【文章內(nèi)容簡介】 除砂。沒有撇油、除渣措施，對污水中油脂和浮渣沒有去除效果，對于SBR、UNITANK和三溝氧化溝等不設(shè)專門二沉池的污水處理工藝，浮渣在系統(tǒng)內(nèi)始終無法除去，問題更顯 突出。 曝氣沉砂池汪清縣縣城污水處理工程可行性研究報告 工程方案論證18國內(nèi)應(yīng)用的比較早的是曝氣沉砂池，但90年代以后，隨著國外設(shè)備的引進，逐步被旋流式沉砂池所取代。這種沉砂池的主要優(yōu)點是：對細(xì)小砂粒的去除率比較高，并可根據(jù) 進水條件和出水要求改變設(shè)計，達到不同的要求。運行穩(wěn)定，對流量和砂量的沖擊負(fù)荷適應(yīng)性較強。有機物分離效果高、攜帶的有機物較少。有較好的去除油脂和浮渣的作用，可大大減少后續(xù)處理單元管道的堵塞和管理的麻煩。這種沉砂池的缺點主要有兩點：占地較大有專家認(rèn)為曝氣過程有可能提高污水的溶解氧值，并可能消耗掉污水中部分快速降解的有機物，對 后續(xù)的厭氧生物池的工作產(chǎn)生不利影響。雖然這種影響和程度并未見有人作過定量研究的報道。相反，國內(nèi)外多 處采用曝氣沉砂池的污水處理廠多年運行結(jié)果并未發(fā)有什么明顯不利的影響。北京、西南、上海等多家兄弟市政設(shè)計院的專家，在這方面看法都基本相同，主張更多的采用用曝氣沉砂池。最近正在緊張施工的170萬m 3/d規(guī)模的上海竹園污水處理廠就采用了曝氣沉砂池，而且曾獲建設(shè)部優(yōu)秀設(shè)計二等獎的青島團島污水處理廠也是采用曝氣沉砂池。因此，本工程推薦采用曝氣沉砂池。供氣方式采用不銹鋼穿孔管，空氣由專用鼓風(fēng)機供給。刮砂橋工作由PLC 自動控制，可定時刮砂也可連續(xù) 運行。缺點是由于溶解氧的作用會去除少部分的有機物。但通過對一此處理廠運行情況的了解，曝氣沉砂池的曝氣作用 對后續(xù)處理汪清縣縣城污水處理工程可行性研究報告 工程方案論證19構(gòu)筑物的影響不是很明顯。 二級處理工藝污水處理工藝是污水處理廠的關(guān)鍵，處理工藝的選擇是否得當(dāng)，直接關(guān)系到處理廠出水水質(zhì)、運 轉(zhuǎn)是否 穩(wěn)定、運 轉(zhuǎn)成本的高低和管理的難易。因此，必 須結(jié)合實際情況慎重地選擇適當(dāng)?shù)墓に嚕赃_到最佳效果。污水處理廠的工藝選擇應(yīng)根據(jù)進水水質(zhì)、出水要求、污水廠規(guī)模、 污泥處置方法及當(dāng)?shù)氐臏囟?、工程地質(zhì)等因素綜合考慮后確定。 污水二級處理方案選擇汪清污水處理廠二級處理進水水質(zhì)、出水水質(zhì)和各項污染物的去除率見下表： 指標(biāo) BOD5 CODcr SS TN NH4N TP進水水質(zhì) 180 320 300 35 25 3出水水質(zhì) 20 60 20 20 8 1處 理效率(%) % % % % 68% %從上表可以看出，本工程單純采用物理方法顯然已不能滿足處理要求，必須采用帶脫氮除磷的生化二級處理來達到預(yù)期的處理效果。污水的脫氮除磷可供選擇的處理方法通常有生物處理法及物理化學(xué)法二大類。物理化學(xué)法由于需投加相當(dāng)數(shù)量的化學(xué)藥劑，有運行費用高、殘渣量大 難處置等缺陷，因此，城市污水處理一般不推薦采用。汪清 污 水處理廠二級處理進水水質(zhì) BOD5/CODcr 的比值為 ，屬于易生化范 圍，另外從 BOD5/TN= 及 汪清縣縣城污水處理工程可行性研究報告 工程方案論證20BOD5/TP=60 比值來看，采用生物降解法去除 N、P 是可行的，但要輔以化學(xué)除磷。而生物處理又可分為活性污泥法和生物膜法二種。? 活性污泥法：是以活性污泥為主體的污水處理法，它于 1914 年在英國曼徹斯特市建成試驗廠以來，已有八十多年的歷史。隨著工程實踐中的應(yīng)用和不斷改進，特 別是近三十多年來，在對其生物反應(yīng)和凈化機理進行廣泛深入研究的基礎(chǔ)上，活性污泥法得到了很大的發(fā)展?；钚?污泥法的最基本流程是向污水中注入空氣進行曝氣，并持續(xù)一段 時間后， 污水中即生成一種絮凝體，這種絮凝體主要由大量繁殖的微生物群體所構(gòu)成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄清， 這就是“活性污泥”。它的主要構(gòu)筑物是曝氣池和二沉池。需處理的污水與回流的活性污泥同時進入曝氣池成為混合液，隨著曝氣池注入空氣進行曝氣，使污水與活性污泥充分混合接觸，并供給混合液以足夠的溶解氧，在好氧狀態(tài)下， 污水中的有機物被活性污泥中的微生物群體分解而得到穩(wěn)定，然后混合液進入二沉池，在池中，活性污泥與澄清液分離后，一部分回流到曝氣池進行接種，澄清液則溢流排放，在整個處理過程中，活性污 泥不斷增長，有一部分剩余污泥需要從系統(tǒng)中排除。? 生物膜法：是土壤自凈的人工化，是使微生物群體附著于其它物體表面上呈膜狀，并讓它和污水接觸而使之凈化的方法。利用生物膜凈化污水的設(shè)備統(tǒng)稱為生物膜反應(yīng)器。根據(jù)污水與生物膜接觸形式的不同，生物膜反映器分為生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤及其它生物接觸氧化法設(shè)備，它 們的構(gòu)造差異很大，但作用的基本原理是相同的?；钚晕勰喾摰?，具有處理效率高、 處理效果好、運行穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)經(jīng)驗豐富等優(yōu)點，因此， 對城市污水 進行脫氮除磷，生物活性污泥法是首選方案之一。雖然生物濾池是一種先進的處理工藝，在中國已開始使用，但是其工程投 資較高、汪清縣縣城污水處理工程可行性研究報告 工程方案論證21運行管理要求高，一般用于占地緊、 環(huán)境要求嚴(yán)的場合，本工程不推薦采用。 污水二級處理方案選擇的原則? 根據(jù)進水水質(zhì)、水量以及受納水體的環(huán)境容量，綜合考慮汪清縣的實際情況，選擇處 理效果好，具有除磷脫氮功能、低能耗、低運行費、低基建費、操作管理方便、工藝成熟的污水處 理工藝。? 污水處理 過程中的自 動控制，力求安全可靠、經(jīng)濟實用，提高管理水平，降低勞動強度，體現(xiàn)出一流的管理水平。? 能適應(yīng)東北地區(qū)環(huán)境溫度低的大規(guī)模污水處理工藝，具有很強的抗沖擊負(fù)荷能力。? 工藝成熟、可靠，設(shè)備和設(shè)施使用年限長，操作和維修簡單，具有足夠的經(jīng)驗以資借鑒。 生物脫氮除磷工藝常規(guī)生物法能滿足 CODcr、BODSS 的去除率，但對氮、磷的去除率是有一定限度的，僅從剩余污泥中排除氮、磷，其去除率氮約 10～25%，磷約 12～20%，達不到本工程進、出水水質(zhì) 和各項污染物的去除率要求，因此本工程二級污水處理必須采用脫氮除磷工藝。（一）生物脫氮除磷工藝的歷史：? 從 60 年代開始，美國曾系統(tǒng)地進行了氮磷物化處理方法研究，結(jié)果認(rèn)為用物化法的缺點是耗藥量大， 污泥多， 處理大量城市 污水經(jīng)濟上不合算，因此著手研究生物法脫氮除磷。? 從 70 年代開始，采用活性污泥法脫氮已逐步實現(xiàn)工業(yè)化流程，1977 年正汪清縣縣城污水處理工程可行性研究報告 工程方案論證22式命名為 A/O 法。A/A/O 法是在其基礎(chǔ)上進一步研究開發(fā)而成的生物脫氮除磷工藝流程。? 我國從 70 年代后期開始開展生物脫氮除磷研究，在 80 年代后期實現(xiàn)工業(yè)化流程，目前常用的生物脫氮除磷處理工藝有 A/A/O 法、SBR 法及 CAST 法、氧化溝法等，均取得較好效果。（二）生物脫氮除磷原理：（1）生物脫氮氮是蛋白質(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 NH3N 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，在 厭氧或好氧條件下，污水中有機氮易被水解成為氨態(tài)氮。而原污水中的 NOXN（包括亞硝酸 鹽 NO2和硝酸鹽 NO3在內(nèi)）幾乎為零。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水中去除。這部分氮量 約占所去除的 BOD5 的 5%。因為氮在水體中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，因此氮是污水處理廠出水的主要控制指標(biāo)之一。在有機物被氧化的同時，污水中的氨氮在溶解氧充足、泥齡足夠長的情況下被進一步氧化成硝酸鹽或亞硝酸鹽。反硝化菌在缺氧的情況下可以利用硝酸鹽（NOxN）中的氧作為電子受體，氧化有機物，將硝酸鹽中的氮還原成氮氣（N 2）或 N2O，從而完成污水的脫氮過程。由此可見，要達到生物脫氮的目的，完全硝化是先決條件。因為硝化菌屬于自養(yǎng)菌，其比生長率 μn 明顯小于異養(yǎng)菌的比生長率 μh，生物脫氮系統(tǒng)維持硝化的必要條件是 μn≥μh,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)的泥齡大于維持硝化所需的最小泥齡。汪清縣縣城污水處理工程可行性研究報告 工程方案論證23反硝化必須在硝化反應(yīng)完成后進行，但是按照硝化→反硝化的順序進行反應(yīng)，即采用后置反硝化的形式，反硝化時，微生物主要依靠內(nèi)源細(xì)胞成分作為反硝化碳源，使得反硝化速率很低。為了提高反應(yīng)速率必 須另向污水中投加碳源，例如甲醇，以增加反硝化速率。采用外加碳源的后置反硝化的優(yōu)點是能夠達到很高的脫氮率，使得出水中的 TN 含量很低。缺點是增加了投加設(shè)備和投加有機碳的費用；要得到較高的反應(yīng)速率需要投加過量的有機碳，使得出水中有機碳的含量增加，往往需要進行脫碳 處理；外加有機碳使得剩余污泥量有所增加。為了克服后置脫氮的缺點，目前常用前置脫氮工藝，如 A/O 法，其原理是將硝化好的富含硝酸鹽的混合液回流至曝氣池前端的缺氧段，利用進水中的有機物作為碳源進行反硝化。因 為進水中的碳源充足，反應(yīng)速率較高，在脫氮的同 時還可以使污水中大量的有機物氧化分解，使有機物的降解和脫氮在工藝流程上得到統(tǒng)一。所以技術(shù)上是合理的，運行上是經(jīng)濟、可靠和高效的。（2）生物除磷生物除磷是處理系統(tǒng)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)生能量用以吸收低 級脂肪酸等快速降解有機物，并轉(zhuǎn)化為 PHB（聚 β羥基丁酸）儲存起來。當(dāng)這 些聚磷菌進入好氧條件時就降解體內(nèi)儲存的 PHB 產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和磷的吸收，形成富含磷的污泥，以剩余 污泥形式排出系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。生物除磷的優(yōu)點在于不投加化學(xué)藥劑，不增加剩余污泥量， 處理成本較低。缺點是除磷效果不如化學(xué)法徹底， 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)文獻介紹，在厭氧段釋放 1mg 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汪清縣縣城污水處理工程可行性研究報告 工程方案論證24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，除磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余 污泥中的含磷量為 ～2%，采用生物除磷工藝的剩余活性污泥中磷的含量可以達到傳統(tǒng)活性污泥法的 2～3 倍，通過排放剩余污泥從而達到除磷目的。生物除磷工藝的前提條件是聚磷菌必須在完全的厭氧環(huán)境下進行磷的釋放，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。厭氧磷釋 放和缺氧反硝化與好氧段進行的有機物降解、硝化、磷的吸收相結(jié)合，即形成了目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的 A/A/O 及各種變形工藝。（3）本污水處理廠采用生物除磷脫氮的可行性BOD5：N：P 的比 值是影響生物除磷脫氮的重要因素，氮和磷的去除率隨著BOD5/N 和 BOD5/P 比值的增加而加大。只有 BOD5/N3 時反硝化才能正常運行。在 BOD5/N=4～5 時氮的去除率60%，磷的去除率也可達 60%左右，BOD 5/N=7 時氮的去除率70%，磷的去除率70%。對于生物除磷工藝，要求 BOD5/P=33～100，且 BOD5/N≥4。汪清污水處理廠二級處理設(shè)計平均進水BOD5=180mg/L、COD=320mg/L、SS=300mg/L、TN=35mg/L 、NH3N=25mg/L，TP=3mg/L，進水 BOD5/TN 約為 ，BOD5/P 約為 60，是能 夠達到要求的處理程度的。 污水二級處理方案的確定從國內(nèi)外污水處理技術(shù)的發(fā)展來看，改良A 2/O工藝、氧化溝工藝、CAST等諸多工藝不僅具有去除有機污染物功能，而且 還具有不同的除磷脫氮效果。建設(shè)汪清縣縣城污水處理工程可行性研究報告 工程方案論證25部、國家環(huán)境保護局、科技部印發(fā)的《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》中針對污水量規(guī)模在10萬噸/日以下的污水處理廠，除采用A／O法、A ／A ／O法外，也可選用具有除磷脫氮效果的氧化溝法、SBR法、水解好氧法和生物濾池法等。必要時也可選用物化方法強化除磷效果。因此，本工程工藝方案設(shè)計應(yīng)充分考慮污水處理廠所要達到的污水處理程度并同時考慮污水處理廠設(shè)計規(guī)模的實際情況，選擇以下三種工藝方案進行介紹和比較，即：1．改良A 2/O工 藝2．氧化溝工藝3．SBR的變法工藝——CAST工藝（一）、改良A 2/O工藝A2/O法是由傳統(tǒng)活性污泥法(普曝法)發(fā)展起來的新工 藝， A2/O工藝是一種典型的具有既除磷又脫氮的工藝，其生物反應(yīng)池由厭氧、缺氧和好氧三段組成，其特點是厭氧、缺氧和好氧三段功能明確，界限分明，可根據(jù)進水條件和出水要求，人為 地創(chuàng)造和控制三段的 時空比例和運轉(zhuǎn)條件，達到較好的除磷脫氮的效果。A2/O法的主要優(yōu)點：(1) 工藝流程較先進，具有較好的除磷脫氮效果，工藝運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好，出水水質(zhì)較好。(2) 污泥經(jīng)厭 氧中溫消化處理后達到穩(wěn)定，不會造成二次污染。(3) 運行、管理經(jīng)驗成熟，實踐經(jīng)驗豐富。A2/O法的主要缺點：(1) 工藝流程復(fù) 雜、處理構(gòu)筑物多、運行管理麻煩。(2) 承受污水水 質(zhì)、水量的沖擊負(fù)荷能力較差。汪清縣縣城污水處理工程可行性研究報告 工程方案論證26(3) 工程基建投 資較高、運行費用較高。A2/O法工藝流程框圖見圖：回流及剩余污泥泵房粗格柵進水泵房消毒池二沉池A2/O池沉砂池細(xì)格柵貯 泥 池污泥濃縮脫水機房泥餅外運回流污泥進水 出水