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污水生物处理新技术前言《污水综合排放标准》(GB8978-2002)规定了城市杂用水水质标准、采样及分析方法。该标准适用于厕所便器冲洗、道路清扫、消防、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工杂用水。根据二级处理技术净化功能对城市污水所能达到的处理程度，在它的处理水中，在一般情况下，还会含有相当数量的污染物质，如：BOD20-30mg/l；COD60-100mg/l；SS20-30mg/lNH3-N15-25mg/l。此外，还可能含有细菌和重金属等有毒有害物质。根据进出水水质，深度处理的主要目标是降低SS、BOD、COD、脱氮除磷。初步选定OCO法、CASS法、BIOLAK法这三种废水处理工艺对二级污水处理厂的污水进行深化处理。一、OCO法（一）概述1、技术产生背景该技术由丹麦普拉迪克（Puritek）公司（得利满集团）于20世纪80年代开发研制，以适应欧盟日益严格的环境保护要求，特别是对氮磷排放的要求。2、工艺概念OCO反应池的内圈是圆形的，中圈是半圆形的，外圈是圆形的，恰如三个字母OCO的拼写，故命名为OCO法。OCO工艺是一种A2O活性污泥工艺。BOD、N及P的去除均在一个反应池（即OCO池）中进行，生物反应池采用水下微孔曝气＋推流的方式，其构造在动力学方面形成了适合污水脱氮除磷处理的必要的物理、化学环境。（二）工艺过程及原理1、工艺过程在工艺过程中，混合液在缺氧和好氧状态下可循环20～30次。以上三个容积区内均设置相应数量的潜水搅拌推流装置，以形成一定水平流速而不发生污泥沉淀。在外侧好氧区内设有水下微孔曝气装置。2、工艺原理1）除磷OCO池的内圈为厌氧区，停留时间约为1～1.5h，对于一般的市政污水来说约有40～60%的磷靠生物方法去除，这是因为原水中易降解有机物较高。但是当进水BOD浓度比较低（如70～80mg/L），除磷效果会降低，作为对生物除磷的补充，多数OCO处理厂同时还采用铁盐进行化学除磷，或将化学除磷作为一种备用措施。有利于生物除磷的条件同时也降低了丝状菌的数量，改善了污泥的沉降性能。给二沉池的运行创造了有利条件。2）脱氮传统的解决方法是将有机物充足的原污水首先引入非曝气区，并从曝气区回流大量富含硝态氮的污水。在OCO工艺中，污水从厌氧区流入缺氧区，为反硝化菌提供了最合适的基质(易降解有机物)，以便反硝化能够快速进行。硝态氮从好氧区回流至缺氧区（内回流），含氨氮的水则进入好氧区完成硝化反应。OCO工艺的一个主要特点是：好氧区与缺氧区之间的污水交换，即内回流不需泵送，以上两个区域之间有一段是相通的。两者之间的交换形式及量的大小是依靠搅拌器的控制来实施，因此节省能耗。当搅拌器运转时，湍流增强，好氧区与缺氧区混合程度增强，当搅拌器停止运转时，两区之间的混合程度较低。此时测得的溶氧状况如下图所示，好氧区与缺氧区的区分很明显。OCO反应池的构造和搅拌器的循环工作可保证好氧区和缺氧区之间很高的回流比，这种频繁的变化是该工艺有效脱氮的关键之一。回流的控制还可以改变好氧区与缺氧区的容积。当夏季暴雨造成冲击负荷，可将2、3区均调为好氧区；夜间低负荷，可将3区用来脱氮。因此OCO工艺中好氧区与缺氧区容积的分配是动态的。可以在特定时间和地点，根据污水组分的特点进行调节。回流程度由预设的程序来完成。并由安装在好氧区首端的在线溶氧探头控制。（三）OCO工艺的特点1、优点1）圆形池相对于矩形池在土建造价、水下推流的动力方面均具有较好的条件，可节省投资及电耗。2）水下微孔曝气使充氧效率高，同时对污泥沉淀有一定上托的作用，节省了推流的动力。3）硝化、反硝化区面积可灵活变化，以适应不同进水水质与水量的要求。4）内回流不需泵送，节能。2、缺点1）处理规模较小，一般10万m3/d以下，OCO池直径最大目前为D=50m。2）由于除磷或构造上的原因，泥龄较短，污泥稳定不够。3）微孔曝气器易堵塞，给管理、检修带来工作量。4）化学除磷须增加设备及装置，使投资及日常运行费用有所增加。5）对搅拌器运行、曝气量大小的灵活改变基于进水水质、水量等在线仪表瞬时信号的传递及系统对设备的控制。故对自控系统要求较高。（四）OCO工艺的应用OCO工艺有其独到的构思和特点，同时也具有15年以上国外成功运行的经验。在国内是否可行还有待实践。但其灵活运行、节约能耗的特点是很值得借鉴的。二、CASS法（一）概述CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个厌氧/缺氧/好氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。（二）CASS法工艺过程对于一般城市污水，CASS工艺并不需要很高程度的预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大的污泥回流系统（只在CASS反应器内部有约20%的污泥回流）。CASS工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成。下面是CASS工艺的平面图：（三）CASS工艺的优点1、工艺流程简单，占地面积小，投资较低CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此。污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。2、生化反应推动力大3、沉淀效果好4、运行灵活，抗冲击能力强5、不易发生污泥膨胀6、适用范围广，适合分期建设7、剩余污泥量小，性质稳定（四）CASS工艺的缺点CASS工艺为单一污泥悬浮生长系统，利用同一反应器中的混合微生物种群完成有机物氧化、硝化、反硝化和除磷。多种处理功能的相互影响在实际应用中限制了其处理效能，也给控制提出了非常严格的要求，工程中难以实现工艺的稳定、高效的运行。总结起来，CASS工艺主要存在以下几个方面的问题:1、微生物种群之间的复杂关系有待研究2、生物脱氮效率难以提高3、除磷效率难以提高三、BIOLAK法工艺（一）概述BIOLAK工艺就是一种高效低耗技术。它是德国冯·诺顿西工程技术有限公司公司从七十年代起借助6项研究项目吸取了氧化塘工艺的低成本和活性污泥工艺的高效率，由氧化塘工艺逐渐系统发展起来的。它采用低负荷活性泥工艺，通过创造各类特种微生物的良好生长环境使其高效地降解有机物（COD、BOD），并通过波浪式氧化工艺对氮和磷进行高效去除。该工艺既适用于城市污水的处理，也适用于工厂、企业的生产废水处理，投资少，效率高，适合中国国情。（二）BIOLAK废水处理工艺介绍1、工艺简介BIOLAK工艺顾名思义，一个池内或人工湖，在其内生化处理废水。基于多级A/O理论和非稳态理论，在同一构筑物中设置了多个A/O段，使污水能够经过多次的缺氧与好氧过程，强化了污泥的活性并兼有脱氮效果。通常情况下，BIOLAK系统由可选设的除磷区的曝气池、沉淀池、包含二次曝气区的稳定池等三部分组成（三部分可以合建，曝气池和稳定池可采用土池防渗结构）。2、工艺原理BIOLAK采用地下曝气结构（地盆式），这种结构可以获得坚固和完全密封的反应池。为防止污水的渗漏，池体采用世界上先进的防渗膜（HDPE）。采用高效率的底部微孔曝气头，移动式曝气链，进一步提高氧气的传送效率。BIOLAK处理系统的原理图见1。BIOLAK处理系统主要分5级。第1级采用转速可调的组合筛选装置，把粗物及沙粒从废水中分离出来，浓缩处理。第2级通过移动性通气处理使污泥处于活动状态，且含氧量稳定。并在一个容量大小可变的反应区内进行生物性净化处理以清除磷。第3级废水的再次处理，时还进行沉淀处理，即所谓的保险级。第4级树根区及砂砾构成的过滤层。第5级再进一步的处理以达到最高的净化度。为了加强生物去磷作用，在第2级前加入了生物去磷区。这样即使要求的净化度低于1mg磷/L，也只需要在1年中短时间内加入凝聚物。一般情况下，如果要求的净化度低于1mg磷/L，需要采用凝聚剂。在第2级中通气链的轮换作用及BIOLAK池特有的水力学特性相结合，能产生至少20次氮的硝化及脱氮反应。通过这种反复过程，达到了最好的除氮效果。（三）BIOLAK工艺特点1、低负荷活性污泥工艺2、曝气池采用土池结构3、高效的曝气系统4、简单而有效的污泥处理5、简单易行的维修6、二次曝气和安全池7、二沉池8、土地的利用尽管BIOLAK系统需要的曝气池体积比所谓密集型的大，但所需的总面积并不大，有时甚至更小，这主要有以下原因：1）不需初沉池；2）二沉池可以和曝气池合建在一起；3）池的设计和布置的自由度大，对地形的适应性强。（四）BIOLAK在国内城市污水处理中的应用Biolak系统有很好的除氮功能,可广泛适用于城市污水和工业废水的处理,在造纸、纺织、化工、制药仪器及生活污水处理上有其独特的优势,武汉晨鸣纸业有限公司、山东潍坊纸业、山东招远城镇污水处理厂都得到很好的应用。以山东招远污水处理为例:1、工艺流程2、处理效果四、方案比较从技术方面分析，BIOLAK工艺、OCO工艺和CASS工艺各有特点，都具有耐冲击负荷能力强、处理稳定性高和处理效果好的优点。但在技术、经济等方面存在一定的差别，其主要方面比较如下：1、与OCO工艺的比较1）OCO需全部采用钢筋混凝土结构，BIOLAK工艺的曝气池采用土池，内砌毛石，加上混凝土结构的沉淀池。土建投资方面，BIOLAK比OCO少。2）由于OCO工艺除磷或构造上的原因，泥龄较短，污泥稳定不够，故BIOLAK工艺效果较好。2、与CASS工艺的比较1）一方面CASS工艺硝化反应难以进行完全。硝化细菌是一种化能自养菌，有机物降解由异养细菌完成。当两种细菌混合培养时，由于存在对底物和DO的竞争，硝化菌的生长将受到限制，难以成为优势种群，硝化反应被抑制。此外，固定的曝气时间也可能会使得硝化不彻底。另一方面就是反硝化反应不彻底。此外，在这一时期，由于有机物己充分降解，反硝化所需的碳源不足，也限制了反硝化效率的进一步提高。这两方面的原因使得CASS工艺脱氮效率难以提高。2）CASS除磷效率难以提高3、结论从上面的分析可以看出，与OCO工艺和CASS工艺相比，BIOLAK污水处理工艺在工程总投资、日常运行能耗和设备维护检修方面都具有明显的优势。工艺流程如下：