【文章內(nèi)容簡介】 的功能。采用適宜的除磷脫氮污水生物處理工藝，對表中污染物的去除是能夠得到保證的。6．2．3污水水質特性分析 (1)主要去除目標 根據(jù)前面章節(jié)所確定的進出水水質，本工程需主要去除的目標為BODCODCr、SS、NH3N、TN和TP,根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）中的一級B 排放標準，CODCr出水指標小于60mg/l,BOD5出水指標小于20mg/l,NH3N出水指標為小于20mg/l，TN出水指標為小于20mg/1，而TP為小于1．0mg//l，因此根據(jù)上述水質情況，采用的工藝主要以去除BOD5，CODcr、SS為主要目標，兼起到除磷和脫氮的作用。(2)污水的可生化性分析污水采用生物法處理工藝，對進水中污染物質的配比和平衡有較高的要求，現(xiàn)將污水處理廠進水水質配比指標表如下并予以分析。BOD5/CODcr該指標是鑒定污水可生化性的最簡單易行和最常用的方法，一般認為BOD5/CODcr0．45時污水具有較好的可生化性，,適合采用生化處理方案。BODs／TKN該指標是鑒別能否采用生物脫氮的主要指標。由于生物脫氮的反硝化過程中主要是利用原污水中的含碳有機物作為電子供體，該比值越大，碳源越充足，反硝化進行越徹底，理論上BODs／TKN2．86時反硝化才能進行。本廠進水TKN約為45mg/l，BODs／TKN指標為4．2，故本工程可采用生物脫氮工藝。BOD5／TP該指標是鑒別能否采用生物除磷的主要指標。一般認為要有較好的磷去除率須BODs／TP17， 比值越大， 除磷效果越好。本廠進水BOD5/TP=48，可采用生物除磷的工藝。 城市污水處理廠工藝選擇所涉及的因素是多方面的。主要有進水的水質情況、污水的可生化性、污水的出路及對出水的水質要求、污泥的出路、污水廠的基建投資、處理規(guī)模及運行費用等。生物處理方法主要有活性污泥法和生物膜法?；钚晕勰喾ㄊ窃谌斯こ溲醯臈l件下，對污水和各種微生物群體進行連續(xù)的混合培養(yǎng)，形成活性污泥，利用活性污泥的生物凝聚，吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機污染物，然后使污泥與水分離，大部分污泥回流到曝氣池，而剩余污泥排出。生物膜法則是利用各種不同載體，通過污水與載體的不斷接觸，在載體上繁殖生物膜，利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有機污染物，而脫落下來的生物膜與水進行分離。 當前國內(nèi)外城市污水廠大多都采用活性污泥法二級生物處理，同時對活性污泥法有著豐富的管理運行經(jīng)驗和有關技術資料。這種方法能有效地去除城市污水中的主要污染物質，并且處理費用較低。根據(jù)本工程的實際情況，本工程也擬采用此方法。 因此，污水處理廠工藝選用活性污泥法進行比選。 活性污泥法有多種工藝方案，如普通曝氣法、階段曝氣法、延時曝氣法、生物吸附法、氧化溝法、純氧曝氣法、A/O脫氮工藝、A2/O除磷脫氮工藝、SBR(CAST)間歇活性污泥法、超深層曝氣法及A—B兩級活性污泥法等。 針對本工程的污水水質及處理后出水水質要求，結合污水處理廠規(guī)模，資金籌措等情況，按上述方案選擇的原則，參照國內(nèi)外的研究成果及污水處理廠的運行實踐，在進行多方案比較的基礎上，選擇了A2／O工藝和CAST活性污泥法工藝兩種污水處理方案進行論證及經(jīng)濟技術比較，從而確定最佳方案。(1)A2／O工藝A2／O活性污泥法工藝足目前廣泛采用的具有脫氮除磷功能的工藝，是80年代在普通活性污泥法基礎上發(fā)展起來的新工藝。具有出水水質穩(wěn)定，脫氮除磷效果較好的特點。 A2／O流程的特點足：污水流經(jīng)厭氧池、缺氧池、再進入好氧池；并將好氧池的混合液和沉淀池的污泥分別回流至缺氧池、厭氧池。使缺氧池中即從原污水中得到充足的有機物，又從回流的混合液中得到大量硝酸鹽，而回流污泥則可保證其微生物量，因此可進行反硝化反應，回流污泥中硝酸鹽濃度降低，提高了聚磷菌在厭氧區(qū)磷的釋放，相應提高了在好氧區(qū)的磷吸收率，而且在厭氧、高污染物負荷條件下抑制了絲狀菌的繁殖，可以有效的防止污泥膨脹，而后在好氧池中進行BODs的進一步降解和硝化。A2／O法脫氮工藝流程不需外加碳源，以原廢水為碳源，可保證充分的反硝化反應，好氧池設在缺氧池之后，可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高了出水水質，另外缺氧池放在好氧池之前，一方面可減輕好氧池的有機負荷，另一方面也有利于控制污泥膨脹，反硝化過程中產(chǎn)生的堿度還可補償硝化過程對堿度的消耗。但要取得較好的脫氮率，必須保證足夠大的混合液回流比，這勢必增加系統(tǒng)的運行費用，這也是A2／O系統(tǒng)的一個缺點。本方案采用兩組A2／O生物反應池，其中厭氧池污水水力停留時間為 1．5小時，每組厭氧池池容為：468m3，缺氧池污水水力停留時間為2．5小時，每組缺氧池池容為：78lm3，好氧池污水水力停留時間為6．5小時，每組好癢池池容為：2188m3。．MLSSd，好氧池MLSS濃度3600mg/l,污泥齡18．6天。在每組厭氧池中分別設2臺1．5kw潛水攪拌器，在每組缺氧池中設3，以防止污泥沉積。在好氧池則布置管式微孔3曝氣器。單池平面尺寸：LxB=18x38m，其中厭氧池18x5m，缺氧18，好氧池1824．5m。有效水深5．2m，超高0．8m?；旌弦夯亓鞅貌捎脻撐郾茫亓鞅?00％，每池采用3臺泵(2臺變頻)，2用1備。污泥回流泵采用潛污泵，回流比20100％，采用3臺泵(2臺變頻)，2用1備，單臺功率N=。對應采用初沉池兩座，表面負荷為3．6m3/m2h,單池直徑13m。采用二沉池兩座，／m2．h，單池直徑24m。每組處理系統(tǒng)各 對應一座初沉池和二沉池。另外A2/O系統(tǒng)設鼓風機房一座，高：。內(nèi)設羅茨鼓風機3臺，2用1備，變頻工作。風量Q=90m3／min，出口壓力P=，鼓風機單臺功率為160Kw，該機的優(yōu)點由PLC控制風量、風壓。(2) CAST工藝 CAST工藝為SBR工藝的改進工藝。SBR工藝即序批式活性污泥法，簡稱SBR法，屬間歇運行的活性污泥法處理工藝，是一種既古老又年青的污水處理工藝。隨著自動控制設備及檢測儀表的發(fā)展，SBR工藝在國內(nèi)外的污水處理工程中得到了廣泛的應用，并已顯示出此工藝的一些優(yōu)越性。與傳統(tǒng)連續(xù)活性污泥法不同，SBR工藝是在同一池子內(nèi)，在不同的時間階段完成生物處理過程和泥水分離過程，是集生物降解和沉淀等功能為一體的污水生化處理工藝，具有流程簡單，運行方式靈活，在空間上是完全混合，在時間上是理想推流等優(yōu)點。所以，SBR工藝在我國得到迅速推廣使用。工程采用的是SBR的改進工藝，即“循環(huán)式活性污泥法工藝”，也即CAST工藝，CAST生物反應池分二個區(qū)域，容積較小第一區(qū)為預反應區(qū)，第二區(qū)為主反應區(qū)。預反應區(qū)：和主反應區(qū)在水力上是相通的，主反應區(qū)的活性污泥通過水泵回流到預反應區(qū)中，預反應區(qū)呈缺氧——厭氧狀態(tài)，在該區(qū)中基質濃度較大，污泥負荷較高，可有效避免污泥膨脹，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。 在預反應區(qū)污水中溶解性有機物能通過生物作用得到迅速去除，回流污泥中的硝酸鹽也可在此區(qū)內(nèi)得以反硝化，并為除磷創(chuàng)造條件。在CAST活性污泥法中，通過設置預反應區(qū)可以允許任意進水速率進水而不會產(chǎn)生污泥膨脹。通過嚴格控制溶解氧濃度可以實現(xiàn)同步硝化反硝化。主反應區(qū)：有四個階段進水反應階段：根據(jù)情況可采用曝氣及半限制曝氣的運行方式，在進水的過程或后期進行曝氣。在曝氣階段，通過微孔曝氣器充氧，在曝氣開始時，溶解氧控制在較低水平(．5mS／1)，直到曝氣結束前使溶解氧最終達到23mg/l，由DO監(jiān)控系統(tǒng)控制鼓風機進風量與反應池進氣閥的開度，保持DO最佳值，為微生物生長創(chuàng)造一個適宜的生長環(huán)境，并節(jié)約能耗，在好氧條件下完成了有機物的氧化、硝化和吸磷作用。在此階段，聚磷菌利有機物氧化釋放的能量，過量吸收混和液中的磷，使水中的磷轉移到污泥中，隨剩余污泥排到系統(tǒng)外，達到除磷的目的。這種運行方式不象前置反硝化系統(tǒng)中需較高的內(nèi)回流，因此省去了內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，而且在系統(tǒng)中不需要單獨設置一個缺氧段以進行反硝化，從而達到除氮的目的。沉淀階段：反應池靜止沉淀，完成泥水分離過程。潷水階段：污泥繼續(xù)沉淀，經(jīng)過處理的上清液由排水裝置(旋轉式潷水器)排出池外至最低水位。閑置階段：此階段可進行剩余污泥的排放。上述各個階段組成一個循環(huán)，并不斷重復。循環(huán)開始時，由于進水，池子中的水位由某一最低水位開始上升，經(jīng)過一定時間的曝氣和非曝氣反應后停止，使活性污泥進行絮凝并在一個靜止的環(huán)境中沉淀，在完成沉淀后，由旋轉式潷水器排出已處理的上清液，使水位下降至池子所設定的最低水位。完成上述各階段后，系統(tǒng)進入下一循環(huán)過程，重復以上操作。 污泥回流/剩余污泥排除系統(tǒng) 在CAST活性污泥法中主反應池內(nèi)設有潛污泵，污泥通過此潛污泵不斷地從主曝氣區(qū)抽送至預反應區(qū)中。為保持池子中有一個合適的污泥濃度，需要根據(jù)產(chǎn)生的污泥量排出相應的剩余污泥。安裝在反應池內(nèi)的剩余污泥泵在沉淀階段結束后將工藝過程中產(chǎn)生的剩余污泥排出系統(tǒng)。排除剩余污泥一般在沉淀階段結束后進行，排出的污泥濃度約為8g/l左右。潷水裝置 在池子的末端設有可升降的潷水堰，以排出處理水。潷水裝置及其它操作過程均實行中央自動控制。潷水器的獨特結構可以有效防止池子表面產(chǎn)生的浮渣進入潷水器而隨出水排出，可進一步保證處理效果。為了處理連續(xù)的進水，在CAST活性污泥法系統(tǒng)中應至少設置二個池子，由于本工程規(guī)模小，對本工程將采用2個反應池運行，池子之間和各個運行階段相互錯開。例如，當?shù)谝粋€池子處于進水一一曝氣階段時，第二個池子則處于沉淀和潷水階段，反之亦然。通過在時間上錯開各個池子的進水，可以產(chǎn)生連續(xù)的進水，曝氣階段的優(yōu)化設置可使鼓風機連續(xù)工作，風量可調(diào)，順序對各個池子進行曝氣。工藝系統(tǒng)采用微孔曝氣系統(tǒng)進行供氧，其充氧效率高，可大大節(jié)省運行能耗和運行費用。CAST活性污泥法工藝系統(tǒng)的一個重要特性是在工藝過程中不設專門缺氧混合段的條件下進行硝化和反硝化，從而達到去除氮的目的。CAST活性污泥法工藝系統(tǒng)通過將活性污泥從主反應區(qū)(好氧)回流到預反應區(qū)以及系統(tǒng)間歇曝氣的運行方式可以使活性污泥不斷地經(jīng)歷好氧和厭氧的循環(huán)，這些反應條件將有利于聚磷菌在系統(tǒng)中的生長和累積。因此循環(huán)式活性污泥法工藝系統(tǒng)具有生物除磷的功能。大量采用CAST活性污泥法工藝的污水處理廠的運行結果表明，在不加任何化學藥劑的條件下，生物除磷的除磷效果在80％左右。而NH3N的去除率達到80％以上，TN去除率達70％以上。CAST活性污泥法工藝運行可靠靈活，已在各種規(guī)模的城市污水和工業(yè)廢水處理中得到應用。在應用該工藝的這些污水處理廠的運行表明，此項技術已取得較大的進展，以間歇操作的工藝形式處理城市污水已被廣泛接受。綜上所述，CAST活性污泥法工藝具有處理構筑物少 、工藝流程簡單、布置緊湊、運行靈活、占地面積較小、處理效果較好的特征和優(yōu)點。 由于污泥回流比A2／O法較小。工藝系統(tǒng)運行費用相對A2／O法較低。 CAST工藝方案各構筑物設計參數(shù)詳見7．1章節(jié)。6．2．5污泥處理方案 在污水處理過程中，要產(chǎn)生污泥，污泥來源于污水處理廠的初沉池和二沉池，前者稱為初沉污泥，后者稱為剩余污泥。 污水處理中產(chǎn)生的污泥，由于含有大量的有機污染物，易腐化變臭，如不進行處理或妥善的處置，將對環(huán)境產(chǎn)生不良影響，造成二次污染， 因此，必須對污泥進行必要的處理與處置。污泥的處理一般采用污泥直接脫水和污泥消化兩種方式，由于本工程污泥量較少，而污泥消化設備多，工藝復雜。所以本次設計污泥處理采用污泥直接脫水方案。污泥直接脫水就是將含水率為99．2％左右的污泥，經(jīng)濃縮后脫水或直接送進污泥濃縮脫水一體機，經(jīng)濃縮脫水后的污泥餅含水率可降至80％以下，然后外運。本工程采用機械濃縮脫水一體機工藝。A2／O工藝是采用將初沉污泥和剩余污泥排至貯泥均質池，貯泥池設置水下攪拌器攪拌，防止污泥沉淀，再由貯泥池將污泥輸送至脫水機房，經(jīng)脫水后外運。CAST工藝是將污泥由CAST反應池提升至貯泥池，貯泥池內(nèi)設置水下攪拌器攪拌，再進入污泥脫水機房，經(jīng)濃縮脫水一體機脫水，含水率由99．2％左右降至80％以下后外運。下面將CAST活性污泥法工藝的方案與A2/O工藝方案列表進行比較。通過以上比較可以看出，CAST活性污泥法在工程總投資上比A2/O有一定優(yōu)勢，工程投資和運行成本都較A2/O工藝略低，而且除磷脫氮效果好，因此本工程設計推薦CAST污水處理工藝。（1）出水水質在滿足國家規(guī)定排放標準的前提下，使污水處理廠設計運行到達國內(nèi)領先水平。（2）采用的污水處理上藝將根據(jù)原水水質與水量，綜合考慮并將優(yōu)先采用能耗低，運行可靠、占地少、管理方便、且較為成熟的處理工藝，保證出水水質達標排放。(3)污水處理廠總平面在布置上力求緊湊，充分利用地形高差，減少土方，減少占地和投資費用。(4)充分利用現(xiàn)有粗格柵及污水提升泵房，減少投資費用。工程設計規(guī)模： 15000m3/d總變化系數(shù)： 時變化系數(shù)： 最大日流量： 19500m3/d最大時流量： 956m3/h平均時流量： 625m3/h污水提升泵房、細格柵、沉砂池等構筑物以及構筑物之間連接管道均以最高最大時流量設計；CAST反應池按最大日污水量設計；接觸池設計流量根據(jù)潷水裝置排水量及潷水時間進行設計；污泥處理系統(tǒng)根據(jù)設備工作時間，按照平均負荷設計。本次設計中，污水全部自流進入污水處理廠