城市污水處理技術作為環境學科的一個分支,就我國目前的狀況來看, 整體上已有了很大的進步,但還落后于我國城市發展的水平。近些年來, 雖然研究、開發了一些設備和工藝, 但總體上主要是借鑒和引進國外的一些工藝、經驗和設備。

　　1 　一級處理工藝及其發展趨勢

　　一級強化處理技術分為兩類:一類側重于物化機理, 一類側重于微生物的絮凝吸附原理。目前國內外研究的一級處理工藝主要如下。

　　1 .1 　活化污泥法

　　活化污泥法是根據絮凝動力學和生物吸附理論提出“絮凝吸附—沉淀—活化”的城市污水強化一級處理工藝。該工藝對污染物去除的強化作用主要包括污泥的絮凝、吸附和生物代謝3 種, 以前兩者的作用為主。

　　該工藝的特點是未經沉淀的生活污水原水與生物污泥同時進入混合反應器(絮凝吸附池), 兩者在機械攪拌作用下充分混合, 經充分絮凝吸附反應后,大量污染物質被絮凝吸附進入污泥絮體, 出水進入沉淀池, 實現固液分離, 而沉淀池出水就是zui終出水(見圖1)。為了恢復沉淀池飽和污泥的生物絮凝吸附活性, 將沉淀污泥短時間曝氣活化, 以部分降解吸附的有機物, 產生適量的微生物絮凝物質, 改善污泥的沉降性能, 同時保持污泥的好氧狀態, 避免變黑、發臭。此過程在污泥活化池里進行, 能耗遠低于二級生物氧化反應。該工藝是適用于環境狀況亟待改

　　善而經濟欠發達地區的一種新型實用技術。

　　1 .2 　混凝沉淀強化法

　　混凝沉淀強化法目前主要應用于給水處理和部分工業廢水處理。由于需要投加大量的混凝劑且污水水質常常急劇變化, 限制了其在城市污水處理領域中的應用, 一般僅應用于城市污水的深度處理中。近年來, 隨著許多新型、、廉價的混凝劑的出現和自動化技術的廣泛應用, 混凝法與污水生物處理法相比具有了較強的競爭力。

　　例如, 對北京市城市污水進行試驗, 結果表明,兩種傳統混凝劑(FeCl3 和聚合硫酸鐵)及一種國外引進的混凝劑(Biofloc), 經過混凝沉淀強化一級處理后, 污水中COD 的去除率可達50 %～ 80 %, 而處理成本僅為二級處理的1/5 ～ 1/3 , 既能有效地削減污染物總量, 又節約了治理資金, 在現階段十分符合我國國情。此外, 經強化一級處理后的污水再進行二級處理時, 停留時間可以大大縮短, 減少能耗, 提高出水水質。

　　1 .3 　應用及其發展趨勢

　　就我國目前的污水處理狀況來說, 污水處理率一直較低, 而解決城市污水污染的根本措施是建設以生物處理為主體工藝的二級城市污水處理廠, 但這需要大量的投資和高額運行費用。對我國不少地區, 特別是經濟欠發達地區和中小城市而言, 有必要應用投資低、污染物去除率較高的城市污水強化一級處理工藝。根據我國目前水處理的發展狀況, 混凝沉淀強化一級處理工藝在我國應用較多。

　　目前一級處理工藝的發展主要集中在研究和應用、廉價的絮凝劑以及微生物絮凝劑, 同時研究無機絮凝劑與其他各類絮凝劑協同作用效果, 以及對一級處理工藝設備的優化選型等方面。

　　2 　二級處理工藝及其發展趨勢

　　二級處理工藝流程的發展主要是在原有的傳統處理工藝流程上進行某一個方面的強化處理, 使某一處理水的某一或某幾個指標達到一定的標準。

　　2 .1 　序批式工藝

　　2 .1 .1 　傳統的活性污泥 法

　　活性污泥 工藝即間歇活性污泥法, 它由一個或多個曝氣反應池組成, 污水分批進入池中, 經活性污泥凈化后, 上清液排出池外即完成一個運行周期。每個工作周期順序完成進水、反應、沉淀、排放4 個工藝過程。

　　活性污泥 工藝的特點是具有一定的調節均化功能,可緩解進水水質、水量波動對系統帶來的不穩定性。工藝處理簡單, 處理構筑物少, 曝氣反應池集曝氣、沉淀、污泥回流于一體, 可省去初沉池、二沉池及污泥回流系統, 且污泥量少, 易于脫水, 控制一定的工藝條件可達到較好的除磷效果, 但也存在自動控制和連續在線分析儀器儀表要求高的缺點。

　　2 .1 .2 　CASS 工藝

　　CASS 工藝是一種連續進水式活性污泥 曝氣系統, 不僅具有活性污泥 工藝簡單可靠、運行方式靈活、自動化程度高的特點, 且除磷脫氮效果明顯。這一功能主要實現于CASS 池通過隔墻將反應池分為功能不同的區域, 在各分格中溶解氧、污泥濃度和有機負荷不同, 各池中的生物也不相同。整個過程實現了連續進、出水。同時在傳統的活性污泥 池前或池中設置了選擇器及厭氧區, 提高了除磷脫氮效果

　　圖2　CASS 工藝流程

　　CASS 工藝的特點是對污水預處理要求不高, 只設間隙15mm 的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CASS 反應池, 除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成, 出水可達標排放。

　　2 .1 .3 　M活性污泥 法

　　M活性污泥工藝是20 世紀80 年代初期發展起來的污水處理工藝, 經過不斷改進和發展, 目前的工藝是第三代工藝, 其工作原理。

　　圖3 　M活性污泥 工藝流程

　　M活性污泥 工藝的特點是系統從連續運行的單元(如厭氧池)進水, 從而加速了厭氧反應速率, 改善了系統承受水力沖擊負荷和有機物沖擊負荷的能力;同時, 由于M活性污泥 工藝增加了低水頭、低能耗的回流設施, 地改善了系統中各個單元內MLSS 的均勻性。可見,M活性污泥 系統是由A2/O 系統與活性污泥 系統串聯組成, 并集合了兩者的全部優勢, 因而出水水質穩定、, 并有的凈化潛力。

　　2 .1 .4 　UNITANK 系統

　　SEGHERS 公司提出的UNITANK 系統是活性污泥 法的又一種變形和發展, 它集合了活性污泥 和傳統活性污泥法的優點, 一體化設計, 不僅具有活性污泥 系統的主要特點, 還可以像傳統活性污泥法那樣在恒定水位下連續運行。

　　UNITANK 系統的特點是構筑物結構緊湊, 一體化。可根據好氧過程的DO 檢測與缺氧和厭氧過程的ORP 在線檢測, 通過改變供氣量, 切換進出水閥門, 改變好氧、缺氧及厭氧的反應時間等, 高水平地實現系統的時間和空間控制, 地去除污水中的有機物及脫氮除磷, 且水力負荷穩定。交替改變進水點, 可以相應改善系統各段的污泥負荷, 進而改善污泥的沉降性能

　　圖4　好氧UNITANK 系統流程

　　脫氮除磷過程更能通過抑制絲狀菌生長來控制污泥膨脹。3 個池可以被*加蓋封閉或建在地下, 廢氣可以收集處理, 既有利于布置、保溫, 又避免系統對周圍環境產生不良影響

　　圖5　脫氧除磷UNITANK 系統流程

　　目前, 我國石家莊高新技術產業開發區污水處理廠日處理污水10 萬t , 就是采用的該工藝。