【正文】 程地質(zhì)、 排放 環(huán)境等條件來慎重選擇。各種處理工藝都有一定的適用條件，工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)因地制宣，適度引進(jìn)一些新技術(shù)和新設(shè)備，把污水處理廠建設(shè)成為一個(gè)現(xiàn)代化的花園式工廠。 目前，國內(nèi)外城鎮(zhèn)污水處理廠處理工藝大都采用一級(jí)處理和二級(jí)處理。一級(jí)處理是采用物理方法，主要通過格柵攔截、沉淀等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質(zhì)。這一處理工藝國內(nèi)外都已成熟，烏蘭浩特市東區(qū)污水處理工程可行性研究報(bào)告 第 4 章 工程方案選擇及比較 房地產(chǎn)商域網(wǎng) 差別不大。二級(jí)處理則是采用生化方法，主要通過微生物的生命運(yùn)動(dòng)等手段來去除廢水中的懸浮性、溶解性有機(jī)物以及氮、磷等營養(yǎng)鹽。目前，這一處理工藝有多種方法，歸結(jié)起來，有代表性的工藝主要有傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝、 A2／ O 工藝、間歇式活性污泥法 及百樂克工藝等。這些技術(shù)各有長短，很難說其中一種工藝有絕對的優(yōu)勢。城鎮(zhèn)污水處理廠的工藝選擇主要考慮以下因素： （ 1）進(jìn)水水質(zhì)和處理要求 當(dāng)進(jìn)水組成雜，工業(yè)廢水 所占比例較大時(shí)， 氧化溝 、百樂克工藝及間歇式活性污泥工藝的優(yōu)越性大，因?yàn)楣I(yè)廢水的排放波動(dòng)大，因而要求工藝要有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。 污水的有機(jī)物濃度對工藝選擇有很大影響。當(dāng)有 機(jī)物濃度高時(shí) ，AB 法、 A2／ O 工藝 。 AB 法的 A 段只需較小的池容和電耗就可去除較多的有機(jī)物，節(jié)省了基建費(fèi)和電耗，污水的有機(jī)物濃度越高，節(jié)省的費(fèi)用就越多。而厭氧處理多用于大幅削減 特 高濃度有機(jī)污染。 選擇工藝同時(shí)必須考慮處理要求。如果進(jìn)水水質(zhì)與生活污水接近，則一般生物處理法均能達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。但如果進(jìn)水有機(jī)物濃度高，或者出水指標(biāo)要求高，則需 選用處理效率高的工藝。如果有脫氮除磷要求則需選擇具有脫氮除磷能力的工藝如 A2／ O、 SBR 及其改良型 ICEAS 工藝、間歇式活性污泥法工藝、 MSBR 工藝、前置厭氧池的氧化溝法 、百樂克工藝 及前置厭氧池的 UNITANK 工藝等。 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(gè)好氧 — 厭氧的環(huán)境，當(dāng)出水要求除磷脫氮時(shí)，為了防止重力濃縮池中（厭氧環(huán)境）磷的釋放，必須采用機(jī)械濃縮法 ,減少污泥停留時(shí)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，小型污水處 理廠則多用氧化溝法和 SBR 法烏蘭浩特市東區(qū)污水處理工程可行性研究報(bào)告 第 4 章 工程方案選擇及比較 房地產(chǎn)商域網(wǎng) 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(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)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(shí)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 藝、間歇式活性污泥法工藝、 MSBR工藝、 百樂克工藝、 前置厭氧池的 UNITANK 工藝等，目前 百樂克工藝、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(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)例，運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)相對豐富； UNITANK 工藝在澳門己有一座七萬噸 /天 的工程運(yùn)行實(shí)例，在國內(nèi)運(yùn)行者尚無； MSBR 工藝在國內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠中已有應(yīng)用 。 根據(jù)排放水體要求，本工程要求的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)很高，對 BODCODCr、 SS、 NH3— N、 TP 去除率要求 達(dá)到 ％、 ％、 ％、 ％和 ％以上 ，對污水處理工藝的選擇應(yīng)十分慎重。下面將對各種工藝方案的特點(diǎn)進(jìn)行論述，以便選擇切實(shí)可行的方案。 預(yù)處理方案 預(yù)處理就是在一級(jí)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(jī)械設(shè)備，確保安全運(yùn)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 流沉砂池是利用水利渦流使砂水分離較曝氣沉砂池節(jié)能， 同時(shí)避免了對隨后除磷要求的厭氧環(huán)境的影響， 因此本工程采用旋 流沉砂池。 烏蘭浩特市東區(qū)污水處理工程可行性研究報(bào)告 第 4 章 工程方案選擇及比較 房地產(chǎn)商域網(wǎng) 二級(jí)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(shí)在安全穩(wěn)妥的前提下選擇出經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù)方案 。 在常規(guī)二級(jí)活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除的。 （ 1） SS 的去除 污水中的 SS 的去除主要靠沉淀作用，污水中的無機(jī)顆粒和大直徑的有機(jī)顆粒靠自然沉淀作用就可去除，小直徑的有機(jī)顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ≈睆降臒o機(jī)顆粒（包括尺度大小在膠體和亞膠體范圍內(nèi)的無機(jī)顆粒）則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡(luò)作用，與活性污泥絮體同時(shí)沉淀被去除。 污水處理廠出水中懸浮物濃度不但涉及到出水 SS 指標(biāo)，與出水的 BOD CODCr等指標(biāo)也與之有關(guān)，這是因?yàn)榻M成出水懸浮物的主要活性污泥 絮體，其本身的有機(jī)成份就很高，因此較高的出水懸浮物含量會(huì)使得出水的 BOD CODCr均增加，因此，控制污水廠出水的 SS 指標(biāo)是最基本的，也是很重要的。 為了降低出水中的懸浮物濃度，應(yīng)在工程中采取適當(dāng)?shù)拇胧?，例如采用適當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用較小的二次沉淀池表面負(fù)荷，采用較低的出水堰負(fù)荷，充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)作用等。在污水處理方案選用合理、工藝參數(shù)取值合理和單體設(shè)計(jì)優(yōu)化的條件下，完全能夠使出水 SS 指標(biāo)達(dá) 到 20mg／ l以下。 （ 2） BOD5的去除 污水中 BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代謝作用，然后對污烏蘭浩特市東區(qū)污水處理工程可行性研究報(bào)告 第 4 章 工程方案選擇及比較 房地產(chǎn)商域網(wǎng) 泥與水進(jìn)行分離來完成的。 活性污泥中的微生物在有氧的條件下將污水中的一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是 CO2和 H2O 等穩(wěn)定物質(zhì)。在這種合成代謝與分解代謝過程中，溶解性有機(jī)物（如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用，而非溶解性有機(jī)物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用。由此可見，微生物的好氧代謝作用對污水中的溶解性 有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)。因此，可以使處理后污水中的殘余 BOD5濃度很低。根據(jù)國外有關(guān)設(shè)計(jì)資料，在污水負(fù)荷為 BOD5／kgMLSS d 以下時(shí)，就很容易使得出水 BOD5保持在 15mg／ l 以下。 （ 3） COD 的去除 污水中 COD 去除的原理與 BOD5基本相同。污水處理廠出水中的剩余 CODcr，即 CODcr 的去除率，取決于原污水的可生化性，它與城鎮(zhèn)污水的組成有關(guān)。 對于那些主要以生活污水及其成分與生活污水相近的工業(yè)廢水組成的城鎮(zhèn)污水，這種城鎮(zhèn)污水的 BOD5／ CODCr比值往往接近 甚至大于 ， 其污水的可生化性較好，出水 CODcr 值可以控制在較低的水平。而成分主要以工業(yè)廢水為主的城鎮(zhèn)污水，或 BOD5／ CODcr 比值較小的城鎮(zhèn)污水，其污水的可生化性較差，處理后污水中剩余的 CODcr會(huì)較高，要滿足出水 CODcr≤ 60mg／ L 有一定的難度。 一般認(rèn)為， BOD5/COD＜ 不宜采用生物處理工藝； BOD5/COD＜ 生化較為困難； BOD5/COD＞ 可以生化； BOD5/COD＞ 污水可生化性較好。 BOD5/COD指標(biāo)是判別污水可生化性最簡單直接、也最為常 見的方法。 烏蘭浩特東區(qū) 污水處理廠進(jìn)水主要以工業(yè)和生活污水為主，烏蘭浩特市東區(qū)污水處理工程可行性研究報(bào)告 第 4 章 工程方案選擇及比較 房地產(chǎn)商域網(wǎng) BOD5/COD 的比值大于 ，污水可生化性較好，采用二級(jí)處理工藝完全能使出水 CODcr≤ 60mg/L。 （ 4） 生物脫氮除磷基本原理 污水脫氮除磷可供選擇的處理方法通常有生物處理法及物理化學(xué)法 兩大類。國外從六十年代開始曾系統(tǒng)地進(jìn)行了脫氮除磷的物化處理方法研究，結(jié)果認(rèn)為物化法的缺點(diǎn)是耗藥量大、污泥多、運(yùn)行費(fèi)用高等，因此，城鎮(zhèn)污水處理廠一般不推薦采用。從七十年代以來，國外開始研究并逐步采用活性污泥法生物脫氮除磷。我國從八十年代初開始研究生物脫 氮除磷技術(shù)，在八十年代后期逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化流程，目前，常用的生物脫氮除磷工藝有 A2／ O 法、氧化溝法、 SBR 法及其改進(jìn)型 間歇式活性污泥 法等。 生物脫氮 ： 污水中的有機(jī)氮、蛋白氮等在好氧條件下首先被氨化菌轉(zhuǎn)化為氨氮，而后在硝化菌的作用下變成硝酸鹽氮，此階段稱為好氧硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮還原成氮?dú)鈴奈鬯幸莩?，此階段稱為缺氧反硝化。 在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、pH 值以及反硝化碳源。生物脫氮系統(tǒng)中，硝化菌增長速度較緩慢，所以，要有足夠的 污泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進(jìn)行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用順利進(jìn)行。 按照上述原理，要進(jìn)行脫氮，必須具有缺氧／好氧過程，可組成缺氧池和好氧池，即所謂缺氧／好氧（ A／ O）系統(tǒng)。（ A／ O）系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要控制的幾個(gè)主要參數(shù)就是足夠的污泥齡和進(jìn)水的碳氮比。 生物除磷 ： 生物除磷是利用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烏蘭浩特市東區(qū)污水處理工程可行性研究報(bào)告 第 4 章 工程方案選擇及比較 房地產(chǎn)商域網(wǎng) （聚β羥丁酸）儲(chǔ)存起來。當(dāng)這些聚磷菌進(jìn)入好氧條件時(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 收磷，形成含磷分量高的污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷的目的。 影響生物除磷的因素是要有厭氧條件（ DO=0），同時(shí)要有快速降解的 有機(jī)物，即 BOD5／ P 比值恰當(dāng)。同時(shí)，希望含磷污泥盡快排出系統(tǒng)，以免污泥中的磷又返回到上清液中。 按照上述原理，要進(jìn)行除磷必須具備厭氧過程，若在生物脫氮系統(tǒng)前設(shè)置一個(gè)厭氧池，這樣就形成 A2／ O 系統(tǒng)，即厭氧 — 缺氧 — 好氧系統(tǒng)。 根據(jù) 烏蘭浩特東區(qū) 污水處理廠的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和要達(dá)到的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，本工程最合適的處理工藝是生物脫氮除磷工藝，在滿足生物脫氮除磷要求的前提下， BOD CODcr 和 SS 的去除都可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。 本工程采用生物脫氮除磷工藝的可行性 ： BOD5／ TP 的比值是影響生物脫氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率隨著 BOD5／ N 和 BOD5／ P 比值的增加而增加。從理論上講， BOD5／ TN＞ 286 才能有效地進(jìn)行脫氮，實(shí)際運(yùn)行資料表明， BOD5／ TN≥ 3 時(shí)才有使反硝化正常運(yùn)行。在 BOD5／ TN=4～ 5 時(shí)，氮的去除率大于 60％，磷的去除率也可達(dá) 60％左右。對于生物除磷工藝，要求 BOD5／ TP=33～100，且 BOD5／ TN≥ 4。 本工程進(jìn)水 BOD5／ N=， BOD5／ P=，能滿足生物脫氮除磷工藝對碳源的要求。因此。本工程采用生物脫氮除磷工藝是可行的。 本工程結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓こ虒?shí)踐和建設(shè)需要， 我們認(rèn)為冬季低溫使本工程不宜采用轉(zhuǎn)蝶曝氣的氧化溝工藝，造價(jià)和運(yùn)行管理上的原因使我們排除曝氣生物濾池工藝。因此 本可研報(bào)告將 A／ A／ O法 和 百樂克工藝 作為工程比選方案，作出經(jīng)濟(jì)比較，以求得最優(yōu)方案。 烏蘭浩特市東區(qū)污水處理工程可行性研究報(bào)告 第 4 章 工程方案選擇及比較 房地產(chǎn)商域網(wǎng) 污水 處理 工藝 方案 的比選 根據(jù)前述污水處理工藝方案的選擇依據(jù)，本可研報(bào)告對 A／ A／ O法和 百樂克工藝 進(jìn)行詳細(xì)的比選。 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，回流污泥中的聚磷菌受到抑制，只能釋放體內(nèi)的磷酸鹽獲取能量，以吸收污水中的可快速生化降解的溶解性有機(jī)物來維持生存，并在細(xì)胞內(nèi)將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成聚β羥丁酸（ PHB）儲(chǔ)存起來。在這個(gè)過程中完成了磷的釋放；在缺氧條件下，反硝化菌利用污水中的有機(jī)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?dú)忉尫懦鰜?，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(shí)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(diǎn)是把除磷、脫氮和降解有機(jī)物三個(gè)生化過程巧妙地結(jié)合起來，在厭氧和缺氧段為除磷和脫氮提供各自不同的反應(yīng)