【摘要】随着社会和经济的高速发展, 使环境问题日益突出, 尤其是城市水环境的恶化, 加剧了水资源的短缺, 影响着人民群众的身心健康, 已成为城市可持续发展的严重制约因素。所以城市污水处理工艺的优化, 将是环保工作者面临的首要问题。
【关键词】城市污水处理工艺
1 引言
纵观我国城市污水处理在污水处理工艺技术、污泥处理及污水回用等技术现状与发展趋势大体情况简述如下：
（1）预处理：
予处理仅用于城市污水排海排江工程,予处理的目的在于去除污水中的漂浮物质、油类或油脂类物质以及砂粒等无机物质及部分有机物。
（2）一级处理
从传统的城市污水处理工艺流程来看,一级处理部分以污水收集粗、中、细格栅或水力筛、沉砂池及初次沉淀池等物理处理来达到一级处理。近期主要的发展为处理设备的机械化和自动化水平的提高, 各种机械设备的研制与开发, 各种新型处理构筑物的应用等。
（3）二级处理
从污水二级处理工艺来看, 仍然以生化处理为主, 典型的流程格局仍为污水经格栅到沉砂池到初沉池、曝气池、二沉池、消毒接触池后排放。
（4）三级处理
进一步处理水中难降解的有机物，以及氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。
经过以上三级处理之后，基本去除了水中的污染物。
2 目前国内城市污水的主流处理方法
（一）活性泥技术
简单来说活性泥技术就是利用活性污泥去除水中的有机物。首先是回流的活性污泥和污水同时进入曝气池，并将空气打入曝气池，使污水和活性污泥充分混合，曝气池中微生物吸附、混合液进入二次沉淀池进行分离操作。最后就可以向外排放净化后的水，分离出一部分活性污泥通过回流系统，回流至曝气池，另一部分将从系统出中排出［1］。
下面简单介绍几种有关活性污泥技术的方法。
（1）AB法
该工艺将曝气池分为高低负荷两段, 各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段(A段) 停留时间约20—40分钟, 以生物絮凝吸附作用为主, 同时发生不完全氧化反应, 生物主要为短世代的细菌群落, 去除BOD达50%以上。B段与常规活性污泥法相似, 负荷较低, 泥龄较长。
AB法A段效率很高, 并有较强的缓冲能力［2］。但是, AB法污泥产量较高, A段污泥有机物含量极高, 污泥后续稳定化处理是必须的, 将增加一定的投资和费用。另外，A 段在运行中如果控制不好, 很容易产生臭气, 影响附近的环境卫生，产生硫化氢、大粪素等恶臭气体［3］。对于污水浓度较低的场合，B段运行较为困难, 也难以发挥优势。目前有仅采用A段的做法, 效果要好于一级处理。当对脱氮除磷要求很高时, A 段不宜按AB法的原来去除有机物的分配比去除BOD, 因为B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低, 不能有效地脱氮［4］。
（2）SBR
序批式反应池（SBR）属于"注水——反应——排水"类型的反应器，在流态上属于完全混合式，氮有机污染物确实随着反应时间的推移而被降解的。其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，所有处理过程都是在同一个设有抱起或搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从而不需另外设置沉淀池［5］。
该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布, 形成一体化的集约构筑物,并利于实现紧凑的模块布置, 最大的优点是节省占地, 可以减少污泥回流量, 有节能效果。但是, SBR工艺对自动化控制要求很高, 并需要大量的电控阀门和机械撇水器, 稍有故障将不能运行, 一般必须引进全套进口设备［6］。
（3）CAST法
CAST工艺是SBR工艺的一种变形，池体内用隔油墙隔出生物选择区、兼性区和主反应区三个反应区，三个反应区的体积比大致为1:2:20，混合液由第三区回流到第一区，回流比一般为20%，在第一区内活性污泥与进入的新鲜污水混合、接触。创造微生物种群在高浓度、高负荷环境下竞争生存的条件，从而选出适合该系统的独特的微生物种群，并有效抑制丝状菌的过分增值，避免污泥膨胀现象的发生，提高系统的稳定性［7］。
（4）氧化沟
氧化沟是活性污泥法的一种变形,是延时曝气法的一种特殊形式。 一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长,池深较浅，在沟内设有机械曝气和推进装置，近年来也有采用局部区域鼓风曝气外加水下推进器的运行方式［8］。通过曝气或搅拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速，使活性污泥成悬浮状态，在这样的廊道流速下，混合液在5—15min内完成一次循环，而廊道中大量的混合液可以稀释进水20—30倍，廊道中水流虽然呈推流式。当污水离开曝气区后，溶解氧浓度降低，有可能发生反消化反应［9］。
（二）、生物脱氮除磷工艺
近年来，随着对生物脱氮除磷的机理研究不断深入，以及各种新材料、新技术、新设备的不断运用，衍生除了许多新的生物脱氮除磷工艺，下面简单介绍几种我国各污水处理厂的生物脱氮除磷工艺。
（1） A/O法
流程如下:
污水——前处理——厌氧水解池——接触氧化池——沉淀池——过滤池——出水——污泥回流
A / O 脱氮工艺处理高浓度城市污水,不但熊够效稳定地脱氮, 而且COD、BOD和ss的去除效果和稳定性更好。虽然其基建投资和运行管理费用均高于设有硝化功能的传统法,但当要求出水的TKN浓度较低或考虑处理后的出水回用, 并考虑工艺运行稳定时, 建议首先采用A/O脱氮工艺。但A/O法中如果有硝化发生，除磷效果会降低，而且脱氮效果受内循环比的影响，另外，此工艺的灵活性较差［10］。
（2）A2/O法
A2/O工艺是通过厌氧、兼氧和好氧交替变化的环境,完成除磷脱氮反应。在厌氧条件下, 回流污泥中的聚磷菌受到抑制,只能释放体内的磷酸盐获取能量, 以吸收污水中的可快速生物降解的溶解性有机物来维持生存,在这个过程中完成了磷的厌氧释放；在缺氧条件下, 反硝化细菌利用污水中的有机碳作为电子供体,以硝酸盐作为电子受体进行无氧呼吸,将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来, 完成反硝化过程；在好氧条件下,一方面聚磷菌将体内的PHB进行好氧分解,释放的能量用于细胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸盐,随剩余污泥排出系统,从而实现污水的脱磷；采用A2/O系统可将污水中的COD、BOD和氮、磷同时去除,处理出水可优于国家排放标准,接近三级处理水平。另外，污泥沉降性能也较好［11］。
（三）生物接触氧化法
生物接触氧化法就是在生物接触氧化池内安装一定数量的填料，为了使污水达到净化的目的，通过填料上的生物膜和供应的氧气发生生物氧化作用，以此来将氧化分解废水中的有机物。生物接触氧化法是生物法处理废水中的一种重要方法。
参考文献
［1］ 胡曦明.市生活污水处理技术的发展趋势分析,大庆：大庆油田供水公司设计所,2012.
［2］袁博.关于AB 法工艺改造的探讨,青岛;青岛市海泊河污水处理厂,2009.
［3］刘晓琎,杨云龙.浅谈污水生物处理AB法,太原:太原理工大学环境科学与工程学院,2007.
［4］任红娟.我国城市污水处理的主要工艺及发展趋势,苏州：苏州建设交通高等职业技术学校，2006.
［5］高延耀、顾国维.水污染控制工程,高等教育出版社,2009.
［6］宋正光.污水净化厂采用A2/ O法及SBR 工艺除磷脱氮试验,2008.
［7］王涛、楼上游.中国城市污水处理工艺现状比较与分析,2006.
［8］水污染控制研究团队,"SBR工艺城市污水处理厂节能降耗关键技术"研究进展, 北京:北京工业大学环境工程研究所,2009.
［9］王凯军.小城镇城市污水处理技术应用与发展趋势,北京;北京市环境保护科学研究院,2007.
［10］付玉柱.A/O脱氮工艺处理高浓度城市污水,青岛市;中国市政工程华北设计研究院,2009.
［11］张卉、李伟光、田文德.改进型Ａ２／Ｏ工艺处理城市生活污水的脱氮除磷效能研究,哈尔滨;哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,2012.
【关键词】城市污水处理工艺
1 引言
纵观我国城市污水处理在污水处理工艺技术、污泥处理及污水回用等技术现状与发展趋势大体情况简述如下：
（1）预处理：
予处理仅用于城市污水排海排江工程,予处理的目的在于去除污水中的漂浮物质、油类或油脂类物质以及砂粒等无机物质及部分有机物。
（2）一级处理
从传统的城市污水处理工艺流程来看,一级处理部分以污水收集粗、中、细格栅或水力筛、沉砂池及初次沉淀池等物理处理来达到一级处理。近期主要的发展为处理设备的机械化和自动化水平的提高, 各种机械设备的研制与开发, 各种新型处理构筑物的应用等。
（3）二级处理
从污水二级处理工艺来看, 仍然以生化处理为主, 典型的流程格局仍为污水经格栅到沉砂池到初沉池、曝气池、二沉池、消毒接触池后排放。
（4）三级处理
进一步处理水中难降解的有机物，以及氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。
经过以上三级处理之后，基本去除了水中的污染物。
2 目前国内城市污水的主流处理方法
（一）活性泥技术
简单来说活性泥技术就是利用活性污泥去除水中的有机物。首先是回流的活性污泥和污水同时进入曝气池，并将空气打入曝气池，使污水和活性污泥充分混合，曝气池中微生物吸附、混合液进入二次沉淀池进行分离操作。最后就可以向外排放净化后的水，分离出一部分活性污泥通过回流系统，回流至曝气池，另一部分将从系统出中排出［1］。
下面简单介绍几种有关活性污泥技术的方法。
（1）AB法
该工艺将曝气池分为高低负荷两段, 各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段(A段) 停留时间约20—40分钟, 以生物絮凝吸附作用为主, 同时发生不完全氧化反应, 生物主要为短世代的细菌群落, 去除BOD达50%以上。B段与常规活性污泥法相似, 负荷较低, 泥龄较长。
AB法A段效率很高, 并有较强的缓冲能力［2］。但是, AB法污泥产量较高, A段污泥有机物含量极高, 污泥后续稳定化处理是必须的, 将增加一定的投资和费用。另外，A 段在运行中如果控制不好, 很容易产生臭气, 影响附近的环境卫生，产生硫化氢、大粪素等恶臭气体［3］。对于污水浓度较低的场合，B段运行较为困难, 也难以发挥优势。目前有仅采用A段的做法, 效果要好于一级处理。当对脱氮除磷要求很高时, A 段不宜按AB法的原来去除有机物的分配比去除BOD, 因为B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低, 不能有效地脱氮［4］。
（2）SBR
序批式反应池（SBR）属于"注水——反应——排水"类型的反应器，在流态上属于完全混合式，氮有机污染物确实随着反应时间的推移而被降解的。其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，所有处理过程都是在同一个设有抱起或搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从而不需另外设置沉淀池［5］。
该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布, 形成一体化的集约构筑物,并利于实现紧凑的模块布置, 最大的优点是节省占地, 可以减少污泥回流量, 有节能效果。但是, SBR工艺对自动化控制要求很高, 并需要大量的电控阀门和机械撇水器, 稍有故障将不能运行, 一般必须引进全套进口设备［6］。
（3）CAST法
CAST工艺是SBR工艺的一种变形，池体内用隔油墙隔出生物选择区、兼性区和主反应区三个反应区，三个反应区的体积比大致为1:2:20，混合液由第三区回流到第一区，回流比一般为20%，在第一区内活性污泥与进入的新鲜污水混合、接触。创造微生物种群在高浓度、高负荷环境下竞争生存的条件，从而选出适合该系统的独特的微生物种群，并有效抑制丝状菌的过分增值，避免污泥膨胀现象的发生，提高系统的稳定性［7］。
（4）氧化沟
氧化沟是活性污泥法的一种变形,是延时曝气法的一种特殊形式。 一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长,池深较浅，在沟内设有机械曝气和推进装置，近年来也有采用局部区域鼓风曝气外加水下推进器的运行方式［8］。通过曝气或搅拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速，使活性污泥成悬浮状态，在这样的廊道流速下，混合液在5—15min内完成一次循环，而廊道中大量的混合液可以稀释进水20—30倍，廊道中水流虽然呈推流式。当污水离开曝气区后，溶解氧浓度降低，有可能发生反消化反应［9］。
（二）、生物脱氮除磷工艺
近年来，随着对生物脱氮除磷的机理研究不断深入，以及各种新材料、新技术、新设备的不断运用，衍生除了许多新的生物脱氮除磷工艺，下面简单介绍几种我国各污水处理厂的生物脱氮除磷工艺。
（1） A/O法
流程如下:
污水——前处理——厌氧水解池——接触氧化池——沉淀池——过滤池——出水——污泥回流
A / O 脱氮工艺处理高浓度城市污水,不但熊够效稳定地脱氮, 而且COD、BOD和ss的去除效果和稳定性更好。虽然其基建投资和运行管理费用均高于设有硝化功能的传统法,但当要求出水的TKN浓度较低或考虑处理后的出水回用, 并考虑工艺运行稳定时, 建议首先采用A/O脱氮工艺。但A/O法中如果有硝化发生，除磷效果会降低，而且脱氮效果受内循环比的影响，另外，此工艺的灵活性较差［10］。
（2）A2/O法
A2/O工艺是通过厌氧、兼氧和好氧交替变化的环境,完成除磷脱氮反应。在厌氧条件下, 回流污泥中的聚磷菌受到抑制,只能释放体内的磷酸盐获取能量, 以吸收污水中的可快速生物降解的溶解性有机物来维持生存,在这个过程中完成了磷的厌氧释放；在缺氧条件下, 反硝化细菌利用污水中的有机碳作为电子供体,以硝酸盐作为电子受体进行无氧呼吸,将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来, 完成反硝化过程；在好氧条件下,一方面聚磷菌将体内的PHB进行好氧分解,释放的能量用于细胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸盐,随剩余污泥排出系统,从而实现污水的脱磷；采用A2/O系统可将污水中的COD、BOD和氮、磷同时去除,处理出水可优于国家排放标准,接近三级处理水平。另外，污泥沉降性能也较好［11］。
（三）生物接触氧化法
生物接触氧化法就是在生物接触氧化池内安装一定数量的填料，为了使污水达到净化的目的，通过填料上的生物膜和供应的氧气发生生物氧化作用，以此来将氧化分解废水中的有机物。生物接触氧化法是生物法处理废水中的一种重要方法。
参考文献
［1］ 胡曦明.市生活污水处理技术的发展趋势分析,大庆：大庆油田供水公司设计所,2012.
［2］袁博.关于AB 法工艺改造的探讨,青岛;青岛市海泊河污水处理厂,2009.
［3］刘晓琎,杨云龙.浅谈污水生物处理AB法,太原:太原理工大学环境科学与工程学院,2007.
［4］任红娟.我国城市污水处理的主要工艺及发展趋势,苏州：苏州建设交通高等职业技术学校，2006.
［5］高延耀、顾国维.水污染控制工程,高等教育出版社,2009.
［6］宋正光.污水净化厂采用A2/ O法及SBR 工艺除磷脱氮试验,2008.
［7］王涛、楼上游.中国城市污水处理工艺现状比较与分析,2006.
［8］水污染控制研究团队,"SBR工艺城市污水处理厂节能降耗关键技术"研究进展, 北京:北京工业大学环境工程研究所,2009.
［9］王凯军.小城镇城市污水处理技术应用与发展趋势,北京;北京市环境保护科学研究院,2007.
［10］付玉柱.A/O脱氮工艺处理高浓度城市污水,青岛市;中国市政工程华北设计研究院,2009.
［11］张卉、李伟光、田文德.改进型Ａ２／Ｏ工艺处理城市生活污水的脱氮除磷效能研究,哈尔滨;哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,2012.