【文章內容簡介】 余污泥量少，降低污泥處理與處置費用； ④ 耐沖擊負荷，對水質、水量變動具有較強的適應性，并能處理低濃度的污水； ⑤ 減少污泥膨脹問題，易于運行管理。 在相同運行條件下，生物膜系統處理效果優(yōu)于活性污泥系統，其 BOD CODcr和油脂去除率分別可達 97%、 99%、 82%，出水水質可達廢水綜合排放二級標準，達到相同的污染物去除率時，生物膜系統的運行管理 更方便，且克服了活性污泥系統存在的一些問題，例如：該方法不會存在污泥流失問題，不需要設置攪拌裝置即可達到脫氮效果，且不存在污泥上浮現象。 其中生物接觸氧化工藝，對處理小水量效果很好。生物接觸氧化工藝（ Biological Contact Oxidation）又稱 ―淹沒式生物濾池 ‖、 ―接觸曝氣法 ‖、 ―固著式圖 2 生物膜凈化機理示意圖 5 活性污泥法 ‖，是一種于 20 世紀 70 年代初開創(chuàng)的污水處理技術，其技術實質是在生物反應池內充填填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物 的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。 生物接觸氧化工藝是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內設置填料，池底曝氣對污水進行充氧，并使池體內污水處于流動狀態(tài)，以保證污水同浸沒在污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。 生物接觸氧化工藝中微生物所需的氧常通過鼓風曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的 微生物 由于缺氧而進行厭氧代謝，產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生物膜的生長，形成生物膜的 新陳代謝 ， 脫落 的生物膜將隨出水流出池外。該工藝適用于生活污水及 城市 污水處理 、生物接觸氧化工藝 、食品加工類工業(yè)廢水處理、小區(qū)及樓宇 建筑 中水回用及微污染飲用水生物預處理。 生物接觸氧化工藝，容積負荷高，占地相對較小，抗沖擊負荷，可間歇運行。生物種類多，活性生物量大。無污泥膨脹問題。但流程較為 復雜 ；布水、曝氣不易均勻，易出現死區(qū)。需定期反洗，產水率低。 氧化溝法 氧化溝法是一種改良型的活性污泥法，其曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥混合液在其中循環(huán)流動，故因此得名。 其基本流程圖如下圖 氧化溝的工藝特點有： 圖 3 卡魯塞爾氧化溝 6 ① 簡化了預處理。氧化溝的水力停留時間和污泥齡比一般生物處理法長，懸浮有機物可與溶解性有機物同時得到較徹底的去除，排出的剩余污泥已得到高度穩(wěn)定，因此氧化溝可不設初沉池，污泥不需進行厭氧硝化。 ② 因在流程中省略了初沉池、污泥硝化池，有時還省略二沉池和污泥回流裝置，節(jié)省了占地面積。 ③ 具有推流式流態(tài)特征，使得溶解氧沿池長方向形成濃度梯度，從而形成好氧、缺氧、厭氧環(huán)境，而達到較好的脫氮除磷效果。 該工藝的缺點是脫氮的效果一般，對于高濃度含氮的屠宰廢水，脫氮可能達不到排放要求。 循環(huán)式活性污泥法（ CASS 工藝） CASS 工藝是間歇式活性污泥法（ SBR）的一種變革。完整的 CASS 工藝運行周期分為四個階段：曝氣階段 沉淀階段 潷水階段 閑置階段。 CASS 池運行規(guī)律介于完全混合式活性污泥法和理想的推流式活性污泥法之間。每個 CASS 池由 3 個區(qū)域組成：生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)及主反應區(qū)。 生物選擇區(qū)設置在反應器的進水處，是一容積較小的污水污泥接觸區(qū)（容積約為反應器總容積的 10%）。進入反應器的污水和從主反應區(qū)內回流的活性污泥（回流量約為日平均流量的 20%）在此相互混合接觸。生物選擇器能創(chuàng)造合適的微生物生長條件并選擇 出絮凝性細菌。在生物選擇區(qū)內，通過主反應區(qū)污泥的回流并與進水混合，不僅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而加速對溶解性底物的去除并對難降解有機物起到良好的水解作用，同時可使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放。生物選擇器還可有效抑制絲狀菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統穩(wěn)定性。在生物選擇器中，污泥回流液中存在的少量硝酸鹽氮可得到反硝化，反硝化量可達整個系統反硝化量的 20%左右。選擇器可定容運行，也可變容運行，多池系統中的進水配水池也可用作選擇器。 兼氧區(qū)不僅具有輔助厭氧或兼氧條件下運行的生物選擇區(qū)對進水水質 水量變化的緩沖作用，同時還具有促進磷的進一步釋放和強化氮的反硝化作用。 主反應區(qū)則是最終去除有機底物的主要場所。運行過程中，通常將主反應區(qū)的曝氣強度以及曝氣池中溶解氧強度加以控制，以使反應區(qū)內主體溶液處于好氧 7 狀態(tài)，保證污泥絮體的外部有一個好氧環(huán)境進行硝化；活性污泥結構內部則基本處于缺氧狀態(tài)，溶解氧向污泥絮體內的傳遞受到限制，而較高的硝酸鹽濃度（梯度）則能較好地滲透到絮體內部，有效地進行反硝化，從而使主反應區(qū)中同時發(fā)生有機污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。 厭氧生物處理法 厭氧生 物處理法可將有機物在厭氧條件下的降解過程分成三個反應階段。 第一階段是，污水中的溶性大分子有機物水解為溶性小分子有機物。 反應的第二階段為產酸和脫氫階段。水解形成的溶性小分子有機物被產酸細菌作為碳源和能源，最終產生短鏈的揮發(fā)酸，如乙酸等。 在廢水的厭氧生物處理過程中，有機物的真正穩(wěn)定發(fā)生在反應的第三階段，即產甲烷階段。產甲烷的反應由嚴格的專一性厭氧細菌來完成，這類細菌將產酸階段產生的短鏈揮發(fā)酸 (主要是乙酸 )氧化成甲烷和二氧化碳。 圖 4 厭氧處理的連續(xù)反應過程 8 穩(wěn)定塘 穩(wěn)定塘是以太陽能為初始能量，通過在塘中種植水生植物，進行水產和水禽養(yǎng)殖，形成人工生態(tài)系統，在太陽能（日光輻射提供能量）作為初始能量的推動下，通過穩(wěn)定塘中多條食物鏈的物質遷移、轉化和能量的逐級傳遞、轉化，將進入塘中污水的有機污染物進行降解和轉化，最后不僅去除了污染物，而且以水生植物和水產、水禽的形式作為資源回收，凈化的污水也可作為再生資源予以回收再用，使污水處理與利用結合起來，實現污水處理資源化。 人工生態(tài)系統利用種植水生植物、養(yǎng)魚、鴨、鵝等形成多條食物鏈。其中，不僅有分解者生物即細菌和真菌，生產者生物即藻 類和其他水生植物，還有消費者生物，如魚、蝦、貝、螺、鴨、鵝、野生水禽等，三者分工協作，對污水中的污染物進行更有效地處理與利用。如果在各營養(yǎng)級之間保持適宜的數量比和能量比，就可建立良好多生態(tài)平衡系統。污水進入這種穩(wěn)定塘其中的有機污染物不僅被細菌和真菌降解凈化，而其降解的最終產物，一些無機化合物作為碳源，氮源和磷源，以太陽能為初始能量，參與到食物網中的新陳代謝過程，并從低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級逐級遷移轉化，最后轉變成水生作物、魚、蝦、蚌、鵝、鴨等產物，從而獲得可觀的經濟效益。穩(wěn)定塘污水處理系統具有基建投資和運轉費用低 、維護和維修簡單、便于操作、能有效去除污水中的有機物和病原體、無需污泥處理等優(yōu)點，在我國，特別是在缺水干旱的地區(qū)，是實施污水的資源化利用的有效方法，所以穩(wěn)定塘處理污水近年來成為我國著力推廣的一項新技術。 9 2 設計說明 設計背景 本設計污水處理廠所在地擬為廣州市番禺區(qū) 華南 碧桂園 附近。 華南碧桂園已經成功開發(fā)了包括： 紫翠苑 、 碧翠苑 、芳翠苑、漾翠苑、 疊翠苑 、 錦翠苑 B 區(qū)、翡翠苑 B 區(qū)翠宏臺空中花園等 8 個洋房小區(qū)以及怡翠苑、 景翠苑 、 雅翠苑 、盈峰翠庭、翡翠苑 A 區(qū)、翠云山、錦翠苑 A 區(qū)、映翠桃園、翠山藍天等別墅組團。至今，社區(qū)入住戶數逾 3000 戶，入住人口達萬人。 設計原則 嚴格 執(zhí)行國家及地方的現行有關環(huán)保法規(guī)及經濟技術政策。根據國家有關規(guī)定和甲方的具體要求，合理地確定各項指標的設計標準 [6]。 本著技術上先進、安全、可靠，經濟上合理可行的原則， 盡量采用技術成熟、流程簡單、處理效果穩(wěn)定的廢水處理系統 。 從降電耗、節(jié)約藥劑使用量方面精心設計，從技術經濟上達到最佳效果。 在總圖布置方面， 充分利用現有條件，因地制宜，少占用地；同時 保證使污水處理設施與周圍環(huán)境協調一致，不會影響環(huán)境美觀。 選用的設備自動化水平比較高，易于工人操作管理，減輕勞動強度。同時也要考 慮設備的耐用性，以保證長時間免維修正常使用。 廢水處理工程中的設備選保工程質量。 設計依據 《中華人民共和國水污染防治實施細則》（ 1989 年 7 月） 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》 （ GB189182021） 《室外排水設計規(guī)范》（ GBJ1487） 廣東省地方標準《水污染物排放限值》（ DB44/262021） 《城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和設備設計標準》（ CJJ3189） 10 《污水再生利用工程設計規(guī)范》（ GB/T503352021） 《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范》（ GBJ8785） 《給水排水工程結構設計規(guī)范》（ GBJ6984） 設計水量 污水 產生量為 500m3/d。 設計水量： 500m3/d。 平均流量： （ 24h 計）。 設計進出水水質 污水處理的目的是去除水中的污染物質，使污水得到凈化。污水中的主要污染物為 BOD5， CODcr， NH3N 和 SS 等，根據污水排放標準：處理出水需達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》 GB189182021 二級標準水質要求 [7]，項目 進出 水水質 如 表 所示 。 前面說的參考了廣東省標準，到這里就沒有了？ 表 要求達到的污染物去除率 項目 進水水質（ mg/l） 出水水質(mg/l) 去除率（ %） BOD5 150 20 % CODcr 250 90 64% SS 200 60 70% NH3N 20 10 50% 動物物油 50 10 80% 從表中可以看出，要求的各種污染物去除率由大到小的排列順序為： BOD5﹥動物物油﹥ SS﹥ CODcr﹥ NH3N。污水處理工藝的選擇與污染物所要達到的去除效率密切相關，因此首先需要分析各種污染物的去除機理和所能達到的去除程度。都不知道你下面說這些是什么意思 11 有機污染物（ BOD5 和 CODcr）的去除 好氧處理污水中有機物的去除主要依靠活性污泥的吸附作用和代謝作用。在活性污泥和污水接觸的初期，會出現很高的 BOD5 去除率，這是因為污水中的有機顆粒和膠體被絮凝和吸附在微生物表面，從而被去除。但是這種去除作用僅對懸浮物和膠體起作用，對于溶解性的有機物則不起作用。溶解性有機物直接進入細胞內部通過代謝分解作用，一部分合成新的細胞物質，一部分分解以獲得細胞合成所需的能量。代謝最終產物為二氧化碳、水等穩(wěn)定無機物。通過控制污泥負荷在 BOD5/㎏ MLSSd 以下時，很容易使得出水 BOD5保持在 20mg/L以下。 SS 的去除 處理出水中懸浮物濃度不僅涉及到出水 SS 指標，出水中的 BOD CODcr等指標也與之有 關。因為組成出水懸浮物的主要成分是活性污泥絮體，其本身的有機成分就高，因此較高的出水懸浮物會使出水的 BOD CODcr等含量增高。因此，控制出水 SS 指標是最基本，也是很重要的。 污水中的無機顆粒和大直徑的有機顆?？孔匀坏闹亓Τ两底饔眉纯扇コ?，小直徑的有機顆粒靠微生物的降解作用去除，而小直徑的無機顆粒（包括大小在膠體和亞膠體范圍內的無機顆粒）則靠活性污泥絮體的吸附、網捕作用，與活性污泥絮體同時沉淀而去除。 初沉池可以作為預處理使用，去除污水中的無機顆粒和大直徑有機顆粒；二沉池作為生物法處理的后續(xù)處理，去除活 性污泥絮體。另外，為了降低出水中懸浮物濃度，減輕二沉池負擔，在工程中應采取適當的措施，如：選用適當的污泥負荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能。 NH3N 的去除 在屠宰廢水中， 氨氮主要以氨態(tài)氮及有機氮形式存在，這兩種形式的氮稱為凱氏氮，用 TKN 表示，而硝基氮（包括硝酸鹽和亞硝酸鹽）含量較少，這些不同形式的氮統稱為總氮。 氨氮的去除包括兩部分，一部分氨氮通過微生物的新陳代謝作用，進入微生 12 物體內，合成新的細胞物質隨著剩余污泥排走，另一部分氨氮首先在好氧段溶解氧充足的情況下由亞硝化細菌和硝化細 菌的硝化作用，氧化為硝基氮，再在缺氧段利用反硝化細菌，以有機碳為電子供體，硝基氮為電子受體，將其反硝化還原為 N2，溢出水面釋放到大氣中。 發(fā)生的生化反應包括： 硝化反應： 2NH3+