一体化污水处理系统分析

与传统污水处理工艺相比，一体化污水处理工艺具有占地少、投资小等特点。针对目前的污水处理技术应用与发展趋势，本文介绍了SBR工艺以及SBR的变形工艺等一体化污水处理技术和近年来该类技术的发展概况，并就一体化污水处理工艺的主要发展和研究方向作了简要分析。

一、一体化污水处理发展

伴随我国城市居住人口总量的提升及工农业生产的快速发展，排放污水总量不断增加、并呈现出较为严重的水体污染，该问题在全国各地均有所涉及。由此不难看出我国水资源污染问题较为严重。污水处理工作产业发展起步相对较晚，同时提速较为缓慢，应用处理技术较为滞后。

在应用一体化污水处理工艺与装置前期，我国处理污水技术手段水平仍旧较低。面对生活污水问题逐步严峻的现状，处理污水技术逐步实现了飞速发展。为符合我国该行业领域的需要、促进一体化污水处理工艺与装置诞生。 

自引入一体化污水处理系统进行生活污水处理以来，我国生活污水导致的污染水资源问题得到了明显的改善。

由整体层面来讲，我国处理污水正面临着时代变革。从规模较小、水平不高、种类单一、无法符合需求的状况发展形成了具备规模、技术水平持续提升、不断进步、各类处理工艺逐步更新，装置质量有效提升的全新局面、不断满足国民经济建设发展的需要。在处理污水装置投入应用以来，我国处理污水的工作需要逐步摆脱对行业市场技术的依赖性，实现处理污水工艺与装置的自给。同时由于大中型污水处理厂的规模效应，设备大型化长期以来一直是污水处理的发展方向。

近年来，由于大中型污水处理厂投资大、占地大，需要配套建设庞大的污水收集管网等缺点，中小型污水处理工艺开始成为污水处理工艺的主要发展方向。污水的处理正在从集中化走向分散化，从大规模集中式向中小规模分散式的转变。“以大型为主，中小型互补”的布局符合我国国情和发展形势，也为一体化污水处理设备的应用和发展提供了新的契机。

二、一体化污水处理工艺特点 

传统活性污泥工艺是目前应用广泛的城市生活污水处理工艺，该工艺大多采用分建式的重力式沉淀池作为活性污泥混合液固液分离的手段。

1、该工艺不仅占地面积大，而且还产生了许多其他问题: 

A、由于沉淀池固液分离的效率不高，曝气池内的污泥浓度难以维持较高水平，致使处理装置的容积负荷低，传氧效率低，能耗高；

B、处理出水水质不够理想且不够稳定，难以达标排放； 

C、剩余污泥产量大，污泥处理成本高；

D、管理操作复杂，维护成本高。

2、与之相比，一体化污水处理工艺则有许多优势: 

A、构筑物少，基建投资小。

一体化废水处理工艺构筑物少，工艺简单，具有投资小、建造周期短，运行管理灵活等优点，可以满足生活小区以及中小企业等各类废水处理要求。 

B、结构紧凑，占地面积小。 

大中型的污水处理厂占地面积大，而我国的土地资源相对匾乏，各类用地需求矛盾日益尖锐。采用一体化污水处理工艺则可以有效减少占地面积，许多设备还可以采用地埋式设计，既节约了空间，同时也不会对酒店、住宅小区和风景区的景观造成破坏，可以满足各种要求，具有广泛的适应性。

C、减少管网的建设，有效回用废水。 

随着生活和工业用水的逐渐增多，废水直接排放造成的环境污染日益严重。如果将大部分处理后的废水进行重新利用，就可以有效节约水资源。由于一体化设备灵活多变的形式，使得污水处理后可以就近回用，不仅减少了管网的建设投资，而且可以有效减少污水排放。

三、一体化污水处理工艺 

由于SBR工艺以及SBR的变形工艺的技术较为成熟，应用较为广泛，目前国内外对一体化活性污泥污水处理工艺的研究主要集中在该类型工艺的应用和技术改进上。

1、SBR工艺序批式活性污泥法

SBR工艺序批式活性污泥法(SequencingBatchRe-actor)是一种按照时间顺序间歇式操作的污水生物处理技术，也是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。该工艺是活性污泥法工艺中充排式反应器(Fill一and一DrawReactor)的一种改进工艺，其反应机理及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同，只是运行方式有所不同。

SBR与传统的水处理工艺的区别在于它是以时间顺序来分割流程各单元，以时间分割操作代替空间分割操作，非稳态生化反应代替生化反应，静置理想沉淀代替动态沉淀等。整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的，但是通过多个SBR单元组合调节运行又是连续的，在运行上实现了有序和间歇操作的结合。

SBR是由进水、曝气、沉淀、排水、闲置等五个工序顺序进行，运行一次为一个周期，周而复始。该污水处理工艺将各个处理工序置于同一空间中，按时间序列的顺序进行各种目的不同的操作，全部过程都在一个池体内循环进行而不需要设置初沉池，二沉池及污泥回流设备。在该污水处理工艺中，反应池在间隔内充满污水，以间歇处理方式运行，处理后混合液沉淀一段时间后，从池中排除上清液，沉淀的活性污泥则留于池内，用于下次与污水混合处理污水。这样依次反复运行，则构成了序批式处理工艺SBR工艺具有运行方式灵活，脱氮除磷效果好，理想的推流过程使生化反应推力大、效率高，有效防止污泥膨胀，耐冲击负荷等优点。

2、ICEAS工艺

间歇式延时循环曝气系统(Intermittent-进人预反应区，然后通过隔墙的小孔以层流CyclicExtendedAerationSystem, ICEAS )污水处速度进人主反应区，沿主反应区池底扩散。该工艺是一种连续进水的改进型SBR工艺，主反应区的混合液扰动较小，因此主反应区采用连续进水(沉淀期和排水期保持不间断即使连续进水，也可以同时沉淀、排水，不影进水)和间歇排水的运行方式，有机物的降响污水处理的进程。

ICEAS序列组成，由于存在好氧，缺氧的交替运行，使的特点就是在反应器的进水端增加了一个预该工艺具有较好的除磷效果。反应器由进水端的预反应区和主反应区组成，由连续进水替代了SBR的单个反应器间歇进水，没有明显的反应阶段和闲置阶段。

与SBR工艺相比，ICEAS工艺具以下特点: 

A、沉淀特性不同。

ICEAS的沉淀会受到进水扰动，破坏了其成为理想沉淀的条件。为了减少进水带来的扰动，一般将池子设计成长方形，使构型近似于平流沉淀池。

B、理想推流性能和污泥膨胀的控制。 

由于连续进水，ICEAS丧失了经典SBR的理想推流和对难降解物质去除率高

的优点，而且不能控制污泥膨胀的发生，所以需要设置预反应区。

C、连续进水，运行管理方便。 

连续进水不用进水阀门之间切换，使得运行和操作的复杂性大大降低。

3、CASS工艺

循环式活性污泥法(CyclicActivatedSlud-geSystem, CASS)污水处理工艺是在ICEAS的基础上开发出来的，是一体化SBR工艺的一种新的变形工艺。在运作方式上，沉淀阶段不进水，排水稳定性得到保障。该工艺是利用不同微生物在不同负荷条件下生长速率差异和脱氮除磷机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。 

运行中的CASS一般分为三个区:

一区为微生物选择区；

二区为预反应区；

三区为主反应区；

各区容积之比一般为1:5:30。

污水进入选择区，与来自主反应区的混合液混合，经过厌氧反应后进人主反应区。CASS工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件和完全混合活性污泥法的优点，而且流程简单，土建和设备投资小；

能很好地缓冲进水水质、水量波动，运行灵活；

硝化、反硝化进行充分，达到了很好的脱氮除磷效果；

有利于絮凝性细菌生长，并可提高污泥活性，使其快速去除废水中溶解性易降解基质，进一步有效控制丝状菌的生长和繁殖。

4、DAT一IAT工艺 

DAT一IAT工艺(DemandAerationTank&lntennlttentA0r8tionTank )是SBR污水处理工艺的另一种变形工艺。该工艺由需氧池和间歇曝气池组成，DAT池连续进水，连续曝气(也可间歇曝气)，其出水连续流人TAT池，在IAT池完成反应、沉淀、洋水等工序。IAT也是连续进水，但间歇曝气，处理水和剩余污泥均由IAT排出。

DAT一IAT工艺操作由进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、港水阶段和闲置阶段等5个阶段组成。DAT一IAT法采用废水经DAT池的初步生化处理后进人IAT池，由于连续曝气起到了水力均衡作用，提高了整个工艺的稳定性，进水工序只发生在DAT池，排水工序只发生在IAT池，使整个反应器的生化统的可调节性进一步增强，有利于提高难降解有机物的去除率。得到连续使用。

5、UNITANK 

UNITANK工艺是传统SBR工艺的一种新的变型工艺，其构型类似三沟式氧化沟工艺，是通过将经典SBR工艺的时间推流和连续的空间推流相结合的一种连续进水、连续出水的处理工艺。UNITANK整体外形是一个矩形，在里面又被分为3个相等的矩形单元池。每个池中均设有供氧设备，在外边两侧的矩形池，设有固定出水堰及剩余污泥排放口，该池既可作曝气池，又可作沉淀池，中间的矩形池只作曝气池。在相邻的单元池之间是以开孔的公共墙相隔，以保证单元池相互之间的水流连通。进入系统的污水，通过进水闸控制可分时序分别进人3个矩形单元池中任意水池。 

与SBR工艺相比，UNITANK具有以下优势:

各池之间采用渠道配水，并在恒定水位下交替运行，减少管道、闸门、水泵等设备的数量，水头损失小，降低了运行成本；

出水堰是固定的，不需设置浮式灌水水器。 

6、缺氧—好氧一体式曝气生物滤池 

缺氧—好氧一体式曝气生物滤池将生物处理中的缺氧段和好氧段有机地结合起来,利用缺氧段中反硝化菌的反硝化作用实现脱氮作用,利用好氧段中好氧菌对有机污染物质的去除作用实现对有机污染物的去除,具有负荷高、出水水质好、占地省等优点。

本研究主要探讨了在不同气水比条件下缺氧—好氧一体式曝气生物滤池对各类污染物质的去除效果,为实际工程提供可靠的设计参数。缺氧—好氧曝气一体式生物滤池对生活污水有着良好的处理效果。原水水力负荷为1.1m/h、回流比为2,系统在气水比为4∶1、5∶1和6∶13个工况下对氨氮的去除率变化较大,但处理出水均可稳定地达到二级排放标准。缺氧—好氧曝气一体式生物滤池具有良好的硝化、反硝化效果。

四、一体化污水处理工艺的展望

虽然一体化污水处理工艺相对传统污水处理工艺有很多优势，而且近几年在应用和研究方面上也有了较大的发展，但该工艺并不完善，自身还存在许多缺点和不足，需要进一步研究，并加以改进。其今后的研究方向可分为以下几点: 

1、深人分析连续流和间歇流的优缺点。

经典SBR工艺由于采用间歇流代替了传统工艺的连续流，使SBR工艺具有了很多优势，但进水和排水的阀门就需要自动切换频繁，对自动化控制要求高，运行管理复杂；

如果采用连续流工艺，又势必破坏SBR工艺的理想的沉淀条件。因此，有必要深人比较分析两种运行方式对实际操作的影响，从而指导工艺的改进； 

2、满足更广泛的污水处理要求。

目前大多数的一体化污水处理工艺容积负荷较低，仅适用于处理性质较稳定的，污染物浓度较低的城镇生活污水，而对于排放量更大的污染物浓度更高的工业废水还不能达到很好的处理效果； 

3、实现更好的脱氮除磷效果，满足更高的污水排放标准。

通过对反应器结构的优化、运行工况的合理设计、反应条件的调节和控制等方面进一步的研究分析，使一体化污水处理工艺在保证有机负荷的高去除率的情况下，同时达到脱氮和除磷的目的，以适应更加严格的污水排放标准； 

4、提高曝气效率，减少能耗。使反应器维持更高的污泥浓度。

五、一体化生活污水处理工艺与装置应用效果

一体化污水处理装置来源于领域现代化的处理工艺手段，在应对生活污水工作中具有良好的效果，可控制生活污水污染自然环境的总体程度。再者，一体化工艺技术手段在保护环境以及节能节水工作中可发挥明显的作用。为此，引入一体化污水处理工艺与装置。不但可创设明显的社会效益，同时还可赢得经

济效益以及环保效益，并推进现代社会的和谐、文明以及可持续发展。在处理生活污水之中的病原物过程中，由于其主要形成自居民生活使用水以及生活垃圾，

呈现出总量庞大、生长繁殖快速、分布范畴较广、生长存活期较长的特征。为处理污水阶段中较为困难的环节之一。倘若无法有效的处理，便可能会令污染源更加快速的扩散。 

应用一体化污水处理工艺装置可通过污染影响较低的现代技术手段，秉承优先在排污口终端前综合处理的工作原则，合理的应对病原物质再次进行污染的现实问题。处理生活污水工作中产生的良好效果为，可有效消除病原物质，并可为大众健康的工作生活加上可靠的保险。水源呈现为富营养化的明显特点，由于大众生活过程中应用到丰富的含磷、氮物质、进而令生活污水之内含有较多的营养物，较易导致水源污染不良问题。

通过一体化处理污水工艺装置，把握先行治理而后排放的工作原则，可渗透生活污水利用回收的工作理念。应用一体化处理污水工艺装置应由源头开始，将生活污水内含有的氧化物分解，控制污水内含氮与磷的成分总量，控制源头污染，进而为良好的处置生活污水以及再利用打下坚实基础。生活污水之中形成恶臭的状况较为普遍，其会对环境形成明显污染，并会危及人类身体健康，对大众正常健康生活形成破坏。为此生活污水处理阶段中应对恶臭问题尤为重要。引入一体化污水处理系统装置在应对生活污水恶臭现象上效果较为显著。

应用一体化处理污水工艺装置阶段中，应把握处理污水以及保护生态环境结合的工作原则!进而抵御污水对洁净水资源的不良破坏以及污染作用，确保人类生存的生态环境更加绿色化、健康化。

六、结论

1、一体化处理设备采用生物流化床工艺流程紧凑,具有处理效率高、占地面积小、管理方便等特点,尤其适于小型生活污水处理以及类似水质有机污水处理。 

2、一体化处理设备可以有效利用社会闲散资金,缓解管网建设压力,节约建设面积,而且适于中水处理,是一项符合我国国情和污水处理发展趋势的技术,具有广阔的发展前景。

3、污水处理由集中处理走向分散处理,为小型一体化污水设备提供了发展契机。但同时也增加了监督和管理的新难题。