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來源：環(huán)境工程微信公眾號

污水處理工藝主要包括三大類：1、物化法，2、活性污泥法，3、生物膜法。其中，物化法包括加藥澄清、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法等；活性污泥法包括氧化溝、A2/O、SBR、AB法等；生物膜法包括曝氣生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化池、生物流化床等工藝。因MBR屬于生化與膜法的結(jié)合，相當(dāng)于提標(biāo)或者替代二沉池的一種手段或者工藝，本文不再敘述，僅做生化部分的介紹。下文主要介紹目前國內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理較常見的幾種污水處理工藝

每一種工藝都有其優(yōu)缺點，工藝的選擇要因地制宜，還和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟形勢相關(guān)密切，現(xiàn)將幾種常用的污水處理工藝進(jìn)行多方面比較。

1、氧化溝工藝

工藝簡介

氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負(fù)荷低，其本質(zhì)上屬于延時曝氣系統(tǒng)。

氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池作生物反應(yīng)池，混合液在該反應(yīng)池中一條閉合曝氣渠道進(jìn)行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環(huán)。

氧化溝一般由溝體、曝氣設(shè)備、進(jìn)出水裝置、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成，溝體的平面形狀一般呈環(huán)形，也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。

工藝優(yōu)點

①循環(huán)流量大，使進(jìn)水達(dá)到快速混合稀釋，具有很強的抗沖擊負(fù)荷能力。同時，由于氧化溝負(fù)荷低，一般是在延時曝氣條件下運行，水和固體停留時間長，固體總量大，因而對沖擊負(fù)荷也有較強的緩沖作用；

②運行中水力條件好，不會產(chǎn)生污泥沉積，因而使出水水質(zhì)穩(wěn)定；

③由于表曝型氧化溝采用倒傘型表面曝氣機，它的支承方式為浮軸式，機械受力比較合理，因此具有使用壽命長、易于維修管理、能長期穩(wěn)定運行等特點。采用倒傘型表明曝氣機，供氧能力大，設(shè)備數(shù)量少，日常維護(hù)工作量極小，且對運行管理人員沒有特殊要求；

④可以通過改變曝氣機的工作數(shù)量、轉(zhuǎn)速調(diào)整其供氧氧能力和可節(jié)省電耗；

⑤該工藝由于泥齡長，污泥在氧化溝中趨于相對穩(wěn)定，不需要消化。

⑥該工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，控制管理較方便。

工藝缺點

①池深淺，占地面積相對較大，基建投資較大，使得工程造價和征地費用增加；

②存在污泥膨脹問題；

③存在泡沫問題；

④存在污泥上浮問題；

⑤需要設(shè)置單獨的二沉池和污泥回流系統(tǒng)。

適用范圍

廣泛應(yīng)用于大、中、小城市。

2、A2/O工藝

工藝簡介

A2/O是一種有效的除磷脫氮工藝，是一種深度二級處理工藝，是傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合，生物池通過曝氣裝置、推進(jìn)器（厭氧段和缺氧段）及回流渠道的布置分成厭氧段、缺氧段、好氧段。A2/O生物除磷脫氮系統(tǒng)的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在除磷方面利用聚磷菌的好氧聚磷，厭氧釋磷起到除磷效果，脫氮方面在好氧階段硝化，厭氧階段反硝化起到脫氮的作用。

工藝優(yōu)點

①除磷脫氮效果明顯，工藝比較成熟、運行可靠；

②總的水力停留時間少于其他同類工藝；

③有效控制污泥膨脹；

④污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效；

⑤運行中勿需投藥，兩個A斷只用輕緩攪拌，并不增加溶解氧濃度，運行費用低。

工藝缺點

①流程復(fù)雜、構(gòu)筑物多、占地較大、造價較高；

②脫氮、除磷效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高；

③用于中小型污水處理廠費用偏高；

④沼氣回收利用經(jīng)濟效益差；

⑤對運行工況的控制需要管理人員具有較高的專業(yè)知識及經(jīng)驗。

適用范圍

大中型污水處理廠。

3、SBR工藝

工藝簡介

SBR也稱為序批式活性污泥法，是普通活性污泥法的改良。SBR工藝的過程是按時序來運行的，由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、潷水和閑置五個過程組成，從污水流入開始到閑置時間結(jié)束算做一個周期。在一個周期內(nèi)所有上述過程都在一個設(shè)有曝氣系統(tǒng)或攪拌裝置的反應(yīng)池內(nèi)依次進(jìn)行，這種操作周期周而復(fù)始反復(fù)進(jìn)行達(dá)到不斷進(jìn)行污水處理和生化降解的目的。

SBR在運行過程中，各階段的運行時間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運行功能要求等靈活變化。

工藝優(yōu)點

①理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好；

②運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質(zhì)好；

③耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊；

④工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，運行靈活；處理設(shè)備少，構(gòu)造簡單，便于操作和維護(hù)管理；

⑤能有效控制活性污泥膨脹；

⑥SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于擴建和改造；

⑦具有良好的脫氮除磷效果；

⑧工藝流程簡單、占地面積省、造價低。

4、CASS工藝

工藝簡介

CASS生物處理法是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝，是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)進(jìn)水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水，間歇排水。CASS池分預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進(jìn)水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程。CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。

工藝優(yōu)點

①無需設(shè)初沉池及二沉池，占地面積?。ū葌鹘y(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省20%～35%建設(shè)面積），基建費用低（比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省10%～25%）；

②曝氣為間歇式，下一周期開始曝氣時，氧的濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運行費用可節(jié)省10%～25%；

③在沉淀階段，整個反應(yīng)區(qū)起沉淀池的作用，表面負(fù)荷低，沉淀效果好；

④運行靈活，抗沖擊負(fù)荷能力強，出水穩(wěn)定，每個周期的排水量一般不超過池內(nèi)總水量的1/3；

⑤使用范圍廣，適合分期建設(shè)，對資金不足的地區(qū)更占優(yōu)勢；

⑥反應(yīng)池除COD同時，兼具脫氮除磷作用，效果良好；

⑦反應(yīng)池內(nèi)存在較大的濃度梯度，且好氧、厭氧交替進(jìn)行，能有效的抑制污泥膨脹；

⑧污泥泥齢在20～35天，污泥穩(wěn)定性好，脫水性能好，產(chǎn)生剩余污泥量少。

工藝缺點

①間歇周期運行，對自控要求較高；

②變水位運行，電耗增大；

③容積利用率較低；

④污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好；

⑤生物的脫氮效果很難提高；

⑥進(jìn)水閥門/啟閉機及曝氣閥門頻繁開啟，質(zhì)量要求較高。

5、曝氣生物濾池

工藝簡介

曝氣生物濾池（biological aerated filter，BAF）是20世紀(jì)80年代末90年代初在普通生物濾池的基礎(chǔ)上，借鑒給水濾池工藝而開發(fā)的污水處理新工藝，最初用于污水的三級處理，后發(fā)展成直接用于二級處理。

曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式，也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式。即在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填高比表面積的顆粒填料，以提供微生物膜生長的載體，并根據(jù)污水流向不同分為下向流或上向流。污水由上向下或由下向上流過濾料層，在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣，使空氣與污水逆向或同向接觸，使污水中的有機物與填料表面生物膜通過生化反應(yīng)得到降解，填料同時起到物理過濾作用。

工藝優(yōu)點

①曝氣生物濾池同時具有生物氧化降解和過濾的作用，因而可獲得很高的出水水質(zhì)，可達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

②占地面積小，基建投資省。曝氣生物濾池占地面積僅為常規(guī)工藝的1/10~1/5。池容較小，基建投資比常規(guī)工藝節(jié)省至少20%~30%。

③運行費用低。曝氣生物濾池工藝氧的傳輸利用效率很高，曝氣量小，供氧動力消耗低。

④抗沖擊負(fù)荷能力強，耐低溫。運行經(jīng)驗表明，曝氣生物濾池可在正常負(fù)荷2~3倍的短期沖擊負(fù)荷下運行，而其出水水質(zhì)變化很小。

⑤易掛膜，啟動快。曝氣生物濾池在水溫15℃左右，2~3周即可完成掛膜過程。

⑥曝氣生物濾池采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于后期改、擴建，僅需并列增加濾池數(shù)即可，不影響已有的工藝運行。

⑦采用自動化控制，易于管理。同時由于其本身的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，因而也無需

⑧龐雜的自控設(shè)備，更無需大量的人員技術(shù)培訓(xùn)。

⑨產(chǎn)生臭氣較少、環(huán)境質(zhì)量高。

適用范圍

曝氣生物濾池的應(yīng)用范圍較為廣泛，其在水深度處理、微污染源水處理、難降解有機物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理中都有很好的功能。

6、IBR工藝

工藝簡介

IBR生物處理工藝是一種集厭氧、兼氧、好氧反應(yīng)及沉淀于一體的連續(xù)進(jìn)出水的周期循環(huán)活性污泥法。它同時兼具按空間分割的連續(xù)流活性污泥法及按時間進(jìn)行分割的間歇性活性污泥法的優(yōu)點，與按空間分割的連續(xù)流活性污泥法相比，省去了污泥回流的環(huán)節(jié)，因而節(jié)省運行能耗及減少處理設(shè)施及投資；與按時間分割的間歇流活性污泥法相比，具備連續(xù)進(jìn)出水的特點，因而減少了處理設(shè)施容積及總的土建投資。

按該工藝設(shè)計的反應(yīng)池利用設(shè)置于池底的三相分離器實現(xiàn)單池連續(xù)進(jìn)、出水，間歇曝氣。通過調(diào)節(jié)曝停比營造出污水在反應(yīng)池中的多級A/A/O狀態(tài)，使污水在反應(yīng)池中處于最佳狀態(tài)的脫N除P工況，以最大限度地去除N和P。在工藝運行過程中，曝停比可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量、溫度、季節(jié)的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)最佳量曝氣，系統(tǒng)節(jié)能的目的。

污水處理系統(tǒng)配置的集中自控系統(tǒng)可以根據(jù)原污水水質(zhì)，靈活地控制IBR的運行模式，在保證出水水質(zhì)的前提下，使工藝的能量消耗最小化。

工藝優(yōu)點

①構(gòu)筑物少，用地節(jié)?。?/span>

②機電設(shè)備少，能量消耗低、運行費用低；

③控制簡單；

④運行無噪音污染。

7、人工濕地處理工藝

工藝簡介

人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動物的作用。

工藝優(yōu)點

①建造和運行費用便宜

②易于維護(hù),技術(shù)含量低

③可進(jìn)行有效可靠的廢水處理

④可緩沖對水力和污染負(fù)荷的沖擊

④可提供和間接提供效益,如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙原料、建材、綠化、野生動物棲息、娛樂和教育。

工藝缺點

①占地面積大

②易受病蟲害影響

③生物和水力復(fù)雜性加大了對其處理機制、工藝動力學(xué)和影響因素的認(rèn)識理解，設(shè)計運行參數(shù)不精確，因此常由于設(shè)計不當(dāng)使出水達(dá)不到設(shè)計要求或不能達(dá)標(biāo)排放，有的人工濕地反而成了污染源。

④另外，據(jù)已有數(shù)據(jù),當(dāng)上下表面植物密度增大時, 人工濕地系統(tǒng)處理效率提高,在達(dá)到其最優(yōu)效率時,需2~3個生長周期，所以需建成幾年后才達(dá)到完全穩(wěn)定的運行。因此，目前人工濕地技術(shù)最大問題在于缺乏長期運行系統(tǒng)的詳細(xì)資料。

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