【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(diǎn)：首期規(guī)模為 5 萬(wàn) m3/d，屬于中小型規(guī)模污水處理廠。b. 廠址特點(diǎn)：廠址位于城市東南角，廠址周圍居民區(qū)少，污水廠對(duì)周圍環(huán)境影響較小。c. 進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)：進(jìn)水水質(zhì)濃度適中，BOD5/COD、BOD5/TN、BOD5/TP 指標(biāo)比較理想，適應(yīng)于生物處理。d. 出水水質(zhì)特點(diǎn)：本工程出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)格。 處理重點(diǎn)及難點(diǎn)分析污水處理廠的工藝選擇與設(shè)計(jì)思想主要圍繞重點(diǎn)處理項(xiàng)目進(jìn)行。1）BOD5獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠要求的出水 BOD5 指標(biāo)為 20 mg/L，相應(yīng)的去除率為 84％。從目前常采用的一些污水處理工藝來(lái)看，處理后出水 BOD5 濃度可低于 20 mg/L，BOD5 不是本工程的重點(diǎn)處理項(xiàng)目。2）CODCr 16 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告與 BOD5 相同，二級(jí)處理可使出水 COD 達(dá)到要求值 40 mg/L，因此CODCr 不是本工程的處理重點(diǎn)。3）SS本工程要求出水 SS 濃度小于 20 mg/L，常規(guī)二級(jí)處理就可達(dá)到該指標(biāo)要求，因此，SS 不是本工程的重點(diǎn)處理項(xiàng)目。4）NH3N本工程要求出水 NH3N 小于 8 mg/L。不考慮進(jìn)水有機(jī)氮、出水有機(jī)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(jìn)水氨氮的去除主要靠硝化過(guò)程來(lái)完成， 氨氮的硝化過(guò)程將成為控制生化處理好氧單元設(shè)計(jì)的主要因素。因 此，NH3N 是獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠的重點(diǎn)處理項(xiàng)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(xué)除磷。為了減小化學(xué)除磷的藥劑消 耗和化學(xué)產(chǎn)泥量，二級(jí)處理應(yīng)盡量降低 TP。因此本設(shè)計(jì)將 TP 也作為 一個(gè)處理重點(diǎn)。綜上所述，根據(jù)獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠出水水質(zhì)，污水處理須采 用具有脫氮除磷功能的二級(jí)處理工藝，并增加化學(xué)除磷工藝。二級(jí)處 理的重點(diǎn)和難點(diǎn)包括 NH3N、TP。 進(jìn)水水質(zhì)的技術(shù)性能分析獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)技術(shù)性能指標(biāo)見(jiàn)表 。 17 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告表 污水廠進(jìn)水水質(zhì)技術(shù)性能指標(biāo)項(xiàng)目 比值BOD5/CODCr BOD5/TN BOD5/TP 對(duì)進(jìn)水水質(zhì)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(jiǎn)便易行和最常用的 方法。一般認(rèn)為 BOD5/CODCr 時(shí)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(jìn)水水質(zhì) 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(biāo)。從理論上講， C/N≥ 就能進(jìn)行脫氮。本工程進(jìn)水水質(zhì) C/N=，滿足生物脫氮要求。c. BOD5／TP 比值該指標(biāo)是鑒別能否生物除磷的主要指標(biāo)。進(jìn)水中的 BOD5 是作為營(yíng) 養(yǎng)物供除磷菌活動(dòng)的基質(zhì)，故 BOD5/TP 是衡量能否達(dá)到除磷的重要指 標(biāo)，一般認(rèn)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(jìn)水水質(zhì)，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(jìn)水水質(zhì)不僅適宜于采用二級(jí) 18 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)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(duì)污水處理程度的要求，污水處理須采用二級(jí)生物處 理工藝方案，且應(yīng)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(yùn)行穩(wěn)定、管理簡(jiǎn)單等方面的因素，本報(bào)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(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。為了確保生物除磷的 效果，在 UNITANK 池前增設(shè)厭氧池。① UNITANK 工藝簡(jiǎn)介UNITANK 是比利時(shí)史格斯清水公司新型污水處理工藝。世界各地 已有 100 多個(gè)項(xiàng)目成功地應(yīng)用了這一技術(shù)。我國(guó)除澳門已有 2 座污水 處理廠應(yīng)用了該技術(shù)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(shè)計(jì)或施工中。UNITANK 池由三池（即兩個(gè)邊池和一個(gè)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(gè)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(gè)邊池應(yīng)一樣。 三池均設(shè)置有曝氣設(shè)備（鼓風(fēng)曝氣或表曝）和進(jìn)水裝置，兩個(gè)邊池設(shè) 有潛水?dāng)嚢杵鳌⒊鏊吆褪Ｓ辔勰嗯懦鲅b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(yùn)行方式，即單級(jí)好氧系統(tǒng)和脫氮除磷 系統(tǒng)。第一種運(yùn)行方式的目標(biāo)是去除有機(jī)物，在第一種運(yùn)行方式的基 礎(chǔ)上，適當(dāng)改變其運(yùn)行模式，在一定的時(shí)間和空間內(nèi)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(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告種運(yùn)行模式。UNITANK 工藝的特點(diǎn)是：沒(méi)有污泥回流和混合液的內(nèi)循環(huán)設(shè)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(fèi)用。有沉淀工況的兩個(gè)邊池，它的進(jìn)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(fù)荷過(guò)高，需要增加斜管，從而增 大了維護(hù)工作量。自動(dòng)控制系統(tǒng)復(fù)雜，參與自控的設(shè)備多，設(shè)備性能要求高，運(yùn)行管理較復(fù)雜。② 氧化溝工藝簡(jiǎn)介氧化溝工藝是五十年代初期發(fā)展起來(lái)的一種污水處理工藝形式， 因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于維護(hù)管理，很快得到廣泛應(yīng)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(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)圖見(jiàn)圖 。早期的 Carrousel 氧化溝系多溝串聯(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 20 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告氧化溝工藝。進(jìn)水 進(jìn)水厭氧池 氧化溝 二沉池污泥回流圖 改良型氧化溝工藝簡(jiǎn)圖奧貝爾（Orbal）簡(jiǎn)稱同心圓式氧化溝，典型的 Orbal 氧化溝由 三個(gè)同心渠道組成，渠道呈圓形或橢園形。其特點(diǎn)是外溝容積約占總 容積的 50％，從外到內(nèi)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(nèi)溝溶解氧 為 2mg/L）工藝，由外到內(nèi)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(yīng)池的大環(huán)境。污水及回流污泥由外溝 進(jìn)入，處理后出水從內(nèi)溝流入二沉池。氧化溝池型具有獨(dú)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(shè)備的開(kāi)發(fā)利用，氧化溝水深可達(dá)6～8m，采用鼓風(fēng)微孔曝氣方式，充氧動(dòng)力效率高，能耗較低，占地面積較采用表面曝氣方式時(shí)小得多。③ 方案比選為了進(jìn)行方案比選，對(duì)兩個(gè)方案：UNITANK 池后加輔助化學(xué)除磷 工藝和氧化溝后加輔助化學(xué)除磷工藝進(jìn)行了詳細(xì)的工藝計(jì)算，并根據(jù) 用地范圍進(jìn)行了兩個(gè)方案的平面布置。二個(gè)方案在一級(jí)處理（包括粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及沉砂 21 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)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(gè)工藝方案各有特點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行如下分析。⑴ 處理效果兩個(gè)方案均具有較好的生物處理效果，均能達(dá)到本工程要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。⑵ 工藝流程兩個(gè)方案流程均較簡(jiǎn)單，不需專門混合液內(nèi)回流設(shè)施。⑶ 運(yùn)行管理與維護(hù)檢修氧化溝方案運(yùn)行可靠，且有成熟的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，維修費(fèi)用低；UNITANK 方案為專利技術(shù)，設(shè)備數(shù)量較多，設(shè)備價(jià)格及維修費(fèi)用較高。⑷ 運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性在運(yùn)行過(guò)程中，二方案均可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)變化改變運(yùn)行工況，減少運(yùn)行成本，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性較大。⑸ 占地面積由于氧化溝方案需另外設(shè)二沉池，故總占地面積較 UNITANK 方案稍大。⑹ 電耗兩個(gè)方案耗電量基本相當(dāng)。兩個(gè)方案的主要技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)詳見(jiàn)表 。 22 獅山鎮(zhèn)東南污水處理廠工程項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告表 方案技術(shù)比較表項(xiàng) 目 UNITANK 池后加輔助化學(xué)除磷 氧化溝后加輔助化學(xué)除磷處理效果 好 好技術(shù)先進(jìn)性和成熟性 先進(jìn)且成熟 先進(jìn)且成熟動(dòng)力效率 高 較高能耗 較高 低操作、管理及維護(hù) 較復(fù)雜 簡(jiǎn)單運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和靈活性 高 高占地面積 稍大 小設(shè)備數(shù)量 較多 少設(shè)備閑置率 高 低對(duì)自控的要求 高 一般兩個(gè)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(yīng)池池型，因而具有良好的耐沖擊負(fù)荷能 力；同時(shí)可以保證池內(nèi)水力流態(tài)良好，避免死角；在技術(shù)上，氧化溝 方案處理效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)且成熟、動(dòng)力效率高，運(yùn) 轉(zhuǎn)可靠性和靈活性高，而且操作、管理及維護(hù)也較簡(jiǎn)單，國(guó)內(nèi)管理經(jīng) 驗(yàn)豐富。UNITANK 方案盡管技術(shù)先進(jìn)成熟，總占地面積稍小，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性 和靈活性高，但其設(shè)備閑置率較高，其設(shè)備價(jià)格及維修費(fèi)用相對(duì)較大， 運(yùn)行管理復(fù)雜。綜上所述， 氧化溝工藝在技術(shù)上有優(yōu)勢(shì)，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(guò)程中將產(chǎn)生大量的生物污泥，有機(jī)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(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告次污染。污泥處理要求如下：減少有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定化；減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費(fèi)用；減少污泥中有毒物質(zhì)；利用污泥中可用物質(zhì)，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(wàn) m3/d，且污水處理工藝采用生物脫氮降磷工藝，污泥齡較長(zhǎng)，污泥性質(zhì)較為穩(wěn)定，剩余污泥量較少， 可不進(jìn)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(gòu)筑物及設(shè)備，使投資增加。目前國(guó)內(nèi)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(dá)到 80％以下：方案一：污泥機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水方案二：污泥重力濃縮、機(jī)械脫水將兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，見(jiàn)表 。從表 可看出，兩個(gè)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(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告環(huán)境保護(hù)、確保出水水質(zhì)方面明顯優(yōu)于方案二。方案二采用重力濃縮 會(huì)出現(xiàn)污泥中磷的釋放，在污泥處理過(guò)程中會(huì)造成的磷的釋放，需要 設(shè)置專門的除磷池，從而使系統(tǒng)復(fù)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(jī)械濃縮、機(jī)械脫水方案。表 污泥濃縮、脫水方案比較表項(xiàng) 目主要構(gòu)建筑物主要設(shè)備方 案 一 機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水污泥貯泥池 濃縮、脫水機(jī)房 污泥堆棚污泥濃縮脫水機(jī) 加藥設(shè)備方 案 二 重力濃縮、機(jī)械脫水污泥濃縮池 脫水機(jī)房 污泥堆棚濃縮池、濃縮機(jī) 脫水機(jī) 加藥設(shè)備占地面積 小 大絮凝劑總用量 DS ≤DS對(duì)環(huán)境影響無(wú)大的污泥敞開(kāi)式構(gòu)筑物，對(duì) 周圍環(huán)境影響小污泥濃縮池露天布置，氣味難聞,對(duì) 周圍環(huán)境影響大總土建費(fèi)用 小 大設(shè)備費(fèi)用 稍高 一般投資 一般 一般剩余污泥中磷的釋放 無(wú) 有用水量（水費(fèi)） 小 大電費(fèi) 一般 小