【能源人都在看，点击右上角加'关注'】
北极星水处理网讯：根据网友的需求，整理了一些常见污水处理工艺的基本原理、处理效率以及工艺对比等内容。尽管每种工艺都有其独特的优势，但实际效果常常受到污水中的污泥状态、停留时间、污泥浓度等因素的影响。处理效率的评估需要结合具体生产过程中的实际情况。若有不足之处，敬请各位批评指正。
一、A/O工艺
1、基本原理
A/O工艺全称为缺氧/好氧工艺（Anoxic/Oxic），其核心优点不仅在于有效降解有机污染物，还具备一定的脱氮除磷能力。该工艺通过厌氧水解技术对活性污泥进行预处理，因此可以看作是活性污泥法的一种改进版。
A/O工艺的运行特点是将前段的缺氧池和后段的好氧池串联起来。缺氧段中的溶解氧浓度控制在0.2 mg/L以下，进入好氧段时溶解氧浓度则为2~4 mg/L。在缺氧段，异养菌将污水中的有机物（如淀粉、纤维、碳水化合物等）水解成小分子有机酸，并将不可溶的有机物转化为可溶的有机物。当这些水解产物进入好氧池进行处理时，有助于提高污水的可生化性并优化氧气的使用效率。
在缺氧段，异养菌通过氨化作用将蛋白质和脂肪等有机物分解为氨氮（NH3、NH4+）。当提供足够的氧气时，自养菌会将氨氮氧化为硝酸盐（NO3-），并通过回流控制将其送回到A池。在缺氧环境中，异氧菌则将硝酸盐还原为氮气（N2），完成了氮、碳、氧在生态中的循环，达到脱氮除磷的目的，实现污水的无害化处理。
2、A/O内循环生物脱氮工艺特点
基于以上生物脱氮的基本流程，并结合多年处理焦化废水的实践经验，我们总结出A/O工艺的一些优点：
处理效率高：该工艺对污水中的有机物、氨氮等具有显著的去除效果。总停留时间大于54小时后，经过生物脱氮处理的水质再经过混凝沉淀，COD可以降至100mg/L以下，其他指标也能满足排放标准，总氮的去除率可达70%以上。
简单易操作，成本较低：A/O工艺不需要额外添加昂贵的碳源（如甲醇），因为反硝化过程直接利用废水中的有机物作为碳源。特别是当系统中安装有脱氨塔时，能够提升碳氮比，降低对碱的需求，从而减少运行成本。
反硝化过程的降解效率高：在缺氧段，COD、BOD5和SCN-的去除率分别为67%、38%、59%，酚和有机物的去除率为62%和36%。反硝化反应不仅经济，而且能效较高。
容积负荷高：通过强化生化硝化和反硝化阶段的污泥浓度管理，结合膜技术，提高了系统的容积负荷。
耐冲击能力强：A/O工艺在水质波动较大或污染物浓度较高的情况下，能够稳定运行，因此操作管理较为简便。
根据水质水量的特点，A/O工艺能够满足脱氮除磷的也确保其他污染物的处理达到排放标准。
3、A/O工艺的缺点
缺乏独立的污泥回流系统：由于没有专门的回流系统，无法培养出具有特殊功能的污泥，导致一些难降解物质的去除效果较差。
提高脱氮效率需增加内循环比：为了提高脱氮效率，必须增加内循环比，这会增加运行费用。内循环液含有一定的溶解氧，导致A段的缺氧条件受到影响，影响反硝化效果，使得脱氮率难以达到90%。
影响因素：水力停留时间（硝化＞6小时，反硝化＜2小时）、污泥浓度（MLSS＞3000mg/L）、污泥龄（＞30天）和N/MLSS负荷率（＜0.03）等都对工艺效果有较大影响。
二、A2/O工艺
1、基本原理
A2/O工艺是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。与A/O工艺相比，A2/O工艺增加了厌氧阶段，具有更强的脱氮和除磷能力，常用于需要同时进行脱氮和除磷的大型城市污水处理厂。
2、A2/O工艺特点
高效去除污染物：A2/O工艺能有效去除污水中的BOD5、SS、总氮和磷，去除效率通常可达到90%以上。
污泥沉降性好：此工艺的污泥沉降性能较好，易于分离。
多环境微生物作用：厌氧、缺氧和好氧三种不同环境中的微生物协同作用，使得有机物、氮、磷的去除效果更为显著。
脱氮除磷的局限性：脱氮效果受混合液回流比的影响，除磷效果则受回流污泥中的溶解氧和硝酸盐影响，因此无法达到100%的脱氮除磷效率。
流程简便：在三阶段交替运行下，A2/O工艺能简化工艺流程，总水力停留时间较短，减少了能耗。
污泥膨胀少：由于运行条件较为稳定，A2/O工艺在处理过程中能有效避免污泥膨胀问题。
3、A2/O工艺的缺点
反应池容积较大：相比A/O工艺，A2/O工艺需要更大的反应池容积。
较高的能耗和运行费用：由于需要较大的回流量和较高的曝气强度，A2/O工艺的能耗较高，运行费用也较为昂贵。
中小型污水厂不适用：对于处理规模较小的污水厂来说，A2/O工艺的费用偏高，经济性较差。
三、氧化沟工艺
1、基本原理
氧化沟是一种以曝气池为核心的水处理工艺，因其构筑物呈环形沟渠而得名。氧化沟常用于处理大流量的生活污水和工业废水，其本质上属于延时曝气系统，具有较长的水力停留时间和较低的有机负荷。
2、氧化沟工艺特点
构造灵活多样：氧化沟的构造可以根据需要进行多种变化，如圆形、椭圆形、L形等，并可以采用单沟或多沟系统，适应不同水质要求。
曝气设备多样：常用的曝气设备包括转刷、转盘、表面曝气器等，不同的曝气方式适应不同的水质和处理需求。
简化了预处理和污泥处理：氧化沟具有较长的水力停留时间和较长的污泥龄，因此可以不设置初沉池，剩余污泥量少，且已得到高度稳定，降低了后期污泥处理的复杂度。
3、氧化沟工艺的缺点
污泥膨胀问题：如果水质中的碳水化合物过多，且氮、磷比例不平衡，可能导致丝状菌的过度繁殖，从而引发污泥膨胀。
泡沫问题：如果进水中含有大量油脂或污泥过老，氧化沟中可能会产生大量泡沫，影响处理效果。
污泥上浮：在处理过程中，废水中含有过多的油脂或氮化合物时，可能会导致污泥上浮，从四、R工艺
1、工艺原理
R（序批式反应器）工艺是一种批式污水处理方法，其基本原理是在反应器内预先培养一定量的活性污泥。当废水进入反应器时，污水与活性污泥混合，并在有氧条件下进行生物降解，微生物通过代谢作用降解水中的有机污染物，同时微生物自身增殖。在反应过程结束后，污水中的污染物经过沉淀分离，最终达到水质净化的目的。
R工艺采用的是间歇式处理流程，整个处理过程分为几个阶段，包括进水、反应、沉淀、排水和空闲阶段。其优点在于能够根据污水的水质变化灵活调节每个阶段的操作时间，因此具有较强的适应性，尤其适合用于污水水质波动较大的场合。
2、R工艺特点
高效的生化反应：R工艺通过理想的推流过程，使得反应器内的污水在厌氧、好氧交替的环境下充分处理。通过微生物对有机物的降解，能够高效去除BOD、COD和氮磷等污染物。
运行稳定：由于R系统是批处理方式，每一周期的处理过程都在一个封闭的反应器内进行，系统的操作比较稳定。在处理过程中，污水与活性污泥接触的时间可调节，从而提高了净化效率。
适应性强：R工艺能够根据实际情况灵活调整处理周期，特别适合水质水量波动较大的情况。它在不同的工作阶段可以调整曝气时间、沉淀时间等，保证污水的高效处理。
无需连续进水：由于采用间歇式处理，因此R系统在污水流量波动较大的情况下仍能保持良好的处理效果，适合用于一些需要应对冲击负荷的场合。
低占地面积：相比其他传统的连续流污水处理工艺，R工艺能够在较小的空间内实现较高效的污水处理，适用于场地有限的区域。
3、R工艺的缺点
处理周期长：由于R工艺是批次处理，每一周期的处理需要一定时间，通常需要数小时才能完成一个完整的处理周期。整个系统的运行周期较长。
污泥沉降问题：尽管R工艺在反应后有沉淀阶段，但在某些情况下，污泥沉降性能较差，可能会影响到水质的稳定性，特别是当水质变化较大时。
系统复杂性高：与连续流工艺相比，R工艺的设备较为复杂，需要精确的自动控制系统来调节每个周期的时间和流程，且运行管理要求较高。
五、MBR工艺
1、基本原理
MBR（膜生物反应器）工艺结合了活性污泥法和膜分离技术，通过将膜分离装置与活性污泥反应池结合，使得反应池中的污水和微生物能够更有效地接触，同时通过膜分离技术去除水中的悬浮物、胶体物质及其他难降解污染物。MBR工艺不仅能去除大部分有机物和氮磷，还能有效去除细菌和病毒等微生物，因此被广泛应用于需要高质量排放标准的污水处理场合。
2、MBR工艺特点
高效的污水处理：MBR系统结合了生物降解和膜分离的双重作用，能够高效去除水中的有机物、氨氮、磷等污染物。由于膜的高截留能力，能有效去除小颗粒物质，达到更高的水质要求。
占地面积小：与传统的沉淀池相比，MBR工艺的膜分离系统能够极大地提高污水处理效率，减少反应池和沉淀池的规模，因此能够在较小的占地面积内完成高效处理。
污泥产量少：由于膜技术的应用，MBR系统中发生了更为充分的微生物降解过程，使得污泥的产量较传统活性污泥法低，且剩余污泥的稳定性较好。
出水水质优良：MBR系统能够确保出水水质达到较高标准，尤其适用于回用水、工业循环水、生活污水深度处理等需要高水质的场合。
3、MBR工艺的缺点
膜污染问题：MBR工艺中使用的膜分离装置会随着使用时间的增加而受到膜污染，特别是在处理含油、含颗粒物较多的污水时，膜表面容易附着污染物，导致膜的通量下降，需要定期进行清洗或更换。
投资和维护成本较高：由于膜技术的引入，MBR工艺在初期投资和运行维护成本上相对较高，尤其是在膜的更换和清洗方面，增加了系统的运营成本。
操作管理要求高：MBR工艺系统的自动化程度较高，但对操作人员的技术要求较高。需要定期监控膜的性能，及时清理或更换膜元件，以确保系统长期稳定运行。
六、不同的污水处理工艺适用于不同的水质、水量及排放要求。从A/O工艺到R工艺，再到MBR工艺，每一种方法都有其优缺点。A/O工艺以其高效、经济的脱氮除磷功能广泛应用，但在处理效果上可能存在一定的限制。A2/O工艺则能提供更高的脱氮除磷效果，但对于中小型污水厂来说，可能成本较高。氧化沟工艺则因其结构简单、操作稳定，适用于大流量的污水处理，而R工艺以其灵活性和适应性，特别适合水质波动较大的场合。MBR工艺虽然设备投资较高，但其高效的污水处理能力和小占地面积特点，适用于对水质有更高要求的应用。
根据实际污水水质和排放标准的不同，选择合适的工艺进行污水处理是确保环保目标实现的关键。