【正文】 第 頁 1 一、污水處理工藝選擇與可行性分析 污水廠的設(shè)計規(guī)模 近期污水量為 2 104 m3/d，遠(yuǎn)期污水量為 4 104 m3/d，其中生活污水和工業(yè)廢水所占比例約為 6:4。污水廠主要處理構(gòu)筑物擬分為二組，這樣既可滿足近期處理水量要求，又留有空地以二期擴(kuò)建之用。 進(jìn)出水水質(zhì) 單位： mg/L COD BOD5 SS NH3－ N TN TP 進(jìn) 水 500 180 420 30 60 5 出 水 60 20 20 8 20 1 由于進(jìn)水不但含有 BOD5，還含有大量的 N， P所以不僅要求去除 BOD5 還應(yīng)去除水中的 N， P 使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 處理程度的計算 1. BOD5 的去除率 %%100180 20180 ????? 2 .COD 的去除率 %88%100500 60500 ????? 的去除率 %%100420 20420 ????? %%1 0 060 2060 ????? %80%1005 15 ????? 本工程采用生物脫氮除磷工藝的可行性 BOD5： N： P 的比值是影響生物脫氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率 隨著 第 頁 2 BOD5/N和 BOD5/P 比值的增加而增加。 理論上， BOD5/N 才能有效地進(jìn)行脫氮，實際運行資料表明， BOD5/N3時才能使反硝化正常進(jìn)行。在 BOD5/N=4～ 5 時，氮的去除率大于 50%，磷的去除率也可達(dá) 60%左右。本工程 BOD5/N=3,可以滿足生物脫氮的要求。 對于生物除磷工藝，要求 BOD5/P=33～ 100。本工程 BOD5/P等于 36，能滿足生物脫氮除磷工藝對碳源的要求，由此本工藝采用生物脫氮除磷的工藝。 在脫氮方面，由脫氮除磷的機(jī)理可知，有機(jī)負(fù)荷是影響硝化反應(yīng)的重要因素之 一， 在碳化與硝化合并處理工藝中，硝化菌所占的比例很小，約 5%。一般認(rèn)為處理系統(tǒng)的 BOD5負(fù)荷小于 BOD5/ 時，處理系統(tǒng)的硝化反應(yīng)才能正常進(jìn)行。 根據(jù)所給定的污水水量及水質(zhì)，參考目前國內(nèi)外城市污水處理廠的設(shè)計及運轉(zhuǎn)經(jīng)驗，對于生活污水占比例較大的城市污水而言，以下幾種方法最具代表性： A2/O 法、 AB 法、生物濾池、循環(huán)式活性污泥法（改良 SBR）、氧化溝法。 工藝比較及確定 城市污水處理廠的方案，既要考慮去除 BOD5 又要適當(dāng)去除 N， P 故可采用SBR 或氧化溝法，或 A2/O 法。 A A2/O 法 A2/O 工藝即缺氧 /厭氧 /好氧活性污泥法 , A2/O 法處理城市污水的特點：運行費用較傳統(tǒng)活性污泥法低，曝氣池池容小，需氣量少，具有脫氮除磷功能，BOD5和 SS 去除率高，出水水質(zhì)較好，工作穩(wěn)定可靠，有較成熟的設(shè)計、施工及運行管理經(jīng)驗，產(chǎn)泥量較傳統(tǒng)活性污泥法少；污泥脫水性能較好；無需設(shè)初沉池；對水質(zhì)和水溫度化有一定適應(yīng)能力；另外，從節(jié)省能耗的角度看， A2/O 可以充分利用硝化液中的硝態(tài)氧來氧化 BOD5，回收了部分硝化反應(yīng)的需氧量，反硝化反應(yīng)所產(chǎn)生的堿度可以部分補(bǔ)償硝化反應(yīng)消耗的堿度，因此對含氮濃度不高的城 市污水可以不另外加堿來調(diào)節(jié) PH。 優(yōu)點： 第 頁 3 ① 該工藝為最簡單的同步脫氮除磷工藝 ，總的水力停留時間，總產(chǎn)占地面積少于其它的工藝 。 ② 在厭氧的好氧交替運行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，無污泥膨脹之慮， SVI 值一般均小于 100，有利于泥水分離。 ③ 污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效。 ④ 運行中勿需投藥，兩個 A段只用輕緩攪拌，以不溶解氧濃度，運行費低。 ⑤ 缺氧、厭氧和好氧三個分區(qū)嚴(yán)格分開，有利于不同微生物菌群的繁殖生長，脫氮除磷效果好。 缺點： ① 內(nèi)循環(huán)量一般以 2Q 為限，不宜太高，否則增加運行費用。 ② 對沉淀池要保持一定的濃度的溶解氧，減少停留時間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解 濃度也不宜過高。以防止循環(huán)混合液對缺氧反應(yīng)器的干擾。 B SBR 法 工藝流程： 污水 → 一級處理 → 曝氣池 → 處理水 工作原理： 1）流入工序：廢水注入，注滿后進(jìn)行反應(yīng)，方式有單純注水，曝氣，緩速攪拌三種， 2）曝氣反應(yīng)工序：當(dāng)污水注滿后即開始曝氣操作，這是最重要的工序，根據(jù)污水處理的目的，除 P 脫 N 應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的處理工作。 3）沉淀工藝：使混合液泥水分離，相當(dāng)于二沉池， 4）排放工序：排除曝氣沉淀后產(chǎn)生的上 清液，作為處理水排放，一直到最低水位，在反應(yīng)器殘留一部分活性污泥作為種泥。 5）待機(jī)工序：工處理水排放后，反應(yīng)器處于停滯狀態(tài)等待一個周期。 第 頁 4 特點： ① 大多數(shù)情況下，無設(shè)置調(diào)節(jié)池的心要。 ② SVI 值較低，易于沉淀，一般情況下不會產(chǎn)生污泥膨脹。 ③ 通過對運行方式的調(diào)節(jié)，進(jìn)行除磷脫氮反應(yīng)。 ④ 自動化程度較高。 ⑤ 得當(dāng)時，處理效果優(yōu)于連續(xù)式。 ⑥ 單方投資較少。 ⑦ 占地規(guī)模大，處理水量較小。 C 氧化溝 工作流程： 污水 → 中格柵 → 提升泵房 → 細(xì)格柵 → 沉砂池 → 氧化溝 → 二沉池 → 接觸池 →處理水排放 工作原理： 氧化溝一 般呈環(huán)形溝渠狀，污水在溝渠內(nèi)作環(huán)形流動，利用獨特的水力流動特點，在溝渠轉(zhuǎn)彎處設(shè)曝氣裝置，在曝氣池上方為厭氧池，下方則為好氧段，從而產(chǎn)生富氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮的效應(yīng)，同時氧化溝法污泥齡較長，可以存活世代時間較長的微生物進(jìn)行特別的反應(yīng)，如除磷脫氮。 工作特點： ① 在液態(tài)上，介于完全混合與推流之間，有利于活性污泥的適于生物凝聚作用。 ② 對水量水溫的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，處理水量較大。 ③ 污泥齡較長，一般長達(dá) 15－ 30 天，到以存活時間較長的微生物，如果運行得當(dāng)，可進(jìn)行除磷脫氮反應(yīng)。 ④ 污泥 產(chǎn)量低，且多已達(dá)到穩(wěn)定。 第 頁 5 ⑤ 自動化程度較高，使于管理。 ⑥ 占地面積較大，運行費用低。 ⑦ 脫氮效果還可以進(jìn)一步提高，因為脫氮效果的好壞很大一部分決定于內(nèi)循環(huán)，要提高脫氮效果勢必要增加內(nèi)循環(huán)量，而氧化溝的內(nèi)循環(huán)量從政論上說可以不受限制，因而具有更大的脫氮能力。 ⑧ 氧化溝法自問世以來，應(yīng)用普遍，技術(shù)資料豐富 。 D 曝氣 沉淀 一體化反應(yīng)池（一體化氧化溝又稱合建式氧化溝） 一體化氧化溝集曝氣，沉淀，泥水分離和污泥回流功能為一體，無需建造單獨得二沉池?；具\行方式大體分六個階段（包括兩個過程）。 階段 A： 污水通過配水閘門進(jìn)入第一溝，溝內(nèi)出水堰能自動調(diào)節(jié)向上關(guān)閉，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷以低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，僅維持溝內(nèi)污泥懸浮狀態(tài)下環(huán)流，所供氧量不足，此系統(tǒng)處于缺氧狀態(tài)，反硝化菌將上階段產(chǎn)生的硝態(tài)氮還原成氮氣逸出。在這過程中，原生污水作為碳源進(jìn)入第一溝，污泥污水混合液環(huán)流后進(jìn)入第二溝。第二溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷在整個階段均以高速運行，污水污泥混合液在溝內(nèi)保持恒定環(huán)流，轉(zhuǎn)刷所供氧量足以氧化有機(jī)物并使氨氮轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，處理后的污水與活性污泥一起進(jìn)入第三溝。第三溝溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷處于閑置狀態(tài)，此時，第三溝僅用作沉淀池，使泥水分離，處理后的出水通過已降低的出水堰 從第三溝排出。 階段 B：污水入流從第一溝調(diào)入第二溝，第一溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷開始高速運轉(zhuǎn)。開始，溝內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，隨著供氧量增加，將逐步成為富氧狀態(tài)。第二溝內(nèi)處理過的污水與活性污泥一起進(jìn)入第三溝，第三溝仍作為沉淀池，沉淀后的污水通過第三溝出水堰排出。 階段 C：第一溝轉(zhuǎn)刷停止運轉(zhuǎn)，開始泥水分離，需要設(shè)過渡段，約一小時，至該階段末，分離過程結(jié)束。在 C 階段，入流污水仍然進(jìn)入第二溝，處理后污水仍然通過第三溝出水堰排出。 階段 D：污水入流從第二溝調(diào)至第三溝，第一溝出水堰開， 第三溝出水堰關(guān)停止出水。同時， 第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷開始以低 轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，污水污泥一起流入第二 第 頁 6 溝，在第二溝曝氣后再流入第一溝。此時，第一溝作為沉淀池。階段 D 與階段A相類似，所不同的是反硝化作用發(fā)生在第三溝，處理后的污水通過第一溝已降低的出水堰排出。 階段 E：污水入流從第三溝轉(zhuǎn)向第二溝，第三溝轉(zhuǎn)刷開始高速運轉(zhuǎn)，以保證該段末在溝內(nèi)為硝化階段，第一溝作為沉淀池，處理后污水通過該溝出水堰排出。階段 E與階段 B類似，所不同的是兩個外溝功能相反。 階段 F：該階段基本與 C階段相同，第三溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷停止運轉(zhuǎn)，開始泥水分離，入流污水仍然進(jìn)入第二溝，處理后的污水經(jīng)第一溝出水堰排出。 其主要特點： ① 工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池，調(diào)節(jié)池和單獨的二沉池，污泥自動回流，投資省，能耗低，占地少，管理簡便。 ② 處理效果穩(wěn)定可靠，其 BOD5和 SS 去除率均在 90％ 95％或更高。 COD 的去除率也在 85％以上，并且硝化和脫氮作用明顯。 ③ 產(chǎn)生得剩余污泥量少，性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水，不會帶來二次污染。 ④ 造價低，建造快，設(shè)備事故率低，運行管理費用少。 ⑤ 固液分離效率比一般二沉池高，池容小，能使整個系統(tǒng)再較大得流量和濃度范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。 ⑥ 污泥回流及時，減少污泥膨脹的可能。 缺點： 構(gòu)造尚待進(jìn)一步完 善，運行也待進(jìn)一步完善。 綜上所述，任何一種方法，都能達(dá)到除磷脫氮的效果，且出水水質(zhì)良好，但相對而言， SBR 法一次性投資較少，占地面積較大，且后期運行費用高于氧化溝，厭氧池 +氧化溝雖然一次性投資較大，但占地面積也不少，耗電量低，運行費用較低，產(chǎn)污泥量大，但構(gòu)筑物多且復(fù)雜。一體化反映池科技含量高，投資省，但其工藝在國內(nèi)還不完善。綜合考慮本工程的建設(shè)規(guī)模、進(jìn)水特性、處理要求、運行費用和維護(hù)管理等情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、分析，確定采用倒置 A2/O 第 頁 7 法生物處理工藝。 工藝流程的選擇 卡車運出回流污泥二沉池加氯間排于渭河接觸池剩余污泥沉沙池沙沙水分離器細(xì)格柵提升泵房柵渣壓干機(jī)柵渣濃縮池污水粗格柵柵渣壓干機(jī)柵渣柵渣外運鼓風(fēng)機(jī)房缺氧、厭氧、好氧斜板沉淀池消化池 污泥脫水硝化液回流A 2 / O 生物反應(yīng)池 第 頁 8 二、污水廠設(shè)計計算書 設(shè)計技術(shù)參數(shù) 污水處理廠服務(wù)范圍及建設(shè)規(guī)模 : 本工程所在地為某市新區(qū)，轄區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施齊全，具備承載大規(guī)模現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的能力。服務(wù)范圍北起渭河，南至西潼高速路；東起渭清路，西至零河（見附圖）。近期污水量為 2 104m3/d，遠(yuǎn)期污水量為 4 104m3/d，其中生活污水和工業(yè)廢水所占比例約為 6:4。 污水處理廠進(jìn)水水質(zhì) : 根據(jù)該污水處理廠工程可行性研究報告和環(huán)境影響報告書的批復(fù)， 并參考類似工程，確定污水處理廠進(jìn)廠水質(zhì)指標(biāo)如下 : COD ： 500mg/l BOD5： 180mg/l SS ： 420mg/l TN ： 60mg/l TP： 5mg/l T≥ 13186。C NH4+N： 30mg/L 污水處理廠出水水質(zhì) : 根據(jù)國家現(xiàn)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB189182020）中一級 B 類標(biāo)準(zhǔn)，該污水處理廠工程可行性研究報告及環(huán)境影響報告書的批復(fù)，考慮到接納水體的環(huán)境容量確定出廠水質(zhì)指標(biāo)為： COD≤ 60mg/l BOD5≤ 20mg/l SS ≤ 20mg/l NH4+N：≤ 8mg/L TN≤ 20mg/L TP ≤