隨著環(huán)保管理的不斷完善，城市及工礦企業(yè)污水處理規(guī)模的增加，污水處理的能耗也越來(lái)越引起重視。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，污水處理工藝的節(jié)能、增效，將是一項(xiàng)長(zhǎng)期的要求。好氧工藝污水處理是高能耗工藝之一，現(xiàn)有污水處理工藝的節(jié)能、增效主要從能耗單元審核、運(yùn)行參數(shù)控制、設(shè)備升級(jí)改造等方面進(jìn)行，出現(xiàn)了不少節(jié)能降耗新技術(shù)。

　　1、強(qiáng)化前級(jí)固液分離，減輕后續(xù)單元負(fù)荷

　　現(xiàn)行的污水處理工藝流程，前期處理一般都是用格柵攔截顆粒物，但對(duì)于小顆粒的固體懸浮物沒(méi)法攔截，采用密度高的攔截設(shè)備又容易堵塞，同時(shí)，對(duì)于水中的浮油，格柵也沒(méi)有相應(yīng)的分離措施，導(dǎo)致高負(fù)荷的固體懸浮物顆粒和油脂進(jìn)入水體，從而需要后續(xù)的系統(tǒng)單元消耗更多的能量來(lái)消解處理。另一方面，現(xiàn)有的污泥濃縮池，只是簡(jiǎn)單地將污泥進(jìn)行集中濃縮，然后定時(shí)將剩余污泥脫水，濾液回流，干泥外運(yùn)再做后級(jí)處理，而這些剩余污泥的有機(jī)含量較低，脫水后的后級(jí)處理必要但效率不高。現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)研究表明，污水中通常含有大量的膠體和顆粒性物質(zhì)，并且這部分物質(zhì)在污水中占有相當(dāng)大的比例。研究表明，活性污泥是一種很好的吸附劑，一方面極大的表面積為活性污泥充分吸附污染物提供了廣闊的空間，另一方面，活性污泥上棲息的微生物也在污泥絮凝、吸附過(guò)程中扮演著重要的角色，正是因?yàn)槲⑸镒饔玫拇嬖冢沟没钚晕勰辔叫袨閰^(qū)別于普通無(wú)機(jī)吸附劑，水中有機(jī)物的去除，首先依靠活性污泥的快速吸附作用。

　　活性污泥對(duì)懸浮性有機(jī)物的吸附性能，高于對(duì)溶解性和膠體性有機(jī)物的吸附，對(duì)高濃度廢水，吸附性能高于低濃度污水，污泥對(duì)有機(jī)物的吸附作用主要是物理過(guò)程，活性或滅活污泥對(duì)于廢水中的膠體以及微顆粒物都有較好的吸附作用。所以，我們可以利用剩余污泥的這一特性，將污泥和待處理的污水進(jìn)行混合，再將吸附了膠體及微顆粒物的剩余污泥進(jìn)行濃縮、脫水外運(yùn)做后級(jí)處理，進(jìn)行過(guò)這樣預(yù)處理后的廢水，不但有機(jī)物含量降低，從而改善后續(xù)處理單元的負(fù)荷，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。泥水混合液固液分離采用二級(jí)旋流方式，因?yàn)樾鞣绞剑灰锥氯鼙３窒到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　這樣的工藝改進(jìn)，可以用比較小的代價(jià)，將有機(jī)負(fù)荷最高的膠體和固體顆粒有機(jī)物，用比較經(jīng)濟(jì)及簡(jiǎn)單直接的物理方式，從水體中除去，從而在整體上大幅提高處理效率。

　　2、生物填料的改進(jìn)

　　經(jīng)過(guò)多年的探索和實(shí)踐，生化工藝作為污水處理的成熟工藝，得到了廣泛的應(yīng)用。其中，好氧工藝以其較高的處理效率、較少的占地面積，成為生化處理中的主要應(yīng)用工藝。好氧生化處理是利用好氧微生物(包括兼性微生物)在有氧氣存在的條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無(wú)害化的處理方法。微生物利用水中存在的有機(jī)污染物為底物進(jìn)行好氧代謝，經(jīng)過(guò)一系列的生化反應(yīng)，逐級(jí)釋放能量，最終以低能位的無(wú)機(jī)物穩(wěn)定下來(lái)，達(dá)到無(wú)害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進(jìn)一步處理。

　　生物接觸氧化工藝是一種于20世紀(jì)70年代初開(kāi)創(chuàng)的污水處理技術(shù)，兼有活性污泥法及生物膜法的特點(diǎn)，具有較高的容積負(fù)荷，不需要污泥回流，無(wú)污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理較活性污泥法簡(jiǎn)單，對(duì)水量水質(zhì)的波動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛采用。其技術(shù)實(shí)質(zhì)是在生物反應(yīng)池內(nèi)充填填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)在填料表面，部分則是絮狀懸浮生長(zhǎng)于水中。已經(jīng)充氧的污水浸沒(méi)全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿(mǎn)生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得以?xún)艋?/p>

　　低比表面積導(dǎo)致生物菌種數(shù)量及多樣性不夠理想，在單位容積內(nèi)的生物菌種數(shù)量受到限制，從而影響污水處理效率。如果在現(xiàn)有填料基礎(chǔ)上附著高比表面積的多孔性物質(zhì)顆粒物，使生物填料的比表面積大大提高，將為生物菌種的生長(zhǎng)和附著提供有利條件，從而提高單位容積內(nèi)的生物菌種數(shù)量，提高污水處理效率。具體措施：選用比表面積大于900m2/g的活性炭粉末，經(jīng)噴嘴霧化后噴出，被霧化的活性炭微粒通過(guò)槍口的極針或噴盤(pán)、噴杯的邊緣時(shí)因接觸而帶電，當(dāng)經(jīng)過(guò)電暈放電所產(chǎn)生的氣體電離區(qū)時(shí)，將再一次增加其表面電荷密度。這些帶負(fù)電荷的活性炭微粒在靜電場(chǎng)作用下，向填料表面運(yùn)動(dòng)，并被沉積在填料表面上形成均勻的碳粉涂層。然后進(jìn)入吹脫工序，用較高的風(fēng)速，將填料表面附著不牢的碳粉吹脫，最終得到附著力強(qiáng)、比表面積高的生物填料，這種填料表面的活性炭粉，在使用過(guò)程中，在增大填料比表面積，為生物菌種的生長(zhǎng)和附著提供有利條件，從而提高單位容積內(nèi)的生物菌種數(shù)量的同時(shí)，也會(huì)吸附水中的有機(jī)物，供生物菌種分解，從而提高污水處理效率。該方法成本低，容易實(shí)施，而且在后期的運(yùn)行中不需要耗能。

　　3、提高溶氧效率，增加生物菌種的數(shù)量和多樣性

　　生物好氧工藝的運(yùn)行，除生物轉(zhuǎn)盤(pán)外，都需要進(jìn)行曝氣增氧。曝氣不僅使池內(nèi)液體與空氣接觸充氧，而且由于攪動(dòng)液體，加速了空氣中氧向液體中的轉(zhuǎn)移;此外，曝氣還有防止池內(nèi)懸浮體下沉，加強(qiáng)池內(nèi)有機(jī)物與微生物及溶解氧接觸的目的。從而保證池內(nèi)微生物在有充足溶解氧的條件下，對(duì)污水中有機(jī)物的氧化分解。曝氣設(shè)備按供氣的方式分為：鼓風(fēng)曝氣充氧與機(jī)械曝氣充氧二大類(lèi)。鼓風(fēng)曝氣需要風(fēng)機(jī)和曝氣器設(shè)備及其管道等，是主流的設(shè)計(jì)方案。而機(jī)械曝氣效率低，曝氣效果比較差，比較適應(yīng)氧化溝工藝，能耗高，現(xiàn)在使用的很少。根據(jù)相關(guān)曝氣溶氧效率的研究表明，氧在水中的溶解效率主要和水溫，水深，氣壓，氣泡和水的接觸面積，以及空氣泡在水中的停留時(shí)間相關(guān)。

　　我們根據(jù)工程實(shí)踐，設(shè)計(jì)了一種浮式生物浮筒，充分利用污水池的現(xiàn)有空間尺寸，優(yōu)化生物浮筒的尺寸，創(chuàng)新性的利用曝氣余氣，推動(dòng)生物浮筒的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。一方面看提高氧氣的溶解，其顯著的特征有：

　　(1)浮筒在空氣中露出時(shí)，通過(guò)填料表面薄水膜從空氣中供給，當(dāng)浮筒從水中出現(xiàn)在空氣中時(shí)，伴隨著填料表面附著的薄水膜，在空中期間，通過(guò)這個(gè)膜層可以溶解氧，溶氧效率受水膜的厚度，旋轉(zhuǎn)速度，浸漬率等的影響;

　　(2)浮筒進(jìn)出水面，對(duì)水面造成擾動(dòng)，提高水表面溶氧率，從而給水中供氧。另一方面，浮筒中的生物填料表面為微生物菌種提供了生長(zhǎng)環(huán)境，形成穩(wěn)定而菌種多樣的生物膜，在不需要增加耗能的情況下，提高污水處理效率。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　通過(guò)以上三個(gè)方面對(duì)好氧生化處理工藝的優(yōu)化改進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能增率的目的，降低污水處理的運(yùn)行成本。首先，利用沉淀污泥強(qiáng)化了前級(jí)固液分離的效果，減輕后續(xù)處理單元的負(fù)荷，使系統(tǒng)整體的處理效率提高;其次，通過(guò)有效提高生物填料比表面積的措施，增大生物菌種的附著面積和數(shù)量，從而提高單位容積內(nèi)的生物數(shù)量和密度，提高系統(tǒng)的處理效率;最后，通過(guò)增設(shè)創(chuàng)新性的生物浮筒，增加氧氣的利用效率以及生物膜，使好氧處理單元的效率有效提高。