【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的無(wú)機(jī)顆粒和大直徑的有機(jī)顆?？孔匀怀恋碜饔镁涂扇コ?，小直徑的有機(jī)顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ?，而小直徑的無(wú)機(jī)顆粒則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡(luò)作用，與活性污泥絮體同時(shí)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(biāo)，出水中的BODCOD等指標(biāo)也與之有關(guān)。這是因?yàn)榻M成出水懸浮物的主體是活性污泥絮體，其本身的有機(jī)成分就很高，因此，較高的出水懸浮物含量會(huì)使得出水的BODCOD、氮、磷均增加。因此，控制污水廠的SS指標(biāo)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(yīng)在工程中采取適當(dāng)?shù)拇胧?，例如采用適當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用較小的二次沉淀池表面負(fù)荷、采用較低的出水堰負(fù)荷、充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)優(yōu)化的條件下，完全能夠使出水SS指標(biāo)達(dá)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(duì)污泥與水進(jìn)行分離來(lái)完成的。活性污泥中的微生物在有氧的條件下將污水中的一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是CO2和 H2O等穩(wěn)地物質(zhì)。在這種合成代謝和分解代謝的過(guò)程中，溶解性有機(jī)物（如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)不被利用。而非溶解性有機(jī)物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用。由此可見(jiàn)，微生物的好氧代謝作用對(duì)污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無(wú)害的穩(wěn)地物質(zhì)，因此，可以是處理后污水中的殘余BOD5濃度很低。根據(jù)國(guó)外有關(guān)設(shè)計(jì)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(guān)。對(duì)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(huì)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(jìn)水BOD5/，污水的可生化性較好，采用二級(jí)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(xué)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(jì)和最常用的方法；物理化學(xué)脫氮主要有折點(diǎn)氯化法、選擇性離子交換法、空氣吹脫法等。國(guó)外從六十年代開(kāi)始對(duì)污水脫氮的方法進(jìn)行了大量的研究，結(jié)果認(rèn)為物理化學(xué)法脫但從經(jīng)濟(jì)、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(xué)除磷兩大類。對(duì)于城市污水一般采用生物除磷為主，必要時(shí)輔以化學(xué)除磷，以確保出水的磷濃度在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。本節(jié)僅討論化學(xué)除磷?；瘜W(xué)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(guò)固液分離將磷從污水中去除。固液分離可單獨(dú)進(jìn)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(xué)藥劑投加點(diǎn)的不同，化學(xué)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(diǎn)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(diǎn)設(shè)在曝氣池中、曝氣池出水處或在二沉池的進(jìn)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(diǎn)設(shè)在二沉池之后的混合池中，形成的沉淀物通過(guò)另投的固液分離裝置進(jìn)行分離?；瘜W(xué)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(guò)去除這些難溶性沉淀物去除水中的磷。按照德國(guó)規(guī)范ATVA131的規(guī)定， kg鋁。對(duì)特定的污水，金屬鹽投加量需通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，隨進(jìn)水TP濃度和期望的除磷率不同，相應(yīng)的投加量也不同。化學(xué)除磷方法的產(chǎn)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(lái)計(jì)算泥量。在初沉池投加化學(xué)藥劑，除沉池產(chǎn)泥量將增加50100%，如設(shè)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(xué)藥劑的投加使沉淀污泥的產(chǎn)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(xué)除磷時(shí)還應(yīng)考慮污泥處理與處置的費(fèi)用。根據(jù)以上分析及武穴市目前進(jìn)水水質(zhì)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，暫不考慮化學(xué)除磷，應(yīng)該在生物處理污水過(guò)程中達(dá)到除磷的效果。國(guó)外從二十世紀(jì)六十年代開(kāi)始系統(tǒng)地進(jìn)行了脫氮除磷的物化處理方法研究，結(jié)果認(rèn)為物化法的缺點(diǎn)是耗藥量大、污泥多、運(yùn)行費(fèi)用高等。因此，城市污水廠一般推薦采用。從二十世紀(jì)七十年代以來(lái)，國(guó)外開(kāi)始研究并逐步采用活性污泥法生物脫氮除磷。我國(guó)從二十世紀(jì)八十年代開(kāi)始研究生物脫氮除磷技術(shù)，隨后逐步實(shí)現(xiàn)污水處理設(shè)備國(guó)產(chǎn)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(jī)氮、蛋白氮等在好氧條件下首先被氨化菌轉(zhuǎn)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?dú)鈴奈鬯幸莩?，此階段稱為缺氧反硝化。在硝化與反硝化過(guò)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(zhǎng)速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥齡。反硝化菌的生長(zhǎng)主要在缺氧條件下進(jìn)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(jìn)行。按照上述原理，要進(jìn)行脫氮，必須具有缺氧/好氧過(guò)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(shè)計(jì)中需要控制的幾個(gè)主要參數(shù)就是要有足夠的污泥齡和進(jìn)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(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機(jī)物，并轉(zhuǎn)化為PHB（聚β羥丁酸）儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)這些聚磷菌進(jìn)入好氧條件時(shí)就會(huì)降解體內(nèi)儲(chǔ)存的PHB產(chǎn)生能量，用于細(xì)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(dá)到除磷的目的。影響生物除磷的因素是要有厭氧條件，同時(shí)要有可快速降解的有機(jī)物，即BOD5/P比值恰當(dāng)。同時(shí)，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(jìn)行除磷，必須具備厭氧/好氧過(guò)程，若在生物脫氮系統(tǒng)前再設(shè)置一個(gè)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(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和要求達(dá)到的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)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B(niǎo)OD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。從理論上講，BOD5/N，實(shí)際運(yùn)行資料表明，BOD5/N3時(shí)才能使反硝化正常運(yùn)行。在BOD5/N＝34時(shí)氮的去除率大于50％,磷的去除率也可達(dá)到55％左右。對(duì)于生物除磷工藝，要求BOD5/P30，且BOD5/N3。本工程進(jìn)水BOD5/N＝，BOD5/P＝40，能滿足生物脫氮除磷工藝對(duì)碳源的要求。因此，本工程采用生物脫氮除磷工是可行的。實(shí)際上，生物脫氮除磷工藝對(duì)BOD5 : N : P的要求是指進(jìn)入曝氣池的污水水質(zhì)，而不是指原污水水質(zhì)。因?yàn)樵谠O(shè)有初沉池的情況下，其比值會(huì)有所變化。按照我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范，初次沉淀池對(duì)BOD5去除率為2030％。德國(guó)排水規(guī)范（ATV A131）中給出了不同停留時(shí)間的沉淀池對(duì)污染物的去除率，　　 沉淀池對(duì)污染物的去除率　　　　項(xiàng)　目停留時(shí)間（h）BOD5％％％COD％％％SS％50％％N％％％P％％％按照表42的去除率，本工程若設(shè)初沉池，則經(jīng)過(guò)初沉池沉淀之后的污水（即進(jìn)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(shí)間（h）BOD5/NBOD5/P363329 中BOD5/N和BOD5/P值與污水廠進(jìn)水的比值進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于不同停留時(shí)間的初沉池，其出水BOD5/N和BOD5/P值均有下降，除沉池停留時(shí)間越長(zhǎng)，比值下降越多。設(shè)初沉池對(duì)脫氮除磷不利。因此，本工程布設(shè)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(jìn)行分割的連續(xù)流活性污泥法；第二類為按時(shí)間進(jìn)行分割的間歇式活性污泥法。按空間進(jìn)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(nèi)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(xiě)，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱，A2/O工藝是在厭氧－好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，該工藝同時(shí)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(gè)不同功能分區(qū)的過(guò)程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機(jī)物、氮和磷得到去處。.　　A2/O法流程簡(jiǎn)圖該工藝在系統(tǒng)上是最簡(jiǎn)單的同步除磷脫氮工藝，總水力停留時(shí)間小與其它同類工藝，在厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)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(yùn)行中在厭氧和缺氧段內(nèi)只需輕微攪拌，運(yùn)行費(fèi)用低。由于厭氧、缺氧和好氧三個(gè)區(qū)嚴(yán)格分開(kāi)，有利于不同微生物菌群的繁殖生長(zhǎng)，因此，脫氮除磷效果較好。目前，該法在國(guó)內(nèi)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(diǎn)。脫氮和除磷對(duì)外部環(huán)境條件的要求是相互矛盾的，脫氮要求有機(jī)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)，而除磷要求有機(jī)負(fù)荷較高，污泥齡較短，往往很難權(quán)衡。另外，匯流污泥中含有大量的硝酸鹽，回流到厭氧池中會(huì)影響厭氧環(huán)境，對(duì)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(yàn)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(jì)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(lái)。由于其出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外廣泛的應(yīng)用于生活污水和工業(yè)污水的治理[1]。目前應(yīng)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(jié)構(gòu)和運(yùn)行上存在差異，因此各具特點(diǎn)。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(shè)厭氧池，在溝體內(nèi)增設(shè)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(jiǎn)圖 Carrousel氧化溝系多溝竄聯(lián)系統(tǒng)，在溝體內(nèi)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(guò)研究，在溝內(nèi)增加了一個(gè)預(yù)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(gè)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(jìn)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(shí)，厭氧區(qū)中的兼性細(xì)菌將可溶性BOD轉(zhuǎn)化成VFA，聚磷菌獲得VFA將其同化成PHB，所需能量來(lái)源于聚磷的水解并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。厭氧區(qū)出水進(jìn)入內(nèi)部安裝有攪拌器的絕氧區(qū)，所謂絕氧就是池內(nèi)混合液既無(wú)分子氧，也無(wú)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(jìn)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(guò)量吸磷，將磷從水中轉(zhuǎn)移到污泥中，隨剩余污泥排出系統(tǒng)。這樣，在Carrousel 2000系統(tǒng)內(nèi)，較好的同時(shí)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(dòng)裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點(diǎn)，又有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn)，溝內(nèi)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(dá)7m的。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤(pán)、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等，近年來(lái)配合使用的還有水下推動(dòng)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(zhǎng)沙市第二污水凈化中心及漯河市污水處理廠的運(yùn)行效果可見(jiàn)：經(jīng)過(guò)Carrousel 2000系統(tǒng)處理后，BOD、COD、SS的去除率均達(dá)到了90%以上，TN的去除率達(dá)到了80%，TP的去除率也達(dá)到了90%?！arrousel 3000系統(tǒng)是在Carrousel 2000系統(tǒng)前再加上一個(gè)生物選擇區(qū)。該生物選擇區(qū)是利用高有機(jī)負(fù)荷篩選菌種，抑制絲狀菌的增長(zhǎng)，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(jià)同時(shí)提高了耐低溫能力（可達(dá)7℃）；二是曝氣設(shè)備的巧妙設(shè)計(jì)，表曝機(jī)下安裝導(dǎo)流筒，抽吸缺氧的混合液，采用水下推進(jìn)器解決流速問(wèn)題；三是使用了先進(jìn)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(shè)計(jì)，從中心開(kāi)始，包括以下環(huán)狀連續(xù)工藝單元：進(jìn)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(gè)曝