摘要:
结合城市污水处理的现状，介绍了常用的污水处理方法及工艺优化原则，并结合实例，从所需构筑物与设备、电气设计、污水处理、管理要点等方面，阐述了A/O工艺在污水处理厂的应用，以优化污水处理技术，提高污水处理效果。
关键词:
污水处理，A/O工艺，除磷脱氮
现在城市污水排放量不断增加，虽然在各项技术与设备应用基础上处理工艺得到了一定更新，但是总体来说处理能力仍存在较大限制，综合处理效果并不理想。因此，需要确定城市污水处理的必要性，从处理现状出发，对各项处理工艺技术进行分析，并采取措施进行优化，争取不断提高处理效果。而加强分析城市污水处理现状，研究相应的城市污水处理工艺技术便成为当前解决污水处理问题的关键。
1城市污水处理现状分析
在城市污水排放量不断增加的背景下，为降低污水直接排放对生态环境的影响，并提高水资源综合利用效果，近年来城市污水处理工艺技术研究已经成为要点。目前主要应用的污水处理技术为活性污泥法，可以占到八成以上，另外还有污水生物膜法、厌氧生物处理法以及生态处理方法等。不同处理技术所对应的实施要求不同，相应的适于应用的污水对象也存在一定差异，一般需要对污水微生物生长方式、代谢方式以及提供反应器形式不同来选择。从总体上来看，城市现在所建污水处理工艺大多为一级处理与二级处理，其中一级处理主要为物理方法，应用上已经比较成熟，可以通过沉淀、格栅拦截等方法去除废水中含有的砂砾与大块悬浮物等物质［1］。二级处理则主要是应用生化方法，将废水中含有的氮磷等营养盐，以及悬浮性、溶解性有机物通过微生物生命活动手段进行去除。
2城市污水处理常用工艺分析
2．1活性污泥法活性污泥处理法是现在城市污水处理常用方法之一，与其他处理方法相比具有处理效率高，以及出水质量好等优点。此种方法处理工艺主要由曝气池、沉淀池、污泥回流以及剩余污泥排放系统组成，其中废水与回流活性污泥会一起进入到曝气池内形成混合液。常用活性污泥法如SBＲ法、AB法、A/O法、普通曝气法等，不同处理工艺间存在一定差异性，需要结合实际情况来选择［2］。
2．2厌氧生物法本质上即利用厌氧细菌或者兼性细菌对污泥中所含有机物进行分解，产生甲烷、二氧化碳等气体，采取措施对气体进行收集利用。结合应用实践效果来看，厌氧生物处理方法反应速度慢、效率低并且对环境要求较高，一般仅被用于污泥的处理。随着技术不断研究，厌氧生物处理技术之间出现多种新型工艺，如厌氧生物滤池、厌氧膨胀床、厌氧转盘以及厌氧流化床法等。想要提高此种方法应用效率，需要做好污染物浓度与温度的控制，并且可以复合使用其他方法，如厌氧—好氧复合工艺，处理结果出水水质高、污泥产量少，并且具有较高的经济优势。
2．3生物膜法应用生物膜法对污水进行处理时，主要是通过微生物，其会附着在固体填料表面形成生物膜，可以有效去除溶解性有机污染物。即污水与生物膜接触后，被溶解后的有机污染物会被吸附并转化为CO2，H2O以及NH3等，提高出水质量［3］。近年来逐渐涌现出更多新型生物膜法处理工艺，如空气流床、生物流化床、纯氧流动床以及厌氧兼型流化床等，已经被有效应用到污水深度处理中，尤其是在硝化与反硝化方面具有良好的效果。
2．4生态处理法主要可以分为水体净化法与土壤净化法两种，其中水体净化法主要针对生物稳定塘，净化工艺原理与活性污泥法相似。而土壤净化法又可以分为土壤渗滤与污水灌溉两种，处理工艺原理与生物膜相似。与其他污水处理技术相比，生态处理法在实际应用中，所需投资小，并且运行管理简单，能够针对难降解有机物、细菌以及氮磷营养物进行有效去除，出水水质良好。
3城市污水处理工艺优化原则
3．1简易性原则城市污水处理近年来管理力度不断加大，但是因为缺乏相应经验，在工艺处理与管理工作的实施上还存在较大的不足。为提高城市污水处理效率，在选择处理技术时，应尽量遵循简易性原则，降低所用设备的复杂程度，提高设备维护效果，降低污水处理难度。同时，还需要考虑污水处理质量，通过有效控制来提高污水处理效果。
3．2经济性原则很多污水处理技术的实施需要相应的设备作为支持，尤其是建立污水处理厂时，需要投入大量的资金，增加了城市污水处理的经济压力。因此，在对污水处理工艺与技术进行分析时，需要从经济角度出发，对各项资源进行配置优化，减少资源的浪费，避免产生不必要的运行费用。
3．3可靠性原则污水处理技术应用具有较高可靠性是提高处理效率的前提。污水处理为城市基础建设的重要组成部分，所需投资大，对技术实施质量与管理效果均有着严格要求。基于此，在选择各项技术、设备以及工艺时，需要秉持可靠性与成熟性原则，提高处理系统实施的稳定性，保证污水处理效果满足实际建设需求。
4城市污水处理工艺技术实例分析
4．1实例概述以某城市污水处理厂为例，整个污水处理系统相对老旧，出水水质并不能完全满足专业规范要求，存在严重超标的TP，NH+4-N等。为提高处理效果，需要在现有基础上增设除磷脱氮工艺，将处理后污水内含的氨氮、总氮以及总磷控制在允许数值内。同时需引进新型处理工艺技术，以控制污水处理成本。另外，为提高出水质量，必须要对出水后深度处理系统予以改造。
4．2处理工艺分析1)工艺选择。所选的处理工艺应具有较高工艺性、经济性、技术性与稳定性，同时所选的处理技术在操作上需灵活，尤其是要适合实际应用环境。通过对现有样品的研究，为满足实际处理效果，可以选择A/O工艺、水解酸化二级上流生物滤池以及改良A2/O工艺。通过对比最终确定A/O工艺，因其可以适应更多水质处理要求，同时在操作上更为简单。2)工艺设计。a．构筑物与设备。主要包括进水泵房、细格栅与沉砂池、沉淀池、A/O生化反应池、二沉池、深度处理调节池、曝气生物滤池、混凝沉淀与V型过滤池、清水池、污泥浓缩池以及附属建筑［4］。其中要重点做好A/O生化反应池设计，主要对污水进行充分降解，完成硝化脱氮反应。对于各环节设备的选择，需要根据实际处理需求来设定各项参数，确保污水处理作业顺利进行。b．电气设计。本工程用电负荷为二类负荷等级，应选择用双路电源供电，互为对方备用设备，每路电源均可以带全场全部用电负荷。其中，要重点做好负荷计算，其中新增电气设备总装机容量为2256．32kW，运行负荷为1653．54kW，则可以确定日耗电量。c．污水处理。第一，除磷。在厌氧环境下污水中的聚磷菌会释放出大量的磷，从而在好氧环境下才能吸收更多的磷来达到除磷的目的，经过处理后形成剩余污泥排出。第二，脱氮。进行此阶段处理时，需要将环境控制在DO＜0．7mg/L。在兼氧脱氮菌的作用下，通过水中BOD来作为氢供给体，使得好氧池内混合液中含有的硝酸盐与亚硝酸盐还原成为氮气，实现脱氮的效果。d．管理要点。在应用A/O工艺进行污水处理时，要确保不会出现污泥膨胀与污泥流失等问题。为提高脱氮效果，应将MLSS控制在3000mg/L以上，而TKN/MLSS负荷率在硝化反应中应控制在0．05gTKN/(gMLSS•d)以内。另外，需要了解在硝化反应中影响硝化效果的主要因素是硝化菌的活性，自养型硝化菌的最小比增殖速度为0．21/d，而异养型好氧菌的最小比增殖速度为1．2/d。基于此，要想增大硝化菌的活性，就需要将污泥龄保持在4．76d以上。而对于异养型好氧菌，只需要将污泥龄控制在0．8d即可。为提高硝化菌繁殖效率，需要增大MLSS浓度或者增大曝气池容积，来降低有机负荷，以增大污泥龄，一般污泥负荷率应控制在0．18kgBOD5/(kgMLSS•d)以下。因硝化菌对pH、温度等因素较为敏感，还需控制pH值为8．0～8．4，温度介于20℃～30℃之间，以保证硝化反应速率。
5结语
城市污水处理技术比较多，想要提高处理效果，保证出水质量，满足专业规范要求，必须要结合实际情况，对多项工艺技术进行对比分析，选择可行性最高的一种方法。然后做好其余项目工作的准备，同时最大程度降低各项不利因素的影响。虽然目前已有诸多新型技术被应用到城市污水处理中，但是还需要立足现状对新型处理技术与工艺做好深入的研究与甄别，切忌盲目引进和采用，这样才能将城市污水处理做到合理化、最优化。
参考文献:
［1］刘志红．城市污水处理工艺对水质提升效果的比较研究［D］．呼和浩特:内蒙古大学，2012．
［2］吴鹏．ABＲ-MBＲ组合工艺处理城市污水的性能研究［D］．无锡:江南大学，2013．
［3］李莲芳，尤春波．城市污水处理工艺技术研究进展［J］．三峡环境与生态，2012，34(5):24-27．
［4］何文．城市污水处理厂升级改造工艺研究［D］．西安:西安建筑科技大学，2013．