【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)在該生物池內(nèi)交替完成不同的反應(yīng)過程。其生物碳氧化硝化原理與推流式活性污泥法相同，具有成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)和節(jié)省占地和構(gòu)筑物的顯著特點(diǎn)。近年來通過工程實(shí)踐發(fā)展的SBR變型工藝有CASS法、UNTANK法、ICEAS法、循環(huán)式SBR工藝等。本工程采用循環(huán)式SBR工藝作為參選方案，該工藝流程圖見圖53。循環(huán)式SBR工藝是SBR的一個(gè)種變型工藝，它與ICEAS法非常近似。其主體構(gòu)筑物由預(yù)反應(yīng)池（選擇池）和SBR池串聯(lián)組成，厭氧池中設(shè)曝氣攪拌裝置，在SBR池中充氧曝氣設(shè)備、潷水器和污泥泵，污泥泵用于回流污泥至厭氧池和排放剩余污泥。與傳統(tǒng)的SBR工藝相比，循環(huán)式SBR運(yùn)行方式為連續(xù)進(jìn)水（沉淀期和排水期仍保持進(jìn)水），間歇排水，沒有明顯的反應(yīng)階段和閑置階段。這種系統(tǒng)在處理市政污水和工業(yè)廢水方面比傳統(tǒng)的SBR工藝費(fèi)用更省、管理更方便、占地更少。該工藝通常水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，工藝設(shè)施簡(jiǎn)單，目前在國(guó)內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用。圖53 循環(huán)式SBR工藝流程示意圖 循環(huán)式SBR工藝的基本組成及運(yùn)行步驟循環(huán)式SBR反應(yīng)池主要由預(yù)反應(yīng)池（選擇池或輔助曝氣池）、主曝氣池、污泥回流/排除剩余污泥系統(tǒng)和撇水裝置四部分組成。預(yù)反應(yīng)池容積較小，一般水力停留時(shí)間為1～2小時(shí)，是設(shè)計(jì)優(yōu)化合理的生物選擇器。該工藝將主反應(yīng)區(qū)中部分污泥（20％～30％）回流至選擇器中，在運(yùn)作方式上為連續(xù)進(jìn)水。循環(huán)式SBR反應(yīng)池（選擇池或輔助曝氣池）的設(shè)置和回流污泥措施，保證了活性污泥不斷地在選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高絮體負(fù)荷（S0/X0）階段，從而有利于系統(tǒng)中絮凝性細(xì)菌的生長(zhǎng)，并可以提高污泥活性，使其快速的去除污水中溶解性、易降解有機(jī)污染物，進(jìn)一步有效的抑制絲狀細(xì)菌的繁殖。在預(yù)反應(yīng)池與主曝氣池之間設(shè)置隔墻，最大限度的減小了沉淀階段進(jìn)水對(duì)污泥沉降的水力干擾，可保證系統(tǒng)有良好的分離效果。循環(huán)式SBR工藝每一操作循環(huán)包括進(jìn)水/曝氣階段、進(jìn)水/沉淀階段、進(jìn)水/撇水階段和進(jìn)水/閑置階段等幾個(gè)過程階段，各個(gè)階段組成一個(gè)循環(huán)，并不斷重復(fù)。循環(huán)開始時(shí)，池子中的水位由某一最低水位開始上升，經(jīng)過一定時(shí)間的曝氣和混合后，停止曝氣，此時(shí)污水仍連續(xù)進(jìn)入循環(huán)式SBR反應(yīng)池，由于反應(yīng)池容積較大，池內(nèi)水位緩慢上升，活性污泥進(jìn)行絮凝并在一個(gè)較為靜止的環(huán)境中沉淀，在完成沉淀階段后，由一個(gè)移動(dòng)堰式撇水器排出已經(jīng)過處理的上清液，使整個(gè)反應(yīng)池內(nèi)水的位下降到預(yù)先設(shè)定的最低水位，然后再重復(fù)上述過程。為保證反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度及污泥量，需排出相應(yīng)的剩余污泥。排除剩余污泥一般在沉淀階段結(jié)束后進(jìn)行，排出的污泥濃度可達(dá)10g/l左右。 循環(huán)式SBR系統(tǒng)中的硝化和反硝化循環(huán)式SBR工藝的一個(gè)重要特性是在工藝流程中不設(shè)缺氧混合階段的條件下，高效地進(jìn)行硝化和反硝化，從而達(dá)到深度去除氮的目的。在循環(huán)式SBR工藝中，硝化和反硝化在曝氣階段同時(shí)進(jìn)行（Cocurrent or simltaneousiy）。運(yùn)行時(shí)通過控制供氧強(qiáng)度以及反應(yīng)池中的溶解氧濃度，使污泥絮體的外周能保證有一個(gè)好氧環(huán)境進(jìn)行硝化，由于溶解氧濃度得到控制，氧在污泥絮體內(nèi)部的滲透?jìng)鬟f作用受到限制，而較高濃度的硝酸鹽則能較好地滲透到絮體的內(nèi)部。因此在污泥絮體內(nèi)部能有效地進(jìn)行反硝化過程。通過污泥回流，將部分硝酸鹽氮帶入設(shè)在循環(huán)式SBR反應(yīng)池首端的預(yù)反應(yīng)池中。因此，在預(yù)反應(yīng)池中也有部分反硝化反應(yīng)發(fā)生。這種運(yùn)行方式不像前置反硝化活性污泥系統(tǒng)中需要較高的內(nèi)回流，因此可以節(jié)省內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，而且不需要單獨(dú)設(shè)置一個(gè)缺氧運(yùn)行階段就可以完成反硝化反應(yīng)。 循環(huán)式SBR系統(tǒng)中磷的去除在循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)中，通過曝氣和非曝氣階段使活性污泥不斷地經(jīng)過好氧和厭氧的循環(huán)，這些反應(yīng)條件將有利于聚磷細(xì)菌在系統(tǒng)中的生長(zhǎng)和累積，因此循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)具有生物除磷的功能。生物除磷的效果很大程度上取決于進(jìn)水中所含有的易降解基質(zhì)的含量。在循環(huán)式SBR工藝的預(yù)反應(yīng)池中，活性污泥通過快速酶去除機(jī)理，吸附和吸收大量易降解的溶解性基質(zhì)，這些吸附和吸收的易降解基質(zhì)可用于后續(xù)的生物除磷過程，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的生物除磷功能起著非常重要的作用，因此，在預(yù)反應(yīng)池中也可完成部分磷的釋放過程，在厭氧微生物體內(nèi)存儲(chǔ)聚磷。根據(jù)Coronszy等的人的研究，當(dāng)微生物體內(nèi)吸附和吸收大量易降解物質(zhì)而且處在氧化還原電位為+100MV－150MV的交替變化的環(huán)境中時(shí)，系統(tǒng)可具有良好的生物除磷功能。 循環(huán)式SBR系統(tǒng)的污泥沉降特性一般地，在以4小時(shí)為一個(gè)操作循環(huán)周期的循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)中，～，最大撇水速率為30mm/min，固液分離時(shí)間一般為1小時(shí)，設(shè)計(jì)污泥沉降指數(shù)為140ml/g左右，實(shí)際污泥沉降指數(shù)一般低于80ml/g（測(cè)定時(shí)間為1小時(shí)，采用容積2升的量筒）。循環(huán)式SBR反應(yīng)池中的混合液污泥濃度在最大水位時(shí)與傳統(tǒng)的固定容積活性污泥法系統(tǒng)基本相等。由于循環(huán)式SBR系統(tǒng)在曝氣結(jié)束后的沉降階段中整個(gè)池子面積均可用于泥水分離；故其固體通量大大地小于傳統(tǒng)活性污泥法二沉池中的固體通量，因此循環(huán)式SBR工藝的泥水分離效果要優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。此外，循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)雖然在沉降及撇水階段仍連續(xù)進(jìn)水，但由于SBR反應(yīng)池容積較大，池內(nèi)水位上升速度非常緩慢（10mm/min左右），且在預(yù)反應(yīng)區(qū)及主反應(yīng)區(qū)之間均設(shè)置有隔墻，污水呈縱向折線狀態(tài)進(jìn)入主曝氣區(qū)，能夠最大限度的減小進(jìn)水對(duì)污泥沉淀的水力干擾，使沉降過程在較為靜止環(huán)境中進(jìn)行，可進(jìn)一步保證系統(tǒng)有良好的分離效果。曝氣階段結(jié)束后混合液中殘余的混合能量可用于沉淀初期的絮凝作用，從而進(jìn)一步強(qiáng)化絮凝沉降的效果。 方案比較 技術(shù)性能比較方案1—A2/O 處理工藝；方案2—改進(jìn)型氧化溝工藝；方案3—循環(huán)式SBR生物處理工藝。三種方案的技術(shù)性能比較情況見表5－1。表5－1 工藝方案技術(shù)性能比較表方案優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)A2/O 處理工藝工藝成熟、完善，管理經(jīng)營(yíng)豐富；功能嚴(yán)格分區(qū)，便于處理工藝的管理、調(diào)整和優(yōu)化 ；對(duì)有機(jī)污染物處理效果好，特別是生物除磷脫氮效果明顯，出水水質(zhì)穩(wěn)定；可自動(dòng)運(yùn)行，但對(duì)自控要求不高：適當(dāng)選用自控設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝過程的優(yōu)化管理；運(yùn)行穩(wěn)定，有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷（水力和污染物）能力；能耗較低，運(yùn)行成本較低。構(gòu)筑物多,不緊湊, 占地面積略大；曝氣采用水下曝氣頭，與氧化溝比檢修量大，維修時(shí)需停止一個(gè)系列運(yùn)轉(zhuǎn)，影響處理廠的出水水質(zhì)；設(shè)備、曝氣頭等維修量比氧化溝高，維護(hù)費(fèi)高；投資略高。循環(huán)式SBR生物處理工藝省去初沉池,二沉池,污泥回流系統(tǒng)和污泥消化系統(tǒng),工藝流程簡(jiǎn)單,維護(hù)管理方便；機(jī)械設(shè)備種類少、簡(jiǎn)單,且不易出現(xiàn)故障,維修量少；構(gòu)筑物少，生物池布置緊湊，占地少；能承受一定的水量沖擊負(fù)荷，對(duì)高濃度工業(yè)廢水有較大的稀釋能力；運(yùn)行控制條件得當(dāng)，可得到較好的脫氮效果和生物除磷效果；投資低，能耗較低，運(yùn)行成本較低；占地省。由于一個(gè)池子交替曝氣工作，池中曝氣設(shè)備利用率低；曝氣采用水下曝氣頭，與氧化溝比檢修量大，維修時(shí)需停止一個(gè)系列運(yùn)轉(zhuǎn)，影響處理廠的出水水質(zhì)；設(shè)備、曝氣頭等維修量比氧化溝高，維護(hù)費(fèi)高；自動(dòng)控制水平要求較高，沒有自控?zé)o法運(yùn)轉(zhuǎn)；出水水質(zhì)受運(yùn)行控制影響較大；SBR池水面常有浮渣，只能人工清除，工作量較大。 改進(jìn)型氧化溝工藝流程簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行管理方便；對(duì)有機(jī)污染物處理效果好，特別是生物除磷脫氮效果明顯，出水水質(zhì)穩(wěn)定；不需要內(nèi)回流泵，改變曝氣條件，便可達(dá)到脫氮要求；所有設(shè)備可提出水面或在水面上直接維護(hù)檢修，不影響正常運(yùn)行；設(shè)備維修量少，技術(shù)要求不高，維護(hù)方便；能承受沖擊負(fù)荷；可自動(dòng)運(yùn)行，但對(duì)自控要求不高：適當(dāng)選用自控設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝過程的優(yōu)化管理。投資高；電耗高。日常運(yùn)行費(fèi)高；構(gòu)筑物多,不緊湊, 占地面積大。 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較三種方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較情況見表52。表5－2 工藝方案技術(shù)性能比較表序號(hào)項(xiàng) 目單 位指 標(biāo) 數(shù) 值方案1方案2方案3A2O處理工藝改進(jìn)型氧化溝循環(huán)式SBR生物處理池1總投資萬元4168 4249 4047 　單位水量投資元/立方米2084 2125 2024 2總成本萬元/年677 768 698 　單位處理總成本元/立方米 3經(jīng)營(yíng)成本萬元/年368 426 387 　單位經(jīng)營(yíng)成本元/立方米 4年耗電量萬度191 223 197 　單位水量電耗度/立方米 5建設(shè)用地公頃 方案確定從以上比較可以看出，從工藝技術(shù)角度考慮，這三種方案都能達(dá)到技術(shù)要求。方案一：A2O處理電耗較低，運(yùn)行簡(jiǎn)單，操作、管理簡(jiǎn)便，運(yùn)行成本略低，但是占地略大，工藝投資略高、占地略大，設(shè)備種類多，維修技術(shù)要求高，曝氣頭更換影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)；方案二：改進(jìn)型氧化溝各部分功能劃分清楚，運(yùn)行簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便，但投資最高，電費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)高于其它方案，占地面積較大；方案三：循環(huán)式SBR生物處理池工藝流程簡(jiǎn)單，工程總投資低，占地少，運(yùn)行費(fèi)用、電耗低于方案二，但自動(dòng)控制要求高，運(yùn)行、管理水平要求較高，設(shè)備種類多，維修技術(shù)要求高，曝氣頭更換影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)，維護(hù)費(fèi)用較高。綜合以上分析，推薦方案三“循環(huán)式SBR生物處理池工藝”作為該污水處理廠的污水處理工藝方案。 化學(xué)除磷工藝確定由于處理廠出水中磷的排放標(biāo)準(zhǔn)要求較嚴(yán)格，而且生物除磷受外界及污水內(nèi)在因素影響較多，不十分穩(wěn)定。故在處理工藝中考慮兩步除磷措施，以生物除磷為主，以化學(xué)除磷為輔助，特殊情況下啟動(dòng)化學(xué)除磷，從而確保出水水質(zhì)滿足要求。 污泥處理與處置 污泥處理通常，城市污水處理廠完善的污泥處理工藝為：剩余污泥→污泥濃縮→污泥消化→污泥脫水→泥餅處置國(guó)內(nèi)外污泥消化使用較多的方法如好氧消化法、厭氧消化法、熱干燥法等。目前國(guó)內(nèi)大型污水處理廠普遍采用厭氧中溫消化工藝，這種在無氧條件下，利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌降解有機(jī)物，將其分解成甲烷、氨基酸和脂肪酸，使污泥的體積大大減少，而且通過中溫消化殺死病原體，使污泥的使用更衛(wèi)生，但是設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高，消化后的污泥含水率仍較高，需進(jìn)一步脫水。本工程處理規(guī)模較小，產(chǎn)生的剩余污泥量不大，污水處理工藝采用生物除磷工藝，如使用重力濃縮池、硝化池，池中污泥處于厭氧狀態(tài)，污泥中的磷很容易發(fā)生二次釋放，影響生物除磷效果；另外，濃縮池臭味嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境影響較大。因此，暫不考慮中溫厭氧消化處理，采用機(jī)械濃縮脫水一體化機(jī)械對(duì)污泥進(jìn)行減量化處理，比較簡(jiǎn)便、實(shí)用。城市污水處理的污泥濃縮、脫水設(shè)備方面，可提供選擇的類型主要有帶式濃縮、脫水一體機(jī)和離心濃縮、脫水一體機(jī)。以上兩種類型的濃縮脫水設(shè)備在國(guó)內(nèi)已均有采用，現(xiàn)就兩種機(jī)械設(shè)備的性能及重要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析比較如表53。表53 兩種機(jī)械脫水設(shè)備性能分析表 類型性能帶式濃縮、脫水一體機(jī)離心濃縮、脫水一體機(jī)設(shè)備尺寸體積較大，占地大體積小、占地小轉(zhuǎn)速運(yùn)行速度低、噪音小轉(zhuǎn)速高、噪音稍大運(yùn)行環(huán)境氣味較大，對(duì)周圍環(huán)境影響大封閉運(yùn)行，氣味較小，對(duì)周圍環(huán)境影響小操作管理濾布使用壽命為36個(gè)月，定期更換，檢修方便需專人檢修電耗一般較高藥耗～5Kg/～5Kg/水耗25m3/h，連續(xù)沖洗20～40 m3/h，停機(jī)時(shí)沖洗，時(shí)間約10min。設(shè)備價(jià)格較低很高效果含固率為20%含固率為22%～25%為方便管理，節(jié)省工程投資，本工程選用帶式濃縮脫水一體機(jī)。 污泥處置經(jīng)脫水后的污泥須進(jìn)行處置，污泥處置的目的是減量化、無害化和資源化，污泥處置的方式國(guó)內(nèi)通常有以下幾種： （1）衛(wèi)生填埋 （2）高溫堆肥 （3）制造有機(jī)復(fù)合肥 （4）活性菌肥目前國(guó)內(nèi)污泥處置多為將泥餅送至垃圾填埋場(chǎng)衛(wèi)生填埋。根據(jù)招標(biāo)文件要求，項(xiàng)目所產(chǎn)生的污泥經(jīng)脫水后送至新樂市或正定縣垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生填埋。 除臭方案選擇 除臭方法 目前主要除臭方法有：化學(xué)法、生物法、離子法?；瘜W(xué)除臭法：利用臭氣成分與化學(xué)藥液的主要成分間發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，生成新的無臭物質(zhì)以達(dá)到脫臭的目的；因臭氣成分的不同需要選擇相應(yīng)的化學(xué)藥劑。主要方法有：空氣氧化法、化學(xué)氧化法、洗滌－吸附法（濕式吸收氧化法）、吸附氧化法等。生物除臭法：利用微生物將臭味氣體中的有機(jī)污染物降解或轉(zhuǎn)化為無害或低害類物質(zhì)的過程。主要方法有：生物過濾法、土壤法、填充塔式生物除臭法等。離子除臭法：空氣在通過高能離子發(fā)生裝置時(shí)，氧氣分子受到經(jīng)過發(fā)生裝置發(fā)射出的高能量電子碰撞而形成分別帶有正、負(fù)電荷的氧離子。這些正、負(fù)氧離子具有較強(qiáng)的活動(dòng)性，在一系列反應(yīng)后，將含C、H、S元素的化合物最終形成小分子化合物COH2O、SO2，無二次污染物產(chǎn)生；并且還能有效的破壞空氣中細(xì)菌的生存環(huán)境，降低室內(nèi)空氣中的細(xì)菌濃度；離子在與空氣中微小固體顆粒碰撞后，使顆粒荷電并產(chǎn)生凝聚效應(yīng)，使得傳統(tǒng)過濾方式不能捕捉的且對(duì)人體有害的微小顆粒變成可以捕集或靠自身重力而沉降下來，達(dá)到凈化空氣的目的。采用高能離子發(fā)生裝置，借助通風(fēng)管路系統(tǒng)向散發(fā)臭氣的空間送入可控制濃度的正、負(fù)氧離子空氣，用離子空氣“罩住”污染源表面（如污水池等），使離子在極短的時(shí)間內(nèi)與有害氣體分子發(fā)生反應(yīng)，扼制其擴(kuò)散并降低其濃度，保證現(xiàn)場(chǎng)的操作人員在良好的環(huán)境中工作，并且還能對(duì)儀器儀表起到減少銹蝕、延長(zhǎng)使用壽命的作用。 除臭方法比選 化學(xué)法為達(dá)到最佳的除臭效果，化學(xué)法通常與其它方法組合使用，例如常配活性炭吸附塔于其后。由于化學(xué)試劑對(duì)惡臭氣體的去除有其局限性，若要大范圍去除多種化學(xué)成分的氣體，就要使用多種化學(xué)藥品；并且隨著化學(xué)反應(yīng)的增多，生成了許多中間化合物，不可避免的對(duì)環(huán)境造成二次污染和能耗增加?；瘜W(xué)除臭方法是通過風(fēng)道，將污染源的臭氣引出，經(jīng)過一系列裝置，與其化學(xué)試劑發(fā)生反應(yīng)，使氣體達(dá)標(biāo)排放；但對(duì)室內(nèi)空氣環(huán)境無改善作用；并且對(duì)除臭裝置、管道及水處理設(shè)備，都有不同程度的腐蝕性。系統(tǒng)連貫性較強(qiáng)，需要連