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正文內(nèi)容

某污水處理廠一期工程可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)

2025-02-14 22:53 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ~100,同時(shí)要求BOD5/TN≥4。本污水處理廠進(jìn)廠污水BOD5/TN=5,BOD5/P=40,能滿足生物硝化反應(yīng)、生物脫氮除磷工藝對(duì)碳源的要求。因此,本工程采用生物脫氮除磷活性污泥處理工藝是可行的。 污水處理工藝方案比選 污水處理工藝選擇根據(jù)以上對(duì)*****污水處理廠的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和要求達(dá)到的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的分析,確定最合適本工程的污水處理工藝是生物脫氮除磷工藝。該工藝可在滿足生物脫氮除磷要求的前提下,同時(shí)去除污水中的BODCODCr和SS,使污水處理廠出水完全可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)過(guò)初步篩選,選擇A2/O工藝、改進(jìn)型氧化溝工藝、循環(huán)式SBR工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)等多方面比較,并最終比選確定技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、適合本地情況的工藝技術(shù)方案作為推薦方案。 方案I- A2/O 處理工藝A2/O(Anaerobic-厭氧、Anoxic-缺氧、Oxic-好氧)工藝是城市污水處理廠除磷脫氮常用的工藝,有成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)。該工藝是在傳統(tǒng)A/O除磷工藝基礎(chǔ)上增設(shè)了一個(gè)厭氧區(qū),具有同步脫氮除磷的功能。工藝流程示意圖如圖51所示。本工藝生物處理部分由厭氧池、缺氧池、好氧池組成。污水和外回流污泥首先進(jìn)入?yún)捬醭?,兼性厭氧發(fā)酵細(xì)菌將污水中可生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為VFA(揮發(fā)性脂肪酸類)這類低分子發(fā)酵中間產(chǎn)物,而聚磷菌可將其體內(nèi)存儲(chǔ)的聚磷酸鹽分解,所釋放的能量可供好氧的聚磷菌在厭氧環(huán)境下維持生存,另一部分能量還可供聚磷菌主動(dòng)吸收環(huán)境中的VFA類低分子有機(jī)物,并以PHB(聚β羥丁酸)的形式在其體內(nèi)存儲(chǔ)起來(lái),為防止污水產(chǎn)生沉淀,在此段設(shè)水下攪拌器;隨后污水進(jìn)入缺氧池,反硝化菌利用在好氧階池產(chǎn)生的、由混合液回流帶入的硝酸鹽作為最終電子受體,氧化進(jìn)水中的有機(jī)物,同時(shí)自身被還原為氮?dú)鈴乃幸莩觯_(dá)到同時(shí)降低BOD5與脫氮的目的,此段可設(shè)水下攪拌器或一定數(shù)量的曝氣器;接著污水進(jìn)入曝氣的好氧池,聚磷菌在吸收、利用污水中殘余可生物降解有機(jī)物的同時(shí),主要通過(guò)分解體內(nèi)存儲(chǔ)的PHB釋放能量來(lái)維持其生長(zhǎng)繁殖,同時(shí)過(guò)量的攝取周圍環(huán)境中的溶解磷,并以聚磷的形式在體內(nèi)存積起來(lái),使出水中溶解磷濃度達(dá)到最低;而B(niǎo)OD5經(jīng)厭氧池、缺氧池分別被聚磷菌和反硝化菌利用后,到達(dá)設(shè)有曝氣裝置的好氧池時(shí)濃度已有所降低,并在好氧池內(nèi)被好氧微生物大幅度降解,BOD5濃度的降低利于自養(yǎng)型硝化菌的生長(zhǎng)繁殖,并通過(guò)硝化作用將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。排放的剩余污泥中,由于含有大量能超量存積聚磷的聚磷菌,污泥含磷量可達(dá)6%(干重)以上。A2/O工藝的優(yōu)點(diǎn)是厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行,可達(dá)到同時(shí)去除BOD脫氮、除磷的目的;而且這種運(yùn)行狀況絲狀菌不易生長(zhǎng)繁殖,基本上不存在污泥膨脹問(wèn)題;總水力停留時(shí)間少于其它同類工藝,并且不需外加碳源,厭氧、缺氧段只需進(jìn)行中低速攪拌,運(yùn)行費(fèi)用低。A2/O工藝的缺點(diǎn)是除磷效果受到污泥齡、回流污泥中挾帶的溶解氧和NO3-N的限制,不可能十分穩(wěn)定;同時(shí),由于脫氮效果取決于混合液回流比,而A2/O工藝的的混合液回流比不宜太高(≤200%),脫氮效果不能滿足較高的要求。圖51 A2/O工藝流程示意圖 方案Ⅱ-改進(jìn)型氧化溝工藝氧化溝工藝具有流程簡(jiǎn)潔、管理方便、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。改進(jìn)型氧化溝法工藝是傳統(tǒng)氧化溝工藝的一種變型,它由前置厭氧區(qū)和氧化溝組成。由于進(jìn)水端為厭氧區(qū),形成A/O格局,不需專設(shè)混合液的外回流裝置,有利于聚磷菌及硝化桿菌在厭氧及缺氧條件下獲得充足的碳源,從而完成磷的釋放。由于出水進(jìn)入氧化溝(好氧區(qū)),聚磷菌可過(guò)量吸收磷,從而實(shí)現(xiàn)生物除磷。以上復(fù)雜的過(guò)程在構(gòu)造十分簡(jiǎn)單的氧化溝內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)。這種工藝的另一優(yōu)點(diǎn)是利用氧化溝原有的渠道流態(tài),沿環(huán)形池水流方向曝氣強(qiáng)度改變,形成缺氧段和大量混合液回流,實(shí)現(xiàn)反硝化反應(yīng),達(dá)到較高程度的脫氮效率,無(wú)需任何附加回流提升動(dòng)力。該工藝流程圖見(jiàn)圖52。氧化溝污水處理技術(shù)作為一種活性污泥法工藝,與其它生物處理工藝相比,有以下一些技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)點(diǎn):工藝流程簡(jiǎn)單,構(gòu)筑物少,運(yùn)行管理方便;曝氣設(shè)備和構(gòu)造形式多樣化、運(yùn)行靈活;處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)好,前置厭氧池時(shí)可實(shí)現(xiàn)生物除磷,在好氧溝內(nèi)可實(shí)現(xiàn)同步硝化、反硝化;污泥產(chǎn)量少,污泥性質(zhì)穩(wěn)定;能承受水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷。但氧化溝工藝由于其曝氣設(shè)備推流攪拌能力的限制,;占地面積大,電耗較高。圖52 改進(jìn)型氧化溝工藝流程示意圖 方案III-循環(huán)式SBR工藝間歇式活性污泥法或序批式活性污泥法簡(jiǎn)稱SBR工藝,是近幾十年來(lái)活性污泥處理系統(tǒng)中較引人注目的一種廢水處理工藝。該工藝集缺氧、曝氣、沉淀、出水于同一生物池中,通過(guò)控制系統(tǒng)在該生物池內(nèi)交替完成不同的反應(yīng)過(guò)程。其生物碳氧化硝化原理與推流式活性污泥法相同,具有成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)和節(jié)省占地和構(gòu)筑物的顯著特點(diǎn)。近年來(lái)通過(guò)工程實(shí)踐發(fā)展的SBR變型工藝有CASS法、UNTANK法、ICEAS法、循環(huán)式SBR工藝等。本工程采用循環(huán)式SBR工藝作為參選方案,該工藝流程圖見(jiàn)圖53。循環(huán)式SBR工藝是SBR的一個(gè)種變型工藝,它與ICEAS法非常近似。其主體構(gòu)筑物由預(yù)反應(yīng)池(選擇池)和SBR池串聯(lián)組成,厭氧池中設(shè)曝氣攪拌裝置,在SBR池中充氧曝氣設(shè)備、潷水器和污泥泵,污泥泵用于回流污泥至厭氧池和排放剩余污泥。與傳統(tǒng)的SBR工藝相比,循環(huán)式SBR運(yùn)行方式為連續(xù)進(jìn)水(沉淀期和排水期仍保持進(jìn)水),間歇排水,沒(méi)有明顯的反應(yīng)階段和閑置階段。這種系統(tǒng)在處理市政污水和工業(yè)廢水方面比傳統(tǒng)的SBR工藝費(fèi)用更省、管理更方便、占地更少。該工藝通常水力停留時(shí)間較長(zhǎng),工藝設(shè)施簡(jiǎn)單,目前在國(guó)內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用。圖53 循環(huán)式SBR工藝流程示意圖 循環(huán)式SBR工藝的基本組成及運(yùn)行步驟循環(huán)式SBR反應(yīng)池主要由預(yù)反應(yīng)池(選擇池或輔助曝氣池)、主曝氣池、污泥回流/排除剩余污泥系統(tǒng)和撇水裝置四部分組成。預(yù)反應(yīng)池容積較小,一般水力停留時(shí)間為1~2小時(shí),是設(shè)計(jì)優(yōu)化合理的生物選擇器。該工藝將主反應(yīng)區(qū)中部分污泥(20%~30%)回流至選擇器中,在運(yùn)作方式上為連續(xù)進(jìn)水。循環(huán)式SBR反應(yīng)池(選擇池或輔助曝氣池)的設(shè)置和回流污泥措施,保證了活性污泥不斷地在選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高絮體負(fù)荷(S0/X0)階段,從而有利于系統(tǒng)中絮凝性細(xì)菌的生長(zhǎng),并可以提高污泥活性,使其快速的去除污水中溶解性、易降解有機(jī)污染物,進(jìn)一步有效的抑制絲狀細(xì)菌的繁殖。在預(yù)反應(yīng)池與主曝氣池之間設(shè)置隔墻,最大限度的減小了沉淀階段進(jìn)水對(duì)污泥沉降的水力干擾,可保證系統(tǒng)有良好的分離效果。循環(huán)式SBR工藝每一操作循環(huán)包括進(jìn)水/曝氣階段、進(jìn)水/沉淀階段、進(jìn)水/撇水階段和進(jìn)水/閑置階段等幾個(gè)過(guò)程階段,各個(gè)階段組成一個(gè)循環(huán),并不斷重復(fù)。循環(huán)開(kāi)始時(shí),池子中的水位由某一最低水位開(kāi)始上升,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的曝氣和混合后,停止曝氣,此時(shí)污水仍連續(xù)進(jìn)入循環(huán)式SBR反應(yīng)池,由于反應(yīng)池容積較大,池內(nèi)水位緩慢上升,活性污泥進(jìn)行絮凝并在一個(gè)較為靜止的環(huán)境中沉淀,在完成沉淀階段后,由一個(gè)移動(dòng)堰式撇水器排出已經(jīng)過(guò)處理的上清液,使整個(gè)反應(yīng)池內(nèi)水的位下降到預(yù)先設(shè)定的最低水位,然后再重復(fù)上述過(guò)程。為保證反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度及污泥量,需排出相應(yīng)的剩余污泥。排除剩余污泥一般在沉淀階段結(jié)束后進(jìn)行,排出的污泥濃度可達(dá)10g/l左右。 循環(huán)式SBR系統(tǒng)中的硝化和反硝化循環(huán)式SBR工藝的一個(gè)重要特性是在工藝流程中不設(shè)缺氧混合階段的條件下,高效地進(jìn)行硝化和反硝化,從而達(dá)到深度去除氮的目的。在循環(huán)式SBR工藝中,硝化和反硝化在曝氣階段同時(shí)進(jìn)行(Cocurrent or simltaneousiy)。運(yùn)行時(shí)通過(guò)控制供氧強(qiáng)度以及反應(yīng)池中的溶解氧濃度,使污泥絮體的外周能保證有一個(gè)好氧環(huán)境進(jìn)行硝化,由于溶解氧濃度得到控制,氧在污泥絮體內(nèi)部的滲透?jìng)鬟f作用受到限制,而較高濃度的硝酸鹽則能較好地滲透到絮體的內(nèi)部。因此在污泥絮體內(nèi)部能有效地進(jìn)行反硝化過(guò)程。通過(guò)污泥回流,將部分硝酸鹽氮帶入設(shè)在循環(huán)式SBR反應(yīng)池首端的預(yù)反應(yīng)池中。因此,在預(yù)反應(yīng)池中也有部分反硝化反應(yīng)發(fā)生。這種運(yùn)行方式不像前置反硝化活性污泥系統(tǒng)中需要較高的內(nèi)回流,因此可以節(jié)省內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),而且不需要單獨(dú)設(shè)置一個(gè)缺氧運(yùn)行階段就可以完成反硝化反應(yīng)。 循環(huán)式SBR系統(tǒng)中磷的去除在循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)中,通過(guò)曝氣和非曝氣階段使活性污泥不斷地經(jīng)過(guò)好氧和厭氧的循環(huán),這些反應(yīng)條件將有利于聚磷細(xì)菌在系統(tǒng)中的生長(zhǎng)和累積,因此循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)具有生物除磷的功能。生物除磷的效果很大程度上取決于進(jìn)水中所含有的易降解基質(zhì)的含量。在循環(huán)式SBR工藝的預(yù)反應(yīng)池中,活性污泥通過(guò)快速酶去除機(jī)理,吸附和吸收大量易降解的溶解性基質(zhì),這些吸附和吸收的易降解基質(zhì)可用于后續(xù)的生物除磷過(guò)程,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的生物除磷功能起著非常重要的作用,因此,在預(yù)反應(yīng)池中也可完成部分磷的釋放過(guò)程,在厭氧微生物體內(nèi)存儲(chǔ)聚磷。根據(jù)Coronszy等的人的研究,當(dāng)微生物體內(nèi)吸附和吸收大量易降解物質(zhì)而且處在氧化還原電位為+100MV-150MV的交替變化的環(huán)境中時(shí),系統(tǒng)可具有良好的生物除磷功能。 循環(huán)式SBR系統(tǒng)的污泥沉降特性一般地,在以4小時(shí)為一個(gè)操作循環(huán)周期的循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)中,~,最大撇水速率為30mm/min,固液分離時(shí)間一般為1小時(shí),設(shè)計(jì)污泥沉降指數(shù)為140ml/g左右,實(shí)際污泥沉降指數(shù)一般低于80ml/g(測(cè)定時(shí)間為1小時(shí),采用容積2升的量筒)。循環(huán)式SBR反應(yīng)池中的混合液污泥濃度在最大水位時(shí)與傳統(tǒng)的固定容積活性污泥法系統(tǒng)基本相等。由于循環(huán)式SBR系統(tǒng)在曝氣結(jié)束后的沉降階段中整個(gè)池子面積均可用于泥水分離;故其固體通量大大地小于傳統(tǒng)活性污泥法二沉池中的固體通量,因此循環(huán)式SBR工藝的泥水分離效果要優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。此外,循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)雖然在沉降及撇水階段仍連續(xù)進(jìn)水,但由于SBR反應(yīng)池容積較大,池內(nèi)水位上升速度非常緩慢(10mm/min左右),且在預(yù)反應(yīng)區(qū)及主反應(yīng)區(qū)之間均設(shè)置有隔墻,污水呈縱向折線狀態(tài)進(jìn)入主曝氣區(qū),能夠最大限度的減小進(jìn)水對(duì)污泥沉淀的水力干擾,使沉降過(guò)程在較為靜止環(huán)境中進(jìn)行,可進(jìn)一步保證系統(tǒng)有良好的分離效果。曝氣階段結(jié)束后混合液中殘余的混合能量可用于沉淀初期的絮凝作用,從而進(jìn)一步強(qiáng)化絮凝沉降的效果。 方案比較 技術(shù)性能比較方案1—A2/O 處理工藝;方案2—改進(jìn)型氧化溝工藝;方案3—循環(huán)式SBR生物處理工藝。三種方案的技術(shù)性能比較情況見(jiàn)表5-1。表5-1 工藝方案技術(shù)性能比較表方案優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)A2/O 處理工藝工藝成熟、完善,管理經(jīng)營(yíng)豐富;功能嚴(yán)格分區(qū),便于處理工藝的管理、調(diào)整和優(yōu)化 ;對(duì)有機(jī)污染物處理效果好,特別是生物除磷脫氮效果明顯,出水水質(zhì)穩(wěn)定;可自動(dòng)運(yùn)行,但對(duì)自控要求不高:適當(dāng)選用自控設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝過(guò)程的優(yōu)化管理;運(yùn)行穩(wěn)定,有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷(水力和污染物)能力;能耗較低,運(yùn)行成本較低。構(gòu)筑物多,不緊湊, 占地面積略大;曝氣采用水下曝氣頭,與氧化溝比檢修量大,維修時(shí)需停止一個(gè)系列運(yùn)轉(zhuǎn),影響處理廠的出水水質(zhì);設(shè)備、曝氣頭等維修量比氧化溝高,維護(hù)費(fèi)高;投資略高。循環(huán)式SBR生物處理工藝省去初沉池,二沉池,污泥回流系統(tǒng)和污泥消化系統(tǒng),工藝流程簡(jiǎn)單,維護(hù)管理方便;機(jī)械設(shè)備種類少、簡(jiǎn)單,且不易出現(xiàn)故障,維修量少;構(gòu)筑物少,生物池布置緊湊,占地少;能承受一定的水量沖擊負(fù)荷,對(duì)高濃度工業(yè)廢水有較大的稀釋能力;運(yùn)行控制條件得當(dāng),可得到較好的脫氮效果和生物除磷效果;投資低,能耗較低,運(yùn)行成本較低;占地省。由于一個(gè)池子交替曝氣工作,池中曝氣設(shè)備利用率低;曝氣采用水下曝氣頭,與氧化溝比檢修量大,維修時(shí)需停止一個(gè)系列運(yùn)轉(zhuǎn),影響處理廠的出水水質(zhì);設(shè)備、曝氣頭等維修量比氧化溝高,維護(hù)費(fèi)高;自動(dòng)控制水平要求較高,沒(méi)有自控?zé)o法運(yùn)轉(zhuǎn);出水水質(zhì)受運(yùn)行控制影響較大;SBR池水面常有浮渣,只能人工清除,工作量較大。 改進(jìn)型氧化溝工藝流程簡(jiǎn)單清晰,運(yùn)行管理方便;對(duì)有機(jī)污染物處理效果好,特別是生物除磷脫氮效果明顯,出水水質(zhì)穩(wěn)定;不需要內(nèi)回流泵,改變曝氣條件,便可達(dá)到脫氮要求;所有設(shè)備可提出水面或在水面上直接維護(hù)檢修,不影響正常運(yùn)行;設(shè)備維修量少,技術(shù)要求不高,維護(hù)方便;能承受沖擊負(fù)荷;可自動(dòng)運(yùn)行,但對(duì)自控要求不高:適當(dāng)選用自控設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝過(guò)程的優(yōu)化管理。投資高;電耗高。日常運(yùn)行費(fèi)高;構(gòu)筑物多,不緊湊, 占地面積大。 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較三種方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較情況見(jiàn)表52。表5-2 工藝方案技術(shù)性能比較表序號(hào)項(xiàng) 目單 位指 標(biāo) 數(shù) 值方案1方案2方案3A2O處理工藝改進(jìn)型氧化溝循環(huán)式SBR生物處理池1總投資萬(wàn)元4168 4249 4047  單位水量投資元/立方米2084 2125 2024 2總成本萬(wàn)元/年677 768 698  單位處理總成本元/立方米 3經(jīng)營(yíng)成本萬(wàn)元/年368 426 387  單位經(jīng)營(yíng)成本元/立方米 4年耗電量萬(wàn)度191 223 197  單位水量電耗度/立方米 5建設(shè)用地公頃 方案確定從以上比較可以看出,從工藝技術(shù)角度考慮,這三種方案都能達(dá)到技術(shù)要求。方案一:A2O處理電耗較低,運(yùn)行簡(jiǎn)單,操作、管理簡(jiǎn)便,運(yùn)行成本略低,但是占地略大,工藝投資略高、占地略大,設(shè)備種類多,維修技術(shù)要求高,曝氣頭更換影響正常運(yùn)轉(zhuǎn);方案二:改進(jìn)型氧化溝各部分功能劃分清楚,運(yùn)行簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便,但投資最高,電費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)高于其它方案,占地面積較大;方案三:循環(huán)式SBR生物處理池工藝流程簡(jiǎn)單,工程總投資低,占地少,運(yùn)行費(fèi)用、電耗低于方案二,但自動(dòng)控制要求高,運(yùn)行、管理水平要求較高,設(shè)備種類多,維修技術(shù)要求高,曝氣頭更換影響正常運(yùn)轉(zhuǎn),維護(hù)費(fèi)用較高。綜合以上分析,推薦方案三“循環(huán)式SBR生物處理池工藝”作為該污水處理廠的污水處理工藝方案。 化學(xué)除磷工藝確定由于處理
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