【文章內(nèi)容簡介】 污水處理廠的工藝流程系指在保證處理水達(dá)到所要求的處理程度的前提第三章 污水處理廠設(shè)計 7 下，所采用的污水處理技術(shù)各單元的有機(jī)組合。 在選定處理工藝流程的同時，還需要考慮各處理單元構(gòu)筑物的形式，兩者互為制約，互為影響。污水處理工藝流程的選定，主要以下列各項因素作為依據(jù)。 ① 污水的處理程度 ② 工程造價與運行費用 ③ 當(dāng)?shù)氐母黜棗l件 ④ 原污水的水量與污水流入工程 該污水處理廠日處理能力約 5萬噸 ,屬于中小規(guī)模的污水處理廠。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， 1020萬 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，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷脫氮有要求的城市，應(yīng)采用二級強(qiáng)化處理，如 A2 /O工藝， A/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。 由于該設(shè)計對脫氮除磷有要求故選取二級強(qiáng)化處理。可供選取的工藝： A/O工藝， A2/O工藝， SBR及其改良工藝，氧化溝工藝。 該污水處理廠要求對原水中的氮、磷有比較好的去除，應(yīng)采用二級強(qiáng)化處理 。根據(jù)《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》推薦，以及國內(nèi)外工程實例和豐富的經(jīng)驗，比較成熟的適合中小規(guī)模具有除磷、脫氮的工藝有： A2/O工藝， A/O工藝， SBR及其改良工藝，氧化溝及其改良工藝。 A/O工藝、 A2/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可以實現(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合，都是比較實用的除磷脫氮工藝。 一 .A2/O 處理工藝 (如下圖所示 ) 第三章 污水處理廠設(shè)計 8 (1)A2/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稱， A2/O 工藝是在厭氧－好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，該工藝同時具有脫氮除磷的功能。 (2)A2/O 工藝的特點： A：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，能同時具有去除有機(jī)物、脫氮除磷功能； B：在同時脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其它工藝。 C：在厭氧 缺氧 好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖， SVI 一般小于 100，不會發(fā)生污泥膨脹。 D：污泥中含磷量高，一般為 %以上 。 二 .氧化溝 嚴(yán)格地說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，它早已超出原先的實踐范圍，出現(xiàn)了一系列除磷脫氮技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝流程。按照運行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝 ， 如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國應(yīng)用比較多，這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵巍捬醵?、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。 交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，不設(shè)二沉池和污泥回流設(shè)施 。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和 SBR 工藝的一些特點，可以根據(jù)水量水質(zhì)的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實現(xiàn)最佳的除磷脫氮效果。 二沉池 內(nèi)回流 污泥回流 圖 1 Ａ 2/Ｏ工藝 厭氧 好氧 缺氧 第三章 污水處理廠設(shè)計 9 氧化溝具有以下特點： (1)工藝流程簡單，運行管理方 便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。 (2)運行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的 BOD 平均處理水平可達(dá)到 95%左右。 (3)能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水力停留 時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。 (4)污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為 20～ 30 d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單，運行費用低。 (5)可以除磷脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到除磷脫氮目的，脫氮效率一般＞ 80%。但要達(dá)到較高的除磷效果則需要采取另外措施。 (6)基建投資省、運行費用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除 BOD、去除 BOD 和 NH3 N 及去除 BOD 和脫氮三種情況下，基建費用和運行費用都有較大降低，特別是在去除 BOD 和脫氮情況下更省。同時 統(tǒng)計表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。 Carrousel 原指游藝場中的循環(huán)轉(zhuǎn)椅，如上圖。為一個多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進(jìn)水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內(nèi)不停的循環(huán)流動，采用表面機(jī)械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個?？拷貧馄飨掠蔚膮^(qū)段為好氧區(qū)，處于曝氣器上游和外環(huán)的區(qū)段為缺氧區(qū)，混合液交替進(jìn)行好氧和缺氧，不僅提供了良好的生物脫氮條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。 Orbal 氧化溝，即“ 0、 2”工藝，由內(nèi)到外分別形成厭氧、缺氧、和好氧三個區(qū)域，采用轉(zhuǎn)碟曝氣。由于從 內(nèi)溝 (好氧區(qū) )到中溝 (缺氧區(qū) )之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效率較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設(shè)備，不可避免的帶入第三章 污水處理廠設(shè)計 10 相當(dāng)數(shù)量的溶解氧，使得除磷效率較差。 三溝式氧化溝屬于交替運行式氧化溝，由丹麥 Kruger 公司創(chuàng)建，如上圖。由三條同容積的溝槽串聯(lián)組成，兩側(cè)的池子交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子一直作為曝氣池。原污水交替地進(jìn)入兩側(cè)的池子，處理出水則相應(yīng)地從作為沉淀池的池中流出，這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率 (達(dá) 59%左右 )，另外也有利于生物脫氮。三溝式氧化溝流程簡潔，具有生物脫氮功能，由于無專門的厭氧區(qū)，因 此，生物除磷效果差，而且由于交替運行，總的容積利用率低，約為 55%，設(shè)備總數(shù)量多，利用率低。 三 .SBR 工藝 SBR 是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)，其基本特征是在一個反應(yīng)池內(nèi)完成污水的生化反應(yīng)、固液分離、排水、排泥?？赏ㄟ^雙池或多池組合運行實現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水。 SBR 通過對反應(yīng)池曝氣量和溶解氧的控制而實現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，具有很大的靈活性。 SBR 池通常每個周期運行 46 小時，當(dāng)出現(xiàn)雨水高峰流量時， SBR 系統(tǒng)就從正常循環(huán)自動切換至雨水運行模式，通過調(diào)整其循環(huán)周期，以適應(yīng)來水量的變化。 SBR 系統(tǒng)通常能夠承受 35 倍旱流量的沖擊負(fù)荷。 SBR 工藝具有以下特點： (1)SBR 工藝流程簡單、管理方便、造價低。 SBR 工藝只有一個反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技第三章 污水處理廠設(shè)計 11 進(jìn)步，目前自動控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。 (2)處理效果好。 SBR 工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的 (盡管是處于完全混合狀態(tài)中 )，隨時間 的延續(xù)而逐漸降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。 (3)有較好的除磷脫氮效果。 SBR 工藝可以很容易地交替實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。 (4)污泥沉降性能好。 SBR 工藝具有的特殊運行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時由于 SBR 工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。 (5)SBR 工藝獨特的運行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)波動。 于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較 上述適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝比較多，為了選擇出經(jīng)濟(jì)技術(shù)更合理的處理工藝，以下對上述適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。 表 適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較 工藝名稱 氧化溝工藝 AO工藝 A2O工藝 SBR工藝 優(yōu) 點 ，構(gòu)筑物少，基建費用??； 2.處理效果好，有穩(wěn)定的除 P脫 N功能； 度的工業(yè)廢水有很大稀釋作用； 抗沖擊負(fù)； 1．污泥沉降性能好；污泥經(jīng)厭氧消化后達(dá)到穩(wěn)定； 大型水廠費用較低； 4.沼氣可回收P脫 N功能； 2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量； 提高對難降解生物有機(jī)物去除效；，占地省，處理成本底； 3. 處理效果好，有穩(wěn)定的除 P脫 N功能； 4.不需要污泥回流系統(tǒng)和回流液；不設(shè)專門的二沉池； 5.第三章 污水處理廠設(shè)計 12 的有機(jī)物； 成量少，污泥不需要消化處理，不需要污泥回流系統(tǒng)； 熟，管理維護(hù)簡單； 8.國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗； 水廠投資省，成本底；，二沉池。 利用。 果，運行效果 穩(wěn)定； 成熟，運行穩(wěn)妥可靠； 護(hù)簡單，運行費用低； 6沼氣可回收利用 程實例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗。 除磷脫氮的厭氧，缺氧和好氧不是由空間劃分的，而是由時間控制的。 缺 點 ，對自動化控制能力要求高； 2.污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定； 備利用率低； 果進(jìn)一步提高需要在氧化溝前設(shè)厭氧池。 水廠費 用偏高； 利用經(jīng)濟(jì)效益差； 3，污泥回流量大，能耗高。 多； 2，污泥回流量大，能耗高。3. 用于小型水廠費用偏高； 4.沼氣利用經(jīng)濟(jì)效益差。 ，對自動化控制能力要求高； 沒有厭氧消化穩(wěn)定； 利用率低； 位運行，電耗增大；5除磷脫氮效果一般。 綜上所述，可得比較適合本經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的工藝是 OA/2 工藝。因為這種工藝具有較好的除 P脫 N功能； 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；具有提高對難降解生物有 機(jī)物去除效果，運行效果穩(wěn)定；技術(shù)先進(jìn)成熟，運行穩(wěn)妥可靠；管理維護(hù)簡單，運行費用低；沼氣可回收利用；國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗技術(shù)先進(jìn)成熟，運行穩(wěn)妥可靠，最為重要的是該工藝總水力停留時間少于其他同類工藝，節(jié)省基建費用，占地面積相對較小，在市場經(jīng)濟(jì)的形勢下，寸土寸金，該工藝無疑具有非常大的吸引力。 4. OA/2 法同步脫氮除磷工藝的原理： 第三章 污水處理廠設(shè)計 13 OA/2 分為三大部分，分別為厭氧、缺氧、好氧區(qū)。原污水從進(jìn)水井內(nèi)首先進(jìn)入 厭氧區(qū)，同步進(jìn)入的還有從沉淀池排出的含磷回流污泥，本反應(yīng)器的主要功能是釋放磷，同時部分有機(jī)物進(jìn)行氨化。污水經(jīng)過第一厭氧反應(yīng)器進(jìn)入缺氧反應(yīng)器，本反應(yīng)器的首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為 2Q(Q—— 原污水流量 )?；旌弦簭娜毖醴磻?yīng)器進(jìn)入好氧反應(yīng)器 —— 曝氣器，這一反應(yīng)器單元是多功能的，去觸 BOD ，硝化和吸收磷等項反應(yīng)都在本反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。這三項反應(yīng)都是重要的，混合液中含有 NNO?3 ，污泥中含有過 剩的磷，而污水中的 BOD 則得到去除。 進(jìn)水泵房 污水進(jìn)水泵房由格柵間、泵房組成 (泵房配電間設(shè)于離泵房不遠(yuǎn)的地方，具體布置見污水廠平面總體布置圖，另外廠內(nèi)另設(shè)有集中變配電間、中控室 )。 1. 格柵間 平面尺寸：長 ?寬 = 米 ? 米，地下深 米，為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，格柵間內(nèi)設(shè)中格柵和細(xì)格柵，中格柵柵條間隙為 26mm，兩柵間隔墻寬取 ，柵槽總寬度為 . 最大過柵流速為 m/s。格柵的運行由格柵前、后水位差自動控制。柵渣由設(shè)于平臺面以下的國產(chǎn)無軸螺旋輸送器輸出后外運處置。 2. 泵房采用半地下室鋼筋砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸：長 ? 寬 = 米 ? 米，地下埋深 米，采用立式污水泵抽升污水，泵房內(nèi)設(shè)四臺型號為 500QW2600— 15— 160 的立式污水泵 (四用一備 )。單泵流量為 2600 米 3/時，揚程為 15 米，轉(zhuǎn)速 745 轉(zhuǎn) /分，電機(jī) 功率 160 千瓦。 每臺泵出水管上設(shè)微阻緩閉止回閥，起吊設(shè)備采用電動單梁起重機(jī)，最大起重量為 5 噸。 細(xì)格柵和沉砂池 共設(shè)兩道進(jìn)口細(xì)格柵，安裝在出水井與沉砂池的連接渠道上，用于去除進(jìn)廠污水中較大的漂浮物和懸浮物，以保證后續(xù)處理工藝的安全運行。細(xì)格柵 (一第三章 污水處理廠設(shè)計 14 期 )分兩組設(shè)置，每組設(shè) 2道進(jìn)口機(jī)械弧形細(xì)格柵 (旋轉(zhuǎn)角為 90。 )及 1 道人工應(yīng)急格柵 (國產(chǎn) )，渠寬為 m，柵隙寬為 20 mm，最大過柵流速為 m/柵的運行由格柵前、后水位差自動控制。柵渣由設(shè)于平臺面以下的國產(chǎn)無軸螺旋輸送器輸出后外運 處置。沉砂池采用了旋流式沉砂池 (分兩組設(shè) 2池，型號旋流式沉砂池Ⅱ 50)，旋流式沉砂池Ⅱ型號 50的尺寸 (mm) 型 號 流量 (萬 m3/d) A B C D E F J L 50 4610