【文章內容簡介】 （ 1） 《排水工程》（第四版）教材（下冊） （ 2） 《給水排水設計手冊》第一、五、九、十一和十二冊 （ 3） 《室外排水設計規(guī)范》 （ 4） 李圭白、張杰 .水質工程學 .中國建筑工業(yè)出版社 （ 5） 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》 (GB 18918—2020) （ 6） 《再生水水質標準》 SL3682020 設計水量、水質、出水要求及該污水廠設計規(guī)模 2 污水量 目前該區(qū)范圍內日最大排水量已達 萬 m3/d，污水處理廠設計處理水量為 7 萬 m3/d。 污水水質 污水混合進 入污水處理廠，進水水質如 表 1： 表 1 進水水質 指標 BOD（ mg/L） COD（ mg/L） SS（ mg/L） NH3N（ mg/L） TN（ mg/L） TP（ mg/L） 數(shù)值 160 350 200 35 45 污水溫度：夏季 28℃ ，冬季 5℃ ，平均溫度為 20℃ 。 出水要求 為了節(jié)約水資源，處理水再生利用，作為城市綠化用水， 出水水質達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》 (GB 18918—2020)一級 A 標準和綠化水質標準 。污泥經(jīng)過消化處理。 工程設計規(guī)模 該市排水系統(tǒng)為完全分流制，污水處理廠二期規(guī)模按 7104m3/d 設計。 2 工藝設計方案的確定 原水水量及水質分析 由原始資料可得，該 污水廠設計用水量為： s/???Q 根據(jù)原 始資料，該污水廠出水水質要求達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（ GB 18918—2020）一級 A 標準和綠化水質標準。 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（ GB 18918—2020）一級 A 標準見表 2。 表 2 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 基本控制項目 一級標準（ A/B） 二級標準 三級標準 化學需氧量（ CODcr） （ mg/L） 50/60 100 120 生化需氧量（ BOD5） （ mg/L） 10/20 30 60 懸浮物（ SS） （ mg/L） 10/20 30 50 總氮（ TN） （ mg/L） 15/20 — — 總磷（ TP） （ mg/L） 綠化水質標準見表 3： 3 表 3 綠化水質標準 基本控制項目 城市綠化水質標準 化學需氧量（ CODcr） （ mg/L） 50 生化需氧量（ BOD5） （ mg/L） 10 懸浮物（ SS） （ mg/L） 10 總氮（ TN） （ mg/L） 20 由表一、表二得該污水廠的出水水質執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（ GB 18918—2020）一級 A 標準： CODcr≤50mg/L； BOD5≤10mg/L； SS≤10 mg/L； TN≤15 mg/L； TP≤ mg/L。 污水處理程度 （ 1）求 SS 的處理程度： %95%100200 10200%100L LL ?????? ?處理前 處理后處理前? （ 2）求 BOD5 的處理程度： 出水中非溶解性 BOD5 值為： BOD5 = 式中： Ce——出水中懸浮固體（ SS）濃度， mg/L，取 10mg/L； b——微生物自身氧化率，一般介于 之間，取 Xa——活性微生物在出水中所占的比例，取 . 代入各值，得： BOD5= 10 = 因此，出水中溶解性 BOD5 的值為 =，則 BOD5 去除率為： %%1 001 60 60 ????? 所以該污水廠 BOD5 的處理程度為 %。 （ 3）求 COD 的處理程度： %%100350 50350 ????? （ 4）求 TN 的處理程度： %%10045 1545 ????? （ 5）求 TP 的處理程度： %% ????? 污水處理工藝流程選擇 基于水循環(huán)和物質循環(huán)的基本思想，污水處理工藝的選擇應考慮如下原則： 4 （ 1）節(jié)省能源、節(jié)省資源。 （ 2）節(jié)省占地。 （ 3）結合當?shù)氐胤綏l件充分考慮處理水的有效利用。 （ 4）根據(jù)排放水體、污水回用對象的要求正確確立污水處理程度，并且要充分考慮 將來水處理程度的提高。 （ 5）在滿足處理程度與出水水質條件下，選擇工藝成熟、有運行經(jīng)驗的先進技術。 （ 6）特別注意，任何工藝技術、流程都有 一定的適用條件，所以要認真研究當?shù)貧庀?、地面與地下水資源、地質、給排水現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃 ， 根據(jù)現(xiàn)狀與預測污水產(chǎn)量來選擇水處理工藝流程布置。 基于上述污水處理工藝選擇原 則， 擬定一下兩種污水處理工藝：一種是氧化溝法；另一種是 CASS法。 氧化溝方案 氧化溝又名氧化渠，因其構筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此有人稱其為 “循環(huán)曝氣池 ”、 “無終端曝氣池 ”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質上屬于延時曝氣系統(tǒng)。 氧化溝的技術特點： （ 1） 氧化溝結合推流和完全混合的特點，有力于克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區(qū)上游安排入流，在入流點的再上游點安排出流。 （ 2） 氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化－反硝化生物處理工藝。 （ 3） 氧化溝溝內功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質，液體混合和污泥絮凝。 （ 4） 氧化溝的整體功率密度較低，可節(jié)約能源。 氧化溝缺點 盡管氧化溝具有出水水質好、抗沖擊負荷能力強、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動化控制等優(yōu)點。但是，在實際的運行過程中，仍存在污泥膨脹的問題、泡沫問題、污泥上浮問題、流 速不均及污泥沉積問題等一系列問題。 CASS工藝方案 CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在 SBR 的基礎上發(fā)展起來的，即在 SBR 池內進水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進水 (沉淀期、排水期仍連續(xù)進水 )，間歇排水。設置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細菌，其容積約占整個池子的 10%。生物選擇器的工藝過程遵循活 5 性污泥的基質 積累 再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高負荷的吸附階段 (基質積累 )，隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質降解階段，以完成整個基質降解的全過程和污泥再生。 CASS 工藝的優(yōu)點： （ 1） 工藝流程簡單，占地面積小，投資較低 CASS 的核心構筑物為反應池，沒有二沉池及污泥回流設備，一般情況下不設調節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設施布置緊湊、占地省、投資低。 （ 2） 生化反應推動力大 CASS 工藝從污染物的降解過程來看，當污水以相對較低的水量連續(xù)進入 CASS 池時即被混合液稀釋，因此，從空間上看 CASS 工藝屬變體 積的完全混合式活性污泥法范疇；而從 CASS 工藝開始曝氣到排水結束整個周期來看，基質濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質利用速率由大到小，因此， CASS 工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，生化反應推動力較大。 （ 3） 沉淀效果好 CASS 工藝在沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響 CASS 工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到 SV30 高達 96%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。 （ 4） 運行靈活，抗沖擊能力強 CASS 工藝在設計時已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統(tǒng)內停留預定的處理時間后經(jīng)沉淀排放，特別是 CASS 工藝可以通過調節(jié)運行周期來適應進水量和水質的變比。當進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現(xiàn)達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時，可經(jīng)受平常平均流量 6信的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調節(jié)地。多年運行資料表明，在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設計值 2－ 3 信時，處理效果仍然令人滿意。而傳統(tǒng)處理工藝雖然已設有輔 助的流量平衡調節(jié)設施，但還很可能因水力負荷變化導致活性污泥流失，嚴重影響排水質量。當強化脫氮除磷功能時， CASS工藝可通過調整工作周期及控制反應池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調整，可以達到不同的處理水質。 （ 5） 不易發(fā)生污泥膨脹 污泥膨脹是活性污泥法運行過程中常遇到的問題，由于污泥沉降性能差，污泥與水無法在二沉池進行有效分離，造成污泥流失，使出水水質變差，嚴重時使污水處理廠無法運行，而控制并消除污泥膨脹需要一定時間