【文章內容簡介】 境等條件，然后綜合考慮工藝的可靠性、成熟性、適用性、去除污染物的效率、投資省、操作管理簡單、運行費用低等多因素，選擇最優(yōu)的工藝方案。符合國家環(huán)境保護政策和相關法律法規(guī)、標準及規(guī)范；工藝技術先進、高效節(jié)能，處理效率高，出水穩(wěn)定達標； 處理設施安全、成熟，并盡量減少工程投資成本，降低運行費用；充分考慮地域特點，最大限度地降低操作管理和維修技術難度；污水處理設施具有較強的抗水量、水質沖擊負荷能力；污水處理設施運行時不產(chǎn)生臭氣及噪聲等二次污染；優(yōu)先選擇國內先進、可靠、高效、成熟的污水處理專用設備。污水處理工藝技術概述污水處理的主要工藝技術包括：生物處理技術、自然處理技術。經(jīng)過人類上百年的實踐，國際上公認以生物處理為經(jīng)濟－效益比最好（cost－effective）。因此世界上大多數(shù)污水處理廠采用生物處理工藝。污水的生物處理一般分為好氧生物處理和厭氧生物處理法。厭氧生物處理廢水厭氧生物處理是指在沒有游離氧的情況下，以厭氧微生物（如厭氧細菌、酵母菌等）為主對有機物進行降解、穩(wěn)定的一種無害化處理方法。在厭氧處理過程中，復雜的有機化合物被降解成簡單、穩(wěn)定的化合物，同時釋放能量，其中大部分能量以甲烷的形式出現(xiàn)。厭氧生物處理的能耗大大降低，而且還可以回收生物能（沼氣）；污泥產(chǎn)量很低；厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的一些有機物進行降解或部分降解；反應過程較為復雜—厭氧消化是由多種不同性質、不同功能的微生物協(xié)同工作的一個連續(xù)的微生物過程；對溫度、pH等環(huán)境因素較敏感。但一般來說，厭氧生物處理的出水水質較差，需進一步利用好氧法進行處理；氣味較大；對氨氮的去除效果不好。好氧生物處理常用好氧生物處理工藝有三大類：活性污泥法、生物膜法、膜生物反應器工藝等。（1）活性污泥法工藝活性污泥法是以活性污泥為主體的污水生物處理技術。通過向污水注入空氣進行曝氣，為好氧微生物提供生長必需的氧氣，微生物通過分解污水中的有機污染物吸取養(yǎng)分，并形成大顆粒的絮狀體，即活性污泥?；钚晕勰嘁子诔恋?，通過沉淀、物理分離過程等與水分離，使污水得到凈化?；钚晕勰嗵幚硐到y(tǒng)自從20世紀初于英國開創(chuàng)以來，歷經(jīng)幾十年的發(fā)展與不斷革新，現(xiàn)已擁有以傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)為基礎的多種運行方式。主要包括傳統(tǒng)性活性污泥法、氧化溝、序批式曝氣活性污泥法（SBR, Sequencing Batch Reactor）和AB法（吸附—生物降解工藝）、AO（厭氧－好氧活性污泥法）等污水處理技術。傳統(tǒng)活性污泥工藝系統(tǒng),原污水從曝氣池首端進入池內，由二次沉淀池回流的回流污泥也同步注入。污水與回流污泥形成混和液在池內呈推流形式流動至池的末端，流出池外進入二次沉淀池，在這里處理后的污水與活性污泥分離，部分污泥回流曝氣池，部分污泥則作為剩余污泥排出系統(tǒng)。傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)對污水處理效果良好，BOD去除率可達90％以上，適用于處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求較高的污水。但是傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池容積大、占用地土地多、基建費用高且對進水水質和水量變化的適應性較低。目前是我國大型城市污水處理廠普遍采用的水處理工藝，在中小城鎮(zhèn)的應用相對較少。（2）生物膜法工藝生物膜處理法是與活性污泥并列的一種污水好氧生物處理技術。這種處理方法的實質是使細菌和菌類一類的微生物和原生動物，后生動物一類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁殖，并在其上形成膜狀生物污泥—生物膜。污水與生物接觸，污水中的有機污染物，作為營養(yǎng)物質，為生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到繁衍增殖。污水的生物膜處理法既是古老的，又是發(fā)展中的污水生物處理技術。迄今為止，屬于生物膜處理法的工藝有生物濾池（普通生物濾池、高負荷生物濾池、塔式生物濾池）、生物轉盤、生物流化床、曝氣生物濾池（BAF）、生物接觸氧化等。生物濾池是早期出現(xiàn)、至今仍在發(fā)展中的污水生物處理技術，而后三種則是近幾十年來開發(fā)的新工藝。與活性污泥法相比，生物膜法具有以下特點：對廢水水質、水量的變化有較強的適應性，操作穩(wěn)定性好?？商幚砀邼舛入y降解的工業(yè)廢水。生物膜含水率比活性污泥少，不會發(fā)生污泥膨脹，運轉管理較方便。生物膜中的生物相豐富，具有穩(wěn)定的生態(tài)系。剩余污泥少。由于活性生物量難以人為控制，因而在運行方面靈活性較差。由于填料比表面積小，BOD容積負荷有限。填料結構復雜，成本比活性污泥法高，維護較困難。適合于BOD不高，水量不大的系統(tǒng)。（BAF）生物曝氣濾池（BAF）是80年代開發(fā)研究的新型微生物附著型污水處理設備，目前全世界已有超過60座城市及工業(yè)污水處理廠采用生物曝氣濾池處理工藝。生物曝氣濾池的構造及運行方式與給水的普通快濾池相似，它是一種具有活性污泥法特點的生物膜法處理構筑物，凈化污水除主要依靠填料上的生物膜外，濾池中尚存在一定濃度類似活性污泥的懸浮生物量，對污水也有一定降解作用。作為附著生物載體的濾池填料本身粒徑小、比表面積大，因此容積負荷可以很高，反應器容積可大大縮小。同時填料本身可截留SS，因此生物曝氣濾池可同時完成生物處理與固液分離。在如選擇較小的填料粒徑和相對較低的濾速，固液分離效果要優(yōu)于沉淀法，可接近普通快濾池的過濾效果。接觸氧化法又稱浸沒曝氣式生物濾池。是在曝氣池內填充填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在微生物的新陳代謝作用下，污水中有機物得到去除，污水得到凈化。生物接觸氧化法技術具有多種凈化功能，除有效去除有機污染物外，如運行得當還能用于脫氮和除磷，因此，可以作為二級處理技術。生物接觸氧化法的特點是生物膜生物活性高，處理時間短，相對節(jié)約占地面積，對沖擊負荷有較強的適應能力，在間歇運行條件下，仍能保持良好的處理效果，污泥產(chǎn)量低，污泥顆粒大，易于沉淀，減少污泥的處理費用，動力消耗相對較低。但出水水質一般只能達到北京市污染物排放標準二級限值，不適合較高的水質要求，需要另加深度處理采用達到一級B類標準和回用標準。流化床是用于化工領域的一項工藝，從70年代開始用于污水生物處理領域。研究證明生物流化床可以提高處理設備單位容積內的生物量，加強有機底物從污水中向微生物細胞的傳質過程從而達到進一步強化生物處理技術，提高生物處理設備的處理效率的效果。因此，備受重視。生物流化床是以砂、焦炭、活性炭等顆粒材料為載體，載體表面附著生物膜。充氧廢水自下而上以一定流速流動，使載體處于流化狀態(tài)，生物膜與廢水充分接觸，并降解廢水中有機污染物。生物流化床的工藝特點是有機負荷較大，耐沖擊負荷，運行穩(wěn)定，占地很少，床內水力停留時間短，泥齡較長，活性污泥少。缺點是載體流化能耗較大，系統(tǒng)是設計和運行要求較高，不適合大流量場合。（3）膜生物反應器工藝膜生物反應器，簡稱MBR（Membrane Bioreactor）。是二十世紀末發(fā)展起來的新技術，它是膜分離技術和活性污泥生物技術的結合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池進行固液分離，而是使用中空纖維膜替代沉淀池，因此具有高效固液分離性能，同時利用膜的特性，使活性污泥不隨出水流失，在生化池中形成8000－12000 mg/L超高濃度的活性污泥濃度，使污染物分解徹底，因此出水水質良好、穩(wěn)定，出水細菌、懸浮物和濁度接近于零。生活污水處理后可直接回用，在污水處理方面具有傳統(tǒng)工藝不具備的優(yōu)點。膜生物反應器出水水質優(yōu)良、穩(wěn)定；工藝簡單；不必單獨設立沉淀、過濾等固液分離池，占地面積少。水力停留時間大大縮短；污泥排放量少，只有傳統(tǒng)工藝的30%，污泥處理費用低。但一次性投資較高。（4）污水的自然處理自然處理法主要有水體凈化法和土壤凈化法兩類。屬于前者的有氧化塘和養(yǎng)殖塘，統(tǒng)稱為生物穩(wěn)定塘，屬于后者的有土壤滲濾和污水灌溉，統(tǒng)稱為廢水的土地處理。自然處理法不但費用低廉、運行管理簡便，而且對難生化降解有機物、氮磷營養(yǎng)物和細菌的去除率都高于常規(guī)二級處理，達到部分三級處理的效果，而其基建費用和處理成本分別為二級處理廠的1／5～l／3和l／20～1／l0。土地處理技術作為一種污水生態(tài)處理技術，是一種利用土壤－微生物－植物系統(tǒng)的綜合凈化功能實現(xiàn)對污染物的凈化，同時也是水肥資源的充分利用，通過收割種植的經(jīng)濟作物和處理出水的回用，可取得一定的經(jīng)濟收入，因此是一種具有運行成本低、投資少、處理效果好的一種成熟技術。土地處理方法主要包括：慢速滲濾處理系統(tǒng)、快速滲濾處理系統(tǒng)、地表慢流處理系統(tǒng)、濕地處理系統(tǒng)和污水地下滲濾處理系統(tǒng)等。北方由于冬季氣溫較低，較為適合采用土壤滲濾和潛流濕地方式。土壤滲濾系統(tǒng)中，污水土地處理技術對BOD、COD、氨氮、總氮和總磷有著較高的去除率，并且投資省，運行費用低，管理簡單，維護方便，有凈化污水、美化綠化環(huán)境和節(jié)約水資源的綜合效果。廢水的土地處理可具有投資成本小，運行費用低的特點，是農村適用的污水治理技術之一。但土地處理占地面積很大，出水水質與使用土地的面積和停留時間關系密切，土地處理區(qū)容易發(fā)臭、蚊蟲孳生，影響環(huán)境，土地滲濾形式的土地處理容易堵塞，壽命較短。因此一般用于小水量、有空閑土地的地方。經(jīng)過人工適當修正的土地，設圍堤和防滲層的污水池塘，主要依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化的一種污水生物處理技術。主要包括：穩(wěn)定塘、好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘、深度處理塘和控制出水塘等。優(yōu)點：在條件合適時，基建投資少；運行管理簡單，耗能少，運行費用低(為傳統(tǒng)人工處理廠的1/3～1/5)；可進行綜合利用，形成復合生態(tài)系統(tǒng)，可產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。缺點：占地面積過多；處理效果受氣候影響較大，如春、秋季翻塘問題等；如設計或運行不當，可能形成二次污染(如污染地下水、產(chǎn)生臭氣等)。適于采用穩(wěn)定塘的必要條件：土地、氣候、氣溫、日照條件、風力等。在上述介紹的各種污水的生物處理方法中，厭氧生物處理技術降解有機物的效率有限，出水水質較難達到本項目的要求，且占地相對較大，廢氣收集處理問題也不好解決。因此也不考慮單獨使用。本項目中，化糞池作為典型的厭氧處理，作為標準的設施用于污水處理的前處理。傳統(tǒng)的活性污泥法投資高、運行費用高、占地大、污泥處理量大、處理較為復雜（通常要采用厭氧污泥消化），本方案也不考慮采用。土地處理和氧化塘在有場地條件的情況下也是一種比較適宜農村污水的工藝技術，但單獨用于污水處理，占地面積過大，北方地區(qū)氣候適合的潛流濕地和土壤滲濾系統(tǒng)投資成本較高。由于本工程中可利用的土地資源較少，沒有足夠的場地，結合實際情況，本方案不考慮采用。生物膜法是一種比較適合的污水工藝技術，與傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng)相比較，生物膜法易于維護運行、節(jié)能省電、占地面積小，污泥少，一次性投資較普通活性污泥法稍高一些但可以接受。作為本工程的方案比選工藝。在本方案中主要對不同生物膜法工藝進行比較優(yōu)選最合適的工藝。膜生物反應器以出水水質穩(wěn)定優(yōu)良為其優(yōu)勢，但一次性投資成本較高，本工程中出水水質要求較高，作為本方案重點考慮工藝。經(jīng)以上分析，在本項目中推薦膜生物反應器工藝作為可選工藝進行比選。本次工藝比選主要對出水水質達到GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B標準的工藝進行比選。經(jīng)上節(jié)初步分析，并在廣泛調研的基礎上，我們初步選擇生物膜法的兩種具體污水處理工藝方案（曝氣生物濾池、生物接觸氧化工藝）和膜生物反應器工藝方案進行進一步的技術經(jīng)濟指標比選。以確定不同站點的工藝方案。方案1：生物接觸氧化＋混凝過濾工藝方案2：曝氣生物濾池＋混凝過濾工藝方案3：膜生物反應器工藝工藝比選論述方案一工藝描述（接觸氧化＋混凝過濾）（1）概述生物接觸氧化工藝是七十年代發(fā)展起來的水處理工藝，具有較長的歷史，在污水處理方面應用較為廣泛。生物接觸氧化工藝通過鼓風機進行充氧曝氣，在接觸氧化池內，利用填料上附著的微生物膜吸收分解污水中的有機污染物質，達到降解COD和BOD等的目的。接觸氧化池出水自流進入沉淀池，脫落的生物膜等在其中進行沉淀，澄清水經(jīng)過加藥裝置投加絮凝劑后進入中間水池，用二級提升泵提升進入過濾器，用于過濾水中懸浮物，并進一步降低水中污染物的濃度。濾后水經(jīng)加氯消毒后由供水系統(tǒng)將處理后水供給各回用點。其優(yōu)點是工藝簡單、一次設備投資成本較低。其缺點是出水水質不穩(wěn)定，依賴于管理人員的經(jīng)驗；自動化程度較低；占地面積大。該工藝具有以下特點：由于填料比表面積大，池內充氧條件良好，池內單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；不存在污泥膨脹問題；工藝簡單，一次性投資少。出水水質不穩(wěn)定，抗沖擊負荷較差。自動化程度較低，管理不方便。布水、曝氣不易均勻，容易出現(xiàn)死區(qū)。占地面積大。（2）工藝流程接觸氧化工藝是在曝氣池污水中浸沒全部填料，污水并以一定的流速流經(jīng)填料。活性污泥和填料上的生物膜，在污水活性污泥與生物膜廣泛接觸，在微生物的新陳代謝作用下，污水中有機物得到去除，污水得到凈化。其工藝流程如圖31所示：污泥處理鼓風機接觸池污水反沖洗給水回流過濾混凝沉淀出水二沉池預處理池調節(jié)池初沉池接觸氧化池加藥裝置消毒圖31 接觸氧化＋混凝過濾工藝流程圖（3）工藝原理 生物接觸氧化處理技術的實質之一是在池內充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機污染物會得到去除，污水得到凈化。其另一項技術實質是采用與曝氣池相同的曝氣方法，向微生物提供其所需要的氧，并起到攪拌與混合作用，這樣，這種技術又相當于在曝氣池內充填供微生物棲息的填料。生物接觸氧化是一種介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理技術。方案二工藝描述（曝氣生物濾池＋混凝過濾）（1）概述曝氣生物濾池（ Biological Aerated Filter, 簡稱BAF）自90年代初在歐洲建成第一座采用該工藝的城市污水處理廠后，該工藝已在歐美和日本等發(fā)達國家廣為流行，目前世界上已有3500多大大小小的污水處理廠應用了這種技術。曝氣生物濾池是一種膜法生物處理工藝，微生物附著在載體表面，污水在