【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 23 本設(shè)計(jì)污水廠選址位于 XX 鎮(zhèn)西北角銀山工業(yè)區(qū)。地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高 17m 左右。石馬河從西側(cè)經(jīng)過(guò)。該鎮(zhèn)內(nèi)北部區(qū)域的污水可自流進(jìn)入污水廠，南部區(qū)域的污水通過(guò)泵站提升進(jìn)入污水處理廠，處理后的尾水可直接排入石馬河。廠區(qū)東邊靠近城區(qū)客運(yùn)站，交通方便，供水供電方便。 東莞市清溪長(zhǎng)山頭城市污水處理廠 工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 24 第 3 章 污水處理工藝方案的確定 污水處理廠設(shè)計(jì)原則 根據(jù)國(guó)家有關(guān)政策和法規(guī)以及招標(biāo)文件，東莞市 XXXX 城市污水處理廠工程的設(shè)計(jì)遵循以下原則： ，污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為 104m3/d，由于污水管道為合流制系統(tǒng)，截流倍數(shù)為 ，故進(jìn)水泵房和一級(jí)處理構(gòu)筑物按 104m3/d（計(jì)算水量用其平均流量）設(shè)計(jì)；生化處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)及附屬的土建及設(shè)備按 104m3/d 設(shè)計(jì)，鼓風(fēng)機(jī)房和污泥脫水間內(nèi)分別預(yù)留 2 臺(tái)和 1 臺(tái)設(shè)備機(jī)組的位置，可以達(dá)到 104m3/d（共用）的處理能力。 ，在達(dá)到相應(yīng)污水處理標(biāo)準(zhǔn)的前提下，力求最大限度地減少投資和日常運(yùn)行費(fèi)用。 ，采用的工藝必需能滿足對(duì)污水的處理可靠達(dá)標(biāo)并且運(yùn)行穩(wěn)定。 、可靠、合理。 、污泥及尾水排放問(wèn)題，最大限度地減少對(duì)環(huán)境的二次污染。 XX 污水處理廠廠區(qū)東邊靠近城區(qū)客運(yùn)站，故本次設(shè)計(jì)考慮對(duì)污水 處理廠主要產(chǎn)生臭氣的構(gòu)筑物（粗格柵及進(jìn)水泵房，細(xì)格東莞市清溪長(zhǎng)山頭城市污水處理廠 工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 25 柵及沉砂池、污泥脫水間）進(jìn)行除臭處理。 污水處理工藝方案的選擇 污水處理工藝，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)，排放標(biāo)準(zhǔn)要求以及污水處理廠的規(guī)模，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀缓蜕鐣?huì)經(jīng)濟(jì)等條件綜合分析確定。選擇合適的污水處理工藝，不僅可以降低工程投資，還有利于污水處理廠的運(yùn)行管理以及減少污水處理廠的常年運(yùn)行費(fèi)用，保證出水水質(zhì)。 污水處理通常采用物理、化學(xué)和生物化學(xué)處理法，將污水中所含各種形態(tài)的污染物質(zhì)加以分離去除，或轉(zhuǎn)化為無(wú)害和穩(wěn)定的物質(zhì)，從而使廢水得到凈化的處理過(guò)程也稱為廢水無(wú)害化處 理系統(tǒng)。 一般情況下，采用粗格柵、細(xì)格柵、沉砂池和沉淀池等處理設(shè)備組成的物理處理系統(tǒng)，可去除廢水中的可沉雜質(zhì)，稱為一級(jí)處理。一級(jí)處理一般可除去懸浮物 40%55%，一級(jí)處理出水中，還含有較多溶解性有機(jī)污染物質(zhì)，還不能直接排放。以活性污泥法或生物膜法等生物化學(xué)處理技術(shù)為主體的二級(jí)處理，可大幅度地去除廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)， BOD5去除率達(dá) 85～ 95%。 由于一級(jí)處理部分和污泥處理部分選擇的設(shè)備及構(gòu)筑物都適用于所有待選定的二級(jí)生化處理部分，因此，這兩部分在工藝分析過(guò)程中較為獨(dú)立，本優(yōu)化方案只針對(duì)二 級(jí)生物處理部分進(jìn)行工藝選擇，以確定設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)。 根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GBJ1487），污水處理東莞市清溪長(zhǎng)山頭城市污水處理廠 工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 26 廠的處理效率見(jiàn) 表 。 表 污水處理廠的處理效率表 處理級(jí)別 處理方法 主要工藝 處理效率（ %） SS BOD5 一級(jí) 沉淀法 沉淀 40~55 20~30 二級(jí) 生物膜法 初次沉淀、生物膜法、二次沉淀 60~90 65~90 活性污泥法 初次沉淀、曝氣、二次沉淀 70~90 65~95 從上表可見(jiàn)，二級(jí)活性污泥法的處理效率最高，但常規(guī)二級(jí)處理 工藝僅能有效地去除 BOD COD 和 SS，而對(duì)氮和磷的去除若依附剩余污泥排出，氮的去除率約為 1020%，磷的去除率約為 1219%，達(dá)不到本工程對(duì)氮和磷去除率的要求。因此，必需采用污水脫氮除磷工藝。 1. SS 的去除 污水中的 SS 的去除主要靠沉淀作用。 污水廠出水中懸浮物濃度不單涉及到出水 SS 指標(biāo)，而且與出水中的 BOD CODcr等指標(biāo)相關(guān)。這是因?yàn)榻M成出水懸浮物的主要是活性污泥絮體，本身有機(jī)成分就很高，因此，控制污水處理廠出水的SS 指標(biāo)是最基本的，也是很重要的。 為了降低出水中的懸浮物濃度，應(yīng)在工程中 選擇適當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用較小的二次沉淀池表面東莞市清溪長(zhǎng)山頭城市污水處理廠 工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 27 負(fù)荷和較低的出水堰負(fù)荷、充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)作用等。在污水處理整體方案合理和單體設(shè)計(jì)優(yōu)化的條件下，完全能夠使出水 SS 指標(biāo)達(dá)到 20mg/l 以下。 2. BOD5的去除 污水中的 BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代謝作用，然后對(duì)污泥與水進(jìn)行分離來(lái)完成的。 微生物的好氧代謝作用對(duì)污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此，可以使處理后污水中的殘余 BOD5濃度很低。根據(jù)國(guó)外有關(guān)設(shè)計(jì)資料，在污 泥負(fù)荷為 BOD5/ 以下時(shí)，就很容易使得出水 BOD5保持在 20mg/l 以下。為獲得好氧代謝作用的充分發(fā)揮，增長(zhǎng)泥齡是獲得有機(jī)物降解和污泥穩(wěn)定的最佳選擇。 3. CODcr的去除 污水中 CODcr去除的原理與 BOD5基本相同，取決于原污水中的可生化性，它與城市污水的組成有關(guān)。 城市污水的 BOD5/CODcr比值大于 ，可生化性較好，出水 CODcr值可以控制在較低的水平。 BOD5/CODcr比值較小的城市污水，其污水的可生化性較差，處理后污水中剩余的 CODcr 會(huì)較高，要滿足出水CODcr≤ 40mg/l 有一定的難度。 根據(jù)東莞市 XXXX城市污水處理廠工程的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和出水水東莞市清溪長(zhǎng)山頭城市污水處理廠 工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 28 質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，本工程設(shè)計(jì)須采用生物脫氮除磷工藝，在滿足生物脫氮除磷要求的前提下， BOD CODcr和 SS 的去除都可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。 根據(jù)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的分析，工藝選擇主要考慮去除 B0D CODcr及氮磷為目的，污水中 B0D5/CODcr= 生化性好。 4. 生物脫氮除磷基本原理 污水脫氮除磷可供選擇的處理方法通常有生物處理法及物理化學(xué)法兩大類(lèi)。國(guó)外從六十年代開(kāi)始曾系統(tǒng)地進(jìn)行了脫氮除磷的物化處理方法研究，結(jié)果認(rèn) 為物化法的缺點(diǎn)是耗藥量大、污泥多、運(yùn)行費(fèi)用高等，因此，城市污水處理廠一般不推薦優(yōu)先采用。從七十年代以來(lái)，國(guó)外開(kāi)始研究并逐步采用活性污泥法生物脫氮除磷。我國(guó)從八十年代初開(kāi)始研究生物脫氮除磷，在八十年代后期逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化流程，目前，常用的生物脫氮除磷工藝有 A2/O 法、 A/O 法等。 污水中的有機(jī)氮、蛋白氮等在好氧條件下首先被氨化菌轉(zhuǎn)化為氨氮，而后在硝化菌的作用下變成硝酸鹽氮，隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮還原成氮?dú)鈴奈鬯幸莩?，此階段稱為缺氧反硝化。 在硝化和反硝 化過(guò)程中，硝化菌增長(zhǎng)速度較緩慢，要有足夠的污泥齡。反硝化菌的生長(zhǎng)主要在缺氧條件下進(jìn)行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用順利進(jìn)行。 東莞市清溪長(zhǎng)山頭城市污水處理廠 工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 29 按照上述原理，要進(jìn)行脫氮，必須具有缺氧 /好氧過(guò)程，組成缺氧池和好氧池，即所謂缺氧 /好氧（ A/O）系統(tǒng)。 b. 生物除磷 生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收易降解有機(jī)物，并轉(zhuǎn)化為 PHB（聚β羥丁酸）儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)這些聚磷菌進(jìn)入好氧條件時(shí)就降解體內(nèi)儲(chǔ)存的 PHB 產(chǎn)生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，形成含磷量高的污泥，隨剩余 污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷的目的。 影響生物除磷的因素是要有厭氧條件（ DO），同時(shí)要有可快速降解的有機(jī)物，即 BOD5/P 比值恰當(dāng)。同時(shí)，希望含磷污泥盡快排出系統(tǒng)，以免污泥中的磷又回到水體中。 按照上述原理，要進(jìn)行除磷必須具備厭氧過(guò)程，故在生物脫氮系統(tǒng)前再設(shè)置一個(gè)厭氧池，這樣就形成了 A2/O 系統(tǒng)，即厭氧 缺氧 好氧系統(tǒng)。 c. 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 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(shí)際運(yùn)行資料表明，BOD5/N3 時(shí)才能使反硝化正常進(jìn)行。在 BOD5/N=4～ 5 時(shí)，氮的去除率大于 50%，磷的去除率也可達(dá) 60%左右。 東莞市清溪長(zhǎng)山頭城市污水處理廠 工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 30 對(duì)于生物除磷工藝，要求 BOD5/P=33～ 100，且 BOD5/N≥ 4。本工程 BOD5/N 約等于 4， BOD5/P 約等于 33，能滿足生物脫氮除磷工藝對(duì)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，處理系統(tǒng)的硝化反應(yīng)才能正常進(jìn)行。 根據(jù)招標(biāo)文件所給定的污水水量及水質(zhì)， XX 鎮(zhèn)的污水主要為生活污水。參考目前國(guó)內(nèi)外城市污水處理廠的設(shè)計(jì)及運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)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） CAST 法、填料性活性污泥法。 氧化溝法 氧化溝（ Oxidation Ditch）屬延時(shí)曝氣法，由于工藝流程較為簡(jiǎn)單， BOD5去除率高，有較好的脫氮除磷功能，運(yùn)行較為穩(wěn)定可靠，有較成熟的 運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，已廣泛用于處理城市污水，國(guó)內(nèi)外都有成功的實(shí)例。如我國(guó)河北省邯鄲市東城市污水處理廠、云南省昆明市蘭花溝城市污水處理廠、廣西桂林市東區(qū)污水處理廠、燕山石化?？谟鬯幚韽S等。 氧化溝法是 40 年代末 50 年代初期開(kāi)發(fā)，幾經(jīng)創(chuàng)新的一種污水生化處理工藝，在我國(guó)曾經(jīng)風(fēng)行一時(shí)。 東莞市清溪長(zhǎng)山頭城市污水處理廠 工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 31 原始氧化溝呈間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，集進(jìn)水、處理、出水、污泥好氧消化于一溝。 60 年代開(kāi)始發(fā)展動(dòng)態(tài)過(guò)流式氧化溝，繼而派生多種型式，如單溝氧化溝（ Pasveer）、 DE 型（ BioDenipho）氧化溝、 T 型（三溝式）氧化溝等；目前常見(jiàn)的幾種商業(yè)氧化溝有 循環(huán)折流式氧化溝【荷蘭 DHV 集團(tuán)于 60 年代開(kāi)發(fā)的卡魯塞爾（ Carrousel）型】、同心圓向心流氧化溝【美國(guó) Envirex 公司開(kāi)發(fā)的奧貝爾（ Orbal）型】、交替工作式氧化溝【丹麥克魯格（ Gruger）公司開(kāi)發(fā)】等。 各種商業(yè)氧化溝中，比較有代表性，同時(shí)也是發(fā)展較快、較新的一種變形是美國(guó) EIMCO 公司開(kāi)發(fā)的 Carrousel denitIR A2/C 型氧化溝，亦稱為 Carrousel 2021，該型氧化溝是在傳統(tǒng)的氧化溝前端增設(shè)了厭氧池，在溝體內(nèi)增加了缺氧池，因此具有生物除磷脫氮功能。 流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 。 圖 Carrousel 2021 型氧化溝流程簡(jiǎn)圖。 各型氧化溝共同的特點(diǎn)為： 混合液流態(tài)是無(wú)終端循環(huán)流動(dòng)，稀釋能力強(qiáng)，污泥負(fù)荷低，曝出水 氧化溝 缺氧池 進(jìn)水 厭 氧 池 二沉池 活性污泥回流 東莞市清溪長(zhǎng)山頭城市污水處理廠 工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 32 氣時(shí)間長(zhǎng)，故耐沖擊負(fù)荷，出水水質(zhì)較好，污泥量較少且穩(wěn)定，一般可不設(shè)初沉池，維護(hù)管理簡(jiǎn)單。氧化溝的缺點(diǎn)是需要設(shè)置單獨(dú)的二次沉淀池，使得占地面積較大，處理水量較大時(shí)，能耗較高。另外氧化溝對(duì)進(jìn)水水質(zhì)低于設(shè)計(jì)水質(zhì)時(shí)的應(yīng)變能力較弱。 1996 年 12月～ 1997 年 3 月全國(guó)市政工程情報(bào)網(wǎng)和污水處理情報(bào)網(wǎng)通過(guò)前后三次 派出大量工程技術(shù)人員對(duì)國(guó)內(nèi)大部分污水處理廠進(jìn)行調(diào)查研究，經(jīng)分析得出結(jié)論：“號(hào)稱工藝簡(jiǎn)單而投資省的氧化溝工藝，除個(gè)別情況外，大部分使用氧化溝的廠家，其投資指標(biāo)高居不下，明顯高于鼓風(fēng)曝氣工藝的廠家?！? SBR 法 SBR 法是 Sequencing Batch Reactor 的英文縮寫(xiě)，為間歇式活性污泥法。在序批式反應(yīng)器系統(tǒng)（ SBR 法）中，曝氣池、二沉池合二為一，在單一反應(yīng)池內(nèi)利用活 性污泥完成城市污水的生物處理和固液分離，傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池，是一種空間順序的處理方式，有機(jī)物降解也是空間的推流，有機(jī)物是沿著空 間而降解的。而間歇式活性污泥法是一種時(shí)間順序的處理方式，同一構(gòu)筑物在不同時(shí)間完成不同功能。 SBR 法處理工藝在流態(tài)上屬完全混合型，在有機(jī)物降解方面是時(shí)間上的推流，有機(jī)基質(zhì)含量是隨著時(shí)間的進(jìn)展而降解的。間歇式活性污泥法主要的運(yùn)行操作是 :入流、反應(yīng)、沉淀、排放和待機(jī)等五個(gè)工序所組成。這五個(gè)工序是在同一構(gòu)筑物（ SBR 池）內(nèi)進(jìn)行、實(shí)施。 SBR 法處理工藝中生物反應(yīng)過(guò)程是在非穩(wěn)定條件下進(jìn)行的， SBR東莞市清溪長(zhǎng)山頭城市污水處理廠 工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明 (優(yōu)化方案 ) 33 池內(nèi)生物相復(fù)雜，微生物種類(lèi)多。特別是在反應(yīng)初期，反應(yīng)池內(nèi)溶解氧濃度低，一些兼氧性細(xì)菌通過(guò)厭氧和不完全氧化過(guò)程，把部分難降解 物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可降解物質(zhì)，有機(jī)質(zhì)經(jīng)歷缺氧、好氧階段，微生物通過(guò)多渠道進(jìn)行代謝，使有機(jī)物降解更完全。 SBR 法處理工藝根據(jù)處理需要可滿足好氧、缺氧和厭氧條件，進(jìn)