【文章內(nèi)容簡介】 ：括號內(nèi)數(shù)值適用于有城市污水處理廠的城市下水道系統(tǒng)。 工業(yè)廢水進(jìn)水中各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo) 均按最大值設(shè)計(jì)，工業(yè)廢水的設(shè)計(jì)水質(zhì)如表 6所示。由生活污水和工業(yè)廢水的進(jìn)水設(shè)計(jì)水質(zhì)加權(quán)得到綜合污水設(shè)計(jì)水質(zhì)，則該廠的綜合污水設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表 6所示。 表 6 該污水處理廠的設(shè)計(jì)水質(zhì) 水質(zhì)指標(biāo) COD (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) NH3N (mg/L) TN (mg/L) TP (mg/L) 生活污水 177～ 354 88～ 177 141～ 230 11～ 23 18～ 39 ～ 工業(yè)廢水 500 300 400 35 綜合污水 367～ 440 212～ 249 293～ 330 25～ 30 34～ 43 6～ 7 ③ 該城鎮(zhèn)污水中工業(yè)污水的比值為 60%，處理規(guī)模為 3萬 m3/d。根據(jù)國內(nèi)相似污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)（如表 7所示）確定該污水處理廠的設(shè)計(jì)水質(zhì)為 COD為 420mg/L， BOD5為200mg/L， SS為 300mg/L ， NH3N為 25mg/L， TN為 35mg/L， TP為 4mg/L。 10 表 7 國內(nèi)相似污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo) 廠名 西安市鄧家村 污水處理廠 濰坊市污 水處理廠 昌樂縣污 水處理廠 廣州市開發(fā)區(qū)黃陂污 水處理廠 規(guī)模 (萬 m3/d) 16 10 2 5 工業(yè)廢水比例（ %） 70 70 61 —— COD(mg/L) 520 500 370 400 BOD5(mg/L) 220 180 180 200 SS(mg/L) 300 350 240 250 NH3N(mg/L) 26 20 30 25 TN(mg/L) 40 30 —— 40 TP(mg/L) 3 3 5 結(jié)合人均當(dāng)量法、實(shí)測法和類比法，該城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表 8 所示。 表 8 污水廠的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) 項(xiàng)目 COD (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) NH3N (mg/L) TN (mg/L) TP (mg/L) 設(shè)計(jì)進(jìn)水 400 200 250 30 45 5 設(shè)計(jì)出水水質(zhì) 結(jié)合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB189182021） ,處理水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB189182021）中的一級 A 標(biāo)準(zhǔn)排放要求。初步擬定出水水質(zhì)指標(biāo)要求如表 9 所示。 表 9 出水水質(zhì)指標(biāo)要求 項(xiàng)目 COD (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) NH3N (mg/L) TN (mg/L) TP (mg/L) 設(shè)計(jì)出水 ≤ 50 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 5 ≤ 15 ≤ 主要污染物去除程度 根據(jù)預(yù)測的進(jìn)水水質(zhì)和所要達(dá)到的出水水質(zhì)， 該 污水處理廠各主要污染物去除率見表 10。 表 10 污水處理程度 污染物名稱 進(jìn)水水質(zhì) (mg/L) 出水水質(zhì) (mg/L) 去除率 (％ ) CODcr 400 ≤ 5O ≥ BOD5 200 ≤ 1O ≥ 95 SS 250 ≤ 10 ≥ 96 總氮 45 ≤ l5 ≥ 氨氮 30 ≤ 5 ≥ 總磷 ≤ ≥ 90 11 3 處理工藝選擇和方案比較 生物處理工藝的選擇 城市污水處理廠的方案，要求達(dá)到一級 A的排放標(biāo)準(zhǔn)，故可采用改良氧化溝工藝、倒置 AAO 工藝或 OCO 工藝。 改良 A2/O工藝 改良的 A2/O工藝即在 A2/O工藝前加了缺氧段，以強(qiáng)化脫氮除磷的效果。其工藝流程圖如圖 1所示。 來自二沉池的回流污泥和 30%左右的進(jìn)水進(jìn)入預(yù)缺氧池，微生物利用約 30%的進(jìn)水中的有機(jī)物去除所有的回流硝態(tài)氮，消除硝態(tài)氮對厭氧池的不利影響，從而保證了厭氧池的穩(wěn)定性。該工藝除了具有普通 A2/O 工藝的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)外，還具有一些獨(dú) 特的特點(diǎn)。 圖 1 改良 A2/O工藝流程圖 優(yōu)點(diǎn)： ①由于預(yù)缺氧、厭氧、缺氧和好氧四區(qū)嚴(yán)格分開，有利于不同微生物菌群的生長繁殖，因?yàn)槊摰仔Ч己谩? ②改良 A2/O工藝采用兩點(diǎn)進(jìn)水的進(jìn)水方式，微生物利用進(jìn)水中的有機(jī)物去除回流污泥中的硝態(tài)氮，并利用進(jìn)水中少量的氧氣進(jìn)行初步發(fā)酵。這樣既消除了硝態(tài)氮較多情況下硝化細(xì)菌對聚磷菌厭氧釋磷的影響，也為聚磷菌提供了更好的厭氧環(huán)境。硝化細(xì)菌易于吸收有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)（初步發(fā)酵產(chǎn)物），為聚磷菌厭氧釋磷提供了動力源，從而保證了厭氧池的穩(wěn)定運(yùn)行。 ③改良 A2／ O系統(tǒng) 中，由于反硝化過程產(chǎn)生堿度，硝化過程需消耗堿度，故在整個系統(tǒng)中堿度可以互相彌補(bǔ)，當(dāng)原污水堿度較高時，一般情況下可不必加堿中和。另外， A2／ O系統(tǒng)利用原污水的 BOD成分 (有機(jī)碳化物 )作為反硝化時氫供體，當(dāng)原污水的BOD5/TN3～ 5時，一般可不用外加有機(jī)碳化物。 缺點(diǎn)： ①濃縮池上清液和污泥脫水過濾液未經(jīng)化學(xué)處理而重新進(jìn)入粗格柵，致使部分磷在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，從而影響了除磷效果。 ②水量波動較大時，會對活性污泥造成沖擊，影響系統(tǒng)運(yùn)行效果。 厭氧段 缺氧段 好氧段 二沉池 進(jìn)水 30% 70% 剩余污泥 回流污泥 預(yù)缺氧段 缺氧段 混合液 出水 12 ③在實(shí)際操作中，有時各種工藝參數(shù)均達(dá)到生物除磷條件，但氧化還原電位值變化較 大，除磷效果不明顯，主要同水的 BOD/TP有關(guān)。 倒置 AAO 工藝 與常規(guī)的 A2/O工藝相比，倒置 AAO工藝省去了混合液回流，適當(dāng)加大了污泥回流比，其工藝流程圖如圖 2所示。 根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)不同，通過縮短初沉?xí)r間或者取消初沉池來滿足倒置 AAO工藝的需要。初沉?xí)r間的縮短，一方面使得沉砂池出水的微生物和部分或全部有機(jī)物直接進(jìn)入生化反應(yīng)系統(tǒng)，增加了反應(yīng)池進(jìn)水的微生物總量，保證了脫氮除磷新工藝對碳源的需要，提高了生化反應(yīng)系統(tǒng)對氮、磷的去除效率；另一方面為微生物提供了良好的棲息場所，使系統(tǒng)的生物種類和數(shù)量都 大幅度提高。 圖 2 倒置 AAO工藝流程圖 缺氧池、厭氧池配有攪拌設(shè)備，好氧池通過曝氣維持供氧。三個工藝段的作用如下：在缺氧區(qū)，微生物利用進(jìn)水中有機(jī)物為碳源，使得回流污泥帶來的硝態(tài)氮反硝化，形成 N2或氮氧化合物逸至大氣中，達(dá)到脫氮目的；在厭氧區(qū)，水中溶解氧和硝態(tài)氮結(jié)合氧均已消耗完畢處于厭氧狀態(tài)，聚磷微生物利用胞內(nèi)聚磷分解產(chǎn)生的能量吸收污水中易降解的 COD，同時，釋放磷酸鹽；好氧區(qū)前端主要降解污水中的有機(jī)質(zhì)并過量吸磷，到好氧區(qū)后段則 BOD大幅度降低， BOD/TKN值較低，有利于硝化菌的生長， 主要進(jìn)行硝化反應(yīng)。缺氧區(qū)、厭氧區(qū)并無嚴(yán)格的界限，主要取決于工藝構(gòu)筑物采用的形式和前置反硝化的效果。生化反應(yīng)池較高的污泥濃度不僅從固定的生化反應(yīng)池容積中爭取到好氧池硝化所需的反應(yīng)容積，而且活性污泥絮體內(nèi)部的缺氧微環(huán)境使得硝化和反硝化過程在曝氣時段內(nèi)同步進(jìn)行，從而為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的脫氮效率創(chuàng)造了條件。 倒置 AAO工藝有以下優(yōu)點(diǎn)： ①缺氧區(qū)位于工藝系統(tǒng)首端，優(yōu)先滿足反硝化碳源需求，強(qiáng)化了處理系統(tǒng)的脫氮功能； ②所有的回流污泥全部經(jīng)過完整的厭氧釋磷與好氧吸磷過程，具有“群體效應(yīng)”，同時聚磷菌經(jīng)過厭氧釋磷后直接進(jìn)入生 化效率較高的好氧環(huán)境，其在厭氧狀態(tài)下形成的吸磷動力可以得到充分利用，提高了處理系統(tǒng)的除磷能力； ③通過取消初沉池或縮短初沉池的停留時間，不僅增加了系統(tǒng)脫氮除磷所需的碳源，而且提高了處理系統(tǒng)內(nèi)的污泥濃度，強(qiáng)化了好氧區(qū)內(nèi)的同步反硝化反應(yīng)，進(jìn)一步緩解了處出水 剩余污泥 來自沉砂池 缺氧 厭氧 好氧 超越管 污泥回流 二沉池 短時初沉池 進(jìn)水 13 理系統(tǒng)內(nèi)的碳源矛盾，提高了處理系統(tǒng)的脫氮除磷效率； ④將常規(guī) A2/O工藝的混合液回流系統(tǒng)與污泥回流系統(tǒng)合二為一組成了唯一的污泥回流系統(tǒng)，工藝流程簡捷，運(yùn)行管理方便，占地面積減少； ⑤與常規(guī) A2/O工藝相比，倒置 AAO工藝的流程形式和規(guī)模要求與傳統(tǒng)法工藝更為接近，在 老廠改造方面更具優(yōu)勢。 但倒置 AAO工藝也有很多不足 。首先存在活性污泥法的一些通病，如低溫條件下系統(tǒng)硝化功能將大幅度降低、 C/N與 C/P的值過低時脫氮除磷效果將受到影響、有毒有害廢水會大大影響工藝的處理效果等；其次，有關(guān)脫氮除磷泥齡矛盾、好氧段同步硝化反硝化作用及其對系統(tǒng)除磷脫氮的影響、污泥回流比的選擇對實(shí)際污水廠改造的影響以及改造前后的系統(tǒng)能耗變化等方面的研究還有待深入。 OCO 工藝 OCO工藝實(shí)際上是集 BOD、 N、 P去除于一池的活性污泥法。 OCO反應(yīng)池是一個為生物處理提供物理 /生化環(huán)境的 動力系統(tǒng)池原水經(jīng)過格柵、沉砂池的物理處理以后，進(jìn)入 OCO反應(yīng)池的 1區(qū)，在厭氧區(qū)污水與活性污泥混合?；旌弦毫魅肴毖鯀^(qū) 2，并在厭氧區(qū)和好氧區(qū) 3之間循環(huán)一定時間后，流入沉淀池，澄清液排入處理廠出口，污泥一部分回流到 OCO反應(yīng)池，另一部分作為剩余污泥予以處理， OCO工藝典型流程見圖 3。 1厭氧區(qū) 2缺氧區(qū) 3好氧區(qū) 圖 3 OCO工藝典型流程 該工藝的優(yōu)點(diǎn)： ① OCO工藝由于集厭氧 缺氧 好氧環(huán)境于一池，除完成 BOD去除外，還可實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷高級處理，出水水質(zhì)完全達(dá)標(biāo)。 ②該工藝土建投資低，較傳統(tǒng)的 活性污泥法可減少 25%~30%。 ③利用水解作用和反硝化作用，降解有機(jī)物時對充氧量的要求降低，電耗減少，是運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用降低。 ④ OCO工藝污泥濃度高，污泥負(fù)荷低，污泥絮凝沉降強(qiáng)且沉降污泥穩(wěn)定，剩余污泥少。 ⑤操作過程靈活，可實(shí)現(xiàn)全自動控制。由于各池單獨(dú)運(yùn)行，可根據(jù)污水處理廠規(guī)模增大而增加 OCO池?cái)?shù)。 ⑥好氧區(qū)與缺氧區(qū)之間的污水交換（內(nèi)回流）不需泵送，以上兩個區(qū)域之間有一段是 14 相通的，兩者之間的交換形式及量的大小是依靠攪拌器的控制來實(shí)現(xiàn)的，因此節(jié)能降耗。 ⑦硝化、反硝化區(qū)面積可靈活變化，以適應(yīng)不同進(jìn)水水質(zhì)與水量 的要求。 ⑧圓形池相對于矩形池在單池土建造價、水下推流的動力消耗方面均具有較好的條件，可節(jié)省投資及電耗。 ⑨水下微孔曝氣使充氧效率較高，同時對污泥沉淀有一定的上托作用，節(jié)省了推流的動力。 該工藝的缺點(diǎn)： ①圓形池平面布置不如矩形池緊湊，占地面積相對較大。 ②微孔曝氣器易堵塞，給管理和檢修帶來工作量。 ③原水中以去除有機(jī)物濃度較低時，除磷效果會降低，需采用鐵鹽進(jìn)行化學(xué)除磷?；瘜W(xué)除磷需增加設(shè)備及裝置，使投資及日常運(yùn)行費(fèi)用有所增加。 上述三種工藝中， OCO 工藝的處理效果較好 ,對氮磷的去除率都較高，但自動控制技術(shù)要 求高，且國內(nèi)技術(shù)不成熟；倒置 AAO工藝取消了混合液回流系統(tǒng)，抗回流硝酸鹽影響能力增強(qiáng)，但降低了處理工藝的總體反硝化水平，在出水氨氮和總氮去除率有嚴(yán)格要求時，很難滿足處理要求；改良 A2/O 工藝對氮磷的去除效率較高，且國內(nèi)應(yīng)用已經(jīng)成熟。綜上說述，根據(jù)該城市污水的特性及處理要求，最合理的選擇是改良 A2/O 工藝。 二次沉淀池的選擇 各種二次沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件見表 11。 表 11 沉淀池的特點(diǎn)和適用條件 池型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用條件 平流式沉淀池 1. 沉淀效果好； 2. 對水量和溫度的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力； 3. 施工方 便； 4. 平面布置緊湊。 1. 配水不易均勻； 2. 采用多斗排泥時，操作工作量大； 3. 采用機(jī)械時，設(shè)備易銹蝕。 1. 適用于地下水位較高和地質(zhì)條件交叉的地區(qū)； 2. 大、中、小型污水廠均可采用 輻流式沉淀池 1. 對大型污水處理廠比較經(jīng)濟(jì)； 2. 機(jī)械排泥設(shè)備已定型化，排泥較方便。 1． 排泥設(shè)備復(fù)雜，要較高水平的運(yùn)行管理； 2． 施工質(zhì)量要求高。 1. 適用于地下水位較高的地區(qū)； 2. 適用于大、中型污水廠 豎流式沉淀池 1. 占地面積?。? 2. 排泥方便，運(yùn)行管理簡單。 1. 池深大，施工困難； 2. 對水量和溫度的變化適應(yīng)性較差； 3. 池徑不宜過大。 1． 適用于工業(yè)廢水處理站； 2． 小型污水處理 廠。 斜板沉淀池 1. 沉淀效果好； 2. 占地面積??； 1. 易堵塞； 2. 造價高，且排泥有一定困難。 適用于原有沉淀池的挖潛或擴(kuò)大處理能力； 二次沉淀池是污水處理廠生物處理系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。二沉池的作用是泥水 15 分離，使混合液澄清、污泥濃縮并將分離的污泥回流到生物處理段。 平流式二次沉淀池在國內(nèi)外近幾年來采用的不多，又由于二沉池為連續(xù)排泥，排泥設(shè)備必須可靠。豎流式二沉池在我國排泥機(jī)械尚不發(fā)達(dá)時期曾是主要采用池型，因其為泥斗重力排泥可不用機(jī)械，但此優(yōu)點(diǎn)在排泥設(shè)備發(fā)達(dá)且又采用普遍的今天已無多大意義。加之其池深大、造價不低 等原因，采用的也已少。斜板（管）沉淀池用作二沉池時，由于活性污泥粘度大，容易粘附在斜板（管）上，影響沉淀效果，甚至可能堵塞斜板（管）引起泛泥。國內(nèi)外采用的二沉池多為輻流式沉淀池，并且這種池子占地面積小，一般二沉池都是輻流式的。本設(shè)計(jì)也采用中進(jìn)周出輻流沉淀池。 污水處理廠消毒系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)方案的選擇 污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒劑。消毒劑有液氯、漂白粉、臭氧、次氯酸鈉、二