作者：潘涛、李安峰、杜兵 主编
出版社：化学工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
废水污染控制技术手册试读：
前言
近年来我国工业化、城镇化推进速度较快,行业、地域发展不平衡,而资源、环境的协调管理却相对滞后,导致水污染形势仍然非常严峻,水环境问题呈现错综复杂的格局。
当前国内水污染防治所面临的困难和挑战,集中体现在以下几个方面：一是水污染呈现复合型、持久型的特点,无论在发达地区还是欠发达地区,水环境质量的有效提升都面临较大的困难；二是尽管“十一五”以来水污染物减排的力度逐年加大,但是在经济高速增长、城镇化步伐空前加快、人口持续增加的背景下,污染物排放总量仍然居高不下,而且进一步削减的难度越来越大；三是高消耗、高污染的粗放型经济增长模式造成的水资源短缺与水环境污染的双重危机仍然很突出,二者之间互为因果、相互推动的恶性循环在短期内很难破解；四是水污染对人体健康和生态安全形成的威胁日益凸显,水环境安全保障面临极大的挑战,并成为政府和公众共同关注的热点。
在这样的背景下,水污染问题的解决已经不再仅仅依赖一项或数项废水处理技术的突破,而必须寻求废水污染控制行业技术水平的整体提升。编者认为,在同步跟踪国内外技术发展前沿的基础上,定期编写出版内容权威、系统、实用的技术手册,是保障废水污染控制工程的可靠性和先进性,解决设计不合理、建设不规范、运行管理水平不高等问题的必要手段。
早在1989年,北京市环境保护科学研究所主持编写的《水污染防治手册》就已经被普遍接受和应用。20多年来,北京市环境保护科学研究院以及依托的国家城市环境污染控制工程技术研究中心、国家环境保护工业废水污染控制工程技术（北京）中心,基于在废水污染控制领域国内领先的技术水平,以及一大批具有丰富工程经验的专家和技术人员,始终致力于水污染控制技术手册的编写工作,并以此作为引领行业技术发展的主要举措之一。
本书是在斟酌引用2000年版《三废处理工程技术手册（废水卷）》、2010年版《废水处理工程技术手册》部分内容的基础上,针对国内水污染控制的重点行业和领域,对一些国内外主流工艺技术进行重新归纳整理,经充实、完善而编写成稿的。鉴于这一原因,为这本手册的编写做出贡献的人员,可能远非“编委会”名单所能穷尽,在此一并对他们致以诚挚的感谢!
废水污染控制技术的目标其实是非常明确的,就是采用经济、高效的技术手段,将废水中的各类污染物净化去除,以改善水环境质量或实现废水的资源化利用。然而对从业者而言,由于从事的具体工作和关注的技术环节不同,对手册内容的要求也会有差异。污染控制的决策人员可能更关注某种行业废水的治理对策；工程设计人员可能更关心一种或一类处理工艺的技术细节与设计方法；行业管理人员可能更想了解废水处理工程的建设程序和各个步骤的操作方法；工程咨询人员则可能更希望参考借鉴成功实施的工程案例。
尽管编者从多年的从业经验出发,对读者的这些需求感同身受,但是在同一本手册中合理安排上述所有内容仍然是有难度的。在本书中,编者按四条主线来展开内容：一是按废水的行业类型进行分类,结合各行业废水的特点,归纳总结清洁生产和废水处理具体的解决方案；二是按废水处理的单元技术进行分类,逐一介绍主流成熟的单元技术,力求详尽和实用,同时兼顾具有明确发展前景、代表未来发展趋势的潜力技术；三是按项目建设程序的各个环节进行分类,提供从立项、可行性研究等环节开始至竣工验收、运行维护的全过程操作方法；四是详细介绍具有代表性和示范意义的各类工程实例,提供具体实用的案例模板。针对这种从多角度、多层次分别阐述废水污染控制技术的内容编排特点,读者在查阅使用时,既可以针对不同篇章内容取其所需,也可以相关篇章对照阅读。
本书的内容庞杂,编写时间有限,难免存在未及修正的疏漏和不当之处,欢迎读者不吝指正。
编者
2012年7月于北京第一篇 典型行业废水污染防治技术第一章 城镇污水第一节 概述
城镇污水指城镇居民生活污水，机关、学校、医院、商业服务机构及各种公共设施排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水[1]和初期雨水等，可以分为生活污水、工业废水和雨水三个部分 。
2010年，我国在建城镇污水处理项目1929个，而新增污水处理[2]能力约4900万立方米/天 。[3]
城镇污水具有以下的特点 。1.水质变化较大
许多城镇主导产业比较单一，具有明显地方特色的区域经济结构，使产生的工业废水水质单一。不仅城镇污水水质随城镇产业结构的不同而有大的变化，即使具有相同产业结构的城镇，其排放的污水水质也相差很大，甚至同一城镇在相同的产业结构但不同的季节、一天中不同的时段其排放的污水水质也有相当大的变化。2.水量变化较大
城镇污水处理厂由于纳污面积较小，排水干管比较短，导致污水的日变化系数较大。此外，由于经济发达城镇的外来劳动力多，这些人口具有较强的不稳定性和流动性，从而造成污水量一年内有可能随季节和节假日发生较大的变化，因此，城镇一年内不同时期及一日内的不同时间污水水量变化都不相同。3.收集系统受降雨影响较大
从历史、现今和将来以及国外排水系统的发展情况来看，在已建城镇建立分流制排水系统由于代价高、单位人口的污水收集系统造价高，推行并不见好;仅能在经济发达城镇及新建城镇采用分流制排水系统。因此，城镇污水处理厂的建设和运行将不得不考虑城镇排水系统的现状，研究开发适宜的工艺与装备。第二节 城镇污水的特性一、城镇污水的来源
一般城镇下水道系统不仅有住宅、医院、公共场所等处的生活污[4]水排入，而且还有工业废水排入。其组成如下 ：
城镇污水中所包括的部分工业废水其组成如下：
厂区生活污水包括厂区中淋浴间、洗衣房、厨房、厕所等排放的污水。
在设有生产设备的露天厂区中，地面的暴雨径流往往受到严重的工业污染，特别是初期雨水径流，应纳入污水系统，接受处理。
根据节水原则，间接冷却水（清洁废水）应单设系统，经降温后回收利用，或注入地下。当冷却水尚未回收时，可暂时排入雨水管，或直接排入水体，但一般不排入污水系统。二、城镇污水的水质
城镇污水水质，主要是生活污水的特征，但在不同的下水道系统中，由于不同性质和规模的工业排污，又受到工业废水水质的影响。对于城镇污水，由于工业废水不同而呈现不同的水质特征和污染物浓度，所以城镇污水水质要选择几个有代表性的排污口，定期实测其水质水量，采用加权平均法确定其现状水质浓度，以此为基础，结合其他监测资料并考虑一定余地，确定常规污染物浓度，还应确定营养物浓度、碱度等水质特性。因不同城市产业结构的差异造成城镇污水的水质存在差异，切忌简单类比。[4]
典型生活污水水质，有一定的变化范围，大体可见表1-1-1 。表1-1-1 典型生活污水水质续表三、城镇污水的水量
由城镇污水的来源可知，城镇污水主要由居民生活污水和工业废水组成。城镇生活污水量可按当地中心城市生活污水量的计算模式确定。一般按供排系数计算，也可按人口当量或面积比流量计算。对于工业废水量一般按实测数据计算，或按单位产品排水当量、工艺设备[5]排水量计算 。第三节 城镇污水处理技术一、技术的历史及现状
我国城镇污水处理工作起步较晚，20世纪80年代初建设的城市污水处理厂大部分采用传统活性污泥法、生物滤池、氧化塘等，这些处理工艺重点是针对有机污染物去除，未考虑脱氮除磷，处理达标后的出水直接排放。
随着排放标准的不断提高和水资源的日趋紧张，处理出水的回用提上日程。处理出水标准提高，相应地对污水处理技术的要求也越来越高，在此期间，各处理技术不断进行了改进。对活性污泥法进行改进，推出了序批式活性污泥法（SBR法）;对SBR法的进出水控制及污泥回流与曝气方式进行改进与控制，推出了循环式活性污泥法（CASS）工艺及间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS）工艺;对活性污泥法的曝气方式与池型结构进行改进，推出了氧化沟工艺;对生物滤池的进出水、滤料、曝气方式与池型结构进行改进，推出了曝2气生物滤池;为增强脱氮除磷效果，提出了A/O、A /O工艺等。由于技术的改进和出水标准的提高，处理后的出水可以部分回用于绿化、冲洗地面、冲厕等。
近年来，由于水资源紧张的加剧和水体污染事件的出现，使得人们对于用水安全和污水处理的认识更加深刻，从而推动更严格污水排放标准的提出和更先进、高效污水处理技术的研发。出现了生物、物化强化技术、膜生物反应器技术等，这些处理技术不仅能够去除常规污染物，而且对于某些微量污染物的控制也具有很好的效果，处理后的出水可以实现高端规模化回用。二、城镇污水处理的主流技术
污水处理分为一级处理、二级处理、深度处理以及污泥处理处置四个方面。下面将针对这四个方面分别论述城镇污水处理的主流技术。（一）一级处理技术
污水的一级处理是通过简单的沉淀、过滤或适当的曝气等，以去除污水中的悬浮物及减轻污水的腐化程度的过程。作为二级生物处理的前置处理，一级处理的主要处理对象为可沉淀固体、悬浮固体和一部分有机物。由于一级处理投资少，动力消耗低，不但可处理一部分有机物，而且对后续二级生物处理影响甚大，因此世界各国十分重视一级处理技术的研究。城镇污水一级处理技术主要包括筛分、沉砂、沉淀、强化一级处理等。1.筛分
一级处理中筛分主要是指利用格栅去除水中的悬浮物和大块固体物质。污水处理厂一般设置两道格栅。一道设在提升泵房前，栅条间[6]距为15～30mm;另一道设在沉砂池前，栅条间距为6～10mm 。
格栅分垂直安装和倾斜安装两种。倾斜安装角度为45°～75°。单台格栅机的工作宽度不得大于4.0m，超过4.0m时可采用多台格栅机。当沟渠宽度大于10m时，宜采用移动式格栅，既经济合理，又方便管理。
大型污水处理厂格栅间一般为单独设置，以便于运行管理;中小型污水处理厂一般采取与泵房、沉砂池合建，以节省工程造价。大中型污水处理厂常采用机械格栅，并且通常设置人工除渣的辅助性旁通格栅槽。机械格栅一旦出现故障，旁通格栅能自动分流全部污水。小[6]型污水处理厂一般采用人工捞渣的人工格栅 。
我国常用的机械格栅有：链条式格栅、移动式伸缩臂格栅、钢丝绳牵引式格栅、旋转式固液分离机、弧形格栅。2.沉砂
在污水的迁移、流动过程中不可避免地要混入泥砂，如果不经去除进入后续的处理单元及设备，将对设备造成磨损、堵塞。所以沉砂的主要作用是去除水中的泥砂。
沉砂主要在沉砂池中完成，沉砂池能去除水中粒径大于0.2mm、33[7]密度大于2.65×10 kg/m 的砂粒 。沉砂池一般设在污水厂的泵站和沉淀池的前端，用于保护水泵和管道不受磨损。
沉砂池主要分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、旋流式沉砂池和曝气沉砂池。
在城镇污水处理厂中，大多采用平流式沉砂池和竖流式沉砂池。3.沉淀
沉淀是利用重力沉降原理来去除污水中悬浮固体的工艺过程，一级处理中的沉淀指建在生物处理设施前的初沉池。
初沉池是一级污水处理的主要构筑物或作为二级污水处理的预处理构筑物，设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮物质（SS），可去除40%～55%以上，同时可去除部分BOD（占总BOD的20%～30%，主要是非溶解性BOD），以改善生物处理构筑物的运行条件，并降低其BOD负荷。
初沉池按池内水流方向分为平流式、竖流式和辐流式。平流式沉淀池大、中、小型污水处理厂均适用，竖流式沉淀池适用于小型污水处理厂，辐流式沉淀池适用于大、中型污水处理厂。4.水解
水解（酸化）技术的研究工作是从污水的厌氧生物处理试验开始的，厌氧发酵产生沼气的过程可分为水解阶段、酸化阶段、产乙酸阶段和甲烷化阶段。水解技术就是把厌氧过程控制在前两个阶段，主要目的是将污水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，把大分子物质转化成小分子物质，利于后续处理的进行，提高污染物的去除效率。城镇污水利用水解技术进行一级处理，可以替代传统的沉淀池，由于水解反应迅速，故水解池体积小，与初沉池相比可节省基建费用。5.强化一级处理技术
目前强化一级处理技术中研究较多的有化学强化一级处理（即CEPT法）、生物强化一级处理以及化学生物联合絮凝强化一级处理等。
化学强化一级处理技术（chemic4lly enh4nced prim4ry tre4tment，CEPT）是通过投加混凝剂使微小的悬浮固体、胶体颗粒脱稳并聚集形成较大的颗粒，从而提高沉淀效率，提高出水水质[8] 。CEPT对TP、SS、BOD和重金属等的处理效果较好，耐冲击负荷的能力也较强。系统的基建投资、占地面积小于活性污泥法（包括2A/O、A /O等工艺），而且运行管理灵活简便、处理过程稳定可靠、近期投资环境效益好。在我国应用该项技术的主要问题是药剂价格昂贵、运行费用较高、污泥处理处置的难度较大。
生物强化一级处理是直接利用微生物细菌及其代谢产物作为吸附剂和絮凝剂，通过对污染物质的物理吸附、化学吸附和生物吸附以及吸附架桥、电性中和及沉淀物网捕等作用，把这种较小的颗粒物质和一部分胶体物质转化为生物絮体的组成部分，并通过絮体沉降作用而[9]快速去除 。
化学生物联合絮凝强化一级处理是有污泥回流的活性污泥系统和[10]化学絮凝处理系统的组合 。通过回流部分剩余污泥、以曝气搅拌代替传统的机械搅拌来强化生物絮凝作用，利用化学絮凝和生物降解的协同作用对污水进行强化一级处理。
强化一级处理技术较一级处理技术污染物去除效果好，同时投资费用又较二级生物处理技术低，适用于城镇污水处理。（二）二级处理技术
目前，我国城镇污水常用的二级处理技术有以下几种。1.传统活性污泥工艺
活性污泥法又称悬浮生长法，是一种应用最广泛的废水好氧生化处理工艺，其主要由曝气池、二次沉淀池、曝气系统及污泥回流系统等组成。废水经初次沉淀池后与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，通过曝气，活性污泥呈悬浮状态并与废水充分接触。废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附，而废水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养，代谢转化为生物细胞，并氧化成最终产物（主要是CO ）。非溶解性有机物需先转化成2溶解性有机物，而后才被代谢和利用，废水由此得到净化。净化后废水与活性污泥在二次沉淀池内进行分离，上层出水排放，分离浓缩后的污泥部分返回曝气池，以保证曝气池内保持一定浓度的活性污泥，[7，11]其余则作为剩余污泥排出系统 。
此法早在20世纪初就开始应用于废水处理，并一直沿用至今。传统活性污泥法主要由曝气池、曝气系统、二次沉淀池、污泥回流系[7]统和剩余污泥排放系统组成，其工艺流程见图1-1-1 。
传统活性污泥工艺具有有机底物浓度沿曝气池池长逐渐降低，需氧速率也沿池长逐渐降低的特点，因此其曝气分布也应该是沿池长逐渐递减的。传统活性污泥系统对废水中可降解有机污染物的处理效果较好，在理想情况下，BOD去除率可达90%以上。图1-1-1 传统活性污泥法工艺流程
虽然传统活性污泥工艺已经成功应用了近百年，但这种废水处理系统仍然存在诸多问题，例如：①曝气池容积大，占用土地较多，基建费用高;②对水质、水量变化的抗冲击能力较低，运行效果易受水质、水量变化的影响;③耗氧速率与供氧速率难与沿池长吻合一致，在池前段可能出现耗氧速率高于供氧速率的现象，池后段又可能出现相反的现象。
由于处理单元多，管理复杂，要求具有较强的技术管理水平，加上占地多，建设投资大，只有当污水处理量大到一定规模时，其单位43处理量的投资才会较低。一般污水处理量在10！10 m /d以上的污水处理厂采用这种工艺。2.序批式活性污泥法
序批式活性污泥工艺（SBR法）的发展事实上先于连续流活性污泥技术。1893年W4r-dle处理生活污水所采用的就是这种工艺。尽管间歇式活性污泥法是污水生物处理方法的最初模式，但由于进出水切换复杂，变水位出水、供气系统易堵塞及设备等方面的原因，限制了其最初的应用和发展。直到20世纪70年代，随着各种新型设备、计算机及自动控制技术的发展和使用，间歇运行操作中的诸多问题已经完全可以解决，因此该工艺的优势逐步得到体现，并使该工艺迅速得[7，11]到开发和应用 。SBR池体如图1-1-2所示。图1-1-2 SBR池体
随着人们对SBR研究的深入，各种新型的SBR工艺不断出现。20世纪80年代初，澳大利亚开发出间歇式循环延时曝气活性污泥法（intermittent cyclic extended activated sludge，ICEAS），接着建成了世界上第一座ICEAS废水处理厂随后在美国、加拿大、澳大利亚和日本等地得到了推广应用。后来美国的Gor4nszy教授利用活性污泥基质累积-再生理论以及污泥活性和呼吸速率之间的关系，相继开发出了循环式活性污泥法（cyclic activated sludge technology，CAST）和CASS工艺（cyclic activated sludge system，CASS）。这个时期，SBR的研究在与其他工艺的结合上也有了比较大的进步。如DAT-IAT工艺、UNITANK工艺和AICS工艺等，其中DAT-IAT工艺和AICS工艺是我国自行研发设计、具有自主知识产权的工艺技术。
由于SBR工艺占地面积小，平面布置紧凑，在城镇污水处理方面，成功应用SBR工艺的例子也比较多。例如：某污水处理厂设计规模330000m /d，接纳生活污水和酒厂等工业废水。设计进水水质为：SS=200mg/L;BOD=200mg/L;COD=300mg/L;TKN=40mg/ L;TP=6mg/L。设计出水执行《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级排放标准要求。其中：SS≤20mg/L;BOD≤20mg/L;COD≤60mg/L;TKN≤[12]15mg/L;TP≤0.5mg/ L。工艺流程见图1-1-3 。图1-1-3 某污水处理厂工艺流程
2004年，该污水处理厂开始正常运转，平均运行数据显示：SS ≤142mg/L SS ≤10mg/L;COD ≤116mg/L，COD ≤16mg/进水出水进水出水L;出水指标优于设计出水标准。3.氧化沟工艺
氧化沟是一种完全混合并不需要初沉池的延时曝气活性污泥工艺，其结构形式采用环形沟渠，混合液在氧化沟曝气器的推动下作水平流动。氧化沟系统主要有以下种类：交替式多沟式氧化沟、射流曝气氧化沟、表曝系统氧化沟、一体化氧化沟等。氧化沟一般由沟体、[7]曝气设备、进水分配井、出水溢流堰和导流装置等部分组成 。
氧化沟工艺适用于大、中、小型生活污水处理厂，也可用于处理某些工业废水，还可适用于去除氮、磷。
对于具有稳定污泥功能的氧化沟，在污泥处理部分，可不设污泥消化池。氧化沟与活性污泥工艺相比的主要优点是废水处理过程与污泥稳定化阶段相结合，并且简化了运行操作流程中的沉淀池可与氧化沟分建，也可与其合建。图1-1-4 采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟
如同活性污泥法一样，自从第一座氧化沟问世以来，演变出了许多变型工艺方法和设备。氧化沟根据其构造和运行特征，并根据不同的发明者和专利情况可分为以下几种有代表性的类型。（1）卡鲁塞尔氧化沟 卡鲁塞尔氧化沟利用立式低速表面曝气器供氧并推动水流前进。开发这种氧化沟的目的是寻求渠道更深的氧化沟以及效率更高、机械性能更好的系统设备。氧化沟渠道变深占地面积相应减少，弥补了当时氧化沟占地面积大的缺陷。目前为了适应脱氮除磷的要求又开发了卡鲁塞尔2000等类型的氧化沟。见图[7]1-1-4 。（2）交替工作式氧化沟 国外采用的形式主要是双沟交替（DE）型，即双沟式交替地在好氧和沉淀状态下工作，以免除分离式的二次沉淀池，并可完成废水的硝化与反硝化过程。由于双沟式设备闲置率[7]高（<50%），又开发出三沟交替（T）型氧化沟，见图1-1-5 ，提高了设备利用率（58.3%）。图1-1-5 三沟交替（T）型氧化沟（3）奥贝尔氧化沟 奥贝尔氧化沟由多个同心的沟渠组成，废水[7]从外沟依次流入内沟见图1-1-6 。各沟的有机物和溶解氧浓度均不相同，因此可实现脱氮除磷的目的。曝气设备采用曝气转盘。这种类型氧化沟在美国应用较多。图1-1-6 奥贝尔氧化沟（4）一体化氧化沟 一体化氧化沟的氧化沟和二沉池合为一体，[7]省去了污泥回流系统基建投资相对节省，见图1-1-7 。（5）其他类型的氧化沟 包括射流曝气（JAC）系统氧化沟、U形氧化沟和采用微孔曝气的逆流氧化沟等。4
某污水厂采用氧化沟工艺处理污水，设计远期日处理3×10 t污4水，首期工程为日处理1.5×10 t污水，主要设备由国外引进。该污水[13]厂工艺流程如图1-1-8所示 。[13]
正常运行水质见表1-1-2 。34
工程总投资1410元/m （包括部分二期工程费用）;处理1×10 32m 生活污水占地不超过6800m （包括道路、绿化等）;处理生活污3水电耗为0.223kW·h/m 。图1-1-7 船形一体化氧化沟图1-1-8 某污水处理厂氧化沟污水处理工艺流程表1-1-2 某污水厂运行水质 单位：mg/L3
某城镇设计污水量10000m /d，采用的工艺是合建式氧化沟工艺，设计进水水质BOD为100～150mg/L;COD为200～300mg/L;SS为250mg/L;TN为25mg/L;TP为2～3mg/L。设计出水水质达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准。设计污泥负荷为0.11kgBOD/（kgMLSS·d），水力停留时间15h，污泥龄为25d。工艺[14]流程见图1-1-9 。图1-1-9 某城镇污水处理厂工艺流程[14]
正常运行进、出水水质见表1-1-3 。表1-1-3 某城镇污水厂运行水质
从表中数据可见，除TP外其余各项指标均优于国家一级排放标准，为了稳定达到出水磷酸盐<0.5mg/L的处理要求，又在二沉池进水口处增加了化学除磷设施，利用碱式氯化铝作为沉淀剂，形成金属磷酸盐沉淀物，将溶解性磷酸盐从液相中除去，去除率达70%。4.AB工艺
AB工艺是吸附-生物降解工艺的简称，由德国亚琛大学B.Bohnke教授发明，它是在常规活性污泥法和两段活性污泥法基础上发展起来的一种新型废水处理工艺。[7]
典型的AB工艺流程见图1-1-10 。从图中可以看出，AB工艺中的A、B两段需严格分开，污泥系统各段独立循环，两段串联运行。图1-1-10 AB工艺流程
AB工艺中的A段为高负荷的生物吸附段，通常污泥负荷为2～6kgBOD/（kgMLSS·d），为常规活性污泥法的10～20倍，污泥龄仅0.3～0.5d，水力停留时间通常只有约30～40min。A段曝气池利用活性污泥的吸附絮凝能力将废水中有机物吸附于活性污泥上，进而将其部分降解，产生的大量生物污泥在随后设置的A段沉淀池（或称为中间沉淀池）中进行泥水分离，大部分有机物质以剩余污泥方式排出。A段系统中的污泥同时具有吸附、絮凝、分解和沉淀等作用，可除去50%～60%的有机物，且运行能耗较低，约为常规活性污泥法需氧量的30%。
AB工艺中的B段为低负荷段，污泥负荷通常为0.15～0.3kgBOD/（kgMLSS·d），污泥龄15～20d，水力停留时间一般大于2h。在该段，经A段处理后残留于废水中的有机物将继续被氧化甚至硝化，以保证较好的运行稳定性和较高的废水处理效率，BOD去除率可达90%～98%。
上述介绍的是经典的AB工艺，在国内外工程中应用较为普遍。但随着环境质量要求的不断提高，经典AB工艺已不能满足氮磷去除的要求，因此在此基础上逐渐形成了改进的新工艺，如AB（BF）、2AB（A/O）、AB（A /O）、AB（氧化沟）、AB（SBR）等，其主要目的是进一步提高B段对有机物的去除效率，同时达到除磷脱氮的要求。43
某污水处理厂采用AB活性污泥工艺，设计处理污水量3×10 m /d，工程预算6161万元，处理后的污水用于荒山的绿化，夏天绿化期间不向外排放。污水来源主要是城镇管网的生活污水，从11月份到次年的3月份该厂不运行，污水进入下游其他污水处理厂处理。工艺[15][15]流程见图1-1-11 ，设计水质见表1-1-4 。
该污水处理厂2000年5月开始运行，2006年5～10月对该厂的多[15]种工况水处理效果进行了监测，结果见图1-1-12～图1-1-14 。数据表明：AB工艺处理城镇污水，出水BOD、COD、SS都达到了设计排放标准，去除效果均趋于稳定状态，去除率都比较高，特别是9月进水的BOD、COD、SS值都很高，但经处理后，都达到了出水要求。图1-1-11 某污水处理厂AB活性污泥工艺流程表1-1-4 某污水处理厂设计水质 单位：mg/L图1-1-12 2006年5～10月进、出水BOD浓度变化曲线■进水；■出水；■设计出水图1-1-13 2006年5～10月进、出水COD浓度变化曲线■进水；■出水；■设计出水25.A ／O法
由于水质富营养化问题日益严重，污水氮磷去除的实际需要使二级生物处理技术进入了具有除磷脱氮功能的深度二级（生物）处理阶2段。目前脱氮除磷的工艺主要有A/O、A /O、UCT、Phoredox等。本2书主要介绍A /O工艺。2
A /O是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。它在原来A/O工艺基础上，嵌入一个缺氧池，并将好氧池出水的混合液回流到缺氧2池中，同时实现磷的摄取和反硝化脱氮过程，组合起来即为A /O工艺。该工艺系统要达到较好的脱氮效果，其生化反应的有机负荷必须很低;通过排出富磷的剩余污泥达到除磷的目的，好氧池内有机负荷2应维持在相对高的水平。所以A / O工艺需要严格控制溶解氧等条件，[7]其工艺流程见图1-1-15 。图1-1-14 2006年5～10月进、出水SS浓度变化曲线■进水；■出水；■设计出水图1-1-15 A2/O工艺流程
该工艺BOD去除率与普通活性污泥法基本相同，TP的去除率可达50%～70%，TN的去除率为40%～60%，剩余污泥中的磷含量在2.5%以上。2
某污水厂采用多点进水的A /O工艺，该厂的污水系统服务面积2为124km ，分两期建设，一期、二期建成投运时间分别是1998年和532007年。两期工程总设计处理规模1.7×10 m /d，实际处理规模1.4×5310 m /d。设计进水水质各成分的质量浓度分别为：BOD≤400mg/+L，COD≤900mg/L，SS≤700mg/L，TN≤78mg/L，NH -N≤58mg/L，4TP≤5mg/L。实际接纳的污水中约有30%为工业废水，主要为化工、2造纸、棉纺、印染废水。用多点进水的A /O法污水处理具体工艺为：进厂污水经水泵提升后通过细格栅和曝气沉砂池，经过初沉池后，进2入A /O生物反应系统，加氯消毒后排入自然水体，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中的二级标准。污水处理过程中产生的污泥经机械浓缩进入厌氧消化池，污泥经消化稳[16]定后，通过脱水外运。工艺流程见图1-1-16 。图1-1-16 某污水厂A2/O法污水处理工艺流程2
A /O工艺以其抗冲击负荷能力强、处理效果稳定、脱氮除磷效果好的优势，在国内外污水处理厂中被广泛采用。经统计目前国内有2超过700个城镇污水处理厂采用的是活性污泥法，其中采用A /O工艺的达175家，覆盖全国24个省份。6.生物接触氧化法
生物接触氧化法也称淹没式生物滤池，其在反应器内设置填料，经过充氧的废水与长满生物膜的填料相接触，在生物膜的作用下，废[17]水得到净化。其基本构造如图1-1-17 所示。
生物接触氧化法具有以下优点。
①体积负荷高，处理时间短，节约占地面积。生物接触氧化法的3体积BOD负荷最高可达3～6kg/（m ·d），污水在池内停留时间短的[17]只需0.5～1.5h。从表1-1-5 可知，接触氧化法与表面曝气法在BOD去除率大致相同的情况下，前者BOD的体积负荷是后者的5倍，而所需处理时间只有后者的1/5。图1-1-17 生物接触氧化池基本构造表1-1-5 接触氧化法与曝气法对比实验数据
②生物活性高。国内采用的生物接触氧化池中，绝大多数的曝气管设在填料下，不仅供氧充分，而且对生物膜起到了搅动作用，加速了生物膜的更新，使生物膜活性提高。
③微生物浓度高。一般活性污泥法的污泥浓度为2～3g/L;而接触氧化池中微生物浓度可达5～10g/L。
④污泥产量低，不需污泥回流。
⑤出水水质好而稳定。
⑥动力消耗低。
⑦挂膜方便，可以间歇运行。
⑧不存在污泥膨胀问题。
但是，生物接触氧化法也具有以下不足。
①填料上生物膜的数量视BOD负荷而异。BOD负荷高，则生物膜数量多，反之亦然。因此不能借助于运转条件的变化任意调节生物量和装置的效能。
②当采用蜂窝填料时，如果负荷过高，则生物膜较厚，易堵塞填料。所以，必须要有负荷界限和必要的防堵塞冲洗措施。
③大量产生后生动物（如轮虫类等）。若生物膜瞬时大块脱落，则易影响出水水质。
④组合状的接触填料有时会影响曝气与搅拌。
根据充氧与接触方式的不同，接触氧化池可分为分流式和直流[17][17]式，如图1-1-18 和图1-1-19 所示。图1-1-18 分流式接触氧化池图1-1-19 直流式接触氧化池
接触氧化工艺自20世纪80年代初应用于我国的城市污水厂，至今已有近30年的历史，但其推广应用却很缓慢，到目前为止只在几座污水厂应用，见表1-1-6。表1-1-6 接触氧化工艺应用[18]
其原因主要有：①对该工艺的机理研究尚不够深入;②填料问题（包括填料堵塞和使用情况）始终得不到很好的解决。7.曝气生物滤池
曝气生物滤池（biologic4l 4er4ted filter，BAF）是一种集过滤、生物吸附、生物氧化于一体的新型水处理技术。它可以维持高的水力负荷和保留高的生物量浓度以减少环境冲击，能促进微生物生长且产泥量少。曝气生物滤池20世纪80年代产生于欧洲，然后在欧美和日本广为应用，目前全球已有很多污水处理厂采用此种技术。我国在90年代初开始对此技术进行试验研究。该工艺因具有占地面积小、投资和运行成本低、管理方便、氧利用效率高、出水水质好、抗冲击负荷能力强等优点而越来越受到人们的关注。
曝气生物滤池的构造与污水三级处理的滤池基本相同，只是滤料不同。曝气生物滤池主体可分为滤池池体、生物填料层、承托层、布水系统、布气系统、反冲洗系统、出水系统七个部分组成。池型结构[7]见图1-1-20 。
曝气生物滤池根据水流方向分为上向流和下向流两种：上向流是由底部进水，气水同向;下向流则是上部进水，气水反向。根据处理效果和控制来说，上向流运用得比较多。而根据进水方式和填料的不同，目前比较成熟的曝气生物滤池工艺形式有BIOCARBON、BIOFOR、BIOSTYR、BIOSMEDI、BIOPUR、COLOX、DeepBed等，而其中最有代表性和应用得最多的是BIOCAR-BON、BIOFOR、BIOSTYR。按照污水处理的目的不同，曝气生物滤池又可以分为：除碳工艺（BAF DC）;除碳/硝化工艺（BAF C/N）;除碳/硝化/反硝化工艺（BAF C/N/DN）;除碳/脱氮/除磷工艺（BAF C/DN/P）;反硝化/（除碳、硝化）工艺（BAF DN）。以上工艺是根据不同的处理目的采用单池、双段或多段串联的运行方式以达到处理效果。由于BAF的除磷效果较差，一般是在滤池前的混沉池中投加适量的除磷药剂。图1-1-20 曝气生物滤池构造1—缓冲层配水区;2—承托层;3—生物填料层; 4—出水区;5—出水槽;6—反冲洗排水管; 7—净化水排出管;8—斜板沉淀区;9—栅型稳流板;10—曝气管;11—反冲洗供气管; 12—反冲洗供水管;13—滤
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