常見的幾種污水處理工藝

一、A/0工藝

1.基本原理

A/0是Anoxic/Oxic日勺縮寫，它的優(yōu)越性是除了使有機(jī)污染物得

到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術(shù)用為活

性污泥的前處理，因此A/0法是改善日勺活性污泥法。

A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段溶解氧

（DO）不不小于0.2mg/L,。段D0=2?4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將

污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解

為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)

化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解日勺產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處

理時(shí)，可提高污水日勺可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白

質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化（有機(jī)鏈上的N或氨基酸中的氨基）游

離出氨（NH3、NH4+）,在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N

+

（NH4）氧化為N03-,通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下,

異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完畢C、N、O

在生態(tài)中的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水無害化處理。

2.A/0內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝特點(diǎn)

根據(jù)以上對(duì)生物脫氮基本流程的論述，結(jié)合數(shù)年日勺焦化廢水脫氮

的經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)出（A/O）生物脫氮流程具有如下長(zhǎng)處:

(1)效率高。該工藝對(duì)廢水中日勺有機(jī)物，氨氮等均有較高日勺清除效

果。當(dāng)總停留時(shí)間不小于54h,經(jīng)生物脫氮后的出水再通過混凝沉淀,

可將COD值降至100mg/L如下，其他指標(biāo)也到達(dá)排放原則，總氮清

除率在70%以上。

(2)流程簡(jiǎn)樸，投資省，操作費(fèi)用低。該工藝是以廢水中的有機(jī)物

作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸

氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后，碳氮比有所提高，在反硝化過程中產(chǎn)

生日勺堿度對(duì)應(yīng)地減少了硝化過程需要日勺堿耗。

(3)缺氧反硝化過程對(duì)污染物具有較高日勺降解效率。如COD、

BOD5和SCN■在缺氧段中清除率在67%、38%、59%,酚和有機(jī)物

的清除率分別為62%和36%,故反硝化反應(yīng)是最為經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型降

解過程。

(4)容積負(fù)荷高。由于硝化階段采用了強(qiáng)化生化，反硝化階段又采

用了高濃度污泥的膜技術(shù)，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度,

與國(guó)外同類工藝相比，具有較高的容積負(fù)荷。

(5)缺氧/好氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大或

污染物濃度較高時(shí)，本工藝均能維持正常運(yùn)行，故操作管理也很簡(jiǎn)樸。

通過以上流程日勺比較，不難看出，生物脫氮工藝自身就是脫氮的同步,

也降解酚、氟、COD等有機(jī)物。

3.A/O工藝的缺陷

1、由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功

能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低；

2、若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大了運(yùn)行費(fèi)

用。此外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，具有一定的DO,使A段難以保持

理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難到達(dá)90%。

3、影響原因

水力停留時(shí)間（硝化＞6h,反硝化＜2h）

污泥濃度MLSS（＞3000mg/L）

污泥齡（＞30d）

N/MLSS負(fù)荷率（V0.03）

進(jìn)水總氮濃度（V30mg/L）

二、A2/O工藝

1.基本原理

A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧■缺氧

?好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱。該工藝處理效率一般能到達(dá)：BOD5

和SS為90%~95%,總氮為70%以上，磷為90%左右，一般合用

于規(guī)定脫氮除磷的大中型都市污水廠。但A2/O工藝日勺基建費(fèi)和運(yùn)行

費(fèi)均高于一般活性污泥法，運(yùn)行管理規(guī)定高，因此對(duì)目前我國(guó)國(guó)情來

說，當(dāng)處理后日勺污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營(yíng)養(yǎng)化，從而

影響給水水源時(shí)，才采用該工藝。

2.A2/0工藝特點(diǎn):

（1）污染物清除效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，有很好日勺耐沖擊負(fù)荷。

（2）污泥沉降性能好。

（3）厭氧、缺氧、好氧三種不一樣的環(huán)境條件和不一樣種類微

生物菌群日勺有機(jī)配合，能同步具有清除有機(jī)物、脫氮除磷日勺功能。

（4）脫氮效果受混合液回流比大小日勺影響,除磷效果則受回流污

泥中夾帶DO和硝酸態(tài)氧日勺影響，因而脫氮除磷效率不也許很高。

（5）在同步脫氧除磷清除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)

樸，總的水力停留時(shí)間也少于同類其他工藝。

（6）在厭氧一缺氧一好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，

SVI一般不不小于100,不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。

（7）污泥中磷含量高，一般為2.5%以上。

3.A2/O工藝的缺陷

?反應(yīng)池容積比A/O脫氮工藝還要大；

?污泥內(nèi)回流量大，能耗較高；

?用于中小型污水廠費(fèi)用偏高；

?沼氣回收運(yùn)用經(jīng)濟(jì)效益差；

?污泥滲出液需化學(xué)除磷。

三、氧化溝

1氧化溝技術(shù)

氧化溝(oxidationditch)又名持續(xù)循環(huán)曝氣池(Continuousloop

reactor),是活性污泥法的一種變形。氧化溝污水處理工藝是在20

世紀(jì)50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制戌功日勺。自從1954年在荷

蘭初次投入使用以來。由于其出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理以便等技

術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外廣泛日勺應(yīng)用于生活污水和工業(yè)污水的治理。至

今，氧化溝技術(shù)己經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，在構(gòu)造形式、曝氣方式、

運(yùn)行方式等方面不停創(chuàng)新，出現(xiàn)了種類繁多、各具特色的氧化溝。

從運(yùn)行方式角度考慮，氧化溝技術(shù)發(fā)展重要有兩方面：首先是準(zhǔn)

時(shí)間次序安排為主對(duì)污水進(jìn)行處理；另首先是按空間次序安排為主對(duì)

污水進(jìn)行處理。屬于前者時(shí)有交替和半交替工作式氧化溝；屬于后者

時(shí)有持續(xù)工作分建式和合建式氧化溝，見圖1氧化溝工藝分類。目前

應(yīng)用較為廣泛的氧化溝類型包括：帕斯韋爾(Pasveer)氧化溝、卡

魯塞爾(Carrousel)氧化溝、奧爾伯(Orbal)氧化溝、T型氧化溝

(三溝式氧化溝)、DE型氧化溝和一體化氧化溝。

2氧化溝工藝在污水處理中日勺應(yīng)用

從理論上講，氧化溝既具有推流反應(yīng)的特性，又具有完全混合反

應(yīng)的優(yōu)勢(shì)；前者使其具有出水優(yōu)良日勺條件，后者使其具有抗沖擊負(fù)荷

日勺能力。正是由于有這個(gè)環(huán)流，且有能量分區(qū)日勺緣故，使它具有其他

許多污水生物處理技術(shù)所擁有的眾多優(yōu)勢(shì)，其中最為明顯的優(yōu)勢(shì)是工

作穩(wěn)定可靠。由于具有出水水質(zhì)好，運(yùn)行穩(wěn)定，管理以便以及區(qū)別于

老式活性污泥法的一系列技術(shù)特性，氧化溝技術(shù)在污水處理中得到廣

泛應(yīng)用。據(jù)不完全記錄，目前歐洲己有的氧化溝污水處理廠超過2023

多座，北美超過800座。氧化溝的處理能力由最初日勺服務(wù)人口僅360

人，到如今的500萬~1000萬人口當(dāng)量。不僅氧化溝的數(shù)量在增長(zhǎng)，

并且其處理規(guī)模也在不停擴(kuò)大，處理對(duì)象也發(fā)展到既能處理都市污水

又能處理石油廢水、化工廢水、造紙廢水、印染廢水及食品加工廢水

等工業(yè)廢水。我國(guó)自20世紀(jì)80年代亦開始應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，伴隨污

水處理事業(yè)的極大發(fā)展，全國(guó)各地先后建起了不一樣規(guī)模、不一樣型

式日勺氧化溝污水處理廠。目前在我國(guó)，采用氧化溝處理都市污水和工

業(yè)廢水的污水處理廠已經(jīng)有近百家，見表1（我國(guó)經(jīng)典氧化溝型式及應(yīng)

用）及表2（部分國(guó)內(nèi)氧化溝污水處理廠型式及規(guī)模）。

3氧化溝工藝的研究新進(jìn)展

通過對(duì)多種持續(xù)流生物除磷脫氮工藝時(shí)空關(guān)系的分析，并結(jié)合新

日勺除磷脫氮理論，繼續(xù)貫徹簡(jiǎn)易污水處理的思想，重慶大學(xué)的王濤、

鐘仁超、劉兆榮、麥松冰等人對(duì)氧化溝工藝進(jìn)行了改良。

3.1改良氧化溝池型日勺構(gòu)建原則

改良氧化溝池型的構(gòu)建是在一體化簡(jiǎn)易污水處理技術(shù)的思想基

礎(chǔ)上，依托于卡魯塞爾氧化溝、一體化氧化溝和奧貝爾氧化溝而建立

日勺。它是以持續(xù)流日勺方式，不作專門的時(shí)空調(diào)配，通過空間分區(qū)和空

間次序及對(duì)溶解氧的優(yōu)化控制，將污水凈化（C、N、P的清除）和固液

分離功能集于一體，以水力內(nèi)回流日勺方式替代機(jī)械內(nèi)回流的反應(yīng)器。

構(gòu)建的總原則是以持續(xù)流的方式，在更少的和合理的空間中完畢C、

N、P和SS的同步清除。

3.2改良氧化溝池型

按上述構(gòu)建原則，提出了如圖2所示改良型氧化溝模型。污水流

入外溝經(jīng)回流調(diào)整閘板后流經(jīng)中溝和內(nèi)溝，在各溝道內(nèi)循環(huán)數(shù)十次到

數(shù)百次，最終由固液分離器進(jìn)行泥水分離出水。外一中一內(nèi)溝道分別

為好氧/缺氧交替區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū)，完畢有機(jī)物日勺降解和同步脫

氮除磷。

該模型著重在保留奧貝爾氧化溝硝化反硝化優(yōu)勢(shì)，同步克服該工

藝占地面積大的缺陷。借鑒卡羅塞爾氧化溝跑道型溝道的構(gòu)型和水力

內(nèi)回流方式，減少了大回流比的機(jī)械設(shè)備；考慮將奧貝爾氧化溝的同

心圓型溝道展開，去掉中心島日勺無效占地，同步又保留其三溝道串連、

層層推進(jìn)的流態(tài)特點(diǎn)。此外，將一體化氧化溝中的側(cè)溝固液分離器技

術(shù)也揉合了進(jìn)來，不設(shè)置單獨(dú)的二沉池并實(shí)現(xiàn)污泥的無泵自動(dòng)回流。

3.3改良氧化溝的優(yōu)化分析

(1)改良型氧化溝采用奧貝爾氧化溝三溝道串聯(lián)日勺特性，將各分區(qū)

考慮成串聯(lián)，從而有助于難降解有機(jī)物的清除，并可減少污泥膨脹現(xiàn)

象日勺發(fā)生。

(2)改良型氧化溝借鑒奧貝爾氧化溝的溶解氧梯度分布，具有很好

的脫氮功能。在外溝道形成交替的好氧和大區(qū)域日勺缺氧環(huán)境，較高程

度地發(fā)生“同步硝化/反硝化“，雖然在不設(shè)內(nèi)回流的條件下，也能獲

得很好的脫氮效果C由于外溝道溶解氧平均值很低，氧傳遞作用是在

虧氧條件下進(jìn)行的，因此氧的傳遞效率有所提高，有一定的節(jié)能效果,

一般約節(jié)省能耗15%~20%。加之外溝道內(nèi)所特有日勺同步硝化/反硝化

功能，節(jié)能效果更為明顯。內(nèi)溝道作為最終出水的把關(guān)，一般應(yīng)保持

較高的溶解氧，但內(nèi)溝道容積最小，能耗相對(duì)較低。

(3)改良型氧化溝將奧貝爾氧化溝布置相對(duì)困難日勺圓形或橢圓形溝

型設(shè)計(jì)為環(huán)狀跑道型，減少了占地面積和工程造價(jià)。同步取消了無效

占地的中心島，深入節(jié)省占地面積和造價(jià)。

(4)改良型氧化溝借鑒卡羅塞爾氧化溝水力條件，使內(nèi)溝的好氧區(qū)

向外溝的缺氧區(qū)回流實(shí)現(xiàn)了水力內(nèi)回流，筒化了處理環(huán)節(jié)、節(jié)省了設(shè)

備和能耗。

(5)改良型氧化溝借鑒一體化氧化溝將集曝氣凈化和固液分離于一

體的優(yōu)勢(shì)，不單獨(dú)建二沉池和污泥回流泵站，污泥自動(dòng)回流，簡(jiǎn)樸、

節(jié)能且節(jié)省占地和基建投資。

4結(jié)論

(1)氧化溝由于其出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理以便等技術(shù)特點(diǎn)，

在我國(guó)污水處理廠中有著較為廣泛日勺應(yīng)用。

(2)改良型氧化溝模型借鑒了卡羅塞爾氧化溝的構(gòu)型和內(nèi)回流方式,

引用了側(cè)溝式一體化氧化溝的側(cè)溝固液分離技術(shù)，同步保

留了奧貝爾氧化溝三溝串連、層層推進(jìn)的流態(tài)特點(diǎn)，是多種先進(jìn)工藝

日勺集成，是氧化溝技術(shù)研究的新進(jìn)展。

（3）改良型氧化溝工藝具有系統(tǒng)簡(jiǎn)樸、管理以便、節(jié)省能耗、節(jié)省

占地和減少基建投資等長(zhǎng)處。

如下為幾種常見氧化溝日勺類型構(gòu)造示意圖：

多溝交替式氧化溝卡魯塞爾氧化溝一體化氧化溝

奧貝爾氧化溝

1.基本原理

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。由于污水和活性污泥在曝氣渠道中不停循環(huán)流

動(dòng)，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池二氧化溝的水

力停留時(shí)間長(zhǎng)，有機(jī)負(fù)荷低，其本質(zhì)上屬于延時(shí)曝氣系統(tǒng)。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)備構(gòu)成，溝體的平

面形狀一般呈環(huán)形，也可以是長(zhǎng)方形、L形、圓形或其他形狀，溝端

面形狀多為矩形和梯形。

2.氧化溝工藝特點(diǎn)

(1)構(gòu)造形式多樣性

基本形式氧化溝日勺曝氣池呈封閉的溝渠形，而溝渠日勺形狀和構(gòu)造則

多種多樣，溝渠可以呈圓形和橢圓形等形狀?？梢允菃螠舷到y(tǒng)或多溝

系統(tǒng)；多溝系統(tǒng)可以是一組同心的互相連通的溝渠，也可以是互相平

行，尺寸相似日勺一組溝渠。有與二次沉淀池分建的氧化溝也有合建的

氧化溝，合建的氧化溝又有體內(nèi)式和體外式之分，等等。多種多樣的

構(gòu)造形式，賦予了氧化溝靈活機(jī)動(dòng)的運(yùn)行性能，使他可以按照任意一

種活性污泥的運(yùn)行方式運(yùn)行，并結(jié)合其他工藝單元，以滿足不一樣的

出水水質(zhì)規(guī)定。

(2)曝氣設(shè)備日勺多樣性

常用日勺曝氣設(shè)備有轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)盤、表面曝氣器和射流曝氣等。不一樣

日勺曝氣裝置導(dǎo)致了不一樣日勺氧化溝型式，如采用表曝氣機(jī)的卡魯塞爾

氧化溝，采用轉(zhuǎn)刷的帕斯維爾氧化溝等等，與其他活性污泥法不一樣

的是，曝氣裝置只在溝渠的某一處或者幾處安設(shè)，數(shù)目應(yīng)按處理場(chǎng)規(guī)

模、原污水水質(zhì)及氧化溝構(gòu)造決定，曝氣裝置的作用除供應(yīng)足夠的氧

氣外，還要提供溝渠內(nèi)不不不小于0.3m/s的水流速度，以維持循環(huán)

及活性污泥的懸浮狀態(tài)。

(3)曝氣強(qiáng)度可調(diào)整

氧化溝的曝氣強(qiáng)度可以通過兩種方式調(diào)整。一是通過出水溢流填調(diào)

整：通過調(diào)整溢流堰的高度變化溝渠內(nèi)水深，進(jìn)而變化曝氣裝置的沉

沒深度，使其充氧量適應(yīng)運(yùn)行的需要。沉沒深度的變化對(duì)曝氣設(shè)備的

推進(jìn)力也會(huì)產(chǎn)生影響，從而可以對(duì)進(jìn)水流速起到一定的調(diào)整作用；其

二是通過直接調(diào)整曝氣器的轉(zhuǎn)速：由于機(jī)電設(shè)備和自控技術(shù)的發(fā)展,

目前氧化溝內(nèi)日勺曝氣器日勺轉(zhuǎn)速時(shí)可以調(diào)整的，從而可以調(diào)整曝氣強(qiáng)度

的推進(jìn)力。

（4）簡(jiǎn)化了預(yù)處理和污泥處理

氧化溝的水力停留時(shí)間和污泥齡都比一般生物處理法長(zhǎng)，懸浮裝有

機(jī)物與溶解性有機(jī)物同步得到較徹底的穩(wěn)定，姑氧化溝可以不設(shè)初沉

池。由于氧化溝工藝污泥齡長(zhǎng)，負(fù)荷低，排出的剩余污泥已得到高度

穩(wěn)定，剩余污泥量也較少。因此不再需要厭氧消化，而只需進(jìn)行濃縮

和脫水。

3.氧化溝工藝的缺陷：

（1）污泥膨脹問題當(dāng)廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，

pH值偏低，氧化溝中污泥負(fù)荷過高，溶解氧濃度局限性，排泥不暢

等易引起絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹重要發(fā)生在廢水水

溫較低而污泥負(fù)荷較高時(shí)。微生物的負(fù)荷高，細(xì)菌吸取了大量營(yíng)養(yǎng)物

質(zhì)，由于溫度低，代謝速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì),

使活性污泥的表面附著水大大增長(zhǎng)，SVI值很高，形成污泥膨脹。

（2）泡沫問題由于進(jìn)水中帶有大量油脂，處理系統(tǒng)不能完全有效地

將其除去，部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉(zhuǎn)刷充氧攪拌，產(chǎn)生大量泡沫；

泥齡偏長(zhǎng)，污泥老化，也易產(chǎn)生泡沫。

（3）污泥上浮問題當(dāng)廢水中含油量過大，整個(gè)系統(tǒng)泥質(zhì)變輕，在操

作過程中不能很好控制其在二沉池日勺停留時(shí)間，易導(dǎo)致缺氧，產(chǎn)生腐

化污泥上?。划?dāng)曝氣時(shí)間過長(zhǎng)，在池中發(fā)生高度硝化作用，使硝酸鹽

濃度高，在二沉池易發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生氮?dú)猓刮勰嗌细?；此?

廢水中含油量過大，污泥也許挾油上浮。

（4）流速不均及污泥沉積問題在氧化溝中，為了獲得其獨(dú)特的混合

和處理效果，混合液必須以一定日勺流速在溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。一般認(rèn)為，

最低流速應(yīng)為0.15m/s,不發(fā)生沉積日勺平均流速應(yīng)到達(dá)0.3~0.5m/s。

氧化溝日勺曝氣設(shè)備一般為曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)刷的浸沒深度為

250-300mm,轉(zhuǎn)盤日勺浸沒深度為480~

530mmo與氧化溝水深（3.0~3.6m）相比，轉(zhuǎn)刷只占了水深日勺

1/10-1/12,轉(zhuǎn)盤也只占了1/6-1/7,因此導(dǎo)致氧化溝上部流速較大（約

為0.8?1.2m,甚至更大），而底部流速很小（尤其是在水深日勺2/3或

3/4如下，混合液幾乎沒有流速），致使溝底大量積泥（有時(shí)積泥厚度

達(dá)1.0m）,大大減少了氧化溝的有效容積，減少了處理效果，影響了

出水水質(zhì)。

四、SBR工藝

1.工藝原理

在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)先培養(yǎng)馴化一定量的活性污泥，當(dāng)廢水進(jìn)入反應(yīng)器與

活性污泥混合接觸并有氧存在時(shí)，微生物運(yùn)用廢水中的有機(jī)物進(jìn)行新

陳代謝，將有機(jī)物降解并同步使微生物細(xì)胞增殖。將微生物細(xì)胞物質(zhì)

與水沉淀分離，廢水即得到處理。其處理過程重要由初期的清除與吸

附作用、微生物日勺代謝作用、絮凝體日勺形成與絮凝沉淀性能幾種凈化

過程完畢。

2.SBR工藝特點(diǎn)

（1）理想的推流過程使生化反應(yīng)推進(jìn)力增大，效率提高，池內(nèi)厭

氧、好氧處在交替狀態(tài)，凈化效果好。

（2）運(yùn)行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時(shí)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(duì)污水有稀釋、緩沖作

用，有效抵御水量和有機(jī)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(yùn)行靈活。

（5）處理設(shè)備少，構(gòu)造簡(jiǎn)樸，便于操作和維護(hù)管理。

（6）反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨

脹。

（7）SBR法系統(tǒng)自身也適合于組合式構(gòu)造措施，利于廢