【正文】 效益。(5)積極穩(wěn)妥地引進(jìn)、采用先進(jìn)的污水處理和污泥處理的新工藝、新技術(shù)和新材料。(6)優(yōu)先采用集成度高的污水處理工藝，以便實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，以利于污水處理廠的分期建設(shè)和擴(kuò)展。(7)近遠(yuǎn)期結(jié)合，統(tǒng)籌兼顧，全面設(shè)計(jì)，分期建設(shè)。(8)采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，降低污水處理廠的能耗及運(yùn)行成本。(9)運(yùn)行管理方便，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，并可根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求調(diào)整運(yùn)行方式和工藝參數(shù)，最大限度的發(fā)揮處理裝置和處理構(gòu)筑物的處理能力。(10)采用先進(jìn)、可靠的自動(dòng)化控制技術(shù)，提高污水廠的管理水平，保證污水處理工藝運(yùn)行在最佳狀態(tài)，盡可能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。(11)整體工藝協(xié)調(diào)優(yōu)化，而且構(gòu)筑物的布置結(jié)合建筑美學(xué)，以適應(yīng)周?chē)沫h(huán)境發(fā)展。本方案設(shè)計(jì)的污水處理工藝選擇針對(duì)x市工業(yè)園區(qū)的污水量和污水水質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)條件、管理水平考慮適應(yīng)力強(qiáng)、調(diào)節(jié)靈活、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟處理工藝。下面將對(duì)各種工藝的特點(diǎn)進(jìn)行論述，以便選擇切實(shí)可行的方案。常規(guī)二級(jí)處理污水處理方法的選用是與進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)及排放所要求達(dá)到的處理程度密切相關(guān)的。因此首先需要分析進(jìn)水水質(zhì)的技術(shù)性能及各種污染物的去除機(jī)理和所能達(dá)到的去除程度。x市工業(yè)園污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)技術(shù)性能指標(biāo)見(jiàn)表4－1表4－1污水廠進(jìn)水水質(zhì)技術(shù)性能指標(biāo)表序號(hào)項(xiàng) 目比值1BOD5／COD2BOD5／TN3BOD5／TP55我國(guó)現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB J14—87，1997版)，見(jiàn)表42。表42污水處理廠的處理效率處理級(jí)別處理方法主要工藝處理效率(%)SSBOD5一級(jí)處理沉淀法沉淀4 0～552 0～3 0二級(jí)處理生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60～906 5～9 0活性污泥法初次沉淀、曝氣、二次沉淀7 0～906 5～95在常規(guī)二級(jí)活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除。(1)懸浮物(SS)的去除污水中SS粒徑一般大于1um，在生活污水中的SS來(lái)自人類(lèi)生活活動(dòng)中的排泄物和洗滌渣，工業(yè)污水中的SS來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程中隨污水帶出的顆粒。污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的無(wú)機(jī)顆粒和大尺度的有機(jī)顆粒靠自然沉淀作用就可以去除，小直徑的有機(jī)顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ?，無(wú)機(jī)顆粒(包括尺度大小在膠體和亞膠體范圍內(nèi)的無(wú)機(jī)顆粒)則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡(luò)作用，與活性污泥絮體同時(shí)沉淀被去除。為了降低出水中的懸浮物濃度，需要在工程中采用適當(dāng)?shù)拇胧?，例如選用適當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷(F／M值)以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用較小的二次沉淀池表面負(fù)荷，采用較低的出水堰負(fù)荷，充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)作用等。在污水處理方案選用合理，工藝參數(shù)取值合理，單體設(shè)計(jì)優(yōu)化的前提下，完全能夠使出水指標(biāo)在30mg／L以下。(2)生化需氧量(BOD5)的去除與SS一樣生活污水中的BOD5量也是在人類(lèi)生活活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生，其與生活水平和生活習(xí)慣有關(guān)，西方人明顯高于東方人，發(fā)展中國(guó)家低于發(fā)達(dá)國(guó)家。污水中的BOD5由溶解性、膠體及顆粒性組成。對(duì)于典型的城市綜合污水，其溶解性BOD5約占40～50%，膠體和顆粒性的占50～60%，其中顆粒性約占20～30%。污水中BOD5的去除主要是靠微生物的吸附與代謝作用，然后對(duì)吸附代謝物進(jìn)行分離來(lái)完成。在活性污泥與污水接觸初期，會(huì)出現(xiàn)很高的BOD5的去除率，這是由于污水中有機(jī)顆粒和膠體被吸附在微生物表面，從而被去除所至。但是這種吸附作用僅對(duì)污水中懸浮物和膠體起作用。對(duì)溶解性有機(jī)物需靠微生物的代謝來(lái)完成，活性污泥中的微生物的有氧的條件下將污水中一部分有機(jī)物合成新的細(xì)胞，將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物CO2和H2O等穩(wěn)定物質(zhì)，這也是污水BOD5的降解過(guò)程。在這種合成代謝與分解代謝的過(guò)程中，溶解性有機(jī)物(如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物)直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用，而溶解性有機(jī)物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用。由此可見(jiàn)，微生物的好氧代謝作用對(duì)污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此，可以使處理后污水中的殘余BOD5濃度很低。根據(jù)國(guó)外有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)資料和國(guó)內(nèi)污水處理廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在污泥負(fù)荷≤ BOD5／，就很容易做到出水BOD5保持在20mg/L以下。(3)化學(xué)需氧量(COD)的去除可生化CODB隨BOD5的去除而去除，如污水中CODNB過(guò)高時(shí)為達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)除生化處理外還應(yīng)輔以化學(xué)、物理或其他方法去除。為提高不易生化污水的生化性能，需采取措施予以提高，對(duì)于某些污水可以通過(guò)厭氧水解把污水中大而長(zhǎng)的分子鏈斷裂成較小而短的分子鏈，供微生物代謝以提高污水的可生化性。污水脫氮除磷工藝(1)氮的去除污水脫氮方法主要有物理化學(xué)法和生物法兩大類(lèi)，目前生物脫氮是主體，也是城市污水處理中經(jīng)濟(jì)和常用的方法，生物脫氮工藝較多，原理一樣的；物理化學(xué)脫氮主要有折點(diǎn)氯法去除氨氮、選擇性離子交換法去除氮氮、空氣吹脫法去除氨氮。①物理化學(xué)脫氮◆折點(diǎn)氯化法去除氨氮折點(diǎn)氯化法去除氨氮是將氯氣或次氯酸鈉投入污水中，將污水中NH4－N氧化成N2的化學(xué)脫氮工藝?！暨x擇性離子交換法去除氨氮離子交換樹(shù)脂對(duì)各種離子所表現(xiàn)的不同新和力或選擇性是離子交換的基本條件。目前在污水處理中主要采用沸石天然離子交換物質(zhì)作為離子交換物質(zhì)，但該法在國(guó)內(nèi)尚無(wú)應(yīng)用?！艨諝獯得摲ㄈコ钡贝得摪ㄈ齻€(gè)工藝過(guò)程：一是提高污水pH值，將污水中NH4＋轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3；二是在吹脫塔中反復(fù)形成水滴；三是通過(guò)吹脫塔大量循環(huán)空氣，增另氣水接觸，攪動(dòng)水滴。該工藝方案主要存在的問(wèn)題是需對(duì)污水調(diào)節(jié)pH值，投加大量石灰，藥劑投加量大，另外還產(chǎn)生大量的污泥，增加處理難度和污泥處理量；由于需要大量循環(huán)空氣，故動(dòng)力費(fèi)用較高；該方法在城市污水處理中尚無(wú)使用先例，也缺少運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，因此不推薦采用。綜上所述，物理化學(xué)法脫氮從經(jīng)濟(jì)、管理等方面均不適宜在污水處理中使用。②生物脫氮要達(dá)到生物脫氮的目的，完全硝化是先決條件。因?yàn)橄趸鷮儆谧责B(yǎng)菌，其比生長(zhǎng)率明顯小于異氧菌的生物率，生物脫氮系統(tǒng)維持硝化的必要條件是系統(tǒng)必須維持在較低的污泥負(fù)荷條件下運(yùn)行，使得系統(tǒng)泥齡大于維持硝化所需的最小泥齡。根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)例， BOD5／kgMLSSd及以下時(shí)，就可以達(dá)到硝化及反硝化的目的。(2)磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化學(xué)除磷兩大類(lèi)。對(duì)于城市污水一般采用生物除磷為主，必要時(shí)輔以化學(xué)除磷作為補(bǔ)充，以確保出水的磷濃度在標(biāo)準(zhǔn)以?xún)?nèi)。①化學(xué)除磷化學(xué)除磷主要是向污水中投加藥劑，使藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過(guò)固液分離將磷從污水中除去。固液分離可單獨(dú)進(jìn)行，也可與初沉污泥和二沉污泥的排放相結(jié)合。按工藝流程中化學(xué)藥劑投加點(diǎn)的不同，磷酸鹽沉淀工藝可分為前置沉淀、協(xié)同沉淀和后置沉淀三種類(lèi)型。前置沉淀的藥劑投加點(diǎn)是原污水進(jìn)水處，形成的沉淀物與初沉污泥一起排除；協(xié)同沉淀的藥劑投加點(diǎn)包括初沉出水、曝氣池及二沉池之前的其它位置，形成的沉淀物與剩余污泥一起排除；后置沉淀的藥劑投加點(diǎn)是二級(jí)生物處理之后，形成的沉淀物通過(guò)另設(shè)的固液分離裝置進(jìn)行分離，包括澄清池或?yàn)V池?；瘜W(xué)除磷的藥劑主要包括石灰、鐵鹽和鋁鹽?；瘜W(xué)除磷的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，除加藥設(shè)備外不需要增加其它設(shè)施，因此特別適用于舊廠增加除磷設(shè)備，缺點(diǎn)是藥劑消耗量大，剩余污泥量增加，濃度降低，體積增大，使污泥處理的難度增加，同時(shí)還要消耗水中堿度，影響氨氮硝化。因此，在二級(jí)生物處理工藝中，僅當(dāng)出水含磷要求較高時(shí)，才考慮化學(xué)法輔助除磷。②生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機(jī)物，并轉(zhuǎn)化為pHB儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)這些聚磷菌進(jìn)入好氧條件下時(shí)就降解體內(nèi)儲(chǔ)存的pHB產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和吸磷，形成高濃度污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷的目的。生物除磷的優(yōu)點(diǎn)在于不增加剩余污泥量，處理成本較低。缺點(diǎn)是為了避免剩余污泥中磷的再次釋放，對(duì)污泥處理工藝的選擇有一定的限制。本工程除磷脫氮工藝選擇根據(jù)x市工業(yè)園污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)和要求達(dá)到的出水指標(biāo)，我們認(rèn)為，最佳的處理工藝是生物除磷脫氮工藝，即(深度)二級(jí)生物處理工藝。二、污水處理工藝選擇工藝流程的組成根據(jù)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)的要求，x市工業(yè)園污水處理廠須采用具有二級(jí)生物處理才能達(dá)到預(yù)期的目的。一般情況下，城市污水處理廠的工藝流程包括預(yù)處理段、一級(jí)處理段、二級(jí)生物處理段和污泥處理段。預(yù)處理段通常包括粗、細(xì)格柵、提升泵房和沉砂池，這是污水處理廠必備的工段。通常，同樣的預(yù)處理構(gòu)筑物和設(shè)備選擇可以滿(mǎn)足不同類(lèi)型的生物處理工藝的預(yù)處理要求，在本工程方案選擇中，選用同樣的預(yù)處理段單元構(gòu)筑物及設(shè)備，不再進(jìn)行論證。一級(jí)處理段通常指初次沉淀池，也是機(jī)械處理方法。污水進(jìn)行初沉后，SS降低50％左右。BOD5相應(yīng)降20～30％，但對(duì)于NH4－N和TP的去除很少。初沉后的污水C：N及C：P的比值都降低許多。雖然初沉池可有效的去SS、BOD5，降低二級(jí)生物處理的工程費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)，但由于本工程進(jìn)水濃度較低，為此，工藝方案的選擇中，均按無(wú)初沉池的工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于工藝流程中不設(shè)初沉池，本工程將生物處理段的污泥齡適當(dāng)延長(zhǎng)至16天，一方面完全滿(mǎn)足生物除磷脫氮對(duì)泥齡的要求，另一方面使污泥得到好氧處理，起到污泥部分穩(wěn)定的作用。采用這種設(shè)計(jì)，在目前國(guó)情的條件下，可以省去污泥消化系統(tǒng)，這對(duì)簡(jiǎn)化污水廠工藝流程，降低工程投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)是比較現(xiàn)實(shí)可行的。因此，工藝流程中將不設(shè)置污泥消化處理構(gòu)筑物。生物處理段產(chǎn)生的剩余污泥將直接濃縮脫水。綜上所述，x市工業(yè)園污水處理廠總體工藝流程包括預(yù)處理工段、二級(jí)生物處理工段和污泥處理工段。本工程方案的選擇論證將重點(diǎn)在二級(jí)生物處理的工藝方案上。主要深度二級(jí)生物處理工藝綜述所有二級(jí)生物處理工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個(gè)不同時(shí)交替循環(huán)。目前我國(guó)城市污水處理新興工藝雖然層出不窮，但就當(dāng)前國(guó)際上污水處理科技發(fā)展現(xiàn)狀看，真正革命性的發(fā)明尚未出現(xiàn)，并不存在所謂的最先進(jìn)技術(shù)。目前用于城市污水處理采用的工藝大致分為兩大類(lèi)：第一類(lèi)為按空間進(jìn)行分割的連續(xù)流活性污泥法；第二類(lèi)為按時(shí)間進(jìn)行分割的間歇式活性污泥法。(1)按空間進(jìn)行分割的連續(xù)流活性污泥法按空間進(jìn)行分割的連續(xù)流活性污泥法是指各種處理功能如進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在不同的空間(不同的池子)內(nèi)完成。目前較成熟的工藝有：A／O(厭氧／好氧)法，A2／O法，UCT(包括MUCT)法和氧化溝法等。如前所述，此類(lèi)工藝的關(guān)鍵是在污水處理系統(tǒng)中形成厭氧、缺氧的環(huán)境。如果不外加碳源進(jìn)行脫氮，還需要混合液的回流。主要工藝簡(jiǎn)述如下：①A／O法A／O法即厭氧－好氧活性污泥法。污水在流經(jīng)二個(gè)不同功能分區(qū)的過(guò)程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機(jī)物和磷得到去除。二沉池好氧區(qū)厭氧區(qū)進(jìn)水 外排 回流污泥 A/O法工藝流程簡(jiǎn)圖回流活性污泥被回流至厭氧區(qū)中，污泥中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機(jī)物，并轉(zhuǎn)化為pHB(聚p羥丁基酸)儲(chǔ)存起來(lái)。然后混合液進(jìn)入好氧區(qū)，聚磷菌在好氧條件下降解體內(nèi)儲(chǔ)存的pHB產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和吸磷，形成高濃度的含磷污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到生物除磷的目的。在具有足夠的泥齡的條件下，BOD5在好氧池內(nèi)被降解的同時(shí)，也完成硝化反應(yīng)。因?yàn)榛亓骰钚晕勰啾换亓髦羺捬鯀^(qū)，在好氧區(qū)按硝化設(shè)計(jì)時(shí)，該系統(tǒng)也同時(shí)具有脫氮功能，其脫氮效率取決于活性污泥回流比。一般認(rèn)為A／O工藝有硝化時(shí)存在以下缺點(diǎn)：*為了避免回流活性污泥所含硝酸鹽氮破壞厭氧系統(tǒng)影響除磷效果，污泥回流量需要控制，因此其脫氮效率有限。也就是說(shuō)該工藝的主要功能在于除磷。*因?yàn)橐M(jìn)行硝化反應(yīng)，系統(tǒng)的泥齡比無(wú)硝化A／0工藝的要長(zhǎng)，從而使除磷效率有所降低。②改良型A／0法針對(duì)A／O法及A2／O法的缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，即消除回流活性污泥進(jìn)行的反硝化，因此需要的反硝化停留時(shí)間短、容積小。*取消了混合液回流，避免了內(nèi)回流帶來(lái)的稀釋作用，提高了硝化過(guò)程的反應(yīng)速率，增加了系統(tǒng)效率，減少了反應(yīng)池容積。*因?yàn)槿∠嘶旌弦夯亓?，與A2／O法相比，使系統(tǒng)得到了簡(jiǎn)化，降低了基建費(fèi)用，同時(shí)也降低了能耗。*改良型A／O法可以很好地將生物除磷要求高負(fù)荷、生物脫氮要求低負(fù)荷有機(jī)地結(jié)合在一起。③改良A2／O工藝改良A2／O 工藝系在常規(guī)A2／O法基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。即在常規(guī)A2／O法的厭氧區(qū)前增加一個(gè)選擇區(qū)(預(yù)缺氧區(qū))，回流污泥先進(jìn)入選擇區(qū)，其目的是消除回流活性污泥對(duì)厭氧區(qū)的不利影響，提高除磷效率，這一點(diǎn)與改良A／O的優(yōu)點(diǎn)相同；同時(shí)，改良A2／O工藝保留了常規(guī)A2／O法的混合液內(nèi)回流，從而保證脫氮效果。因此可以認(rèn)為，改良A2／O工藝同時(shí)具有較好的脫氮和除磷效果。混合液內(nèi)回流70％－90％10％－30％選擇區(qū)厭氧池缺氧池好氧池二沉池進(jìn)水 出水 污泥回流 改良型A2/O法工藝流程簡(jiǎn)圖④倒置A2／O工藝倒置A2／O工藝的池型布置與常規(guī)A 2／O相同，其區(qū)別只是在于取消了混合液的回流，但是為了達(dá)到反硝化除氮的目的，必須加大活性污泥的回流量，以滿(mǎn)足脫氮要求。25％混合液內(nèi)回流