【文章內(nèi)容簡介】 4 sLsmQ /???? 根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》，查表用內(nèi)插法得： ?zK 所以設(shè)計最大流量 : smhmdmQKQ z /??????? 確定其原水水質(zhì)參數(shù)如下： BOD5=300mg/L CODcr=500 mg/L SS=300 mg/L 氨氮 =40 mg/L 磷酸鹽 (以 P 計 )=10 mg/L pH=6~9 設(shè)計出水水質(zhì) 符合城市污水排放一級 A 標(biāo)準(zhǔn)： BOD5≤ 20mg/L COD≤ 60 mg/L SS≤ 20mg/L 氨氮≤ 15mg/L 磷酸鹽（以 P 計）≤污水處理程度的確定 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書 ,該廠處理規(guī)模定為： 25000 dm/3 進(jìn)、出水水質(zhì) : 項目 COD(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NHN(mg/L) TP(mg/L) 進(jìn)水 500 300 300 40 10 出水 60 20 20 15 去除率 88% % % % 95% 五、 城市污水 、污泥 處理方案的確定 我國城市污水處理在見過四十多年來取得是很大的成就，污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實踐，在吸取國外技術(shù)經(jīng)驗的同時，結(jié)合我國國情的特點，逐步改進(jìn)提高，初步形成一些適用的技術(shù)路線，主要如下： 1）對傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代后的人工生物凈化技術(shù)路線； 2）以自然生物凈化為主并附以人工的生物凈化技術(shù)路線； 3）以深水?dāng)U散排放為主，處理為輔的技術(shù)路線； 設(shè)計方案的確定 （ 1）此廢水具有如下特點： BOD5/CODCr=300/500=，說明廢水可生化性很好；有較高的 N、 P 含量； 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計 5 （ 2）針對以上特點，要求污水處理系統(tǒng)應(yīng)該具有以下功能： （ a）具有一定的 BOD5去除能力； （ b）具備一定的脫 N 除 P 功能，使出水 N、 P 達(dá)標(biāo)； （ c）使污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥基本達(dá)到穩(wěn)定。 （ 3）生化處理工藝選擇 根據(jù)課程設(shè)計要求，本設(shè)計采用 Orbal 氧化溝工藝，污泥處理采用濃縮脫水工藝，選擇過濾消毒工藝。 污水處理工藝方案的比較 目前處理城市污水應(yīng)用較多的生化工藝有氧化溝， A2/O 法， AB 法， SBR 法等。為了使本工程選擇最合 理的處理工藝，有必要按使用條件，排除不適用的處理工藝后，再對可以采取的處理工藝方案進(jìn)行對比和選擇： （ a） A2/O 法 A2/O 工藝亦稱 AAO 工藝，是英文 AnaerobicAnoxicOxic 第一個字母的簡稱（生物脫氮除磷）。按實質(zhì)意義來說，本工藝稱為厭氧 缺氧 好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。 A2/O 法的特點有： ① A2/O 法在去除有機碳污染物的同時，還能去除污水中的氮磷，與傳統(tǒng)活性污泥法二級處理后再進(jìn)行深度處理相比，不僅投資少、運行費用低，而且沒有大量的化 學(xué)污泥，具有良好的環(huán)境效益。 ② A2/O 法厭氧、缺氧、好氧交替進(jìn)行，有利于抑制絲狀菌的膨脹，改善污泥沉降性能。 ③ A2/O 法工藝流程簡單，總水力停留時間少于其他同樣功能的工藝，節(jié)省基建投資。 ④ A2/O 法缺點是受泥齡、回流污泥中溶解氧和硝酸鹽氮的限制，不可能同時取得脫氮和除磷都好的雙重效果。 該工藝處理效率一般能達(dá)到： BOD5和 SS 為 90%~95%，總氮為 70%以上，磷為 90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型 城市污水 廠。但 A2/O 工藝的基建費和運行費均高于 普通活性污泥法 ，運行管理要求高 （ b） AB 法 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計 6 AB 工藝是一種生物吸附―降解兩段活性污泥工藝， A 段負(fù)荷高，曝氣時間短， 左右，污泥負(fù)荷高 2～ 6 kgBOD5/(kgMLSS d)， B 段污泥負(fù)荷較低，為 ～ kgBOD5/(kgMLSS d)，該段工藝有機物、氮和磷都有一定的去除率，適用于處理濃度較高，水質(zhì)水量較大的污 水，通常要求進(jìn)水 BOD5≥ 250mg/L， AB 工藝才有明顯優(yōu)勢。 AB 工藝的優(yōu)點： 具有優(yōu)良的污染物去除效果，較強的抗沖擊負(fù)荷能力，良好的脫氮除磷效果和投資及運轉(zhuǎn)費用較低等。 ① 對有機底物去除效率高。 ② 系統(tǒng)運行穩(wěn)定。主要表現(xiàn)在：出水水質(zhì)波動小，有極強的耐沖擊負(fù)荷能力，有良好的污泥沉降性能。 ③ 有較好的脫氮除磷效果。 ④ 節(jié)能 。運行費用低，耗電量低，可回收沼氣能源。經(jīng)試驗證明， AB 法工藝較傳統(tǒng)的一段法工藝節(jié)省運行費用 20%～ 25%. AB 工藝的缺點 ： ① A 段在運行中如果控制不好，很 容易產(chǎn)生 臭氣 ，影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，這主要是由于 A 段在超高有機負(fù)荷下工作，使 A 段曝氣池運行于厭氧工況下，導(dǎo)致產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。 ② 當(dāng)對除磷脫氮要求很高時， A 段不宜按 AB 法的原來去處有機物的分配比去除BOD5 5%～ 60%，因為這樣 B 段曝氣池的進(jìn)水含碳有機物含量的碳 /氮比偏低，不能有效的脫氮。 ③ 污泥產(chǎn)率高， A 段產(chǎn)生的污泥量較大，約占整個處理系統(tǒng)污泥產(chǎn)量的 80%左右，且剩余污泥中的有機物含量高，這給污泥的最終穩(wěn)定化處置帶來了較大壓力。 總體而言， AB 法工藝適合于污水濃度高、具有污泥消化等后 續(xù)處理設(shè)施的大中規(guī)模的城市污水處理廠，有明顯的節(jié)能效果。對于有脫氮要求的城市污水處理廠，一般不宜采用。 （ c） SBR 法工藝 SBR 是序列間歇式活性污泥法（ Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。 它是一個完整的操作過程，包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥和閑置 5 個階段。 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計 7 SBR 工藝有以下特點： ① 生物反應(yīng)和沉淀池在一個構(gòu)筑物內(nèi)完成，節(jié)省占地，土建造價低。 ② 具有完全混合式和推流式曝氣池的優(yōu)勢，承受水量，水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力強。 ③ 污泥沉降性能好，不易發(fā)生污泥膨脹。 ④ 對有機物和氮的去除效果好。 但傳統(tǒng)的 SBR 工藝除磷的效果不理想，主要表現(xiàn)在：對脫氮除磷處理要求而言，傳統(tǒng) SBR 工藝的基本運行方式雖充分考慮了進(jìn)水基質(zhì)濃度及有毒有害物質(zhì)對處理效果的影響而采取了靈活的進(jìn)水方式，但由于這種考慮與脫氮或除磷所需要的環(huán)境條件相背，因而在實際運行中往往削弱脫氮除磷效果。就除磷而言，采用非限量或半限量曝氣進(jìn)水方式，將影響磷的釋放；對脫氮而言，則將影響硝化態(tài)氮的反硝 化作用而影響脫氮效果。 表 1 生物處理方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 （ d）氧化溝工藝的選擇 ① 卡魯塞爾氧化溝 卡魯塞爾氧化溝是一種單溝環(huán)形氧化溝，主要采用表面曝氣機，兼有供氧和推流的方 案 技術(shù) 指標(biāo) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 運行情況 備 注 BOD5 去 除率％ 基建 費 能 耗 占 地 運行 穩(wěn)定 管理 情況 適應(yīng)負(fù)荷波動 A2/O 85～ 95 100 100 100 一般 一般 一般 需脫氮除磷的污水處理廠 氧化溝 90～ 95 100 100 100 穩(wěn)定 簡便 適應(yīng) 適用于中小型污水廠 ,需要脫氮除磷地區(qū) AB 法 85～ 95 100 100 約 100 一般 簡便 適應(yīng) 適應(yīng)可分期建設(shè)達(dá)到不同的要求 SBR 法 90～ 99 100 100 100 穩(wěn)定 簡便 適應(yīng) 適用于中、小型污水處理廠 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計 8 作用。污水在溝內(nèi)轉(zhuǎn)折巡回流動，處于完全混合狀態(tài)，有機物不斷得以去除。 表曝機少，靈活性差，設(shè)備維修期間溝不能工作，溝內(nèi)混合液自由流程長，由于紊流導(dǎo)致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影響運行效果。單溝氧化溝的平均溶解氧維持在 2mg/L 左右，加之單點供氧強度過大，耗氧較高。在一般情況下，單溝很難形成穩(wěn)定的缺氧段 ，不利于脫 N。 ② 三溝式氧化溝 三溝式氧化溝工藝有兩個邊溝，一個中溝，當(dāng)一個曝氣時，另外兩個作為沉淀池使用。一定時間后改變水流方向，使兩溝作用相互輪換，中溝則連續(xù)曝氣，三溝式氧化溝無需污泥回流裝置，如果條件合適，還可以進(jìn)行反消化。缺點：進(jìn)、出水方向，溢流堰的起閉及轉(zhuǎn)刷的開動于停止必須設(shè)自動控制系統(tǒng)；自控系統(tǒng)要求管理水平高，稍有故障就會嚴(yán)重影響氧化溝正常工作。由于側(cè)溝交替運行，設(shè)備利用率較低。 ③ 一體化氧化溝 一體化氧化溝就是將沉淀池建在氧化溝內(nèi)，即氧化溝的一個溝內(nèi)設(shè)沉淀槽，在沉淀池兩側(cè)設(shè)隔板，底部設(shè)一導(dǎo)流板。在 水面上設(shè)集水裝置以收集出水，混合液從沉淀池底部流走，部分污泥則從間隙回流至氧化溝。一體化氧化溝將曝氣、沉淀功能集于一體，免除了污泥回流系統(tǒng)，但其結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步完善。 ④ 奧貝爾氧化溝 奧貝爾氧化溝由三個同心橢園形溝道組成，污水由外溝道進(jìn)入溝內(nèi)，然后依次進(jìn)入中間溝道和內(nèi)溝道，最后經(jīng)中心島流出，至二次沉淀池。在各溝道橫跨安裝有不同數(shù)量轉(zhuǎn)碟氣機，進(jìn)行供氧兼有較強的推流攪拌作用。外溝道體積占整個氧化溝體積的50—55%，溶解氧控制趨于 ,高效地完成主要氧化作用：中間溝道容積一般為25%—30%，溶解氧控制在 ，作為 “擺動溝道 ”，可發(fā)揮外溝道或內(nèi)溝道的強化作用；內(nèi)溝道的容積約為總?cè)莘e的 15%—20%，需要較高的溶解氧值（ ），以保證有機物和氨氮有較高的去除率。 外溝道的供氧量通常為總供氧量的 50%左右，但 80%以上的 BOD5可以在外溝道中去除。由于外溝道溶解氧平均值很低，絕大部分區(qū)域 DO 為 0mg/L，所以，氧傳遞作用是在虧氧條件下進(jìn)行的，大大提高了氧傳遞效率 ， 達(dá)到了節(jié)約能耗的目的。一般情況下，可以節(jié)省電耗 20%左右。內(nèi)溝道作為最終出水的把關(guān)，一般應(yīng)保持較高的溶解氧，但內(nèi)溝道容積最小， 能耗是較低的。中溝道起到互補調(diào)節(jié)作用，提高了運行的可靠性和可控性。因此，奧貝爾氧化溝可以在確保處理效果的前提下，可以獲得較大的節(jié)能效益。 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計 9 對于每個溝道內(nèi)來講，混合液的流態(tài)為完全混合式，對進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化具有較強的抗沖擊負(fù)荷能力；對于三個溝道來講，溝道與溝道之間的流態(tài)為推流式，且具有完全不同溶解氧濃度和污泥負(fù)荷。奧貝爾氧化溝實際上是多溝道串聯(lián)的溝型，同時具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點， 這種特殊設(shè)計兼有氧化溝和 A2/O 工藝的特點，耐沖擊負(fù)荷，可避免普通完全混合式氧化溝易發(fā)生的污泥膨脹現(xiàn)象，可以獲得較好 的出水水質(zhì)和穩(wěn)定的處理效果。 不同工藝的處理效果與其所配套的附屬設(shè)備是分不開的，往往是新設(shè)備的產(chǎn)生、發(fā)展帶動了工藝的改革，使其處理優(yōu)越性得以突現(xiàn)。 奧貝爾氧化溝采用的曝氣轉(zhuǎn)碟，其表面有符合水力特性的一系列凹孔和三角形突起，使其在與水體接觸時將污水打碎成細(xì)密水花，具有較高的充氧能力和混合效率。通過改變曝氣機的旋轉(zhuǎn)方向、浸水深度、轉(zhuǎn)速和開停數(shù)量，可以調(diào)整其供氧能力和電耗水平。尤其是蝶片可以方便拆裝，更為優(yōu)化運行提供了簡便手段。另一方面，由于轉(zhuǎn)碟直徑達(dá) ，并在碟片最大切線區(qū)設(shè)置 T 形推流和切割葉片，增強切割氣 泡，推動混合液的能力。平行切入在水中旋轉(zhuǎn)運行，具有極強的整流和推流能力。實踐證明，在水深為 5m ， 在不需要水下推進(jìn)器時， 氧化溝 池底流速仍可達(dá) 。當(dāng)污水濃度下降，為節(jié)能而減少曝氣機運行臺數(shù)時，一般也不必?fù)?dān)心沉淀的發(fā)生。這是曝氣轉(zhuǎn)碟和奧貝爾溝型所獨具的優(yōu)點。 奧貝爾氧化溝的溝道布置，便于采用不同種類的工藝模式。在使用普通活性污泥法時，內(nèi)溝道用于曝氣，外溝道用于需氧消化；使用接觸穩(wěn)定和分段曝氣時，是把進(jìn)水和回流污泥引入相應(yīng)的溝道中；為了保證高質(zhì)量而穩(wěn)定的處理效果和減少污泥量，需要進(jìn)行硝化時采延時曝氣 模式 。 綜合比較，選用奧貝爾氧化溝，其兼具氧化溝和 A2/O 工藝的雙重優(yōu)勢。 污泥處理工藝的選擇 污水處理所產(chǎn)生的剩余污泥必須按照減量化，無害化的原則進(jìn)行妥善安全的處理、處置。 本工程污水處理工藝，采用生物脫氮除磷的 奧貝爾氧化溝 工藝，污泥齡達(dá) 15 天以上，污泥已基本穩(wěn)定，無需厭氧消化，可以直接進(jìn)行機械濃縮脫水，同時可以防止 P 的厭氧釋放，保證了除 P 效果。選擇帶式濃縮壓濾一體機，泥餅含固率高，能耗底，可連續(xù)運行，生產(chǎn)效率高。 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計 10 二沉池污泥經(jīng)貯泥池，直接進(jìn)入機械脫水階段，同時投加 PAM 等藥劑，以強化 污泥脫水性能。 工藝流程的確定 本設(shè)計的工藝流程為（見圖一） 圖一 污水處理廠工藝流程圖 污水處理構(gòu)筑物的選擇 1）格柵 格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條