【文章內容簡介】 從 剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率約為 10～20％，磷的去除率約 為 12～19％，因此，獅山鎮(zhèn)東南污水處理工藝的選擇必須考慮脫氮 除磷。a. 規(guī)模特點：首期規(guī)模為 5 萬 m3/d，屬于中小型規(guī)模污水處理廠。b. 廠址特點：廠址位于城市東南角，廠址周圍居民區(qū)少，污水廠對周圍環(huán)境影響較小。c. 進水水質特點：進水水質濃度適中，BOD5/COD、BOD5/TN、BOD5/TP 指標比較理想，適應于生物處理。d. 出水水質特點：本工程出水水質標準較嚴格。 處理重點及難點分析污水處理廠的工藝選擇與設計思想主要圍繞重點處理項目進行。1）BOD5獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠要求的出水 BOD5 指標為 20 mg/L，相應的去除率為 84％。從目前常采用的一些污水處理工藝來看，處理后出水 BOD5 濃度可低于 20 mg/L，BOD5 不是本工程的重點處理項目。2）CODCr 16 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項目申請報告與 BOD5 相同，二級處理可使出水 COD 達到要求值 40 mg/L，因此CODCr 不是本工程的處理重點。3）SS本工程要求出水 SS 濃度小于 20 mg/L，常規(guī)二級處理就可達到該指標要求，因此，SS 不是本工程的重點處理項目。4）NH3N本工程要求出水 NH3N 小于 8 mg/L。不考慮進水有機氮、出水有機氮等影響因素，其去除率要求大于 ％。獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠進水氨氮的去除主要靠硝化過程來完成， 氨氮的硝化過程將成為控制生化處理好氧單元設計的主要因素。因 此，NH3N 是獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠的重點處理項目。5）TP本工程出水 PO43濃度要求小于 mg/L，去除率為 ％。要滿足出水磷濃度低于 mg/L 的要求，必須采用具有生物除 磷功能的污水處理工藝并輔以化學除磷。為了減小化學除磷的藥劑消 耗和化學產(chǎn)泥量，二級處理應盡量降低 TP。因此本設計將 TP 也作為 一個處理重點。綜上所述，根據(jù)獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠出水水質，污水處理須采 用具有脫氮除磷功能的二級處理工藝，并增加化學除磷工藝。二級處 理的重點和難點包括 NH3N、TP。 進水水質的技術性能分析獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠進水水質技術性能指標見表 。 17 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項目申請報告表 污水廠進水水質技術性能指標項目 比值BOD5/CODCr BOD5/TN BOD5/TP 對進水水質分析如下：a. BOD5/CODCr 比值污水 BOD5/CODCr 值是判定污水可生化性的最簡便易行和最常用的 方法。一般認為 BOD5/CODCr 時可生化性較好，BOD5/CODCr 可 生化，BOD5/CODCr 較難生化，BOD5/CODCr 不易生化。獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠進水水質 BOD5/CODCr=，可生化性較好，表明獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠可以采用生化處理工藝。b. BOD5／TN（即 C/N）比值C/N 比值是判別能否有效脫氮的重要指標。從理論上講， C/N≥ 就能進行脫氮。本工程進水水質 C/N=，滿足生物脫氮要求。c. BOD5／TP 比值該指標是鑒別能否生物除磷的主要指標。進水中的 BOD5 是作為營 養(yǎng)物供除磷菌活動的基質，故 BOD5/TP 是衡量能否達到除磷的重要指 標，一般認為該值要大于 20，比值越大，生物除磷效果越明顯。 分析本工程進水水質，BOD5/TP = ，完全可以采用生物除磷工藝。綜上所述，獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠進水水質不僅適宜于采用二級 18 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項目申請報告生化處理工藝，而且可以采用生物脫氮除磷工藝。 根據(jù)本工程對污水處理程度的要求，污水處理須采用二級生物處 理工藝方案，且應具有脫氮除磷的效果。污水脫氮除磷工藝有多種，綜合考慮運行穩(wěn)定、管理簡單等方面的因素，本報告選擇 UNITANK 法（方案一）、氧化溝法（方案二）作為獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠污水處 理工藝的備選方案，進行詳細的技術經(jīng)濟比較。為了確保生物除磷的 效果，在 UNITANK 池前增設厭氧池。① UNITANK 工藝簡介UNITANK 是比利時史格斯清水公司新型污水處理工藝。世界各地 已有 100 多個項目成功地應用了這一技術。我國除澳門已有 2 座污水 處理廠應用了該技術以外，上海石洞口，廣東省佛山和坪山污水處理 廠等也已采用該工藝，并正在設計或施工中。UNITANK 池由三池（即兩個邊池和一個中間池）組成，三池呈串 聯(lián)布置。兩道公用池壁以管道呈水力相通。每個池多為方形，也可為 矩形。三池的池形和體積可一樣，也可不一樣，但兩個邊池應一樣。 三池均設置有曝氣設備（鼓風曝氣或表曝）和進水裝置，兩個邊池設 有潛水攪拌器、出水堰和剩余污泥排出裝置。三池一般為“一”字型布置，也可為“L”型布置。UNITANK 工藝主要有兩種運行方式，即單級好氧系統(tǒng)和脫氮除磷 系統(tǒng)。第一種運行方式的目標是去除有機物，在第一種運行方式的基 礎上，適當改變其運行模式，在一定的時間和空間內創(chuàng)造厭氧、缺氧 和好氧條件，可以使其具有良好的生物除磷脫氮功能，這就形成第二 19 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項目申請報告種運行模式。UNITANK 工藝的特點是：沒有污泥回流和混合液的內循環(huán)設施，能耗更省。由于采用了較多公用池壁，一體化程度高，占地省，節(jié)約土建費用。有沉淀工況的兩個邊池，它的進水和出水系統(tǒng)配置是否合適， 直接影響沉淀效果。常常由于表面負荷過高，需要增加斜管，從而增 大了維護工作量。自動控制系統(tǒng)復雜，參與自控的設備多，設備性能要求高，運行管理較復雜。② 氧化溝工藝簡介氧化溝工藝是五十年代初期發(fā)展起來的一種污水處理工藝形式， 因其構造簡單，易于維護管理，很快得到廣泛應用。到目前為止已發(fā) 展成為多種形式，主要有：Passveer 單溝型、Orbal 同心圓型、 Carrousel 循環(huán)折流型、D 型雙溝式、T 型三溝式及一體氧化溝等。傳統(tǒng)的 Passveer 單溝型和 Carrousel 型氧化溝脫氮除磷功能差， 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。其流程簡圖見圖 。早期的 Carrousel 氧化溝系多溝串聯(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 20 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項目申請報告氧化溝工藝。進水 進水厭氧池 氧化溝 二沉池污泥回流圖 改良型氧化溝工藝簡圖奧貝爾（Orbal）簡稱同心圓式氧化溝，典型的 Orbal 氧化溝由 三個同心渠道組成，渠道呈圓形或橢園形。其特點是外溝容積約占總 容積的 50％，從外到內的三條溝的溶解氧濃度由低到高遞增，稱之 為“0、2”（外溝溶解氧為零，中溝溶解氧為 1mg/L，內溝溶解氧 為 2mg/L）工藝，由外到內形成厭氧、缺氧及好氧區(qū)域，以滿足生物 除磷脫氮的要求，稱為生物反應池的大環(huán)境。污水及回流污泥由外溝 進入，處理后出水從內溝流入二沉池。氧化溝池型具有獨特之處，兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液回流系統(tǒng)。隨著新型曝氣設備的開發(fā)利用，氧化溝水深可達6～8m，采用鼓風微孔曝氣方式，充氧動力效率高，能耗較低，占地面積較采用表面曝氣方式時小得多。③ 方案比選為了進行方案比選，對兩個方案：UNITANK 池后加輔助化學除磷 工藝和氧化溝后加輔助化學除磷工藝進行了詳細的工藝計算，并根據(jù) 用地范圍進行了兩個方案的平面布置。二個方案在一級處理（包括粗格柵及進水泵房、細格柵及沉砂 21 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項目申請報告池）、二沉池及污泥泵房等部分是一致的，僅在生物處理池部分有所不同。兩個工藝方案各有特點，現(xiàn)對主要技術和經(jīng)濟情況進行如下分析。⑴ 處理效果兩個方案均具有較好的生物處理效果，均能達到本工程要求的排放標準。⑵ 工藝流程兩個方案流程均較簡單，不需專門混合液內回流設施。⑶ 運行管理與維護檢修氧化溝方案運行可靠，且有成熟的運行管理經(jīng)驗，維修費用低；UNITANK 方案為專利技術，設備數(shù)量較多，設備價格及維修費用較高。⑷ 運轉靈活性在運行過程中，二方案均可根據(jù)進水水質變化改變運行工況，減少運行成本，運轉靈活性較大。⑸ 占地面積由于氧化溝方案需另外設二沉池，故總占地面積較 UNITANK 方案稍大。⑹ 電耗兩個方案耗電量基本相當。兩個方案的主要技術優(yōu)缺點詳見表 。 22 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項目申請報告表 方案技術比較表項 目 UNITANK 池后加輔助化學除磷 氧化溝后加輔助化學除磷處理效果 好 好技術先進性和成熟性 先進且成熟 先進且成熟動力效率 高 較高能耗 較高 低操作、管理及維護 較復雜 簡單運轉可靠性和靈活性 高 高占地面積 稍大 小設備數(shù)量 較多 少設備閑置率 高 低對自控的要求 高 一般兩個方案的主要區(qū)別在于生物池形式不同，從上表可看出，由于 方案二采用環(huán)形跑道形的反應池池型，因而具有良好的耐沖擊負荷能 力；同時可以保證池內水力流態(tài)良好，避免死角；在技術上，氧化溝 方案處理效果好、出水水質穩(wěn)定、技術先進且成熟、動力效率高，運 轉可靠性和靈活性高，而且操作、管理及維護也較簡單，國內管理經(jīng) 驗豐富。UNITANK 方案盡管技術先進成熟，總占地面積稍小，運轉可靠性 和靈活性高，但其設備閑置率較高，其設備價格及維修費用相對較大， 運行管理復雜。綜上所述， 氧化溝工藝在技術上有優(yōu)勢，本工程推薦采用氧化溝工藝。 污泥處理工藝選擇污水生物處理過程中將產(chǎn)生大量的生物污泥，有機物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化，并含有寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，將造成二 23 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項目申請報告次污染。污泥處理要求如下：減少有機物，使污泥穩(wěn)定化；減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費用；減少污泥中有毒物質；利用污泥中可用物質，化害為利；因選用生物脫氮除磷工藝，故盡量避免磷的二次污染。 通常，城市污水處理廠完善的污泥處理工藝為： 由于本工程一期規(guī)模較小，為 5 萬 m3/d，且污水處理工藝采用生物脫氮降磷工藝，污泥齡較長，污泥性質較為穩(wěn)定，剩余污泥量較少， 可不進行消化。若采用消化處理，需增加消化池、加熱、攪拌和沼氣 處理利用等一系列構筑物及設備，使投資增加。目前國內許多已建成 的污水處理廠，污水處理采用生物脫氮除磷工藝，產(chǎn)生的污泥不經(jīng)消 化直接脫水，效果很好，故本工程不考慮污泥消化，污泥處理工藝采 用直接濃縮脫水處理工藝。（1）污泥濃縮脫水工藝污泥濃縮、脫水有兩種方案可供選擇，處理后的污泥含水率均能達到 80％以下：方案一：污泥機械濃縮、機械脫水方案二：污泥重力濃縮、機械脫水將兩種方案的優(yōu)缺點進行比較，見表 。從表 可看出，兩個方案投資相近，但方案一在占地面積、 24 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項目申請報告環(huán)境保護、確保出水水質方面明顯優(yōu)于方案二。方案二采用重力濃縮 會出現(xiàn)污泥中磷的釋放，在污泥處理過程中會造成的磷的釋放，需要 設置專門的除磷池，從而使系統(tǒng)復雜化；重力濃縮效率低、占地面積 大。因此，本工程污泥處理工藝推薦采用機械濃縮、機械脫水方案。表 污泥濃縮、脫水方案比較表項 目主要構建筑物主要設備方 案 一 機械濃縮、機械脫水污泥貯泥池 濃縮、脫水機房 污泥堆棚污泥濃縮脫水機 加藥設備方 案 二 重力濃縮、機械脫水污泥濃縮池 脫水機房 污泥堆棚濃縮池、濃縮機 脫水機 加藥設備占地面積 小 大絮凝劑總用量 DS ≤DS對環(huán)境影響無大的污泥敞開式構筑物，對 周圍環(huán)境影響小污泥濃縮池露天布置，氣味難聞,對 周圍環(huán)境影響大總土建費用 小 大設備費用 稍高 一般投資 一般 一般剩余污泥中磷的釋放 無 有用水量（水費） 小 大電費 一般 小