黃 慶

（南寧六和環(huán)保有限責(zé)任公司 廣西南寧 530000）

0 引言

隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，城市生活污水的污染問題日益受到人們的關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì),截止2011年底，全國廢水排放總量為652.1億噸，化學(xué)需氧量排放總量為2499.9萬噸（見表1）。

表1 :2011年全國廢水中主要污染物排放量

這些污水中很大一部分是沒有經(jīng)過有效處理而直接排入江河湖澤之中,導(dǎo)致水環(huán)境受到不同程度的污染。2012年,我國十大流域的694個(gè)國控監(jiān)測(cè)斷面中，劣Ⅴ類水質(zhì)比例占10.4%，基本喪失水體功能。水質(zhì)狀況較為嚴(yán)峻。

sequncing batch reactor，簡稱SBR法，最早是由英國學(xué)者Ardern和Lockett在1914年提。它是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法，主要特征是運(yùn)行上能夠做到有序和間歇操作，整個(gè)運(yùn)行過程分進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉降期、排水期和閑置期。我國近年來對(duì)SBR的研究和應(yīng)用開展迅速，1985年在上海市政設(shè)計(jì)院為上海吳淞肉聯(lián)廠設(shè)計(jì)了我國第一座SBR廢水處理設(shè)施。近些年該項(xiàng)工藝已成功地應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品加工廢水、屠宰廢水、啤酒廢水、化工廢水、制藥廢水和印染廢水等的處理，證明SBR是一種性能穩(wěn)定的處理方法[1]。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，SBR工藝在裝置構(gòu)成、經(jīng)濟(jì)性、反應(yīng)效率等方面展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)（見表2）。

表2：SBR工藝與傳統(tǒng)活性污泥法比較

1 新型SBR工藝

傳統(tǒng)的SBR工藝形式具有一定的局限性，例如，在進(jìn)水流量較大時(shí)，需要調(diào)節(jié)反映系統(tǒng)，相應(yīng)的就會(huì)增加投資；而且對(duì)出水水質(zhì)也有一些特殊要求，在開展除磷、脫氮等工藝時(shí)需要對(duì)SBR工藝進(jìn)行改進(jìn)才能保證高效運(yùn)行。近年來，人們?cè)趯?shí)踐中探索出了一些新的SBR工藝類型。

1.1 ICEAS工藝（Intermittent Cyclic Extended Activated Sludge）

ICEAS工藝，即間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法。是20世紀(jì)80年代初在澳大利亞發(fā)展起來，1976年建成世界上第一座ICEAS污水處理廠，隨后在日本、美國、加拿大、澳大利亞等地得到推廣應(yīng)用[2]。目前，在我國應(yīng)用也逐漸被推廣開來。

與SBR工藝相比的話，ICEAS工藝具有其最大特點(diǎn)便是：

﹡沉淀特性不同：ICEAS沉淀時(shí)會(huì)受到時(shí)水?dāng)_動(dòng)，因此，實(shí)踐中為了減少進(jìn)水給其帶來的擾動(dòng)影響，大多會(huì)把池子設(shè)計(jì)為長方形，這樣就會(huì)讓出水近乎平流沉淀池。

﹡連續(xù)性進(jìn)水和排水的間歇性：ICEAS最大的特點(diǎn)是在SBR反應(yīng)器前添加了生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了包括沉淀期、排水期間仍能做到連續(xù)的進(jìn)水，間歇排水，這樣就會(huì)使運(yùn)行操作系統(tǒng)大為簡便，方便實(shí)際操作和運(yùn)行，適用于較大規(guī)模的污水處理。

潘建良[3]等通過對(duì)上海市寶山區(qū)揚(yáng)江居住區(qū)污水處理站運(yùn)用ICEAS工藝日處理6000t污水研究后發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)法相比:

大大減少設(shè)備的管理和維修時(shí)間；減少構(gòu)筑物相連管道及輔助設(shè)備、儀表等，投資和占地面積大大減少；自動(dòng)化程度高，安全可靠；CODcr、BOD5、NH3-N、SS等水質(zhì)指標(biāo)去除率分別達(dá)到了91%、95%、90%、87%，非常適合住宅小區(qū)污水處理。但在理想推流效能和污泥膨脹的控制方面，由于是連續(xù)性進(jìn)水，ICEAS沒有了SBR的理想推流和對(duì)難降解物質(zhì)去除效果好的優(yōu)點(diǎn)。

1.2 CAST工藝（Cyclic Activated Sludge Technology）

CAST工藝是傳統(tǒng)SBR工藝的改進(jìn)型，最早是美國Goronszy教授提出來的，這種工藝的核心是在間歇式反應(yīng)器中按曝氣和不曝氣交替運(yùn)行，把生物反應(yīng)和泥水分離過程集中在一個(gè)池子里面完成。在廢水處理的應(yīng)用實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)這種工藝能夠利用微生物在不同生物環(huán)境條件下的變化能力，更好地進(jìn)行城市污水的生物脫氮除磷處理，因此近年來CAST工藝得到了更加廣泛的應(yīng)用[4][5]。

與SBR工藝相比的話，CAST工藝最大特點(diǎn)便是：

﹡生物選擇器：生物選擇器和回流污泥使得CAST工藝能夠充分的讓活性污泥不斷地在選擇器中經(jīng)歷高負(fù)荷運(yùn)行，能夠抑制絲狀菌生長和繁殖；

﹡泥水分離：由于CAST工藝在沉淀階段不進(jìn)水，能夠使得污泥在沉降過程中不受進(jìn)水干擾，保持在靜止環(huán)境下進(jìn)行，泥水分離效果較好。

﹡污泥回流：CAST與SBR、ICEAS最大的不同就是在于其在沉淀階段不進(jìn)水，而且還增加了污泥回流，其脫磷除磷效果很好，但工藝較為復(fù)雜。

臨海市城市污水處理廠項(xiàng)目[6]采用的便是CAST工藝（見圖2），設(shè)計(jì)污水處理能力為12萬t/d。該工藝具有:

CAST工藝污泥活性高，易沉降；與常規(guī)工藝相比可節(jié)省30%的占地面積；鼓風(fēng)機(jī)、潷水器等均由PLC控制完成，管理簡單；CAST工藝總氮和總磷的去除率達(dá)80%以上，除磷脫氮效果好；耐沖擊負(fù)荷，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。該工藝不足之處是間歇周期運(yùn)行對(duì)自控要求較高；變水位運(yùn)行，電耗增大；容積利用率較低；污泥的穩(wěn)定性沒有厭氧消化好。

1.3 CASS工藝（Cyclic Activated Sludge System）

CASS工藝，即周期循環(huán)活性污泥法，該污水處理工藝是目前國內(nèi)外公認(rèn)的較為先進(jìn)的一種工藝。它是在間歇式活性污泥法（ICEAS）基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，在反應(yīng)池的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動(dòng)潷水裝置（見圖3）。

該工藝具有:

﹡周期：CASS工藝運(yùn)行過程包含了進(jìn)水—曝氣、停止曝氣—沉淀（泥水分離）、潷水—排泥和閑置—恢復(fù)污泥活性4個(gè)階段為一個(gè)周期；

﹡主反應(yīng)區(qū)：在CASS工藝中，主反應(yīng)區(qū)是去除有機(jī)底物的主要場(chǎng)所，在實(shí)際運(yùn)用過程中通常是控制主反應(yīng)區(qū)的曝氣強(qiáng)度使反應(yīng)區(qū)的主體溶液處于好氧狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降解有機(jī)物的效果。

﹡CASS池：CASS池分為生物選擇器、缺氧區(qū)、好氧區(qū)三個(gè)反應(yīng)區(qū)。

李志明[7]通過對(duì)某城市污水處理廠(首期規(guī)模為2萬m3/d)使用CASS工藝研究后發(fā)現(xiàn)，該工藝對(duì)于BOD5、CODcr、SS、TN、NH3-N、TP的去除率分別達(dá)到了91.2%、91.0%、94.6%、55.1%、60.9%、85.8%。而且整個(gè)工藝流程操作簡單，運(yùn)行靈活，可靠性好，適用范圍廣，占地少，投資低，自控程度高、運(yùn)行費(fèi)用也較低等優(yōu)勢(shì)，尤其適合分期建設(shè)的污水處理項(xiàng)目。但其不足是構(gòu)造相對(duì)SBR復(fù)雜，多適用于中小型污水處理站，低溫情況下對(duì)其運(yùn)行有影響。

2 結(jié)語

SBR改進(jìn)型工藝中除了上述三種較為典型，現(xiàn)實(shí)應(yīng)用較為廣泛之外，還有序批式生物膜反應(yīng)器（BSBR）、連續(xù)進(jìn)水分離式周期循環(huán)延時(shí)曝氣工藝（IDEA）、UNITANK工藝、ASBR工藝、PAC-SBR工藝等等。實(shí)踐證明，采用SBR工藝處理污水具有有機(jī)物去除率高、效果好等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合其新工藝的應(yīng)用會(huì)對(duì)提高污水處理經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益具有積極效果。這需要廣大環(huán)保工作者在實(shí)際中努力探索創(chuàng)新，讓更多新的工藝為人類服務(wù)。

[1]劉文勝，楊云龍.淺議SBR法（序批式活性污泥法），科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)[J]2006,1（1）：159-160

[2]汪大輝，雷樂成.水處理新技術(shù)及工程設(shè)計(jì)[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001

[3]潘建良，李道棠.ICEAS工藝技術(shù)在住宅區(qū)污水處理中的應(yīng)用[J]住宅科技，2003（6）:43-45

[4]高俊發(fā)，王社平.污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]:北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003

[5]王寶貞，王琳.水污染治理新技術(shù)：新工藝、新概念、新理論[M]:北京：科學(xué)出版社，2004

[6]張小明，童慧娟，王強(qiáng).等.SBR改進(jìn)型CAST工藝處理城市污水[J]浙江冶金2005(2):26-29

[7]李志明.CASS工藝處理城市污水[J].廣東化工，2011，38（3）：168-171