【文章內(nèi)容簡介】 需調(diào)節(jié)污水 pH 值，投加大量石灰，藥劑投加量大；另外，還產(chǎn)生大量的污泥，增加處理難度和污泥處理量；由于需要大量循環(huán)空氣，故動力費用較高；尾氣中含有大量的氨氣，會對大氣造成污染，因此，需要進行尾氣處理。該方法適用于氨氮含量很高的工業(yè)污水或廢水，在城市污水處理中尚無使用先例，也缺少運行管理經(jīng)驗，因此不推薦采用。綜上所述，從經(jīng)濟、管理等方面考慮，物理化學(xué)法去除氨氮不適宜在本工程中應(yīng)用。氨氮的去除應(yīng)該采用生物處理的方法。b、生物去除氨氮氮是蛋白質(zhì)不可缺少的組成部分，因此廣泛存在于城市污水之中。在原污水中，氮以 NH4+?N及有機氮的形式存在，這兩種形式的氮合在一起稱之為凱氏氮，用TKN 表示。而原污水中的 NOXN（包括亞硝酸鹽和硝酸鹽在內(nèi)）含量很少，幾乎為零。這些不同形式的氮統(tǒng)稱為總氮（TN）。氮也是構(gòu)成微生物的元素之一，一部分進入細(xì)胞體內(nèi)的氮將隨剩余污泥一起從*******污水處理廠 可行性研究報告第 17 頁水中去除。這部分氮量約占所去除的 BOD5 的 5%，為微生物重量的 12%，約占污水處理廠剩余活性污泥量的 4%。在有機物被分解的同時，污水中的有機氮也被分解成氨氮，在溶解氧充足、泥齡較長的情況下，進一步被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，通常稱之為硝化過程。其反應(yīng)方程式如下：NH4+ + ? NO2? + 2H+ + H2ONO2? + ? NO3?第一步反應(yīng)靠亞硝酸菌完成，第二步反應(yīng)靠硝化菌完成，總的反應(yīng)為：NH4+ + 2O2 ? NO3? + 2H+ + H2O因為硝化菌屬于自養(yǎng)菌，其比生長率 μN 明顯小于異養(yǎng)菌的生長率 μh，生物脫氮系統(tǒng)維持硝化的必要條件是 θ≥θN，即系統(tǒng)的實際泥齡大于硝化要求的泥齡，也就是說系統(tǒng)必須維持在較低的污泥負(fù)荷條件下運行，使得系統(tǒng)泥齡大于維持硝化所需的最小泥齡。（4）磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化學(xué)除磷兩大類。城市污水采用生物除磷為主，必要時輔以化學(xué)除磷作為補充，以確保出水磷濃度滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，并盡可能地減少加藥量，降低處理成本。a、生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機物，并轉(zhuǎn)化為 PHB（聚 β 羥丁酸）儲存起來。當(dāng)這些聚磷菌進入好氧條件下時就降解體內(nèi)儲存的 PHB 產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和吸磷，形成高濃度的含磷污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。生物除磷的優(yōu)點在于不增加剩余污泥量，處理成本較低。缺點是為了避免剩余污泥中磷的再次釋放，對污泥處理工藝的選擇有一定的限制。據(jù)資料介紹，在厭氧段釋放 1 mg 的磷吸收儲存的有機物，經(jīng)好氧分解后產(chǎn)生的能量用于細(xì)胞合成、增殖，能夠吸收 2～ mg 的磷。因此磷的吸收取決于磷的釋放，而磷的釋放取決于污水中存在的可快速降解的有機物的含量，一般來說，這種有機物與磷的比值越大，降磷效果越好。生物除磷工藝的前提條件是聚磷菌必須在厭氧條件下受到抑制，而后進入好氧階段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的處理工藝必須在曝氣池前設(shè)置厭氧段。*******污水處理廠 可行性研究報告第 18 頁b、化學(xué)除磷化學(xué)除磷主要是向污水中投加藥劑，使藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過固液分離使磷從污水中除去。固液分離可單獨進行，也可在初沉池或和二沉池內(nèi)進行。按工藝流程中化學(xué)藥劑投加點的不同，磷酸鹽沉淀工藝可分成前置沉淀、協(xié)同沉淀和后置沉淀三種類型。前置沉淀的藥劑投加點在原污水進水處，形成的沉淀物與初沉污泥一起排除；協(xié)同沉淀的藥劑投加點在曝氣池進水或出水位置，形成的沉淀物與剩余污泥一起在二沉池排除；后置沉淀的藥劑投加點是二級生物處理（二沉池）之后，形成的沉淀物通過另設(shè)的固液分離裝置進行分離，包括澄清池或濾池?；瘜W(xué)除磷的主要藥劑有石灰、鐵鹽和鋁鹽。①投加石灰法：向污水中投加石灰，污水中磷酸鹽與石灰的化學(xué)反應(yīng)可用下式表示：3HPO42? + 5Ca2+ + 4OH－ ? Ca5 (OH) (PO4)3 ↓+ 3H 2O污水堿度所消耗的石灰量常比形成磷酸鈣類的沉淀物所需的石灰量大幾個數(shù)量級。石灰法除磷所需的石灰量取決于污水的堿度，而不是污水含磷量，滿足除磷要求的石灰投加量的為碳酸鈣堿度的 倍。石灰法除磷的 pH 值通常控制在 10 以上，過高的 pH 會抑制微生物生長，并破壞微生物酶的活性。因此，石灰法不能用于協(xié)同沉淀法除磷，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷，并且需要進行 pH 值調(diào)節(jié)，使排放污水的 pH 值符合排放標(biāo)準(zhǔn)。②投加鐵鹽和鋁鹽：以硫酸鋁和三氯化鐵、硫酸亞鐵混凝劑為例，金屬鹽與污水中的磷酸鹽堿度進行反應(yīng)。硫酸亞鐵混凝：3Fe2+ + 2PO43? = Fe3 (PO4)2 ?三氯化鐵混凝：主反應(yīng)為 FeCl3 + PO43? → FePO 4↓ + 3Cl?副反應(yīng)為 2 FeCl3 + Ca (HCO3)2 → 2Fe (OH) 3↓+3CaCl 2 + 6CO2硫酸鋁混凝：主反應(yīng)為Al2 (SO4)3?14H2O + 2PO43? → 2AlPO 4↓+3SO 42? + 14H2O*******污水處理廠 可行性研究報告第 19 頁副反應(yīng)為Al2 (SO4)3?14H2O + 6HCO3? → 2Al (OH) 3↓+3SO 42?+ 6CO2+14 H2O可見，鐵鹽和鋁鹽均能與磷酸根離子（PO 43?）作用生成難溶性的沉淀物，通過去除沉淀物而除水中的磷。按照德國有關(guān)資料，化學(xué)除磷所需的金屬鹽消耗量與要求的出水含磷量有關(guān)，當(dāng)要求出水含磷≤ mg/L 時，一般去除 1 kg 磷需要投加 kg 鐵或 kg 鋁。對特定的污水，金屬鹽投加量需通過試驗確定，進水 TP 濃度和期望的除磷率不同，相應(yīng)的投加量也不同。化學(xué)除磷方法的產(chǎn)泥量將增加，僅由沉淀劑與磷酸根和氫氧根結(jié)合生成的干泥量為 kg TS/kg Fe 或 kg TS/kg Al，此外，還要考慮附帶的其它沉淀物。因此，在實際應(yīng)用中應(yīng)按每 kg 用鐵量產(chǎn)生 kg 污泥或每 kg 用鋁量產(chǎn)生 kg 污泥來計算產(chǎn)泥量。在初沉池投加化學(xué)藥劑，初沉池產(chǎn)泥量將增加 50～100%，如設(shè)后續(xù)生物處理，則全廠污泥量增加 60～70 %；在二沉池投藥，活性污泥量增加 35～45 %，全廠污泥量將增加 10～25 %?；瘜W(xué)除磷的優(yōu)點是工藝簡單，除加藥設(shè)備外不需要增加其它設(shè)施，因此特別適用于舊廠改造。其缺點是藥劑消耗量大，剩余污泥量增加，濃度降低，體積增大，使污泥處理的難度增加，同時還要消耗水中堿度，影響氨氮硝化。因此，在二級生物處理工藝中，當(dāng)生物除磷達不到要求時，才考慮以化學(xué)法輔助除磷。根據(jù)本項目進水含磷量和出水含磷要求，磷的去除率要求達到 %，出水含磷量為 ，為保證出水要求，本設(shè)計采用生物除磷工藝，特根據(jù)生物除磷原理對處理工藝進行優(yōu)化，同時采用化學(xué)方法投加 FeCl3 輔助除磷。（5）硝酸鹽的去除氮是藻類生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，容易引起水體的富營養(yǎng)化，因此，一般情況下總氮也是污水處理廠出水的控制指標(biāo)之一。經(jīng)過好氧硝化處理后的污水，其中大部分的氨氮都被氧化成為硝酸鹽（NO 3?N），反硝化菌在溶解氧濃度極低或缺氧情況下可以利用硝酸鹽中氧作為電子受體，氧化有機物，將硝酸鹽中的氮還原成氮氣（N 2），從而完成污水的脫氮過程，通常稱之為反硝化過程。其能量來源于甲醇、乙酸、甲烷或污水中的碳源，反應(yīng)方程式如下：*******污水處理廠 可行性研究報告第 20 頁6NO3? + 5CH3OH ? 3N2 + 5CO2 + 7H2O + 6OH?8NO3? + 5CH3COOH ? 4N2 + 10CO2 + 6H2O + 8OH?8NO3? + 5CH4 ? 4N2 + 5CO2 + 6H2O + 8OH?10NO3? + C10H19O3N ? 5N2 + 10CO2 + 3H2O + NH3 + 10OH?在反硝化過程氫氧根離子與水中的二氧化碳反應(yīng)生成重碳酸根離子：OH? + CO2 ? HCO3?從上述硝化和反硝化過程反應(yīng)方程式可以看出：a、在硝酸鹽還原為氮氣的反硝化過程中，反硝化菌利用硝酸鹽（NO 3?）作為電子受體，而以污水中的有機物作為碳源提供能量并使之氧化穩(wěn)定。每轉(zhuǎn)化 1 kg NO3??N為 N2 時，需要消耗有機物（以 BOD5 計） kg，即反硝化 1 kg 硝酸鹽可以回收 kg 氧。b、硝化過程有 H+產(chǎn)生，要消耗水中堿度，當(dāng)堿度不夠時，污水的 pH 值將下降至維持硝化反應(yīng)正常進行所需的 pH 值之下，從而使硝化反應(yīng)不能正常進行。每氧化 1 kg NH4+?N為 NO3??N時要消耗堿度 kg。而反硝化反應(yīng)則伴隨有OH?產(chǎn)生，每轉(zhuǎn)化 1 kg NO3??N為 N2 時要產(chǎn)生 kg 堿度，即可以回收 kg堿度，使硝化過程消耗的部分堿度得到補充。因此，從降低能耗（利用 NO3??N作為電子受體氧化有機物）、回收堿度，保證硝化進行過程以及改善生物除磷效率的角度來看，在本項目采用反硝化或部分反硝化的生物脫氮工藝是有利的。A2/O 工藝稱為厭氧缺氧好氧法，也是生物脫氮除磷工藝的簡稱。 污水與含磷回流污泥一起進入?yún)捬醭?，除磷菌在這里完成釋放磷和攝取有機物；混合液從厭氧池進入缺氧池，本段的首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過循環(huán)由好養(yǎng)池送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為 2 倍的進水量。然后，混合液從缺氧池進入好氧池——曝氣池，這一反應(yīng)池單元式多功能的，去除 BOD，硝化和吸收磷等反應(yīng)都在本反應(yīng)器內(nèi)進行。最后，混合液進入沉淀池，進行泥水分離，上清液作為處理水排放，沉淀污泥的一部風(fēng)回流厭氧池，另一部分作為剩余污泥排放。 一級處理一級處理即去除污水中較大尺度的呈懸浮狀或漂浮狀態(tài)的污物、砂礫等，通常包括粗格柵、調(diào)節(jié)等工藝。為保證污水提升泵不被堵塞，使其長期穩(wěn)定地處于高效率狀態(tài)下運行，有必要在泵前設(shè)置粗格柵。本工程擬采用粗格柵及調(diào)節(jié)池的預(yù)處理工藝。*******污水處理廠 可行性研究報告第 21 頁 二級處理目前，用于城鎮(zhèn)污水處理，具有除碳的污水處理工藝大致可以分為二類：第一類，為活性污泥法?；钚晕勰喾ㄊ且曰钚晕勰酁橹黧w的廢水生物處理的主要方法?；钚晕勰喾ㄊ窍驈U水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)一定時間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附與氧化有機物的能力。第二類，生物膜法。生物膜法是利用附著生長于某些固體物表面的微生物（即生物膜）進行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氣層、好氣層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進入?yún)挌鈱舆M行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復(fù)以達到凈化污水的目的。本工程擬采用本工程采用 A2/O 工藝。 污泥處理污泥的含水率高、有機物含量較高且不穩(wěn)定，還含有致病菌和寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。重力濃縮效率低、占地面積大，厭氧環(huán)境會導(dǎo)致磷的釋放。氣浮濃縮雖然較重力濃縮效率高，磷的釋放風(fēng)險小，但其運行費用較高，臭味很大。設(shè)計擬采用機械濃縮脫水方案。由于規(guī)模較小，所選工藝產(chǎn)泥量少，污泥處理采用機動處理，即定期專業(yè)公司收集外運處理。根據(jù)生態(tài)規(guī)劃，脫水污泥將采用熱分解工藝生產(chǎn)燃料，實現(xiàn)無害化和資源化。工程將另行設(shè)計，不列入污水廠設(shè)計范圍。*******污水處理廠 可行性研究報告第 22 頁第八章 污水處理廠 工藝設(shè)計. 設(shè)計水量本工程設(shè)計規(guī)模 400m3/d，總變化系數(shù) K 總 =。 . 粗格柵及污水提升調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝有格柵等設(shè)備。進水泵池內(nèi)設(shè)離心潛水泵 3 臺（其中 1 臺備用，1 臺變頻）），Q＝10m 3/h，H=10m，N=。. A2O生化系統(tǒng)采用 A2/O 鋼筋混凝土型式，采用 1 組反應(yīng)池。生化池尺寸：11m20m。厭氧停留時間 ，缺氧停留時間 ，好氧停留時間 。污泥回流比 50100%，硝化液回流比 100300%。. 二沉池尺寸：。設(shè)計停留時間 小時。為保證二沉池的均勻配水，配水干渠采用變截面設(shè)計。. 污泥處理污泥采用移動式污泥處理方式由專業(yè)公司定期抽取污泥進行處理。. 構(gòu)筑物及主要工程量 表 4 污水廠主要建（構(gòu)）筑物表序號 名 稱 外型尺寸 單位 數(shù)量1 粗格柵及調(diào)節(jié)池 68m 座 12 生化池 11m20m 座 13 二沉池 座 14 污泥均質(zhì)池 座 15 風(fēng)機房 座 1表 5 主要材料及設(shè)備表序號 名 稱 規(guī) 格 單位 數(shù)量 備注一 粗格柵及污水提升泵站1 粗格柵 B=200mm B=20mm 套 22 污水提升泵 Q=10m3/h H=10m 臺 3 N=*******污水處理廠 可行性研究報告第 23 頁二 生化池1 曝氣管 Q=5m3/h 套 6