【文章內(nèi)容簡介】 SS20 mg/L 氨氮 ? 8mg/L 處理工藝確定原則 為了同時達到污水處理廠 高效穩(wěn)定和基建投資、運行費用低的目的，根據(jù)下列原則進行了污水處理工藝方案的選擇： （ 1） 技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)達到排放標準。 （ 2） 投資低，運行費用省，以盡可能少的投入取得盡可能高的效益。 （ 3） 選定工藝的技術(shù)設備先進、可靠、國有化程度高、一致性好。 工藝流程 工藝 流程的確定是污水 處 理廠 設計 中重要 組 成部分。一般 來說 ，如果污水 處 理流程確定后，污水 處 理廠的投 資規(guī) 模、 運 行 費 用以及 處 理效率等也就相 繼 被確定。因此， 工藝 流程的 選擇是設計 中的重 點 。 4 處理程度的確定 （ 1） BOD 去除率 %90%100200 20200 ????? （ 2） COD 去除率 %85%100400 60400 ????? （ 3） SS 去除率 %%100300 20300 ????? （ 4）氨氮去除率 %68%10025 825 ????? 處理方法的確定 污水處理分為生物法、物理法、化學法以及相應的各種方法組合。對于城市污水處理來說經(jīng)過近一個世紀的研究、發(fā)展和實踐，已經(jīng)形成了一套實踐檢驗行之有效 且經(jīng)濟可靠的處理方法。 對于以除碳（ COD）處理為主時，其核心處理方法一般為生物法（普通活性污泥法或其改良）。 對于以除碳和脫氮為主的處理時，一般也為生物法（硝化 反硝化）。 對于以除碳、脫氮和除磷為主時，可選擇生物法、生物法 化學法或單純化學法。 本次設計采用的是以生物法處理為主。 工藝流程的比較 按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》要求推薦， 20萬 t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝， 10～ 20萬 t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、 SBR、AB法等工藝，小型污水廠還可采用生 物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷脫氮有要求的城市，應采用二級深化處理，如 A/O工藝， /O工藝， SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。 本設計要求對原水中的氮、磷有較高的去除，應采用二級深化處理。根據(jù)《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》推薦，以及國內(nèi)外工程實例和豐富的實踐經(jīng)驗，比較成熟且適合余中小規(guī)模城鎮(zhèn)污水處理除磷、脫氮的工藝有： A/O工藝， /O工藝， SBR及其改良工藝，氧化溝及其改良工藝。 A/O工藝、 /O工藝、各種氧化溝工藝、 SBR工藝這些從活性污泥法派生出來的工藝都能夠?qū)崿F(xiàn)除碳 、除氮、除磷三種流程的組合，都是比較有效的脫氮除磷工藝 [13]。 (1)生物接觸氧化 生物接觸氧化法是以附著在載體（俗稱填料）上的生物膜為主，凈化有機廢水的一種高效水處理工藝。擁有活性污泥法特點的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu) 5 點。在可生化條件下，不論應用于工業(yè)廢水還是養(yǎng)殖污水、生活污水的處理，都獲得了較好的經(jīng)濟效益。該工藝因具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負荷、運行管理方便等特點而被廣泛應用于各種行業(yè)的污水處理系統(tǒng)中。 生物接觸氧化法是一種介于生物濾池與活性污泥法之間的生物膜法工藝，其特點是在池內(nèi) 設置填料，池底曝氣對污水進行充氧，使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，使得污水與污水中的填料充分接觸，避免出現(xiàn)生物接觸氧化池中存在的污水與填料接觸不均的缺陷。 生物處理是經(jīng)過物理化學方法處理后的環(huán)節(jié)，也是整個循環(huán)流程中的重要環(huán)節(jié)，在這里氨 /氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氰等有害物質(zhì)都將被去除，對之后流程中水質(zhì)的進一步處理起到關(guān)鍵性作用。 此工藝中微生物所需氧由鼓風曝氣提供，生物膜生長至一定厚度后，填料壁的微生物會因缺氧而進行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用可造成生物膜的脫落，這樣能促進新生物膜的生長，此時，脫落 的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法具有以下特點： ?由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷； ?由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，因而對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應能力； ?剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運行管理方便。 (2)SBR 工藝 SBR是序批式間歇活性污泥法 （ SeguencingBatch Reactor） 的簡稱。它是近年來在國內(nèi)外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種污水生物處理新技術(shù)，目前已有很多 生產(chǎn)性裝置在運行中。 我國是近 10多年來才開始對 SBR污水生物處理工藝進行研究的。 1985年，上海市政設計院為上海吳淞肉聯(lián)廠設計投產(chǎn)了我國第一座 SBR污水處理站，設計處理水量為2400t/d。經(jīng)幾年的實際運行實踐表明 SBR工藝對污水處理可獲得良好 的處理效果。 目前 ， SBR藝主要應用在以下幾個污水處理領(lǐng)域：①城市污水：主要有家庭生活污水，醫(yī)療廢水；② 工業(yè) 廢水：主要有啤酒、制藥、餐飲、造紙、印染、洗滌、屠宰等工業(yè)的污水。 SBR作為廢水處理 方法 具有下述主要特點：在空間上完全混合，時間上完全推流式，反應速度高，為獲得同樣的處理效率， SBR法的反應池 理論 明顯小于連續(xù)式的體積，且池越多， SBR的總體積越??；工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，占地省，造價低，設備費用、運行管理費用低；靜止沉淀，分離效果好，出水水質(zhì)高；運行 方式靈活，可生成多種工藝路線；同一反應器僅通過改變運行工藝參數(shù)就可以處理不同類別的污水；由于進水結(jié) 6 束后，原水與反應器隔離，進水水質(zhì)水量的變化對反應器不再有任何 影響 ，因此工藝的耐沖擊負荷能力高；間歇進水、排放以及每次進水只占反應器的 2/3左右，其稀釋作用進一步提高了工藝對進水沖擊負荷的耐受能力。 另一方面， SBR 法能夠有效地控制絲狀菌的過量繁殖，這一特性是由缺氧好氧并存、反應中底物濃度較大、污泥泥齡短、比增長速率大決定的。 (3)氧化溝 氧化溝工藝是活性污泥法的一種變形，其曝氣池呈封閉的溝渠形，池體狹長，可達數(shù)十至百米以上，曝氣裝置多采用表面曝氣器，污水和活性污泥的混合液在其中做不停的循環(huán)流動的過程，有機物質(zhì)被混合液中的微生物分解。該工藝對水溫、水量和水質(zhì)的變化有較強的適應性， BOD 負荷低，污泥 泥 齡長，反應器內(nèi) 生活著 硝化細菌，發(fā)生硝化反應。在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合與推流之間，氧化溝內(nèi)流態(tài)是完全混合式的，但又具有某些推流式的特性，如在曝氣裝置的下游，溶解氧濃度從高向低變動，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。氧化溝這種獨特的水流狀態(tài)，有利于活性污泥的生 物凝聚作用，而且可以將其區(qū)分為富氧、缺氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化，取得脫氮的效應。與傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池相比，氧化溝具有以下特征。 ?構(gòu)造方面的特征 a 氧化溝一般呈環(huán)形渠狀，平面多為橢圓形或圓形，總長可達幾十米，甚至百米以上，溝深取決于曝氣裝置，為 3～ 7 米。 b 氧化溝的進水裝置比較簡單，只需要伸入一根進水管即可，多溝平行工作時，則應設配水井，采用交替系統(tǒng)工作時，配水井還應設自動控制裝置，以便換水投藥。 ?在水流混合方面的特征 污水在氧化溝內(nèi)做幾十次甚至上百次的循環(huán)流動，在這點上可以認為在氧化溝內(nèi)混合液的水 質(zhì)幾乎均勻一致，即認為氧化溝內(nèi)的流態(tài)時是完全混合的。但又具有某些推流式的特征，如在曝氣裝置的下游，溶解氧濃度從高向低變動，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。 ?工藝方面的特征 a 操作單元少。原水經(jīng)過格柵沉沙后，即可進入氧化溝，而不需在系統(tǒng)中設置初沉池和調(diào)解池。還可以考慮不單設二次沉淀池，使氧化溝和二次沉淀池合建，省去污泥回流裝置并節(jié)省用地。 b 處理效果好，運行穩(wěn)定。氧化溝中的污泥總量比普通氣池高 10～ 30 倍。在供養(yǎng)充足的情況下，氧化溝中污水被完全凈化，處理效果好。氧化溝即使在嚴冬季節(jié)運行，出水仍能達到排放標準。只要 BO 負 荷不超過 BO/(kgMLSS178。 d)，就可得到高質(zhì)量的出水，其中 BO 平均含量在 20mg/L 以下，而普通的曝氣池的污泥負荷率一般是～ Kg BO/(kgMLSS178。 d)。 c 耐沖擊負荷。有機負荷、水力負荷和有害物質(zhì)的沖擊負荷對氧化溝做工作的影響 7 不明顯，氧化溝有完全混合的特征且其中有大量的活性污泥，這就提高了系統(tǒng)對這些不良因素的抵抗能力。 d 污泥產(chǎn)泥率低，剩余污泥較穩(wěn)定，沒有臭味，脫水快，可以不經(jīng)硝化直接脫水。 e 氧化溝的脫氮能力。以普通氧化溝為例，其脫氮水平為 40%～ 70%，而不需另加建造費和運行費。 f 適用范圍廣。氧化溝不僅能處理生活污水，還能處理工業(yè)廢水；不僅能用于溫暖地區(qū)，還能用于寒冷地區(qū)。 在經(jīng)濟方面的特征 氧化溝是一種經(jīng)濟的污水處理系統(tǒng)，凡是適宜采用活性污泥法的地方都可以修建氧化溝。 (4)/O 處理工藝 /O 處理工藝是 Anaerobic－ Anoxic－ Oxic 的英文縮寫，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱， /O 工藝是在厭氧－好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，該工藝同時具有脫氮除磷的功能。 /O 工藝的特點： ?厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類的微生物菌群的有機配 合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷功能； ?在同時脫氮除磷去除有機物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其它工藝。 ?在厭氧 缺氧 好氧交替運行下，絲狀菌不能大量增殖， SVI 一般小于 100，不會發(fā)生污泥膨脹。 ④ 污泥中含磷量高，一般為 %以上，具有很高的利用價值。 (5)A/O 生物脫氮工藝 A/O (Anoxic/Oxic)法脫氮工藝，是在 20 世紀 80 年代初開創(chuàng)的工藝流程，其主要特點是將反硝化反應器放置在系統(tǒng)之前， 故又稱為前置反硝化生物脫氮系統(tǒng)，這也是目前在城市污水與工業(yè)廢水處理與回用中采用比較廣泛的一種脫氮工藝。 自 A/O(厭氧 /好氧， Anoxic /Oxic)工藝被開發(fā)以來，就因其特有的經(jīng)濟技術(shù)優(yōu)勢和環(huán)境效益，越來越受到人們的廣泛重視。通常被稱為 A/O 工藝的實際上可分為兩類，一類是厭氧 /好氧工藝，另一類是缺氧 /好氧工藝。厭氧狀態(tài)和缺氧狀態(tài)之間存在著根本的差別 :在厭氧狀態(tài)下既無分子態(tài)氧，也沒有化合態(tài)氧，而在缺氧狀態(tài)下則存在著微量的分子態(tài)氧 (溶解氧濃度 )，同時還存在化合態(tài)氧，如硝酸鹽。 A/O 工 藝在去除水中碳污染的同時，能有效地去除氮和磷的污染。 A/O 系統(tǒng)又稱前置硝化系統(tǒng)或循環(huán)脫氮系統(tǒng)。一般采用硝化混合液回流，將 BOD去除，與反硝化脫氮在同一池中完成。 A/O 生物脫氮系統(tǒng)具有以下特征：反硝化池在前，硝化池在后；反硝化反應以原廢水中的有機物為碳源；硝化池內(nèi)的含有大量硝酸鹽的硝 8 化液回流到反硝化池，進行反硝化脫氮反應；在反硝化反應過程中，產(chǎn)生的堿度可補償硝化反應堿度的一半左右，對含氮濃度不高的廢水可不必另行投加堿；硝化池在后，使反硝化殘留的有機污染物得以進一步去除，無需建后曝氣池。 A/O 生物脫氮 系統(tǒng)由于流程簡單，無需外加碳源，因此，建設費用與運行費用均較低。 ? A/O 生物除磷工藝及原理 A/O 系統(tǒng)是單元組成最簡單的生物除磷工藝，池型構(gòu)造與活性污泥法非常相似 [14]。 除磷機理 : 磷通常是一聚磷酸鹽、磷酸鹽和有機磷的形式存在于廢水中的。生物除磷是利用除磷菌一類的細菌，過量且超出其生理需要地從外部攝取磷，并將其以聚合態(tài)貯藏在體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)，達到從廢水中除磷的效果。當廢水中含有鈣、鎳、鐵和鉛等金屬離子時，化學沉淀作用也有助于磷的去除。過去認為，只有不動桿菌 屬具有上述過量攝取及釋放磷的功能。但近年來的研究發(fā)現(xiàn)，氣單胞菌屬、假單胞菌屬、諾卡式菌屬、放線菌屬和棒桿菌屬均表現(xiàn)了上述能力。 ?A/O 生物除磷工藝 A/O 工藝是使污水和污泥順次厭氧和好氧交替循環(huán)流動的過程。典型的 A/O 系統(tǒng)包括活性污泥反應池和標準的二沉池，反應池劃分為厭氧區(qū)和好氧區(qū)，其中厭氧區(qū)約占80%池容，兩個反應區(qū)進一步分為體積相同的格產(chǎn)生推流式流態(tài)，一般情況下，厭氧區(qū)和好氧區(qū)都被分隔成 24 個格。原污水經(jīng)格柵、沉砂等預處理后，直接進入?yún)捬醭亍Ｔ趨捬醭刂?，由沉淀池回流的活性污泥一旦處于厭氧狀態(tài) ，其中的磷即以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中，隨后進入好氧池，處于好氧狀態(tài)時，又將混合液中的正磷酸鹽大量吸收到活性污泥中，使污水的含磷量達到很低，最后進入二沉池，通過固液分離，污泥從二沉池回流到厭氧區(qū)，部分富磷污泥以剩余污泥的形式從系統(tǒng)中排出，達到除磷和去除BOD 的目的。 ?A/O 生物除磷及硝化工藝 一般來講，對于城市污水處理廠，除要求去除 BOD 和 SS 以外，還要求去除磷以及有機氮和氨氮，在出水中只允許氮以硝酸鹽的形式存在。此時，可采用 A/O 生物除磷及硝化工藝。生物除磷及生物硝化的原理前面己有詳述， 該工藝系生物硝化和生物除磷的綜合，工藝流程與 A/O 生物除磷流程一致，區(qū)別在于好氧段水力停留時間較長。 在該工藝系統(tǒng)的活性污泥中，除去除 BOD 的兼性菌以外，還同時存在硝化細菌和聚磷菌。硝化細菌在好氧段內(nèi)將 NN 硝化為 N1，而聚磷菌在厭氟段釋放磷，在好氧段吸收磷，并隨剩余污泥的排放將磷去除。 該工藝流程簡單，不設內(nèi)循環(huán)，不投藥，因此建設費和運行費都較低，厭氧池內(nèi)能夠保持良好的厭氧