【正文】 模塊化設(shè)計，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)工程可行性研究報告 常規(guī)二級處理 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，對于某些污水可以通過厭氧水解把污水中大而長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，在二級生物處理工藝中，僅當(dāng)出水含磷要求較高時，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％，但對于 NH4－ N 和 TP的去除很少。采用這種設(shè)計，在目前國情的條件下，可以省去污泥消化系統(tǒng)，這對簡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，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，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 UCT 工藝的進(jìn)一步改進(jìn)。同時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 (回流量僅為 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 )，對于二級強(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磷的釋放、反硝化作用及對進(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 工藝的一個完整的操作過程，亦即每個間歇反應(yīng)器在處理廢水時的操作過程包括如下五個階段：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 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，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。 一級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)入好氧條件下時就降解體內(nèi)儲存的 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)計污泥負(fù)荷在 BOD5／ kgMLSS 該工藝方案主要存在的問題是需對污水調(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)計手冊資料和國內(nèi)污水處理廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在污泥負(fù)荷≤ BOD5／ 時，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?？课⑸锏慕到庾饔萌コ瑹o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 項 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)計的污水處理工藝選擇針對 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