發(fā)明的“SPR高濁度污水凈化系統”（美國發(fā)明 ）將污水的“一級處理”和“三級處理”程序合并設計在一個SPR污水凈化器罐體內 ，在30分鐘流程里快速完成 。它容許直接吸入懸浮物（濁度）高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水，處理后出水的懸浮物（濁度）低于3毫克/升（度）；它容許直接吸入CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機污水，處理后出水CODcr可降為40毫克/升以下。只需用相當于常規(guī)的一 、二級污水處理廠的工程投資和低于常規(guī)二級處理的運行費用 ，就能夠獲得三級處理水平的效果 ，實現城市污水的再生和回用。 

SPR污水處理系統首先采用化學方法使溶解狀態(tài)的污染物從真溶液狀態(tài)下析出，形成具有固相界面的膠?；蛭⑿腋☆w粒；選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來；然后采用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體；再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理，在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離；清水經過罐體內自我形成的致密的懸浮泥層過濾之后，達到三級處理的水準，出水實現回用；污泥則在濃縮室內高度濃縮，定期靠壓力排出，由于污泥含水率低，且脫水性能良好，可以直接送入機械脫水裝置，經脫水之后的污泥餅亦可以用來制造人行道地磚，免除了二次污染。 

發(fā)明的SPR污水凈化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、占地少、凈化效果好的眾多優(yōu)勢將為當今世界的城市污水的再利用開創(chuàng)一條新路。城市污水實現再利用之后，為城市提供了第二淡水水源，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供了*的條件，其經濟效益和社會效益是不可估量的. 

SPR污水處理系統與眾不同的技術特點 

1.城市生活污水和處理藥劑的混合主要是在泵前吸藥管道 、污水泵 葉輪、蛇形反應管 和瓷球反應罐的組合作用下完成的 ，依照紊流速度 、混合時間 、和水力學結構數據設計 ，得以十分充分的混合 ，為取得混凝凈化效果和大限度地節(jié)省藥劑創(chuàng)造了前提條件 。這是過去常規(guī)的一級處理和二級處理之水工結構所做不到的 。 

2.SPR系統處理城市污水時 ，采用五種以上污水處理藥劑及其配方組合使用 ，靠化學反應使污水中溶解狀態(tài)的有機污染物 、重金屬離子 和有害的鹽類從水中析出 ，成為有固相界面的微小顆粒 （它包含有污水三級處理的作用）。其中還選用了一種吸附效果很好而價錢又很便宜的吸附劑,以吸附有機污染物和色度 ?？肯緞┰?0分鐘的流程內殺滅細菌和大腸桿菌 ?？炕炷奈锢砘瘜W吸附作用將懸浮物及各類雜質凝聚成大而且密實的絮團 。這樣發(fā)揮各藥劑的單獨作用和它們之間的交聯作用的用藥方式是與常規(guī)的物理化學法不相同的 。而且SPR系統使用的組合藥劑配方 ，只能在具有十分精細的水動力學參數設計的SPR污水凈化器及其系統里才能充分發(fā)揮作用 ，在常規(guī)的水工系統里是無法使用的 。 

3.SPR系統裝置能夠依照模擬試驗得出的配方 ，借助大氣壓力和流量計 ，十分精確地投加混凝藥劑和絮凝藥劑 ，不致因加藥過量而造成藥劑殘留在凈化后的出水中，而且動力消耗很少 。 

4.SPR污水凈化器內部結構是*按照混凝機理精確設計的 ，形成的渦旋流動和各部位恰當的水流速度 ，使得膠體顆粒之間有多的碰撞次數 ，并且有凝聚吸附所需的流速環(huán)境 。從而在極小的容積內獲得了極充分的凝聚效果 。這也是常規(guī)水工裝置*的 。 

5.根據混凝形成的絮團實際狀況 ，準確確定了SPR污水凈化器內部的水動力學數據 ，使得在罐體中上部形成了一個有幾十厘米厚的 、十分致密的懸浮泥層 。所有經過混凝的出水都必須通過此懸浮泥層的過濾 ，才能升流到罐體上部的清水匯集區(qū) 。它十分成功地起到了污水高級處理工藝中極為重要的過濾作用 。 

這個致密的懸浮泥層是由污水中的污泥及混凝藥劑形成的絮體本身組成的 。隨著絮體由下向上運動 ，使泥層的下表層不斷增加 、變厚 ；同時 ，隨著過濾水力學原理形成的罐體的旁路流動，引導著懸浮泥層的上表層不斷流入中心接泥桶 ，上表層不斷減少 、變薄 。這樣 ，懸浮泥層的厚度達到一個動態(tài)的平衡 。當混凝后的出水由下向上穿過此懸浮泥層時 ，此絮體濾層靠界面物理吸附和電化學特性及范德華力的作用 ，將懸浮膠體顆粒 、絮體 、細菌菌體等等雜質全部攔截在此懸浮泥層上 ，使出水水質達到三級處理的水平 。由于泥層是由絮體組成 ，致密度高 ，過濾效率遠遠高于常規(guī)的沙粒層過濾 ；由于是處于懸浮狀態(tài)的絮體泥層作濾層 ，其過濾的水頭（阻力）損失非常小 ，所以動力消耗遠遠低于常規(guī)的砂層過濾 、微孔過濾 、或反滲透膜過濾；又由于過濾泥層是凈化過程中由污水中的污泥自動補充添加 ，又自動被引走 ，即過濾泥層自身在不斷地更新 ，過濾泥層總是保持著穩(wěn)定的厚度，而且總是保持著穩(wěn)定的物理吸附和電化學吸附性能 ，因此能獲得穩(wěn)定的過濾效果 。而且*免去了常規(guī)系統中*的過濾層的反沖洗以及反沖洗帶來的眾多麻煩 。這種結構和原理與常規(guī)的三級污水處理的過濾裝置是*不同的 ，這里沒有價格昂貴的反滲透膜過濾 、微孔過濾 、或活性炭過濾等裝置 。所以 ，投資省 、動力消耗小 、運行費用低是SPR系統的必然優(yōu)勢。 

6.SPR系統選用的絮凝劑 ，同時也是良好的污泥助濾劑 ，所以 ，系統后排出的污泥漿 ，其脫水性能良好 ，可以不另外添加助濾劑 ，就直接泵入壓濾機脫水 。泥餅可以制成人行道地磚再利用 ，不會帶來二次污染的問題 。它沒有傳統的生化法產生的污泥含水率很高、脫水性能很差的致命弱點。 

7.本類型污水凈化器曾開機運行處理過養(yǎng)豬場污水 、養(yǎng)雞場污水 、煤礦礦井坑道污水 、生豬屠宰場污水 、高粱釀酒廠酒糟污水 、紡織印染污水、再生紙造紙污水和城市生活污水等等含有大量有機污染物和氨氮的污水；也成功應用于陶瓷廠污水、墻地磚廠污水、大理石水磨拋光污水、洗煤污水、燃煤鍋爐濕法除塵污水、石英砂洗砂污水等懸浮物含量*的污水的凈化和回用。 各地檢測部門測試了污水凈化器進水和出水的有關數據 。測試報告單表明 ：氨氮去除率可以達到85％，總氮去除率可達95％ ，有機氮去除率可達96％ ，BOD去除率可達95％ ，懸浮物的去除率則高達98.3% ~ 99.6% ，出水濁度達到3 度（3 毫克 / 升）以下。這是本凈水系統在低投資 、低運轉費的前提下所獲得的出水指標 。 這是常規(guī)的物化法和生物化學法的一級 、二級處理系統都無法達到的 。 

除發(fā)達國家有專門的城市生活污水管路系統外，實際的城市污水往往混入有許多工業(yè)污水，可生化性差和污染物成分不規(guī)則地快速變化是我們面臨的現實，而針對降解某種有機污染物的微生物生長、繁殖的過程卻太長，所以，傳統生化系統難以適應當今愈來愈工業(yè)化了的城市的污水。SPR系統已擁有處理眾多工業(yè)污水的適應能力和物化法具有的快速應變能力，容易通過自動化的手段應付系統入口污水水質的變化，保持穩(wěn)定的凈化效果。 

8.在SPR系統中投放殺菌消藥劑時 ，只要增加一些投氯量（無需另外增加設備）就可以起到用氯來氧化除氨的作用 ，進一步提高污水處理系統去除氨氮的效率 。 

9.假如經過SPR系統處理后的出水氨氮含量還未達到較嚴格的要求（如某些發(fā)達國家或發(fā)達地區(qū)將排水標準定為含氨氮1毫克 / 升以下） ，也可以后續(xù)再串聯設置一級離子交換裝置 ，靠斜發(fā)沸石離子交換柱終達到除氨氮的目標 。 

因為斜發(fā)沸石離子交換系統要求進口水質的懸浮物含量要低于35毫克 / 升 ，否則會影響離子交換柱的功能和壽命 ，從而大大增加離子交換的運行費用 。過去 ，常規(guī)的一 、二 級污水處理裝置是難以*穩(wěn)定地達到這樣的前處理水平的 ，因而限制了離子交換法除氨氮技術的廣泛應用 ?，F在 ，SPR污水處理系統可以保證凈化后出水的懸浮物含量低于3毫克 / 升（實際運行中出水的懸浮物含量多為1毫克 / 升） ，使得后續(xù)的斜發(fā)沸石離子交換系統去除氨氮的負荷減輕很多 ，交換柱的使用壽命會大大延長 ，即離子交換的運行費用會大大降低 ，將使離子交換法除氨氮技術的優(yōu)點得到更充分的發(fā)揮 。 

早在七十年代 ，美國Minnesota 州Minneapolis 市的羅茲芒污水廠就是用純粹的物理化學法處理城市生活污水的 ，其工藝流程是：化學混凝----沉淀----過濾和活性炭吸附----斜發(fā)沸石離子交換 。其后出水水質標準為：氨氮1 毫克 / 升 ，BOD 10毫克 / 升 ，磷 1毫克 / 升，懸浮物 10毫克 / 升 ，pH 8.5 。證明純粹的物理化學法處理城市污水在技術上是可行的 ?，F在 ，依靠新發(fā)明的SPR凈水技術 ，將使這項工藝的經濟性更為圓滿 。 

10 。其實 ，經過SPR污水凈化系統處理后的出水 ，其懸浮物的含量小于3 毫克 / 升 ，濁度也小于3 度 （毫克 / 升 ） ，達自來水標準 ，不再會堵塞輸水管路 ，并且已經經過了良好的消毒 。將此出水回送到城市各地 ，作為城市草坪綠地和樹木綠化澆灌用水是十分安全 、可靠的 。經過SPR系統處理后的出水中 ，殘存的氮含量已經很低 ，氮作為植物生長的營養(yǎng)物是不必去除 、或不必去除得那么干凈 的。從而可以免去除氮的深度處理投資及其運行費用 ，既保證了環(huán)境質量 ，又為社會節(jié)省了大筆資金 。 用此回用水取代自來水作為城市綠化用水 ，將大大節(jié)省城市的淡水資源 ，減輕城市市政部門的供水壓力 ，對城市的整體經濟發(fā)展定會產生十分巨大的效益 。這是城市污水回用的新概念。 

11 。這種純粹的物理化學法污水處理系統 ，受天氣 、環(huán)境 及人為因素的影響少 ，操作人員控制處理系統的能力和靈活性都大大*于生物化學法 ，這是*的 。 

城市生活污水處理廠的工藝流程可采用下列新模式 ： 

方案〔1〕：一般的城市：污水經SPR系統處理后 ，回用于城市綠化 、澆灌草地樹木，或作為工業(yè)用水 。 

城市生活污水儲存調節(jié)池:SPR污水處理系統 ----污泥脫水------ 污泥制成人行道地出水回用于澆灌城市草地、樹木，或作為工業(yè)用水 

方案〔2〕：特殊要求的城市：生活污水經SPR系統處理后 ，再進行離子交換除氨氮 ，后排海 ，或回用。 

城市生活污水儲存調節(jié)池:SPR污水處理系統 ------ 污泥脫水 ------ 污泥制成人行道地磚

斜發(fā)沸石離子交換除氨氮,出水排入近海 、或回用于澆灌城市草地、樹木，或作為工業(yè)用水。 

如果有關部門能協助創(chuàng)造一些現場表演的簡易條件 ，將可以運送一臺處理水量為10 ～ 20 立方米 / 日的SPR污水凈化器及其完整的配套系統到現場作城市污水凈化處理的連續(xù)開機運行操作表演 ，并通過播放錄像和幻燈片詳細講解有關的凈化機理 ，同時請當地水質檢測的部門進行凈化效果的水質測試 。全套裝置輪廓大尺寸為長3米 ，寬1.4米 ，高2.4米 ，總重量為一噸以下 。 

在技術展示成功的基礎上 ，與當地的環(huán)保部門及環(huán)保產業(yè)密切合作 ，依靠當地自身的科技力量和自身的制造能力 ，建造城市生活污水處理廠 。 另外，SPR系統也可用于市區(qū)內的公園湖水的凈化及自循環(huán) 。希望將要興建的城市污水處理廠采用SPR污水處理技術后，能成為城市生活污水處理技術的* 。 如果在已有的城市污水一級和二級處理系統的基礎上，附加采用SPR污水處理系統作為后的深度處理裝置，使出水達到工業(yè)自來水的標準，以實現后出水回用的目標，也是現有城市污水處理系統升級換代的方案。 

三、BIOLAK污水處理技術 

l、百樂卡（BIOLA)工藝特點 

百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性污泥污水處理系統。它是由初采用天然土池作反應池而發(fā)展起來的污水處理系統。自1972年以來，經多年研究形成了采用土池結構、利用浮在水面的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統。 

由于采用土池而大大減少了建設投資，采用曝氣鏈曝氣系統進一步強化了氧的磚移效率，并減少運行費用，大大提高了處理效果。工藝設計簡捷，不需復雜的管理，在適宜的條件下具有較大的經濟和社會效益. 

1.1低負荷活性污泥工藝 

百樂卡工藝污泥回流量大，污泥濃度較高，生物量大，相對曝氣時間較長，所以污泥負荷較低。龍?zhí)镂鬯畯SBOD5污泥負荷率為 0?05kgBOD/kgMLSS.d，污泥濃度為400Omg/L,污泥齡為29d,所以剩余污泥雖很少。 

1.2 曝氣池采用士池結構 

根據國家*1992年《工業(yè)廢水處理設施的調查與研究》，我國工業(yè)廢水處理設施資金的54%用于土建工程設施，而只有36%用于設備，造成這 種投資分配格局的主要原因是工藝池大都采用價格昂貴的鋼筋混凝土池。而龍?zhí)镂鬯畯S土建工程造價500萬元，僅占總投資的20%。 

大的鋼筋混凝土池不僅價格昂貴，而且施工難度大。但對于許多種曝氣工藝來講，都不考慮采用土池，因為土池會造成地下水的侵蝕，同時也由于在土池基礎上安裝曝氣頭是十分困難的。 

為了減少投資，百樂卡技術在研究土池結構的曝氣池上做了大量工作，首先是使用HDPE防滲膜隔絕污水和地下水，其次是懸掛在浮管上的微孔曝氣頭避免了在池底池壁穿孔安裝。 

這種敷設HDPE防滲膜的土池不僅易于開挖、投資低廉，而且完*滿足污水處理池功能上的要求，并能因地制宜，*地適應現場的地形，存某些特殊的地質條件下，如地震多發(fā)地區(qū)、土質疏松地區(qū)，其優(yōu)點得到更充分的體現。敷設HDPE防滲膜的土池使用壽命遠遠超過鋼筋混凝土池。 

1.3 高效的曝氣系統 

百樂卡曝氣系統的結構是，曝氣頭懸掛在浮鏈上，停留在水深4一5m處，氣泡在其表面逸出時，直徑約為50um。如此微小的氣泡意味著氧氣接觸面積的增大和氧氣傳送效率的提高。同時，因為氣泡向上運動的過程中，不斷受到水流流動，浮鏈擺動等擾動，因此氣泡并不是垂直向上的運動，而是斜向運動，這樣延長了在水中的停留時間，同時也提高氧氣傳遞效率。運行表明:百樂卡懸掛鏈的氧氣傳遞率，遠遠高于一般的曝氣工藝以及固定在底部的微孔曝氣工藝。百樂卡曝氣頭懸掛在浮動鏈上，浮動鏈被松弛地固定在曝氣池兩側，每條浮鏈可在池中的一定區(qū)域蛇形運動。在曝氣鏈的運動過程中，自身的自然擺動就可以達到很好的混合效果，節(jié)省了混合所需的能耗。 

采用百樂卡系統的曝氣池中混合作用所需的能耗僅為1?5W/m3，而一般的傳統曝氣法中混合作用的能耗為l0一l5W/m3。由于百樂卡曝氣頭(BIOLAK)-Friox)特殊的結構，即使在很復雜的環(huán)境里曝氣頭也不至于阻塞，這意味著曝氣裝置可運行幾年不維修，所需維護費用很少。 

曝氣系統與配套的高效鼓風機保證了很高的氧氣傳遞效率，供氧能力為2?5kgO2/kW?h)，而傳統的污水處理廠該值為lkgO2/lkW?h)。鼓風機就設在池邊，減少了鼓風機房和空氣輸送管道的費用。 

1.4 簡單而有效的污泥處理 

百樂卡工藝的另一特點是回流污泥量大，其剩余污泥比傳統工藝少許多。 

在恒定的負荷條件下，百樂卡工藝的污泥在曝氣池中的停留時間是傳統工藝的幾倍。由于污泥池中的污泥是*穩(wěn)定的，它不會再腐爛，即使*存放也不會產生氣味，這就是它同傳統工藝相比污泥更容易處理的原因。而且污泥池*可以做成土池結構，節(jié)省廠土建費用。 

1.5 簡單易行的維修 

百樂卡系統沒有水下固定部件，維修時不用排干池中的水，而用小船到維修地點將曝氣鏈下的曝氣頭提起即可。實踐表明，曝氣頭運行幾年也不用任何維修，這主要是因為曝氣管是由很細的纖維(直徑約0?003mm)做成，并用聚合物充填，以達到防水和防臟物的目的。同時，曝氣頭有大約80%的自由空隙和20%的表面，和傳統曝氣頭剛好相反。因此，微生物可生長的面積很小，并很容易被去除。當曝氣頭必須維修時，也不影響整個污水處理場的運行。該工藝的移動部件和易老化部件都很少。在選擇設備和材料時，都采用了可靠耐用的材料。該工藝無需太多的自動化。它既不需要任何易損的探測器，也不需要任何復雜的控制系統，而操作這些控制系統還需要專門的技術和昂貴的配件。 

1.6 二次曝氣和安全池 

為了保證負荷變化時用水質量，百樂卡工藝利用一個相對獨立的池來進行二次曝氣，以保證出水清潔，保證水中有足夠的溶解氧。 

1.7 二沉池 

曝氣池中產生的污泥在二沉池中被分離，并重新回到曝氣池參與污水凈化。有的百樂卡工藝的二沉池和曝氣池合并到一起，進一步節(jié)省了土建費用和占地面積。二沉池沉淀污泥由漂浮式刮泥機、吸泥機排入污泥槽回流。 

1.8 土地的利用 

盡管百樂卡系統需要的曝氣池體積比所謂密集型的大，但所需的總面積并不大，有時甚至更小，這主要有以下原因:a不需初沉池;b二沉池可以和曝氣池合建在一起;c池的設計和布置的自由度大，對地形的適應性強。