的污水處理廠中去，否則目前在大中城市中出現(xiàn)的“建的起，用不起”的局面將會在中、小城鎮(zhèn)更加強烈的表現(xiàn)出來，甚至會演變成“既建不起，更用不起”的局面，因此探索適合中小城鎮(zhèn)的經濟實用的污水處理工藝，以較少的投資建成污水處理廠，以較低的運行費用運轉污水處理廠，達到消除污染、保護環(huán)境的目的是擺在給排水工作者面前的一個挑戰(zhàn)。

考慮到1998年1月1日之后，已經開始實行《污水排放綜合標準》(GB8978-1996)，因此中小城鎮(zhèn)的污水處理廠在選擇處理工藝時都要考慮除磷脫氮，本文謹就適合于中小城鎮(zhèn)城市污水處理廠的生物除磷脫氮工藝談一些粗淺的看法，供大家參考，不妥之處請指正。二可供選擇的工藝各種除磷脫氮工藝一般都是除碳、除氮、除磷三種流程的有機組合，得利滿公司提出了“SARAOE”概念，來描述用于除磷脫氮的不同區(qū)域。

1.選擇區(qū)(Selectorzone)

設置選擇區(qū)的目的主要是為了避免污泥膨脹。

2.厭氧區(qū)(Anaerobiczone)

設置厭氧區(qū)是為了提供一個使聚磷菌釋放磷的環(huán)境，為后續(xù)的好氧吸磷創(chuàng)造條件。

3.再活化區(qū)(Reactivationzone)

設置再活化區(qū)用于再活化回流污泥。

4.缺氧區(qū)(Anoxiczone)

設置缺氧區(qū)，提供一個缺氧環(huán)境，使硝酸鹽氮被還原為氮氣。

5.好氧區(qū)(Oxidationzone)

該區(qū)為主反應區(qū)，在該反應區(qū)內完成碳的氧化和氨氮的硝化。

6.內源呼吸區(qū)(Endogenouszono)

在該區(qū)內進一步完成硝酸鹽氮的反硝化。

在實際的工程設計中，根據(jù)受納水體的要求和其它一些實際情況，生物除磷脫氮工藝可以分成以下幾個層次：

1、去除有機物、氨氮和硝酸鹽氮，因對總氮無要求，可以采用生物硝化工藝，生物硝化工藝與傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程完全相同，不過采用延時曝氣。

2、去除有機物和總氮(包括有機氮、氨氮及硝酸鹽氮)，因要去除總氮，因此應該采用生物反硝化工藝，需要在反應池前增設一個缺氧段，將好氧段中含有硝酸鹽的混合夜回流到缺氧段，在缺氧的條件下，將硝酸鹽反硝化成氮氣。

3、去除有機物、氨氮和有機氮，磷。這時，應該采用除磷的硝化工藝，在反應地前增設一個厭氧段，在厭氧段內完成磷的釋放，在好氧段內實現(xiàn)磷的超量吸收、有機物的氧化、有機氮及氨氮的硝化。

4、去除有機物、總氮和磷。對于這種情況，應該采用完全的生物除磷脫氮工藝。在反應池前既要增設一個厭氧段又要增設一個缺氧段，以同時實現(xiàn)生物除磷脫氮。三適合于中小型污水處理廠的除磷脫氧工藝A/O工藝、A2/O工藝、各種氧化溝工藝、SBR工藝這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實現(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合，都是比較實用的除磷脫氮工藝。

由于磷的去除是通過排放剩余污泥實現(xiàn)的。SRT小，剩余污泥排放量也就多，在污泥含磷量一定的情況下，除磷量也就越多。生物硝化工藝需要較低的負荷，較長的泥齡，因此，除磷脫氮對某些工藝參數(shù)的要求是互相矛盾的，為實現(xiàn)同時除磷脫氮，研究者開發(fā)了不少新工藝，如Bardenphor工藝(四區(qū)工藝)、Phoredox工藝(改良BardenPhor工藝)，UCT工藝，MUCT工藝等，這些工藝克服了除磷脫氮的一些沖突，可以同時取得較好的除磷脫氮效果，但這些工藝的缺點也是顯而易見的，處理單元多，流程長，操作管理復雜，運轉費用高，在應用于中小規(guī)模污水處理廠時應該慎重。

進水水質濃度和對出水水質的要求是選擇除磷脫氮工藝的一個重要因素。對于大部分城市污水，為了達到排放標準，應該選用具有除磷和硝化功能的二級處理，對于二級排放標準，可以采用生物除磷方式；對于一級排放標準，可以采用生物除磷與化學除磷相結合的方式。對于某些低濃度或超低濃度污水，單獨生物除磷效果不好，須采用生物除磷和化學除磷相結合的方式。

在上述各種除磷脫氮工藝中，對中小污水廠來講，比較有發(fā)展前途的工藝是SBR工藝、氧化溝工藝。因為這兩種工藝一般都不設初沉地，SBR工藝和合建式氧化溝工藝也不需要二沉地、污泥回流設施，因此，水、泥處理流程大為簡化，可以達到占地少、能耗低、投資省。運行管理方便的目的，符合當前污水處理工藝合建、簡化發(fā)展的總趨勢。采用延時曝氣的SBR工藝和氧化溝工藝產生的剩余污泥已經基本達到好氧穩(wěn)定，剩余污泥經過濃縮脫水后就可以直接應用于農田、填埋或者焚燒，不需要搞污泥消化，因此建設、運轉的費用大為減少，這一點對中小城鎮(zhèn)污水廠來說，是非常有吸引力的。四氧化溝工藝的特點、各種形式和適用情況腎販勁氧銹化率溝岡實夏際央上鄉(xiāng)是稅活逃性糠污據(jù)泥迷法駕的渣一奴種惰變男形耽，福它啊的落水哥力帖流鹿態(tài)映和哲普園通兩活曉性冒污姥泥捆法舟相處差壺較襲大厭，冰是拌一輛種蔬首塌尾益相湯接爽的僻循靠環(huán)茶流揭，扒通菠常誕采咐用瘋延砌時籌曝膽氣齡。壞氧榨化惠溝慰是襪荷先蘭莊人腫二矩戰(zhàn)脅后弟為鍵處福理察小籍城近鎮(zhèn)圾污縣水哄而輸開賄發(fā)控的選，牙由壽于徹氧頌化館溝鎮(zhèn)處涌理鋼污槐水桂經午濟幼、抱簡顏單布和冊管扛理尺方妙便浙，茶所哈以鏡它直問者世豈以押來莊，櫻發(fā)情展仙很疊快苦。

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應該提出的是：選擇污水廠的處理工藝，是一件復雜的事情，目前的各種處理工藝，都各有優(yōu)缺點，只有最適合某個工程的工藝，并不存在最先進的工藝。設計者應該根據(jù)進出水水質、污水廠的規(guī)模、當?shù)氐慕洕鷹l件、氣候情況、廠址情況、地質條件、電價等情況，因地制宜地選擇污水處理工藝，努力達到投資少，運轉費用低，運行管理簡單，在這些因素難以平衡的條件下，應該優(yōu)選運轉費用低，運行簡單的工藝，同時，根據(jù)中小城鎮(zhèn)排水的具體特點，也可以大膽地嘗試一些雖然在國內目前應用較少，但比較適合中小城鎮(zhèn)特點的污水處理工藝，如生物膜法。參考文獻

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