【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ 1） 《排水工程》（第四版）教材（下冊(cè)） （ 2） 《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一、五、九、十一和十二冊(cè) （ 3） 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ 4） 李圭白、張杰 .水質(zhì)工程學(xué) .中國(guó)建筑工業(yè)出版社 （ 5） 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 18918—2020) （ 6） 《再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 SL3682020 設(shè)計(jì)水量、水質(zhì)、出水要求及該污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模 2 污水量 目前該區(qū)范圍內(nèi)日最大排水量已達(dá) 萬(wàn) m3/d，污水處理廠設(shè)計(jì)處理水量為 7 萬(wàn) m3/d。 污水水質(zhì) 污水混合進(jìn) 入污水處理廠，進(jìn)水水質(zhì)如 表 1： 表 1 進(jìn)水水質(zhì) 指標(biāo) 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(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 18918—2020)一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)和綠化水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 。污泥經(jīng)過消化處理。 工程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。 2 工藝設(shè)計(jì)方案的確定 原水水量及水質(zhì)分析 由原始資料可得，該 污水廠設(shè)計(jì)用水量為： s/???Q 根據(jù)原 始資料，該污水廠出水水質(zhì)要求達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 18918—2020）一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)和綠化水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 18918—2020）一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)見表 2。 表 2 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 基本控制項(xiàng)目 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（ A/B） 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 化學(xué)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(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表 3： 3 表 3 綠化水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 基本控制項(xiàng)目 城市綠化水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 化學(xué)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(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 18918—2020）一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)： 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(zhì)循環(huán)的基本思想，污水處理工藝的選擇應(yīng)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(jié)合當(dāng)?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(duì)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(zhì)條件下，選擇工藝成熟、有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的先進(jìn)技術(shù)。 （ 6）特別注意，任何工藝技術(shù)、流程都有 一定的適用條件，所以要認(rèn)真研究當(dāng)?shù)貧庀蟆⒌孛媾c地下水資源、地質(zhì)、給排水現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃 ， 根據(jù)現(xiàn)狀與預(yù)測(cè)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(gòu)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?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣谄貧馇乐胁粩嘌h(huán)流動(dòng)，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(shí)間長(zhǎng)，有機(jī)負(fù)荷低，其本質(zhì)上屬于延時(shí)曝氣系統(tǒng)。 氧化溝的技術(shù)特點(diǎn)： （ 1） 氧化溝結(jié)合推流和完全混合的特點(diǎn)，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(diǎn)的再上游點(diǎn)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(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質(zhì)，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(diǎn) 盡管氧化溝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際的運(yùn)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(jiǎn)稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在 SBR 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在 SBR 池內(nèi)進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水 (沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水 )，間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌，其容積約占整個(gè)池子的 10%。生物選擇器的工藝過程遵循活 5 性污泥的基質(zhì) 積累 再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段 (基質(zhì)積累 )，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。 CASS 工藝的優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 工藝流程簡(jiǎn)單，占地面積小，投資較低 CASS 的核心構(gòu)筑物為反應(yīng)池，沒有二沉池及污泥回流設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設(shè)施布置緊湊、占地省、投資低。 （ 2） 生化反應(yīng)推動(dòng)力大 CASS 工藝從污染物的降解過程來看，當(dāng)污水以相對(duì)較低的水量連續(xù)進(jìn)入 CASS 池時(shí)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(jié)束整個(gè)周期來看，基質(zhì)濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質(zhì)利用速率由大到小，因此， CASS 工藝屬理想的時(shí)間順序上的推流式反應(yīng)器，生化反應(yīng)推動(dòng)力較大。 （ 3） 沉淀效果好 CASS 工藝在沉淀階段幾乎整個(gè)反應(yīng)池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負(fù)荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進(jìn)水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。實(shí)踐證明，當(dāng)冬季溫度較低，污泥沉降性能差時(shí)，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時(shí)，均不會(huì)影響 CASS 工藝的正常運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)和工程中曾遇到 SV30 高達(dá) 96%的情況，只要將沉淀階段的時(shí)間稍作延長(zhǎng)，系統(tǒng)運(yùn)行不受影響。 （ 4） 運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng) CASS 工藝在設(shè)計(jì)時(shí)已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統(tǒng)內(nèi)停留預(yù)定的處理時(shí)間后經(jīng)沉淀排放，特別是 CASS 工藝可以通過調(diào)節(jié)運(yùn)行周期來適應(yīng)進(jìn)水量和水質(zhì)的變比。當(dāng)進(jìn)水濃度較高時(shí)，也可通過延長(zhǎng)曝氣時(shí)間實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，達(dá)到抗沖擊負(fù)荷的目的。在暴雨時(shí)，可經(jīng)受平常平均流量 6信的高峰流量沖擊，而不需要獨(dú)立的調(diào)節(jié)地。多年運(yùn)行資料表明，在流量沖擊和有機(jī)負(fù)荷沖擊超過設(shè)計(jì)值 2－ 3 信時(shí)，處理效果仍然令人滿意。而傳統(tǒng)處理工藝雖然已設(shè)有輔 助的流量平衡調(diào)節(jié)設(shè)施，但還很可能因水力負(fù)荷變化導(dǎo)致活性污泥流失，嚴(yán)重影響排水質(zhì)量。當(dāng)強(qiáng)化脫氮除磷功能時(shí)， CASS工藝可通過調(diào)整工作周期及控制反應(yīng)池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運(yùn)行方式的調(diào)整，可以達(dá)到不同的處理水質(zhì)。 （ 5） 不易發(fā)生污泥膨脹 污泥膨脹是活性污泥法運(yùn)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(jìn)行有效分離，造成污泥流失，使出水水質(zhì)變差，嚴(yán)重時(shí)使污水處理廠無法運(yùn)行，而控制并消除污泥膨脹需要一定時(shí)間