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一般城市污水主要污染物是易降解有機(jī)物，所以絕大多數(shù)城市污水處理廠都采用好氧生物處理法。如果污水中廢水比重很大，難降解有機(jī)物含量高，污水可處理性差，***應(yīng)考慮增加厭氧處理改善可處理性的可能性，或采用物化法處理。通常城市污水處理以一級處理為預(yù)處理，二級處理為主體，三級處理很少使用。一般工廠排出的污水，至少應(yīng)采取兩級處理。由于二級處理排出的污泥有可能造成二次污染，因此，還要進(jìn)行污泥處理。
現(xiàn)代污水處理技術(shù)按原理可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法。
其中生物處理法是利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解性、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)的處理方法，主要可分為好氧氧化法和厭氧還原法，其中好氧氧化法則廣泛用于處理城鎮(zhèn)生活污水，主要包括活性污泥法和生物膜法等。
目前，城鎮(zhèn)污水處理過程中，應(yīng)用***為普遍的即活性污泥法及其相關(guān)的衍生技術(shù)的生物處理工藝。
活性污泥法技術(shù)即是將空氣連續(xù)送入含有大量溶解有機(jī)物質(zhì)的污水中，經(jīng)過一段時(shí)間后，水中即形成生物絮凝體-活性污泥，通過附著其上的微生物的新陳代謝作用，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成無毒的氣體(CO2、N2 等)、液體(水)和富含有機(jī)物的固體(如微生物群體或稱生物污泥)；***后通過固液分離，實(shí)現(xiàn)生物污泥與凈化處理水的有效分離的過程。
由于活性污泥法具有較高的化學(xué)轉(zhuǎn)化效率，對城市污水及有機(jī)工業(yè)廢水中所含的污染物的處理效率高，因此成為傳統(tǒng)的成熟技術(shù)。
隨著近些年來污水排放量的迅速增加，對污水處理要求也日益提高，污水處理技術(shù)在傳統(tǒng)活性污泥法工藝基礎(chǔ)上出現(xiàn)了如缺氧-好氧(A/O)法、厭氧-缺氧-好氧法(A2/O)、氧化溝法和序批式活性污泥法(SBR)等被較快推廣應(yīng)用的新技術(shù)。其中，厭氧-缺氧-好氧法(A2/O)強(qiáng)化了脫氮除磷效果；氧化溝法簡化了有關(guān)構(gòu)造，運(yùn)行管理方便，且處理效果穩(wěn)定等；SBR法是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，其主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，主要優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)約土地。
1、A/O工藝
圖1 缺氧-好氧法(A/O)
A/O工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A(Anaerobic)是厭氧段，用于脫氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有機(jī)物。該工藝各反應(yīng)器單元功能及工藝特征如下：
1） 流程簡單，無需外加碳源與后曝氣池，以原污水為碳源，建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較低；
2）反硝化在前，硝化在后，設(shè)內(nèi)循環(huán)，以原污水中的有機(jī)底物作為碳源，效果好，反硝化反應(yīng)充分；
3）曝氣池在后，使反硝化殘留物得以進(jìn)一步去增加。O段的前段采用強(qiáng)曝氣，后段減少氣量，使內(nèi)循環(huán)液的DO含量降低，以******A段的缺氧狀態(tài)。
2、A2O工藝
圖2 厭氧-缺氧-好氧法(A2/O)
A2O工藝即為厭氧-缺氧-好氧法，一般為一個(gè)矩形的池子，分為3個(gè)區(qū)，前段為厭氧區(qū)，中段為缺氧區(qū)，后段為好氧區(qū)，該工藝各反應(yīng)器單元功能及工藝特征如下：
1）厭氧區(qū)：設(shè)置于前段，其主要功能是釋放磷，同時(shí)轉(zhuǎn)化易降解有機(jī)物，并氨化部分含氮有機(jī)物；
2）缺氧區(qū)：從好氧區(qū)循環(huán)回來的硝態(tài)氮在這一區(qū)分解，從而起脫氮的作用；
3）好氧區(qū)：混合液由缺氧反應(yīng)器進(jìn)入該區(qū)，一般會在池底設(shè)置曝氣系統(tǒng)，好氧微生物在適宜的生存條件下，對氨氮進(jìn)行硝化分解，吸收磷，去除BOD。
為了進(jìn)行泥水分離，取得較好的出水效果，該工藝一般會在后面設(shè)置二沉池進(jìn)行沉淀。
3、氧化溝工藝
圖3 氧化溝工藝
氧化溝(Oxidation Ditch)污水處理的整個(gè)過程如進(jìn)水、曝氣、沉淀、污泥穩(wěn)定和出水等全部集中在氧化溝內(nèi)完成，***早的氧化溝不需另設(shè)初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流設(shè)備。后來處理規(guī)模和范圍逐漸擴(kuò)大，它通常采用延時(shí)曝氣，連續(xù)進(jìn)出水，所產(chǎn)生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時(shí)得到穩(wěn)定，不需設(shè)置初沉池和污泥消化池，處理設(shè)施大大簡化。該工藝各反應(yīng)器單元功能及工藝特征如下：
1) 氧化溝結(jié)合推流和******混合的特點(diǎn)，有力于克服短流和提高緩沖能力；
2）氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化－反硝化生物處理工藝。
3) 氧化溝溝內(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質(zhì)，液體混合和污泥絮凝。
4) 氧化溝的整體功率密度較低，可節(jié)約能源。
4、SBR工藝
圖4 序批式活性污泥法(SBR)
SBR是序批式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)，運(yùn)行過程分為進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、待機(jī)5個(gè)階段。尤其適用于間歇排放和流量變化較大的場合。該工藝各反應(yīng)器單元功能及工藝特征如下：
1）在大多數(shù)情況下（包括工業(yè)廢水處理），無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；
2）SVI值較低，污泥易于沉淀，一般情況下，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；
3）通過對運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行脫氮和除磷反應(yīng)；
4）應(yīng)用電動閥、液位計(jì)、自動計(jì)時(shí)器及可編程序控制器等自控儀表，可能使本工藝過程實(shí)現(xiàn)全部自動化，而由中心控制室控制；
5）耐沖擊負(fù)荷，處理有毒或高濃度有機(jī)廢水的能力強(qiáng)。
上述工藝均是在普通活性污泥法基礎(chǔ)上，通過對時(shí)間順序或空間位置等的調(diào)整，來給微生物生長創(chuàng)造更適合的生存條件，以提高其處理性能和效率，因此其均屬于活性污泥法的衍生技術(shù)。
另外，近年來新出現(xiàn)的MBR 工藝，即又稱膜生物反應(yīng)器技術(shù)，是一種由活性污泥法與膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，其基本原理是：通過膜的微孔分離，將需去除的有機(jī)物被阻擋在外，被活性污泥中的微生物和細(xì)菌分解，從而達(dá)到凈化污水的目的。
圖5 膜生物反應(yīng)器技術(shù)(MBR)
與傳統(tǒng)工藝相比，MBR 工藝具有出水水質(zhì)******穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量少、易于實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn)，但仍存在建造成本高、容易導(dǎo)致膜污染、能耗高等缺點(diǎn)，目前應(yīng)用范圍還相對比較小。
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