城市可持续污水生物处理技术

本论文以污水处理的意义为分析对象，并对我国城市污水处理的现状和存在的问题进行了详细阐述，结合该实际情况，对污水生物处理技术进行了探讨。

一、前言

随着当今社会的不断发展和人民生活水平的不断提高，生产和生活中对城市污水处理的要求也日益渐高。因此，积极采用科学处理技术，不断完善城市可持续污水生物处理技术就成为当前一项十分紧迫的问题。

二、污水处理的意义

随着经济的发展，城市化进程的不断加速，人口和经济增长、粗放型发展模式、无组织大面积排施污染物、污水处理率偏低，以及牺牲环境和资源去追求眼前利益等，均是造成水污染日趋严重的原因。随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高，用水紧张和污水排放的问题已越来越突出。目前，我国城镇大部分的生活污水采用直接排放的方式，没有采取应有的治理措施，加重了对环境的污染。

三、我国城市污水处理的现状和存在的问题

1、运行成本

污水处理设备的运行成本与中水水费之间的关系决定着处理系统今后是否能够正常的运行下去。在过去几年内有很多工艺就是由于运行费用很高建设完成后运行一段时间入不付出，最终导致系统停用。

2、配套工程的投资

污水管线与处理设备两部分才能构成完整的处理系统。在这个过程中，投标单位往往只考虑处理设备及设备安装的费用，不考虑污水管线的投资，但对于投资方来说每一部分的投资都将影响到小区开发的总投资。所以在选择工艺的过程中一定不能仅仅以设备投资的高低来评价工程投资高低。

3、处理系统对住宅小区环境的影响

二次污染是我们在确定污水处理工艺时要考虑的一个重要因素。在污水处理系统中机械设备的噪音、污水散发出的臭气、地上污水处理站房对环境美化的影响、污泥处理过程中可能产生的二次污染隐患。这些都可能造成以后物业和业主之间的纠纷。

四、污水生物处理技术研究

1、可持续污水除磷工艺

典型的反硝化除磷工艺为DEPHAONX。回流污泥完成在厌氧池中的放磷和PHA储备后在中间沉淀池中泥水分离；分离后的上清液直接进入好氧固定膜反应池进行硝化；沉淀的污泥则跨越固定膜反应池进入缺氧反应池内同时完成反硝化和摄磷（关键步骤）；脱氮和摄磷后的混合液再进入曝气池再生（氧化细胞内残余的PHA），使其在下一循环中发挥最大放磷和PHA储备能力。该工艺不仅可以达到稳定的磷和氮的去除，而且还可以减少50%的COD需求量和减少30%的需氧量以及减少50%的产泥量。不仅如此，还避免了反硝化细菌和聚磷菌对有机物的竞争，也避免了两种细菌泥龄的差异。该工艺还可以抑制污泥膨胀的发生。系统适合COD/N较低的情形。当进水COD/N较高时，由于缺乏足够的NO3-，磷的去除不充分。这种情况下，在缺氧池后增加的好氧池，可使剩余的磷通过DPB利用O2作为电子受体来去除。2、SHARON和ANAMM0X联合工艺

SHARON工艺可以通过控制温度、水力停留时间、pH等条件，使氨氮氧化控制在亚硝化阶段，目前尽管HARON工艺以好氧/厌氧的间歇运行方式处理高氨废水取得较好的效果，但由于在反硝化中需要消耗有机碳源，并且出水浓度相对较高，因此可以SHARON工艺作为硝化反应器，而ANMMOX工艺作为反硝化反应器进行组合工艺。SHARON工艺可以控制部分硝化，使出水中的NH+4与NO-2比例为1∶1，从而作为ANAMMOX工艺的进水，组成一个新型的生物脱氮工艺。联合的SHARON-ANAMMOX工艺具有耗氧少、污泥产量少、不需外加碳源等优点，具有很好的应用前景。

3、移动床生物膜（MBBR）工艺

该工艺的核心部分是利用投加到传统活性污泥法曝气池中、比重接近于水的悬浮载体填料作为微生物的活性载体，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用而使其处于流化状态，因而是悬浮生长活性污泥法和流化态附着生长的生物膜法相结合的一种工艺。MBBR具有以下特点：（1）反应器中污泥浓度较高，一般污泥浓度为普通活性污泥法污泥浓度的5～10倍，曝气池污泥质量浓度可高达30～40g/L。（2）水头损失小，不易堵塞，无需反冲洗，一般不需回流。（3）作为MBBR工艺核心的悬浮填料具有好氧和厌氧代谢活性，可良好地脱氮除磷。

4、人工湿地（CW）污水生物处理工艺CW系统是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用。这种湿地系统是在一定长宽比及底面具有坡度的洼地中，由土壤和按一定坡度、充填一定种类及级配的填料（如砾石等）混合结构的填料床组成，废水可以在填料床的缝隙中流动，并在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长及具有景观和经济价值的挺水性植物（如芦苇），由此形成一个独特的动植物生态环境，实现对废水的有效处理。CW系统对BOD5的去除率可达到85%到95%，对CODCr的去除率在80%以上，对总氮的去除率达到60%以上，对城市污水中磷的去除率可达到90%左右。

5、Carrousel氧化沟工艺

Carrousel（卡鲁塞尔）氧化沟是一种单沟式环型氧化沟，在氧化沟的顶端设有垂直表面曝气机，兼有供氧和推流搅拌的作用，污水在沟道内转折巡回流动，处于完全混合状态，有机物不断氧化得以去除。该氧化沟一般设有独立的沉淀池和污泥回流系统。Carrousel氧化沟具备一般氧化沟的共同优点，工艺流程简单，抗冲击负荷能力较强，出水水质较稳定；其独特之处在于：单台曝气设备功率大，数量较少，投资较少，维护点相对较少，更易于维护。其不足之处：由于表曝机数量少，沟内混合液自由流程很长，由紊流导致的流速不均有可能引起污泥沉淀，影响运行效果；单沟氧化沟维持溶解氧较高，加之单点供氧强度较大，耗能稍高。Carrousel氧化沟结构和设备简单，管理方便，适用于中小规模的城市污水处理。

6、同时硝化反硝化

近年来好氧反硝化菌和异养菌的发现以及好氧反硝化、异养反硝化等研究的进展，奠定了SND生物脱氮的理论基础。当好氧环境与缺氧环境在1个反应器中同时存在，硝化和反硝化在同1个反应器中同时进行称为同时硝化反硝化。同时硝化反硝化不仅可以发生在生物膜反应器中，如流化床、曝气生物滤池、生物转盘；也可以发生在活性污泥系统中，如曝气池、氧化沟。与传统生物脱氮工艺相比，SND工艺具有明显的优越性，主要表现在：硝化过程中碱度被消耗，而同步反硝化过程中产生了碱度，SND能有效地保持反应器中pH稳定，而且无需另外添加碱，节省运行费用。

7、膜生物反应器（MBR）工艺M

BR工艺主要是由膜组件、泵和生物反应器三部分组成，其中生物反应器是污染物降解的主要场所，膜是对混合液和对待特殊污染物进行分离和萃取的介质，而泵是为满足分离和萃取提供所需的动力的必需设备。MBR工艺的优点：出水水质优质稳定；剩余污泥产量少；占地面积小，不受设置场合限制；可去除氨氮及难降解有机物；操作管理方便，易于实现自动控制；易于从传统工艺进行改造。

五、结束语

城市可持续污水生物处理技术作为城市污水处理项目管理的核心工作之一，对污水处理现状和问题进行改善就显得十分重要。我们必须将科学技术融合到污水处理项目管理工作中。