【文章內(nèi)容簡介】 加管道過河費用，若采用架空管道，須增加投資約350萬元，須增加投資約500萬元，兩項合計投資為850萬元，工期較長，所以該項目采用分散建廠的方案，可以極大節(jié)省污水管網(wǎng)的投資。考慮城市長期發(fā)展需要，通過綜合分析，按照C縣總體規(guī)劃及實地考察，本可研推薦WJ壩、CB壩兩個廠址分別作為河東、河西各建一污水處理廠的廠址。第五章 污水處理廠工藝論證 城市污水處理工藝選擇原則城市污水處理廠工藝方案的選擇一般應滿足以下總體要求：技術可行、經(jīng)濟合理。在保證處理效果、運行穩(wěn)定的前提下，使工程造價和運行費用最為經(jīng)濟合理，同時工藝方案要運行簡單、控制調(diào)節(jié)方便，占地和能耗小，污泥量少。并且要求具有良好的安全、衛(wèi)生、景觀和其他環(huán)境條件。 典型的城市污水處理工藝典型的污水處理工藝主要包括機械處理、生化處理（水線）、污泥處理(泥線)等工段。由機械處理和生化處理構成的系統(tǒng)屬于二級生化處理系統(tǒng)，其BOD5和SS去除率可達到90%~98%。具有生物脫氮除磷功能的二級處理系通常為深度二級處理系統(tǒng)。機械處理工段機械處理工段或稱一級處理工段，一般包括粗細格柵、沉砂池、初沉池等構筑物及配套設備，以去除大顆粒和懸浮物為目的，處理原理在于通過物理法實現(xiàn)固液分離，將污染物從污水中分離出來，機械處理是污水處理工程的必備工段，城市污水一級處理的BOD5和SS分別為25%和50%。污水生化處理工段污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉(zhuǎn)化成無害的氣體產(chǎn)物（二氧化碳）、液體產(chǎn)物（水）以及富含有機物的固體產(chǎn)物（活性污泥）；多余的污泥在沉淀池中經(jīng)沉淀法固液分離，從凈化后的污水中除去。對于城市污水的處理，其工藝構成多種多樣，一般可分為活性污泥法、生物膜法、生物穩(wěn)定塘和土地處理法等四大類。目前，已經(jīng)研發(fā)出了各種各樣的生物處理方法。活性污泥法主要有AB法、A/O法、A2/O法、氧化溝法、SBR法、以及CASS等工藝。生物膜法包括：普通生物濾池、高負荷生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、嚗氣生物濾池等工藝。生物穩(wěn)定塘包括：好氧塘、厭氧塘、兼性塘、曝氣塘等。土地處理法主要包括：人工濕地（表層流濕地、潛流濕地）、人工快速滲濾、污水地下滲濾處理等。以下簡單介紹幾種具典型工藝：A、A/O法、A2/O法A/O法、A2/O法處理系統(tǒng)的工藝流程與常規(guī)活性污泥法基本相同，不同之處就是在普曝池前設置厭氧區(qū)和缺氧區(qū)。本工藝成熟可靠，可以滿足一般工程的脫氮除磷要求，但需要有龐大的內(nèi)回流系統(tǒng)（包括污泥回流、混合液回流），因此在運行管理上比較復雜。主要優(yōu)點：運行費用較傳統(tǒng)活性污泥法低，曝氣池池容小，需氣量少；具有脫氮除磷功能；BOD5和SS去除率高，出水水質(zhì)較好，運行穩(wěn)定可靠，有較成熟的設計、施工及運行管理經(jīng)驗，產(chǎn)泥量較傳統(tǒng)活性污泥法少；污泥脫水性能較好；無需設初沉池；對水質(zhì)和水溫度化有一定適應能力；另外，從節(jié)省能耗的角度看，A2/O工藝的優(yōu)點是可以充分利用硝化液中的硝態(tài)氧來氧化BOD5，回收了部分硝化反應的需氧量，反硝化反應所產(chǎn)生的堿度可以部分補償硝化反應消耗的堿度，因此對含氮濃度不高的城市污水可以不另外加堿來調(diào)節(jié)pH。主要缺點：存在于該工藝本身，如必須設置污泥回流泵房，需要設置單獨的二次沉淀池，占地面積較大。系統(tǒng)流程長而復雜、構筑物及設備多；工藝控制較傳統(tǒng)活性污泥法復雜；系統(tǒng)運行較難控制、管理；如要達到滿意的脫氮除磷效率，其基建投資較高。B、AB法AB法處理工藝，是吸附－生物降解工藝的簡稱。AB工藝是由超高負荷活性污泥系統(tǒng)（A段）和中低負荷活性污泥系統(tǒng)（B段）串聯(lián)組成，A段的主體為吸附池及中間沉淀池，B段的主體為曝氣池及二次沉淀池，AB兩段各自擁有獨立的污泥回流系統(tǒng)。兩段完全分開，各自有獨特的生物群體，有利于系統(tǒng)功能穩(wěn)定。A段屬高負荷低供氧，可去除BOD5約5060%，污泥負荷在3kg/kg?d以上。B段為低負荷，要滿足脫氮除磷要求，還必需在B段采用A2/O法或其他能脫氮除磷的工藝。主要優(yōu)點：處理效率高；出水水質(zhì)好，BOD5去除率高；具有一定的脫氮除磷功能，除磷率為5070%，脫氮率3040%；對毒物、pH值、負荷以及溫度的變化都有一定的適應性；運行穩(wěn)定性較好；運行費用相對較低。主要缺點：工藝較復雜，工程構筑物較多，設備較多；污泥量較大；達到理想的脫氮除磷效果，需與其它工藝結合，使投資較高。C、CASS工藝CASS（Cyclic Activated Sludge System）工藝全稱循環(huán)式活性污泥法，其前身是ICEAS工藝，CASS的整個工藝為一間歇反應器，在反應器中活性污泥法過程按照曝氣和非曝氣階段不斷重復，將生物反應過程和泥水分離過程結合在一個池子中進行。它是SBR工藝的一種更新變型，隨著計算機的日益普及，CASS工藝由于其投資和運行費用低、處理性能高，尤其是有效的脫氮除磷功能而越來越受到重視。主要特點：1）在反應器入口處設置一生物選擇器，并進行污泥回流，保證了活性污泥不斷地在選擇其中經(jīng)歷一個高絮體負荷的階段，從而有利于系統(tǒng)中絮凝性細菌的生長并提高活性污泥活性，進一步有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖。2）具有良好的污泥沉降性能。3）具有良好的脫氮除磷功能。4）工藝流程簡單，自動化程度高。D、氧化溝法氧化溝屬延時曝氣法。主要優(yōu)點：氧化溝內(nèi)混合液流態(tài)是無終端循環(huán)流動，稀釋能力強，污泥負荷低，曝氣時間長，故耐沖擊負荷，出水水質(zhì)較好，污泥量較少且穩(wěn)定，一般可不設初沉池，維護管理簡單。主要缺點：需要設置單獨的二次沉淀池，使得占地面積較大，處理水量較大時，能耗較高。E、曝氣生物濾池曝氣生物濾池是近年來新開發(fā)的一種污水生物處理技術，它是集生物降解、固液分離于一體的污水處理設備。其主要優(yōu)點是：（1）氣液在濾料間隙充分接觸，由于氣、液固三相接觸，氧的轉(zhuǎn)移率高，動力消耗低；（2）不需要設沉淀池，占地面積少；（3）濾料比表面積大，微生物附著力強；（4）池內(nèi)能夠保持大量的生物量，再由于截留作用，污水處理效果好；（5）不需要污泥回流，也無污泥膨脹之慮，如反沖洗全部自動化，則維護管理也非常方便。（6）不同的曝氣生物濾池組合可以達到脫氮除磷的功能。 C縣污水水質(zhì)、水量及經(jīng)濟現(xiàn)狀分析水質(zhì)分析根據(jù)第三章污水水質(zhì)分析可以看出，C縣生活污水屬于典型低濃度生活污水，BOD5/COD，污水可生化性好。并且由于當?shù)貧夂驅(qū)賮啛釒Ъ撅L濕潤氣候，降雨豐富。又由于污水收集管網(wǎng)系統(tǒng)采用溝渠的形式，很容易使雨水滲入，從而使污水污染物濃度降低。水量分析根據(jù)第三章C縣水量分析，污水處理規(guī)模較小，屬典型小城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模的范疇。經(jīng)濟現(xiàn)狀C縣屬老、少、邊、窮地區(qū)，全縣年財政收入為4000萬元，屬經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)，經(jīng)濟實力較弱，科技水平不是很高，城鎮(zhèn)管理不夠健全，目前C縣，沒有完善市政建設，建設污水處理廠存在資金嚴重不足的狀況。鑒于上述分析，建設C縣污水處理廠屬于小城鎮(zhèn)污水處理設施建設的范疇，因此在選擇污水處理工藝時，應充分考慮小城鎮(zhèn)污水處理廠建設的特點和方針。就全國來講，小城鎮(zhèn)污水處理廠具有如下特點：1）人口少，用水量標準低，污水處理規(guī)模比較?。?）產(chǎn)業(yè)結構因地域差異以及雨季的影響時變?nèi)A系數(shù)較大，污水水量水質(zhì)變化大。3）經(jīng)濟發(fā)展水平偏低，經(jīng)濟承受能力弱，可供選擇的適用技術少。建設污水處理廠的方針：1）選擇污水處理技術要求一般，管理簡單方便。2）機械設備少，維護工作量小。3）不一定要求自動控制；4）由于資金受限制，可以采用“全面規(guī)劃，分期實施”的安排，總體布置中留有余地。 典型小城鎮(zhèn)污水處理工藝A、污水土地處理——人工濕地污水土地處理系統(tǒng)也屬于污水自然處理范疇，就是在人工控制的條件下，將污水投配在土地上，通過土壤——植物系統(tǒng)，進行一系列物理、化學、物理化學的凈化過程，使污水得到凈化的一種污水處理工藝。人工濕地是一種由人工建造和監(jiān)督控制的、與沼澤地類似的地面 ,它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物的三重協(xié)同作用來實現(xiàn)對污水的凈化。這種濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及底面有坡度的洼地中 ,由土壤和填料 (如礫石等 )混合組成填料床 ,廢水可以在床體的填料縫隙中流動，或在床體的表面流動，并在床的表面種植具有處理性能好、成活率高、抗水性能強、成長周期長、美觀及具有經(jīng)濟價值的水生植物 (如蘆葦、茳芏等 )，形成一個獨特的生態(tài)環(huán)境，對污水進行處理。主要優(yōu)點：1）高效率。人工濕地的顯著特點之一是其對有機物有較強的降解能力。二級處理后的污水中不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留而被微生物利用；污水中可溶性有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。2）低投資、低運轉(zhuǎn)費、低維持技術。3）處理量靈活，建設施工方便，處理構筑物、處理設備少。4）低能耗。人工濕地屬生態(tài)處理方法，基本上不耗能。5）處理效果好。主要缺點：1）占地面積較大；2）需要經(jīng)過兩三個植物生長季節(jié)，形成穩(wěn)定的植物和微生物系統(tǒng)后才能達到設計處理要求。B、人工快速滲濾床人工快速滲濾是將污水有控制的投配到具有良好滲濾性能的土地表面，在污水向下滲濾的過程中，在過濾、沉淀、氧化、還原以及生物氧化、硝化、反硝化等一系列物理、化學及生物的作用下，得到凈化處理的一種污水處理工藝。主要特點：1） 產(chǎn)生的污泥少；2） 由于采用人工建造，機動靈活，不受場地條件限制，不會因滲漏而造成對地下水環(huán)境的影響；3） 采用人工介質(zhì)回填，水力負荷大大提高，系統(tǒng)的占地比RI系統(tǒng)面積大大減?。?） 該系統(tǒng)抗沖擊負荷強，COD處理范圍可以從幾十到幾百，最高負荷可達500mg/L；系統(tǒng)停止運行3~4個月后，3~5天就能恢復至原有的處理能力。C、導流曝氣生物過濾處理工藝導流曝氣生物過濾法充分借鑒了下向流曝氣生物濾池法、上向流曝氣生物濾池法、接觸氧化法、生物膜法、人工快濾法、沉降分離法、給水快濾法、無泵污泥回流法等八者的設計手法，集曝氣、快速過濾、懸浮物截留、兩曝兩沉、無泵污泥回流、定期反沖于一體，使污水在U型雙錐這一個單元體內(nèi)，綜合實現(xiàn)三級、三區(qū)、三相導流、無泵污泥外排及回流處理全過程，是一種典型的高負荷、淹沒式、固定化生物床的三相導流，脫氮除磷反應器，處理后的污水優(yōu)于排放標準，實現(xiàn)中水回用。主要特點：技術前瞻性導流曝氣生物過濾法充分借鑒了下向流曝氣生物濾池法、上向流曝氣生物濾池法、接觸氧化法、生物膜法、人工快濾法、沉降分離法、給水快濾法、聚磷排泥法等八者的設計手法，集曝氣、快速過濾、懸浮物截留、兩曝兩沉、無泵污泥回流、定期反沖于一體，使污水在U型雙錐這一個單元體內(nèi)，綜合實現(xiàn)三級、三區(qū)、三相導流、無泵污泥外排及回流處理全過程，是一種典型的高負荷、淹沒式、固定化生物床的三相導流，脫氮除磷反應器，處理后的污水優(yōu)于排放標準，實現(xiàn)中水回用，因此技術前瞻性。工藝創(chuàng)新性導流曝氣生物過濾法采用U型雙錐結構，巧妙地將污水處理分為下向流對流接觸氧化區(qū)、導流沉降無泵污泥回流區(qū)、上向流曝氣生物過濾區(qū)三個污水處理區(qū)域，實現(xiàn)了兩曝兩沉和無泵污泥外排的工藝結構，具備下向流曝氣生物濾池法、上向流曝氣生物濾池接觸法、接觸氧化法、生物膜法、人工快濾法、沉降分流法、給水快濾法、聚磷排泥法的處理工藝技術特征，在導流曝氣生物過濾法污水處理池內(nèi)，綜合實現(xiàn)三級、三區(qū)、三相導流、無泵污泥外排及回流的全過程，是典型的高負荷、淹沒式、固定化生物床的三相導流、脫氮除磷反應器，因此工藝創(chuàng)新性。工程投資經(jīng)濟性導流曝氣生物過濾法的BOD5容積負荷大，幾乎是常規(guī)二級生物處理的5～10倍，所以它的池容積和占地面積較常規(guī)二級生物處理工藝要小得多。同時，在導流曝氣生物過濾法污水處理池中，具有上下結構的沉降無泵污泥外排回流區(qū)，因此無需二次沉淀池，大大節(jié)省了占地面積和土建費用。污水處理廠采用導流曝氣生物過濾法工藝的總占地面積只有氧化溝工藝的1／3。裝置內(nèi)高比表面積和粗糙多孔的粒狀生物填料，使其可能積聚多達10～15g／L的微生物量，高濃度的微生物量將使得導流曝氣生物過濾法技術的容積負荷大為提高，減少池容積及占地面積，此對擬建的污水處理設施具有重要意義。由于導流曝氣生物過濾法技術對污水中懸浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全達到國家所要求的排放標準，故濾池后面不需設置二沉池，因此工程投資經(jīng)濟性。處理效果穩(wěn)定性處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)好，是由于整個系統(tǒng)中存在著較高濃度的微生物，生化反應速率高，并可通過控制供氣量使裝置中存在好氧和缺氧環(huán)境，使得該裝置組合可實現(xiàn)硝化、反硝化。同時，由于高濃度的微生物以生物膜的形式固定在粒狀濾料的表面，無污泥膨脹之慮，不會因濾池受水力負荷的沖擊而造成微生物流失，因此，導流曝氣生物過濾法技術對水力負荷及有機負荷都具有較強的抗沖擊能力。即使污水是減少一半以下或停水后再啟用，只需很短的時間內(nèi)就能正常運行，因此處理效果穩(wěn)定性。處理流程簡化性由于導流曝氣生物過濾法技術的生物和物理綜合截留作用，處理后水中的SS很少，故不需設置二沉池，加上系統(tǒng)中具有沉降污泥無泵回流系統(tǒng)，因此無需污泥回流泵房，使處理流程得以簡化，進一步節(jié)省占地面積，因此處理流程簡化性。投資和運轉(zhuǎn)費用經(jīng)濟性由于導流曝氣生物過濾裝置法工藝流程短、池容小和占地省，使工程費用大大低于常規(guī)二級生物處理工藝。同時，采用裝置專用曝氣系統(tǒng)并利用粒狀濾料對氣泡的切割及阻擋作用，使得氣泡在濾層中進一步被細碎，強化氣、液傳質(zhì)效應，增加濾層內(nèi)的微生物與空氣的接觸面積和時間，導致濾池總體充氧效率大為提高，氧的利用率達30%以上，從而節(jié)省能耗，因此投資和運轉(zhuǎn)費用經(jīng)濟性。操作管理簡單性由于相關工業(yè)技術的發(fā)展，一些先進的自動化設備如液位傳感器、在線溶氧測定儀、定時器、變頻器、PLC中央程控系統(tǒng)及微電腦等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得DB導流曝氣生物過濾系統(tǒng)運行管理自動化得以順利實現(xiàn)，其運行管理變得簡單易行。一般來說，導流曝氣生物過濾法系統(tǒng)可以對進水水質(zhì)、水量以及污水中溶解氧濃度進行在線檢測，并通過PLC控制系統(tǒng)方便地調(diào)整曝氣時間的長短，控制風機的供氧量，易于優(yōu)化運行，特別是對各大、中、小污水處