【文章內(nèi)容簡介】 、NH 4+N ≤ 5 mg/L、TP ≤ mg/L和pH 6~9） 中小城鎮(zhèn)污水處理的主要問題 [10]污水處理規(guī)劃欠科學。污水排水體制不合理，污水收集困難。5 污水水量規(guī)模較小，水量和水質(zhì)波動大，缺乏適應小城鎮(zhèn)特點的系列化污水處理技術(shù)。缺少運行管理經(jīng)驗、設計規(guī)范與政策法規(guī)。缺少標準化、系列化的處理設備。污泥最終處置往往不落實。 工藝比選 中小城鎮(zhèn)污水處理工藝的選擇原則 [8] 根據(jù)進水水質(zhì)組成和濃度選擇經(jīng)濟有效地小城鎮(zhèn)污水和污泥處理流程；綜合考慮污水廠規(guī)模、當?shù)貧夂颉⒌刭|(zhì)地形、經(jīng)濟條件等。 中小城鎮(zhèn)采用的污水處理工藝應具備下述特點基建投資省,運行費用低,節(jié)能降耗明顯,基本上不投加藥劑或投加藥劑量很少,污泥產(chǎn)量少。處理工藝具有較強的耐沖擊負荷能力,去除效率高；工藝簡便易行,運行穩(wěn)定,維護管理方便,利用當?shù)匦〕擎?zhèn)現(xiàn)有的技術(shù)與管理力量就能滿足設施正常運行的需要。處理工藝具有一定的靈活性,能較好地適應現(xiàn)階段達標處理排放要求與未來考慮進行再生利用需要變化等。 小城鎮(zhèn)污水處理廠常用工藝介紹 傳統(tǒng) SBR 工藝 SBR工藝是序批式活性污泥法，它的基本特征是在一個反應池中完成污水的生化反應、沉淀、排水、排泥。6優(yōu)點： 流程十分簡單，管理方便 合建式，占地省。 有脫氮除磷功能，處理效果較好缺點： 對自控要求高 變水位運行，電耗增大 脫氮除磷效率不太高 CASS 工藝CASS 整個工藝為一間隙式反應器,在此反應器中活性污泥法過程按曝氣和非曝氣階段不斷重復,將生物反應過程和泥水分離過程結(jié)合在一個池子中進行。CASS 工藝與 SBR 的區(qū)別在于 CASS 工藝為連續(xù)進水，而 SBR 為間斷進水。因此，在池子結(jié)構(gòu)上前者分為 2 個區(qū)，中間設置了隔墻，而后者只有一個反應池。因此，在廢水排放為連續(xù)和半連續(xù)時，CASS 工藝更適應。從 CASS 工藝投入運行的實例分析,該工藝與其他工藝相比具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。首先，建設費用低，比普通曝氣法省 25%，無初沉池、二沉池；其次,占地面積少,比普通曝氣法省 20%～30%；另外，運行費用低，自動化程度高，管理方便，脫氮除磷不需要另加藥劑，運行費用省 25%左右。 氧化溝工藝氧化溝是活性污泥法的發(fā)展，溝中的活性污泥以污水中的有機物作為食料，使其降解、無機化。在氧化溝系統(tǒng)中，通過轉(zhuǎn)刷（或轉(zhuǎn)盤和其他機械曝氣設備） ，使污水和混合液在環(huán)狀的渠內(nèi)循環(huán)流動，依靠轉(zhuǎn)刷推動污水和混合液流動以及進行曝氣。優(yōu)點：7 對中小型污水廠投資較省，成本較低 改良型氧化溝脫氮效果好 流程簡單，管理方便缺點： 除磷需另設厭氧池 分建式，池深較小，占地面積較大 機械曝氣，設備數(shù)量較多 A2/O 工藝 AAO 工藝，亦稱 A2/O 工藝，是英文 AnaerobicAnoxicOxic 第一個字母的簡稱，按實質(zhì)意義來說，本工藝稱為厭氧—缺氧—好氧法。本法是在 70 年代，由美國的一些專家在厭氧—好氧（AnO）法脫氮工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的，其宗旨是開發(fā)一項能夠同步脫氮除磷的污水處理工藝。A 2/O 工藝由厭氧段和好氧段組成，兩段可以分別建也可以合建，合建時兩段應該以隔板隔開。厭氧池中必須嚴格控制厭氧條件，使其既無分子態(tài)氧，也無 NO3等化合態(tài)氧，厭氧段水力停留時間為 1～2h。好氧段結(jié)構(gòu)型式與普通活性污泥法相同，且要保證溶解氧不低于 2mg/L，水力停留時間 2～4 小時。優(yōu)點： 在厭氧的好氧交替運行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，污泥不易膨脹。 基建費用低，具有較好的脫氮、除磷功能。 具有改善污泥沉降性能，減少污泥排放量。 具有提高對難降解生物有機物去除效果，運轉(zhuǎn)效果穩(wěn)定。 技術(shù)先進成熟，運行穩(wěn)妥可靠。 管理維護簡單，運行費用低。 國內(nèi)工程實例多，工藝成熟，易獲得工程管理經(jīng)驗。8缺點： 污泥膨脹， 污泥上浮 泡沫問題 工藝比選 [10] 氧化溝和SBR的比選中、小型城鎮(zhèn)污水處理廠的優(yōu)選工藝是氧化溝和SBR,它們的共同特點是：（1）去除有機物效率很高，有的還能脫氮除磷。（2）處理設施簡單，管理方便，通常不設初沉池和污泥消化池，操作管理大大簡化；在100000m179。/d規(guī)模以下，氧化溝和SBR的基建費用明顯低于普通活性污泥法。（3）氧化溝和SBR工藝的抗沖擊負荷能力比常規(guī)活性污泥法好得多，這對于水質(zhì)、水量變化較大的中小型污水處理廠有利。氧化溝和SBR工藝有很多共同特點，也有各自的適用性：（1） 從基建投資看，SBR是合建式，一般費用低于氧化溝，而設備費比氧化溝高。總造價視具體情況而定，進水BOD濃度較高，反應容積與沉淀容積的比值較高時，對氧化溝有利。（2） 氧化溝工藝是連續(xù)運行，不要求自動控制；SBR需要自動控制，對自控設備的要求比較高。（3） SBR工藝由于采用合建式，不需要設置二沉池，同時由于采用微孔曝氣，可以采用的水深一般為46m，比一般氧化溝的水深要深，因此在同樣的負荷條件下，SBR工藝占地面積小。綜合上述比較，選擇氧化溝工藝較合理。9 氧化溝工藝的選擇目前在中、小城鎮(zhèn)污水處理廠中應用較為廣泛的是Carrousel氧化溝、Orbal氧化溝以及三溝式氧化溝。Orbal氧化溝 奧貝爾氧化溝工藝處理效果好， 運行穩(wěn)定，操作簡單， 對有機物去除率較高， 氨氮的去除率也較高，但除磷效果較差。在結(jié)構(gòu)上由內(nèi)到外分別形成厭氧、缺氧、好氧三個區(qū)域，采用轉(zhuǎn)碟曝氣。由于內(nèi)溝（好氧區(qū)）到中溝（缺氧區(qū)）之間沒有回流設施，所以總的脫氮效率較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設備，不可避免地帶入相當數(shù)量的溶解氧，使得除磷效率較差。三溝式氧化溝 三溝式氧化溝屬于交替運行式氧化溝，由三條同容積的溝槽串聯(lián)組成，兩側(cè)的池子交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子一直作為曝氣池。原污水交替地進入兩側(cè)的池子，處理出水則相應地從作為沉淀池的池中流出，這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率，另外也有利于生物脫氮。三溝式氧化溝流程簡潔，具有生物脫氮功能。但由于沒有專門的厭氧區(qū)，生物除磷效果較差，而且由于交替運行，總的容積利用率較低，約為55%，設備總數(shù)量多，利用率低。 Carrousel2022氧化溝 Carrousel氧化溝是一個多溝串聯(lián)的系統(tǒng)，該種形式氧化溝以去除BOD。為主要目的，并具有一定的脫氮除磷效果。改良型Carrousel2022氧化溝則是針對排放標準對氮、磷的嚴格要求發(fā)展起來的具有脫氮除磷作用的工藝，它在傳統(tǒng)的Carrousel氧化溝前增加厭氧池和缺氧池。原水和二沉池回流污泥在厭氧池中攪拌混合，在厭氧池內(nèi)完成聚磷菌釋磷和部分脫氮反應。厭氧池后緊接缺氧池，好氧池混合液回流到缺氧池，污水在微生物作用下進一步完成脫氮反應。而后污水進入好氧池，充分實現(xiàn)脫氮、吸磷和降碳作用。在好氧池內(nèi)，靠近曝氣器的下游和上游段分別形成富氧和缺氧的環(huán)境，這不僅利于生物凝聚，還可抑制絲狀10菌繁殖，有效避免活性污泥膨脹。隨著各國對環(huán)境要求越來越高，污水脫氮除磷標準也越來越嚴，傳統(tǒng)的卡魯賽爾氧化溝已經(jīng)不能適應，于是又開發(fā)了Carrousel2022工藝。Carrousel2022工藝的作用原理：厭氧區(qū) 在沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件下，兼性細菌將溶解性BOD 轉(zhuǎn)化成低分子發(fā)酵產(chǎn)物，生物聚磷菌將優(yōu)先吸附這些低分子發(fā)酵產(chǎn)物，并將其運送到細胞內(nèi)、同化成胞內(nèi)碳源存貯物，所需能量來源于聚磷和細胞內(nèi)糖的水解，并導致磷酸鹽的釋放．經(jīng)厭氧狀態(tài)釋放磷酸鹽的聚磷菌在好氧狀態(tài)下具有很強的吸磷能力，吸收、存貯超出生長需求的磷量，并合成新的聚磷菌細胞產(chǎn)生富磷污泥，通過剩余污泥的排放將磷從系統(tǒng)中除去．泥水混合液在厭氧區(qū)的停留時間一般為1～ h（釋磷量就已達到可釋磷總量的85%左右） ，過長的厭氧停留時間可導致沒有低分子發(fā)酵產(chǎn)物的磷釋放，使得碳源貯存量不足，不能在好氧區(qū)產(chǎn)生足夠的能量來吸收所有釋放的磷．對一般城市生活污水(BOD/TP≥20～25 mg/L、出水磷濃度≤ mg/L)， h 就可以。 缺氧區(qū) 泥水混合液由厭氧區(qū)進入Carrousel 2022 型氧化溝的前置缺氧區(qū)，一部分聚磷菌利用后續(xù)工藝的混合液（內(nèi)回流帶來的）中硝酸鹽作為最終電子受體以分解細胞內(nèi)的PHB（聚β 羥基丁酸） ，產(chǎn)生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同時反硝化菌利用內(nèi)回流帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解的有機物進行反硝化，達到部分脫碳、脫硝與除磷的目的．缺氧區(qū)容積包括脫硝、除磷2 部分． （1）除磷所需容積．在缺氧條件下聚磷菌吸收磷的速度大于好氧區(qū)的速度，為充分利用該有利條件，～ h． （2）脫硝所需容積．缺氧區(qū)反硝化菌利用污水中的有機物作反硝化碳源，但其快速生物降解有機物在厭氧區(qū)已被利用，而在缺氧區(qū)所能利用的大部分有機物只能是慢速生物降解有機物，通過反硝化速率確定的混合液MLVSS濃度及要去除的NO3N 量，可確定脫硝所需容積。11 氧化溝 氧化溝兼有推流型和完全混合型反應池兩者的特性，完成1 次循環(huán)所需時間為5～20 min，而總的停留時間卻很長。氧化溝中有好氧、缺氧交替出現(xiàn)的區(qū)域，具有硝化、生物除磷、反硝化的條件。在氧化溝好氧區(qū)聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有機物外，主要是分解體內(nèi)貯積的PHB，產(chǎn)生的能量可供自身生長繁殖，此外還可主動吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)超量貯積．在剩余污泥中含有大量能超量聚磷的聚磷菌，大大提高了改良氧化溝系統(tǒng)的除磷效果． Carrousel2022氧化溝除了具有一般氧化溝的特點外，還有以下特點：采用葉輪曝氣，單臺功率可達160KW，這就減少了設備臺數(shù)，便于維護管理。由于曝氣設備攪拌能力強，溝深可達5m以上，有利于減少占地和保持水溫。運行管理十分方便，一般不需要自動控制。改良型Carrousel2022氧化溝不但具有良好的脫氮除磷效果，在節(jié)能降耗方面也具有明顯優(yōu)勢。氧化溝對于維持循環(huán)僅需克服沿程和彎道的水頭損失，因而可比其他系統(tǒng)以低得多的整體功率密度來維持混合液流動和活性污泥懸浮狀態(tài)。氧化溝平面設計 [11]見圖21，工藝流程設計見圖22。12圖21 改良型Carrousel氧化溝平面設計 工藝 設計 格柵 本 污 水 處 理 廠 設 置 粗 、 細 兩 道 格 柵 。 格 柵 的 主 要 作 用 是 將 污 水 中 的 大 塊 污 物 攔 截 ， 以 免 其 對 后 續(xù) 處 理 單 元造 成 損 害 。本設計中粗格柵采用 GH 型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機，細格柵采用采用 TGS 1000 回轉(zhuǎn)式格柵。 調(diào)節(jié)池設置調(diào)節(jié)池的目的一般工企業(yè)排出的廢水，水質(zhì)、水量、酸堿度或溫度等水質(zhì)指標隨排水時間大幅度波動，中小型工廠的水質(zhì)水量的波動更大。為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設備的正常運行，絮對廢水的水量和水質(zhì)進行調(diào)解。調(diào)節(jié)池的作用一般來說，調(diào)節(jié)池具有下列作用：（1） 減少或防止沖擊負荷對設備的不理影響；（2）使酸性廢水和堿性廢水得到中和，使處理過程中 pH 值保持穩(wěn)定；（3）調(diào)節(jié)水溫；13（4）當處理設備發(fā)生故障時，可起到臨時的事故貯水池的作用；（5）集水作用，調(diào)節(jié)來水量和抽水量之間的不平衡，避免水泵啟動過分頻繁。（6）保證后續(xù)的構(gòu)筑物有較為穩(wěn)定的水質(zhì)水量和適宜微生物的 pH 值。調(diào)節(jié)池的分類 調(diào)節(jié)池分為：水量調(diào)節(jié)池、水質(zhì)調(diào)節(jié)池。（1） 水量調(diào)節(jié)池圖 22 水量調(diào)節(jié)池水量調(diào)節(jié)池是一座變水位的儲水池，來水重力流，出水用水泵抽，儲存盈余，補充短缺。（2） 水質(zhì)調(diào)節(jié)池圖 23 水質(zhì)調(diào)節(jié)池 通過改變出水路程實現(xiàn)水質(zhì)的均勻。除此還可以用水泵、機械、空氣攪拌方法使水質(zhì)達到均衡。除此之外，還可按作用分為：均質(zhì)池，水量緩沖池，均質(zhì)均量池。14調(diào)節(jié)池的選擇（1） 水質(zhì)調(diào)節(jié)池的特點：優(yōu)點：不僅可以調(diào)節(jié)水量，而且對水質(zhì)也有明顯的調(diào)節(jié)均衡作用，且有一定預處理效果。缺點：投資成本更大，維持運營較水量調(diào)節(jié)池復雜。（2） 水量調(diào)節(jié)池的特點：優(yōu)點：投資成本小，施工及維持運營更為簡單方便。缺點：對水質(zhì)調(diào)節(jié)不夠明顯，不能滿足一些水質(zhì)變化比較大的污水水質(zhì)調(diào)節(jié)。 根據(jù)該城鎮(zhèn)污水水質(zhì)與水量的特點，以及參考投入成本與施工運營等各方面因素，本設計采用水量調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池容量設計調(diào)節(jié)池的容量取決于日排水量及排水量的變化規(guī)律，對于不同功能的構(gòu)筑物，日排水量及其排水規(guī)律有很大差異，根據(jù)日本（JISA33021988）標準不同用途建筑物合并處理凈化槽（即小型生活污水處理裝置）服務人數(shù)建設標準”計算，部分公共建筑每 100 立方米建筑面積每日污水標準如下（噸）：公共住宅 ，影劇院 ，賓館 ，飲食店 1126，辦公樓 ，集體宿舍 。在設計前已具備準確的污水量和水量變化曲線情況下，可用圖解法求得理論調(diào)節(jié)容積，國內(nèi)對各種建筑物的污水處理量及變化規(guī)律還沒有準確的實地調(diào)查數(shù)據(jù)，故目前一般按平均小時流量的倍數(shù)即調(diào)節(jié)池停留時間的經(jīng)濟值只來確定調(diào)解池容積（本次設計即采用此方法）。 也可按下式計算調(diào)節(jié)池容積 V： V=（Q/TKQ/24）T V——設計污水量（m3/d）；T——建筑物排水時間（h/d）；K——流量調(diào)節(jié)比 沉砂池15