我國(guó)污水處理廠技術(shù)工藝現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)

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水處理技術(shù):1. 前言

污水處理設(shè)施是現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源保護(hù)不可或缺的組成部分。在美國(guó)、英國(guó)、荷蘭、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)普遍實(shí)行了污水的集中二級(jí)處理；近年來(lái)，我國(guó)中央政府、各級(jí)地方政府及有關(guān)部門對(duì)城市十分重視，同時(shí)加大了對(duì)的資金投入和治理力度，使我國(guó)在污水處理廠的建設(shè)方面取得了巨大進(jìn)展。截至2003年，我國(guó)已建成運(yùn)行的污水處理廠有516座，污水處理能力3284萬(wàn)m3/d。并且，國(guó)家“七五”、“八五”、“九五”科技攻關(guān)課題的建立，使我國(guó)污水處理的新技術(shù)取得了可喜的科研成果，某些項(xiàng)目達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

2. 我國(guó)城市污水處理廠技術(shù)工藝的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

自我國(guó)第一座采用活性污泥工藝的城市污水處理廠1921年在上海建成以來(lái)[1]，污水處理事業(yè)在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展，也是層出不窮[2]。目前我國(guó)所采用的類型主要有以下幾種：傳統(tǒng)活性污泥處理工藝、AB工藝、A/O及A2/O工藝、水解-好氧工藝、氧化溝工藝、SBR及其變型工藝、曝氣生物濾池工藝、生物接觸氧化工藝、氧化塘、BIOLAK®及土地處理工藝。

2.1 傳統(tǒng)活性污泥處理工藝

我國(guó)20世紀(jì)80年代及其以前建設(shè)的污水處理廠，由于當(dāng)時(shí)沒有對(duì)出水氮磷含量的要求，生物處理工藝主要采用傳統(tǒng)活性污泥工藝及其改良工藝，其主要功能是大幅度去除污水中呈膠體態(tài)和溶解態(tài)的有機(jī)污染物，使經(jīng)處理的污水BOD達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)污水中氮磷的去除率非常低[3][4]。同時(shí)，水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題在我國(guó)已日益嚴(yán)重，為適應(yīng)國(guó)家對(duì)氮磷的排放要求，保護(hù)水環(huán)境，一些采用傳統(tǒng)活性污泥處理工藝的污水廠已對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行改造，增設(shè)了除磷脫氮功能。

2.2 AB工藝

我國(guó)在20世紀(jì)80年代相繼開展了對(duì)AB工藝的特性、運(yùn)行機(jī)理及處理過(guò)程的穩(wěn)定性的研究，并將其用于工程實(shí)際，且得到了一定規(guī)模的應(yīng)用，如青島海泊河污水處理廠、淄博污水處理廠、深圳濱河污水處理廠等。AB工藝具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對(duì)pH值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用、可分期建設(shè)的特點(diǎn)。但其對(duì)低濃度城市污水的處理效果較差，并且此工藝產(chǎn)泥量大，目前污水處理廠普遍面臨的一個(gè)問(wèn)題是污泥的處理處置難，因此限制了AB工藝的發(fā)展應(yīng)用。

2.3 A/O及A2/O工藝

20世紀(jì)80年代末90年代初，A/O工藝、A2/O工藝因其較好的除磷脫氮效果而逐漸應(yīng)用于城市污水處理之中，并且成為主流。在此階段，氮磷污染物控制與去除技術(shù)的研究及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用成為水環(huán)境污染控制日益緊迫的重要課題。A/O工藝包括A/O除磷工藝和A/O脫氮工藝，它們對(duì)磷、氮的去除率分別達(dá)到90%以上和80%左右；而A2/O工藝不能同時(shí)高效除磷脫氮。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著具有脫氮除磷功能的研究應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)A2/O工藝本身存在的缺陷，即硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機(jī)負(fù)荷、泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競(jìng)爭(zhēng)，很難在同一系統(tǒng)中同時(shí)獲得氮、磷的高效去除，阻礙著生物除磷脫氮技術(shù)的應(yīng)用，因此為解決這些工藝矛盾，研究者們進(jìn)行了大量研究來(lái)進(jìn)行工藝改進(jìn)，開發(fā)出倒置A2/O、UCT、A+A2/O等工藝[5]，尤其對(duì)倒置A2/O進(jìn)行了大量研究，現(xiàn)已完成了對(duì)其原理與特點(diǎn)、運(yùn)行參數(shù)的研究，并通過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn)研究[6][7][8]，現(xiàn)已有部分污水廠已采用該工藝并取得了良好的運(yùn)行效果，如常州北城污水廠、青島團(tuán)島污水廠、青島李村河污水處理廠等。