周 雹
(天津市市政工程设计研究院，天津300051) 摘 要： 介绍了几种污水生物处理新工艺的工艺流程、特点及在国内的应用情况，包括将传统活性污泥法与氧化沟相结合产生的OOC、OCO、AOR、AOE及改进A2／O工艺，特种形式的活性泥法——VT工艺，将生物膜法与活性污泥法相结合产生的投料曝气、BIOFOR、BIOSTYR工艺。
关键词： 污水生物处理； OOC； OCO； AOR； AOE； VT； BIOFOR； BIOSTYR
中图分类号：X703.1 文献标识码：B 文章编号：1000—4602(2003)12—0036—04 在污水生物处理领域，由各种工艺间的有机结合而产生了多种新型处理工艺，它们各具特点，并已逐渐应用于工程实践。
1 传统活性污泥法与氧化沟结合
法国得利满公司把传统活性污泥工艺与氧化沟结合起来，采用同心圆结构布置好氧区、缺氧区、厌 氧区，使每个区形成循环流态，并且在功能分区安排上设计出不同组合，以实现不同要求，从而开发出多 种A／O脱氮工艺和A２／O脱氮除磷工艺，其中OOC、OCD、AOR、AOE已在我国应用。
1.1 OOC工艺
OOC工艺流程见图1。内圈是强氧化区，曝气强度大，外圈是好氧、缺氧交替区，曝气强度小且间歇运行，具有脱氮功能，由于是循环流态，不存在混合液内回流问题，故不需设置内回流泵。 
规模为10X104 m3／d的南宁市琅东污水处理厂已于1999年建成投产，出水达到排放标准。
1.2 OCO工艺
OCO工艺流程见图2。 
OCO工艺是一种A2／O脱氮除磷工艺，污水先进人厌氧区(内圈)，再进人缺氧区(中圈)，然后进入好氧区(外圈)，各圈均呈循环流态，其显著特点是缺氧区与好氧区有一半是合二为一的，它们之间的隔墙呈C字形，三圈隔墙的形状就像OCO，由此命名。
好氧区与缺氧区的相通部分起到混合液交换作用，同时解决了从缺氧区向好氧区的液流和从好氧区向缺氧区的混合液内回流，内回流的大小依靠控制搅拌器的开停实现，当搅拌器运行时湍流增强，好氧区与缺氧区混合程度增强，当搅拌器停运时两区之间混合程度降低，好氧区与缺氧区分区明显，这种形式保证了混合液的高回流比。
OCD工艺在我国已有应用，目前处于设计阶段。
1.3 AOR工艺
AOR工艺流程见图3。 
图3中内圈分为两个区，有曝气设备的是污泥活性恢复区(R区)，回流污泥先进入该区适当充氧恢复活性，然后进入缺氧区与原水混合发生反硝化反应，混合液回流从外圈好氧区用设备(泵或搅拌器)提升并通过隔墙上的洞进入缺氧区，外圈布置曝气设备。
规模为40X104 m3／d的沈阳市北部污水处理厂50％的污水采用AOR工艺进行生物脱氮处理，已运行数年，出水达标。
1.4 AOE工艺
AOE工艺流程见图4。 
内圈是前置缺氧段，也叫第一缺氧段，中圈是好氧段，外圈是内源反硝化段，也叫第二缺氧段(代号为E)，它利用内源呼吸阶段微生物的死亡自溶所释放出的有机碳源进行反硝化，以提高脱氮率。当污水C／N值<4时该工艺脱氮效率较高。A、O段与其他工艺相同，E段采用间歇曝气和搅拌来控制氧化还原电位，混合液内回流方式与AOR工艺相同，可节省能耗。
成都市污水处理厂二期工程(30X104 m3／d)即采用AOE工艺，已建成投产。
1.5 改进型A2／O工艺
改进型A2／O工艺流程见图5。 
该工艺主要特点是将好氧区设计为氧化沟式的循环流态，从好氧区向缺氧区的内回流不用泵提升，而是通过好氧区与缺氧区之间的连通渠道，借助缺氧区内水下推动器的动力将好氧区的混合液引至缺氧池，然后再将缺氧池液推送人好氧池。为了减少占地，加大池深，好氧池充氧可不采用机械曝气而是采用鼓风曝气。这种组合方式节省了混合液的回流电耗，提高了系统耐冲击负荷能力，是对普通A2／O工艺的重大改进。目前此工艺尚存在混合液内回流量不便控制和计量问题，有待于进一步完善。规模
为20X104 m3／d的洛阳市涧西污水处理厂即采用该工艺，已建成投产两年多，出水水质达标，并节省了能耗。
2 特种形式的活性污泥法
20世纪80年代，东北制药总厂曾采用深井曝气处理制药废水，但未得到推广。20年后，加拿大一个公司开发出第二代深井曝气工艺并开始用于市政污水处理，这就是VT工艺(Vertreat工艺)，其工艺流程见图6。
第一代深井曝气工艺的主要缺点是：①在头部水箱至下降管布气点间可能出现缺氧；②进水点和出水点都在头部水箱内，可能出现短流；③下降管空气量大于上升管中的空气量，在条件改变时井内液体可能发生倒流现象而导致事故。 
VT工艺做了以下改进：①采用中部进水、底部出水以避免短流。同时由于底部出水，水中气压的迅速降低有利于后续气浮池污泥上浮，固液分离不需另加药剂；②反应器顶部设有专门脱气装置以释放水中的残留气体，从而降低整个系统的循环阻力，减少供气量；③深井从上到下分氧化区、混合区和深度氧化区，污水在其中依次完成气水混合、氧化分解、深度氧化三个过程，停留时间增加，BOD去除率提高。
VT工艺的深井反应器一般深为75～110m，直径为0.7—6m。主要配套设施是后续气浮池，其处理效果、运行成本均优于第一代深井曝气，突出特点是占地省、卫生条件好、耗电省，但不能脱氮除磷，如要求脱氮除磷还需另外采取措施。目前我国尚无VT工艺的工程实例。
3 生物膜法与活性污泥法结合
3.1 投料曝气工艺
与填料曝气不同，投料曝气工艺中的生物载体是在池中自由浮动的，它们的表面长满生物膜，在随水流动的互相碰撞中老化的生物膜脱落，使生物膜不断更新，微生物的活性始终保持良好状态。显然这种形式的载体不会造成生物膜堵塞和填料互相缠结等问题，是一种理想的填料方式，多年来一直是业界研究的方向，20年前天津就曾立项研究以砂粒为生物载体的投料曝气，但由于砂粒密度太大、浮动困难而达不到实用要求。后来转向人工填料，德国LINPOR工艺就是一种实用化的投料曝气工艺。
LINPOR工艺是德国LINPOR公司的专利技术，其核心技术是LINPOR载体，这是一种微孔泡沫塑料立方体，它的孔隙度、比表面积、颗粒尺寸、密度、均匀度、吸湿度以及机械、化学、生物稳定性都有严格要求，能在生化池中随水流动而又不会流失，能附着生物膜又能自动脱落，互相碰撞时不会破碎，在污水中长期浸泡不变形。此外它还有一个特性，就是可以同时形成好氧和缺氧微环境，它的外层生物膜处于好氧状态，内层生物膜处于缺氧状态，可同时发生硝化反硝化反应，具有一定的脱氮功能。
通常在生化池中投加的LINPOR载体量为15％～30％，增加载体量即增加了生物量，提高了污泥浓度，所以当需要增加处理量或提高处理标准时，可通过增加载体量而不是增大生化池的容积来实现。
LINPOR工艺在国外已有10多年的历史，现在开始进入我国。大连春柳河污水处理厂改造后(规模由6X104 m3／d增加到8X104 m3／d)即采用LINPOR工艺，现已投产且出水达标。铁岭市污水处理厂也采用该工艺。
3.2 BIOFOR
BIOFOR工艺(DENSANDEG+BIOFOR工艺)以物化法为预处理单元，以生化法为深度处理单元，其出水水质优于一般的二级出水，可以达到低质回用水标准。其工艺流程见图7。 
DENSANDEG是化学强化一级处理装置，它将旋流沉砂、快速混凝、慢速反应及斜板沉淀等多项功能集于一体，SS和BOD去除率可分别达到85％和60％，为后续深度处理创造了条件。
BIOFOR是工艺的技术核心，它的结构不像曝气池，更像是滤池(构造见图8)。其特点是：①起到反应池和滤池的双重作用，既降解了有机物又截留了悬浮固体，比二沉池的固液分离效果更好，出水直接达标排放，相当于一体化处理构筑物。②可实现生物脱氮，图7中的N滤池是好氧池(发生硝化反应)，C／N滤池是缺氧池(发生反硝化反应)，相当于前置缺氧脱氮工艺，但一般需外加碳源。③必须定时进行反冲洗，以去除脱落的生物膜和残留固体杂质，避免滤池系统堵塞，这是对传统接触氧化法的重大改进。④滤料是用火山灰烧结制成，具有很大的空隙率、比表面积及适宜的密度、良好的机械性能，且耐腐蚀，可以附着大量生物膜，使滤池有很高的生物量，从而实现高速过滤。 
该工艺是得利满一个子公司的专利技术，规模为12X104 m3／d的大连马栏河污水处理厂即采用该工艺，已建成投产，在业界引起较大反应。
3.3 BIOSTYR
BIOSTYR也是曝气生物滤池，它是法国威立雅水务系统的专利技术。它的基本原理与BIOFOR相同，整个流程由预处理和生物滤池两个单元组成，这两个单元都是成套的组合设备，布置非常紧凑，占地省，出水水质很好，可满足低质回用水的要求。
BIOSTYR的预处理单元叫Multiflo，其构造和作用与BIOFOR的DENSANDEG相似。生物滤池单元叫BIOSTYR，其构造见图9。
BIOSTYR与BIOFOR在结构、滤料和过滤方式上都有一些明显的不同: 
① BIOFOR是从下向上进行过滤和反冲洗，两者同向，而BIOSTYR是过滤时从下向上，但反冲洗时(水洗)是从上向下，利用连通的出水渠中其他滤池的出水在重力作用下反向冲洗，省去了反冲洗泵，气反冲则是利用曝气鼓风机，不需另外设置鼓风机。
② 可以在一个池子中同时实现硝化反硝化。这种滤池的曝气管放置在滤料层中部，曝气管以上的生物膜处于好氧状态，发生硝化；曝气管下部的生物膜处于缺氧状态，发生反硝化，所需硝酸盐则从上部出流液回流到下部。与此同时滤料上不同部位出现不同的微环境，生物膜外层好氧，发生硝化反应，内层缺氧，发生反硝化反应，存在着同步硝化反硝化机制。
③ 特制滤料BIOSTYRENE是一种均匀、轻质(密度<1 g／mL)、小粒径的球状颗粒，具有较大的比表面积。为了防止滤料随出水流失，在滤料上部设置滤板阻拦，滤板上安装滤头，处理后的水通过滤头流出，滤料被阻隔在池内。
正在建设中的广东南海污水处理厂(规模为8X104m3／d)即采用BIOSTYR工艺。
电话：(022)27838693
收稿日期：2003—08—07 | 
