【文章內容簡介】 去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的無機顆粒和大直徑的有機顆粒靠自然沉淀作用就可去除，小直徑的有機顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ?，而小直徑的無機顆粒則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡作用，與活性污泥絮體同時沉淀被去除。污水廠出水中懸浮濃度不僅涉及到出水SS指標，出水中的BODCOD等指標也與之有關。這是因為組成出水懸浮物的主體是活性污泥絮體，其本身的有機成分就很高，因此，較高的出水懸浮物含量會使得出水的BODCOD、氮、磷均增加。因此，控制污水廠的SS指標是最基本的，也是很重要的。為了降低出水中的懸浮物濃度，應在工程中采取適當?shù)拇胧绮捎眠m當?shù)奈勰嘭摵梢员３只钚晕勰嗟哪奂俺两敌阅?、采用較小的二次沉淀池表面負荷、采用較低的出水堰負荷、充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡作用等。在污水處理方案選用合理、工藝參數(shù)取值合理和單體設計優(yōu)化的條件下，完全能夠使出水SS指標達到20mg/L以下。(2) BOD5的去除污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代謝作用,然后對污泥與水進行分離來完成的?；钚晕勰嘀械奈⑸镌谟醒醯臈l件下將污水中的一部分有機物用于合成新的細胞，將另一部分有機物進行分解代謝以便獲得細胞合成所需的能量，其最終產物是CO2和 H2O等穩(wěn)地物質。在這種合成代謝和分解代謝的過程中，溶解性有機物（如低分子有機酸等易降解有機物）直接進入細胞內不被利用。而非溶解性有機物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進入細胞內部被利用。由此可見，微生物的好氧代謝作用對污水中的溶解性有機物和非溶解性有機物都起作用，并且代謝產物是無害的穩(wěn)地物質，因此，可以是處理后污水中的殘余BOD5濃度很低。根據(jù)國外有關設計資料， BOD5/，就很容易使得出水BOD5保持在20mg/L以下。(3) COD的去除污水中COD去除的原理與BOD5基本相同。污水廠出水中的剩余COD，即COD的去除率，取決于原污水的可生化性，它與城市污水的組成有關。對于那些主要以生活污水及其成分與生活污水詳盡的工業(yè)廢水組成的城市污水，這種城市污水的BOD5/，其污水的可生化性較好，出水COD值可以控制在較低的水平。而成分主要以工業(yè)廢水為主的城市污水，或BOD5/COD比值較小的城市污水，其污水的可生化性差，處理后污水中剩余COD會較高，要滿足出水COD≤60mg/L有一定的難度。武穴市污水處理廠進水BOD5/，污水的可生化性較好，采用二級處理工藝完全能使出水COD≤60mg/L。 污水脫氮方法主要有生物脫氮和物理化學脫氮兩大類。目前生物脫氮是主體，也是城市污水處理中最經(jīng)濟和最常用的方法；物理化學脫氮主要有折點氯化法、選擇性離子交換法、空氣吹脫法等。國外從六十年代開始對污水脫氮的方法進行了大量的研究，結果認為物理化學法脫但從經(jīng)濟、管理等方面均不適宜在大中型污水處理廠中使用，因此，本工程仍以生物脫氮法為主。污水除磷主要有生物除磷和化學除磷兩大類。對于城市污水一般采用生物除磷為主，必要時輔以化學除磷，以確保出水的磷濃度在標準以內。本節(jié)僅討論化學除磷?；瘜W除磷主要是向污水中投加藥劑，使藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過固液分離將磷從污水中去除。固液分離可單獨進行，也可與初沉污泥和二沉污泥的排泥相接和。按工藝流程中化學藥劑投加點的不同，化學沉淀除磷工藝可分為前置沉淀、同步沉淀和后置沉淀三種類型。前置沉淀的藥劑投加點是初沉池前，形成的沉淀物與初沉污泥一起排除；同步沉淀的藥劑投加點設在曝氣池中、曝氣池出水處或在二沉池的進水處，形成的沉淀物與剩余污泥一起排除；后置沉淀的藥劑投加點設在二沉池之后的混合池中，形成的沉淀物通過另投的固液分離裝置進行分離。化學除磷的藥劑主要由鐵鹽、鋁鹽和石灰。鐵鹽和鋁鹽均能與磷酸根離子作用生成難溶性的沉淀物，通過去除這些難溶性沉淀物去除水中的磷。按照德國規(guī)范ATVA131的規(guī)定， kg鋁。對特定的污水，金屬鹽投加量需通過實驗確定，隨進水TP濃度和期望的除磷率不同，相應的投加量也不同。化學除磷方法的產泥量將增加， kgTs/ kgTs/ kgAl,除此之外，還要考慮附帶的其它沉淀物，因此， kg污泥來計算泥量。在初沉池投加化學藥劑，除沉池產泥量將增加50100%，如設后續(xù)生物處理，則全廠污泥量增加6070%；在二沉池投藥，活性污泥量增加3545%，全廠污泥量增加1025%。因此，化學藥劑的投加使沉淀污泥的產量增加、濃度降低、污泥體積增大，使污泥處理的難度增加。采用化學除磷時還應考慮污泥處理與處置的費用。根據(jù)以上分析及武穴市目前進水水質和經(jīng)濟實力，暫不考慮化學除磷，應該在生物處理污水過程中達到除磷的效果。國外從二十世紀六十年代開始系統(tǒng)地進行了脫氮除磷的物化處理方法研究，結果認為物化法的缺點是耗藥量大、污泥多、運行費用高等。因此，城市污水廠一般推薦采用。從二十世紀七十年代以來，國外開始研究并逐步采用活性污泥法生物脫氮除磷。我國從二十世紀八十年代開始研究生物脫氮除磷技術，隨后逐步實現(xiàn)污水處理設備國產化配套。目前，常用的生物脫氮除磷工藝有A2/O法、氧化溝法等多種工藝。污水中的有機氮、蛋白氮等在好氧條件下首先被氨化菌轉化為氨氮，而后在硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮還原成氮氣從污水中逸出，此階段稱為缺氧反硝化。在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源 。生物脫氮系統(tǒng)中，消化菌增長速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用順利進行。按照上述原理，要進行脫氮，必須具有缺氧/好氧過程，可組成缺氧池和好氧池，即所謂A/O系統(tǒng)。A/O系統(tǒng)設計中需要控制的幾個主要參數(shù)就是要有足夠的污泥齡和進水的碳氮比。生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內的磷酸鹽，產生能量用以吸收快速降解有機物，并轉化為PHB（聚β羥丁酸）儲存起來。當這些聚磷菌進入好氧條件時就會降解體內儲存的PHB產生能量，用于細胞的合成和吸收磷，形成含磷量高的污泥，隨剩余污泥一起排除系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。影響生物除磷的因素是要有厭氧條件，同時要有可快速降解的有機物，即BOD5/P比值恰當。同時，希望含磷污泥盡快排出系統(tǒng)，以免污泥中的磷又返回到液體中。按照上述原理，要進行除磷，必須具備厭氧/好氧過程，若在生物脫氮系統(tǒng)前再設置一個厭氧池，這樣就形成A2/O系統(tǒng)，即厭氧——缺氧——好氧系統(tǒng)。根據(jù)武穴市污水處理廠的設計進水水質和要求達到的出水水質標準，本工程最合適的處理工藝是生物脫氮除磷工藝，在滿足生物脫氮除磷要求的前提下，BODCOD和SS的去除都可以滿足排放標準要求。BOD5 : N : P的比值是影響生物脫氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率隨著BOD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。從理論上講，BOD5/N，實際運行資料表明，BOD5/N3時才能使反硝化正常運行。在BOD5/N＝34時氮的去除率大于50％,磷的去除率也可達到55％左右。對于生物除磷工藝，要求BOD5/P30，且BOD5/N3。本工程進水BOD5/N＝，BOD5/P＝40，能滿足生物脫氮除磷工藝對碳源的要求。因此，本工程采用生物脫氮除磷工是可行的。實際上，生物脫氮除磷工藝對BOD5 : N : P的要求是指進入曝氣池的污水水質，而不是指原污水水質。因為在設有初沉池的情況下，其比值會有所變化。按照我國現(xiàn)行規(guī)范，初次沉淀池對BOD5去除率為2030％。德國排水規(guī)范（ATV A131）中給出了不同停留時間的沉淀池對污染物的去除率，　　 沉淀池對污染物的去除率　　　　項　目停留時間（h）BOD5％％％COD％％％SS％50％％N％％％P％％％按照表42的去除率，本工程若設初沉池，則經(jīng)過初沉池沉淀之后的污水（即進入曝氣池的污水）的BOD5/N和BOD5/?！? 初沉池出水BOD5/N和BOD5/P值　　　　　停留時間（h）BOD5/NBOD5/P363329 中BOD5/N和BOD5/P值與污水廠進水的比值進行比較，可以發(fā)現(xiàn)，對于不同停留時間的初沉池，其出水BOD5/N和BOD5/P值均有下降，除沉池停留時間越長，比值下降越多。設初沉池對脫氮除磷不利。因此，本工程布設初次沉淀池。 污水生物脫氮除磷工藝目前，用于城市污水處理具有一定脫氮除磷效果的污水處理工藝可以分為兩大類：第一類為按空間進行分割的連續(xù)流活性污泥法；第二類為按時間進行分割的間歇式活性污泥法。按空間進行分割的連續(xù)流活性污泥法是指各種功能在不同的空間（不同的池子）內完成。目前，較為成熟的工藝有：A2/O法、氧化溝法等。(1) 傳統(tǒng)A2/O法A2/O處理工藝是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文縮寫，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，A2/O工藝是在厭氧－好氧除磷工藝的基礎上開發(fā)出來的，該工藝同時具有脫氮除磷的功能。傳統(tǒng)A2/O法即厭氧——缺氧——好氧活性污泥法。污水在流經(jīng)三個不同功能分區(qū)的過程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機物、氮和磷得到去處。.　　A2/O法流程簡圖該工藝在系統(tǒng)上是最簡單的同步除磷脫氮工藝，總水力停留時間小與其它同類工藝，在厭氧、缺氧、好氧交替運行的條件下可抑制絲狀菌繁殖，克服污泥膨脹，SVI值一般小于100，有利于處理后污水與污泥的分離，運行中在厭氧和缺氧段內只需輕微攪拌，運行費用低。由于厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)嚴格分開，有利于不同微生物菌群的繁殖生長，因此，脫氮除磷效果較好。目前，該法在國內外使用較為廣泛。但傳統(tǒng)A2/O工藝也存在著本身固有的缺點。脫氮和除磷對外部環(huán)境條件的要求是相互矛盾的，脫氮要求有機負荷低，污泥齡較長，而除磷要求有機負荷較高，污泥齡較短，往往很難權衡。另外，匯流污泥中含有大量的硝酸鹽，回流到厭氧池中會影響厭氧環(huán)境，對除磷不利。此外，還有取消混合液回流的A2/O工藝和倒置型A2/O工藝等改良型，但都處于試驗研究階段。(2) 氧化溝法氧化溝（oxidation ditch）又名連續(xù)循環(huán)曝氣池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一種變形。氧化溝污水處理工藝是在20世紀50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的。自從1954年在荷蘭的首次投入使用以來。由于其出水水質好、運行穩(wěn)定、管理方便等技術特點，已經(jīng)在國內外廣泛的應用于生活污水和工業(yè)污水的治理[1]。目前應用較為廣泛的氧化溝類型包括：帕斯韋爾（Pasveer）氧化溝、卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝 、奧爾伯（Orbal）氧化溝、T型氧化溝（三溝式氧化溝）、DE型氧化溝和一體化氧化溝。這些氧化溝由于在結構和運行上存在差異，因此各具特點。傳統(tǒng)的Passveer單溝型和Carrousel型氧化溝不具備脫氮除磷功能，但是在Carrousel氧化溝前增設厭氧池，在溝體內增設缺氧區(qū)，形成改良型氧化溝，便具備生物脫氮除磷功能。 其流程簡圖 Carrousel氧化溝系多溝竄聯(lián)系統(tǒng)，在溝體內存在缺氧區(qū)和好氧區(qū)，但是缺氧區(qū)要求的充足的碳源和缺氧條件不能很好地滿足，因此，脫氮效果不是很好。為了提高脫氮效果，荷蘭DHV公司通過研究，在溝內增加了一個預反硝化區(qū)，從而發(fā)明了Carrousel 2000型氧化溝工藝。Carrousel 2000系統(tǒng)在普通Carrousel氧化溝前增加了一個厭氧區(qū)和絕氧區(qū)（又稱前反硝化區(qū)）。全部回流污泥和1030%的污水進入?yún)捬鯀^(qū)，可將回流污泥中的殘留硝酸氮在缺氧和1030%碳源條件下完成反硝化，為以后的絕氧池創(chuàng)造絕氧條件。同時，厭氧區(qū)中的兼性細菌將可溶性BOD轉化成VFA，聚磷菌獲得VFA將其同化成PHB，所需能量來源于聚磷的水解并導致磷酸鹽的釋放。厭氧區(qū)出水進入內部安裝有攪拌器的絕氧區(qū)，所謂絕氧就是池內混合液既無分子氧，也無化合物氧（硝酸根）， 在此絕氧環(huán)境下，7090%的污水可提供足夠的碳源，使聚磷菌能充分釋磷。絕氧區(qū)后接普通Carrousel氧化溝系統(tǒng)，進一步完成去除BOD、脫氮和除磷。最后，混合液在氧化溝富氧區(qū)排出，在富氧環(huán)境下聚磷菌過量吸磷，將磷從水中轉移到污泥中，隨剩余污泥排出系統(tǒng)。這樣，在Carrousel 2000系統(tǒng)內，較好的同時完成了去除BOD、COD和脫氮除磷。Carrousel氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動的混合液在氧化溝閉合渠道內循環(huán)流動。因此氧化溝具有特殊的水力學流態(tài)，既有完全混合式反應器的特點，又有推流式反應器的特點，溝內存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，～，寬深比為2:1，亦有水深達7m的。氧化溝曝氣混合設備有表面曝氣機、曝氣轉刷或轉盤、射流曝氣器、導管式曝氣器和提升管式曝氣機等，近年來配合使用的還有水下推動器。圖 卡魯塞氧化溝2000平面圖 　綜合采用該工藝的昆明第一污水廠、長沙市第二污水凈化中心及漯河市污水處理廠的運行效果可見：經(jīng)過Carrousel 2000系統(tǒng)處理后，BOD、COD、SS的去除率均達到了90%以上，TN的去除率達到了80%，TP的去除率也達到了90%。　Carrousel 3000系統(tǒng)是在Carrousel 2000系統(tǒng)前再加上一個生物選擇區(qū)。該生物選擇區(qū)是利用高有機負荷篩選菌種，抑制絲狀菌的增長，提高各污染物的去除率，其后的工藝原理同Carrousel 2000系統(tǒng)。　Carrousel 3000系統(tǒng)的較大提高表現(xiàn)在：一是增加了池深，~8m，同心圓式，池壁共用，減少了占地面積，降低造價同時提高了耐低溫能力（可達7℃）；二是曝氣設備的巧妙設計，表曝機下安裝導流筒，抽吸缺氧的混合液，采用水下推進器解決流速問題；三是使用了先進的曝氣控制器QUTE（它采用一種多變量控制模式）。四是采用一體化設計，從中心開始，包括以下環(huán)狀連續(xù)工藝單元：進水井和用于回流活性污泥的分水器；分別由四部分組成的選擇池和厭氧池。這之外是有三個曝