兴源视界

煤化工废水经生化处理后，出水的COD、氨氮等浓度虽有极大的下降，但由于难降解有机物的存在使得出水的COD、色度等指标仍未达到排放标准。因此，生化处理后的出水仍需进一步的处理。深度处理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法催化氧化法及反渗透等膜处理技术。

　　1.混凝沉淀

　　混凝沉淀法是在生产中通常加进混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果调节好适当的pH值，使废水中的悬浮物质在混凝剂的作用下聚集进而在重力作用下下沉，以达到固液分离的过程。其目的是除往悬浮的有机物。该方法可有效降低废水中的浊度。

　　2.吸附法

　　由于固体表面有吸附水中溶质及胶质的能力，当废水通过比表面积很大的固体颗粒时，水中的污染物被吸附到固体颗粒(吸附剂)上，从而往除污染物质。该方法可取得较好的效果，但存在吸附剂用量大，用度高产生二次污染等题目，一般应用于出水处。有煤化工废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

　　3.高级氧化技术

　　由于煤化工废水中的有机物复杂多样，其中酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数，这些难降解有机物的存在严重影响了后续生化处理的效果。

　　高级氧化技术是在废水中产生大量的自由基HO，自由基能够无选择性地将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水。高级氧化技术可以分为均相催化氧化法、光催化氧化法、多相湿式催化氧化法以及其他催化氧化法。

 制药企业产生的污水因其污染物多属于结构复杂、有毒、有害和生物难以降解的有机物质，对水体造成严重的污染。同时工业污水还呈明显的酸、碱性，部分污水中含有过高的盐分.这些特点都让制药污水成为水处理行业中较为难处理的一种污水。

制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展，制药废水已逐渐成为重要的污染源之一，如何处理该类废水是当今环境保护的一个难题。

1 制药废水的处理方法

制药废水的处理方法可归纳为以下几种：物化处理、化学处理 、生化处理 以及多种方法的组合处理等，各种处理方法具有各自的优势及不足。

1.1  物化处理

根据制药废水的水质特点，在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处理方法主要包括混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换和膜分离法等。

1.1.1  混凝法

该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法，它被广泛用于制药废水预处理及后处理过程中，如硫酸铝和聚合硫酸铁等用于中药废水等。高效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混凝剂。近年来混凝剂的发展方向是由低分子向聚合高分子发展，由成分功能单一型向复合型发展。刘明华等以其研制的一种高效复合型絮凝剂F-1处理急支糖浆生产废水，在 pH为6.5， 絮凝剂用量为300 mg/L时，废液的COD、SS和色度的去除率分别达到69.7%、96.4%和87.5%，其性能明显优于PAC(粉末活性炭)、聚丙烯酰胺(PAM)等单一絮凝剂。

1.1.2  气浮法

气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。新昌制药厂采用CAF涡凹气浮装置对制药废水进行预处理，在适当药剂配合下，COD的平均去除率在25%左右。

1.1.3  吸附法

常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。武汉健民制药厂采用煤灰吸附－两级好氧生物处理工艺处理其废水。结果显示， 吸附预处理对废水的COD去除率达41.1%，并提高了BOD5/COD值。

1.1.4  膜分离法

膜技术包括反渗透、纳滤膜和纤维膜，可回收有用物质，减少有机物的排放总量。该技术的主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源。朱安娜等采用纳滤膜对洁霉素废水进行分离实验，发现既减少了废水中洁霉素对微生物的抑制作用，又可回收洁霉素。

1.1.5  电解法

该法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视，同时电解法又有很好的脱色效果。采用电解法预处理核黄素上清液，COD、SS和色度的去除率分别达到71%、83%和67%。

2 化学处理应用化学方法时，某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染，因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法（fenton试剂、H2O2、O3）、深度氧化技术等。

1.2.1  铁炭法

工业运行表明，以Fe-C作为制药废水的预处理步骤，其出水的可生化性可大大提高。楼茂兴等[9]采用铁炭—微电解—厌氧—好氧—气浮联合处理工艺处理甲红霉素、盐酸环丙沙星等医药中间体生产废水，铁炭法处理后COD去除率达20%，最终出水达到国家《废水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。

1.2.2  Fenton试剂处理法

亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂，它能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。随着研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸盐（C2O42-）等引入Fenton试剂中，使其氧化能力大大加强。程沧沧等[10]以TiO2为催化剂，9 W低压汞灯为光源，用Fenton试剂对制药废水进行处理，取得了脱色率100%，COD去除率92.3%的效果，且硝基苯类化合物从8.05 mg/L降至0.41 mg/L。

1.2.3采用该法能提高废水的可生化性，同时对COD有较好的去除率。如Balcioglu等对3种抗生素废水进行臭氧氧化处理，结果显示，经臭氧氧化的废水不仅BOD5/COD的比值有所提高，而且COD的去除率均为75%以上。

1.2.4  氧化技术

又称高级氧化技术，它汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成果，主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。

其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点，尤其适合于不饱合烃的降解，且反应条件也比较温和，无二次污染，具有很好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比，超声波对有机物的处理更直接，对设备的要求更低，作为一种新型的处理方法，正受到越来越多的关注。肖广全等[13]用超声波－好氧生物接触法处理制药废水，在超声波处理60 s，功率200 w的情况下，废水的COD总去除率达96%。

1.3 生化处理

生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术，包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧－厌氧等组合方法。

1.3.1  好氧生物处理

由于制药废水大多是高浓度有机废水，进行好氧生物处理时一般需对原液进行稀释，因此动力消耗大，且废水可生化性较差，很难直接生化处理后达标排放，所以单独使用好氧处理的不多，一般需进行预处理。常用的好氧生物处理方法包括活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法（CASS法）等。

（1）深井曝气法

 深井曝气是一种高速活性污泥系统，该法具有氧利用率高、占地面积小、处理效果佳、投资少、运行费用低、不存在污泥膨胀、产泥量低等优点。此外，其保温效果好，处理不受气候条件影响，可保证北方地区冬天废水处理的效果。东北制药总厂的高浓度有机废水经深井曝气池生化处理后，COD去除率达92.7%，可见用其处理效率是很高的，而且对下一步的治理极其有利，对工艺治理的出水达标起着决定性作用。

（2）AB法

AB法属超高负荷活性污泥法。AB工艺对BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常规活性污泥法。其突出的优点是A段负荷高，抗冲击负荷能力强，对pH和有毒物质具有较大的缓冲作用，特别适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的废水。杨俊仕等采用水解酸化－AB生物法工艺处理抗生素废水，工艺流程短，节能，处理费用也低于同种废水的化学

絮凝－生物法处理方法。

（3）生物接触氧化法

该技术集活性污泥和生物膜法的优势于一体，具有容积负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便等优点。很多工程采用两段法，目的在于驯化不同阶段的优势菌种，充分发挥不同微生物种群间的协同作用，提高生化效果和抗冲击能力。在工程中常以厌氧消化、酸化作为预处理工序，采用接触氧化法处理制药废水。哈尔滨北方制药厂采用水解酸化－两段生物接触氧化工艺处理制药废水，运行结果表明，该工艺处理效果稳定、工艺组合合理。随着该工艺技术的逐渐成熟，应用领域也更加广泛。

（4）SBR法

SBR法具有耐冲击负荷强、污泥活性高、结构简单、无需回流、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高、脱氮除磷效果好等优点，适合处理水量水质波动大的废水。

王忠用SBR工艺处理制药废水的试验表明：曝气时间对该工艺的处理效果有很大影响；设置缺氧段，尤其是缺氧与好氧交替重复设计，可明显提高处理效果；反应池中投加PAC的SBR强化处理工艺，可明显提高系统的去除效果。近年来该工艺日趋完善，在制药废水处理中应用也较多，邱丽君等采用水解酸化－SBR法处理生物制药废水，出水水质达到GB8978－1996一级标准。

1.3.2　厌氧生物处理

目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主，但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高，一般需要进行后处理（如好氧生物处理）。目前仍需加强高效厌氧反应器的开发设计及进行深入的运行条件研究。在处理制药废水中应用较成功的有上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应器（ABR）、水解法等。

（1）UASB法

UASB反应器具有厌氧消化效率高、结构简单、水力停留时间短、无需另设污泥回流装置等优点。采用UASB法处理卡那霉素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制药生产废水时，通常要求SS含量不能过高，以保证COD去除率在85%～90%以上。二级串联UASB的COD去除率可达90%以上。

2）UBF法买文宁等将UASB和UBF进行了对比试验，结果表明，UBF具有反应液传质和分离效果好、生物量大和生物种类多、处理效率高、运行稳定性强的特征，是实用高效的厌氧生物反应器。

（3）水解酸化法

水解池全称为水解升流式污泥床（HUSB），它是改进的UASB。水解池较之全过程厌氧池有以下优点：不需密闭、搅拌，不设三相分离器，降低了造价并利于维护；可将废水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小分子、易生物降解的有机物，改善原水的可生化性；反应迅速、池子体积小，基建投资少，并能减少污泥量。近年来，水解－好氧工艺在制药废水处理中得到了广泛的应用，如某生物制药厂采用水解酸化－二段式生物接触氧化工艺处理制药废水，运行稳定，有机物去除效果显著，COD、BOD5和SS的去除率分别为90.7%、92.4%和87.6%。

1.3.3  厌氧－好氧及其他组合处理工艺

由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足要求，而厌氧－好氧、水解酸化－好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能，因而在工程实践中得到了广泛应用。如利民制药厂采用厌氧－好氧工艺处理制药废水，BOD5去除率达98%，COD去除率达95%，处理效果稳定；肖利平等采用微电解－厌氧水解酸化－SBR工艺处理化学合成制药废水，结果表明，整个串联工艺对废水水质、水量的变化具有较强的耐冲击能力，COD去除率可达86%～92%，是处理制药废水的一种理想的工艺选择；胡大锵等在对医药中间体制药废水的处理中采用水解酸化－A/O－催化氧化－接触氧化工艺，当进水COD为12 000 mg/Ｌ左右时，出水COD达300 mg/Ｌ以下；许玫英等采用生物膜－SBR法处理含生物难降解物的制药废水，COD的去除率能达到87.5%～98.31%，远高于单独的生物膜法和SBR法的处理效果。

此外，随着膜技术的不断发展，膜生物反应器(MBR)在制药废水处理中的应用研究也逐渐深入。MBR综合了膜分离技术和生物处理的特点，具有容积负荷高、抗冲击能力强、占地面积小、剩余污泥量少等优点。白晓慧等采用厌氧－膜生物反应器工艺处理COD为25 000 mg/L的医药中间体酰氯废水，选用杭州化滤膜工程公司生产的ZKM-W0.5T型膜组件，系统对COD的去除率均保持在90%以上；Livinggston等利用专性细菌降解特定有机物的能力，首次采用了萃取膜生物反应器处理含3，4-二氯苯胺的工业废水，HRT为2 h，其去除率达到99%，获得了理想的处理效果。尽管在膜污染方面仍存在问题，但随着膜技术的不断发展，将会使MBR在制药废水处理领域中得到更加广泛的应用。

制药废水的处理工艺及选择

制药废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标，所以在生化处理前必须进行必要的预处理。一般应设调节池，调节水质水量和pH，且根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序，以降低水中的SS、盐度及部分COD，减少废水中的生物抑制性物质，并提高废水的可降解性，以利于废水的后续生化处理。

预处理后的废水，可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理，若出水要求较高，好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素，做到技术可行，经济合理。总的工艺路线为预处理－厌氧－好氧－（后处理）组合工艺。如陈明辉等采用水解吸附—接触氧化—过滤组合工艺处理含人工胰岛素等的综合制药废水，处理后出水水质优于GB8978－1996的一级标准。气浮－水解－接触氧化工艺处理化学制药废水、复合微氧水解－复合好氧－砂滤工艺处理抗生素废水、气浮－UBF－CASS工艺处理高浓度中药提取废水等都取得了较好的处理效果。

3 制药废水中有用物质的回收利用

推进制药业清洁生产，提高原料的利用率以及中间产物和副产品的综合回收率，通过改革工艺使污染在生产过程中得到减少或消除。由于某些制药生产工艺的特殊性，其废水中含有大量可回收利用的物质，对这类制药废水的治理，应首先加强物料回收和综合利用。如浙江义乌华义制药有限公司针对其医药中间体废水中含量高达5%～10%的铵盐，采用固定刮板薄膜蒸发、浓缩、结晶、回收质量分数为30%左右的（NH4）2SO4、NH4NO3作肥料或回用，具有明显经济效益；某高科技制药企业用吹脱法处理甲醛含量极高的生产废水，甲醛气体经回收后可配成福尔马林试剂，亦可作为锅炉热源进行焚烧。通过回收甲醛使资源得到可持续利用，并且4～5年内可将该处理站的投资费用收回[33]，实现了环境效益和经济效益的统一。但一般来说，制药废水成分复杂，不易回收，且回收流程复杂，成本较高。因此，先进高效的制药废水综合治理技术是彻底解决废水问题的关键。

4 结　语

关于处理制药污水的研究已有不少报道，但由于制药行业原料及工艺的多样性，排放的废水水质千差万别，所以制药废水并没有成熟统一的治理方法，具体选择哪种工艺路线取决于废水的性质。根据该废水的特点，一般应通过预处理以提高废水的可生化性并初步去除污染物，再结合生化处理。目前，开发经济、有效的复合水处理单元是亟待解决的问题。

同时，应加强清洁生产的研究，并在处理前期考虑废水是否有回收利用的价值和适当的途径，以达到经济效益和环境效益的统一。

引  言： 目前，含氨氮废水的处理技术，有空气蒸汽气提法、吹脱法、离子交换法、生物合成硝化法、化学沉淀法等，但均有不足之处，如气提法能耗高、容易结垢，并且必须进行后处理，否则会产生二次污染。用吹脱法处理高氨氮废水，其能量消耗高，产生大气污染；吹脱法需要在pH 高于的条件下才能实现，用石灰调整pH 值会使吹脱塔结垢，因此吹脱法的应用受到限制；吹脱效果还受到水温的影响；另外，由于吹脱塔的投资很高，维护不方便，国外一些吹脱塔基本上都己停运行。吸附法受平衡过程控制，不可能除去废水中少量的氨氮，离子交换法树脂用量较大，再生频繁，废水需预处理除去悬浮物。生物硝化反硝化法是现阶段较为经济有效的方法，工艺较为成熟，并已进人工业应用领域，但该法的缺点是温度及废水中的某些组分较易干扰进程，且占地面积大、反应速度慢、污泥驯化时间长，对高浓度氨氮废水的处理效果不够理想；常规的化学沉淀法采用铁盐、铝盐、石灰法，将产生大量的污泥，这些污泥的浓缩脱水性能较差，给整个工艺增加困难。上述方法的共同不足之处是处理后的氨氮无法回收利用。基于可持续发展观念，在高浓度氨氮废水处理方面，不仅要追求高效脱氮的环境治理目标，还要追求节能减耗、避免二次污染、充分回收有价值的氨资源等更高层次的环境经济效益目标，才是治理高浓度氨氮废水的比较理想的技术发展方向。

磷酸铵镁沉淀法

1.1  概述

磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O)俗称鸟粪石，英文名称struvite (magnesium ammonium phosphate)，简称MAP，白色粉末无机晶体矿物，相对密度1.71。MAP是一种高效的缓释肥料，在沉淀过程中不吸收重金属和有机物。此外，它可用作饲料添加剂化、学试剂、结构制品阻火剂等。

1.2 原理

磷酸铵镁沉淀法，又称化学沉淀法、MAP 法。MAP法脱除废水中氨氮的基本原理就是通过向废水中投加镁盐和磷酸盐，使Mg2+、PO43-(或HPO42-)与废水中的NH4+发生化学反应，生成复盐(MgNH4PO4·6H2O)沉淀，从而将NH4+脱除。该方法的特点是可以处理各种浓度的氨氮废水，在高效脱氮的同时能充分回收氨，所得到的沉淀物MgNH4PO4可作为复合肥料，因此该法具有较高的经济价值。

1.3 影响磷酸铵镁形成因素

1.3.1 反应时间。研究表明[2]，鸟粪石结晶法反应时间对氨氮的去除率影响很小，因此鸟粪石结晶沉淀法的反应时间主要取决于鸟粪石晶体的成核速率和成长速率。应用MAP 法处理氨氮废水时，使用适宜的搅拌速度和控制适当的反应时间，能使药剂充分作用，使MAP 反应充分进行，有利于MAP 的结晶作用和晶体的发育与沉淀析出。但反应时间不宜过长，否则会破坏鸟粪石的结晶沉淀体系，降低结晶沉淀性能。另外，反应时间越长，所需的动力消耗越多，处理费用越高，会影响MAP 法的经济效益；搅拌速度过大，形成的絮凝体会再次被打散，反而影响了混凝沉淀的效果。显然，MAP 法的反应时间需要结合被处理氨氮废水的水质特征，所用药剂种类、处理工艺等具体确定，一般都在1h 以内。

1.3.2 pH 值。氨氮废水的pH 值对MAP 法去除氨氮的效果影响很大[3]。pH 条件，决定了组成鸟粪石的各种离子在水中达到平衡时的存在形态和活度。而只有当鸟粪石沉淀所需的各种离子的活度积超过相应的溶度积，沉淀才能发生。

在一定范围内，鸟粪石在水中的溶解度随着pH的升高而降低；但当pH 升高到一定值时，鸟粪石的溶解度会随pH 的升高而增大。当pH<7 时，溶液中PO43-离子浓度低，不利于生成鸟粪石沉淀反应的进行；当pH 值8.0~9.5 时，沉淀为鸟粪石；当pH 值9.5~11 时，氨氮会有一部分转化成气态氨挥发，此时沉淀为鸟粪石和Mg(OH)2；当pH 值>11 时,沉淀为鸟粪石和Mg3(PO4)2；当pH 值为12 时，沉淀为Mg3(PO4)。综合文献得知，鸟粪石沉淀法回收氨氮的最优pH 范围为8~10 之间，不同的研究得出的结论有所差别

1.3.3 沉淀剂投加的摩尔配比。要生成磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O)沉淀，沉淀剂投加的摩尔配比n(Mg2+)： n(NH4+)： n(PO43-)理论比应为1∶1∶1。根据同离子效应，增大Mg2+、PO43-的配比，可促进反应的进行，从而提高氨氮的去除率与去除速率。但药剂最佳投配比受多方面因素的影响，应综合考虑各因素确定沉淀比的最佳配比。

1.3.4 沉淀剂的选择。MAP 法可选用多种含Mg2+的镁盐和含PO43-的磷酸盐作为化学沉淀药剂[4]。但是，不同药剂对氨氮废水的处理效果与处理成本有明显的差异，氨氮去除率可在54.4%~98.2%之间波动，普遍认为以磷酸氢二钠和氯化镁为沉淀剂对高氨氮废水处理效果较好，氨氮的去除率>90%[5]；镁盐的成本是处理的主要成本之一，使用不同的镁盐其成本占总处理成本的4.4%~40.2%之间，使用MgCO3 比使用MgCl2 成本低18.3%[6]；磷酸盐较贵，寻找更为廉价高效的磷酸盐可大幅度降低废水处理成本。

赵婷等[7]在对MAP 的特性进行分析的基础上，提出了用MgHPO4(MHP)吸收氨氮，将吸收氨氮后的产物MAP 进行热分解使MgHPO4 再生的氨氮废水处理新方法。研究以NH4Cl 溶液为模拟氨氮废水，主要探索pH、吸附剂用量及反应温度等各种条件对MHP 的氨氮吸附性能的影响。研究结果表明，MHP吸附氨氮后处理了氨氮废水，吸附氨氮后生成的MAP 经热分解，放出氨与水的混合蒸汽，可以回收高浓度的氨水，此法还可以使MAP 转化为MHP 循环利用，不需要投加大量的镁盐和磷盐，该方法与生化法等方法相比，具有能把废水中的氨氮以高浓度的氨水回收，实现了资源的有效利用的特点。

MgHPO4 再生容易，无再生液处理问题的特点；且处理工艺简单，处理速度快。因此，该工艺是一种经济有效的氨氮废水处理方法。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

1.4 限制

鸟粪石沉淀法脱氮技术，在国内外已应用于多种高浓度氨氮废水的研究，并取得了良好的脱氮效果，可以实现氨氮的再利用[8]，解决了氮的回收和氨的二次污染问题，为后续的生化处理创造了条件。但鸟粪石工艺产业化的主要问题是运行成本高、回收鸟粪石纯度低、对鸟粪石在农业上实用的研究少。

1.5 发展趋势

在今后的实际应用中，该方法主要有以下趋势：(1)由于该方法生成的磷酸铵镁颗粒细小或是絮状体，固液分离有一定的困难，因此在一定程度上限制了该方法的应用。今后的研究趋势在于鸟粪石结晶反应的动力学，结晶粒度分析，结晶体质量改善等方面的研究。(2)寻找最佳反应条件，确定废水中Mg2+、NH4+、PO43-离子的最佳比例，以实现最大氨氮去除率。(3)找寻价廉高效的沉淀药剂，提高鸟粪石回收氨氮的效率，降低处理成本，是研究的热点之一。鸟粪石工艺运行成本高的一个原因在于需要投加镁源，若能在我国污水厂实际运行中将海水、盐卤水或镁矿工业副产品作为镁源，必将大大降低运行成本。(4)有机物及其他杂质对鸟粪石脱氮过程的影响机理研究。(5)化学法和其他废水处理方法，如吹脱法、生物法联合使用机理研究，以实现处理成本的降低；(6)鸟粪石结晶装置的研究。(7)鸟粪石去除氨氮的经济效益产出途径；广泛开拓MAP的用途，使回收的MAP 不仅能补偿药剂费用还能产生一定的经济效益，则MAP 法的技术优势将更加完美。如果在以上方面取得突破，鸟粪石沉淀法脱氮除磷技术将得到大规模的推广使用，可能是未来高浓度氨氮废水处理的发展方向和优先选择。

结语

合成氨工业经过几十年来的不断技术革新改造，污水治理工作取得了一定的成果，但是由于各企业产品结构、工艺路线与管理水平不尽相同，部分企业外排水中COD、氨氮、硫化物等污染物质仍存在超标现象，水污染问题一直未得到有效的控制。经济有效的氨氮废水资源化处理技术还需要更深入的研究，使废水中氮、磷等营养物质的回收与再生成为可能。资源化技术的开发研究将使新技术在社会效益、经济效益和生态效益之间找到平衡点，实现可持续发展。

陕西咸阳3530印染厂原有污水处理设施采用混凝 水解酸化 生物接触氧化 溶气气浮 漂白工艺处理，处理费用高且效果不理想，超标排放。究其原因，主要为混凝工段去除的COD和色度的效果不佳，水解酸化阶段由于残留铝配体产生毒性，营养缺乏，废水和污泥未充分接触等原因处理效率不高；好氧段未能完全消耗BOD5等。

针对印染废水处理存在的问题，采用钢铁酸洗废液为主要原料制备混凝剂SUST-TF1作为印染废水的一级强化混凝剂，使COD去除率达到33.1%，色度去除率达到91%，并依靠铁配合体的强水解配聚能力降低进水pH。回流水解酸化单元出水，利用有机酸的强大缓冲能力中和高碱度进水，节省调节池进水酸调费用；提高水解酸化工段曝气搅拌强度，实现水解酸化细菌和污水充分混合；以回流二沉池污泥控制溶解氧，为水解酸化细菌提供了最佳生存条件。将生物接触氧化工艺改造成生物膜-活性污泥共生系统，增加污泥浓度，降低好氧生化段出水COD，最终实现出水达标。

1·废水水质水量及排放标准

陕西咸阳3530印染厂是从事于军队服装染色的印染企业，在生产过程中有大量的废水排出。废水总排放量为3000 ·td-1，环保部门要求其达到《渭河流域(陕西段)工业企业水污染排放标准》二级标准。经过跟踪调查和水质检测，确定采用表1所示的进水水质和排放标准[1]。

2·废水处理工艺流程

2.1原工艺流程

原处理工艺流程是印染废水中比较常见的工艺(见图1)，但是处理单元复杂，运行费用高，达到2.76元·m-3。运行不稳定，出水COD和色度均超标，出水COD 180～350 mg·L-1，色度120～160倍。水解酸化单元细菌活性不高：COD去除率≤15%，且可生化性提高不大，当进水B/C=0.28时，出水B/C=0.33。生物接触氧化段好氧微生物不能完全消耗曝气产生溶解氧，出水溶解氧为4.8～5.5 mg·L-1，充氧浪费严重，且出水中BOD5在45～90 mg·L-1范围内，仍然比较高。

2.2改造思路

(1)以实验室自制絮凝剂SUST-TF1替代聚合氯化铝，在保证前端良好混凝效果的同时实现降低絮凝沉淀费用；同时由于铁元素离子势大于铝元素，具备更强与OH-结合的能力，降低出水碱度。

(2)对水解酸化段实行出水回流，以回流水中有机酸的强大酸碱缓冲体系中和高碱度的进水。

(3)拆除水解酸化段微孔曝气器，将微孔曝气搅拌改变成大气泡搅拌，增强搅拌强度，使废水与细菌充分接触和充分中和高碱度进水；同时该改造可维持水解酸化池中≤0.5 mg·L-1低溶解氧浓度，保证水解酸化菌良好生存环境。

(4)回流二沉池好氧污泥于水解酸化池内，消耗水解酸化单元溶解氧，使其溶解氧在0.1～0.5mg·L-1范围内，维持比较低的氧化还原电位，保证水解酸化细菌生存环境的同时减少剩余污泥量。

(5)为提高好氧单元对污染物的去除效果，实现二沉池出水达标排放，将生物接触氧化工艺改变为生物膜-活性污泥共生工艺，增加好氧池的污泥浓度，降低F/M，减少剩余污泥量。

(6)对水解酸化单元实行N、P等营养元素补加，提高水解酸化细菌和好氧微生物活性，提高COD去除效率。

2.3改造后工艺流程

改造后工艺流程示于图2。

2.3.1 SUST-TF1强化混凝

混凝沉淀单元主要去除染料、悬浮物等不溶性大分子物质[2]。来自各个工段的废水经格栅后去处较大颗粒物后经由提升泵进入调节池，匀质匀量后进混凝沉淀池；采用强化混凝技术，投加混凝剂SUST-TF，使其在与废水进行接触20 min后进入沉淀池，使混凝沉淀单元获得最佳COD和色度去除效果，上清液自流进入水解酸化池。

2.3.2水解酸化

水中难降解污染物在水解酸化菌的作用下变成易降解的小分子有机物并生成部分二氧化碳，在降解有机物的同时提高可生化性，有利于好氧单元微生物降解[3]；但是由于混凝沉淀出水pH在10～11，采用水解酸化后端出水回流，利用有机酸的强大酸碱缓冲体系中和进水碱度，使水解酸化池进水端pH保持在9～10.5，维持水解酸化细菌正常生长条件。同时考虑到溶解氧对水解酸化细菌的影响，采用大气泡搅拌和二沉池好氧污泥回流两个措施将水解酸化池中溶解氧控制在≤0.5 mg·L-1[4]。

2.3.3生物膜活性污泥共生系统

生物膜-活性污泥共生系统强化处理工艺是生物膜与活性污泥同时在同一构筑物内共同生长，利用悬浮生长的活性污泥与附着生长的生物膜共同去除污水中有机污染物[5]。该技术改造是在生物接触氧化池的基础上进行的，故池中无需添加设备，在保证溶解氧DO≥1 mg·L-1的条件下提高活性污泥浓度至1.5～2.5 mg·L-1，既充分利用能耗，又提高好氧单元的COD去除率，保证二沉池出水达标。同时将好氧活性污泥回流到水解酸化池中，控制水解酸化池中的溶解氧浓度的同时，还能抑制活性污泥膨胀，减少剩余污泥排放量。

3·主要处理单元设计与运行参数

3.1混凝沉淀池

混凝池水力停留时间为20 min，采用穿孔管曝气搅拌，穿孔管间距为进水口30 cm，其他位置60cm；SUST-TF1溶液投加量1.2‰(3.5 mg·L-1)；沉淀池采用逆向流斜管沉淀，水力停留时间45 min，表面负荷4 m·3m-·2h-1，有效水深3 m，泥斗坡度50°。

3.2水解酸化池

池子分四格，整体为推流式。设计水力停留时间12 h，表面负荷为0.42 m3·m-·2h-1，有效水深5 m；高效弹性填料900 m3，填料架安装位置距离底部1 m；进水设计为多点布水，布水点间距0.5 m；池内采用大气泡搅拌，出气口间距2.5 m，通气速率15～25m·3m-·2d-1，气水比控制1.5～2.5，控制池内溶解氧浓度≤0.5 mg·L-1；水解酸化出水回流比1～1.5，保持水解酸化池进水端PH为9～10.5，回流水入口均位于沉淀池出水口；二次沉淀池污泥回流比0.75～1.0，回流入口位于水解酸化池进水口。

3.3生物膜活性污泥共生池

池子分四格，整体为推流式。设计水力停留时间16 h，有效水深为5 m；高效弹性填料1 400 m3，填料架安装位置距离底部0.5 m；填料有机负荷1.8kgCOD·m-3，池内活性污泥浓度根据出水水质量要求控制在1.5～2.5 g·L-1，活性污泥有机负荷为0.50～0.83 kgCOD·kgMLSS-·1d-1，采用微孔曝气充氧，曝气头间距0.6 m，穿孔管有效水深4.8 m，气水比15：1，控制溶解氧为1.5～3.5 mg·L-1。

4·结果与讨论

该污水处理工程中试与2008年3月开始。为缩短好氧活性污泥培养时间，采用附近印染厂剩余污泥作为接种污泥，按比例进行N、P等元素的补加。经过一个月的培养，污泥培养成熟并进行数据检测，运行三个月，系统稳定且各项指标(见表2)均能达到渭河水系(陕西段)污水综合排放标准的二级标准；提高污泥浓度至2.5 g·L-1时，可以实现出水符合《纺织染整工业水污染排放标准》一级标准[6]。

运行过程中，发现以下几点对系统高效、稳定运行和保证出水达标排放起重要作用。

强化混凝技术通过大量絮体的吸附和絮团卷扫作用[7]，使COD去除率由改造前的25%提高到33.1%，出水色度的达标排放(50倍以下)，减轻了后续工序的处理压力；同时残留的铁离子成为水解酸化细菌的微量元素，提高了水解酸化细菌的活性。

水解酸化单元出水B/C由改造前的0.33提高到0.39，COD去除率由改造前的≤15%提高到35.7%。营养元素的补加提高了水解酸化细菌的活性，搅拌强度的增强使细菌与废水得到充分接触，是水解酸化单元效率的提高的关键；COD去除率较大幅度提高主要原因为水解酸化细菌活性增强和缺氧条件下好氧活性污泥降解作用；同时水解酸化段高碱度进水可通过水解酸化后端含有有机酸的泥水回流解决，当回流比为1，pH≤10.5时，不会对水解酸化细菌活性带来影响；反而有机酸被中和可实现水解酸化单元的正常运行。

生物膜-活性污泥共生池处理效率的得到提高，COD去除率由原来的≤65%提高到84%，主要由以下两个促进因素：(1)由于生物膜-活性污泥共生系统中微生物量的增加，F/M(食微比)的降低。(2)水解酸化段效率提高使进入生物膜活性污泥共生系统的废水B/C比提高到0.39。

5·结论

以一级强化混凝＋缺氧水解酸化＋生物膜活性污泥共生系统工艺处理印染废水，对传统工艺改造小，运行费用低，为1.2元·m-3，处理效果好，可以实现COD小于135 mg·L-1排放，达到《渭河水系(陕西段)污水综合排放标》准的二级标准；在供氧充足的条件下，提高活性污泥浓度至2.5 g·L-1，可以实现出水COD小于100 mg·L-1，达到《纺织染整工业水污染排放标准》一级标准。

混凝剂SUST-TF对印染废水色度和COD都有很好的去除效果，混凝出水残留的铁作为水解酸化细菌的微量元素能提高该单元COD的去除效率和废水的可生化性，是印染废水处理的理想药剂。

改造后水解酸化单元效率提高幅度很大，该单元的高效、稳定运行是系统成功的关键，而生物膜活性污泥共生系统中活性污泥的浓度提高是出水达标排放的保障。

造纸污泥脱水一、污泥脱水是将流态的原生、浓缩或消化污泥脱除水分，转化为半固态或固态泥块的一种污泥处理方法。经过脱水后，污泥含水率可降低到55～80％，视污泥和沉渣的性质和脱水设备的效能而定。污泥的进一步脱水则称污泥干化，干化污泥的含水率低于10％。脱水的方法，主要有自然干化法、机械脱水法和造粒法。自然干化法和机械脱水法适用于污水污泥。造粒法适用于混凝沉淀的污泥。
　　
　　造纸污泥脱水二、方法
　　
　　造纸污泥脱水1、造粒脱水法：水中造粒脱水机是近年来发展的一种新设备。其主体是钢板制成的卧式筒状物，分为造粒部、脱水部和压密部，绕水平轴缓慢转动。加高分子混凝剂后的污泥,先进入造粒部,在污泥自身重力的作用下，絮凝压缩，分层滚成泥丸,接着泥丸和水进入脱水部,水从环向泄水斜缝中排出。最后进入压密部，泥丸在自重下进一步压缩脱水，形成粒大密实的泥丸，推出筒体。造粒机构造简单，不易磨损，电耗少，维修容易。泥丸的含水率一般在70％左右。
　　
　　造纸污泥脱水2、自然干化法：主要构筑物是污泥干化场，一块用土堤围绕和分隔的平地,如果土壤的透水性差,可铺薄层的碎石和砂子，并设排水暗管。依靠下渗和蒸发降低流放到场上的污泥的含水量。下渗过程约经2～3天完成，可使含水率降低到85％左右。此后主要依靠蒸发，数周后可降到75％左右。污泥干化场的脱水效果，受当地降雨量、蒸发量、气温、湿度等的影响。一般适宜于在干燥、少雨、沙质土壤地区采用。
　　
　　造纸污泥脱水3、机械脱水法：通常污泥先进行预处理，改善脱水性能后再脱水。目前最通用的预处理方法是投加无机盐或高分子混凝剂。此外，还有淘洗法和热处理法。
　　
　　机械脱水法有过滤和离心法。过滤是将湿污泥用滤层(多孔性材料如滤布、金属丝网)过滤，使水分(滤液)渗过滤层，脱水污泥(滤饼)则被截留在滤层上。
　　
　　离心法是借污泥中固、液比重差所产生的不同离心倾向达到泥水分离。过滤法用的设备有真空过滤机、板框压滤机和带式过滤机。真空过滤机连续进泥，连续出泥,运行平稳,但附属设施较多。板框压滤机为化工常用设备，过滤推动力大，泥饼含水率较低，进泥、出泥是间歇的，生产率较低。人工操作的板框压滤机，劳动强度甚大，现在大多改用机械自动操作。带式过滤机是新型的过滤机，有多种设计，依据的脱水原理也有不同(重力过滤、压力过滤、毛细管吸水、造粒)，但它们都有回转带，一边运泥，一边脱水，或只有运泥作用。它们的复杂性和能耗都相近。
　　
　　离心法常用卧式高速沉降离心脱水机，由内外转筒组成，转筒一端呈圆柱形,另一端呈圆锥形。转速一般在3000转/分左右或更高，内外转筒有一定的速差。离心脱水机连续生产和自动控制，卫生条件较好，占地也小，但污泥预处理的要求较高。机械脱水法主要用于初次沉淀池污泥和消化污泥。脱水污泥的含水率和污泥性质及脱水方法有关。一般情况下，真空过滤的泥饼含水率为60～80％，板框压滤为45～80％，离心脱水为80～85％。
　　
　　在污水厂的污泥脱水过程中所产生的滤液，除干化床的滤液污染物含量较少外，其他都含有高浓度的污染物质。因此这些滤液必须处理，一般是与入流废水一起处理。
　　
　　造纸污泥脱水三、典型的污泥处理工艺流程，包括四个处理或处置阶段。第一阶段为污泥浓缩，主要目的是使污泥初步减容，缩小后续处理构筑物的容积或设备容量；第二阶段为污泥消化，使污泥中的有机物分解；第三阶段为污泥脱水，使污泥进一步减容；第四阶段为污泥处置，采用某种途径将最终的污泥予以消纳。

氯在处理中的应用已有相当长的历史,它一直被看作控制被处理水中致病菌的重要手段。但近年来,发现氯化出水中产生的三卤甲烷对人身体健康能产生较大危害,所以,推广应用新型高效的消毒剂来控制处理水中的三卤甲烷(THM)以保证出水水质是必要的。

二氧化氯作为一种优良的替代消毒剂,在水处理中又重新引起人们的关注。这主要是因为二氧化氯同水中腐殖质反应不产生三卤甲烷类致癌物质,不与氨反应生成消毒效果差的氯氨。二氧化氯处理系统在操作上与氯化系统极为相似,而且易于控制和检测。此外。二氧化氯还可用于控制臭味和藻类,有去铁除锰的功效。旨在对二氧化氯在水处理中的应用进行机理分析,为其作为氯的一种替代消毒剂在水处理中的应用提供必要的理论依据。

2二氧化氯在水处理中的反应

2.1二氧化氯的基本特性。

二氧化氯是沸点为11℃的深黄色气体,具有与氯气相似的刺激性气味,易溶于水并形成黄绿色的溶液,与氯气在水中的水解过程不同,二氧化氯在水中的水解程度很低,主要以溶解气体的形式保留在水中。在略为酸性的(PH约为6)的溶液中极为稳定。二氧化氯溶液的紫外吸收光谱在360nm处有一个吸收峰,摩尔吸收系数约为1150(mo·lcm)。一般可用紫外吸收、电流滴定、比色和其它方法测定二氧化氯的含量。水处理中所用的二氧化氯都用亚氯酸钠与氯气混合反应现场制备而得:2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl。

二氧化氯是一种强氧化剂,也是一种良好的水处理消毒剂,其杀菌消毒能力约为氯的3倍。水处理中所用二氧化氯的较佳浓度在0.1～5.0mg/l之间,与氯相比,它有较良好的处理功能(降低处理水中的三卤甲烷、控制嗅味等)。

2.2二氧化氯在水中的形态。

如前所述,二氧化氯在水中基本上不发生水解作用。在PH值为2～10的范围内,以一种溶解气体的形式存在。但在较强碱性条件和二氧化氯浓度较高(>10mg/l)时,生成1:1的亚氯酸盐和氯酸盐:2ClO2+2OH-=ClO-2+ClO-3+H2O。其中亚氯酸盐离子也是一种强氧化剂。当二氧化氯的浓度在5～10的之间和PH值为12时,其在水中的半衰期为20分钟～3小时之间,在水处理过程中,约有50～70%的二氧化氯以亚氯酸盐及氧化物的形式存在,一般不存在氯酸盐。

2.3二氧化氯与无机物的反应。

二氧化氯可用于去除水中铁和锰,也可用于硫化物的氧化处理。二氧化氯像其他强氧化剂一样,可将二价锰(Mn2+)氧化成三价锰(Mn3+)而形成不溶性的二氧化锰(MnO2)并产生沉淀。其氧化过程是二氧化氯经还原产生亚氯酸盐,后者能迅速与二价锰反应而生成沉淀:2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2(↓)+12H++2Cl-。该反应在碱性条件下要比酸性条件下更快,效果更好。二氧化氯同样可迅速地将亚铁氧化成三价氢氧化铁(F(eOH)3)的形式沉淀下来。该反应在中性至碱性条件下较易发生。此外,二氧化氯可用于防止铸铁管中铁细菌的生长。据报道,二氧化氯的这种作用,是二氧化氯与细菌体内多糖类物质反应的结果。二氧化氯的另外一个功能是可将硫化氢很快氧化,在PH值为5～9范围内,反映的最终产物仅是硫酸铁,而其它氧化剂(臭氧、氯、氧)对硫化物的氧化产物除硫酸铁外,还产生元素硫。

2.4二氧化氯与有机物的反应。

研究表明,氯可通过氧化及亲电子取代作用与各种有机物反应而生成各种氯代有机物,其中以三氯甲烷(致癌物)为主。加之氯的消毒能力不如二氧化氯强,因而与有机物反应生成三氯甲烷的可能性较大,二氧化氯则不同,它主要是通过氧化作用与有机物反应,并生成少量的有机化合物。

(1)与酚类物质的反应。

二氧化氯与酚及其化合物(如间本二酚和氢醌)反应,可有效地防止因氯化处理时氯酚嗅味的产生。但目前尚不能肯定二氧化氯与酚反应不产生氯代酚。氯代酚在二氧化氯氧化酚的过程中所形成产物(对苯醌、马来酸和草酸)中的含量取决于二氧化氯与原水中酚类化合物的浓度比值。当二氧化氯含量较高时,基本不产生氯代酚,而主要以对苯醌(45%～65%)为主,其余为马来酸和草酸。有研究表明,当PH值为中性且二氧化氯过量时,二氧化氯与酚的反应在2s内即可将酚全部氧化。在一般水处理过程中,原水中的含酚量一般在几个微克每升的范围内,所以二氧化氯的含量总是过量的。因此,它不易产生氯代酚,故不产生嗅味。

(2)与嗅味物质的反应。

二氧化氯可用于控制被处理水中的腥臭味、土味及霉烂味,并有很好的去除效果。值得指出的是,为有效的去除土腥味(主要由波斯菊帖和2-甲基异冰片MIB产生),二氧化氯的投量应适当加大,同时,反应时间也应延长。

(3)与腐殖质的反应。

目前,对于二氧化氯作为水处理药剂在实际使用中,能否与腐殖质反应生成三卤甲烷类物质尚在深入研究之中,这与实际使用中的二氧化氯中是否含有氯有关,当有氯存在时,由于氯化作用,有可能生成少量的三卤甲烷类物质。但理论表明,不含氯时,二氧化氯与腐殖质反应不生成三卤甲烷或极少量的三卤甲烷(如图所示)。有关研究表明,二氧化氯形成的总有机卤化物的含量仅为氯的1%～25%。当二氧化氯中含有氯时,则上述含量将显著增加。

目前,采用二氧化氯控制处理出水中三卤甲烷的常用途径是,用二氧化氯对原水进行氧化以去除三卤甲烷母体物并起到初步的消毒作用,然后用氯对经过混凝沉淀、过滤及其它方法处理后的出水进行处理,二氧化氯的投量一般为氯化投量的30%～50%。这种处理工艺可使出水中THM的含量降低50%～70%。

3二氧化氯的生物学特性

3.1对微生物的灭活效率。

二氧化氯是一种有效的消毒剂,其杀菌效率为氯的3倍以上,仅次于臭氧。当投量为1～5mg/l时就可有效地杀灭大肠杆菌,类炭疽杆菌等。此外,对病毒、原生动物和藻类也有很好的灭火作用。

二氧化氯的消毒效果不受一般水中(PH值6～8.5)的影响,灭菌速度非常快。二氧化氯为2mg/l时,可在30s内完全杀灭大肠杆菌且出水中有1.1mg/l的剩余二氧化氯量。

二氧化氯也是一种有效的病菌灭活剂。在15℃、PH值为7.0的水中,投加1.0mg/l的二氧化氯,1分钟即可使脊髓灰质炎病毒Ⅰ型灭活99%。实际上,PH值对ClO2的分子结构无明显影响,只是在较高PH值时病毒带有更多的负电荷,利于与ClO2反应。这一点与氯的消毒作用不同。大多数城市供水的PH值都在偏碱性的范围内,因而对用二氧化氯消毒有利。

此外,二氧化氯在控制藻类及生物膜生长方面也有良好的功效。用二氧化氯处理水库或湖泊中藻类时,在相近的处理成本下,比硫酸铜更为有效。供水设备中生物膜生长一方面产生供水中的嗅味,另一方面会严重影响处理工艺(如离子交换、膜渗析及热处理)的正常运行。
3.2对微生物的灭活途径。迄今为止的研究尚未发现二氧化氯对微生物的表面特性产生多大的胜利破坏作用。二氧化氯对微生物的灭活途径主要有两种观点:一是人为二氧化氯同氨基酸、半胱氨酸、色氨酸及酪氨酸反应而使微生物灭活,但未同病菌的核糖核酸(RNA)反应。这种观点尚有待深入研究,因为二氧化氯与微生物反应时,是破坏其周围的结构还是破坏其核糖核酸,或是兼而有之,尚不十分清楚。二是认为二氧化氯对细胞的生理功能产生破坏作用而使之失活,如阻止其蛋白质的合成、破坏其细胞外层膜的渗透性、抑制其呼吸作用等。

3.3反应副产物及毒性。

前已述及,二氧化氯在水中可通过氧化还原反应而以亚硝酸盐和氯酸盐存在。这两种物质均可氧化血红蛋白,引起溶血性贫血症。但有待进一步研究。在欧洲很多城市自来水用二氧化氯作为消毒剂,未见有关危害健康的报道。但应对此加以考虑。为此,有必要对处理出水中剩余ClO2的量考虑去除措施或限制ClO2的投量。如德国的最大投量为0.3mg/l,俄罗斯为0.40～0.45mg/l,美国则规定出水中剩余ClO2量不超过1mg/l。

4结论

基于氯化出水中存在三卤甲烷等有害物质这一严峻事实,二氧化氯作为一种良好的替代消毒和氧化剂,已越来越引起人们的重视。二氧化氯不仅消毒功效好,而且也有良好的去除效果。 作者: 张振宁

　厌氧处理工艺在工业污水的应用已有30多年的历史。近20年来，随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践的积累，厌氧处理工艺克服了传统厌氧工艺水力停留时间长、有机负荷低等缺点，在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果，并且在低浓度有机废水的水解酸化工艺上有了大量成功的实例。 
　　厌氧过程一般可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。经研究并经工程实践证明，将厌氧过程控制在水解和酸化阶段，可以在短时间内和相对较高的负荷下获得较高的悬浮物去除率，并可将难降解的有机大分子分解为易降解的有机小分子，可大大改善和提高废水的可生化性和溶解性。与传统厌氧工艺相比，水解酸化工艺不需要密闭池，也不需要复杂的三相分离器，出水无厌氧发酵的不良气味，因而也不会影响污水处理站厂区的环境，并且跟好氧工艺相比，该工艺具有能耗低的优点。近年来，随着染料及染料助剂行业的快速发展，致使印染废水的可生化性越来越差，因此水解酸化工艺在印染废水处理工程上得到广泛的采用。 
　　我公司在印染废水的处理工程中普遍采用水解酸化工艺，针对不同的印染废水水质采用不同的水力停留时间和布水方式。总结我们已有的工程实践，水解酸化效果取决于：第一，足够的污泥浓度；第二，良好的泥水混合；第三，污水足够的水力停留时间；第四，合适的污泥留存方式。在废水处理工程的运行过程中，在污泥浓度和水力停留时间一定的情况下，泥水混合和污泥留存决定着水解酸化处理效果的好坏。 
　　水解酸化工艺可采用外加搅拌促使泥水混合的工艺措施，整个池内泥水也能形成良好的混合，但需要增加搅拌设备，出水需要增设沉淀池和厌氧污泥回流系统以维持水解酸化池内的污泥浓度，但这样做会大大提高工程造价，工程占地面积也会有所增加。 
　　水解酸化工艺中也有采用多点进水的工艺措施，但这样做往往造成布水均匀性和泥水混合不够，难以搅拌起来的厌氧污泥极易在池底部分区域形成污泥沉淀，从进水点到出水口出现水流短路现象。这样一来，水解酸化池的池容就得不到充分利用，实际水力停留时间大大小于理论水力停留时间，水解酸化工艺就难以取得良好的效果。 
　　在水解酸化工艺中，我公司采用升流式水解污泥床反应器，污水均匀布在整个池底部，废水在上升时穿透整个污泥层并进行泥水分离，上清液从集水槽出水进入后续好氧处理工序。布水均匀性和泥水混合采用脉冲布水器控制，进水首先进入脉冲布水器，贮存3～5分钟的水量，然后自动形成虹吸脉冲，整个布水器内的水在10余秒内通过丰字型管道系统均匀布于池底，丰字型管道上布水孔的出孔流速大于2米／秒，这样，池底部的泥水进行剧烈混合，充分反应。经过水解酸化处理的废水pH值能从10降至8左右，部分印染废水（如活性红印染废水）色度的去除能达到70～80％。良好的水解酸化处理工艺能大大提高污水的可生化性，进而提高后续好氧处理的去除率，是整个污水处理工程水质达标的重要措施。

摘　要: 氧化沟(ox idat ion ditch) 又名连续循环曝气池(Con t inuou s loop reacto r) , 是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺自投入使用以来。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点,已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括: 帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟、奥尔伯氧化沟、T 型氧化沟、DE 型氧化沟和一体化氧化沟。本文主要介绍氧化沟的结构、机理、存在的问题及其最新发展。

关键词: 氧化沟; 污水处理; 曝气器

氧化沟是由荷兰卫生工程研究所在上世纪50年代研制开发的废水生物处理技术, 是活性污泥法的一种改型, 属延时曝气的一种特殊形式。其基本特征是曝气池呈封闭、环状跑道式, 池体狭长, 池深较浅, 在沟槽中设有表面曝气装置。废水和活性污泥以及各种微生物混合在沟渠中作不停地循环流动, 完成对废水的硝化与反硝化处理。生物氧化沟兼有完全混合式、推流式和氧化塘的特点。在技术上具有净化程度高、耐冲击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能耗低等特点。氧化沟在空间上形成了好氧区、缺氧区和厌氧区, 具有良好的脱氮功能。

最早的氧化沟为20 世纪50 年代开发的帕斯韦尔(Pasveer) 氧化沟, 在沟道转弯处采用竖轴表面曝气器, 在一侧沟道上设有横轴转刷曝气器, 取得曝气与搅拌两个作用, 二沉池与之分建; 1960 年, 一种结构更为紧凑的奥贝尔(O rbal) 氧化沟在南非被开发和使用, 后被Envirex 收购, 成为美国USFilter 公司的一项专利; 20 世纪60 年代荷兰DHV 公司开发了使用广泛的Car rou sel 氧化沟, 除了能获得较高的BOD5 去除效率, 同时还能达到部分脱氮除磷的目的; 80 年代初, 美国开发了将二次沉淀池设置在氧化沟中的合建式氧化沟——BM TS 型, 并发展成现在所说的一体化氧化沟; 此外, 还有目前常用的多沟交替式氧化沟(双沟DE、三沟T 型) 等等, 形成了颇为庞大的氧化沟家族。

从氧化沟的运行方式看, 分为连续运行和交替运行, 而在连续运行方式中, 氧化沟作为曝气池使用, 必须设二沉池, 从而又有分建和合建的区分; 帕斯韦尔、卡鲁塞尔、奥贝尔氧化沟均属连续运行方式。而多沟方式, 往往不设二沉池, 氧化沟系统的一部分可以当作沉淀池交替运行。

氧化沟工艺在我国污水处理领域取得了飞速发展, 许多大学对此均深有研究, 如今氧化沟工艺已经成为一种成熟的活性污泥污水处理工艺在全国范围内得到广泛应用。

卡鲁塞尔氧化沟成功案例: 昆明兰花沟污水处理厂, 桂林市东区污水处理厂

奥贝尔氧化沟成功案例: 北京大兴黄村污水处理厂, 山东潍坊污水处理厂

一体化氧化沟成功案例: 四川省新都污水处理厂

多沟交替式氧化沟成功案例: 西安北石桥污水厂, 常熟市城北污水处理厂

以下为几种常见氧化沟的类型结构示意图:

5　几点认识

当前活性污泥法在污水处理工艺选择中占约90% , 而成熟的氧化沟工艺无疑成为活性污泥处理方法的首选, 在某种程度上它同时具备了厌氧——缺氧——好氧的功能, 与A-A-O生物脱氮工艺甚至有异曲同工之妙, 然而在大型污水处理厂的建设方面, 氧化沟工艺仍然有待进一步改进。来源：谷腾水网