【文章內(nèi)容簡介】 廠址選擇方案X湖景區(qū)屬于丘陵地帶，地勢起伏明顯，山頭數(shù)座，規(guī)劃項(xiàng)目均依山而建，《X湖旅游度假區(qū)總體規(guī)劃》中提出，在迎賓山莊西側(cè)、療養(yǎng)院東南角、老X鎮(zhèn)東南角新X鎮(zhèn)正南面，分別建設(shè)三個(gè)污水處理廠，是考慮到下列因素：有利于污水管道敷設(shè)，減少管道裸露，保持景區(qū)整體景觀；有利于借助地勢條件形成的污水自流重力，節(jié)約污管和泵房的投資，控制投資規(guī)模；景區(qū)各個(gè)地區(qū)污水量直接受到旅游季節(jié)性影響，有利于調(diào)節(jié)三個(gè)污水處理廠運(yùn)行效率，節(jié)約污水處理成本；三個(gè)地區(qū)污水處理系統(tǒng)自成一體，有利于尾水分段利用，降低再利用成本；有利于尾水就近排放，進(jìn)入農(nóng)田水利系統(tǒng)；不影響景區(qū)內(nèi)飲水源；符合防洪控制要求；規(guī)劃地點(diǎn)均為空地，具備建廠條件。近遠(yuǎn)期結(jié)合、全面規(guī)劃，布置上采用以一期為主，二期控制，并為遠(yuǎn)期規(guī)劃留有余地，分期逐步實(shí)施，更好地發(fā)揮投資效益。污水處理工藝選擇的原則：充分考慮景區(qū)排水水質(zhì)、水量變化較大，排放不均衡的特點(diǎn)及受納水體的環(huán)境容量與利用情況，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定，優(yōu)先采用操作管理維護(hù)簡便、低能耗、少占地的成熟處理工藝。積極慎重地采用經(jīng)實(shí)踐證明是行之有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備。污水處理廠出水水質(zhì)應(yīng)滿足國家和地方現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)。污水處理廠總平面布置應(yīng)緊湊合理，力爭土方平衡，減少占地和投資費(fèi)用。2污水處理廠(1)污水采用生物處理的方法是較經(jīng)濟(jì)的，但本工程要求在去除有機(jī)物的同時(shí)，達(dá)到脫N除P的效果，需對水質(zhì)進(jìn)行分析，確定是否需要投加化學(xué)藥劑方能達(dá)到處理目的，現(xiàn)將1/2污水廠進(jìn)水水質(zhì)配比指標(biāo)列表如下并予以分析。進(jìn)水水質(zhì)各污染物配比表(表44)項(xiàng)目BOD5/CODcrBOD5/TNBOD5/TP指標(biāo)17數(shù)值BOD5/CODcr：該指標(biāo)體現(xiàn)了污水的可生化程度，是決定工藝主體參數(shù)的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為BOD5/CODcr＞，BOD5/CODcr＜，BOD5/CODcr＜，本工程BOD5/CODcr=，可采用生物方法去除有機(jī)物。BOD5/TKN：該指標(biāo)反映反硝化過程碳源是否充足，是決定反硝化程度的主要指標(biāo)（總凱氏氮TKN包括氨氮及有機(jī)氮，不包括亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮, 而一般原污水中的亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮幾乎為零，所以本可研認(rèn)為TKN≈TN），BOD5/TKN＞4可認(rèn)為碳源充足，不須投加外碳源，本工程BOD5/TN=，反硝化時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)碳源不足，需在生物處理前保護(hù)碳源。BOD5/TP該指標(biāo)是反映生物除磷效果的主要指標(biāo)。較高的BOD5負(fù)荷可取得較好的除磷效果，一般認(rèn)為BOD5/TP=17是正常進(jìn)行生物除磷的低限。本工程BOD5/TP=26，可采用適當(dāng)?shù)纳锾幚沓住＞C上所述，本工程可采用生物處理工藝去除有機(jī)物和脫N除P。(2)生物脫N除P原理本工程要求去除BOD5等有機(jī)物的同時(shí)，進(jìn)行脫N除P，污水中各成份的比值也合適于采用生物處理方法。以下簡述去除有機(jī)物，磷、氨氮的主要影響因素，以確定污水處理需要的主要過程。1）有機(jī)物去除有機(jī)物可通過厭氧和好氧的生物處理過程，轉(zhuǎn)化成CO2或CH4和H2O而得以去除，部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為細(xì)菌或被細(xì)菌吸附通過污泥排出污水處理系統(tǒng)。本工程要達(dá)到BOD5≤20mg/L的排放要求，必須進(jìn)行充分的二級生物好氧處理，方可達(dá)到排放要求。有機(jī)物的去除程度主要受污水的可生化程度和反應(yīng)器好氧時(shí)間的影響，污水可生化程度越高，生物處理系統(tǒng)去除總碳的程度越高，另外，生物反應(yīng)器需要有足夠的好氧停留時(shí)間，出水才可以達(dá)到較低BOD5排出量。2）脫氮污水生物脫氮的基本原理：在好氧條件下通過硝化反應(yīng)將氨氮氧化為硝酸鹽氮，在缺氧條件下通過反硝化反應(yīng)將硝酸鹽氮還原成氣態(tài)氮從水中逸出。在硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的過程中，環(huán)境因素對它們的影響有很大區(qū)別，下面是各主要因素的影響。溶解氧,硝化反應(yīng)必須在好氧的條件下進(jìn)行，一般應(yīng)維持混合液的溶解氧濃度為2～3mg/L，～。溶解氧對反硝化反應(yīng)有很大影響，主要由于氧同硝酸鹽競爭電子供體，且抑制硝酸鹽還原酶的合成及其活性，因此系統(tǒng)中應(yīng)有缺氧區(qū)，才能保持反硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行。pH值,硝化反應(yīng)是消耗堿度的反應(yīng)，～，低于7時(shí)硝化速率明顯降低。反硝化反應(yīng)是產(chǎn)生堿度的反應(yīng)，～。碳源（BOD5）,，過高的有機(jī)負(fù)荷會(huì)影響氨向硝化菌的傳遞。反硝化反應(yīng)需要提供足夠的碳源（BOD5），一般認(rèn)為BOD5/TKN需大于4，否則會(huì)產(chǎn)生內(nèi)源反硝化反應(yīng)，反硝化菌減少，并會(huì)有NH3的產(chǎn)生。另外，易降解的有機(jī)物碳源有利于提高反硝化速率。污泥齡,保證連續(xù)穩(wěn)定的脫氮效果，必須保持一定量的硝化菌和反硝化菌，一般污泥齡應(yīng)大于10天。3）除磷除磷機(jī)理是某些細(xì)菌（如不動(dòng)桿菌、棒桿菌、假單胞菌等）交替地處于厭氧與好氧條件時(shí)，它們能在無氧的條件下吸收低分子有機(jī)物，同時(shí)將細(xì)胞原生質(zhì)中聚合磷酸鹽顆粒的磷釋放出來，提供必需的能量，在隨后好氧條件下，所吸收的有機(jī)物被氧化并提供能量，同時(shí)從污水中吸收超過其生長所需的磷，并以聚磷酸鹽的形式貯存起來，通過排放剩余污泥，將攝取過量磷的細(xì)菌排出系統(tǒng)，而獲得較好的除磷效果。影響除磷過程和效果的主要環(huán)境因素如下：溶解氧,在厭氧區(qū)必須控制嚴(yán)格的厭氧條件，既沒有分子態(tài)氧，也沒有如NO3的化合態(tài)氧，以保證系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)菌能吸收有機(jī)物，并釋放磷。其次是在好氧區(qū)中要供給充足的氧，以維持細(xì)菌的好氧呼吸，有效地吸收污水中的磷。BOD5負(fù)荷,較高的BOD5負(fù)荷可取得較好的除磷效果，一般認(rèn)為BoD5/TP需大于17。另外低分子易降解的有機(jī)物誘導(dǎo)磷釋放能力較強(qiáng)，當(dāng)磷的釋放較充分時(shí)，磷的攝取量也大。污泥齡生物脫磷系統(tǒng)主要是通過排除剩余污泥除磷，一般認(rèn)為泥齡越短的系統(tǒng)產(chǎn)生較多的剩余污泥，除磷效果較好。由上分析可得，本工程污水處理工藝要達(dá)到脫N除P的效果，必須有一個(gè)好氧段供有機(jī)物氧化和硝化反應(yīng)，一個(gè)缺氧或厭氧段供反硝化反應(yīng)，一個(gè)厭氧段供磷的釋放。因此，本工程污水處理工藝可定為具有厭氧、缺氧和好氧的二級生物處理工藝。依靠單純的生物處理工藝，需投加化學(xué)藥劑協(xié)同沉淀除磷。3污水處理廠污水處理廠工藝的選擇是根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)情況和出水水質(zhì)要求并結(jié)合以上原則來確定的。從進(jìn)廠污水水質(zhì)情況看，BOD5／CODcr=，污水可生化性較好，只要嚴(yán)格控制有毒有害物質(zhì)進(jìn)入污水廠，污水處理廠的正常運(yùn)行是有保障的。從污染物要求達(dá)到的去除率來看，％，BOD；％，SS去除率不低于95%，%，%。結(jié)合國內(nèi)外污水廠運(yùn)行的實(shí)例，要實(shí)現(xiàn)上述污染物質(zhì)的去除率，采用生化處理是可以實(shí)現(xiàn)的，而且也是目前國內(nèi)外普遍采用的。不僅投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便，更主要的是處理效果較穩(wěn)定，因此3污水處理廠污水處理采用生化處理為核心工藝。生化處理工藝有多種類型，選擇何種處理工藝是污水處理廠設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，處理工藝選擇是否合適不僅關(guān)系到污水處理廠的處理效果，而且還將影響工程的投資、運(yùn)行穩(wěn)定性、運(yùn)行費(fèi)用和管理等方面。因此，必須根據(jù)國情和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對生化處理工藝進(jìn)行慎重選擇，以獲得最佳處理效果。對于本工程，主要是去除BODCODcr、NH3N、SS、P等污染物。 具備上述功能并在實(shí)踐中證明運(yùn)行效果較好的活性污泥工藝主要有 氧化溝法、SBR類及其變型工藝、AB法、生物濾池法(BAF工藝)等，以上工藝是建設(shè)部、國家環(huán)?？偩帧⒖萍疾柯?lián)合制定的《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》中，10萬m3／d以下城鎮(zhèn)污水處理推選工藝。 ，應(yīng)用于城市污水處理的生物脫N除P工藝按照構(gòu)筑物的組成形式、運(yùn)行性能以及運(yùn)行操作方式的不同，可分為懸浮型活性污泥法和固著型生物膜法兩大類，懸浮型活性污泥法污水處理工藝主要有三個(gè)系列：氧化溝系列、A/O系列、序批式反應(yīng)器（SBR）系列。各個(gè)系列不斷地發(fā)展、改進(jìn)，形成了目前比較典型的工藝有：SBR工藝、A/O(缺氧/好氧)、A2/O(厭氧/缺氧/好氧)、氧化溝等等。在上述三個(gè)系列工藝中，從處理效果來看，均可滿足處理要求。但每種使用范圍和應(yīng)用的邊界條件也存在一定的差異。具體到本工程項(xiàng)目，應(yīng)充分考慮技術(shù)的先進(jìn)性，對污水水質(zhì)、水量的適應(yīng)性、投資的合理性，運(yùn)行的穩(wěn)定性等綜合影響因素。對于本污水廠來說，其特點(diǎn)是用地面積小，水量增長緩慢，按照污水量預(yù)測結(jié)論，需要采用緊湊型、運(yùn)行調(diào)度靈活、可耐較大沖擊負(fù)荷的污水處理工藝。根據(jù)近年來國內(nèi)外專家的論證與實(shí)際工程的運(yùn)行情況，SBR和氧化溝工藝都是公認(rèn)的高效、簡化污水處理工藝，是中小型污水廠的首選工藝。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，我們選用SBR的改良型工藝CASS工藝作為比選方案之一，選用Carrousel A2/C氧化溝工藝作為比選方案之二。Carrousel A2/C氧化溝工藝介紹(方案一)Carrousel氧化溝工藝是60年代后期由荷蘭DHV公司研制成功的，Carrousel A2/C氧化溝由厭氧池、缺氧池和好氧池三部分組成，厭氧池、缺氧池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢杵?，保持污泥懸浮狀態(tài)，好氧池內(nèi)設(shè)立式表曝機(jī)充氧。Carrousel氧化溝主要采用特殊設(shè)計(jì)的立式低速表曝氣機(jī)作為主要設(shè)備，表曝氣機(jī)可以保證足夠的混合液渠道流速，使進(jìn)水與活性污泥混合后，將混合液從上游經(jīng)曝氣區(qū)推進(jìn)到下游，并不停地循環(huán)流動(dòng)。在曝氣區(qū)，混合液與原水利到徹底的混合。由于水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，經(jīng)過多年的研究改進(jìn)，Carrousel氧 化溝已有了很大的發(fā)展，這些新的發(fā)展使Carrousel氧化溝提高了處理效 率．降低了運(yùn)行費(fèi)用。改進(jìn)了活性污泥的性能，同時(shí)根據(jù)對出水水質(zhì)的要 求，可增加除磷脫氮的功能。Carrousel氧化溝工藝，在氧化溝上游設(shè)置選擇池，防止污泥膨脹， 并將活性污泥回流其中，使其充分混合，從而使污水中的有機(jī)物得到有效 去除。A2/C池平面布置圖如下圖所示。Carrousel A2/C氧化溝簡圖（①潛水?dāng)嚢杵鳎趦?nèi)回流泵，③立式表曝機(jī)）與其他污水處理工藝相比，Carrousel A2/C氧化溝工藝具有如下特點(diǎn)：（1）有極強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷的能力，通過曝氣區(qū)的完全混合作用，使污水得到最大程度的稀釋，在正常的設(shè)計(jì)流速下，渠道中混合液的流量是進(jìn)水流量的50～100倍，池中的混合液平均每5～20分鐘完成一次循環(huán)，這種流型不但可以防止短流，而且還通過完全混合作用產(chǎn)生很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。（2）在渠道中得到推流式模型的某些特征，這樣帶來的好處之一是經(jīng)過曝氣的污水在流到出水堰時(shí)會(huì)形成良好的混合液生物絮凝體，這種絮凝體可以提高二沉池內(nèi)的污泥沉降速度及澄清效果。（3）Carrousel氧化溝的曝氣設(shè)備單機(jī)容量大，設(shè)備數(shù)量少，運(yùn)行管理方便。（4）傳氧效率高，盡管分散到整個(gè)曝氣池后的動(dòng)力密度比較低，但Carrousel表曝機(jī)實(shí)際上是在局部區(qū)域內(nèi)工作，其局部動(dòng)力密度非常高（約為105～158kW/1000m3），經(jīng)驗(yàn)表明，動(dòng)力密度越高，傳氧效率越高。Carrousel工藝最大限度地利用了這一原理，（電機(jī)功率）。（5）Carrousel系統(tǒng)具有很強(qiáng)的輸入動(dòng)力調(diào)節(jié)能力，而且在調(diào)節(jié)過程中不損失其混合攪拌的功能，節(jié)能效果明顯，特別是新建的污水廠，往往在設(shè)計(jì)運(yùn)行年限內(nèi)的部分時(shí)間里都達(dá)不到設(shè)計(jì)流量，如果不采取一些措施降低運(yùn)行動(dòng)力，就會(huì)造成很大的浪費(fèi)。（6）Carrousel的工藝設(shè)計(jì)可以使表曝機(jī)的數(shù)量達(dá)到最少，從而減少了設(shè)備投資和安裝費(fèi)用。（7）Carrousel系統(tǒng)設(shè)備的管理維護(hù)工作量很少，曝氣機(jī)只是每年更換一次減速箱機(jī)油，聯(lián)軸器加兩次潤滑油。目前世界上已有多座Carrousel氧化溝投入運(yùn)行，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及各 行各業(yè)的污水、廢水處理，處理規(guī)模從400 m3／d到113萬m3／d不等。我國已有10余座污水處理廠(站)采用些工藝，并有快速發(fā)展的勢頭。廣東中山中嘉污水處理廠總設(shè)計(jì)規(guī)模30萬m m3／d，一期工程10萬m m3／d已投入使用，采用的便是Carrousel氧化溝除磷脫氮工藝。其BOD5去除率可達(dá)到90％以上，脫氮效率可達(dá)70％以上，除磷率可達(dá)60％以上。CASS工藝介紹（方案二）CASS(Cyclic　Activated　Sludge　System)工藝全稱為循環(huán)式活性污泥法，是SBR系列中的CAST和ICEAS工藝的改良型，它集曝氣、沉淀、排水于一體，省去了初沉池、二沉池，是一種結(jié)構(gòu)形式簡單，運(yùn)行方式靈活多變，空間上完全混合，時(shí)間上理想推流的污水生物處理方法。（一）CASS工藝的循環(huán)運(yùn)行操作過程和CASS池平面布置圖如圖所示。CASS工藝的循環(huán)操作過程（①生物選擇區(qū)，②兼氧區(qū)，③主反應(yīng)區(qū)）CASS平面布置示意圖（二）CASS工藝的特點(diǎn)CASS工藝是以生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及合理的水力條件為基礎(chǔ)而開發(fā)的一種新的廢水處理工藝，具有以下幾個(gè)方面的特征和優(yōu)點(diǎn)。1）在反應(yīng)器入口處設(shè)一生物選擇區(qū)，并進(jìn)行污泥回流，保證了活性污泥不斷地在生物選擇區(qū)中經(jīng)歷了一個(gè)高絮體負(fù)荷（S0/X0）階段，從而有利于系統(tǒng)中絮凝性細(xì)菌的生長并提高污泥活性，使其快速地去除廢水中溶解性易降解基質(zhì)，進(jìn)一步有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖。這使得CASS工藝的運(yùn)行不取決于污水處理廠的進(jìn)水情況，可以在任意進(jìn)水速率并且反應(yīng)器在完全混合條件下運(yùn)行而不發(fā)生污泥膨脹。2）良好的污泥沉淀性能。CASS反應(yīng)池中的混合液污泥濃度在最大水位時(shí)與傳統(tǒng)的定容活性污泥法系統(tǒng)基本相同，由于曝氣結(jié)束后的沉降階段中整個(gè)池子面積均可用于泥水分離，其固體通量和泥水分離效果要優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。曝氣階段結(jié)束后混合液中殘余的能量用于沉淀初期的絮凝作用，又可進(jìn)一步強(qiáng)化絮凝沉降的效果。3）可變?nèi)莘e的運(yùn)行提高了對水質(zhì)、水量波動(dòng)的適應(yīng)性和操作運(yùn)行的靈活性。4）良好的脫N除P性能。CASS工藝在不設(shè)缺氧混合階段的條件下，能曝氣階段創(chuàng)造條件有效地進(jìn)行硝化和反硝化。另外，非曝氣階段沉淀污泥床也有一定的反硝化作用，通過污泥回流帶回生物選擇區(qū)的部分硝酸鹽氮也將得到反硝化，從而使系統(tǒng)有良好的脫氮效果。CASS工藝使活性污泥不斷地經(jīng)過好氧和厭氧的循環(huán)，有利于聚磷菌在系統(tǒng)中的生長和累積，而生物選擇區(qū)中活性污泥（微生物）能通過快速酶去除機(jī)理吸附和吸收大量