菏澤市城市污水處理設(shè)備生產(chǎn)廠家菏澤市城市污水處理設(shè)備生產(chǎn)廠家

污水處理的需求是伴隨著城市的誕生而產(chǎn)生的。城市污水處理技術(shù)，歷經(jīng)數(shù)百年變遷，從初的一級處理發(fā)展到現(xiàn)在的三級處理，從簡單的消毒沉淀到有機(jī)物去除、脫氮除磷再到深度處理回用。其中，活性污泥法的問世更是具有劃時代的意義，而今年正值活性污泥法誕生100周年。城市污水處理技術(shù)今后究竟將如何發(fā)展？對此，不如先讓我們回顧一下那些年城市污水處理走過的路。

一級處理階段

城市污水處理歷史可追溯到古羅馬時期，那個時期環(huán)境容量大，水體的自凈能力也能夠滿足人類的用水需求，人們僅需考慮排水問題即可。而后，城市化進(jìn)程加快，生活污水通過傳播細(xì)菌引發(fā)了傳染病的蔓延，出于健康的考慮，人類開始對排放的生活污水處進(jìn)行處理。早期的處理方式采用石灰、明礬等進(jìn)行沉淀或用漂bai粉進(jìn)行消毒。明代晚期，我國已有污水凈化裝置。但由于當(dāng)時需求性不強(qiáng)，我國生活污水仍以農(nóng)業(yè)灌溉為主。1762年，英國開始采用石灰及金屬鹽類等處理城市污水。

二級處理階段

有機(jī)物去除工藝

生物膜法

十八世紀(jì)中葉，歐洲工業(yè)革命開始，其中，城市生活污水中的有機(jī)物成為去除重點(diǎn)。1881年，法國科學(xué)家發(fā)明了*座生物反應(yīng)器，也是*座厭氧生物處理池—moris池誕生，拉開了生物法處理污水的序幕。1893年，*座生物濾池在英國Wales投入使用，并迅速在歐洲北美等國家推廣。技術(shù)的發(fā)展，推動了標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生。

活性污泥法

1914年，Arden和Lokett在英國化學(xué)工學(xué)會上發(fā)表了一篇關(guān)于活性污泥法的論文，并于同年在英國曼徹斯特市開創(chuàng)了一座活性污泥法污水處理試驗(yàn)廠。兩年后，美國正式建立了*座活性污泥法污水處理廠。活性污泥法的誕生，奠定了未來100年間城市污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)。

活性污泥法誕生之初，采用的是充-排式工藝，由于當(dāng)時自動控制技術(shù)與設(shè)備條件相對落后，導(dǎo)致其操作繁瑣，易于堵塞，與生物濾池相比并無明顯優(yōu)勢。之后連續(xù)進(jìn)水的推流式活性污泥法（CAs法）（如圖1）出現(xiàn)后很快就將其取代，但由于推流式反應(yīng)器中污泥耗氧速度沿池長是變化的，供氧速率難以與其配合，活性污泥法又面臨局部供氧不足的難題。1936年提出的漸曝氣活性污泥法(TAAs)和1942年提出的階段曝氣法(SFAS)，分別從曝氣方式及進(jìn)水方式上改善了供氧平衡。1950年，美國的麥金尼提出了*混合式活性污泥法。該方法通過改變活性污泥微生物群的生存方式，使其適應(yīng)曝氣池中因基質(zhì)濃度的梯度變化，有效解決了污泥膨脹的問題.

隨著在實(shí)際生產(chǎn)生的廣泛應(yīng)用和技術(shù)上的不斷革新改進(jìn)，20世紀(jì)40-60年代，活性污泥法逐漸取代了生物膜法，成為污水處理的主流工藝。

1921年，活性污泥法傳播到中國，中國建設(shè)了*座污水處理廠—上海北區(qū)污水處理廠。1926年及1927年又分別建設(shè)了上海東區(qū)及西區(qū)污水廠，當(dāng)時3座水廠的日處理量共為3.55萬噸。

脫氮除磷工藝

20世紀(jì)50年代，水體富營養(yǎng)化問題凸顯，脫氮除磷成為污水處理的另一主要訴求。于是，在活性污泥法的基礎(chǔ)上衍生出了一系列的脫氮除磷工藝。

兩段法工藝

早期的兩段法只是將一套活性污泥法的兩組構(gòu)筑物串聯(lián)，一段和二段曝氣池體積相同，且多合并建設(shè)，大部分有機(jī)物在*段被吸附降解，第二段的污泥負(fù)荷很低，其出水水質(zhì)要優(yōu)于相同體積曝氣池的單級活性污泥法（如圖7）。然而，由于*段曝氣池體積減小了一倍，相當(dāng)于污泥負(fù)荷增加了一倍，處在易發(fā)生污泥膨脹的階段，運(yùn)行管理較為困難。

20世紀(jì)70年代中期，該工藝在傳統(tǒng)兩段法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了*段即A段的污泥負(fù)荷，以高負(fù)荷、短泥齡的方式運(yùn)行，而B段與常規(guī)活性污泥法相似，負(fù)荷較低，泥齡較長，A段由于泥齡短、泥量大對磷的去除效果很好，經(jīng)A段去除了大量的有機(jī)物以后B段的體積可大大減小，其低負(fù)荷的運(yùn)行方式可提高出水水質(zhì)。但是由于A段去除了大量的有機(jī)物導(dǎo)致B段碳源缺失，所以在處理低濃度的城市污水時該工藝的優(yōu)勢并不明顯。

其后，為了解決脫氮時硝化菌需要長泥齡，除磷時聚磷微生物需要短泥齡的矛盾，開發(fā)了AO-A2O工藝（如圖9）。該工藝由兩段相對獨(dú)立的脫氮和除磷工藝組成，*段泥齡短，主要用于除磷，第二段泥齡長、負(fù)荷低，用于脫氮。

+在AO-A2O工藝基礎(chǔ)上奧地利研發(fā)出了Hybrid工藝（如圖10），該工藝的兩段之間有三個內(nèi)回流裝置，可以為*段曝氣池提供硝態(tài)氮、硝化菌以及為第二段曝氣池提供碳源。*段主要是去除有機(jī)物和磷，第二段是硝化功能，并靠*段曝氣池回流混合液進(jìn)行反硝化脫氮。

SBR工藝

序批式活性污泥法(SBR)工藝是在時間上將厭氧段與好氧段進(jìn)行分割。20 世紀(jì)70 年代初由美國Irvine公司開發(fā)。它在流程上只有一個基本單元，集調(diào)節(jié)池、曝氣池和二沉池的功能于一池，進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、微生物降解有機(jī)物和固液分離等。經(jīng)典 SBR 反應(yīng)器的運(yùn)行過程為：進(jìn)水→曝氣→沉淀→潷水→待機(jī)（如圖11、 12）。

80 年代初，連續(xù)進(jìn)水的 ICEAS 工藝誕生（如圖13）。該工藝在傳統(tǒng)的SBR工藝基礎(chǔ)上，在反應(yīng)池中增加一道隔墻 ,將反應(yīng)池分隔為小體積的預(yù)反應(yīng)區(qū)和大體積的主反應(yīng)區(qū),污水連續(xù)流入預(yù)反應(yīng)區(qū),然后通過隔墻下端的小孔以層流速度進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，解決了間歇式進(jìn)水的問題。

隨后，開發(fā)了 CASS /CAST 工藝。與ICEAS工藝類似，在反應(yīng)池前段增加了一個選擇段,污水先與來自主反應(yīng)區(qū)的回流混合液在選擇段混合，在厭氧條件下,選擇段相當(dāng)于前置厭氧池,為高效除磷創(chuàng)造了有利條件。

90 年代，比利時的西格斯公司在三溝式氧化溝的基礎(chǔ)上開發(fā)了 UNITANK 系統(tǒng)。它由 3 個矩形池組成,其中外邊兩側(cè)的矩形池既可做曝氣池,又可做沉淀池,中間一個矩形池只做曝氣池該工藝把傳統(tǒng) SBR的時間推流與連續(xù)系統(tǒng)的空間推流有效地結(jié)合了起來。

MSBR法即改良型的SBR( Modified SBR)，采用單池多格方式,結(jié)合了傳統(tǒng)活性污泥法和SBR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)器由曝氣格和兩個交替序批處理格組成。主曝氣格在整個運(yùn)行周期過程中保持連續(xù)曝氣，而每半個周期過程中，兩個序批處理格交替分別作為SBR和澄清池。該工藝可連續(xù)進(jìn)水且可使用更少的連接管、泵和閥門。

脫氮除磷新工藝

近幾十年，能源、資源的短缺已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注，進(jìn)一步脫氮除磷及對能源節(jié)約及資源回收的需求成為了污水處理工藝發(fā)展的主流方向。一批新興脫氮除磷技術(shù)得以應(yīng)用。

ANAMMOX-SHARON 組合工藝

1994年，荷蘭Delft大學(xué)開發(fā)了厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)，厭氧氨氧化菌在缺氧環(huán)境中，能夠?qū)@離子(NH4+)用亞硝酸根(NO2-)氧化為氮?dú)狻?/p>

該工藝與傳統(tǒng)反硝化工藝相比是*自養(yǎng)，不需任何有機(jī)碳源。

1998年，荷蘭Delft大學(xué)基于短程硝化反硝化原理開發(fā)了SHARON工藝，*工程在荷蘭鹿特丹DOKHAVEN水廠。其基本原理是在同一反應(yīng)器內(nèi)，先在有氧條件下利用亞硝化細(xì)菌將氨氧化成NO2-；然后再在缺氧條件下已有機(jī)物為電子供體將亞硝酸鹽反硝化，形成氮?dú)狻９に嚵鞒炭s短且無需加堿中和。與傳統(tǒng)活性污泥法相比可減少25%的供氧量及40%的反硝化碳源，有利于資源能源的回收利用，更適用于碳氮比濃度較低的城市廢水。

目前，以SHARON工藝為硝化反應(yīng)器，ANAMMOX工藝為反硝化反應(yīng)器，與傳統(tǒng)工藝相比能夠節(jié)省60%的供氧和100%的碳源。

三級處理階段

近十幾年，隨著污染加劇，水資源短缺嚴(yán)重，人類對水質(zhì)提出了更高的要求，污水深度處理與回用技術(shù)興起。污水處理廠的側(cè)重點(diǎn)不再是核算污染物的排放量，而是如何改善水質(zhì)。生物膜及膜分離技術(shù)開始顯現(xiàn)其*優(yōu)勢。

生物膜技術(shù)在20世紀(jì)60-70年代，隨著新型合成材料的大量涌現(xiàn)再次發(fā)展起來，主要工藝有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、生物流化床等。

目前，應(yīng)用較多的膜處理技術(shù)主要有微濾（MF）、超濾（UF）、反滲透（RO）和膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)。本世紀(jì)初的新加坡“Newwater ”水廠就是采用在二級處理后加超濾膜及反滲透膜的方式進(jìn)行再生水回用處理。

以史為鑒，可知興替。回顧整個歷史過程，城市生活污水處理的足跡隨著人類健康的需求、水環(huán)境質(zhì)量的變化、污水的處理程度在一級級的加深，同時操作管理、資金占地等成本問題又推動了水處理工藝技術(shù)的不斷進(jìn)化，其操作、占地、程序步驟、能源資源的投入都在一點(diǎn)點(diǎn)地簡化。人們對水質(zhì)的需求越來越高，而處理過程卻越來越趨于簡便。有趣的是，無論近幾年業(yè)界所看好的厭氧生物技術(shù)還是源分離終的土地灌溉，城市污水處理似乎又回到了它初的形式，盡管其中蘊(yùn)含的科技含量早已不可同日而語。大繁若簡，終還是歸于自然。