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揭秘五大主流廢水生物處理工藝及其特點

發布時間：

2025-11-28

揭秘五大主流廢水生物處理工藝及其特點

在污水處理領域，生物處理技術憑借其高效、經濟、環保的特性，已成為主流解決方案。從城市污水到工業廢水，不同工藝通過微生物的代謝活動實現有機物降解、脫氮除磷等目標。本文將深度解析五大主流廢水生物處理工藝的核心原理、技術特點及適用場景，為工程實踐提供科學參考。

一、AO工藝：脫氮專家的經濟之選  

AO工藝（Anoxic/Oxic）作為活性污泥法的經典改良，通過“缺氧-好氧”兩段式設計實現高效脫氮。其核心在于利用缺氧池的反硝化菌將硝酸鹽轉化為氮氣，好氧池的硝化菌則將氨氮氧化為硝酸鹽，形成氮循環。該工藝總氮去除率可達70%以上，COD可降至100mg/L以下，且無需額外添加碳源，直接利用原水中的有機物作為反硝化能量來源。  

技術優勢顯著：流程簡單、基建成本低、耐沖擊負荷強，尤其適合中小型污水廠。但受限于無獨立污泥回流系統，難降解物質處理效果一般，脫氮率難以突破90%。典型應用場景包括食品加工、化工等行業的有機廢水處理。

二、A2O工藝：全能冠軍的穩定表現  

作為AO工藝的升級版，A2O（Anaerobic-Anoxic-Oxic）通過增加厭氧池形成“厭氧-缺氧-好氧”三段式結構，實現同步脫氮除磷。厭氧池釋放污泥中的磷，缺氧池完成反硝化，好氧池則同時進行硝化、有機物降解和磷吸收。該工藝BOD?和SS去除率達90%-95%，總氮去除率超70%，磷去除率高達90%，且污泥沉降性能優異，SVI值通常小于100，有效避免污泥膨脹。  

其穩定性源于交替運行環境對絲狀菌的抑制作用，但基建和運行費用較高，更適合大型污水廠。例如，某日處理20萬噸的城市污水廠采用A2O工藝后，出水總氮穩定低于15mg/L，滿足一級A排放標準。

三、氧化溝工藝：靈活可靠的延時曝氣代表  

氧化溝通過閉合溝渠內的循環流動實現污水處理，其核心創新在于將推流反應與完全混合反應優勢結合。污水與活性污泥在溝內循環流動，通過曝氣設備供氧并推動水流，形成好氧-缺氧交替環境，實現同步硝化反硝化。該工藝水力停留時間長達10-30小時，污泥齡15-30天，無需設置初沉池和污泥消化池，顯著簡化流程。  

技術特點包括：結構多樣（單溝、多溝、同心圓等）、曝氣設備靈活（轉刷、轉盤、射流器）、抗沖擊負荷強。某石油化工廢水處理項目采用氧化溝工藝后，COD去除率穩定在85%以上，且運行費用比傳統工藝降低20%。但需注意溝底流速不均導致的積泥問題，新型氧化溝已通過優化溝型和增加固液分離裝置解決此痛點。

四、SBR工藝：間歇式處理的極簡主義  

SBR（Sequencing Batch Reactor）工藝打破傳統多池串聯模式，通過單一反應器完成進水、反應、沉淀、排水、閑置五階段循環。其核心優勢在于：  

1. 靈活可控：各階段時間可根據水質調整，如延長反應時間應對高污染負荷；  

2. 脫氮除磷：通過溶解氧濃度控制，在同一周期內形成厭氧-缺氧-好氧環境；  

3. 占地節省：無需二沉池和污泥回流系統，基建成本降低30%以上；  

4. 泥水分離徹底：靜止沉淀方式使出水SS低于10mg/L。  

某電子工業園區廢水處理項目采用SBR工藝后，不僅實現氮磷同步去除，且通過PLC自動控制系統將運行電耗降低15%。但間歇運行需精準控制變水位工況，對自動化程度要求較高。

五、CAST工藝：SBR的升級抗沖擊版本  

CAST（Cyclic Activated Sludge Technology）在SBR基礎上增加預反應區，形成“緩沖閥”效應。污水先進入預反應區，微生物快速吸附可溶性有機物，對水質波動和有毒物質形成緩沖，同時抑制絲狀菌生長。主反應區則完成有機物降解和脫氮除磷，整體抗沖擊能力較傳統SBR提升40%以上。  

該工藝容積利用率高、曝氣強度小，運行費用節省10%-15%。某紡織印染廢水處理項目采用CAST工藝后，在進水COD波動達300mg/L的情況下，仍保持出水COD穩定低于50mg/L。但需注意污泥穩定性問題，可通過優化排泥策略改善。