1、1 我国水资源与水污染现状我国是一个资源型缺水的国家和水质型缺水的国家。联合国规定，地区年人均资源量小于 1700M3，称为资源型缺水。我国人均水资源已不足世界人均水平的 1/4，是一个资源型缺水的国家。同时，因为水源的水质达不到国家规定的饮用水水质标准，我国还是一个水质型缺水的国家。水资源的日益减少和水污染的加剧，在许多地方已成为当地社会经济持续发展的一大障碍。社会经济的迅速发展，加速了对水资源的消耗，同时使水环境普遍受到破坏。由于水污染控制的相对滞后，受到污染的水体逐年增加，又加剧了水资源的短缺。统计资料表明，我国城市污水年排放量达到 400 多亿立方米，但在我国 680 多个城市中，仅有
2、 200 余座在建和建成有污水处理厂，并且集中在 100 个城市中，全国污水处理率25%左右，污水的大量排放，导致了水环境的污染和水资源利用率的降低。根据中国环境保护远景目标纲要的要求，到 2010 全国的污水平均处理率为：城市和建制镇不少于 50%左右，城市不少于 60%，重点城市不少于 70%。按照污水综合排放标准的要求，为了满足出水排放标准，绝大多数城镇污水处理厂都必须采用二级生化处理的深度处理技术。然而，我国城市平均每 100 万人才占有 1 座污水处理厂，而美国等发达国家则为 1 万人就占有 1 座（至 20 世纪 70 年代末，美国已有城市污水处理厂 18000 多座，英国、法国、
3、德国兴建有 7000-8000 座） 。所以，为了保护环境和充分利用水资源，污水的处理和再利用已迫在眉睫，兴建城市污水处理厂势在必行。2 污水处理级别污水处理一般来说包含一下三级处理：以及处理是通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中含有的石块、沙石和脂肪、油脂等。二级处理是生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理时污水的深度处理，它包括营养物的去除和通过加氮、紫外辐射或臭氧技术对污泥进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同，有的污水处理过程并不是包含上述所有的过程。2.1 机械处理工段机械（一级）处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物
4、为目的，处理的原理在于通过物理法实现固液分离，将污染物从污水中分离，这是普遍采用的污水处理方式。机械（一级）处理是所有污水处理工艺流程必备工程（尽管有时有些工艺省去初沉池） ，污水一级处理后，悬浮固体为 70%-80%，BOD5 的去除率中有 30%左右，尚达不到排放标准，但对后续污水处理工序起着重要保障作用。2.2 污水生化处理污水生化处理属于二级处理，其主要任务是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物（BOD5 物质） ，以及能使湖泊、水库等缓流水体富营养化的 N、P 等可溶性无机污染物，BOD 去除率可达 90%以上，处理后污水的 BOD5 一般可降至 20-30mg/l，一般城市污水经
5、二级处理后，可达排放标准。其工艺构成多种多样，可分为活性污泥法、AB 法、A/O 法、A2/O 法、 SBR 法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物（CO2） 、液体产物（水）以及富含有机物的固体产物（微生物群体或称生物污泥） ；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。2.3 污水的三级处理污水的三级处理目的在于进一步除去二级处理所未能除去的污染物质，包括微生物未能降解的有机物，以及可导致水体富营养化的植物营养性无机物等。通过三级处理，可从降至一
6、下，同时能除去大部分的氮和磷等剩余污染物质。污水处理工艺比较由城市排水系统汇集的污水为城市污水，它是由居民的生活污水和位于城区内的工业企业排放的工业废水以及部分的降水所组成。针对城市污水处理的要求，当前流行的污水处理工艺有：法、法、氧化沟法、普通曝气法、法、法等，这几种工艺都是从活性污泥派生出来的，且各有其特点。.法该法由德国教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷.（MLSS d）以上，池容积负荷 6kg（）以上；级负荷低，污泥龄较长。级与级间设中间沉淀池。二级池子（污染物量与微生物量之比）不同，形成不同的微生物群体。法尽管有节能的优点
7、，但不适合低浓度水质，级和级亦可分期建设。.SBR 法（SequencingBatch Reactor）SBR 法早在 20 世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需要二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头
8、损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不适用于大规模的城市污水处理厂。3.3 A/A/O 法（AnaerobicAnoxic-Oxic）由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内 10 年前开发此厌氧缺氧好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O 法的可同步脱氮除磷机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下（DO12.5） ，BOD/TKN 为 1.53.5，COD/TP 为 3060，BOD/TP 为 1640（一般应20 ） 。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5 和 COD 为主，则可用 A/O 工
9、艺。3.4 普通曝气法及其变法本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普通法处理效果较好，经验多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传统普通曝气法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷可以达到脱氮的目的；在普暴池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除 BOD5，在池型上有多种形式，工程上称为普通曝气法的变法，亦可统称为普通曝气法。3.5 氧化沟法本工艺 50 年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟一般不设
10、初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，在引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用效率和动力效率。4 SBR 工艺特点4.1SBR 工艺现状SBR 是序批示活性污泥法（Sequencing Batch Reactor）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥处理技术。最初的 SBR 工艺被连续式工艺取代，主要原因是曝气头容易堵塞和操作过于复杂。近年来，机械曝气装置和新型曝气头的开发，使间歇运行曝气装置的堵塞问题已经得到解决；同时，各种可控阀门、定时器、检测器的可靠程度已经相当高，程控机、电子计算机，特别是微型电脑自动控制技术的发展以及溶
11、解氧测定仪、ORP 计、水位计等对过程控制比较经济而且精度高的水质检测仪表的应用，使得 SBR 工艺的运行可以完全实现自动化。困扰SBR 发展的两个主要因素解决后，SBR 工艺得到了越来越广泛的应用。目前，SBR 工艺在我国主要应用于工业废水处理领域，已经建立的 SBR 工艺处理的污水包括：屠宰废水、苯胺废水、含酚废水、啤酒废水、化工废水等。SBR 工艺是一种高效、经济、管理简便的工艺，具有广泛的应用前景。4.2 SBR 工艺介绍序批示活性污泥法工艺是由按一定顺序间歇操作运行的 SBR 反应器组成的，SBR 工艺的一个完整的操作过程，亦即每个 SBR 反应器在处理废水时的操作过程包括如下五个阶
12、段：进水、反应、沉淀、出水、闲置。SBR 法的运行工况是以间歇操作为主要特征。4.2.1 进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始之前是一个周期的闲置期，所以此时的反应器中剩余高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于传统活性污泥中污泥回流的作用。充水所需的时间随处理规模和反应器容积的大小及被处理污水水质而定。4.2.2 反应期反应期是在进水期结束后或 SBR 反应器充水后，进行曝气或搅拌以达到处理的目的（去除 BOD、消化、脱氮除磷） 。4.2.3 沉淀期沉淀工序相应于传统活性污泥的二沉池，在停止曝气和搅拌后，活性污泥絮体进行重力沉降和上清液分离。4.2.4 排水排泥期排出活性污泥沉淀后的
13、上清液，作为处理出水，一致排放到最低水位。反应池底部沉降的活性污泥大部分作为下个处理周期的回流污泥使用，过剩污泥被引出排放。4.2.5 闲置期闲置期的作用是通过搅拌、曝气和静置使微生物恢复活性，并起到一定的反硝化作用而进行脱氮，为下一个运行周期创造良好的初始条件。4.3 SBR 工艺优点（1 ）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。（2 ）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。（3 ）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机物的冲击。（4 ）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进
14、行调整，运行灵活。（5 ）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。（6 ）反应池内存在 DO、BOD5 浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。（7 ） SBR 法系统本身也适合于组合式构造方法，利与废水处理厂的扩建和改造。（8 ）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。（9 ）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。4.4 SBR 系统适用情况（1 ）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。（2 ）需要较高出水水质的地方，如风景区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。（3 ）水资源紧缺的地方，SBR 系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。（4 ）用水紧张的地方。（5 ）对以建连续流污水厂的改造等。（6 ）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。综合上述各种因素，本工程以工艺方案作为推荐方案。
