【文章內(nèi)容簡介】 ，其 F/M 比可以保持在一定水平，污泥產(chǎn)量低，而且大多為脫落的生物膜，易脫水處理。 好氧生化處理工藝是全處理流程的核心，直接決定將來出水水質(zhì)及其穩(wěn)定性，而且它在總投資及運(yùn)行費(fèi)構(gòu)成中所占比重較大，故應(yīng)對各種生化處理工藝進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選擇最佳工藝方案。 綜合上述對各種生化工藝的比較根據(jù)本污水處理站的設(shè)計(jì)原則，確定好氧生化處理采用生物接觸氧化工藝，確保取得理想的處理效果，最終達(dá)到要求的出水標(biāo)準(zhǔn)。 2． 1． 廢水處理方案的比選 根據(jù)以上在生物處理過程中方案的比較以及結(jié)合下表選擇最合適工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。 表 12 廢水處理方案比較 分類 處理方法 處理效果 運(yùn)行成本 存在的主要問 題與不足 物化法與化學(xué)法 混凝沉淀或氣浮 對大分子不溶性染料去除有效，主要用來去除色度 較高 COD、 BOD 去除率較低 化學(xué)氧化 脫色及 COD去除效果較好 較高 須用大量強(qiáng)氧化劑，成本高 吸附法 脫色及 COD去除效果較好 較高 吸附劑再生困 難 中原工學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 電解法 脫色及 COD去除效果較好 高 能耗高 鐵屑－石墨過濾法 脫色及 COD去除效果好 低 需要保持廢水在弱酸條件下 膜分離法 處理效果最好可回收有用物質(zhì) 高 膜成本太高 生化法 水解酸化法 可去除部分COD,改善廢水的可生化性指標(biāo) 低 單獨(dú)應(yīng)用，出 水不達(dá)標(biāo) 傳統(tǒng)活性污泥法 脫色， COD 去除率低 低 難以處理廢水中的難降解物質(zhì) 氧化塘 脫色， COD 去除率低 較低 難以處理廢水中的難降解物質(zhì) 生物接觸氧化法 與水解酸化結(jié)合，可有效去除廢水中的有機(jī)污染物 低 難以處理廢水中的難降解物質(zhì) 結(jié)合以上論述，選擇幾種可選方案進(jìn)行具體比較。 方案一：鐵屑 — 石墨微電解 +水解酸化 +生物接觸氧化 +生物活性炭法 （ 1）、 鐵屑 — 石墨微電解法簡介 鐵屑 — 石墨微電解法的構(gòu)筑物采用鐵屑 — 石墨濾池 ， 該鐵碳過濾系統(tǒng)是用廢鐵屑經(jīng)預(yù)處理和活化后作主要填料，其工作原理是電化學(xué)反應(yīng)的氧化還原，鐵屑對絮體的電附集和對反應(yīng)的催化作用，電池反應(yīng)產(chǎn)物的混凝，新生絮體的吸附和床層的過濾等作用的綜合效應(yīng)的結(jié)果，其中主要作用是氧化還原和電附集。 廢鐵屑的主要成分是鐵和碳。當(dāng)將其浸入廢水的電解質(zhì)溶液時(shí)，鐵和炭組分構(gòu)成微小原池的 正 極和負(fù)極，發(fā)生氧化 還原反應(yīng)。 在反應(yīng)中，鐵和炭構(gòu)成了完整的回路，在它的表面上，電流在成千上萬個(gè)細(xì)小的微電池內(nèi)流動(dòng)，鐵作為陽極被腐蝕，而炭則作為陰極。 電解過程中，電極反應(yīng)產(chǎn)物具有高的化學(xué)活性，其中 新生態(tài)的 ?2eF 能與廢水中許多污染物組分發(fā)生氧化還原作用，破壞染料的發(fā)色成分，助色基因，失去發(fā)色能力；使大分子物質(zhì)分解為小分子的中 間 體；使某些難生化降解的化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成容易生化處理的物質(zhì)，提高廢水的可生化性。 有研究者認(rèn)為廢水中的有機(jī)和無機(jī)污染物 (如重金屬離子懸浮物等 )補(bǔ)吸附到氫氧化亞鐵和氫氧化鐵絮體上，即氫氧化亞鐵和氫氧化鐵絮體表面絡(luò)合作用和靜電吸引作用去除廢水的污染物。 中原工學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 總之，鐵炭過濾法處理濾料廢水是電化學(xué)吸附，凝聚 氧化還原反應(yīng)等綜合效應(yīng)的結(jié)果。 其優(yōu)點(diǎn) 是 工藝簡 單，操作方便，運(yùn)行費(fèi)用低，處理效果好。 （ 2）、 水解酸化法 ① 、 作用機(jī)理 ： 一般把厭氧發(fā)酵過程分為四個(gè)階段， 即 水解階段 、 酸化階段 、酸衰退階段 、 甲烷化階段，而 主要 反應(yīng)過程控制在前面的水解與酸化二個(gè)階段。水解階段，可使固體有機(jī)物質(zhì)降解為溶解性物質(zhì)，大分子有機(jī)物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，在產(chǎn)酸階段，碳水化合物等有機(jī)物降解為有機(jī)酸，主要是乙酸，丁酸和丙酸等。水解和酸化反應(yīng)進(jìn)行得相對較快，一般難于將它們分開，此階段的主要微生物是水解 產(chǎn)酸細(xì)菌。 在水解酸化反應(yīng)過程中首先大量微生物將進(jìn)水中呈顆粒與膠體狀有機(jī)物迅速截留和吸附， 這是一個(gè)快速的物理過程，只需幾秒鐘到幾十秒就進(jìn)行完全；補(bǔ)截留下來的有機(jī)物吸附在水解污泥表面，被緩慢分解；它在系統(tǒng)中的停留時(shí)間取決于污泥停留時(shí)間，與水力停留時(shí)間無關(guān)；在水解產(chǎn)酸菌的作用下將不溶性有機(jī)物水解成為可溶解性物質(zhì)，同時(shí)在產(chǎn)酸菌的協(xié)同作用下將大分子，難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诮到獾男》肿游镔|(zhì)，并重新釋放到溶液中，在較高的水力負(fù)荷下隨水流出系統(tǒng)；由于水解和產(chǎn)酸菌世代期較短，因此這一過程也是迅速的。 污水經(jīng)過水 解 反應(yīng)后可以提高其生化性能，降低污水的 PH 值，減少污泥產(chǎn)量，為后續(xù)好氧生物處理創(chuàng)造有利條件。 （ 3）、 生物接觸氧化法簡介 ： 生物接觸氧化法是以生物膜為主凈化廢水的一種處理工藝 ， 它利用固著在填料上的生物膜吸附和氧化廢水中的有機(jī)物 ， 但又有其獨(dú)特之處。 ① 、 氧化池內(nèi)供微生物固著填料，全部淹沒在廢水中，相當(dāng)于一種浸沒在廢水中的生濾池，故又稱淹沒式生濾池。 ② 、 池內(nèi)采用與曝氣池相同的曝氣方法，提供微生物氧化有機(jī)物所需要的氧量，并起攪拌混合作 用。 （ 4）、 生物活性炭 法： 廢水經(jīng)水解和好氧生物處理后，水中仍可能含有一些未降解的物質(zhì)，采用生物活性炭工藝，進(jìn)一步去除色度和降低廢水的 COD值，確保廢水的色度和 COD 指標(biāo)達(dá)標(biāo) 。 將 生物活性炭放在處理流程的最后，主要是因?yàn)椋航?jīng)水解和接觸氧化池之后，水中的污染負(fù)荷大部分己被生化單元去除掉，生物活性炭池的負(fù)荷已小，可大大提高生物活性炭池的反沖洗周期，以降低運(yùn)行費(fèi)用。 方案二：鐵屑 — 石墨微電解法 +水解酸化法 + A/O 法 +生物活性炭法 （ 1）、 鐵屑 ─ 石墨電解法簡介 (同方案一 )。 （ 2）、 水解酸化法簡介 (同方案一 )。 （ 3）、 A/O 法 簡介： A/O 法是缺氧工藝 /好氧工藝的簡稱，通常是在常規(guī)的好中原工學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 氧活性污泥處理系統(tǒng)前，增加一段缺氧生物處理過程或厭氧生物處理過程。在好氧段好氧微物氧化分解污水中的 BOD,同時(shí)進(jìn)行硝化或吸收磷，如果前邊配的是缺氧段，有機(jī) 物 和氨氮在好氧段化為硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化細(xì)菌利用污水中的 氧化態(tài)氮和污水中的有機(jī)碳進(jìn)行反硝化反應(yīng)，使化合氮變?yōu)榉肿討B(tài)氮，獲得同時(shí)去碳和脫氮的效果。如果前邊配的是厭氧段，在好氮段吸收磷后的活性污泥部分以剩余污泥形式排出系統(tǒng)，部分回流到厭氧段將磷釋放出來。因此，缺氧 /好氧 (A/O)法又被稱為生物脫氮系統(tǒng)，而厭氮 /好氧 (A/O)法又稱為生物除磷系統(tǒng)。 A/O 法的特點(diǎn) 是 A/O 系統(tǒng)可以同時(shí)去除污水中的 BOD 和氨氮，適用于處理氨氮和 BOD 含量均較高的工業(yè)廢水。 A/O 法除磷時(shí)，運(yùn)行負(fù)荷較高，泥齡和停留時(shí)間短。由于此時(shí)泥齡短，廢水中的氮往往得不到硝化，因此回流污泥中就不會(huì)攜帶硝酸鹽回到厭氧區(qū)。 （ 4）、生物活性炭 法簡介 (同方案一 )。 方案三：曝氣調(diào)節(jié) +水解酸化 +生物接觸氧化 +氣浮工藝 (1)、印染廢水的排放極具周期性，為保證后續(xù)各處理單元均能按最佳工況點(diǎn)運(yùn)行，故必須設(shè)調(diào)節(jié)池均衡水量及水質(zhì)，并通過曝氣攪拌，降低部分 CODcr 和色度。 (2)、因印染廢水 SS 較低但 pH較高，可不設(shè)初沉工序，但必須把 pH首先調(diào)至中性，為后續(xù)生化處理作準(zhǔn)備。 (3)、鑒于印染廢水 BOD5/CODcr 較小，可生化性能差，因此必須設(shè)水解酸化工藝，即兼厭氧工藝，靠兼性菌使難生物降解的有機(jī)物水解為較易生物降解的短鏈有機(jī)物，改善可生物降解性能，提高全流程的去除效率。 (4)、采用好氧生化工藝，降低有機(jī)污染物 。經(jīng)過上述生物處理方法的比選，選擇使用生物接觸氧化法處理效果最佳，且運(yùn)行方便，費(fèi)用少，處理工藝較成熟，適用于中小型污水處理廠。 (5)、 好氧生物處理后采用氣浮池，能有效去除懸浮固體和生物接觸氧化法中脫落的生物膜，同時(shí)加藥能進(jìn)一步去除色度，且處理后產(chǎn)生的污泥量少，污泥含水率低，可不設(shè)污泥濃縮池污泥直接 進(jìn)行脫水處理。另外采用氣浮池處理比二沉池體積小，占地面積小，更經(jīng)濟(jì)有效。 2． 主體工藝確定 經(jīng)過上文的比選，選定該印染污水處理采用厭氧水解酸化 — 生物接觸氧化 —?dú)飧」に?，其處理效果如下表，以下處理效果均為預(yù)期效果，實(shí)際運(yùn)行效果需要參見實(shí)際工程運(yùn)行過程。 表 1— 3 氣浮工藝處理效果表 中原工學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 項(xiàng)目 crCOD 5BOD SS 色度倍 去除率 95%以上 90%以上 80%～ 90% 達(dá)到 95% 通 常有：（ 1）、 BOD5/CODCr 生化性好 ；（ 2）、 BOD5/CODCr 能被生化處理；（ 3） 、 BOD5/CODCr 較難生化處理；（ 4）、 BOD5/CODCr 不宜生化。 由于本設(shè)計(jì)的 BOD/COD=～ ，生物降解性差，為了保證出水水質(zhì)符合要求，另外由于污水水質(zhì)變化大，所以采用厭氧 — 好氧處理。其設(shè)計(jì)流程如下圖所示： 污水處理單體構(gòu)筑物的比選說明 3． 篩網(wǎng) 3． 1． 篩網(wǎng)作用概述 篩網(wǎng)能兼具初沉池的 作用，其主要也是去除水中呈懸浮狀態(tài)的物質(zhì)，目前主要應(yīng)用于小型污水處理廠中，主要用于短小纖維的回收。 篩網(wǎng)的去除效果，可相當(dāng)于初次沉淀池的作用，目前普遍采用生物脫氮除磷工藝處理城鎮(zhèn)污水，很多污水處理廠都存在碳源不足的問題，采用細(xì)篩網(wǎng)或格網(wǎng)代替初次沉淀池既可以節(jié)省占地，又可以保留有效地碳源。 3． 1． 篩網(wǎng)的設(shè)計(jì)說明 格柵 沉砂曝氣池 調(diào)節(jié)池 污水泵房 水解酸化池 生物接觸氧化池 豎流二沉池 脫色池 出水 印染廢水 間歇式重力濃縮池 污泥池 脫水 外運(yùn) 鼓風(fēng)機(jī) 回流 中原工學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 篩網(wǎng)的設(shè)計(jì)較為自由，篩網(wǎng)的目數(shù)主要根據(jù)網(wǎng)眼大小來選擇，在設(shè)計(jì)中，篩網(wǎng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)和尺寸見下表： 表 1— 4 篩網(wǎng)的參數(shù) 參數(shù)名稱 數(shù)值 水力負(fù)荷 q ? ?23 min mm ? 網(wǎng)眼大小 1000 m? 篩網(wǎng)面積 2m 篩網(wǎng)長 篩網(wǎng)寬 篩網(wǎng)目數(shù) 18 目 3． 調(diào)節(jié)池 3． 2． 調(diào)節(jié)池作用概述 廢水處理系統(tǒng)的廢水，其水量和水質(zhì)隨時(shí)都可能發(fā)生變化，這對廢水處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行非常不利，調(diào)節(jié)池可減少水量和水質(zhì)變動(dòng)對廢水處理工藝過程的影響，以均和水質(zhì)、存盈補(bǔ)缺，使后續(xù)處理構(gòu)筑物在運(yùn)行期間內(nèi)能得到均衡的進(jìn)水量和穩(wěn)定的水質(zhì)，并達(dá)到理想的處理效果。 調(diào)節(jié)池分均質(zhì) 池和均量池和均化池。主要起均衡水量作用的調(diào)節(jié)池稱為均量池，主要起均和水質(zhì)作用的調(diào)節(jié)池稱為均質(zhì)池，既可均量又可均質(zhì)的調(diào)節(jié)池稱為均化池。 因此本工藝選用均化池，其主要作用為： 均衡水量，解決進(jìn)水不均勻與處理構(gòu)筑物規(guī)模恒定之間的矛盾。 均衡水質(zhì)，使各處理單元構(gòu)筑物在最佳工況點(diǎn)運(yùn)行，減少后續(xù)處理沖擊負(fù)荷。 調(diào)節(jié)池采用曝氣攪拌，能起到預(yù)曝氣作用，去除部分 COD 和色度。 3． 2． 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)尺寸 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)需要滿足水質(zhì)水量變化要求，其具體參數(shù)如下表： 表 1— 5 調(diào)節(jié)池參數(shù)表 參數(shù)名稱 數(shù)值 停留時(shí)間 6h 中原工學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 有效水深 超高 長寬比 14?BL 3． 提升泵 3． 3． 提升泵作用概述 本設(shè)計(jì)單獨(dú)設(shè)置提升泵，根據(jù)水路高程計(jì)算求得所需泵的揚(yáng)程，在調(diào)節(jié)池后設(shè)置提升泵，使出水具有足夠的揚(yáng)程，進(jìn)而讓污水在提升泵的后續(xù)處理構(gòu)筑物中能夠重力自流，知道出水。 3． 3． 提升泵選型 在目前的 污水處理廠的設(shè)計(jì)中，泵的運(yùn)用主要有離心泵和潛水泵兩種，而離心泵適用于大型污水處理廠，基建費(fèi)用高，對人力資源要求較高，需要系統(tǒng)的維護(hù)；潛水泵適用于中小型污水處理廠，基建費(fèi)用較 低，不需人力資源維護(hù)和整修。 根據(jù)高程計(jì)算算出所需提升高度，選擇 80FB15 型耐腐蝕提升水泵兩臺(tái)，一用一備。其設(shè)備參數(shù)為： 表 1— 6 80FB15型耐腐蝕提升水泵選型表 型號 流量( hm3 ) 揚(yáng)程(m ) 轉(zhuǎn)速( minr ) 效率 ( % ) 軸功率(kW ) 配用功率(kW ) 汽蝕余量(m ) 80FB15 15 2900 69 3． 厭氧水解酸化池 3． 4． 作用概述 印染廢水中含有高分子有機(jī)物較難直接被好微生物降解，水解酸化池在工程實(shí)踐中已被證明可以降解高分子污染物質(zhì)，在提高廢水的可生化性上具有很好的效果。在水解酸化階段，通過缺氧降解，使水中的大分子有機(jī)物分解為易生化的小分子有機(jī)物，從而提高廢水的可生化性，保證后續(xù)生化處理效果，其具體作用為： （ 1）水解池對于進(jìn)水濃度變化而引起的沖擊負(fù)荷有很大得抵抗能力。 （ 2）水解 過程可改變污水中有機(jī)物形態(tài)及性質(zhì)，有利于后續(xù)好氧處理。 （ 3）不論采用穿孔管或中微孔曝氣方