【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 泥法 初次沉淀、曝氣、二次沉淀 70— 90 65— 95 將表一和表二進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，青神縣污水處理廠要達(dá)到的污染物的去除率只能采用二級(jí)生物處理方法，而以活性污泥法能達(dá)到的處理效率最高，這也是目前大多數(shù)城市污水處理廠都采用的方法。在四川省青神縣城市生活污水處理 工程 13 進(jìn)行多方案比較的基礎(chǔ)上， 可 以選擇 SBR 法的 CASS 工藝和 ORBAL氧化溝工藝兩種最適合的方案。 但根據(jù)《可研批復(fù)》選擇 ORBAL 氧化溝工藝。 ORBAL 氧化溝工藝說(shuō)明 Orbal 氧化溝是一種多渠道的氧化溝系統(tǒng)，溝中有若干多孔曝氣圓盤的水平旋轉(zhuǎn)裝置，用以進(jìn)行傳氧和混合。此法是由南非的 Huisman提出的，后來(lái)這項(xiàng)技術(shù)被轉(zhuǎn)讓給 Envirex 公司加以推廣。 該公司于 1970 年開始把它投放市場(chǎng)，并在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了一些改進(jìn)，從而使該系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上更具競(jìng)爭(zhēng)力，目前已有 200 多座 Orbal 氧化溝在運(yùn)轉(zhuǎn)。 Orbal 氧化溝由多個(gè)同心的溝渠組成，溝渠呈圓 形或橢圓形，進(jìn)水先引入最外的溝渠，在其中不斷循環(huán)的同時(shí)，依次引入下一個(gè)溝渠，最后從中心溝渠排出，這相當(dāng)于一系列完全混合反應(yīng)池串聯(lián)在一起。但是 n 個(gè)串聯(lián)的完全反應(yīng)池與單個(gè)渠的動(dòng)力學(xué)是不同的， Orbal系統(tǒng)中每一圓形溝渠均表現(xiàn)出單個(gè)反應(yīng)器的特性。例如，對(duì)氧的吸收率進(jìn)水渠最高，出水渠最低，相應(yīng)溶解氧濃度從外溝到內(nèi)溝依次增高，渠與渠之間有相當(dāng)大的變化。用這種方法， Orbal 系統(tǒng)具有接近推流反應(yīng)器的特性，可以達(dá)到快速去除有機(jī)物和氨氮的效果。 Orbal 這種串聯(lián)形式，可以兼有完全混合式與推流式的優(yōu)點(diǎn)。 1） Orbal 氧化 溝的特點(diǎn) ① 曝氣設(shè)備均采用曝氣轉(zhuǎn)盤。由于曝氣盤上有大量的曝氣機(jī)和楔形突出物，增加了推進(jìn)混合和充氧效率，水深可達(dá) — ，并保持四川省青神縣城市生活污水處理 工程 14 溝底流速 — 。同時(shí)可以借助配置各溝中不同的曝氣盤數(shù)目，變化輸入每一溝的供氧量。 ② 圓形或橢圓形的平面形狀，比渠道較長(zhǎng)的氧化溝更能利用水流慣性，可節(jié)省推動(dòng)水流的能耗。 ③ 多渠串聯(lián)的形式可減少水流短流現(xiàn)象。 2） Orbal 氧化溝的分區(qū) 常用的 Orbal 型氧化溝分為三條溝渠，第一渠道的容積約為總?cè)莘e的 60%— 70%，第二渠約為總?cè)莘e的 20%— 30%，第三渠則僅 為總?cè)莘e的 10%。在運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保持第一、二及三渠的溶解氧分別為 0、 1及 2mg/L，即為所謂三溝 DO 的 012 梯度分布。第一渠中氧的吸收率很高，通常高于供氧速率，供給的溶解氧立即被消耗掉。因此即使該段提供 90%的需氧量，仍可將溶解氧的含量保持在 0 左右。在第二、三渠道中，氧的吸收率比較低，盡管反應(yīng)池中供氧量比較低，溶解氧的量卻可以保持較高的水平。為了保持 Orbal 氧化溝中這種濃度梯度，可簡(jiǎn)單地通過(guò)增減曝氣盤的數(shù)量來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)溶解氧的目的。在氧化溝中保持 012 的濃度梯度，可達(dá)到以下目的： ①在第一渠內(nèi)僅提供將 BOD 物質(zhì)氧化穩(wěn)定所需的氧，保持溶解氧為 0 或接近 0，既可節(jié)約供氧的能耗；也可為反硝化創(chuàng)造條件； ②在第一渠缺氧條件下，微生物可進(jìn)行磷的釋放，以便它們?cè)诤醚醐h(huán)境下吸收廢水中的磷，達(dá)到除磷效果； ③在三條溝渠中形成較大的溶解氧階梯，有利于提高充氧效率。 四川省青神縣城市生活污水處理 工程 15 3） Orbal 氧化溝的脫氮 根據(jù)硝化和反硝化原理，脫氮過(guò)程需先將氨氮在有氧條件下轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，然后在五分子態(tài)氧存在的條件下把硝態(tài)氮還原成氮?dú)猓@就要求創(chuàng)造一個(gè)好氧和缺氧環(huán)境。 Orbal 氧化溝特有的三溝溶解氧呈012mg/L 的分布正創(chuàng)造了一個(gè)極好的脫氮條件，其 獨(dú)特之處是有大部分硝化反應(yīng)發(fā)生在第一溝。如果硝化只發(fā)生在后面兩個(gè)溝內(nèi)，則反硝化部分只有回流污泥中的硝酸鹽；即使污泥回流比高達(dá) 100％，也只有 50％的硝酸鹽進(jìn)行反硝化。根據(jù)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院的測(cè)試結(jié)果，在污泥回流比為 60%時(shí)，外溝測(cè)得的 TN 去除率即達(dá) 88％，所以在第一溝內(nèi)同時(shí)發(fā)生了硝化和反硝化。對(duì)這種現(xiàn)象的解釋是：在整個(gè)第一溝內(nèi)存在缺氧與曝氣區(qū)域。根據(jù)華北院的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果，在曝氣轉(zhuǎn)碟上游 1m 至下游 3m 的溝長(zhǎng)范圍內(nèi) — 般 DO＞ ，部分區(qū)域甚至可達(dá) 2— 3mg/L，可將此看作曝氣區(qū)域，其他區(qū)域則缺氧區(qū) 域。生物處理系統(tǒng)為多種微生物群體共生的系統(tǒng)，污水在經(jīng)過(guò)曝氣區(qū)域時(shí)可發(fā)生硝化反應(yīng)，在缺氧區(qū)域則進(jìn)行氮的脫除，加上污水是先進(jìn)入外溝，為反硝化反應(yīng)提供了充足的碳源。使得在第一溝內(nèi)，氮得到了很好的去除。 污泥處理工藝方案的選擇 污泥處理設(shè)計(jì)原則 污水處理產(chǎn)生的污泥，其處理和位置的工藝按污泥量、污泥性四川省青神縣城市生活污水處理 工程 16 質(zhì)，根據(jù)國(guó)情和當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境以及農(nóng)業(yè)、園林業(yè)的可利用條件，衛(wèi)生填埋等因素綜合考慮確定。 污泥處理應(yīng)因地制宜采取經(jīng)濟(jì)合理的方法進(jìn)行穩(wěn)定化處理，并防止污泥中磷的二次污染。 污泥處理設(shè)施的設(shè)計(jì)安 排，要有靈活性、要綜合近、遠(yuǎn)期情況統(tǒng)籌考慮。 同污水處理一樣，污泥處理也要設(shè)置必要的監(jiān)控儀表和優(yōu)質(zhì)、價(jià)廉、高效的污泥處理專用設(shè)備，以其達(dá)到運(yùn)行穩(wěn)定、維修方便、操作準(zhǔn)確的目的，并盡量選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。 污泥處理工藝選擇 本工程污水處理工藝，采用生物脫氮除磷污水處理工藝，曝氣池水力停留時(shí)間長(zhǎng)，泥齡超過(guò) 20d，污泥已接近穩(wěn)定。根據(jù)各地已建的采用二級(jí)生物處理的污水處理廠的經(jīng)驗(yàn)，其污泥經(jīng)濃縮后可直接脫水，不需設(shè)置消化池。 由于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，根據(jù)目前的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平，當(dāng)污泥處理規(guī)模在較小的 情況下，若采用污泥中溫消化，在經(jīng)濟(jì)上并不化算，目前我國(guó)已建的中溫消化池，由于規(guī)模較小，大約有一半以上不能正常運(yùn)行。 消化池系統(tǒng)投資高、管理復(fù)雜，目前已建成的消化池系統(tǒng)，其管理大都不理想，存在問(wèn)題較多。 四川省青神縣城市生活污水處理 工程 17 沼氣商品化存在困難由于其產(chǎn)量不穩(wěn)定，無(wú)法作為商品燃?xì)夤?yīng)市場(chǎng)，另一方面由于其成本高，作為商品無(wú)利可圖。目前大部分有消化池的污水處理廠的沼氣，多是自用和放空。 采用生物脫氮工藝產(chǎn)生的剩余污泥，實(shí)踐證明不需先經(jīng)消化，而可直接濃縮脫水。其效果與經(jīng)消化后脫水相近。因此我們?cè)?青神 污水處理廠中采用濃縮脫水的污泥處理工藝。 污泥濃縮 由 終沉 池排出的污泥含水率較高，大約在 %，經(jīng)污泥濃縮后其含水率可降為 95%— 98%，體積大為減少，從而可大大減少后序污泥脫水設(shè)備的容積或容量，提高處理效率，濃縮的主要方法有間歇式與連續(xù)式重力濃縮、好氧貯存濃縮、浮洗濃縮和氣浮濃縮。各種污泥濃縮方法比較見下表。 各種污泥濃縮方法比較 方 法 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 重力濃縮 1. 濃縮機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 2. 能耗低 1. 停留時(shí)間長(zhǎng) 2. 排泥含固率量最高可達(dá)3%— 4% 3. 有臭味，影響環(huán)境 4. 占地較大 5. 后續(xù)處理設(shè)施容積大 6. 會(huì) 出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，污泥中的磷將會(huì)被釋放出來(lái)，上清液中磷的濃度很高 四川省青神縣城市生活污水處理 工程 18 浮選濃縮 1. 機(jī)械較簡(jiǎn)單 2. 能耗較低 1. 獨(dú)立單元多，占地大 2. 排泥含固率最高達(dá) 3% 3. 強(qiáng)烈惡臭、影響環(huán)境 4. 產(chǎn)生浮動(dòng)污泥 機(jī)械濃縮 1. 調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單 2. 排泥含固率能達(dá)到 4%— 10% 3. 污泥性能良好 4. 無(wú)惡臭、對(duì)周圍環(huán)境影響最小 5. 占地省 6. 減少后續(xù)處理設(shè)施容積 1. 電耗較大，運(yùn)行費(fèi)用較高 2. 國(guó)產(chǎn)設(shè)備有待改進(jìn) 3. 進(jìn)口設(shè)備價(jià)格較貴 好氧貯存濃縮 1. 污泥可進(jìn)一步好氧穩(wěn)定，無(wú)比一狀菌膨脹現(xiàn)象 2. 不會(huì)出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，污泥中的磷不會(huì)重新返回到上清液中物力達(dá)合生物除磷工藝 3. 設(shè)備簡(jiǎn)單 4. 無(wú)惡臭，對(duì)周圍環(huán)境影響小 1. 占地較大 2. 后續(xù)處理設(shè)施容積較大 3. 停留時(shí)間較長(zhǎng) 污泥脫水 各種污泥脫水方法比較見下表。 各種污泥脫水方法比較 方 法 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 干化床 1. 設(shè)備簡(jiǎn)單 2. 費(fèi)用省 1. 受天氣和空氣相對(duì)濕度影響 2. 上層結(jié)殼，陰礙下部污泥脫水 3. 占地很大 4. 有強(qiáng)烈惡臭、影響環(huán)境 真空過(guò)濾機(jī) 1. 國(guó)內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)成熟 2. 可用無(wú)機(jī)絮凝劑，藥劑費(fèi)用 較低 1. 泥餅含水率較高， 80%以上 2. 濾布沖洗要求高 帶式壓濾機(jī) 1. 泥餅含固率、固體回收率高 2. 對(duì)污泥特別適應(yīng) 3. 設(shè)備價(jià)格遠(yuǎn)低于離心脫水機(jī) 4. 現(xiàn)已國(guó)產(chǎn)化，進(jìn)口機(jī)械易損零件與可在國(guó)內(nèi)加工制作 1. 進(jìn)泥波動(dòng)，導(dǎo)致跑料 2. 加藥難于控制 3. 只能用高分子絮凝劑 4. 開放設(shè)計(jì)，有臭味 5. 沖洗水量大 6. 操作人員要求高 四川省青神縣城市生活污水處理 工程 19 板框壓濾機(jī) 1. 泥餅含固率 2. 固體回收率高 3. 可用無(wú)機(jī)絮凝劑 1. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、間斷操作 2. 占地大，工作人員多 3. 操作人員要求高 離心脫水 機(jī) 1. 應(yīng)用范圍廣，泥餅含固率 25%— 30%，離心液 SS 小于 1g. L 2. 處理流量大 3. 占地少，系統(tǒng)封閉，對(duì)周圍環(huán)境影響最小 4. 安裝操作簡(jiǎn)單 5. 絮凝劑需要量小 6. 工作人員需要少 1. 國(guó)產(chǎn)設(shè)備有待改進(jìn) 2. 進(jìn)口設(shè)備價(jià)格較貴 3. 電耗較大 4. 運(yùn)行費(fèi)用偏高 污泥濃縮脫水一體設(shè)備 近幾年，出現(xiàn)較多廠家生產(chǎn)污水濃縮脫水一體化設(shè)備，技術(shù)成熟可靠，已大量運(yùn)用于污水處理廠的污泥濃縮脫水， 就機(jī)械處理污泥而言，目前主要有三種方式： a、帶式濃縮機(jī) +帶式脫水機(jī)； b、 濃縮、脫水一體機(jī)； c、離 心濃縮 +離心脫水機(jī)。 a 方式設(shè)備價(jià)格合理、國(guó)內(nèi)有生產(chǎn)并有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但該方式需在濃縮后增加一貯泥池及配套的投注設(shè)施，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜化，且占地大，操作環(huán)境差； c 方式操作環(huán)境清潔、工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，藥劑用量小，可連續(xù)運(yùn)行，但設(shè)備價(jià)格昂貴、裝機(jī)功率數(shù)大、噪音大，其它缺點(diǎn)同 a 方式； b 方式設(shè)備緊湊、單一，無(wú)需中間過(guò)度，環(huán)境條件好，藥耗最省，是污泥機(jī)械處理的首選模式。 濃縮、脫水一體機(jī)又可分為帶式濃脫一體機(jī)和離心濃脫一體機(jī)。帶式濃脫一體機(jī)國(guó)內(nèi)引入較早，有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，且已有國(guó)產(chǎn)設(shè)備，電耗在機(jī)械處理設(shè)備中是最省的，缺點(diǎn) 是需要一套沖洗設(shè)施和空氣糾偏系統(tǒng)。離心濃脫一體機(jī)是最近幾年才引入國(guó)內(nèi)的，目前主要靠進(jìn)口，設(shè)備費(fèi)用昂貴，它的最大優(yōu)點(diǎn)是操作衛(wèi)生環(huán)境條件好，適宜于連續(xù)工四川省青神縣城市生活污水處理 工程 20 作，不須沖洗設(shè)施，藥耗極低，其缺點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)高、裝機(jī)容量大，電耗高、噪音大，國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 通過(guò)上述各種污泥處理方式的對(duì)比，本工程污泥處理工藝選擇污泥濃縮脫水一體化設(shè)備脫水的污泥處理工藝流程。 污泥處置 污泥處置方式有以下幾種，詳見下表 污泥處置方式表 污泥處置方式 處理要求 處置原理 還田農(nóng)用 穩(wěn)定的無(wú)害化機(jī)械脫水含固率 20—— 30%干污泥 按 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求將污泥散到農(nóng)田后翻耕，可種草、麥等，但不能種蔬菜或水稻 填土 穩(wěn)定和無(wú)害機(jī)械脫水含固率 20— 30%干污泥 衛(wèi)生填埋 盡量穩(wěn)定和無(wú)害化，機(jī)械脫 水含固率 90— 40%干污泥 安全填埋場(chǎng)作處置 焚燒 機(jī)械脫水含固率 20— 40% 在焚燒廠和灰渣的安全填埋場(chǎng) 與城市生活垃圾混合堆肥 機(jī)械脫水含固率 20～ 40% 堆肥、發(fā)酵 焚燒技術(shù)雖然具有處理迅速，減容多（ 70～ 90%），無(wú)害化程度高，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但一次性投資巨大，操作管理復(fù)雜，能耗高，運(yùn)行費(fèi)用高。 污泥衛(wèi)生填埋、終結(jié)覆蓋，是處理城市 污水處理廠脫水污泥較為有效的方法之一，但其滲濾液的 COD 和 BOD 值較高，需進(jìn)行處理，否則會(huì)造成二次污染。 四川省青神縣城市生活污水處理 工程 21 污泥與城市生活垃圾混合高溫堆肥，污泥熟化程度高，病原體和寄生蟲卵去除較徹底。有利于污泥家用，是適合我國(guó)國(guó)情的污泥穩(wěn)定處理工藝。 根據(jù)實(shí)際情況，污泥最終處置可以考慮采用三種方法： a、將脫水泥餅用作綠化地基肥； b、將脫水泥餅直接運(yùn)至農(nóng)村，與生活垃圾、雜草等混合厭氧堆肥，經(jīng)無(wú)害化穩(wěn)定后，用作農(nóng)肥； c、將脫水泥餅衛(wèi)生填埋。污泥處置的最終方式在污水處理廠開始運(yùn)行后，對(duì)所產(chǎn)生的污泥成分進(jìn)行分析、測(cè)試，如果污泥成 分滿足《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（ GB428484）要求，污泥可以用作農(nóng)肥，如果不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，則須按照垃圾填埋場(chǎng)建設(shè)的要求，規(guī)范污泥填埋處置場(chǎng)，在作好防滲、防洪措施、避免二次污染的措施后將污泥進(jìn)行衛(wèi)生填埋。 四川省青神縣城市生活污水處理 工程 22 第三章 污水處理廠設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則 貫徹國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的基本國(guó)策，執(zhí)行國(guó)家的相關(guān)法規(guī)、政策、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)排水規(guī)劃，按照全面規(guī)劃、分期實(shí)施的原則、布置上以近期為主，充分考慮遠(yuǎn)期的需要，更好發(fā)揮投資效益。 根據(jù)進(jìn)廠污水水質(zhì)及出廠污水水質(zhì)要求，選