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4.污水处理工艺4.1污水处理工艺确定的原则处理工艺方案的优化选择对确保污水处理站的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。在污水处理厂工艺方案确定中，遵循以下原则：（1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到国家规定排放要求。（2）基础设施和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能大的效益。（3）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力。（4）选定工艺的技术及设备先进可靠。（5）便于实现工艺过程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。4.2污水处理工艺的比较小区生活污水相对于城市污水具有流量小、可生化性较好的特点，属于可生化降解的有机污水。根据国内外的实践经验，对该类污水的治理多以生物治理单元为主，结合相应的深度处理，达到排放和回用要求。生物处理方法主要分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类型。由于生活污水中的有机物浓度不是太高，且水温较低，不宜采用厌氧发酵的处理方法，主要应考虑选择合适的好氧处理工艺。好氧生物处理有多种型式，例如传统活性污泥法、氧化沟法、接触氧化法、SBR法、CASS法、AB法、曝气生物滤池（BAF）、MBR法、速分生化法等。能适用于小区生活污水处理的工艺有SBR法、曝气生物滤池（BAF）、MBR法及速分生化法。4.2.1SBR工艺SBR工艺具有间歇进水、处理效率高、抗冲击负荷高、占地面积小、自动化程度高、兼具脱氮除磷功能、剩余污泥少等优点，特别适用于间歇进水的工业，在国外污水处理中已被广泛采用。SBR是现行的活性污泥法的一个变型，采用间歇进水的方式，其反应机制以及污染物的去除机制和传统活性污泥法基本相同，仅运行操作不一样，周期进水、周期排水及周期曝气。其区别在于原污水不是顺次流经各个处理单元，而是放流到单一反应池内，按时间顺序实现不同目的的操作。在一个周期内，所有过程都在一个设有曝气或搅拌装置的反应槽内依次进行，这种操作周期周而复始反复进行达到不断进行污水处理的目的。影响SBR法推广使用的问题，主要有：(1)沉淀期进水在主反应区底部造成水力紊动，影响泥水分离时间；(2)周期运行，容积及设备利用率较低（一般低于50%）；(3)自动化程度高，操作、管理、维护较复杂，需要较高技术水平管理人员；(4)脱氮、除磷功能一般；(5)间歇曝气，厌氧条件下有异味。4.2.2曝气生物滤池工艺曝气生物滤池（BiologicalAeratedFilter）简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好，运行能耗低，运行费用省。曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小（是普通活性污泥法的1/3）、投资少（节约30%）、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水SS要求较严（一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L），因此对进水需要进行预处理。设备种类及数量相对少，但维护要求高。同时，滤池需气水反冲洗，反冲洗水量、水头损失都较大，因此动力消耗大，反洗排污量大。4.2.3MBR法膜生物反应器（MBR）是一种将膜分离单元和生物处理单元结合的新型污水处理技术，在近几十年来得到迅猛发展。该工艺应用中空纤维膜取代了活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使其完全截留在生物反应器内，使硝化反应得以顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，同时可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。应用MBR技术后，主要污染物如COD去除率可达到93％以上，产水悬浮物和浊度近于零，水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。但是MBR工艺仍存在如下缺点：（1）膜造价高，使基建投资高于传统污水处理工艺；（2）膜污染容易出现，给操作管理带来不便；（3）能耗高：首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是MBR池中污泥浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。（4）膜组件使用寿命短，2~3年即需更换，更换费用高。4.2.4速分生化法速分生化处理技术是将流体力学中的“流离”原理与微生物固定化的O/A生物膜技术相结合，形成的一种新型污水处理技术，尤其适用于中低污染程度污水的处理。该技术已成功地应用于工业污水处理、生活污水处理、小区中水回用处理、景观环境水体综合治理等领域。速分工艺具有如下特点：①技术先进将流离理论与生物处理技术相结合，形成的新的污水处理工艺，独特的气—液—固三相运动方式及其相互配合的控制参数是形成良好流离作用的必要条件。②处理程度高，出水水质好微生物被固定于载体表面，系统脱氨氮效果好，去除率可达到90%以上，总氮去除率可达85%以上，COD去除率大于85%，BOD去除率大于90%。③启动快，速分生化球使用寿命长采用天然无机材料特殊工艺加工而成速分生物球，其使用寿命长达30年以上，为微生物的固定繁殖提供场所，同时为流离现象的形成提供条件。其表面改性技术使得微生物更宜固定在球体表面，因此，生物系统启动快，运行灵活，无需投放菌种和细菌的培养和驯化。④无污泥在速分生化池内，生物相沿着水流方向，会形成由细菌、原生动物过渡到后生动物的完整生物链，每段都自然形成自己独特的优势微生物，随着进水水质的变化，自然调节适应。高级生物以低级生物为食，产泥量极少，可做到基本不排泥，不需污泥回流，也无后续二沉池及污泥处置系统。⑤无异味常规的厌氧好氧生物系统能产出难闻的气味，严重影响周围的空气环境，其原因在于厌氧分解时产出大量的沼气及硫化氢气体，封闭不严时会从水中溢出。而速分系统厌氧层处于好氧层内部，厌氧分解产生的气体在通过好氧生物层时，被好氧菌吸收利用。硫化物被固定在好氧菌体内，甲烷等有机气体被进一步分解为无味的无机气体和水，无不良气味产生。⑥维护管理简单，运行费用低系统工艺简单，设备少，易于操作管理，设备正常时可实现真正的无人职守，无需投加药剂，运行费用低。几种污水处理方法的比较见表2所示。表2污水处理工艺比较工艺优点缺点SBR1.处理流程简单，构筑物少，可不设初沉池、二沉池、回流污泥和回流混液泵房2.设备数量少3.停留时间长，污泥较稳定4.布置紧凑，占地较面积少1.沉淀期进水在主反应区底部造成水力紊动，影响泥水分离时间；2.周期运行，容积及设备利用率较低（一般低于50%）；3.自动化程度高，对工人素质要求较高；4.操作、管理、维护较复杂，需要较高技术水平管理人员；5.脱氮、除磷功能一般；6.间歇曝气，厌氧条件下有异味BAF1.出水水质量高，抗冲击负荷能力强，受气候、水量和水质变化影响相对较小；2.沉淀池排泥含固率高，泥处理部分可省去浓缩段而直接脱水。3.生物曝气滤池具有多种净化功能，1.设备种类及数量相对少，维护要求高。2.滤池需气水反冲洗，反冲洗水量、水头损失都较大，因此动力消耗大，反洗排污量大。3.进水SS要求较严，因此对进水除了用于有机物去除外，还能够去除氨氮；4.占地面积小；需要进行预处理。MBR1.出水水质优质稳定2.剩余污泥产量少3.工艺流程简单、结构紧凑、占地面积小，不受设置场合限制4.可去除氨氮及难降解有机物5.操作管理方便，易于实现自动控制6.易于从传统工艺进行改造1.膜造价高，使基建投资高于传统污水处理工艺；2.膜污染容易出现，给操作管理带来不便；3.能耗高：首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是MBR池中污泥浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。4.膜组件使用寿命短，2~3年即需更换，更换费用高速分生化法1.工艺先进，管理方便2.挂膜容易，脱落快3.无需活性污泥培菌，它可自行挂膜，对微生物生长快，故启动时间短4.占地面积小（无沉淀池及污泥处理系统），设备少，投资省，运行费用低，自动化程度高5.使用寿命达几十年之久6.适用于有机废水，污水处理装置产生污泥量少，不但简化了处理流程，同时又将污泥的二次污染，减少到了最小程度1.地埋式处理结构，施工周期长2.填料重量大，安装时工作量大