（天津市政工程設計研究院，天津 300051）

　　加拿大NORAM公司David先生發明的VT（Vertical Treatment）& VD（Vertical Thermophilic Aerobic Digestion）工藝是在深井曝氣技術的長期實踐中不斷總結而發現的，該工藝充分發揮了井式反應器的優勢。眾所周知，水在20℃時，常壓下的溶解氧飽和濃度為9.17 mg/L。在VT工藝中，井深100 m時，溶解氧的飽和濃度可達80 ~ 90 mg/L，有關文獻指出，深井的反應器中，溶解氧濃度可達40 ~ 50 mg/L，氧轉移推動力可比普通曝氣提高5倍。高溶解氧提高了氧化污泥絮體顆粒內的滲透深度，使絮體顆粒中好氧微生物所占比例增大，增大污水處理系統的污泥負荷；同時，強大的氧轉移推動力使氧的傳遞速度加快，使微生物的氧化作用不會受到供氧限制，溶解氧充足，有利于硝化菌的生長，更不易發生由于缺氧而引發的絲狀菌污泥膨脹。總之，較高的溶解氧濃度是雙威工藝的最大特點和優勢，深井曝氣雖然井深也達100 m，但其流態是垂直流動循環式曝氣反應器，雙威工藝，專辟有高氧化區，為活性污泥法處理有機污水開創了一條新途徑。同時用VD工藝處理污泥，進行高溫好氧消化，有明顯的節能優勢，是一種新開發的自熱型污泥消化技術。其產物含固率可達10%，使污泥穩定安全，達到美國EPA的CFR-503條規定的A級生物固體標準，為污泥的最后處置開辟了新的路徑。

　　井式反應器在降解有機物的同時，又完成了混合液的加壓溶氣任務，由于出水自反應器的底部（約10個大氣壓）引出，在減壓釋放后，混合液內的污泥將自動上浮，此舉使VT工藝可獲得含固率4%的剩余污泥；VD工藝可獲得含固率10%的A級生物固體。

　　圖①~⑩顯示了溫哥華采用VT工藝的污水處理廠其混合液分離的實際情況（全過程錄像為2分30秒）。

　　加拿大諾曼工程及工程承包公司（簡稱諾曼公司）是一家致力于環保及化工領域新技術開發及其商業化應用的工程公司。諾曼公司在污水處理方面擁有的一項專利技術是雙威污水污泥處理系統，包括VERTREAT^TV污水處理工藝（簡稱VT工藝）和VERTAD^TM污泥處理工藝（簡稱VD工藝）。

　　與傳統污水及污泥處理技術相比，雙威系統的優勢主要表現為：

　　(1)采用VT污水處理工藝，占地面積通常只有傳統工藝的20%；

　　(2)采用VT污水處理工藝，曝氣量僅為傳統法的10%；

　　(3)采用VT污水處理工藝，不存在大面積敞開式曝氣池，異味氣體排放降至最低程度，能最大限度地改善污水廠對周圍環境的負面影響；

　　(4)采用VD污泥處理工藝，經處理后的出廠污泥達到美國EPA污泥A級標準，可作為農用及綠化用肥直接使用。

　　1 VT污水處理工藝

　　VT污水處理工藝是目前最先進的高效好氧活性污泥處理技術。它利用潛置于地下的豎向反應器對污水進行超深水好氧生物處理。其主要特點是將普通深井曝氣工藝中的三個分離處理區合并，使反應池體積更小，氧的利用率更高，從而有效地降低了工程投資和運行費用。井式生化反應器從上而下分為氧化區、混合區及深度氧化區三個部分，工藝及結構如圖1所示。該反應器一般75 ~ 110米深，直徑通常為0.7 ~ 6米。

　　與其它污水生物處理工藝相比，VT技術具有以下優點：

　　* 運行費用低。通常只有傳統活性污泥法的一半以下；

　　* 占地少。本系統結構非常緊湊，所需占地面積通常只有傳統工藝的10% ~ 20%；

　　* 環境影響小。和傳統工藝相比，VT工藝的VOC（揮發性有機化合物）排放量是最低的。由于占地小，也便于根據特定需要將系統置于封閉的建筑之內；

　　* 維修、管理方便。并可以通過自動控制，實現無人值守；抗沖擊負荷能力強。

　　主要經濟技術指標如下：

　　*  BOD去除率≥95%；

　　* 出水BOD小于15 mg/L，SS小于15 mg/L；

　　* 去除每kg BOD耗電≤0.8度。對城市污水而言，每處理1 m³水耗電0.1度左右；

　　* 占地面積僅為傳統污水處理工藝的10% ~ 20%。

　　2 VD污泥處理工藝

　　VD工藝是一種先進的自熱型高溫好氧污泥消化技術，初沉污泥及剩余活性污泥經VD工藝處理后，可轉化成美國國家環保局（EPA）CFR-503條規定的A級生物固體，A級生物固體可直接用作土壤肥料，徹底解決污泥的最終處置問題。該工藝的核心是深埋于地下的井式高壓反應器（如圖2所示）。該反應器一般是110米深，井的直徑通常是0.5 ~ 3米，所占面積僅為傳統污泥消化技術的一個零頭。

圖1  VT結構及工藝流程示意圖

圖2  VD結構及工藝流程示意圖

　　VD污泥處理技術與傳統的厭氧及好氧污泥處理工藝相比，具有以下優點：

　　* 投資省。大多數情況下，總投資比傳統工藝低；

　　* 占地少。本系統結構非常緊湊，占地面積小；

　　* 處理效果好。在處理過程中，揮PA發性固體要以減少40% ~ 50%。經處理后的出廠污泥可達到美國E污泥A級標準。污泥經脫水后，可以直接用作土壤肥料，徹底解決污泥的最終處置問題；

　　* 運行費用為傳統高溫好氧消化的一半以下；

　　* 對消化后污泥只需投加少量有機絮凝劑進行污泥脫水，就可使污泥含水率降至65% ~ 70%；

　　* 環境影響小。采用VD污泥處理工藝，異味氣體和揮發性有機物的排放量很低；

　　* 在氣候非常惡劣的地方，或者對環境有特殊需要的情況下，便于將該系統置于封閉的建筑內；

　　* 維修、管理方便。并可以通過自動控制，實現無人值守；

　　* 使用價錢不高的熱交換器，即可實現過程的熱量回收（收回的熱量可以用來采暖），而不需像厭氧消化那樣配置價格昂貴的氣體凈化裝置和專用鍋爐。

　　3 主要經濟技術指標：

　　* 氧傳質效率約50%；

　　* 經VD工藝處理后，揮發性固體至少可以降低40%；

　　* 經離心機脫水可得到含水率小于70%的A級生物固體；

　　* 去除每公斤揮發性固體耗電小于1.4度，對城市污水而言，相當于噸水耗電0.06度，如果VT和VD工藝同時使用，污水和污泥處理系統總耗系統總耗電約0.16度/m³水；

　　* 占地面積僅為傳統污泥消化工藝的10% ~ 20%。

　　4  VT工藝按不同排放要求的三種流程：

　　① 當采用GB18918－2002一級標準A標準時，工藝流程如下：

　　本流程在VT反應器出水經氣浮分離后采用BAF池進行硝化反應，利用進水池進行反硝化反應。除磷采用化學法。脫氮和除磷效果良好。

　　在本流程中，BAF池本身具有不易堵塞的特點，加上VT工藝氣浮出水所含SS很低，所以在運行中，只需每周反沖洗一次，節能顯著。

　　② 當采用GB18918－2002一級標準B標準時，工藝流程如下：

　　本流程除磷采用化學法，流程簡潔，脫氮和除磷效果可以滿足排放標準。

　　③ 采用GB18918－2002二級標準時，工藝流程如下：

　　另據Noram公司提供的材料證明，該技術除用于處理城市污水外，同時也廣泛用于各種工業廢水的處理，僅該公司承建的污水處理項目中有市政污水廠25座，最大規模為51 000 m³/d，而工業廢水的處理廠達38座，最大規模為400 000人口當量，BOD負荷達30 000 kg/d。可見該技術用于高濃度有機廢水的治理有其更大的優勢。