【文章內(nèi)容簡介】 含聚磷菌的回流污泥與污水混合后，在初始階段出現(xiàn)磷的有效釋放，隨著時間的延長，污 水中的易降解有機(jī)物被耗完以后，雖然吸收和貯存有機(jī)物的過程基本上已經(jīng)停止，但微生物為了維持基礎(chǔ)生命活動，仍將不斷分解聚磷，并把分解產(chǎn)物（磷）釋放出來，雖然此時釋磷總量不斷提高，但單位釋磷量所產(chǎn)生的吸磷能力隨無效釋放量的加大而降低。一般來說，污水污xx 市 xx 污水處理廠及配套管網(wǎng)收集系統(tǒng)一期工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目投標(biāo)文件 第一篇 工程可行行研究大綱 17 泥混合液經(jīng)過 2 小時厭氧后，磷的釋放已甚微，在有效釋放過程中，磷的釋放量與有機(jī)物的轉(zhuǎn)化量之間存在著良好的相關(guān)性，在有效釋放過程中，磷的厭氧釋放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厭氧釋放 1mgP，在好氧條件下可吸收 ～ mgP，厭氧時間加長，無效釋放逐漸增加，平 均厭氧釋放 1mgP，所產(chǎn)生的好氧吸磷能力將降至 1mgP 以下，甚至達(dá)到 。因此，生物除磷并非厭氧時間越長越好，同時在運(yùn)行管理中要盡量避免 pH 的沖擊，否則除磷能力將大幅度下降，甚至完全喪失，這主要是由于 pH 降低時，會導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能損壞，細(xì)胞內(nèi)聚磷在酸性條性下被水解，從而導(dǎo)致磷的快速釋放。 在生物除磷系統(tǒng)中，由于存在磷的厭氧釋放，出水含磷量難以達(dá)到較低值。一般若要求出水 TP 達(dá)到 ，需增加后續(xù)化學(xué)除磷設(shè)施。本工程要求出水 TP≤ ，采用生物除磷不能使出水 TP 穩(wěn)定達(dá)到 ，須輔以化學(xué)除磷。 工藝方案的比較 污水 處理工藝的選擇是根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)情況和出水水質(zhì)要求來確定的，根據(jù)上述 章節(jié)分析，本工程采用生化處理，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。近幾年，由于大量化學(xué)用劑大量用于日常生活，城鎮(zhèn)污水中的氮磷含量大大超標(biāo)，對自然水體 造成嚴(yán)重的污染，在《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對氮 磷的排放指標(biāo)也做了規(guī)定 。因此，本次污水處理廠的工藝必須具有良好的除磷脫氮效果。 根據(jù)類似污水處理工程的工藝結(jié)合本工程的實(shí)際情況，采用二級強(qiáng)化處理（既能 去污水中含碳有機(jī)物，也能脫氮除磷的二級處理）工藝，選用 AAO 法同步脫氮除磷工藝、氧化溝工藝和 CASS 工藝進(jìn)行方案比較。 AAO 法同步脫氮除磷工藝 AAO 法同步脫氮除磷工藝，即厭氧 缺氧 好氧工藝，是 20 世紀(jì) 70 年代同美國學(xué)者 Barnard 在 AO 工藝基礎(chǔ)上開發(fā)的三段生物脫氮除磷技術(shù)。該工藝根據(jù)活性污泥微生物在完成硝化、反硝化以及生物除磷過程對環(huán)境條件要求的不同，xx 市 xx 污水處理廠及配套管網(wǎng)收集系統(tǒng)一期工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目投標(biāo)文件 第一篇 工程可行行研究大綱 18 將不同的池子區(qū)域分別設(shè)置厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)。 AAO 工藝應(yīng)用較為廣泛，歷史較長，已積累有一定的 設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過精心的控制和調(diào)節(jié)，一般可以獲得較好的除磷脫氮效果，出水水質(zhì)較穩(wěn)定，在國內(nèi)外的污水處理工程中常有采用。但 AAO 工藝也有一定的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)為： （ 1）污泥回流需用泵提升； （ 2）生物池和二沉池單獨(dú)設(shè)置，占地面積較大； （ 3）抗沖擊負(fù)荷的能力不如 SBR 工藝和氧化溝工藝。 氧化溝工藝 目前在國內(nèi)外較為流行的氧化溝有：卡羅塞爾氧化溝、奧伯爾氧化溝、雙溝式氧化溝、三溝式氧化溝。 氧化溝是活性污泥法的一種改進(jìn)型，具有除磷脫氮功能，其曝氣池為封閉的溝渠，廢水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動，因此氧化溝又名“連續(xù)循環(huán)曝氣法”。過去由于其曝氣裝置動力小，使池深及充氧能力受到限制，導(dǎo)致占地面積大，土建費(fèi)用高，使其推廣及運(yùn)用受到影響。近十年來由于曝氣裝置的不斷改進(jìn)、完善及池形的合理設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了氧化溝過去的缺點(diǎn)。 卡羅塞爾氧化溝是荷蘭 DHV 公司開發(fā)的。該工藝在曝氣渠道端部裝有低速表面曝氣機(jī)。在曝氣渠內(nèi)用隔板分格，構(gòu)成連續(xù)渠道。表曝機(jī)把水流推向曝氣區(qū)，水流連續(xù)經(jīng)過幾個曝氣區(qū)后經(jīng)堰口排出。為了 保證溝中流速，曝氣渠的幾何尺寸和表曝機(jī)的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的， DHV 公司往往要通過水力模型才能確定工程設(shè)計(jì)。最近 DHV 公司又開發(fā)了卡羅塞爾 2020 型，把厭氧 /缺氧 /好氧與氧化溝循環(huán)式曝氣渠巧妙的結(jié)合起來，改變了原調(diào)節(jié)性差，除磷脫氮效果低的缺點(diǎn)，但水力設(shè)計(jì)更為復(fù)雜?？斎麪栄趸瘻系娜秉c(diǎn)是池深較淺，一般為 ，占地面積大，土建費(fèi)用高。也有將卡羅塞爾氧化溝池深設(shè)計(jì)為 6m 或更深的情況，但需采用潛水推流器提供額外動力。 雙溝式（ DE 型）氧化溝和三溝式（ T 型）氧化溝是丹麥克魯格公司開發(fā)的。DE 型氧化溝為雙溝組成，氧化 溝與二沉池分建，有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)， DE 型xx 市 xx 污水處理廠及配套管網(wǎng)收集系統(tǒng)一期工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目投標(biāo)文件 第一篇 工程可行行研究大綱 19 氧化溝可按除磷脫氮（或脫氮）等多種工藝運(yùn)行。雙溝式氧化溝是由兩個容積相同，交替進(jìn)行的曝氣溝組成。溝內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)刷和水下攪拌器，實(shí)現(xiàn)硝化過程，由于周期性的變換進(jìn)、出水方向（需啟閉進(jìn)出水堰門）和變換轉(zhuǎn)刷和水下攪拌器的運(yùn)行狀態(tài)，因此必須通過計(jì)算機(jī)控制操作，對自控要求較高。三溝式氧化溝集曝氣沉淀于一體，工藝更為簡單。三溝交替進(jìn)水，兩外溝交替出水，兩外溝分別作為曝氣或沉淀交替運(yùn)行，不需設(shè)二沉池及污泥回流設(shè)備，同 DE 型氧化溝相同，需要的自動化程度高。由于這兩種氧化溝采用轉(zhuǎn)刷曝氣， 池深較淺，占地面積大。雙溝式和三溝式由于各溝交替進(jìn)行，明顯的缺點(diǎn)是設(shè)備利用率低，三溝式的設(shè)備利用率只有 58%，設(shè)備配置多，使一次性設(shè)備投資大。 奧伯爾（ orbal）氧化溝是氧化溝類型中的重要形式，此法起初是由南非的休斯曼構(gòu)想，南非國家水研究所研究和發(fā)展的，該技術(shù)轉(zhuǎn)讓給美國的 Envirex 公司后得到的不斷的改進(jìn)及推廣應(yīng)用。 奧伯爾氧化溝是橢圓型的，通常有三條同心曝氣渠道（也有兩條或更多條渠道）。污水通過淹沒式進(jìn)水口從外溝進(jìn)入，順序流入下一條渠道，由內(nèi)溝道排出。 奧伯爾氧化溝具有同時硝化、反硝化的特性，在氧化溝 前面增加一座厭氧選擇池，便構(gòu)成了生物除磷脫氮系統(tǒng)。污水和回流污泥首先進(jìn)入?yún)捬踹x擇池，停留時間約 1 小時，在厭氧池中完成磷的釋放，并改善污泥的沉降性，然后混合液進(jìn)入氧化溝進(jìn)行硝化、反硝化，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮。 奧伯爾氧化溝的缺點(diǎn)是池深較淺，一般為 左右，占地面積較大，因?yàn)槌匦蜑闄E圓型，對地塊的有效利用較差。 綜上所述，氧化溝因具有池深淺，占地面積大的缺點(diǎn)，又因采用表面曝氣，具有能耗大，經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用高的缺點(diǎn)。 CASS 工藝 CASS工藝是于 1968年由澳大利亞開發(fā)的一種間歇運(yùn)行的循環(huán)式活性污泥法，是 SBR 工藝的一種變型。 1976 年建成了世界上第一座 CASS 工藝的污水處理廠，隨后，在日本、加拿大、美國和澳大利亞等得到了廣泛推廣應(yīng)用。目前，在全世xx 市 xx 污水處理廠及配套管網(wǎng)收集系統(tǒng)一期工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目投標(biāo)文件 第一篇 工程可行行研究大綱 20 界已建成投產(chǎn)了 300 多座 CASS 工藝污水處理廠。 1986 年，美國環(huán)保局正式將該工藝列為革新技術(shù)。 1988 年，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，使該工藝進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣，成為目前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)非常先進(jìn)的生物脫氮除磷工藝。 CASS 生物池由選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分組成。污水連續(xù)不斷地進(jìn)入選擇區(qū)，微生物通過酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理，迅速吸附污水中約 85%左右的可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個高負(fù)荷的基質(zhì)快速增長過程，對進(jìn)水水質(zhì)、水量、 PH 值和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，污水再通過隔墻底部的連接口進(jìn)入主反應(yīng)池，經(jīng)歷一個較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程，并完成泥水分離。 CASS 工藝的運(yùn)行模式與傳統(tǒng) SBR 法類似，由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和出水及必要的閑置等五個階段組成。從進(jìn)水至出水結(jié)束作為一個周期，每一過程均按所需的設(shè)定時間進(jìn)行切換操作，其每一個周期的循環(huán)操作過程如下： ① 充水 /曝氣 在曝氣時同時充分，充水 /曝氣時間一般占每一循環(huán)周期的 50%，如采用 4 小時循環(huán)周期，則充分 /曝氣為 2 小時。 ② 沉淀 停止進(jìn)水和曝氣，沉淀時間一般采用一小時，形成凝絮層，上層為清液。高水位時 MLSS 約為 ～ ，沉淀后可達(dá) 10 g/l。 ③ 撇水 繼續(xù)停止進(jìn)水和曝氣，用表面撇水器排水，撇水器為整個系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，撇水器根據(jù)事先設(shè)定的高低水位由限位開關(guān)控制，可用變頻馬達(dá)驅(qū)動，有防浮渣裝置，使出水通過無渣區(qū)經(jīng)堰板和管道排出。 ④ 閑置 在實(shí)際運(yùn)行中，撇水所需時間小于理論時間，在撇水器返回初始位置三分鐘后即開始為閑置階段，此階段可充水。 在 CASS 系統(tǒng)中，一般至少設(shè)兩個池子，以使整個系統(tǒng)能接納連續(xù) 的進(jìn)水，因此在第一個池子進(jìn)行沉淀和撇水時，第二個池子中進(jìn)行充水 /曝氣過程，使兩個xx 市 xx 污水處理廠及配套管網(wǎng)收集系統(tǒng)一期工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目投標(biāo)文件 第一篇 工程可行行研究大綱 21 池子交替運(yùn)行。為防止進(jìn)水對沉淀的干擾和出水水質(zhì)的影響，一般在沉淀和撇水時須停止進(jìn)水和曝氣，在設(shè)有四個 CASS 池子的系統(tǒng)中，通過選擇各個池子的循環(huán)過程可以產(chǎn)生連續(xù)的進(jìn)出水。 對于四個池子的 CASS 工藝，若采用 4 小時循環(huán)周期，其循環(huán)運(yùn)行的相關(guān)順序如下： 0 1 2 3 4 小時 充水 /曝氣 充水 /曝氣 沉淀 撇水 池子 1 沉淀 撇水 充水 /曝氣 充水 /曝氣 池子 2 撇水 充水 /曝氣 充水 /曝氣 沉淀 池子 3 充水 /曝氣 沉淀 撇水 充水 /曝氣 池子 4 其中每一循環(huán)周期中，始終有兩個池子處于充水 /曝氣順序，另兩個池子分別處于沉淀和撇水順序，沉淀和撇水順序均需停止充水和曝氣，這樣的組合可以實(shí)現(xiàn) CASS 系統(tǒng)的連續(xù)進(jìn)出水。與傳統(tǒng)活性污泥法相比， CASS 工藝有下述特點(diǎn)： ① 出水水質(zhì)好 當(dāng)污水流入預(yù)反應(yīng)區(qū)，使活性污泥在高負(fù)荷條件下強(qiáng)化了生物吸附作用，并促進(jìn)了微生物的增殖，有效地抑制了絲狀菌的繁殖。整個反應(yīng)池內(nèi)微生物一直可保持較高濃度，低水位時其 MLSS ?？刂圃?45g/l 左右，低食料比使處理過程較為穩(wěn)定徹底。 池內(nèi)污水的流速為 ～ 。即使有一小部分水在潷水階段后期進(jìn)入主反應(yīng)池。也因經(jīng)過污泥沉降層的阻擋而改變了運(yùn)動的方向，不會形成短路。 反應(yīng)池在沉淀階段時起沉淀池作用。由于此階段已停止曝氣，只有進(jìn)而無出水，沉淀過程處于半靜止?fàn)顟B(tài)。其水力負(fù)荷為 ～ h，固體表面負(fù)荷值為 10～ 15kg/m2 h。因此污泥沉淀時間充分， 固液分離效率高。 系統(tǒng)通過控制合適的曝氣、停氣，為硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌創(chuàng)造了適宜的反硝化脫氮條件。此外還利用污泥在厭氧和好氧不同環(huán)境中吸收和貯藏磷的能力不xx 市 xx 污水處理廠及配套管網(wǎng)收集系統(tǒng)一期工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目投標(biāo)文件 第一篇 工程可行行研究大綱 22 同而達(dá)到脫磷的目的。 ② 抗沖擊負(fù)荷能力 除具備 SBR 工藝一般特點(diǎn)外， CASS 反應(yīng)池兼有推流式和完全混合式活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。由于存在基質(zhì)濃度梯度和溶解氧濃度梯度，所以具有推流性質(zhì)。因而其處理效果較好，具有抗沖擊負(fù)荷的能力，適應(yīng)水質(zhì)的變化。 ③ 活性污泥性能好 已有的運(yùn)行資料表明， CASS 工藝中活性污泥沉降指數(shù) SVI 均小于 150，已建成的處理廠中從未發(fā)生污泥膨脹的異常現(xiàn)象。 ④ 投資和占地面積小 CASS 工藝不設(shè)初沉池、二沉池、污泥消化池等構(gòu)筑物。污泥不需回流，減少了構(gòu)筑物及管道。其投資和占地面積大大減少。 ⑤ 能耗低 CASS 技術(shù)是一種改進(jìn)的延時曝氣系統(tǒng)，運(yùn)行時，曝氣時間短，氧利用率高，且無回流設(shè)備，故其能耗較低。 ⑥ 每座池子都需安裝曝氣設(shè)備、沉淀的潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水，水頭損失大，設(shè)備的閑置率較高、利用率低，設(shè)備投資大，要求自動化程度相當(dāng)高。 工藝方案比較及推薦方案 從污水處理工程項(xiàng)目建議書的初衷考慮，選擇一套適合實(shí)情的污水處理工藝，對今后污水處理工程的建設(shè)以及正常運(yùn)行都起到重要的作用。本著實(shí)事求是的態(tài)度，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，我們對上述三個工藝進(jìn)行了詳細(xì)的論述比較，見表 ，從投資小、技術(shù)合理、運(yùn)行管理、適合本地實(shí)情等綜合考慮，推薦采用 AAO 法同步脫氮除磷工藝 表 各種污水處理工藝經(jīng)濟(jì)技術(shù)性指標(biāo) xx 市 xx 污水處理廠及配套管網(wǎng)收集系統(tǒng)一期工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目投標(biāo)文件 第一篇 工程可行行研究大綱 23 深度處理工藝選擇 由于本工程要求的出水水質(zhì)需達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)的 A 標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)或強(qiáng)化的二級生化處理工藝 不能或難以穩(wěn)定地達(dá)到此要求，必須進(jìn)行深度處理，通過深度處理進(jìn)一步去除二級處理不能完全去除的污染物，以最終滿足出水水質(zhì)要求。 根據(jù)《污水再生利用工程設(shè) 計(jì)規(guī)范 （ GB503352020） 》 ，城市污水再生處理宜選用：①直接過濾工藝，②混凝沉淀過濾工藝，③微絮凝過濾工藝。 根據(jù)國內(nèi)污水處理工程的回用中試實(shí)驗(yàn)及運(yùn)行實(shí)例，上述三種深度處理工藝都適合于城市污水深度處理。根據(jù)不同的二級處理出水水質(zhì)及污水深度處理主要去除的指標(biāo)，可選擇上述任何一種深度處理工藝。當(dāng)出水水質(zhì)要求更高時，還可在深度處理工藝中增加新技術(shù)，如活性碳吸附工藝、離子交換工藝、膜分離技術(shù)、反滲透技術(shù)及生物處理工藝等。直接過濾工藝簡單，運(yùn)行費(fèi)用低，適用于夏季二級出水水質(zhì)較好