【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)外均廣泛應(yīng)用，適用于各 種規(guī)模 2 有一定耐沖擊負荷的能力 水質(zhì)指標 出水水質(zhì)好，穩(wěn)定，易于深度處理，對外界變化有一定適應(yīng)性 出水水質(zhì)好，較易于深度處理， 出水水質(zhì)穩(wěn)定，對外界變化適應(yīng)性好 環(huán)境影響 噪聲較小，臭味較小 噪聲較大，臭味較小 工藝流程： 氧化溝工藝流程圖 城市污水處理工藝設(shè)計 7 綜合考慮污水水質(zhì)及幾種處理工藝的優(yōu)缺點， A2/O 工藝比較突出，但 A2/O也存在缺點，查找資料及文獻，決定選擇改良 A2/O工藝。（改良后的工藝將在下章進行詳細介紹。） 格柵 沉砂池 氧化溝 沉淀池 進水 回流污泥 排放污泥 剩余污泥 城市污水處理工藝設(shè)計 8 第三章 改良 A2/O 工藝 1 常 規(guī) A2/O工藝 A2/O 工藝原理 由圖 4可知，污水進入?yún)捬醴磻?yīng)區(qū)，同時進入的還有從二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厭氧環(huán)境條件下釋磷，同時轉(zhuǎn)化易降解 COD、 VFA 為 PHB，部分含氮有機物進行氨化。 污水經(jīng)過第一個厭氧反應(yīng)器以后進入缺氧反應(yīng)器，本反應(yīng)器的首要功能是進行脫氮。硝態(tài)氮通過混合液內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器傳輸過來，通常內(nèi)回流量為原污水的 2~4 倍，部分有機物在反硝化細菌的作用下利用硝酸鹽作為電子受體而得到降解去除。 混合液從缺氧反應(yīng)區(qū)進入好氧反應(yīng)區(qū)，混合液的 COD 濃度基本接近排放標準，好氧反應(yīng)區(qū)除進一 步降解有機物外，主要進行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝態(tài)氮回流至厭氧反應(yīng)區(qū)，污泥中過量吸收的磷通過剩余污泥排除。 A2/O 工藝缺點 進入沉淀池的混合液通常需要保持一定的溶解氧濃度，以防止沉淀池中反硝化和厭氧釋磷，但這會導(dǎo)致回流污泥和回流混合液中有一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸鹽對厭氧釋磷過程也有一定的影響，進入二沉池的污水，可能含有大量的硝酸鹽，導(dǎo)致出水水質(zhì)不達標。所排放的剩余污泥中，僅有一部分污泥是經(jīng)歷了完整的厭氧和好氧過程，影響了污泥充分吸磷。 碳源不足導(dǎo)致氮的去除率不高。 2 改良型 A2/O 工藝 A2O 工藝 同濟大學的任潔、顧國維等對 A2O 工藝進行了取消混合液回流的中試 ,結(jié)果城市污水處理工藝設(shè)計 9 表明 ,當污泥回流比為 150 %時對有機物和氮的去除效果同傳統(tǒng) A2O 工藝的相當 ,而除磷效果較優(yōu)。取消混合液回流最初是基于這樣的認識 :曝氣池在好氧狀態(tài)下也可進行一定程度的反硝化 ,如同氧化溝中進行的同步反硝化作用。該工藝的脫氮作用既包括曝氣池中微生物的內(nèi)源反硝化 ,也包括回流污泥在厭氧區(qū)利用原水中的有機物為碳源進行的反硝化 (前者所占比例很小 ,以后者為主 ) 。值得注意的是 ,該試驗采用的污泥回流比較傳統(tǒng) A2O 工藝的大 ,這應(yīng)是脫氮效果好的主要原因 :回流污泥中的硝酸鹽濃度約為混合液中硝酸鹽濃度的 1倍左右 ,對脫氮來講 1倍的污泥回流相當于 2倍的混合液回流。該工藝實際上是將污泥回流和混合液回流合二為一 ,在流程上有所減化 ,使得生產(chǎn)運行與管理也更直觀、簡單 ,但其經(jīng)濟性還值得探討 ,因為混合液回流泵的揚程為 ,而污泥回流泵的揚程≥ 49 kPa ,電耗差別顯而易見。該工藝和倒置型 A2O工藝異曲同工 ,原理和流程十分相似 :回流污泥首先同原水混合而自然形成一個缺氧區(qū) ,污泥中的反硝化細菌利用原水中的有機物為碳源進行反硝化 ,很快便將回流污泥中的硝酸鹽消耗掉 ,后續(xù)區(qū)段將處于嚴格的厭氧狀態(tài)。 A2O 工藝 同濟大學的張波、高廷耀等對倒置型 A2O 工藝 (見圖 2) 的原理與特點進行了試驗研究與理論探索 ,在污泥回流比為 200 %的條件下得到了更好的脫氮除磷效果 ,對有機物的去除效果則與傳統(tǒng) A2O工藝相當。該工藝的特點是缺氧池位于厭氧池之前。脫氮效果好的原因是 :污泥回流比大 。缺氧段位于工藝的首端 ,使得反硝化可優(yōu)先獲得碳源。除磷效果好的原因是 :污泥回流比大 ,且所有回流污泥均經(jīng)歷了完整的厭氧 (釋磷 ) — 好氧 (吸磷 ) 過程 ,使得排放 的剩余污泥含磷量更高 。缺氧池在前可消除硝酸鹽的不利影響 。微生物經(jīng)厭氧釋磷后直接進入好氧環(huán)境 ,其在厭氧條件下形成的吸磷動力可以得到更充分利用 。 圖 5：倒置型 A2/O工藝 城市污水處理工藝設(shè)計 10 A+A2O 工藝 該工藝在傳統(tǒng) A2PO 法的厭氧池之前設(shè)置回流污泥反硝化池 ,來自二沉池的回流污泥和 10%左右的進水進入該池 (另 90 %左右的進水直接進入?yún)捬醭?) ,停留時間為 20～ 30 min,微生物利用進水中的有機物作碳源進行反硝化 (去除由回流污泥帶入的硝酸鹽 ),消除了硝態(tài)氮對厭氧釋磷的不利影響 ,保證了除磷效果。該工藝簡便易行 ,也可 在厭氧池中分出一格作回流污泥反硝化池即可。 圖 6： A+A2/O工藝 工藝 法國得利滿公司提交的國內(nèi)某工程的技術(shù)方案中推薦了 TRIZON 工藝 (見圖4)。該工藝的顯著特點是不在污水主流路上設(shè)缺氧區(qū) ,而是在回流污泥流路上設(shè)污泥活化區(qū) ,在該區(qū)內(nèi)污泥交替經(jīng)歷缺氧和好氧兩種狀態(tài) 。第二個特點是污泥活化區(qū)、厭氧區(qū)、好氧區(qū)集中在一個池子內(nèi) (稱為 TRIZON 生化池 ) ,因而占地面積較小 。第三個特點是取消了混合液回流。它對生活污水中 BOD TN、 TP的去除效率分別為 95%～ 98%、 70%～ 90%、 60 %～ 85%。 圖 7： TRIZON 工藝 城市污水處理工藝設(shè)計 11 3 設(shè)計應(yīng)用 +A2O 工藝 該工藝最早是由中國市政工程華北設(shè)計研究院在山東泰安污水處理廠的設(shè)計中提出的 ,主要目的是通過在 A2O 工藝的厭氧池前設(shè)一個回流污泥反硝化池來去除回流污泥中富含的硝酸鹽 ,以降低或消除硝酸鹽對厭氧釋磷的影響 ,從而保證系統(tǒng)的除磷效果。該工藝簡便易行 (在厭氧池中分出一格 ,并對進水稍作改動即可 ) ,目前采用較多 。 A2O 工藝 取消內(nèi)回流后有機物、 NH3N及 TP去除率明顯上升 ,TN 去除率 (為 65 %)略有下降 ,這與任潔等人的試驗結(jié)論基本一致。該結(jié)果具有重要的工程意義 ,因為現(xiàn)行的《污水綜合排放標準》 (GB8978— 1996) 對 TN不作要求 (只限制 NH3N) ,新的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》 (GB 18918— 2020)的二、三級標準對 TN也不作要求 ,而一級標準只要求出水 TN15 mg/L (A標準 )或 20 mg/L(B標準 )。我國城市生活污水中的 TN含量一般在 40 mg/L左右 ,若出水水質(zhì)按 A標準執(zhí)行 ,則 TN去除率只需 63 %左右即可 ,取消內(nèi)回流 后 TN去除率約下降 5% ,完全可滿足要求。因此 ,該工藝可在現(xiàn)有污水廠和新建的污水廠中推廣。不過該工藝有兩個問題值得探討 :一是污泥回流比過大并不經(jīng)濟 ,如何確定一個較佳的回流比 。二是好氧區(qū)的反硝化作用如何量化、 TN 去除率怎么確定及反硝化效率怎么控制。 A2O 工藝 該工藝的內(nèi)回流是否取消取決于經(jīng)濟性和運行習慣 ,如取消內(nèi)回流則污泥回流比需相應(yīng)加大。由中國市政工程中南設(shè)計研究院設(shè)計的河南新鄉(xiāng)駱駝灣污水處理廠 (規(guī)模為 15 104 m3/d) 采用了該工藝 ,目前已進入施工安裝階段。在國內(nèi)最近幾個大型污水處 理廠項目的投標中 ,一些設(shè)計院的設(shè)計方案也采用了該工藝。 城市污水處理工藝設(shè)計 12 4 結(jié)語 取消混合液回流和倒置 A2O工藝在國內(nèi)大規(guī)模的工程應(yīng)用和生產(chǎn)運行的實踐尚不多見 ,并且加大污泥回流比的經(jīng)濟性還值得進一步考慮、比較 ,所以對這兩種工藝的采用要謹慎。對于執(zhí)行一級標準 (要求脫氮 ) 的大型城市污水處理廠或出水排入封閉性水域 (如滇池 ) 的城鎮(zhèn)污水處理廠 ,如采用改良型 A2O 工藝則應(yīng)在設(shè)計時保留內(nèi)回流 ,運行時則可根據(jù)水質(zhì)情況再決定是否取消 。對于中、小型城鎮(zhèn)污水處理廠而言 ,如所排放水體的等級較低 ,則在采用改良型 A2O工藝時應(yīng)大膽取消內(nèi)回流 ,出水 水質(zhì)同樣可達到排放標準。 TRIZON 工藝系國外水處理公司開發(fā)的商業(yè)性工藝 ,國內(nèi)還沒有對其進行系統(tǒng)性試驗研究 ,缺少設(shè)計和運行經(jīng)驗 ,目前還不具備工程應(yīng)用的條件。但該工藝的思路較為新穎 (有些類似于傳統(tǒng)活性污泥法的回流污泥再生 ) ,建議有關(guān)科研、設(shè)計單位進行該工藝的系統(tǒng)試驗研究 ,或者引進、消化、吸收 ,以使其完全國產(chǎn)化 ,促進脫氮除磷污水處理技術(shù)的發(fā)展。 在目前的條件下 ,如城市污水濃度較高 (如北方城市 ) ,同時又有脫氮除磷要求 ,建議采用 A+A2O工藝。該工藝成熟、可靠 ,解決了回流污泥中的硝酸鹽對厭氧釋磷的不利影響 ,不失為一種實用的改良型 A2O工藝。如城市污水濃度較低且對氮的排放要求不高時采用 A2O工藝要慎重 ,這時對進水水質(zhì)的預(yù)測最好在實測資料的基礎(chǔ)上結(jié)合城市發(fā)展來進行 ,以選擇合適的工藝。在南方城市污水中的 BOD5和TN濃度普遍偏低 ,用常規(guī)活性污泥法處理即可使出水 TN達標 ,在這樣的條件下如對磷的排放有要求則采用 AO除磷活性污泥法是一種較好的選擇 (化學強化一級處理等工藝另當別論 )。需要注意的是 ,該工藝也要采取措施來消除硝態(tài)氮對釋磷的不利影響。 城市污水處理工藝設(shè)計 13 第四章 主要構(gòu)筑介紹 圖 8：污水處理流程圖 1 格柵 格柵是由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的前端，用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物。 格柵柵條間的空隙寬度可根據(jù)清除污物的方式和水泵的要求來設(shè)定，人工清除格柵間隙一般為 16～ 25mm。沉砂池或沉淀池前的格柵一般采用1530mm，最大為 40mm。常用的機械清渣設(shè)備有三種，即鏈條式、移動式及鋼絲繩牽引式格柵清污機。 按格柵柵條間距的大小不同 ,格柵分為粗格柵、中格柵和細格柵 3 類。按格柵的清渣方法，有人工格柵、機械格柵和水力清除格柵三種。按格柵構(gòu)造特點不同可分為抓耙式、循環(huán)式、弧形、回轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)鼓式、旋轉(zhuǎn)式、齒耙式和階梯式等多種形式。格柵設(shè)備一般用于污水處理的進水渠道上或提升泵站集水池的進口處，主要作用是去除污水中較大的懸浮或漂浮物，以減輕后續(xù)水處理工藝的處理負荷，并起到保護水泵、管道、儀表等作用。當攔截的柵渣量大于 ，一般采用機械清渣方式；柵渣量小于，可采用人工清渣方式，也可采用機械清渣方式。 城市污水處理工藝設(shè)計 14 機 常用于較深的格柵井，去除水中的漂浮物。由柵條、耙斗、鏈條傳功組成。傳動的機械、電機在水面上，格柵兩邊的鏈條帶動耙斗在柵條上上下下往復(fù)工作，可以去除在柵條上的攔截物。用鏈條傳動較穩(wěn)定可靠，維修保養(yǎng)較為方便，根據(jù)工藝要求設(shè)計柵條的間距，可作為粗格柵或細格柵。 常用于城市污水廠中處理粗大的固體懸浮物。由柵條、耙斗、主動鋼絲繩、主傳動機構(gòu)與差傳動機構(gòu)組成。在控制系統(tǒng)指令下，主差動機構(gòu)驅(qū)動耙斗自動交替往復(fù)工作，去除水中的固體懸浮物。 它是耙齒配成一組回轉(zhuǎn)格柵鏈， 在電機減速器的驅(qū)動下，耙齒逆水流方向回轉(zhuǎn)運動，當耙齒運動到設(shè)備的上部時，因槽輪和彎軌的導(dǎo)向作用，使每組耙齒間產(chǎn)生相對運動，大部分固體顆?？恐亓β湎?，另一部分靠清掃器的反向運動把粘在耙齒上的雜物清除干凈。 該裝置分離效率高、動力消耗少、噪音低，耙齒材料為 ABS 工程塑料，耐腐蝕，設(shè)備自身具有較強自凈能力，不產(chǎn)生堵塞適宜做細格柵。 表格一：格柵的柵條間距與截留污物 柵條間距 /mm 截留污染物