【正文】 通活性污泥法或其改良）。對(duì)于以除碳和脫氮為主的處理時(shí)，一般也為生物法（硝化反硝化）。對(duì)于以除碳、脫氮和除磷為主時(shí)，可選擇生物法、生物法化學(xué)法或單純化學(xué)法。本次設(shè)計(jì)采用的是以生物法處理為主。 工藝流程的比較按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》要求推薦，20萬t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，10～20萬t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝，小型污水廠還可采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對(duì)脫磷脫氮有要求的城市，應(yīng)采用二級(jí)深化處理，如A/O工藝，/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。本設(shè)計(jì)要求對(duì)原水中的氮、磷有較高的去除，應(yīng)采用二級(jí)深化處理。根據(jù)《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》推薦，以及國(guó)內(nèi)外工程實(shí)例和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，比較成熟且適合余中小規(guī)模城鎮(zhèn)污水處理除磷、脫氮的工藝有：A/O工藝，/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝及其改良工藝。A/O工藝、/O工藝、各種氧化溝工藝、SBR工藝這些從活性污泥法派生出來的工藝都能夠?qū)崿F(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合，都是比較有效的脫氮除磷工藝[13]。(1)生物接觸氧化生物接觸氧化法是以附著在載體（俗稱填料）上的生物膜為主，凈化有機(jī)廢水的一種高效水處理工藝。擁有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)。在可生化條件下，不論應(yīng)用于工業(yè)廢水還是養(yǎng)殖污水、生活污水的處理，都獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。該工藝因具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)的污水處理系統(tǒng)中。生物接觸氧化法是一種介于生物濾池與活性污泥法之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，使得污水與污水中的填料充分接觸，避免出現(xiàn)生物接觸氧化池中存在的污水與填料接觸不均的缺陷。 生物處理是經(jīng)過物理化學(xué)方法處理后的環(huán)節(jié)，也是整個(gè)循環(huán)流程中的重要環(huán)節(jié)，在這里氨/氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氰等有害物質(zhì)都將被去除，對(duì)之后流程中水質(zhì)的進(jìn)一步處理起到關(guān)鍵性作用。 此工藝中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣提供，生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，填料壁的微生物會(huì)因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用可造成生物膜的脫落，這樣能促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法具有以下特點(diǎn)： ?由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷； ?由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，因而對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力； ?剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理方便。(2)SBR工藝 SBR是序批式間歇活性污泥法（SeguencingBatch Reactor）的簡(jiǎn)稱。它是近年來在國(guó)內(nèi)外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種污水生物處理新技術(shù)，目前已有很多生產(chǎn)性裝置在運(yùn)行中?！　∥覈?guó)是近10多年來才開始對(duì)SBR污水生物處理工藝進(jìn)行研究的。1985年，上海市政設(shè)計(jì)院為上海吳淞肉聯(lián)廠設(shè)計(jì)投產(chǎn)了我國(guó)第一座SBR污水處理站，設(shè)計(jì)處理水量為2400t/d。經(jīng)幾年的實(shí)際運(yùn)行實(shí)踐表明SBR工藝對(duì)污水處理可獲得良好的處理效果。目前，SBR藝主要應(yīng)用在以下幾個(gè)污水處理領(lǐng)域：①城市污水：主要有家庭生活污水，醫(yī)療廢水；②工業(yè)廢水：主要有啤酒、制藥、餐飲、造紙、印染、洗滌、屠宰等工業(yè)的污水。SBR作為廢水處理方法具有下述主要特點(diǎn)：在空間上完全混合，時(shí)間上完全推流式，反應(yīng)速度高，為獲得同樣的處理效率，SBR法的反應(yīng)池理論明顯小于連續(xù)式的體積，且池越多，SBR的總體積越??；工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，占地省，造價(jià)低，設(shè)備費(fèi)用、運(yùn)行管理費(fèi)用低；靜止沉淀，分離效果好，出水水質(zhì)高；運(yùn)行方式靈活，可生成多種工藝路線；同一反應(yīng)器僅通過改變運(yùn)行工藝參數(shù)就可以處理不同類別的污水；由于進(jìn)水結(jié)束后，原水與反應(yīng)器隔離，進(jìn)水水質(zhì)水量的變化對(duì)反應(yīng)器不再有任何影響，因此工藝的耐沖擊負(fù)荷能力高；間歇進(jìn)水、排放以及每次進(jìn)水只占反應(yīng)器的2/3左右，其稀釋作用進(jìn)一步提高了工藝對(duì)進(jìn)水沖擊負(fù)荷的耐受能力。另一方面，SBR法能夠有效地控制絲狀菌的過量繁殖，這一特性是由缺氧好氧并存、反應(yīng)中底物濃度較大、污泥泥齡短、比增長(zhǎng)速率大決定的。(3)氧化溝氧化溝工藝是活性污泥法的一種變形，其曝氣池呈封閉的溝渠形，池體狹長(zhǎng)，可達(dá)數(shù)十至百米以上，曝氣裝置多采用表面曝氣器，污水和活性污泥的混合液在其中做不停的循環(huán)流動(dòng)的過程，有機(jī)物質(zhì)被混合液中的微生物分解。該工藝對(duì)水溫、水量和水質(zhì)的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，BOD負(fù)荷低，污泥泥齡長(zhǎng)，反應(yīng)器內(nèi)生活著硝化細(xì)菌，發(fā)生硝化反應(yīng)。在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合與推流之間，氧化溝內(nèi)流態(tài)是完全混合式的，但又具有某些推流式的特性，如在曝氣裝置的下游，溶解氧濃度從高向低變動(dòng)，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。氧化溝這種獨(dú)特的水流狀態(tài)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其區(qū)分為富氧、缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝化和反硝化，取得脫氮的效應(yīng)。與傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池相比，氧化溝具有以下特征。?構(gòu)造方面的特征a氧化溝一般呈環(huán)形渠狀，平面多為橢圓形或圓形，總長(zhǎng)可達(dá)幾十米，甚至百米以上，溝深取決于曝氣裝置，為3～7米。b氧化溝的進(jìn)水裝置比較簡(jiǎn)單，只需要伸入一根進(jìn)水管即可，多溝平行工作時(shí)，則應(yīng)設(shè)配水井，采用交替系統(tǒng)工作時(shí)，配水井還應(yīng)設(shè)自動(dòng)控制裝置，以便換水投藥。?在水流混合方面的特征 污水在氧化溝內(nèi)做幾十次甚至上百次的循環(huán)流動(dòng)，在這點(diǎn)上可以認(rèn)為在氧化溝內(nèi)混合液的水質(zhì)幾乎均勻一致，即認(rèn)為氧化溝內(nèi)的流態(tài)時(shí)是完全混合的。但又具有某些推流式的特征，如在曝氣裝置的下游，溶解氧濃度從高向低變動(dòng)，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。?工藝方面的特征a操作單元少。原水經(jīng)過格柵沉沙后，即可進(jìn)入氧化溝，而不需在系統(tǒng)中設(shè)置初沉池和調(diào)解池。還可以考慮不單設(shè)二次沉淀池，使氧化溝和二次沉淀池合建，省去污泥回流裝置并節(jié)省用地。b處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)定。氧化溝中的污泥總量比普通氣池高10～30倍。在供養(yǎng)充足的情況下，氧化溝中污水被完全凈化，處理效果好。氧化溝即使在嚴(yán)冬季節(jié)運(yùn)行，出水仍能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 BO/(kgMLSSd)，就可得到高質(zhì)量的出水，其中BO平均含量在20mg/L以下，～ Kg BO/(kgMLSSd)。c耐沖擊負(fù)荷。有機(jī)負(fù)荷、水力負(fù)荷和有害物質(zhì)的沖擊負(fù)荷對(duì)氧化溝做工作的影響不明顯，氧化溝有完全混合的特征且其中有大量的活性污泥，這就提高了系統(tǒng)對(duì)這些不良因素的抵抗能力。d污泥產(chǎn)泥率低，剩余污泥較穩(wěn)定，沒有臭味，脫水快，可以不經(jīng)硝化直接脫水。e氧化溝的脫氮能力。以普通氧化溝為例，其脫氮水平為40%～70%，而不需另加建造費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)。f適用范圍廣。氧化溝不僅能處理生活污水，還能處理工業(yè)廢水；不僅能用于溫暖地區(qū)，還能用于寒冷地區(qū)。在經(jīng)濟(jì)方面的特征 氧化溝是一種經(jīng)濟(jì)的污水處理系統(tǒng)，凡是適宜采用活性污泥法的地方都可以修建氧化溝。(4)/O處理工藝/O處理工藝是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文縮寫，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱，/O工藝是在厭氧－好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，該工藝同時(shí)具有脫氮除磷的功能。/O工藝的特點(diǎn)：?厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類的微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷功能；?在同時(shí)脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間也少于同類其它工藝。?在厭氧缺氧好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不能大量增殖，SVI一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。④ 污泥中含磷量高，%以上，具有很高的利用價(jià)值。(5)A/O生物脫氮工藝 A/O (Anoxic/Oxic)法脫氮工藝，是在20世紀(jì)80年代初開創(chuàng)的工藝流程，其主要特點(diǎn)是將反硝化反應(yīng)器放置在系統(tǒng)之前，故又稱為前置反硝化生物脫氮系統(tǒng)，這也是目前在城市污水與工業(yè)廢水處理與回用中采用比較廣泛的一種脫氮工藝。 自A/O(厭氧/好氧，Anoxic /Oxic)工藝被開發(fā)以來，就因其特有的經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和環(huán)境效益，越來越受到人們的廣泛重視。通常被稱為A/O工藝的實(shí)際上可分為兩類，一類是厭氧/好氧工藝，另一類是缺氧/好氧工藝。厭氧狀態(tài)和缺氧狀態(tài)之間存在著根本的差別:在厭氧狀態(tài)下既無分子態(tài)氧，也沒有化合態(tài)氧，而在缺氧狀態(tài)下則存在著微量的分子態(tài)氧(溶解氧濃度)，同時(shí)還存在化合態(tài)氧，如硝酸鹽。A/O工藝在去除水中碳污染的同時(shí)，能有效地去除氮和磷的污染。 A/O系統(tǒng)又稱前置硝化系統(tǒng)或循環(huán)脫氮系統(tǒng)。一般采用硝化混合液回流，將BOD去除，與反硝化脫氮在同一池中完成。A/O生物脫氮系統(tǒng)具有以下特征：反硝化池在前，硝化池在后；反硝化反應(yīng)以原廢水中的有機(jī)物為碳源；硝化池內(nèi)的含有大量硝酸鹽的硝化液回流到反硝化池，進(jìn)行反硝化脫氮反應(yīng)；在反硝化反應(yīng)過程中，產(chǎn)生的堿度可補(bǔ)償硝化反應(yīng)堿度的一半左右，對(duì)含氮濃度不高的廢水可不必另行投加堿；硝化池在后，使反硝化殘留的有機(jī)污染物得以進(jìn)一步去除，無需建后曝氣池。A/O生物脫氮系統(tǒng)由于流程簡(jiǎn)單，無需外加碳源，因此，建設(shè)費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用均較低。 ? A/O生物除磷工藝及原理 A/O系統(tǒng)是單元組成最簡(jiǎn)單的生物除磷工藝，池型構(gòu)造與活性污泥法非常相似[14]。 除磷機(jī)理: 磷通常是一聚磷酸鹽、磷酸鹽和有機(jī)磷的形式存在于廢水中的。生物除磷是利用除磷菌一類的細(xì)菌，過量且超出其生理需要地從外部攝取磷，并將其以聚合態(tài)貯藏在體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)，達(dá)到從廢水中除磷的效果。當(dāng)廢水中含有鈣、鎳、鐵和鉛等金屬離子時(shí)，化學(xué)沉淀作用也有助于磷的去除。過去認(rèn)為，只有不動(dòng)桿菌屬具有上述過量攝取及釋放磷的功能。但近年來的研究發(fā)現(xiàn)，氣單胞菌屬、假單胞菌屬、諾卡式菌屬、放線菌屬和棒桿菌屬均表現(xiàn)了上述能力。 ?A/O生物除磷工藝A/O工藝是使污水和污泥順次厭氧和好氧交替循環(huán)流動(dòng)的過程。典型的A/O系統(tǒng)包括活性污泥反應(yīng)池和標(biāo)準(zhǔn)的二沉池，反應(yīng)池劃分為厭氧區(qū)和好氧區(qū)，其中厭氧區(qū)約占80%池容，兩個(gè)反應(yīng)區(qū)進(jìn)一步分為體積相同的格產(chǎn)生推流式流態(tài)，一般情況下，厭氧區(qū)和好氧區(qū)都被分隔成24個(gè)格。原污水經(jīng)格柵、沉砂等預(yù)處理后，直接進(jìn)入?yún)捬醭?。在厭氧池中，由沉淀池回流的活性污泥一旦處于厭氧狀態(tài)，其中的磷即以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中，隨后進(jìn)入好氧池，處于好氧狀態(tài)時(shí)，又將混合液中的正磷酸鹽大量吸收到活性污泥中，使污水的含磷量達(dá)到很低，最后進(jìn)入二沉池，通過固液分離，污泥從二沉池回流到厭氧區(qū)，部分富磷污泥以剩余污泥的形式從系統(tǒng)中排出，達(dá)到除磷和去除BOD的目的。 　?A/O生物除磷及硝化工藝 一般來講，對(duì)于城市污水處理廠，除要求去除BOD和SS以外，還要求去除磷以及有機(jī)氮和氨氮，在出水中只允許氮以硝酸鹽的形式存在。此時(shí)，可采用A/O生物除磷及硝化工藝。生物除磷及生物硝化的原理前面己有詳述，該工藝系生物硝化和生物除磷的綜合，工藝流程與A/O生物除磷流程一致，區(qū)別在于好氧段水力停留時(shí)間較長(zhǎng)。在該工藝系統(tǒng)的活性污泥中，除去除BOD的兼性菌以外，還同時(shí)存在硝化細(xì)菌和聚磷菌。硝化細(xì)菌在好氧段內(nèi)將NN硝化為N1，而聚磷菌在厭氟段釋放磷，在好氧段吸收磷，并隨剩余污泥的排放將磷去除。該工藝流程簡(jiǎn)單，不設(shè)內(nèi)循環(huán)，不投藥，因此建設(shè)費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)都較低，厭氧池內(nèi)能夠保持良好的厭氧狀態(tài)。④硝化過程基本原理 A/O法生物去除氨氮原理是通過硝化和反硝化兩個(gè)生化過程完成的。 污水中的含氮化合物，在充氧的條件下(O段)，被硝化菌硝化為硝態(tài)氮，大量硝態(tài)氮回流至A段，在缺氧條件下，通過兼性厭氧反硝化菌作用，以污水中有機(jī)物作為電子供體，硝態(tài)氮作為電子受體，使硝態(tài)氮被還原為無污染的氮?dú)?，逸入大氣從而達(dá)到最終脫的自的。 污水中含氮化合物經(jīng)異養(yǎng)性氨化細(xì)菌作用分解成NH十，然后再好氧條件下，通過亞硝酸菌和硝酸菌的作用，將NH十氧化成N一和3一的過程稱為硝化過程。 反應(yīng)式為 N+ + ——→ N+ 2O+ 2H+ N+ + ——→ N 總反應(yīng)式為 N+ + 2 ——→ N+ O+ 2H+ 由上式可見在硝化過程中1g N+。同時(shí)消化反應(yīng)使PH值變化十分敏感，為保持適宜的PH值，污水中應(yīng)有足夠的堿度。一般1克N+（以CaC計(jì)）。 ⑤反硝化過程基本原理 在缺氧條件下，由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用，在氫供體充分的條件下，將 N一和3一還原成排入空氣中，同時(shí)有機(jī)物分解的過程稱為反硝化過程。其反應(yīng)式為 4N + N ——→ 5C+2 ↑+N+ 4OH可見內(nèi)源反硝化的結(jié)果將導(dǎo)致細(xì)胞之減少，同時(shí)還聲稱N ，因此不能讓內(nèi)源反硝化占主導(dǎo)地位。所以此時(shí)應(yīng)向污水中提供必要的有機(jī)碳源，而是使用是最普遍的較廉價(jià)的甲醇，其反應(yīng)式為6N + 5COH ——→ 5C+3 ↑+7O+ OH 處理流程的確定 由于水體富營(yíng)養(yǎng)化和水資源短缺問題日益嚴(yán)重；許多污水必須經(jīng)過除磷脫氮處理，然后排入水體或回用。本次設(shè)計(jì)采用A/O工藝。其工藝流程見圖11:圖11 工藝流程圖 污泥處理工藝方案（1）污泥的處理要求污泥生物處理過程中將產(chǎn)生大量的生物污泥，有機(jī)物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化，并含有寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。污泥處理要求如下：?減少有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定化；?減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費(fèi)用；?減少污泥中有毒物質(zhì)；④利用污泥中有用物質(zhì)，化害為利；因選用生物脫氮除磷工藝，故應(yīng)避免磷的二次污染[14]。（2）常用污泥處理的工藝流程?生污泥→濃縮→消化→機(jī)械脫水→最終處置?生污泥→濃縮→機(jī)械脫水→最終處置?生污泥→濃縮→自然干化→堆肥→農(nóng)田④生污泥→濃縮→消化→機(jī)械脫水→干燥焚燒→最終處置由于該工藝選用A/O工藝污泥較多，不穩(wěn)定，且污水中重金屬含量較多，不易采用農(nóng)田處置方式，干燥焚燒方式?jīng)]有必要，因此綜合比較各處理工藝選用第一種較好。其中污泥濃縮，脫水有兩種方式選擇，污泥含水率均能達(dá)到80%以下。?方案一:污泥機(jī)械濃