【文章內(nèi)容簡介】 間歇式活性污泥法工藝、 MSBR工藝、前置厭氧池的氧化溝法、懸掛曝氣 鏈 工藝及前置厭氧池的 UNITANK 工藝等。 三級深度根據(jù)水質(zhì)要求不同，分別為反應(yīng)氣浮（ +過濾），反應(yīng)沉淀（ +過濾）等，由于其在給水處理中早已得到充分應(yīng)用，工藝非常成熟，這里不再贅述。 處理要求同樣決定了污泥濃縮的方式。由于生物除磷需要一個好氧 — 厭氧的環(huán)境，當(dāng)出水要求除磷脫氮時，為了防止重力濃縮池中（厭氧環(huán)境）磷的釋放，必須采用機械濃縮法 ,減少污泥停留時間 。 2）處理規(guī)模和當(dāng)?shù)貤l件 污水處理廠規(guī)模大小對處理工藝選擇影響較大。一般大型污水處理廠多用常規(guī)活性污泥法，中、小型污水處理廠則多用氧化溝法和 SBR 法及其改進(jìn)法。污水處理廠的環(huán)境條件也是確定 處理工藝的重要因素，在大城市、人口稠密等環(huán)境質(zhì)量要求高的地區(qū)或占地受限的地區(qū)，直接采用占地少、衛(wèi)生條件好的工藝，如SBR 工藝、間歇式活性污泥法工藝、 MSBR 工藝等。 3）處理工藝成熟度和可靠度 城鎮(zhèn)污水處理的各種技術(shù)中，活性污泥法及其變型工藝是使用歷史最長、運行管理經(jīng)驗最為豐富的處理工藝。但自七十年代以來，隨著人們對 NH3N和 P危害認(rèn)識的提高，脫氮和除磷成為城鎮(zhèn)污水處理的一大主要目標(biāo)。隨之也發(fā)展了很多脫氮除磷工藝，如前置厭氧池的氧化溝工藝、 A2／ O 工藝、 ICEAS 工 藝、間歇式活性污泥法工藝、 MSBR 工藝、 懸掛曝氣 鏈 工藝、前置厭氧池的 UNITANK 工藝 18 等，目前懸掛曝氣 鏈 工藝、氧化溝工藝、 SBR工藝、間歇式活性污泥法工藝在國內(nèi)均有大型成功運轉(zhuǎn)實例，運行管理經(jīng)驗相對豐富； MSBR 工藝在國內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠中已有應(yīng)用。 預(yù)處理方案 預(yù)處理就是在一級處理前去除水中比較大的漂浮物和砂礫，以避免損害后序工藝的機械設(shè)備，確保安全運行。預(yù)處理包括粗細(xì)格柵及沉砂池。目前國內(nèi)常用的沉砂池有曝氣沉砂池和旋流沉砂池，旋流沉砂池是利用水力旋流使砂水分離較曝氣沉砂池節(jié)能，同時避免了對隨后酸化水解要求的厭氧環(huán)境的影響 ，因此本工程采用旋流沉砂池。 一級處理方案 一級處理就是在二級處理前調(diào)節(jié)進(jìn)水水質(zhì)以及降低后續(xù)構(gòu)筑物負(fù)荷，同時提高污水的可生化性。 從本工程上看， 污水處理廠進(jìn)水主要以工業(yè)和生活污水為主 ，水質(zhì)特點為污染負(fù)荷高且變化幅度較大 ， BOD5/COD 的比值為 35%，污水可生化性一般。為提高污水可生化性 ，因此我們采用“脈沖式”酸化水解池，該形式的酸化水解池能解決填料形式的堵塞和排泥不暢問題。 這種工藝優(yōu)勢在于酸化水解池為完全混合式，對水質(zhì)變化幅度較大的工業(yè)水質(zhì)有很強的適應(yīng)性，在經(jīng)過水解酸化后，污水的可生化性也 大為提高，對降低污水廠運行費用 、 保證污水廠正常生產(chǎn)起到十分重要的作用。 二級處理方案 從前面論述我們可以看出，本污水處理廠進(jìn)水為常規(guī)的城市污水，規(guī)模為中等規(guī)模，冬季氣溫較低。因此在污水處理工藝的選擇上必須考慮這些因素，同時在安全穩(wěn)妥的前提下選擇出經(jīng)濟合理的技術(shù)方案。 根據(jù) 目前 污水處理工藝 技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用情況 ，本設(shè)計對 A2／ O法 和 CAST工藝進(jìn)行詳細(xì)的比選。 方案一： A2/O系統(tǒng) A2/O工藝是通過厭氧、缺氧和好氧交替變化的生物環(huán)境完成除磷脫氮反應(yīng)的。在厭氧條件下，聚磷菌釋放出體 內(nèi)的磷，同時使水中的磷酸鹽充分溶解；在 19 缺氧條件下，反硝化菌利用污水中的有機碳作為電子供體，以硝酸鹽作為電子受體“無氧呼吸”，將回流液中硝態(tài)氮還原成氮氣釋放出來，完成反硝化過程；而在好氧條件下，一方面聚磷菌將體內(nèi)的 PHB進(jìn)行好氧分解，釋放的能量用于細(xì)胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸鹽，隨剩余污泥排出系統(tǒng)，從而實現(xiàn)污水的脫磷；另一方面硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸鹽；再向缺氧池回流，為脫氮做好必要的準(zhǔn)備。 A2/O工藝的特點是把除磷、脫氮和降解有機物三個生化過程巧妙地結(jié)合起來，在缺氧段為脫氮提供合適 的反應(yīng)條件，在最后的好氧段為三個指標(biāo)的處理提供了共同的反應(yīng)條件。這就能夠利用簡單的流程、盡量少的構(gòu)筑物，完成復(fù)雜的處理過程。 本處理工藝流程是污水經(jīng)管道收集后，經(jīng)過細(xì)格柵和旋流沉砂池后，進(jìn)入酸化水解池、 A2/O池、二沉池、反應(yīng)沉淀、消毒池后出水，其工藝框圖如下： A2/O 二級處理流程框圖 方案二： CAST工藝 CAST工藝是循環(huán)式活性污泥法（ Cyclic Activated Sludge Technology）的簡稱，是間歇 式活性污泥法的一種變形，由澳大利亞 Goronsy教授開發(fā)而成。 CAST工藝在實踐上已經(jīng)得到了大量的應(yīng)用，積累有非常豐富的經(jīng)驗，是一種適用于各種規(guī)模的經(jīng)濟高效的污水處理方法，在一個（或多個平行運行）的反應(yīng)容積可變的池子中，完成生物降解過程和泥水分離過程，由于 CAST工藝按“充水 — 排水”以及“曝氣 — 非曝氣”順序完成污水處理過程并不斷重復(fù)循環(huán)進(jìn)行，故隸屬于序批式活性污泥法（ SBRSequencing Batch Reactor）工藝，是 SBR工藝的改進(jìn)。 20 5） CAST 工藝流程 CAST 工藝流程見下圖： CAST 工藝 二級處理流程框圖 二級處理工藝技術(shù)比較 各方案主要優(yōu)缺點比較表 方案 主 要 優(yōu) 點 主 要 缺 點 方案一 污水廠內(nèi)水頭利用充分； 運行管理簡單， 出水水質(zhì)穩(wěn)定。 工藝處理構(gòu)筑物多； 占地較大； 方案二 占地較??； 流程簡單。 管理復(fù)雜，對自控依賴性高； 間歇出水，與后續(xù)三級處理不匹配； 潷水器工作需 2米多的水頭損失； 中間水池的調(diào)節(jié)水深在浪費水頭的同時 ，導(dǎo)致提升泵出水不均勻，使三級處理進(jìn)水量不穩(wěn)定。 結(jié)論 根據(jù)以上 技術(shù) 比較，從便于管理，保證出水安全角度出發(fā)，本工程推薦方案一（ A2/O）工藝作為污水處理廠的處理工藝。 三級處理工藝方案的比選 21 方案一： 反應(yīng)氣浮工藝 氣浮與絮粒進(jìn)行自然重力自然沉降的沉淀、澄清工藝不同，它是依靠微氣泡，使其粘附于絮粒上，從而實現(xiàn)絮粒強制性上浮，達(dá)到固液分離的一種工藝。由于氣泡的重度遠(yuǎn)小于水，浮力很大，因此，能促使絮粒迅速上浮，因而提高了固液分離速度。 由于微生物細(xì)胞及其殘 片形成的活性污泥具有易流動、難沉淀的特性，故氣浮恰好適應(yīng)了上述特點。另外，氣浮提高了水中的溶解氧，可避免后續(xù)水質(zhì)惡化、發(fā)臭。 方案二： 反應(yīng)沉淀工藝 沉淀是利用絮粒與水的密度差，使絮粒進(jìn)行沉降使其達(dá)到固液分離的目的。按水流方向分豎流式、平流式和輻流式；按顆粒沉降距離不同，又可分為一般沉淀和淺層沉淀。 由于污水已經(jīng)經(jīng)過初、二沉池沉淀，加上生物絮體較輕，因此到三級處理階段懸浮物沉淀性能較差，故污水三級處理采用沉淀工藝對絮凝效果和絮凝藥劑要求都較為嚴(yán)格。 三級處理工藝技術(shù)比較 各 方案主要優(yōu)缺點比較表 方案 主 要 優(yōu) 點 主 要 缺 點 方案一 構(gòu)筑物容積?。? 對絮凝效果要求不高； 出水效果好。 設(shè)備較多； 運行費用稍高； 方案二 結(jié)構(gòu)簡單； 運行費用稍低。 土建費用稍高； 對反應(yīng)效果要求高； 結(jié)論 根據(jù)以上技術(shù)比較，反應(yīng)沉淀工藝管理簡單、經(jīng)驗十分成熟 ，處理效果可以達(dá)到要求 。綜合考慮本工程推薦方案二（反應(yīng)沉淀）工藝作為污水處理廠的處理工藝。 22 污泥處理工藝方案論證及最終處置 污泥處理 設(shè)計原則 1）根據(jù)污水處理工藝，按其產(chǎn)生的污泥量、污泥性質(zhì)，結(jié)合 某 市的自然環(huán)境及處置條件選用符合實際污泥處理工藝。 2）根據(jù)城市污水廠污泥排出標(biāo)準(zhǔn)，采用合適的脫水方法、脫水后污泥含固率大于 20％。 3）妥善處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、垃圾、沉砂和污泥，避免二次污染。 4）盡可能利用污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)，變廢為寶。 污泥處理工藝方案論證 污水經(jīng)二級處理后 , 水中大多數(shù)有機物和無機物都轉(zhuǎn)化為污泥 ,如果污泥處理不當(dāng)，將造成二次污染，形成新的公害，使污水處理事倍功半。 污泥處理要求如下： a、減少污泥體 積，降低污泥后續(xù)處置費用； b、減少污泥中有毒物質(zhì)； c、利用污泥中可用物質(zhì)，化害為利； d、因選用生物脫氮降磷工藝，盡量避免磷的二次污染。 污泥處理單元技術(shù)及其組合工藝流程雖然多種多樣 , 但有些處理工藝如：好氧消化、熱處理、焚燒等耗能大、技術(shù)復(fù)雜、維護困難、運行費用昂貴。厭氧消化能有效地殺死污泥中的病原菌 , 縮小污泥體積，使之易于脫水，歐美一些國家污水處理廠 , 污泥處理大都設(shè)厭氧消化池，消化池產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電。我國污水處理廠也有采用，已運行的污水處理廠消化池所產(chǎn)沼氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計值，沼氣發(fā)電設(shè)備不能正 常運行 , 所產(chǎn)生的能量根本無法維持消化池自身的正常運行，其主要原因是居民飲食以蔬菜為主，食物中肉類比例少，此外還有大部分工業(yè)廢水 ,所以城市污水中有機成份少，污泥沼氣產(chǎn)率很低，一般只為 46m3/m3(濕泥 )，不可能用來發(fā)電。 結(jié)合 某 市目前的技術(shù)、經(jīng)濟力量，污泥處理與處置宜采用技術(shù)成熟、耗能低的工藝方案。常用工藝有： 23 方案一、污泥經(jīng)濃縮后直接進(jìn)行脫水，即： 方案二、污泥直接濃縮脫水，即： 兩方案的區(qū)別在于濃縮階段采用池體還是機械。方案一采用重力濃縮池，造價低運行費用省，但由于重力濃縮池停留 時間較長，厭氧條件小污泥中的磷很容易釋放到上清液中，不利于磷的去除。國內(nèi)除少數(shù)新建大型污水處理廠外，一般不再采用。所以我們認(rèn)為方案二更適合本工程的實際情況。 結(jié)合 某 市目前的技術(shù)狀況和經(jīng)濟實力，污泥處理與最終處置必須選用技術(shù)成熟的技術(shù)路線，確保不會造成二次污染。 從本工程的實際出發(fā)，由于污泥干化技術(shù)投資大，且運行費用相對較高，因此本次設(shè)計采用衛(wèi)生填埋的方法。 污泥的最終處置是一項耗資高，適應(yīng)性強的工程。 某 市污水處理廠產(chǎn)生污泥的最終處置方法有待于城市的進(jìn)一步規(guī)劃，應(yīng)尋求最為經(jīng)濟合理、最科學(xué)、又可持續(xù)發(fā)展的可靠技 術(shù)。 污泥量 根據(jù)污水處理工藝推薦方案，本工程污水（規(guī)模 2 104m3/d）經(jīng)二級生化處理后產(chǎn)生污泥量約為 DS/d。 出水消毒論證 處理后的城市污水，水質(zhì)已經(jīng)改善，但水中仍含有大量的致病細(xì)菌和寄生蟲卵。根據(jù)國家《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》關(guān)于“為保證公共衛(wèi)生安全，防治傳染性疾病傳播，城市污水處理設(shè)施應(yīng)設(shè)置消毒設(shè)施?！钡囊?guī)定，本污水處理廠出水應(yīng)進(jìn)行消毒處理。 目前國內(nèi)常用的消毒方法有液氯消毒，二氧化氯消毒，紫外線消毒等。 液氯消毒 液氯溶于水后，產(chǎn)生次氯 酸 (HClO)，離解出 ClO，利用 ClO極強的消毒能力，殺滅污水中的細(xì)菌和病原體。 24 液氯消毒效果可靠，投配設(shè)備簡單，投量準(zhǔn)確，價格便宜，但出水中的余氯及某些氯化合物對水生物有毒害作用，同時可能產(chǎn)生 THMS等致癌物質(zhì)。 液氯消毒系統(tǒng)主要由加氯機，氯瓶及余氯吸收裝置組成。 二氧化氯消毒 二氧化氯是一種廣譜型的消毒劑，它對水中的病原微生物，包括病毒、細(xì)菌芽孢等均有較高的殺死作用。 二氧化氯消毒處理工藝成熟，效果好。二氧化氯只起氧化作用，不起氯化作用，不會生成有機氯化物；殺菌能力強，消毒 效力持續(xù)時間較長，效果可靠，具有脫色、助凝、除氰、除臭等多種功能，不受污水 pH值及氨氮濃度影響，消毒殺菌能力高于氯，但必須現(xiàn)場制備，設(shè)備復(fù)雜，原料具有腐蝕性，需化學(xué)反應(yīng)生成，操作管理要求高。 紫外線消毒 細(xì)菌受紫外光照射后，紫外光譜能量為細(xì)菌核酸所吸收，使核酸結(jié)構(gòu)破壞，從而達(dá)到消毒的目的。 紫外線消毒速度快、接觸時間短，反應(yīng)快速、效率高，無需投加任何化學(xué)藥劑，不影響水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，不增加水的臭和味，操作簡單，便于管理，易于實現(xiàn)自動化，但是紫外線消毒無持續(xù)消毒作用，水中懸浮物濃度直接影響 消毒效果，當(dāng)水中懸浮物濃度較高時不宜采用。 三種消毒方式的比較 紫外線消毒利用電能轉(zhuǎn)化為光能來殺滅細(xì)菌，操作安全，不占地，維護簡單，但不具備持續(xù)殺菌功能。液氯消毒需要貯存液氯，管理較簡便，操作不安全，可能產(chǎn)生 THMS等物質(zhì)。二氧化氯應(yīng)用范圍廣，消毒效果好并有除臭、脫色等效果，同時產(chǎn)生 THMS等致癌物質(zhì)的機會較少，生產(chǎn)安全性高。 三種消毒方式性能比較 消毒劑 優(yōu)點 缺點 液氯 ①消毒效果好； ②設(shè)備簡單，運行管理方便；在世界范圍內(nèi)大規(guī)模水廠應(yīng)用廣①產(chǎn)生三鹵烷等致物質(zhì)； ②氯氣的運輸和儲存具有一定的危險性； 25 泛，具有成熟可靠的運行經(jīng)驗；③投資及運行成本 低。 ③接觸時間較長，約 30min。 二氯 化氯 ①消毒效果好，能有效殺滅水中用氯消毒效果較差的病毒和孢子等； ②能大大降低消毒后水中三氯甲烷等氯消毒副產(chǎn)物； ①藥劑用量大，價格較高，消毒成本較高； ②二氯化氯的檢測手段還不完備；③對于二氯化氯的消毒副產(chǎn)物亞氯酸根的毒理學(xué)認(rèn)識尚無定論，目前仍處于研究階段。缺乏大規(guī)模污水處理廠的使用和運行經(jīng)驗； ④接觸時間較長，約 30min。