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摘要：随着我国城市化建设进程的不断推进，中、大城镇整体发展逐渐向外扩散，不断增加的城市建设范围与配套设施的跟进进度无法达到统一，出现部分污水处理设施用地与居住、医疗等敏感地块区域毗邻的情况，为下降污水设施对周边环境的影响至最低，全地埋式、半地埋式污水处理设施就应运而生了，本文仅针对地下式污水处理设施的设计建设条件，对地下式污水处理设施的二级处理工艺内容进行探讨。
关键词：地埋式污水厂；污水二级处理工艺；MBR；CASS
引言：
地埋式污水处理厂是随着国内快速化的城市发展应运而生的新型污水处理设施建设方式，其主要优势在于对周边环境及敏感点极低的负面影响，同时由于整个工艺系统位于地面以下，本身整体投资中土建费用就会占到整体投资的40%左右，高昂的造价要求整个工艺系统必须以更紧凑的布局来减少整个项目的地下埋设范围。紧凑布局带来的极低的占地面积需求也是这类污水处理厂的优势所在。
近年来，随着城市化建设进程的加快，部分城市的原规划污水处理设施其建设容量已无法满足日益扩大的城市建设规模，同时满足新建污水处理厂用地条件的地块位置往往夹杂在各种环境敏感区域中间，以此背景下，占地面积小，对周边环境影响较低同时顶部空间可作为其他用处的地埋式污水处理厂在城市发展中得到了城市发展决策者们更多的青睐，本文在以地埋式污水处理厂为建设背景下对目前污水厂常用的A2O工艺、氧化沟工艺、CASS工艺、MBR工艺等4种二级处理工艺进行了计算对比和探讨，并针对工艺特点和厂区建设特点进行了如下分析。
一、A2O工艺
A2O工艺又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称，即厌氧/缺氧/好氧工艺，属于传统工艺中活性污泥法，工艺污水在流经三个不同功能区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的氮、磷及有机物得到去除。
A2O工艺对于提高系统的除磷能力具有极其重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷；在厌氧、缺氧和好氧交替运行的条件下可以抑制丝状菌繁殖，减少污泥膨胀现象，有利于泥水分离，运行过程中在厌氧区、缺氧区仅需轻轻搅拌，运行费用低；工艺中厌氧、缺氧和好氧三个区段严格分开，减少了各功能区微生物的相互影响，脱氮除磷效果较好。A2O工艺其耐冲击负荷较高，是国内广泛运用的成熟工艺。
图1A2O工艺典型工艺流程图
二、氧化沟工艺
氧化沟工艺是荷兰20世纪50年代开发的一种生物处理技术，是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，又名连续循环曝气池，是活性污泥法的一种变型。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废水的治理。氧化沟工艺中目前应用最多的是奥贝尔（ORBAL）和改良型卡鲁塞尔氧化沟。
改良卡鲁塞尔氧化沟其本质与改良A2O已经一致，仅是好氧区的构造型式不同。该工艺通常采用表曝设备，虽然简化了管理，但能耗较大，所需面积也较大，土建复杂，采用水力控制的内回流设施实际证明效果不好，也多改用回流泵；采用鼓风曝气的改良型卡鲁塞尔氧化沟，虽然降低了能耗和占地，但受池型的限制，存在部分无效空间。
图2氧化沟工艺典型工艺流程图
三、CASS工艺
CASS工艺即周期循环活性污泥法，是序批式活性污泥法（SBR工艺）的改良形式，其特点在于分为多个工艺单元并联独立完成生化反应，且不需要设置二沉池。
CASS工艺每个工艺单元反应器的一个完整操作过程包括5个阶段：进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期和闲置期。CASS工艺周期工作时间一般为4h，其中充水-曝气2h，沉淀1h，滗水1h，反应池最少设置2座，使系统连续进水，一池充水-曝气，另一池沉淀和滗水。
CASS工艺由于其出水水质对于SS和氮磷的去除率不高的特点，常规运行工况下的CASS工艺出水水质一般稳定在《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》中一级B类标准以上，单CASS工艺适用于尾水受纳水体水环境要求不高的污水处理厂，CASS工艺常与深度处理工艺高密度澄清池串联布置以应对部分尾水水质要求较高的情况。
图3CASS工艺典型工艺流程图
四、MBR工艺
MBR工艺即膜生物反应器（MembraneBioreactor）的简称，是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新技术，取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离,得到直接使用的稳定中水。又可在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少，极有效地去除氨氮，出水悬浮物和浊度很低，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小。
经过几年的发展，MBR工艺其运行条件已日趋成熟，国内已有多例
MBR工艺常采用膜通量在0.4~0.75m³/（m2*d）的纤维膜作为常用膜组件反应器，根据使用经验，常采用200~500m3/d做为单组膜组件的产水量，采用多个膜组件并联出水，出水一般设置有抽吸泵，其设备能耗相比于常规活性污泥法和生物膜法要高出1.2~1.5倍，但由于其高效稳定的出水水质该工艺在近年各个地区提标改造标准越来越严的情况下得到了更多的运用。MBR工艺由于其膜组件通透性较低，常在工艺预处理端设置栅条间隙0.5mm以下的膜格栅池，以降低毛发、砂质等对膜反应器的物理污染。
图4MBR工艺典型工艺流程图
五、计算及比选
根据城镇污水处理厂典型进水水质，按照3万m³/d的水量作为蓝本，对工艺单元的设置形式进行计算，其结果和比选内容如下：
表1各类工艺比选表
六、结论
经过对四种二级处理工艺的计算比选，可以看出传统的活性污泥法代表工艺A2O工艺和氧化沟工艺在地埋式的污水处理厂区建设中并不占优势，而对于CASS工艺和MBR工艺的比较，在对于出水水质要求不高的区域，CASS工艺由于工艺本身的紧凑布局，其成本投资和运行费用都有很大优势，而在对于水质要求较高的区域，MBR工艺虽然有高昂的设备费用和运行费用，但出水水质效果很好，更有竞争力。
参考文献：
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[2]《城市污水处理厂处理设施设计计算》；崔玉川；《化学工业出版社》2011年1月
[3]《浅谈污水处理站中MBR污水处理工艺的设计》；陈玉珊；《中国新技术新产品》2016年22期
[4]《浅析生活污水处理工艺（CASS工艺）》；赵海亮；《科学与财富》2017年6月22日