【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(shí)曝氣系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)，曝氣時(shí)間短，氧利用率高，且無(wú)污水回流設(shè)備，故其能耗較低。 CASS 池產(chǎn)生的剩余污泥定期排入污泥濃縮池，通過(guò)濃縮，同時(shí)投加脫磷劑固定其中的磷酸鹽，避免污泥中的磷釋放到污水中，上清液返回調(diào)節(jié)池處理，底泥定期吸出填埋或作堆肥。 污水脫氮工藝 按照一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，所選工藝方案必須具有脫氮除磷功能，而常規(guī)二級(jí)處理達(dá)不到這要求。因此，必須對(duì)污水 脫氮除磷工藝進(jìn)行分析。 氮的去除 污水脫氮方法主要有物理化學(xué)法和生物法兩大類，目前生物脫氮是主體，也是城市污水處理中經(jīng)濟(jì)和常用的方法。 氮是蛋白質(zhì)不可缺少的組成部分，因此廣泛存在于城市污水之中。在原污水中，氮以 NH3N 及有機(jī)氮的形式存在，這兩種形式的氮合在一起稱之為凱氏氮，用 TKN 表示，而原污水中的 NOxN(包括亞硝酸鹽 NO2和硝酸鹽 NO3在內(nèi) )幾乎為零，故通常進(jìn)水總氮即近似等于凱氏氮。氮也是構(gòu)成微生物的元素之一，一部分進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)的氮將隨剩余污泥一起從水中去除。這部分氮量占所去除的BOD5 的 5％。 在有機(jī)物被氧化的同時(shí)，污水中的有機(jī)氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧充足、泥齡足夠長(zhǎng)的情況下進(jìn)一步氧化成硝酸鹽。因?yàn)榈谒w中是藻類生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，容易引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化，因此氮是污水處理廠出水的控制指標(biāo)之一。 反硝化菌在缺氧的情況下可以利用硝酸鹽 (NO3N)中的氮作為電子受體，氧化有機(jī)物，將硝酸鹽中的氮還原成氮?dú)?(N2)，從而完成污水的脫氮過(guò)程，生物脫氮工藝是目前廣泛采用的污水處理工藝。 由此可見(jiàn)，要達(dá)到生物脫氮的目的，完全硝化是先決條件。因?yàn)橄趸鷮儆谧责B(yǎng)菌，其比生長(zhǎng)率 μn明顯小于異養(yǎng)菌的生長(zhǎng)率 μh， 生物脫氮系統(tǒng)維持硝化的必要條件是 μn≥μh，也就是說(shuō)系統(tǒng)必須維持在較低的污泥負(fù)荷條件下運(yùn)行，使得系統(tǒng)泥齡大于維持硝化所需的最小泥齡。根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)例，設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷在 d 及以下時(shí)，就可以達(dá)到硝化及反硝化的目的。 污水除磷工藝 污水除磷主要有生物除磷和化學(xué)除磷兩大類。對(duì)于城市污水一般采用生物除磷為主，必要時(shí)輔以化學(xué)除磷作為補(bǔ)充，以確保出水的磷濃度在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。 化學(xué)除磷主要是向污水中投加藥劑，使藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過(guò) 固液分離將磷從污水中除去。固液分離可單獨(dú)進(jìn)行，也可與初沉污泥和二沉污泥的排放相結(jié)合。按工藝流程中化學(xué)藥劑投加點(diǎn)的不 同，磷酸鹽沉淀工藝可分成前置沉淀、協(xié)同沉淀和后置沉淀三種類型。前置沉淀的藥劑投加點(diǎn)是原污水進(jìn)水處，形成的沉淀物與初沉污泥一起排除；協(xié)同沉淀的藥劑投加點(diǎn)包括初沉出水、曝氣池及二沉池之前的其它位置，形成的沉淀物與剩余污泥一起排除；后置沉淀的藥劑投加點(diǎn)是二級(jí)生物處理之后，形成的沉淀物通過(guò)另設(shè)的固液分離裝置進(jìn)行分離，所括澄清池或?yàn)V池。化學(xué)除磷的藥劑主要包括石灰、鐵鹽和鋁鹽。 ☆ 投加石灰法 向污水中投加石 灰，污水中磷酸鹽與石灰的化學(xué)反應(yīng)可用下式表示： 3HPO42+5Ca2++4OH→Ca5(OH)(PO4)3+3H2O 污水堿度所消耗的石灰量通常比形成磷酸鈣類沉淀物所需的石灰量大 幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此石灰法除磷所需的石灰投加量基本上取決于污水的堿度， 而不是污水的含磷量，滿足除磷要求的石灰投加量大致為總碳酸鈣堿度的 倍。 石灰法除磷的 PH 值通?？刂圃?10 以上，由于過(guò)高的 PH 會(huì)抑制和破壞微生物的增殖和活性，所以石灰法不能用于協(xié)同沉淀，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷。 ☆ 投加鐵鹽和鋁鹽 以硫酸鋁和三氯化 鐵、硫酸亞鐵混凝劑為例，金屬鹽與水中的磷酸鹽堿度的反應(yīng)可以表示如下： 硫酸亞鐵混凝： 3Fe2++2PO43=Fe3(PO4)2↓ 主反應(yīng)： FeCl3+PO43→FePO4↓+3Cl 副反應(yīng)： 2FeCl3+3Ca(HCO3)2→2Fe(OH)3↓+3CaCl2+6CO2 硫酸鋁混凝： 主反應(yīng)： Al2(SO4)314H2O+2PO43→2AlPO4↓+3SO42+14H2O 副反應(yīng)： Al2(SO4)314H2O+6HCO3→2Al(OH)3↓+3SO42+6CO2+14H2O 可見(jiàn)，鐵鹽和鋁 鹽均能與磷酸根離子 (PO43)作用生成難溶性的沉淀物，通過(guò)去除這些難溶性沉淀物去除水中的磷。 按照德國(guó)規(guī)范 ATVA131 的規(guī)定，一般去除 1kg 磷需要投加 鋁。對(duì)特定的污水，金屬鹽投加量需通過(guò)試驗(yàn)確定，進(jìn)水 TP 濃度和期望的除磷率不同，相應(yīng)的投加量也不同。 化學(xué)除磷方法的產(chǎn)泥量將增加，僅由沉淀劑與磷酸根和氫氧根結(jié)合生成的干泥量為 ，除此之外，還要考慮附帶的其它沉淀物，因此，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)按每 kg用鐵量產(chǎn)生 kg用鋁量產(chǎn)生 污泥來(lái)計(jì)算產(chǎn)泥量。 在初沉池投加化學(xué)藥劑，初沉池產(chǎn)泥量將增加 50100%，如設(shè)后續(xù)生物處理，則全廠污泥量增加 60～ 70％；在二沉池投藥，活性污泥量增加 35～ 45%，全廠污泥量將增加 10～ 25％。 化學(xué)除磷的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，除加藥設(shè)備外不需要增加其它設(shè)施，因此特 別適用于舊廠增加除磷設(shè)備，缺點(diǎn)是藥劑消耗量大，剩余污泥量增加，濃度降低，體積增大，使污泥處理的難度增加，同時(shí)還要消耗水中堿度，影響氨氮硝化。因此，在二級(jí)生物處理工藝中，僅當(dāng)出水含磷要求較高時(shí)，才考慮化學(xué)法輔助除磷。 B．生物除磷 生物除磷是 污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機(jī)物，并轉(zhuǎn)化為 PHB(聚 β羥丁酸 )存儲(chǔ)起來(lái)。當(dāng)這些聚磷菌進(jìn)入好氧條件下時(shí)就降解體內(nèi)儲(chǔ)存的 PHB 產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和吸磷，形成高濃度污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷的目的。生物除磷的優(yōu)點(diǎn)在于不增加剩余污泥量，處理成本較低。缺點(diǎn)是為了避免剩余污泥中磷的再次釋放，對(duì)污泥處理工藝的選擇有一定的限制。 據(jù)資料介紹，在厭氧段釋放 1mg 的磷吸收儲(chǔ)存的有機(jī)物，經(jīng)好氧分解后產(chǎn)生的能量用于細(xì)胞合成、增殖，能夠吸收 2～ 的 磷。因此磷的吸收取決于磷的釋放，而磷的釋放取決于污水中存在的可快速降解的有機(jī)物的含量，一般來(lái)說(shuō)，這種有機(jī)物與磷的比值越大，降磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量為 ～ 2％，采用生物除磷工藝的剩余活性污泥中磷的含量可以達(dá)到傳統(tǒng)活性污泥法的 2～ 3 倍，在設(shè)計(jì)中往往采用 3～ 5％。生物除磷工藝的前提條件是聚磷菌必須在厭氧條件下受到抑制，而后進(jìn)入好氧階段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的處理工藝必須在曝氣池前設(shè)置厭氧段。 根據(jù)該 小區(qū) 污水處理 工程 的進(jìn)水水質(zhì)和要求達(dá)到的出水指標(biāo)，我們認(rèn)為，最佳的處理工藝 是生物除磷脫氮工藝 +后端物化處理工藝 。 紫外線 消毒工藝 紫外線消毒技術(shù)是利用紫外線 C 波段破壞水體中各種病毒和細(xì)菌的 DNA結(jié)構(gòu)，使其無(wú)法繁殖，達(dá)到去除水中致病菌體的目的。其優(yōu)點(diǎn)是殺菌效率高（ 1秒鐘以內(nèi)）、廣譜性好、無(wú)二次污染、運(yùn)行安全、占地小、費(fèi)用低、性能價(jià)格比高。目前在世界各地已有 3000 多城市污水處理廠安裝了使用了紫外線消毒系統(tǒng)，其中 95%以上的系統(tǒng)采用了明渠式模塊化紫外消毒系統(tǒng)，預(yù)計(jì)今后將成為取代傳統(tǒng)化學(xué)消毒方法的主流。 化學(xué)消毒法一般都會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物，而紫外線消毒是唯一不會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的方法，不會(huì)造成二次污染問(wèn)題，且紫外線消毒工藝的運(yùn)行成本比化學(xué)消毒工藝低（設(shè)備費(fèi)用略高、土建費(fèi)用節(jié)省，和液氯消毒系統(tǒng)的總造價(jià)相當(dāng)）。 根據(jù)對(duì)以上幾種消毒方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合比較，最終本工程采用運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)較為成熟的紫外線消毒方式。 污泥處理工藝 污泥是水處理工程的副產(chǎn)物，包括篩余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污 泥體積約占處理水量的 %%，如污水進(jìn)行深度處理，污泥量還可能增加 倍。 總之，污泥處理和處置的目的 是減量、穩(wěn)定、無(wú)害化及綜合利用。脫除污泥水分，縮小污泥體積的方法主要有濃縮、調(diào)理、脫水和干化；穩(wěn)定污泥中有機(jī)物主要通過(guò)消化、焚燒、氧化和消毒等。 影響污泥濃縮和脫水性能的主要因素是顆粒的大小，表面電荷水合的程度以及顆粒間的相互作用。其中污泥顆粒大小是影響污泥脫水性能的重要因素，污泥顆粒越小，顆粒的比表面積越大，這意味著更高的水合程度和對(duì)過(guò)濾的更大阻力及改變污泥脫水性能更多的化學(xué)藥劑。 污泥調(diào)理的目的就是要克服水合作用和靜電排斥作用，增大污泥顆粒，使其易于濃縮和過(guò)濾。其途徑有二：一是加入混凝劑， 改變顆粒表面性質(zhì)，使其脫穩(wěn)并凝聚起來(lái)，二是改善污泥顆粒間的結(jié)構(gòu)，減小過(guò)濾阻力，使其不堵塞過(guò)濾介質(zhì)。 污泥濃縮的目的是降低污泥含水率，減少污泥體積，以利于后續(xù)處理和利用。 常用的污泥濃縮方法分：重力濃縮法、氣浮濃縮法和離心濃縮法，它們各有優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際情況選用。 常用污泥濃縮方法及比較 濃縮方法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍 重力 濃縮法 貯泥能力強(qiáng)、動(dòng)力消耗小、操作方便 占地面積大、濃縮效果一般、濃縮后含水率較高 主要用于濃縮初沉污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥 氣浮 濃縮法 占地面積小、 濃縮效果好、濃縮后含水率低，臭氣少 占地面積、運(yùn)行費(fèi)用小于重力濃縮法，但動(dòng)力消耗、操作要求高于重力濃縮法 主要用于濃縮初沉污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥；特別適用于濃縮過(guò)程中易發(fā)生污泥膨脹、易發(fā)酵的剩余活性污泥和生物膜法污泥 離心 濃縮法 占地面積很小、處理能力大、含水率低、全封閉、無(wú)臭氣 專用離心機(jī)價(jià)格高，電耗是高，操作要求高 目的主要用于難以濃縮的剩余活性污泥和場(chǎng)地小，衛(wèi)生條件要求高，濃縮后污泥含水率很低的場(chǎng)合 污泥脫水主要分自然干化和機(jī)械脫水兩種，其中以機(jī)械脫水應(yīng)用廣泛。 各種脫水方法的比較 方法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍 機(jī)械 脫水 板框壓濾機(jī) 間歇脫水 液壓過(guò)濾 泥餅含固率高 、 固體回 收率高 、 藥品消耗少、 濾液清澈 間歇操作、過(guò)濾能 力較低基建設(shè)備投 資大 其他脫水設(shè)備適用的場(chǎng)合需要減少運(yùn)輸、干燥或焚燒費(fèi)用，降低填埋用地的場(chǎng)合 帶式壓濾機(jī) 連續(xù)脫水 機(jī)械擠壓 機(jī)器制造容易，附屬設(shè)備少，投資、能耗低連續(xù)操作，管理簡(jiǎn)便、脫水能力大 聚合物價(jià)格貴，運(yùn) 行費(fèi)用高脫水效率 不及板框壓濾機(jī) 特別適用于無(wú)機(jī) 性污泥的脫水 離心機(jī) 連續(xù)脫水 離心力作用 基建投資少、占地少、設(shè)備結(jié) 構(gòu)緊湊不投加或少投加化學(xué)藥劑、處理能力大且效果好，總處理費(fèi)用較低自動(dòng)化程度高，操作國(guó)內(nèi)目前多采用進(jìn) 口離心機(jī)，價(jià)格昂 貴電力消耗大，污 泥中含有沙礫，容 易磨損設(shè)備有一定 不適用于密度 差很小或液相 密度大于固相 的污泥脫水 簡(jiǎn)便 噪聲 自然干化 污泥干化場(chǎng) 間歇運(yùn)行 自然蒸發(fā)和滲濾 基建投資少、設(shè)備投資少操作方便、運(yùn)行費(fèi)用低、勞動(dòng)強(qiáng)度大 占地面積大、衛(wèi)生 條件差受污泥性 質(zhì)和氣候影響大 用于滲濾性能好的 污泥脫水氣候比較 干燥的地區(qū)，多雨 地區(qū)不宜建于露天 環(huán)境條件允許的地區(qū) 污泥 經(jīng)過(guò)以上濃縮、調(diào)理、脫水、干燥等處理后，可利用和處置，主要有農(nóng)業(yè)利用、工業(yè)利用和最終處置。 農(nóng)業(yè)利用可把污泥作為肥料或飼料，工業(yè)利用可將污泥燃燒后的灰做建筑材料，污泥消化產(chǎn)生的氣可做動(dòng)力燃料，污泥最終處置可進(jìn)行填埋和投海處理。 工藝方案的選擇 工藝方案的選擇的水質(zhì)水量依據(jù) 水量 平均總流量： 4000m3/d 平均時(shí)流量： 總變化系數(shù)： 小時(shí)最大流量： 300m3/h 污水處理工藝選擇 根據(jù)綜合分析，為使該廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)考慮使用具有脫氮除磷 功能的生物處理工藝。 脫氮除磷處理選擇以 CASS 為核心的工藝，配合其他物理化學(xué)法，能有效降低廢水中的各項(xiàng)污染指標(biāo)，從而使廢水達(dá)標(biāo)排放。 污泥處理工藝選擇 根據(jù)綜合分析，為使該廢水處理產(chǎn)生的剩余污泥進(jìn)行有效的處理和處置，應(yīng)先將污泥的體積縮小，可通過(guò)濃縮和脫水來(lái)達(dá)到，該方法具有運(yùn)行方便、效果好等特點(diǎn)。污泥濃縮選擇重力濃縮法自然濃縮，污泥脫水裝置選擇 帶式 壓濾機(jī)。 工藝流程圖 混合液回流 水 洗 進(jìn)水 柵渣外運(yùn) 泥餅外運(yùn) 氣洗 反沖洗排水 達(dá)標(biāo)排放 圖 11 工藝流程圖 工藝流程說(shuō)明 生活污水自流進(jìn)格柵 渠 ，通過(guò)粗細(xì)格柵去除粗大的固體雜質(zhì)后匯集至集水調(diào)節(jié)池； 通過(guò)提升泵的提升進(jìn)入 CASS 池 ； CASS 池是整個(gè)污水處理系統(tǒng)的主體部分，在這里， 污水中的懸浮固體和膠狀物質(zhì)被活