【文章內(nèi)容簡介】 城市如天津、青島相比要好的多。根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB189182002），處理 后排向大沙河灘的污水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)詳見表 2－3。設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)（日均值） 表 2－3項 目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS (mg/L)NH3N (mg/L)TN (mg/L)TP (mg/L)進(jìn)水水質(zhì)35014020030355二級標(biāo)準(zhǔn)出水100303025303給排水 online 第一卷可研說明 污水處理工藝 污水的特性及二級強化處理系統(tǒng) 污水的特性指標(biāo)：（1）BOD5/CODCr＝200/400＝＞，可生化性較好；（2）BOD5/TN ＝200/35 ＝＞，滿足反硝化要求；（3）BOD5/TP＝200/5＝40＞20，生物除磷效果較好。 因此，污水特性完全滿足生物除磷脫氮的基本要求。 根據(jù)確定的出水水質(zhì)指標(biāo)，應(yīng)采用二級標(biāo)準(zhǔn)處理。 二級標(biāo)準(zhǔn)處理是指在去除污水中有機污染的同時，去除導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的氮磷物質(zhì)，使有機物和氮磷污染指標(biāo)均達(dá)到較高的排放標(biāo) 準(zhǔn)。二級標(biāo)準(zhǔn)處理可采用物理化學(xué)法，也可采用生物法，當(dāng)采用生物 法時稱作生物除磷脫氮工藝。國內(nèi)目前采用的生物除磷脫氮工藝，比 較公認(rèn)的一般有：A/O法、A2/O法、卡魯塞爾氧化溝、CASS工藝等。A/O法和A2/O法是采用較早且最成熟的污水生物除磷脫氮工藝，但 系統(tǒng)復(fù)雜、投資較高，現(xiàn)已有逐步被氧化溝、CASS法等取代的趨勢。 但無論氧化溝還是序批式活性污泥法（CASS），其實現(xiàn)生物除磷脫氮的 基本過程還是厭氧、缺氧、好氧過程，即A/A/O過程。其間的區(qū)別，只 在于這些基本過程間的過渡方式為順序或是交替，污泥負(fù)荷的高或低。氧化溝工藝方法很多，由于溝內(nèi)缺氧段和好氧段的存在，均有一 定的脫氮功能，但要除磷必須增加厭氧段－生物選擇區(qū)。在所有的氧 化溝工藝中，帶有生物選擇區(qū)的卡魯塞爾氧化溝，除磷脫氮效果較佳。CASS是序批式反應(yīng)器的簡寫，本意是進(jìn)出水和曝氣間歇運行的污 水處理系統(tǒng)。近年來變型較多，進(jìn)出水系統(tǒng)有間歇運行的也有連續(xù)運 行的，但其核心是供氧系統(tǒng)間歇運行，以營造活性污泥厭氧、缺氧、 好氧的階段性環(huán)境，達(dá)到除磷脫氮的目標(biāo)。針對武威市涼州區(qū)污水處理廠的污水水質(zhì)及處理后出水水質(zhì)要求，結(jié)合處理廠規(guī)模，資金等情況，參照國內(nèi)外的研究成果及污水處 理廠的運行實踐，選擇卡魯塞爾氧化溝和改良CASS工藝兩種生物除磷 脫氮工藝方案進(jìn)行初步研究。 改良 CASS 工藝（方案一） 本方案定義的改良CASS工藝是在原CASS工藝的基礎(chǔ)上，按連續(xù)進(jìn)水運行。CASS工藝（Cyclic Activated Sludge System）是在SBR基礎(chǔ)上發(fā) 展起來的一種循環(huán)式活性污泥法。主體部分為生物反應(yīng)池，它集曝氣、 沉淀于一體，以連續(xù)進(jìn)水間斷出水為主要特征，工藝過程是：進(jìn)水/曝 氣—進(jìn)水/沉淀—進(jìn)水/潷水—進(jìn)水/閑置；共四個階段，循環(huán)運行。CASS工藝在反應(yīng)池進(jìn)水端設(shè)置了一個生物選擇區(qū)，根據(jù)運行需要 可少量曝氣（缺氧）或不曝氣（厭氧）。設(shè)置生物選擇器的作用與卡魯 塞爾氧化溝的生物選擇區(qū)基本相同。不同之處是該生物選擇區(qū)可在厭 氧或缺氧條件下運行；活性污泥可回流可不回流，回流污泥量比卡魯 塞爾型氧化溝小的多?？傊?，運行方式和參數(shù)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)優(yōu)化。生物脫氮是CASS反應(yīng)池本身的特殊運行方式中進(jìn)行硝化和反硝化 過程而完成的，而除磷作用是利用設(shè)置在CASS反應(yīng)池前的選擇區(qū)形成 厭氧環(huán)境和反應(yīng)池中的好氧環(huán)境交替實現(xiàn)的。污水經(jīng)過厭氧、缺氧、 好氧階段達(dá)到脫氮除磷的目的。改良CASS工藝主要特點：（1）無初沉池及二沉池，占地少、投資省。（2）靜態(tài)沉淀，有機物去除率高、出水水質(zhì)好。（3）周期性曝氣，活性污泥處于厭氧、缺氧、好氧交替的環(huán)境中， 除磷脫氮功能較強。17中 國 市 政 工 程 西 北 設(shè) 計 研 究 院 CHINA NORTHWEST MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN amp。 RESEARCH INSTITUTE（4）由于“改良 CASS 工藝”進(jìn)水的連續(xù)性，取消了水力切換設(shè)備，比傳統(tǒng)的 SBR 工藝降低了控制復(fù)雜性，容積利用率提高。實 踐證明沉淀階段連續(xù)進(jìn)水不會惡化出水水質(zhì)。（5）低污泥負(fù)荷，剩余有機污泥量較少。污泥基本穩(wěn)定，不需再 進(jìn)行穩(wěn)定化處理，可直接濃縮脫水。（6）系統(tǒng)能耗低于卡魯塞爾氧化溝。（7）多用于中小型污水處理廠，用于大型污水處理廠的較少見。 控制系統(tǒng)較復(fù)雜，除磷脫氮效果比卡魯塞爾氧化溝稍差。CASS工藝流程： 進(jìn)水閘室→粗格柵及污水提升泵站→細(xì)格柵→旋流沉砂池→CASS反應(yīng)池（帶生物選擇區(qū)）→接觸消毒池→計量出水。 卡魯塞爾氧化溝工藝（方案二） 本方案定義的卡魯塞爾氧化溝是在標(biāo)準(zhǔn)的卡魯塞爾氧化溝的上游增加前置厭氧池及前置缺氧池，氧化溝與終沉池分建，并有獨立的污 泥回流裝置?？斎麪栄趸瘻仙锩摰饔檬峭ㄟ^氧化溝本身特殊的運行方 式，創(chuàng)造一定條件使硝化和反硝化反應(yīng)在氧化溝中交替發(fā)生而完成的。 由于氧化溝系統(tǒng)的污泥泥齡較長，一般為10～20d，池中硝化作用進(jìn)行 得比較充分，污水中氨氮基本上可完全氧化成硝酸鹽氮。為了進(jìn)一步 脫氮，就要使反硝化作用得以進(jìn)行，其主要條件是維持缺氧條件和有 機碳源，使反硝化菌繁殖，卡魯塞爾氧化溝生物脫氮工藝就是按此原 理操作運行的。為了利用卡魯塞爾氧化溝進(jìn)行生物除磷，必須在卡魯塞爾氧化溝 之前設(shè)置厭氧池（亦稱生物選擇池），其作用一是抑制絲狀菌的增長， 防止污泥膨脹，改善污泥的沉淀性能；二是聚磷細(xì)菌在厭氧段把磷從20中 國 市 政 工 程 西 北 設(shè) 計 研 究 院 CHINA NORTHWEST MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN amp。 RESEARCH INSTITUTE化合狀態(tài)下從體內(nèi)釋放出來，污水中BOD5濃度下降，而磷含量上升。隨后在好氧段內(nèi)聚磷細(xì)菌超量吸收在厭氧段釋放出的磷和原污水中的 磷，形成高含量磷污泥，利用排除剩余活性污泥達(dá)到降低出水中磷的 目的。污水經(jīng)過厭氧、好氧段達(dá)到除磷目的，而缺氧、好氧段聯(lián)合達(dá)到 脫氮目的?？斎麪栄趸瘻鲜窃谄胀ㄑ趸瘻匣A(chǔ)上加以改進(jìn)的，氧化溝作為 整個工藝的核心，通過控制表曝機的轉(zhuǎn)速和開停，創(chuàng)造了好氧和缺氧 兩個對氮、磷轉(zhuǎn)化至關(guān)重要的生化環(huán)境。也就是說，氧化溝已經(jīng)將曝 氣池和缺氧池、厭氧池有機融合在一起，池容得到了更充分的利用。 卡魯塞爾氧化溝的優(yōu)化組合，使其在占地和基建投資方面，與一般的 脫氮除磷工藝相比顯得比較優(yōu)越。卡魯塞爾氧化溝的主要特點：（1）抵抗因水量和水質(zhì)變化所引起的沖擊負(fù)荷能力強。（2）具有不同菌群的生物特性，處理效果穩(wěn)定，不僅滿足SS和BOD 的去除，而且脫氮除磷效果好。（3）反應(yīng)狀態(tài)易于控制，運行方式靈活，可調(diào)節(jié)性強。（4）運行可靠，管理簡便，易于實現(xiàn)自動化操作。（5）污泥生成量少，且已在污水處理過程中基本得到了好氧穩(wěn)定， 一般不需作厭氧消化處理。（6）表曝系統(tǒng)調(diào)節(jié)維修性能較底曝系統(tǒng)好。 卡魯塞爾氧化溝工藝流程： 進(jìn)水閘室→粗格柵及污水提升泵站→細(xì)格柵→旋流沉砂池→生物選擇池→卡魯塞爾氧化溝→最終沉淀池→接觸消毒池→計量出水。 工藝方案比較給排水 online 第一卷可研說明對于能滿足出水控制標(biāo)準(zhǔn)，可供選擇的生化處理方案很多，要確定出符合當(dāng)?shù)貙嶋H條件，技術(shù)上先進(jìn)可行，經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計方案是非常重要的也是比較困難的。對于上述兩種方案，設(shè)計采用優(yōu)缺點比較 法，在初步方案設(shè)計、工程技術(shù)可靠性、投資估算、能源消耗、運行 費用等基礎(chǔ)上，進(jìn)行多方面的綜合分析與比較，詳見表 24。污水處理工藝綜合評價表 表 24序號評比項目內(nèi)容、含義（一）CASS 法（二）氧化溝一、技術(shù)可行性1技術(shù)適用情況應(yīng)用的廣泛性，對 水量水質(zhì)的適應(yīng)程 度。國外應(yīng)用較多，國內(nèi)使用較少， 適應(yīng)中小規(guī)模， 對水質(zhì)水量變 化適應(yīng)性強。國外應(yīng)用較多，國內(nèi)已推廣應(yīng)用，適 應(yīng)于各種規(guī)模，對 水質(zhì)水量變化適 應(yīng)性強。二、水質(zhì)目標(biāo)2出水水質(zhì)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)出水水質(zhì)好且穩(wěn)定出水水質(zhì)好且穩(wěn)定3外界條件適應(yīng)性氣溫、水溫、進(jìn)水水質(zhì)變化對出水的 影響。出水水質(zhì)穩(wěn)定，對外界條件的 變化適應(yīng)性好。出水水質(zhì)穩(wěn)定，對外界條件的 變化適應(yīng)性好。三、費用指標(biāo)（萬元）4總投資含污水廠、污水管網(wǎng)。 萬元 萬元5年運行費用僅指電費 萬元 萬元四、工程實施6分步施工分步實施難易程度可分組實施可分組實施7施工施工難易程度較難較難五、環(huán)境影響8對周圍環(huán)境影響噪音及臭味噪音較大，臭味一般噪音小，臭味一般9污泥的影響污泥產(chǎn)量大小較少少六、占地情況10占地生產(chǎn)區(qū)占地大小較小較大七、運行管理11運轉(zhuǎn)操作操作單元多少和方便程度。較復(fù)雜簡單12維修管理維修工作量和難易 程度。微孔曝氣器位 于水面以下，維 修量大，復(fù)雜表曝氣機位于 水面以上，維修 量小，簡便給排水 online 第一卷可研說明 根據(jù)以上的方案比選和分析，兩種方案各有優(yōu)缺點。CASS工藝（方案一）投資較少，但運行管理復(fù)雜。卡魯塞爾氧化溝工藝（方案二） 投資較多, 但系統(tǒng)較穩(wěn)定。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后最終推薦采用CASS工藝（方案一）。 污泥處置工藝 在普通活性污泥法污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥，容量大、不穩(wěn)定、易腐敗、有惡臭，如不加以妥善處置，任意排放，將引起嚴(yán)重 的二次污染。CASS工藝污水處理過程中所產(chǎn)生的剩余污泥，比普通活 性污泥法產(chǎn)生的剩余污泥性狀要好一些。一般污泥量較小，有機物含 量在50%以下，%左右。泥齡較長（15日以上）的系統(tǒng)污 泥已基本好氧穩(wěn)定，寄生蟲卵和病原菌等微生物已基本失活，并且富 含促進(jìn)植物生長的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，可以作為有機農(nóng)肥使用。 普通活性污泥法的剩余污泥，要經(jīng)過無害化（好氧穩(wěn)定或厭氧穩(wěn)定）、 脫水、減容、固化處理過程；而CASS工藝剩余活性污泥在水處理過程 中已好氧穩(wěn)定，處置的主要任務(wù)是脫水、減容、固化。污泥的脫水、減容、固化指降低污泥的含水率，減小體積，消除 流動性，使之易于運輸處置、實現(xiàn)污泥資源化利用的過程。污泥的脫水減容固化，可采用污泥濃縮池－機械脫水系統(tǒng)，也可 采用污泥機械濃縮－機械脫水系統(tǒng)；隨著技術(shù)進(jìn)步和新設(shè)備的推廣使 用，近來采用較多的是生產(chǎn)環(huán)境較好、占地較少、管理較方便的機械 濃縮脫水一體化污泥處置系統(tǒng)。特別對于具有除磷工藝的系統(tǒng)，其污 泥應(yīng)當(dāng)采用機械濃縮以縮短污泥的厭氧時間。本項目推薦機械濃縮脫水一體化污泥處置系統(tǒng)。工藝流程如下：22中 國 市 政 工 程 西 北 設(shè) 計 研 究 院 CHINA NORTHWEST MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN amp。 RESEARCH INSTITUTE給排水 online 第一卷可研說明污泥泵房→污泥均質(zhì)池→污泥投配泵房→污泥濃縮脫水機房→泥餅外運。 污水污泥的最終出路 處理后的污水排入大沙河灘。按照處理后的污水水質(zhì)和水量，向大沙河灘的年總排污量見表2－4。武威市涼州區(qū)黃羊污水處理廠出廠水向大沙河灘年排污總量（t/a） 表2－4項 目BOD5CODcrSSTNTPNH3N處理前納污總量（2萬m3/d）102225551460219處理后排污總量（2萬m3/d）219730219219處理后減污總量（t/a）80318521241根據(jù)黃羊鎮(zhèn)排水規(guī)劃，黃羊鎮(zhèn)污水處理廠的污泥最終處置形式以 脫水泥餅為主。近期脫水泥餅有效利用或與城市垃圾一并填埋。本污 水廠脫水泥餅主要用于綠化、林業(yè)施肥及衛(wèi)生填埋。如脫水泥餅用于農(nóng)作物或蔬菜施肥，必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗，經(jīng)市 環(huán)保局批準(zhǔn)方可。第三章 污水處理廠設(shè)計CASS(方案一)工藝工程設(shè)計 基本設(shè)計參數(shù)（1）設(shè)計流量 旱季流量（用于生物處理設(shè)計）：Q＝20000m3/d＝833 m3/h 雨季流量（用于水力流程設(shè)計）：Q＝28000m3/d＝1166 m3/h（2）設(shè)計水質(zhì)及去除率 詳見表 3－1。設(shè)計水質(zhì)及污染物去除率 表 3－1序號污染物 名 稱進(jìn)水水質(zhì)（mg/L）二級標(biāo)準(zhǔn) 出水水質(zhì)（mg/L）二級標(biāo)準(zhǔn)去除率（％）1BOD514030782CODCr350100713SS20030854TN3530145NH3N3025176TP3407PH 值≥68水溫10～200C 污水二級標(biāo)準(zhǔn)處理系統(tǒng) 進(jìn)水控制井 尺寸：LxBxH=24中 國 市 政 工 程 西 北 設(shè) 計 研 究 院 CHINA NORTHWEST MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN amp。 RESEARCH INSTITUTE進(jìn)水控制井除控制進(jìn)廠污水外，井內(nèi)還增設(shè)高位溢流管，溢流管 底高出井底 ,當(dāng)峰值流量過大或污水廠發(fā)生事故時超越排放，進(jìn)水 管 DN800 入口處設(shè)鑄鐵閘門一套，配啟閉機一臺。出水渠寬 ，設(shè) 鑄鐵閘門一套，配啟閉機一臺。渠底坡度 ,設(shè)計流速 。 粗格柵及污水提升泵站 服務(wù)區(qū)北部地形平坦，污