【文章內(nèi)容簡介】 0≤20≤15≤7050備注：石油化工企業(yè)（不包括石油煉制）CODcr進水標準為500mg/L，出水標準為60mg/L。污水處理過程中產(chǎn)生污泥，經(jīng)濃縮脫水后，如果不經(jīng)妥善處置而任意排放或堆置，必將對周圍環(huán)境造成嚴重的二次污染。目前，國內(nèi)外普遍采用的污泥處置方式主要有農(nóng)用、填埋、熱處理及焚燒、污泥綜合處理等。(1) 污泥農(nóng)用污泥的營養(yǎng)組成是污泥直接農(nóng)用的重要依據(jù)。污水處理廠的活性污泥中有機質(zhì)及植物生長所必須的N、P、K等營養(yǎng)元素豐富，接近或高于一般的廄肥，是一種較為理想的農(nóng)用肥料。根據(jù)有關地區(qū)大面積推廣施用的結果，只要科學合理施用，具有明顯的增加土壤肥力、培植肥力、防止土壤板結、提高土壤后續(xù)使用的功用。污水處理廠的活性污泥雖可直接用于農(nóng)用，但污泥中的重金屬含量是污泥農(nóng)用的重要限制因素。在污泥作為農(nóng)肥施用前，必須根據(jù)污泥中的重金屬含量及施用區(qū)域的土壤環(huán)境背景值，遵照《農(nóng)用污泥中污染物控制標準》，科學地進行施用。(2) 污泥的填埋污泥的填埋按其防止二次污染的措施又分為簡單填埋和衛(wèi)生填埋兩種方式。簡單填埋是指在自然條件下，采用坑、塘及洼地等自然填埋，不加覆土掩蓋和防止污染措施的填埋方式。衛(wèi)生填埋是指能對填埋氣體和滲濾液進行控制的填埋方式，其與傳統(tǒng)填埋的根本區(qū)別主要在于衛(wèi)生填埋過程中采取了底、側層防滲與廢氣回收處理、覆壓實作業(yè)等措施，從而避免了目前采用的傳統(tǒng)填埋方式所造成的二次污染。污泥的衛(wèi)生填埋是解決國內(nèi)大部分城市污水處理廠污泥的有效途徑，具有適用范圍較廣、技術、工藝、設備較簡單，運行管理較方便，一次性投資相對較小等優(yōu)點，特別是與城市生活垃圾一起填埋更是一種比較經(jīng)濟可靠的處置方式；其缺點是占地面積大，運輸距離遠，場址不易選擇，而且隨著環(huán)保標準的日益嚴格，對填埋場的設計和施工標準越來越高，其建場投資和填埋費用也相應提高。(3) 污泥與城市垃圾混合堆肥污水處理廠的活性污泥與城市垃圾混合堆肥是一項高效低耗、經(jīng)濟適用的污泥最終處理與處置方法。是將城市生活垃圾作為調(diào)理劑滲入污泥中，進行混合好氧堆肥，既處理了污泥，又給城市垃圾提供出路，從而達到消除污泥的二次污染，并使污泥、垃圾資源化的目的。(4) 污泥的焚燒污泥的焚燒是最徹底的處理方法，可將污泥中的有機質(zhì)轉變?yōu)槎趸己退?，同時在高溫下殺滅病菌、細菌，焚燒過程中產(chǎn)生的熱能可以得到合理利用。目前，污泥的焚燒在國內(nèi)主要分為干化焚燒和電廠焚燒兩種方式。1) 干化焚燒干化焚燒需建造一套龐大而復雜的焚燒裝置，這不僅使工程投資明顯增加，而且提高了污水處理成本。2) 電廠焚燒依托電廠或熱電廠現(xiàn)有的燃煤鍋爐，通過技術改造，將脫水污泥按比例滲雜在煤塊中進行焚燒。這樣，既不需要建造單獨的干化焚燒系統(tǒng)，又不需要配置單獨的運行管理人員。電廠焚燒技術在“資源化”處置污泥方面率先邁出了一步，目前國內(nèi)采用的循環(huán)流化床鍋爐焚燒污泥技術已被建設部確定為科技示范工程。選擇有效的污泥處置方法，需兼顧環(huán)境效益、生態(tài)效益、處置技術及經(jīng)濟效益之間的均衡。在污水處理過程中必將產(chǎn)生大量含水率很高的污泥，這些污泥具有體積大、易腐敗、有惡臭等的特點，如不加以處理，任意排放，將引起嚴重的二次污染，因此，污泥的處理和處置十分必要。污泥處理工藝一般包括減容、穩(wěn)定、無害化三個方面，由于本廢水主要以工業(yè)廢水為主，不宜農(nóng)用及堆肥，同時污泥的焚燒對大氣造成污染，化工園區(qū)污水廠污泥屬于危險固體廢棄物，應按照危廢的標準進行處置，具體處置措施由業(yè)主根據(jù)環(huán)評要求進行處置。第四章 污水處理廠工藝設計（1）認真貫徹執(zhí)行國家關于城市污水處理工作的方針、政策，使工程方案符合國家的有關法規(guī)、規(guī)范和標準。（2）以城市總體規(guī)劃為依據(jù)，結合現(xiàn)狀，近遠期相結合，使工程建設與城市建設同步發(fā)展，真正起到保護環(huán)境、改善居民居住環(huán)境質(zhì)量的作用。（3）根據(jù)污水水質(zhì)及處理程度的要求，選用技術先進、工藝成熟，處理效果好、投資省、占地面積小的工藝流程。（4）同時建設污水處理廠配套的廠外工程，充分發(fā)揮污水處理廠的效益。（5）充分考慮廠區(qū)綠化，改善工人工作和生活環(huán)境。污水處理工藝的選擇應根據(jù)設計進水水質(zhì)、出水水質(zhì)要求、用地面積和工程規(guī)模等多因素進行綜合考慮。根據(jù)對污水水質(zhì)的預測分析，該污水處理廠設計出水要求達到《污水綜合排放標準》（GB89781996）一級排放標準。 BODCODcr、SS、%、90%、%、%。因此本污水處理廠的處理工藝不僅要有較高BODCODcr、SS的去除率，而且還要有良好的脫氮效果?？紤]到精細化工園區(qū)后期的發(fā)展，設計本工藝時考慮了對總磷的去除。生化處理城市污水是目前國內(nèi)外普遍采用的工藝，不僅投資省、運行費用低、管理方便，更主要的是處理效果較穩(wěn)定。因此本污水處理廠污水采用預處理+生化處理＋深度處理。根據(jù)國內(nèi)外城市污水處理廠運轉經(jīng)驗，活性污泥法處理城市污水是最經(jīng)濟有效的，因而得到廣泛應用。但常規(guī)活性污泥工藝僅能有效地去除BODCOD和SS，而對氮和磷的去除是有一定限度的，僅從剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率約10～20%，磷的去除率約為12～19%，遠遠達不到本工程對氮去除率的要求，因此，本工程應采用污水脫氮除磷工藝。(1) 采用生物脫氮除磷工藝的必要性污水脫氮方法主要有生物脫氮和物理化學脫氮兩大類。目前生物脫氮是主體，也是城市污水處理中經(jīng)濟和常用的方法：物理化學法脫氮從經(jīng)濟、管理等方面均不適宜在大型污水處理廠中使用，因此，本工程應采用生物脫氮法。污水除磷主要有生物除磷和化學除磷兩大類。對于化工園區(qū)中的廢水對磷的要求不高，本工藝選擇生物除磷。(2) 本工程采用生物脫氮除磷工藝的可行性污水生物處理是以污水中所含污染物作為營養(yǎng)源，利用微生物的代謝作用使污染物被降解，污水得以凈化。因此對污水成分的分析以及判斷污水能否采用生物處理是設計污水生物處理工程的前提。所謂污水可生化性的實質(zhì)是指污水中所含的污染物通過微生物的生命活動來改變污染物的化學結構，從而改變污染物的化學和物理性能所能達到的程度。研究污染物可生化性的目的在于了解污染物質(zhì)的分子結構能否在生物作用下分解到環(huán)境所允許的結構形態(tài)，以及是否有足夠快的分解速度。所以對污水進行可生化性研究只研究可否采用生物處理，并不研究分解成什么產(chǎn)物，即使有機污染物被生物污泥吸附而去除也是可以的。因為在停留時間較短的處理設備中，某些物質(zhì)來不及被分解，允許其隨污泥排放處理。事實上，生物處理并不要求將有機物全部分解成COH2O、和硝酸鹽等，而只要求將水中污染物去除到環(huán)境允許的程度。(3) 污水可生物處理的衡量指標：1) BOD5/CODBOD5和COD是污水生物處理過程中常用的兩個水質(zhì)指標，用BOD5/COD 值評價污水的可生化性是廣泛采用的一種最為簡易的方法，一般情況下BOD/COD 值越大，說明污水可生化處理性越好，綜合國內(nèi)外的研究成果，可參照表41中所列的數(shù)據(jù)來評價污水的可生物降解性能。污水可生化性評價參考數(shù)據(jù)表表41 可生化性數(shù)據(jù)表BOD5/COD～～可生化性好較好較難不宜本污水處理廠設計進水水質(zhì)BOD5≤150mg/l，COD≤500mg/l，BOD5/COD=，可生化性較好，實際情況下，BOD5指標可能遠遠低于150mg/L，所以在后面的工藝方案確定中，考慮了對難降解物質(zhì)的去除的工藝段。2) BOD5/TN該指標是鑒別能否采用生物脫氮的主要指標，由于反硝化細菌是在分解有機物的過程中進行反硝化脫氮的，在不投加外來碳源條件下，污水中必須有足夠的有機物(碳源)，才能保證反硝化的順利進行，一般認為，BOD5/TN 〉3～5，即可認為污水有足夠的碳源供反硝化菌利用。本污水處理廠設計進水 TN=60mg/1，BOD5/TN=，所以在二級生化處理階段只能部分脫氮，需做進一步的三級處理。3) BOD5/TP該指標是鑒別能否采用生物除磷的主要指標，一般認為，較高的BOD負荷可以取得較好的除磷效果，進行生物除磷的低限是BOD5/TP=20。本污水處理廠設計進水BOD5/TP=45，滿足生物除磷對BOD/TP 的要求，可以采用生物除磷工藝。根據(jù)以上分析，本工程可以采用生物法對污水進行脫氮除磷處理。(4) 生物脫氮除磷基本原理1) 生物脫氮原理生物脫氮是利用自然界氮的循環(huán)原理，采用人工方法予以控制，首先，污水中的含氮有機物轉化成氨氮，而后在好氧條件下，由硝化菌作用變成硝酸鹽氮，這階段稱為好氧硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮變成氮氣逸出，這階段稱為缺氧反硝化。整個生物脫氮過程就是氮的分解還原反應，反應能量從有機物中獲取。在硝化和反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、PH 值以及硝化碳源，生物脫氮系統(tǒng)中，硝化菌增長速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用順利進行。由此可見，生物脫氮系統(tǒng)中硝化與反硝化反應需要具備如下條件：硝化階段：足夠的溶解氧，DO值在2mg/l 以上；合適的溫度，最好20℃以上，不能低于10 ℃；足夠長的污泥泥齡；合適的PH條件。反硝化階段：硝酸鹽的存在；缺氧條件，；充足碳源(能源)；合適的PH條件。2) 生物除磷原理磷常以磷酸鹽(H2POHPO42和PO42)、聚磷酸鹽和有機磷的形式存在于廢水中，生物除磷就是利用聚磷菌一類的細菌，厭氧狀態(tài)釋放磷，在好氧狀態(tài)從外部攝取磷，并將其以聚合形態(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。生物除磷主要是通過排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少將對脫磷效果產(chǎn)生影響，一般污泥齡短的系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較多，可以取得較高的除磷效果。有報道稱，當泥齡為30d時， 除磷率為40%，泥齡為17d時， 除磷率為50%，而當泥齡降至5d時，除磷率達87%。大量的試驗觀測資料已經(jīng)完全證實，在生物除磷工藝中，經(jīng)過厭氧釋放磷酸鹽的活性污泥，在好氧狀態(tài)下有很強的吸磷能力，也就是說，磷的厭氧釋放是好氧吸磷和除磷的前提，但并非所有磷的厭氧釋放都能增強污泥的好氧吸磷，磷的厭氧釋放可以分為二部分：有效釋放和無效釋放，有效釋放是指磷被釋放的同時，有機物被吸收到細胞內(nèi)，并在細胞內(nèi)貯存，即磷的釋放是有機物吸收轉化這一耗能過程的偶聯(lián)過程。無效釋放則不伴隨有機物的吸收和貯存，內(nèi)源損耗，PH變化，毒物作用引起的磷的釋放均屬無效釋放。在除磷(脫氮)系統(tǒng)的厭氧區(qū)中，含聚磷菌的回流污泥與污水混合后，在初始階段出現(xiàn)磷的有效釋放，隨著時間的延長，污水中的易降解有機物被耗完以后，雖然吸收和貯存有機物的過程基本上已經(jīng)停止，但微生物為了維持基礎生命活動，仍將不斷分解聚磷，并把分解產(chǎn)物（磷）釋放出來，雖然此時釋磷總量不斷提高，但單位釋磷量所產(chǎn)生的吸磷能力隨無效釋放量的加大而降低。一般來說，污水污泥混合液經(jīng)過2小時厭氧后，磷的釋放己甚微，在有效釋放過程中，磷的釋放量與有機物的轉化量之間存在著良好的相關性，在有效釋放過程中，磷的厭氧釋放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厭氧釋放1毫克磷，～，厭氧時間加長，無效釋放逐漸增加，平均厭氧釋放1毫克磷，所產(chǎn)生的好氧吸磷能力將降至1毫克磷以下，甚至達到毫克磷。因此，生物除磷并非厭氧時間越長越好，同時在運行管理中要盡量避免PH的沖擊，否則除磷能力將大幅度下降，甚至完全喪失，這主要是由于PH降低時，會導致細胞結構和功能損壞，細胞內(nèi)聚磷在酸性條性下被水解，從而導致磷的快速釋放。在生物除磷系統(tǒng)中，由于存在磷的厭氧釋放，出水含磷量難以達到較低值。一般若要求出水TP≤，需增加后續(xù)化學除磷設施。本污水處理廠設計進水水質(zhì)BOD5≤150mg/l，COD≤1000mg/l，BOD5/COD=，可生化性較差。實際情況下，BOD5指標可能遠遠低于150mg/L，所以可生化性可能更差。為了使污水生化處理的更好，本方案推薦加入水解酸化強化一級處理，進一步提高污水的可生化性。水解酸化的作用是改善污水生化性能，提高BOD5/CODcr比值，解決某些好氧不可生化有機物的最終去除問題。在酸化反應過程中，污水中的大分子有機物質(zhì)結構發(fā)生變化，改變了污水中的組分，使得某些好氧不可降解的有機物質(zhì)在此發(fā)生分子間鍵斷裂、轉化、羥基化等過程，改善了污水的可生化性，有利于后續(xù)工藝的處理，可提高污水處理效果。(1) 工藝選擇思路從污水生物脫氮除磷的原理來看，生物硝化需要足夠長的污泥齡和低污泥負荷，而生物除磷需要較高污泥負荷，二者是相互矛盾的。生物脫氮和生物除磷都需要足夠的碳源。因此，完全依靠生物脫氮除磷工藝，很難同時達到很高的脫氮除磷效率?；谏鲜鲈?，考慮到有效的脫氮方法不多，因此，首先應滿足反硝化脫氮的碳源要求，確保生化處理系統(tǒng)的脫氮效果，在滿足出水TN要求的前提下，盡可能改善生物除磷的效果。因此，本工程污水二級處理工藝選擇的主要思路是：采用生物處理方法，首先保證生物脫氮效果，重點去除氮和可生物降解的有機物，在此基礎上盡可能提高生物除磷的效率。(2) 污水生物脫氮除磷工藝類別所有生物除磷脫氮工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個不同過程的交替循環(huán)。按照構筑物的組成形式、運行性能以及運行操作方式的不同，又分為懸浮活性污泥法和固著型生物膜法兩大類，應用于城市污水廠的懸浮型活性污泥法污水處理工藝主要有氧化溝系列和A2/O 工藝。1) 氧化溝工藝氧化溝工藝流程與基本原理氧化溝是活性污泥法的一種，其構筑物呈封閉無終端渠形。一般采用機械充氧和推動水流。因為廢水和活性污泥的混合液在環(huán)狀的曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，故也稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端的曝氣系統(tǒng)”。氧化溝一般呈環(huán)狀溝渠形，也可以是長方形、圓形等。早期的氧化溝池壁按土質(zhì)挖成斜坡澆以10cm厚的素混凝土，目前池壁常以鋼筋混凝土現(xiàn)澆。氧化溝的斷面有梯形、單側梯形和矩形。氧化溝的水深與曝氣和混合推動設備及相關的結構有關，—。在氧化溝系統(tǒng)中，通過轉刷（或轉盤和其他機械曝氣設備），使污水和混合液在環(huán)狀的渠內(nèi)循環(huán)流動，依靠轉刷推動污水和混合液流動以及進行曝氣。氧化溝的工藝特點氧化溝工藝結合了推流和完全混合兩種流態(tài)。污水進入氧化溝后，在曝氣設備的