【正文】 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。 (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。 工業(yè)園區(qū) 3 萬 m3_d 污水處理廠建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 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。 (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 來自人類生活活動(dòng)中的排泄物和洗滌渣，工業(yè)污水中的 SS 來自生產(chǎn)過程中隨污水帶出的顆粒。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。 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)行分離來完成。在這種合成代謝與分解代謝的過程中，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)部被利工業(yè)園區(qū) 3 萬 m3_d 污水處理廠建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 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。 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。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)，但該法在國內(nèi)尚無應(yīng)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。 (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。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型。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。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。 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。 BOD5相應(yīng)降 20～ 30％，但對(duì)于 NH4－ N 和 TP的去除很少。采用這種設(shè)計(jì)，在目前國情的條件下，可以省去污泥消化系統(tǒng)，這對(duì)簡(jiǎn)化污水廠工藝流工業(yè)園區(qū) 3 萬 m3_d 污水處理廠建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 程，降低工程投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)是比較現(xiàn)實(shí)可行的。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。 (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。主要工藝簡(jiǎn)述如下： ① A／ O法 A／ O 法即厭氧－好氧活性污泥法。 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)橐M(jìn)行硝化反應(yīng)，系統(tǒng)的泥齡比無硝化 A／ 0 工藝的要長(zhǎng)，從而使除磷效率有所降低。 *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。 進(jìn)水 出水 污泥回流 圖 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，以滿足脫氮要求。 *與混合液回流相比，污泥回流所需水泵揚(yáng)程更大，因此其能耗相對(duì)于常規(guī) A2／ 0 更大，運(yùn)行費(fèi)用也更高。 MUCT 活性污泥法，是對(duì) UCT 工藝的進(jìn)一步改進(jìn)。同時(shí)該工藝也未能很好解決系統(tǒng)反應(yīng)物的稀釋問題。 ① MSBR MSBR 工藝是一種改良型序批式活性污泥法，是八十年代后期發(fā)展起來的技術(shù)。 該工藝的主要缺點(diǎn)是設(shè)備眾多，空氣堰制造技術(shù)復(fù)雜，投資較大。因此，它是 SBR 工藝及 ICEAS 工藝的一種最新變型。主反應(yīng)區(qū)則是最終去除在機(jī)物的場(chǎng)所。 DO 能否進(jìn)入微生物絮體內(nèi)，取決于絮體大小和活性污泥的耗氧速率。生物選擇器是一容積較小的污水污泥接觸區(qū)，進(jìn)入反應(yīng)器的污水和從主反應(yīng)器內(nèi)回流的活性污泥 (回流量?jī)H為 20％ )在此相互混合接觸。根據(jù)“城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》 (建城 [20xx]124 號(hào) )，對(duì)于二級(jí)強(qiáng)化處理，“日處理能力在 1 0 萬立方米以下的污水處理設(shè)施，除采用 A／ O 法、 A2／ O法等技術(shù)，也可選用具有脫氮除磷功能的氧化溝法、 SBR法、水解好氧法和生物濾池法等”。 CAST 工藝流程簡(jiǎn)圖見下圖： 柵渣外運(yùn)處理 沙渣外運(yùn)處理 加藥 進(jìn)水 出水 圖 CAST 工藝流程簡(jiǎn)圖 污水首先進(jìn)入粗格柵去除較大渣物后，進(jìn)入細(xì)格柵，以保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行，再經(jīng)過沉砂池的處理。 CAST 反應(yīng)池出水流入消毒池進(jìn)行消毒，達(dá)標(biāo)后經(jīng)取樣池和測(cè)流槽排放。 減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費(fèi)用。因此，目前城市污水廠污泥的出路還是應(yīng)立足于農(nóng)業(yè)應(yīng)用以及衛(wèi)生填埋的方法。由于填埋處置具有適用范圍較廣，技術(shù)、工藝、設(shè)備較簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理較方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是與城市生活垃圾一起處置更是一種比較經(jīng)濟(jì)可靠的處理方式，采用該方法在實(shí)施中也要采用衛(wèi)生的填埋技術(shù)，堆場(chǎng)技術(shù)包括：防滲襯層、表層封土及滲出水及氣體的收集處理設(shè)施，防止并減少了二次污。所以，污水廠污泥作為農(nóng)用必須加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的控制， 一般可經(jīng)過中溫消化處理方法。 目前國內(nèi)外城市污水廠污泥最終處置和利用不外乎農(nóng)用，衛(wèi)生填埋、焚燒、拋海以及經(jīng)必要的處理后作建材利用的幾種途徑，其中焚燒、拋海的方法受到能源 消耗，海洋污染等因素的限制，不予提倡。 第二節(jié) 污泥處理方案論證 一、污泥處理工藝選擇 根 據(jù)污水處理推薦方案，本工程經(jīng)脫水后產(chǎn)生的污泥量約為200kg/d（含固率 20%）。 污水經(jīng)沉砂后配水到 CAST 反應(yīng)池進(jìn)行污水生物處理。根據(jù)近年來國內(nèi)外專家的論證與實(shí)際工程的運(yùn)行情況， CAST 工藝是公認(rèn)的高效、簡(jiǎn)化的污水處理工藝，是中小型污水處理廠的首選工藝。 CAST 工藝與傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝及 SBR 工藝相 比，具有以下四個(gè)方面的特征： 工業(yè)園區(qū) 3 萬 m3_d 污水處理廠建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 ，利用與主反應(yīng)區(qū)分建或合建、位于系統(tǒng)前端的生物選擇器對(duì)磷的釋放、反硝化作用及對(duì)進(jìn)水中有機(jī)物的快速吸附及吸收作用，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性； 靈活性； ，采用多池串聯(lián)運(yùn)行，使廢水在反應(yīng)器的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積的利用率； ，使反應(yīng)器以厭氧一缺氧一好氧一缺氧一厭氧的序批方式運(yùn)行，使其具有 優(yōu)良的脫氮除磷效果，降低了運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。無需專設(shè)缺氧區(qū)和內(nèi)回流系統(tǒng)。硝化和反硝化在主反應(yīng)區(qū)完成。生物選擇區(qū)是設(shè)置在 CAST 前端的小容積區(qū)，通常在厭氧或兼氧條件下運(yùn)行。 ② CAST CAST 反應(yīng)器工藝是以生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及合理的水力條件為基礎(chǔ)而開發(fā)的一種具有系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活和可靠性好等優(yōu)良特點(diǎn)的廢水處理新工藝，尤其適合要求脫氮除磷處理的中小型城市污水處理廠。因此其處理效果較好。 SBR 工藝的一個(gè)完整的操作過程，亦即每個(gè)間歇反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的操作過程包括如下五個(gè)階段：①進(jìn)水期 (或充水期 )②反應(yīng)期③沉淀期④排水排泥期⑤閑置期。 進(jìn)水 出水 污泥回流 圖 倒置 MUCT 工藝流程簡(jiǎn)圖 與 A2／ O 法相比， UCT 工藝不同之處在于污泥先回流至缺氧池，而不是厭氧池，再將缺氧池部分混合液回流至厭氧池，從而減少了回流污泥中硝酸鹽對(duì)厭氧放磷的影響。 ⑤ MUCT 工藝 UCT(university of Cape Town Process)活性污 泥法是一種強(qiáng)化生物工藝，是對(duì) A2／ O 工藝的改進(jìn)。 倒置 A2／ O 工藝的缺點(diǎn)是： *缺氧區(qū)、厭氧區(qū)的進(jìn)水分配比例較大 (一般為 3： 1 左右 )，碳源種類的分配不盡合理。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。 *取消了混合液回流，避免了內(nèi)回流帶來的稀釋作用，提高了硝化過程的反應(yīng)速率，增加了系統(tǒng)效率，減少了反應(yīng)池容積。 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。 進(jìn)水 外排 回流污泥 圖 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。 如前所述，此類工藝的關(guān)鍵是在污水處理系統(tǒng)中形成厭氧、缺氧的環(huán)境。目前我國城市污水處理新興工藝雖然層出不窮，但就當(dāng)前國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)。生物處理段產(chǎn)生的剩余污泥將直接濃縮脫水。 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，均按無初沉池的工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。 一級(jí)處理段通常指初次沉淀池，也是機(jī)械處理方法。 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， 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。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。 化學(xué)除磷的藥劑主要包括石灰、鐵鹽和鋁鹽。 ①化學(xué)除磷 工業(yè)園區(qū) 3 萬 m3_d 污水處理廠建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 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，然后通過固液分離將磷從污水中除去。根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)例，設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷在 BOD5／ kgMLSS 該工藝方案主要存在的問題是需對(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使用先例，也缺少運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，因此不推薦采用。 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。根據(jù)國外有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)資料和國內(nèi)污水處理廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在污泥負(fù)荷≤ BOD5／ 時(shí)，就很容易做到出水 BOD5保持在 20mg/L 以下。但是這種吸附作用僅對(duì)污水中懸浮物和膠體起作用。污水中的 BOD5由溶解性、膠體及顆粒性組成。污水中的無機(jī)顆粒和大尺度的有機(jī)顆?？孔匀怀恋碜饔镁涂梢匀コ?，小直徑的有機(jī)顆粒靠微生物的降解作用去除，無機(jī)顆粒 (包括尺度大小在膠體和亞膠體范圍內(nèi)的無機(jī)工業(yè)園區(qū) 3 萬 m3_d 污水處理廠建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 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。 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 1 BOD5／ COD 2 BOD5／ TN 3 BOD5／ TP 55 我國現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB J14— 87， 1997 版 )的表 中給出了污水處理廠的處理效率，見表 42。 本方 案設(shè)計(jì)的污水處理工藝選擇針對(duì) 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。 (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。 (4)基建投資和運(yùn)行費(fèi)用低，以盡可能少的投入取得盡可能多的效益