2019年環(huán)境影響評價師《技術方法》考點:廢水的生物處理

生物處理適用于可以被微生物降解的廢水，按微生物的生存環(huán)境可分為好氧法和厭氧法。好氧生物處理宜用于進水BODS/COD ≥0.3的廢水。厭氧生物處理宜用于高濃度、難生物降解有機廢水和污泥等的處理。

好氧處理包括傳統(tǒng)活性污泥、氧化溝、序批式活性污泥法((SBR)、生物接觸氧化、生物濾池、曝氣生物濾池等，其中前三種方式屬活性污泥法好氧處理，后三種屬生物膜法好氧處理。

(1)傳統(tǒng)活性污泥法。

適用于以去除污水中碳源有機物為主要目標，無氮、磷去除要求的情況。自從1914年Ardern和Lockett發(fā)明活性污泥法以來，已經(jīng)出現(xiàn)了許多不同類型的活性污泥處理工藝。按反應器類型劃分，有推流式活性污泥法、階段曝氣法、完全混合法、吸附再生法，以及帶有微生物選擇池的活性污泥法。按供氧方式以及氧氣在曝氣池中分布特點，處理工藝分為傳統(tǒng)曝氣工藝、漸減曝氣工藝和純氧曝氣工藝。按負荷類型分為傳統(tǒng)負荷法、改進曝氣法、高負荷法、延時曝氣法。

傳統(tǒng)活性污泥處理法:傳統(tǒng)(推流式)活性污泥法的曝氣池為長方形，經(jīng)過初沉的廢水與回流污泥從曝氣池的前端，并借助空氣擴散管或機械攪拌設備進行混合。

一般沿池長方向均勻設置曝氣裝置。在曝氣階段有機物進行吸附、絮凝和氧化?；钚晕勰嘣诙脸剡M行分離。傳統(tǒng)(推流式)活性污泥法工藝流程見圖11-6。

階段曝氣法:階段曝氣法(又稱為階段進水法)通過階段分配進水的方式避免曝氣池中局部濃度過高的問題。采用階段曝氣后，曝氣池沿程污染物濃度分布和溶解氧消耗明顯改善。由于廢水中常含有抑制微生物產(chǎn)生的物質(zhì)，以及會出現(xiàn)濃度波動幅度大的現(xiàn)象，因此階段曝氣法得到較廣泛的使用(圖11-7)。

完全混合法:完全混合法活性污泥處理工藝(又稱為帶沉淀和回流的完全混合反應器工藝)。在完全混合系統(tǒng)中廢水的濃度是一致的，污染物的濃度和氧氣需求沿反應器長度沒有發(fā)生變化。在完全混合法工藝中，只要污染物是可被微生物降解的，反應器內(nèi)的微生物就不會直接暴露于濃度很高的進水污染物中。因此，該工藝適合于含可生物降解污染物及濃度適中的有毒物質(zhì)的廢水。與運行良好的推流式活性污泥法工藝相比，它的污染物去除率較低。

吸附再生法:吸附再生工藝(又稱為接觸穩(wěn)定工藝)由接觸池、穩(wěn)定池和二沉池組成。來自初沉池的廢水在接觸反應器中與回流污泥進行短暫的接觸(一般為10-60 min)，使可生物降解的有機物被氧化或被細胞吸收，顆粒物則被活性污泥絮體吸附，隨后混合液流入二沉池進行泥水分離。分離后的廢水被排放，沉淀后濃度較高的污泥則進入穩(wěn)定池繼續(xù)曝氣，進行氧化過程。濃度較高的污泥回流到接觸池中繼續(xù)用于廢水處理。吸附再生法適用于運行管理條件較好并無沖擊負荷的情況。

帶選擇池的活性污泥法:該工藝在曝氣池前設置一個選擇池?；亓魑勰嗯c污水在選擇池中接觸10-30 min，使有機物部分被氧化，改變或調(diào)節(jié)活性污泥系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境，從而使微生物具有更好的沉降性能。

傳統(tǒng)負荷法經(jīng)過不斷地改進，對于普通城市污水，BODS和懸浮固體(SS)的去除率都能達到85%以上。傳統(tǒng)負荷類型的經(jīng)驗參數(shù)范圍是:混合液污泥濃度在1200-3 000 mg/L,曝氣池的水力停留時間為6h左右，BODS負荷約為0.56 kg/ (m3 . d).

改進曝氣類型適用于不需要實現(xiàn)過高去除率(BOD去除率>85%)，通過沉淀即可達到去除要求的情況。負荷經(jīng)驗參數(shù)范圍是:混合液污泥濃度300-600 mg/L,曝氣時間為1.5-2 h, BODS和SS的去除率在65%-75%0

高負荷類型是通過維持更高的污泥濃度，在不改變污泥齡的情況下，減小水力停留時間來減少曝氣池的體積，同時保持較高的去除率。污泥濃度達到4000-10 000 mg/L時，BODS容積負荷可以達到1.63.2 kg/ (m3 - d)。在氧氣供應充足并環(huán)境影響評價技術方法不存在污泥沉降問題的條件下，高負荷法可以有效地減小曝氣池體積并達到90%以上的BOD:和SS去除率。目前，許多高負荷法使用純氧曝氣來提高傳氧速率，以避免曝氣池紊動度過大引起污泥絮凝性和沉降性變差。如果不能提供充足的氧氣，會引起嚴重的污泥沉降，尤其是污泥膨脹的問題。

延時曝氣工藝采用低負荷的活性污泥法以獲取良好穩(wěn)定出水水質(zhì)。延時曝氣法中停留時間一般為24 h，污泥質(zhì)量濃度一般為3 0006 000 mg/L, BOD5負荷<0.24 kg/ (m3 - d )。由于污泥負荷低、停留時間長，污泥處于內(nèi)源呼吸階段，剩余污泥量少(甚至不產(chǎn)生剩余污泥)，因此污泥的礦化程度高，無異臭、易脫水，實際上是廢水和污泥好氣消化的綜合體。典型的問題是污泥膨脹引起的污泥流失、硝化問題導致pH值降低以及出水懸浮物增高等。

(2)氧化溝。

氧化溝屬延時曝氣活性污泥法(圖11-8)，氧化溝的池型，既是推流式，又具備完全混合的功能。氧化溝與其他活性污泥法相比，具有占地大、投資高、運行費用也略高的缺點，適用于土地資源較豐富地區(qū);在寒冷地區(qū)，低溫條件下，反應池表面易結冰，影響表面曝氣設備的運行，因此不宜用于寒冷她區(qū)。

(3)序批式活性污泥法(SBR) 。

適用于建設規(guī)模為III類、IV類、V類的污水處理廠和中小型廢水處理站，適合于間歇排放工業(yè)廢水的處理。SBR反應池的數(shù)量不應少于2個。SBR以脫氮為主要目標時，應選用低污泥負荷、低充水比;以除磷為主要目標時，應選用高污泥負荷、高充水比。

(4)生物接觸氧化。

適用于低濃度的生活污水和具有可生化性的工業(yè)廢水處理，生物接觸氧化池應根據(jù)進水水質(zhì)和處理程度確定采用一段式或多段式。生物接觸氧化池的個數(shù)不應少于2個。