AO工藝，氧化溝工藝，SBR工藝的優缺點?對比？

AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A(Anacrobic)是厭氧段，用與脫氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用於除水中的有機物。

A/O法脫氮工藝的特點：

（a）流程簡單，勿需外加碳源與後曝氣池，以原汙水為碳源，建設和運行費用較低；

（b）反硝化在前，硝化在後，設內循環，以原汙水中的有機底物作為碳源，效果好，反硝化反應充分；

（c）曝氣池在後，使反硝化殘留物得以進壹步去除，提高了處理水水質；

（d） A段攪拌，只起使汙泥懸浮，而避免DO的增加。O段的前段采用強曝氣，後段減少氣量，使內循環液的DO含量降低，以保證A段的缺氧狀態。

A/O法存在的問題：

1.由於沒有獨立的汙泥回流系統，從而不能培養出具有獨特功能的汙泥，難降解物質的降解率較低；

2、若要提高脫氮效率，必須加大內循環比，因而加大運行費用。從外，內循環液來自曝氣池，含有壹定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90％

3、影響因素水力停留時間（硝化＞6h ，反硝化＜2h ）循環比MLSS（＞3000mg/L）汙泥齡（＞30d ）N/MLSS負荷率（＜0.03 ）進水總氮濃度（＜30mg/L）

氧化溝又名氧化渠，因其構築物呈封閉的環形溝渠而得名。它是活性汙泥法的壹種變型。因為汙水和活性汙泥在曝氣渠道中不斷循環流動，因此有人稱其為“循環曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質上屬於延時曝氣系統。以下為壹般氧化溝法的主要設計參數：

水力停留時間：10－40小時；

汙泥齡：壹般大於20天；

有機負荷：0.05－0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；

容積負荷：0.2－0.4kgBOD5/(m3.d)；

活性汙泥濃度：2000－6000mg/l；

溝內平均流速：0.3－0.5m/s

1.2 氧化溝的技術特點：

氧化溝利用連續環式反應池（Cintinuous Loop Reator,簡稱CLR）作生物反應池，混合液在該反應池中壹條閉合曝氣渠道進行連續循環，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用壹種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應池中的物質傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環。

氧化溝壹般由溝體、曝氣設備、進出水裝置、導流和混合設備組成，溝體的平面形狀壹般呈環形，也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。

氧化溝法由於具有較長的水力停留時間，較低的有機負荷和較長的汙泥齡。因此相比傳統活性汙泥法，可以省略調節池，初沈池，汙泥消化池，有的還可以省略二沈池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因為巧妙結合了CLR形式和曝氣裝置特定的定位布置，是式氧化溝具有獨特水力學特征和工作特性：

1) 氧化溝結合推流和完全混合的特點，有力於克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區上遊安排入流，在入流點的再上遊點安排出流。入流通過曝氣區在循環中很好的被混合和分散，混合液再次圍繞CLR繼續循環。這樣，氧化溝在短期內（如壹個循環）呈推流狀態，而在長期內（如多次循環）又呈混合狀態。這兩者的結合，即使入流至少經歷壹個循環而基本杜絕短流，又可以提供很大的稀釋倍數而提高了緩沖能力。同時為了防止汙泥沈積，必須保證溝內足夠的流速（壹般平均流速大於0.3m/s），而汙水在溝內的停留時間又較長，這就要求溝內由較大的循環流量（壹般是汙水進水流量的數倍乃至數十倍），進入溝內汙水立即被大量的循環液所混合稀釋，因此氧化溝系統具有很強的耐沖擊負荷能力，對不易降解的有機物也有較好的處理能力。

2) 氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用於硝化－反硝化生物處理工藝。氧化溝從整體上說又是完全混合的，而液體流動卻保持著推流前進，其曝氣裝置是定位的，因此，混合液在曝氣區內溶解氧濃度是上遊高，然後沿溝長逐步下降，出現明顯的濃度梯度，到下遊區溶解氧濃度就很低，基本上處於缺氧狀態。氧化溝設計可按要求安排好氧區和缺氧區實現硝化－反硝化工藝，不僅可以利用硝酸鹽中的氧滿足壹定的需氧量，而且可以通過反硝化補充硝化過程中消耗的堿度。這些有利於節省能耗和減少甚至免去硝化過程中需要投加的化學藥品數量。

3) 氧化溝溝內功率密度的不均勻配備，有利於氧的傳質，液體混合和汙泥絮凝。傳統曝氣的功率密度壹般僅為20－30瓦/米3，平均速度梯度G大於100秒－1。這不僅有利於氧的傳遞和液體混合，而且有利於充分切割絮凝的汙泥顆粒。當混合液經平穩的輸送區到達好氧區後期，平均速度梯度G小於30秒－1，汙泥仍有再絮凝的機會，因而也能改善汙泥的絮凝性能。

4) 氧化溝的整體功率密度較低，可節約能源。氧化溝的混合液壹旦被加速到溝中的平均流速，對於維持循環僅需克服沿程和彎道的水頭損失，因而氧化溝可比其他系統以低得多的整體功率密度來維持混合液流動和活性汙泥懸浮狀態。據國外的壹些報道，氧化溝比常規的活性汙泥法能耗降低20％－30％。

另外，據國內外統計資料顯示，與其他汙水生物處理方法相比，氧化溝具有處理流程簡單，超作管理方便；出水水質好，工藝可靠性強；基建投資省，運行費用低等特點。

傳統氧化溝的脫氮，主要是利用溝內溶解氧分布的不均勻性，通過合理的設計，使溝中產生交替循環的好氧區和缺氧區，從而達到脫氮的目的。其最大的優點是在不外加碳源的情況下在同壹溝中實現有機物和總氮的去除，因此是非常經濟的。但在同壹溝中好氧區與缺氧區各自的體積和溶解氧濃度很難準確地加以控制，因此對除氮的效果是有限的，而對除磷幾乎不起作用。另外，在傳統的單溝式氧化溝中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暫的經常性的環境變化中使硝化菌和反硝化菌群並非總是處於最佳的生長代謝環境中，由此也影響單位體積構築物的處理能力。

氧化溝缺點

盡管氧化溝具有出水水質好、抗沖擊負荷能力強、除磷脫氮效率高、汙泥易穩定、能耗省、便於自動化控制等優點。但是，在實際的運行過程中，仍存在壹系列的問題。

4.1 汙泥膨脹問題

當廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化溝中汙泥負荷過高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發絲狀菌性汙泥膨脹；非絲狀菌性汙泥膨脹主要發生在廢水水溫較低而汙泥負荷較高時。微生物的負荷高，細菌吸取了大量營養物質，由於溫度低，代謝速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類物質，使活性汙泥的表面附著水大大增加，SVI值很高，形成汙泥膨脹。

針對汙泥膨脹的起因，可采取不同對策：由缺氧、水溫高造成的，可加大曝氣量或降低進水量以減輕負荷，或適當降低MLSS（控制汙泥回流量），使需氧量減少；如汙泥負荷過高，可提高MLSS，以調整負荷，必要時可停止進水，悶曝壹段時間；可通過投加氮肥、磷肥，調整混合液中的營養物質平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值過低，可投加石灰調節；漂白粉和液氯（按幹汙泥的0.3%~0.6%投加），能抑制絲狀菌繁殖，控制結合水性汙泥膨脹[11]。

4.2 泡沫問題

由於進水中帶有大量油脂，處理系統不能完全有效地將其除去，部分油脂富集於汙泥中，經轉刷充氧攪拌，產生大量泡沫；泥齡偏長，汙泥老化，也易產生泡沫。用表面噴淋水或除沫劑去除泡沫，常用除沫劑有機油、煤油、矽油，投量為0.5~1.5mg/L。通過增加曝氣池汙泥濃度或適當減小曝氣量，也能有效控制泡沫產生。當廢水中含表面活性物質較多時，易預先用泡沫分離法或其他方法去除。另外也可考慮增設壹套除油裝置。但最重要的是要加強水源管理，減少含油過高廢水及其它有毒廢水的進入

4.3 汙泥上浮問題

當廢水中含油量過大，整個系統泥質變輕，在操作過程中不能很好控制其在二沈池的停留時間，易造成缺氧，產生腐化汙泥上浮；當曝氣時間過長，在池中發生高度硝化作用，使硝酸鹽濃度高，在二沈池易發生反硝化作用，產生氮氣，使汙泥上浮；另外，廢水中含油量過大，汙泥可能挾油上浮。

發生汙泥上浮後應暫停進水，打碎或清除汙泥，判明原因，調整操作。汙泥沈降性差，可投加混凝劑或惰性物質，改善沈澱性；如進水負荷大應減小進水量或加大回流量；如汙泥顆粒細小可降低曝氣機轉速；如發現反硝化，應減小曝氣量，增大回流或排泥量；如發現汙泥腐化，應加大曝氣量，清除積泥，並設法改善池內水力條件

4.4 流速不均及汙泥沈積問題

在氧化溝中，為了獲得其獨特的混合和處理效果，混合液必須以壹定的流速在溝內循環流動。壹般認為，最低流速應為0.15m/s，不發生沈積的平均流速應達到0.3~0.5m/s。氧化溝的曝氣設備壹般為曝氣轉刷和曝氣轉盤，轉刷的浸沒深度為250~300mm，轉盤的浸沒深度為480~ 530mm。與氧化溝水深（3.0~3.6m）相比，轉刷只占了水深的1/10~1/12，轉盤也只占了1/6~1/7，因此造成氧化溝上部流速較大（約為0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特別是在水深的2/3或3/4以下，混合液幾乎沒有流速），致使溝底大量積泥（有時積泥厚度達1.0m），大大減少了氧化溝的有效容積，降低了處理效果，影響了出水水質。

加裝上、下遊導流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上遊導流板安裝在距轉盤（轉刷）軸心4.0處（上遊），導流板高度為水深的1/5~1/6，並垂直於水面安裝；下遊導流板安裝在距轉盤（轉刷）軸心3.0m處。導流板的材料可以用金屬或玻璃鋼，但以玻璃鋼為佳。導流板與其他改善措施相比，不僅不會增加動力消耗和運轉成本，而且還能夠較大幅度地提高充氧能力和理論動力效率

另外，通過在曝氣機上遊設置水下推動器也可以對曝氣轉刷底部低速區的混合液循環流動起到積極推動作用，從而解決氧化溝底部流速低、汙泥沈積的問題。設置水下推動器專門用於推動混合液可以使氧化溝的運行方式更加靈活，這對於節約能源、提高效率具有十分重要的意義。

序批式活性汙泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）是早在1914年英國學者Ardern和Lockett發明活性汙泥法之時，首先采用的水處理工藝。70年代初，美國Natre Dame大學的R.Irvine教授采用實驗室規模對SBR工藝進行了系統深入的研究,並於1980年在美國環保局(EPA)的資助下，在印地安那州的Culver城改建並投產了世界上第壹個SBR法汙水處理廠。80年代前後，由於自動化計算機等高新技術的迅速發展以及在汙水處理領域的普及與應用，此項技術獲得重大進展，使得間歇活性汙泥法（也稱"間歇式活性汙泥法"）的運行管理也逐漸實現了自動化。

1 工藝簡介

SBR工藝的過程是按時序來運行的，壹個操作過程分五個階段：進水、曝氣、沈澱、潷水、閑置。由於SBR在運行過程中，各階段的運行時間、反應器內混合液體積的變化以及運行狀態都可以根據具體汙水的性質、出水水質、出水質量與運行功能要求等靈活變化。對於SBR反應器來說，只是時序控制，無空間控制障礙，所以可以靈活控制。因此，SBR工藝發展速度極快，並衍生出許多新型SBR處理工藝。90年代比利時的SEGHERS公司又開發了UNITANK系統，把經典SBR的時間推流與連續的空間推流結合了起來[2] SBR工藝主要有以下變形。

間歇式循環延時曝氣活性汙泥法最大特點是：在反應器進水端設壹個預反應區，整個處理過程連續進水，間歇排水,無明顯的反應階段和閑置階段，因此處理費用比傳統SBR低。由於全過程連續進水，沈澱階段泥水分離差，限制了進水量。

好氧間歇曝氣系統（主體構築物是由需氧池DAT池和間歇曝氣池IAT池組成，DAT池連續進水連續曝氣，其出水從中間墻進入IAT池，IAT池連續進水間歇排水。同時，IAT池汙泥回流DAT池。它具有抗沖擊能力強的特點，並有除磷脫氮功能。

循環式活性汙泥法將ICEAS的預反應區用容積更小,設計更加合理優化的生物選擇器代替。通常CASS池分三個反應區：生物選擇器、缺氧區和好氧區，容積比壹般為1：5：30。整個過程連續間歇運行，進水、沈澱、潷水、曝氣並汙泥回流。該處理系統具有除氮脫磷功能。

UNITANK單元水池活性汙泥處理系統它集合了SBR工藝和氧化溝工藝的特點，壹體化設計使整個系統連續進水連續出水，而單個池子相對為間歇進水間歇排水。此系統可以靈活的進行時間和空間控制，適當的增大水力停留時間，可以實現汙水的脫氮除磷。

改良式序列間歇反應器（MSBR-Modified Sequencing Batch Reactor）是80年代初期根據SBR技術特點結合A2-O工藝，研究開發的壹種更為理想的汙水處理系統，目前最新的工藝是第三代工藝。MSBR工藝中涉及的部分專利技術目前屬於美國的Aqua-Aerobic System Inc.所有[4]。反應器采用單池多方格方式，在恒定水位下連續運行。脫氮除磷能力更強。

2 SBR工藝特點及[url=/][color=#0000ff]方法[/color][/url]

3.1 負荷法

該法與連續式曝氣池容積的設計相仿。已知SBR反應池的容積負荷NV或汙泥負荷NS、進水量Q0及進水中BOD5濃度C0，即可由下式迅速求得SBR池容：

容積負荷法 V=nQ0C0／Nv (3)

Vmin=〔SVI·MLSS／106〕·V

汙泥負荷法 Vmin=nQ0C0·SVI／Ns (4)

V=Vmin+Q0

3.2 曝氣時間內負荷法

鑒於SBR法屬間歇曝氣，壹個周期內有效曝氣時間為ta，則壹日內總曝氣時間為nta，以此建立如下[url=/][color=#0000ff]問題[/color][/url]：

① 對負荷參數的選用依據不足，提供選用參數的範圍過大〔例如[url=/][color=#0000ff]文獻[/color][/url]推薦Nv=0.1～1.3kgBOD5/(m3·d)等〕，而未考慮水溫、進水水質、汙泥齡、活性汙泥量以及SBR池幾何尺寸等要素對負荷及池容的[url=/][color=#0000ff]理論[/color][/url]上的差異，使所得結果偏小；

③ 在計算公式中均出現了SVI、MLSS、Nv、Ns等敏感的變化參數，難於全部同時根據經驗假定，忽略了底物的明顯影響，並將導致各參數間不壹致甚至矛盾的現象；

④ 曝氣時間內負荷法與動力學設計法中試圖引入有效曝氣時間ta對SBR池容所產生的影響，但因其由動力學原理演算而得，假定的邊界條件不完全適應於實際各個階段的反應過程，將有機碳的去除僅限制在好氧階段的曝氣作用，而忽略了其他非曝氣階段對有機碳去除的影響，使得在同壹負荷條件下所得SBR池容驚人地偏大。

上述問題的存在不僅不利於SBR法對汙水的有效處理，而且進行多方案比較時也不可能全面反映SBR法的工程量，會得出投資偏高或偏低的結果。

針對以上問題，提出了壹套以總汙泥量為主要參數的SBR池容綜合設計方法

3.4 總汙泥量綜合設計法

該法是以提供SBR反應池壹定的活性汙泥量為前提，並滿足適合的SVI條件，保證在沈降階段歷時和排水階段歷時內的沈降距離和沈澱面積，據此推算出最低水深下的最小汙泥沈降所需的體積，然後根據最大周期進水量求算貯水容積，兩者之和即為所求SBR池容。並由此驗算曝氣時間內的活性汙泥濃度及最低水深下的汙泥濃度，以判別計算結果的合理性。其計算公式為：

TS=naQ0(C0-Cr)tT·S (10)

Vmin=AHmin≥TS·SVI·10-3 (11)

Hmin=Hmax-ΔH (12)

V=Vmin+ΔV (13)

式中?TS--單個SBR池內幹汙泥總量，kg

tT·S--總汙泥齡，d

A--SBR池幾何平面積，m2

Hmax、Hmin--分別為曝氣時最高水位和沈澱終了時最低水位，m

ΔH--最高水位與最低水位差，m

Cr--出水BOD5濃度與出水懸浮物濃度中溶解性BOD5濃度之差。其值為：

Cr=Ce-Z·Cse·1.42(1-ek1t) (14)

式中?Cse--出水中懸浮物濃度，kg/m3