城市污水處理技術(shù)作為環(huán)境學(xué)科的一個分支,就我國目前的狀況來看, 整體上已有了很大的進步,但還落后于我國城市發(fā)展的水平。近些年來, 雖然研究、開發(fā)了一些設(shè)備和工藝, 但總體上主要是借鑒和引進國外的一些工藝、經(jīng)驗和設(shè)備。

　　1 　一級處理工藝及其發(fā)展趨勢

　　一級強化處理技術(shù)分為兩類:一類側(cè)重于物化機理, 一類側(cè)重于微生物的絮凝吸附原理。目前國內(nèi)外研究的一級處理工藝主要如下。

　　1 .1 　活化污泥法

　　活化污泥法是根據(jù)絮凝動力學(xué)和生物吸附理論提出“絮凝吸附—沉淀—活化”的城市污水強化一級處理工藝。該工藝對污染物去除的強化作用主要包括污泥的絮凝、吸附和生物代謝3 種, 以前兩者的作用為主。

　　該工藝的特點是未經(jīng)沉淀的生活污水原水與生物污泥同時進入混合反應(yīng)器(絮凝吸附池), 兩者在機械攪拌作用下充分混合, 經(jīng)充分絮凝吸附反應(yīng)后,大量污染物質(zhì)被絮凝吸附進入污泥絮體, 出水進入沉淀池, 實現(xiàn)固液分離, 而沉淀池出水就是zui終出水(見圖1)。為了恢復(fù)沉淀池飽和污泥的生物絮凝吸附活性, 將沉淀污泥短時間曝氣活化, 以部分降解吸附的有機物, 產(chǎn)生適量的微生物絮凝物質(zhì), 改善污泥的沉降性能, 同時保持污泥的好氧狀態(tài), 避免變黑、發(fā)臭。此過程在污泥活化池里進行, 能耗遠低于二級生物氧化反應(yīng)。該工藝是適用于環(huán)境狀況亟待改

　　善而經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的一種新型實用技術(shù)。

　　1 .2 　混凝沉淀強化法

　　混凝沉淀強化法目前主要應(yīng)用于給水處理和部分工業(yè)廢水處理。由于需要投加大量的混凝劑且污水水質(zhì)常常急劇變化, 限制了其在城市污水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用, 一般僅應(yīng)用于城市污水的深度處理中。近年來, 隨著許多新型、、廉價的混凝劑的出現(xiàn)和自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用, 混凝法與污水生物處理法相比具有了較強的競爭力。

　　例如, 對北京市城市污水進行試驗, 結(jié)果表明,兩種傳統(tǒng)混凝劑(FeCl3 和聚合硫酸鐵)及一種國外引進的混凝劑(Biofloc), 經(jīng)過混凝沉淀強化一級處理后, 污水中COD 的去除率可達50 %～ 80 %, 而處理成本僅為二級處理的1/5 ～ 1/3 , 既能有效地削減污染物總量, 又節(jié)約了治理資金, 在現(xiàn)階段十分符合我國國情。此外, 經(jīng)強化一級處理后的污水再進行二級處理時, 停留時間可以大大縮短, 減少能耗, 提高出水水質(zhì)。

　　1 .3 　應(yīng)用及其發(fā)展趨勢

　　就我國目前的污水處理狀況來說, 污水處理率一直較低, 而解決城市污水污染的根本措施是建設(shè)以生物處理為主體工藝的二級城市污水處理廠, 但這需要大量的投資和高額運行費用。對我國不少地區(qū), 特別是經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)和中小城市而言, 有必要應(yīng)用投資低、污染物去除率較高的城市污水強化一級處理工藝。根據(jù)我國目前水處理的發(fā)展?fàn)顩r, 混凝沉淀強化一級處理工藝在我國應(yīng)用較多。

　　目前一級處理工藝的發(fā)展主要集中在研究和應(yīng)用、廉價的絮凝劑以及微生物絮凝劑, 同時研究無機絮凝劑與其他各類絮凝劑協(xié)同作用效果, 以及對一級處理工藝設(shè)備的優(yōu)化選型等方面。

　　2 　二級處理工藝及其發(fā)展趨勢

　　二級處理工藝流程的發(fā)展主要是在原有的傳統(tǒng)處理工藝流程上進行某一個方面的強化處理, 使某一處理水的某一或某幾個指標達到一定的標準。

　　2 .1 　序批式工藝

　　2 .1 .1 　傳統(tǒng)的活性污泥 法

　　活性污泥 工藝即間歇活性污泥法, 它由一個或多個曝氣反應(yīng)池組成, 污水分批進入池中, 經(jīng)活性污泥凈化后, 上清液排出池外即完成一個運行周期。每個工作周期順序完成進水、反應(yīng)、沉淀、排放4 個工藝過程。

　　活性污泥 工藝的特點是具有一定的調(diào)節(jié)均化功能,可緩解進水水質(zhì)、水量波動對系統(tǒng)帶來的不穩(wěn)定性。工藝處理簡單, 處理構(gòu)筑物少, 曝氣反應(yīng)池集曝氣、沉淀、污泥回流于一體, 可省去初沉池、二沉池及污泥回流系統(tǒng), 且污泥量少, 易于脫水, 控制一定的工藝條件可達到較好的除磷效果, 但也存在自動控制和連續(xù)在線分析儀器儀表要求高的缺點。

　　2 .1 .2 　CASS 工藝

　　CASS 工藝是一種連續(xù)進水式活性污泥 曝氣系統(tǒng), 不僅具有活性污泥 工藝簡單可靠、運行方式靈活、自動化程度高的特點, 且除磷脫氮效果明顯。這一功能主要實現(xiàn)于CASS 池通過隔墻將反應(yīng)池分為功能不同的區(qū)域, 在各分格中溶解氧、污泥濃度和有機負荷不同, 各池中的生物也不相同。整個過程實現(xiàn)了連續(xù)進、出水。同時在傳統(tǒng)的活性污泥 池前或池中設(shè)置了選擇器及厭氧區(qū), 提高了除磷脫氮效果

　　圖2　CASS 工藝流程

　　CASS 工藝的特點是對污水預(yù)處理要求不高, 只設(shè)間隙15mm 的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CASS 反應(yīng)池, 除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內(nèi)完成, 出水可達標排放。

　　2 .1 .3 　M活性污泥 法

　　M活性污泥工藝是20 世紀80 年代初期發(fā)展起來的污水處理工藝, 經(jīng)過不斷改進和發(fā)展, 目前的工藝是第三代工藝, 其工作原理。

　　圖3 　M活性污泥 工藝流程

　　M活性污泥 工藝的特點是系統(tǒng)從連續(xù)運行的單元(如厭氧池)進水, 從而加速了厭氧反應(yīng)速率, 改善了系統(tǒng)承受水力沖擊負荷和有機物沖擊負荷的能力;同時, 由于M活性污泥 工藝增加了低水頭、低能耗的回流設(shè)施, 地改善了系統(tǒng)中各個單元內(nèi)MLSS 的均勻性。可見,M活性污泥 系統(tǒng)是由A2/O 系統(tǒng)與活性污泥 系統(tǒng)串聯(lián)組成, 并集合了兩者的全部優(yōu)勢, 因而出水水質(zhì)穩(wěn)定、, 并有的凈化潛力。

　　2 .1 .4 　UNITANK 系統(tǒng)

　　SEGHERS 公司提出的UNITANK 系統(tǒng)是活性污泥 法的又一種變形和發(fā)展, 它集合了活性污泥 和傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點, 一體化設(shè)計, 不僅具有活性污泥 系統(tǒng)的主要特點, 還可以像傳統(tǒng)活性污泥法那樣在恒定水位下連續(xù)運行。

　　UNITANK 系統(tǒng)的特點是構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)緊湊, 一體化。可根據(jù)好氧過程的DO 檢測與缺氧和厭氧過程的ORP 在線檢測, 通過改變供氣量, 切換進出水閥門, 改變好氧、缺氧及厭氧的反應(yīng)時間等, 高水平地實現(xiàn)系統(tǒng)的時間和空間控制, 地去除污水中的有機物及脫氮除磷, 且水力負荷穩(wěn)定。交替改變進水點, 可以相應(yīng)改善系統(tǒng)各段的污泥負荷, 進而改善污泥的沉降性能

　　圖4　好氧UNITANK 系統(tǒng)流程

　　脫氮除磷過程更能通過抑制絲狀菌生長來控制污泥膨脹。3 個池可以被*加蓋封閉或建在地下, 廢氣可以收集處理, 既有利于布置、保溫, 又避免系統(tǒng)對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響

　　圖5　脫氧除磷UNITANK 系統(tǒng)流程

　　目前, 我國石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)污水處理廠日處理污水10 萬t , 就是采用的該工藝。