大中小型污水处理厂的工艺选择！

1、城市污水处理厂的规模划分

根据我国的实际情况，大体上可分为大型、中型和小型污水处理厂。

规模＞10×10^4 m³/d的是大型污水厂，一般建在大城市，基建投资以亿元计，年运营费用以千万元计，目前全国已建成十多座。

中型污水处理厂的规模为(1～10)×10^4 m3/d，一般建于中、小城市和大城市的郊县，基建投资几千万至上亿元，年运营费用几百万到上千万元，目前全国已建成几十座，正建的有上百座，今后一段时间还将大量增加。

规模＜1×10^4 m3/d的是小型污水处理厂，一般建于小城镇，基建投资几百万到上千万，年运营费用几十万到上百万；由于经济条件的限制，目前这类污水厂刚刚在沿海地区经济发达的小城镇出现，今后会越来越多， 终小型污水厂的数量将超过大中型污水厂。

2、城市污水处理厂的主要工艺

城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国内外大多采用生物法。也有采用化学法的，比如采用化学强化一级处理，但这种工艺的去除率不高，出水达不到国家规定的标准，只适用于某些特定的对出水水质要求不高的地方。

在生物法中，有活性污泥法和生物滤池两大类，生物滤池的处理效率不高，卫生条件较差，我国只有少数几座生物滤池城市污水处理厂，而活性污泥法占绝大多数。

活性污泥法有很多种型式，使用 广泛的主要有三类：①传统活性污泥法和它的改进型A/O、A2/O工艺，②氧化沟，③SBR工艺。

传统活性污泥法是应用 早的工艺，它去除有机物的效率很高，在处理过程中产生的污泥采用厌氧消化方式进行稳定处理，对消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和运行费用都比较低，因而得到广泛应用。近20年来，水体富营养化的危害越来越严重，去除氮、磷列入了污水处理的目标，于是出现了活性污泥法的改进型A/O法和A2/O法。A/O法有两种，一种是用于除磷的厌氧—好氧工艺，一种是用于脱氮的缺氧—好氧工艺；A2/O法则是既脱氮又除磷的工艺。

氧化沟是活性污泥法的一种变型，在水力流态上不同于传统活性污泥法，是一种首尾相接的循环流，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定。它不设初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。氧化沟具有传统活性污泥法的优点，去除有机物的效率很高，也具有脱氮的功能。如果在沟前增设厌氧池，还可同时除磷。氧化沟这种高效、简单的特点，使它在中小型城市污水处理厂中得到广泛应用。

SBR是序批式活性污泥法，它的基本特征是在一个反应池中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥，不仅省去了初沉池和污泥消化池，还省去了二沉池和回流污泥泵房，处理设施比氧化沟还要简单，而且处理效果好，有的SBR工艺还具有很强的脱氮除磷功能。SBR工艺对自控要求高，过去自控设备不过关，这种工艺无法推广，近年来自控技术和仪表应用于污水处理已经过关，因而SBR工艺得到大力推广，成为业内人士十分关注的一种工艺。

3、大型城市污水处理厂的优选工艺

大型城市污水处理厂的优选工艺是传统活性污泥法及其改进型A/O法、A2/O法。目前世界上绝大多数国家(包括我国)的大型污水厂大多采用传统活性污泥法、A/O和A2/O法，我国的北京高碑店污水厂、天津纪庄子污水厂和东郊污水厂、沈阳市北部污水厂、郑州市污水厂、杭州市四堡污水厂、成都市三瓦窑污水厂等都采用这种工艺，这不是偶然的，因为这种工艺对大型污水厂具有难以替代的优点：

1.耗能低、运营费用低

传统活性污泥法、A/O和A2/O法与氧化沟和SBR工艺相比 大优势是能耗较低、运营费用较低，规模越大这种优势越明显。对于大型污水厂来说，年运营费很可观，比如规模为40×10^4 m3/d的污水厂，1 m3污水节省处理费1分钱，一年就节省146万元。

这种工艺的能耗和运营费低的原因是：a.设置初沉池，利用物理法以 小的能耗和费用去除污水中相当一部分有机物和悬浮物，降低二级处理的负荷，显著节省能耗；b.污泥采用厌氧消化，它比氧化沟和SBR工艺的同步好氧消化显著节省能耗，是一种公认的节能工艺。

这种工艺的基建投资一般情况下比氧化沟和SBR工艺高，但随着规模的增大，氧化沟和SBR的基建费也成倍增加，而常规活性污泥法的投资则以较小的比例增加，两者的差距越来越小。当污水厂达到一定规模后，常规活性污泥法的投资比氧化沟与SBR还省，所以，污水厂规模越大，常规活性污泥法的优势就越大。

2.管理水平提高

常规活性污泥法、A/O和A2/O法的主要缺点是处理单元多，操作管理复杂，特别是污泥厌氧消化要求高水平的管理，消化过程产生的沼气是可燃易爆气体，更要求安全操作，这些都增加了管理的难度。但由于大型污水厂背靠大城市，技术力量强，管理水平较高，能满足这种要求，因而常规活性污泥法的缺点不会成为限制使用的因素。

根据我国目前的现实情况，同时由于排水管网系统不够完善，大多数城市污水的有机成分不高，加之污泥厌氧消化的管理和沼气的利用还缺乏成熟的经验，这些因素都降低了包含污泥厌氧消化工序的常规活性污泥法、A/O和A2/O法的经济性。因此，对于规模为(10～20)×10^4 m3/d的城市污水处理厂，有时可能采用SBR和氧化沟工艺更为经济，在这种情况下，有必要对各种工艺进行详细的技术经济比较，以确定 佳工艺。

4、中、小型城市污水处理厂的优选工艺

中、小型城市污水处理厂的优选工艺是氧化沟和SBR，它们的共同特点是：

1、去除有机物效率很高，有的还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷，而且处理设施十分简单，管理非常方便，是目前国际上公认的高效、简化的污水处理工艺，也是世界各国中小型城市污水处理厂的优选工艺。

2、在10×10^4 m3/d规模以下，氧化沟和SBR法的基建费用明显低于常规活性污泥法、A/O和A2/O法；对于规模为(5～10)×10^4 m3/d的污水厂，氧化沟与SBR法的基建费用通常要低10%～15%。规模越小，两者差距越大，这对缺少资金建污水厂的中小城市很有吸引力。

即使在10×10^4 m3/d规模以下，氧化沟和SBR法的电耗和年运营费用仍高于常规活性污泥法，但如果与基建费用一起来比较，基建费加上20年的运营费总计还是比常规活性污泥法低些。规模越小，低得越多，规模越大，差距越小，当规模为10×104 m3/d时，两类工艺的总费用大致相当。因此，对于中小型污水厂采用氧化沟与SBR法在经济上是有利的。

3、氧化沟与SBR工艺通常都不设初沉池和污泥消化池，整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上，操作管理大大简化，这对于技术力量相对较弱、管理水平相对较低的中小型污水处理厂很合适。

4、氧化沟和SBR工艺的设备基本上实现了国产化，在质量上能满足工艺要求，价格比国外设备便宜好几倍，而且也省去了申请外汇进口设备的种种麻烦。

5、氧化沟和SBR工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多，这对于水质、水量变化剧烈的中小型污水厂很有利。

正是由于上述种种原因，氧化沟和SBR在国内外都发展很快。美国环保局(EPA)把污水处理厂的建设费用或运营费用比常规活性污泥法节省15%以上的工艺列为革新替代技术，由联邦政府给予财政资助，SBR和氧化沟工艺因此得以大力推广，已经建成的污水厂各有几百座。欧州的氧化沟污水厂已有上千座，澳大利亚近10多年建成SBR工艺污水厂近600座。在国内，氧化沟和SBR工艺已成为中小型污水处理厂的 工艺。

5、氧化沟工艺的主要分类和特点

氧化沟工艺大体上可以分为四类：

1.多沟交替式氧化沟

它的特点是合建式，没有单独的二沉池，采用转刷曝气。它有单沟、双沟和三沟式， 典型的是邯郸三沟式氧化沟。这种氧化沟具有SBR工艺的特点，也可算是SBR的一种类型，它的脱氮除磷效果不稳定，如果要求脱氮除磷，需增加一些设施。

2.卡鲁塞尔氧化沟

它是分建式，有单独的二沉池，采用表曝机曝气，沟深大于多沟交替式氧化沟，长沙水质净化二厂就是这种工艺，它的脱氮除磷效果也不够理想，如果要求脱氮除磷，也需增加一些设施。

3.奥贝尔氧化沟

它也是分建式，有单独二沉池，采用转碟曝气，沟深也较大，现在四川、北京、山东、浙江等地都在采用，它的脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时还需采取一些措施。

4.一体化氧化沟

是合建式，沉淀池建在氧化沟内，已在四川成都市新都污水厂和山东高密市污水厂应用。它既是连续进出水，又是合建式，且不用倒换功能，从理论上讲 经济合理，但在一些具体技术问题上还不十分成熟，因此影响了它的推广使用。

6、SBR工艺的主要分类和特点

SBR工艺主要有以下几种类型：

1.传统式SBR工艺

它的所有操作都是间歇的、周期性的，四川巴中污水厂就是这种工艺。它的脱氮除磷效果不够稳定，如要求脱氮除磷，需做一些改进。

2.ICEAS工艺

即间歇式循环延时曝气活性污泥法，它用隔墙将反应池分为两部分，前面是预反应区，后面是主反应区，采用连续进水，间歇曝气、沉淀、排水、排泥，已用在昆明第三、第四污水厂。它可以脱氮除磷，但效果不够理想。

3.DAT—IAT工艺

即连续曝气和间歇曝气相结合的工艺，反应池中部用隔墙分为两部分，前边的DAT连续曝气，后边的IAT间歇曝气、沉淀、排水、排泥，已用于天津开发区污水处理厂。它的脱氮除磷功能一般，需增加设施才能提高脱氮除磷效率。

4.CAST工艺

即循环式活性污泥法，它的反应池用隔墙分为选择区和主反应区，进水、曝气、沉淀、排水、排泥都是间歇周期性运行。它的脱氮除磷效果好，防止污泥膨胀的性能好，目前深圳、天津和云南的一些污水处理厂都采用此种工艺。

5.UNITANK工艺

是三个矩形池并联，按照类似三沟式氧化沟的周期运行模式工作，但把转刷曝气改为鼓风曝气，可加大池深，把出水可调堰改为固定堰，简化了排水，上海石洞口污水处理厂就是采用这种工艺，它的功能和三沟式氧化沟类似。

7、氧化沟和SBR工艺的比较

氧化沟和SBR工艺有很多共同特点，也有各自的特点和适用性，在选定方案时需要仔细分析。

1.从基建投资看

SBR工艺是合建式，一般情况下征地费和土建费较氧化沟低，而设备费较氧化沟高，总造价的高低则要视具体情况决定。

a. 地价高，对氧化沟不利。

b. 进水BOD浓度高，反应容积与沉淀容积的比值高，对氧化沟有利；BOD浓度低，反应容积与沉淀容积的比值低，对SBR有利。

2.从运营费用看

SBR工艺通常用鼓风曝气，氧化沟工艺通常用机械曝气。一般说来，在供氧量相同的情况下，鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面，SBR工艺是合建式，不用污泥回流(有的少量回流)，氧化沟工艺是分建式要大量回流，电耗较大；第三方面，SBR工艺是变水位运行，增大了进水提升泵站的扬程。综合考虑，通常氧化沟工艺的电耗要比SBR工艺大些，运营费要高些。

3.从运行差异看

氧化沟工艺是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时用自动控制；SBR工艺是周期间歇运行，各个工序转换频繁，需要自动控制。

4.从沉淀差异看

SBR工艺是静态沉淀氧化沟工艺是动态沉淀，因而SBR的沉淀效率更高，出水水质更好。