【導(dǎo)讀】五蓮縣3萬噸/天污水處理廠及污水管網(wǎng)建設(shè)項目。1)擬建地點：五蓮縣城西北洪凝河與山陽河交界處。2)占地面積：50畝?？尚行匝芯繄蟾婢幹茊挝?。·《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》。·《中華人民共和國水污染防治法》。·《中華人民共和國水污染防治法實施細(xì)則》。31號令《排污費征收標(biāo)準(zhǔn)及計算方法》。·2020中華人民共和國國務(wù)院令第369號《排污費征收使用管理條例》。·《五蓮縣目前企業(yè)排水情況匯總表》。1)城市概況與水環(huán)境污染情況。8)環(huán)境和社會影響分析，環(huán)境保護(hù)、勞動保護(hù)、安全運行和節(jié)能措施。9)項目運行管理。規(guī)劃、給排水專業(yè)規(guī)劃為基礎(chǔ)，依據(jù)保護(hù)和改善環(huán)境、防止和減少污染、造福人民。2)根據(jù)近遠(yuǎn)期結(jié)合、統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的方針，在社會經(jīng)。6)執(zhí)行現(xiàn)行的國家和地方有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定。

　　

【正文】 樣的一級處理構(gòu)筑物及設(shè)備，不再進(jìn)行論證，重點對二級處理工藝方 案進(jìn)行比較選擇。 城市污水處理工藝選擇需考慮的因素包括擬定的污水處理規(guī)模、進(jìn)水水質(zhì)特點、出水水質(zhì)要求、污泥的出路、投資和運行成本、運行管理維護(hù)條件等。由于污水生化處理工藝的種類繁多，不可能也沒有必要全部列舉進(jìn)行分析，故本報告的工藝比選范圍限定為國內(nèi)常用工藝。 當(dāng)前國內(nèi)外處理城市污水采用最廣泛的二級生物處理方法是活性污泥法，包括傳統(tǒng)形式“普曝法”、吸附再生法、分段進(jìn)水法、 AB 法、 A/O 法、 A/A/O 法、 SBR法、氧化溝法、一體化池 (UNITANK)、百樂克 (BIOLAK)等等，而各種工藝中又有一些變化和改進(jìn)了 新形態(tài)，如奧貝爾氧化溝、 SBR 系列工藝中的 ICEAS、 CASS 等等，各種工藝都有各自的特點，可以達(dá)到不同的處理目的。 傳統(tǒng)普曝法、分段進(jìn)水法、吸附再生法屬于中等負(fù)荷的污水處理工藝，出水水質(zhì)穩(wěn)定且較好，運行管理比較簡單，但由于污泥不穩(wěn)定，需要增加設(shè)施進(jìn)行穩(wěn)定化處理，增加了基建投資 (1000 元 /立方米 2020 元 /立方米 )和運行管理環(huán)節(jié)；另外，對污水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的去除率低，難以解決日益嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化問題，而國內(nèi)環(huán)保部門已經(jīng)提出污水處理項目必須要有脫氮除磷功能，山東省在正式發(fā)布的文件中明確規(guī)定，對今后沒 有脫氮除磷工藝的污水處理項目將不予批準(zhǔn)，對現(xiàn)狀沒有脫氮除磷的項目必須改造。因此，除利用計劃沼氣發(fā)電或直接驅(qū)動鼓風(fēng)機的大型城市污水處理項目 (大于 20 萬噸 /日 )外，這類工藝在現(xiàn)代城市污水處理工程中已很少采用。 AB 法采取了兩次生化處理，是針對高濃度城市污水處理而設(shè)計，工藝單元構(gòu)成較復(fù)雜，產(chǎn)生的污泥也不穩(wěn)定，需要污泥處置設(shè)施對其進(jìn)行穩(wěn)定化處理和處置，管理環(huán)節(jié)多，建設(shè)投資比較大 (1500 元 /立方米 2020 元 /立方米 )，污水處理單位成本也高 ( 元 /立方米 元 /立方米 )，適用于水質(zhì)特殊的大型城市污水處理工程。 A/O 、 A/A/O、氧化溝、百樂克 (BIOLAK)以及 SBR 系列工藝如 ICEAS、 CASS等屬于低負(fù)荷污水處理工藝，出水水質(zhì)好，抗沖擊負(fù)荷能力強。由于負(fù)荷低、一般不再設(shè)置初沉池，而二沉池也往往和曝氣池組合為一；由于泥齡長、污泥較為穩(wěn)定，一般可以不再作穩(wěn)定化處理而直接處置或者應(yīng)用，省去了污泥穩(wěn)定化設(shè)施，大大簡 — 34— 化了工藝構(gòu)成，運行管理非常簡便。這一類工藝的特點，一是采用了生物脫氮除磷處理技術(shù)，在降解 BOD 污染物的同時也能去除造成水體富營養(yǎng)化的氮和磷，可以滿足政府對城市污水處理廠也提出的更高的水質(zhì)要求。因此國內(nèi)外 近幾年較多地采用百樂克 (BIOLAK)法和 AAO 法；二是負(fù)荷變化范圍寬，在需要的時候也可以按中等負(fù)荷運行，適合規(guī)模較小，技術(shù)力量較薄弱的中小城市的城市污水處理。因此，根據(jù)本項目所在城市及本工程的規(guī)模、水質(zhì)特點、當(dāng)?shù)剡\行維護(hù)技術(shù)條件，我們選擇國內(nèi)最常采用的三溝式氧化溝、 ICEAS 和百樂克 (BIOLAK)三種典型工藝作為備選方案，分別進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從中確定最佳方案。 方案一：三溝式氧化溝 三溝式氧化溝是氧化溝的一種形式，其反應(yīng)池集曝氣沉淀于一體，兩邊側(cè)溝交替地用作曝氣池和沉淀池，可以完 成有機物的降解和硝化反硝化過程，取得良好的水處理效果。該工藝構(gòu)筑物少，操作靈活，運行可靠。在山東棗莊、黃島、莒縣等城市均有應(yīng)用，因此我們選擇了三溝式氧化溝作為一個備選方案。 其工藝的主要特點有： 處理流程簡單 ， 構(gòu)筑物少 ， 可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池、二沉池、污泥消化系統(tǒng) ， 且氧化溝與二沉池合建，可進(jìn)一步省去污泥回流系統(tǒng) ， 因此基建費用省。 近年來 ， 實際運行經(jīng)驗證明 ， 其處理效果好而且穩(wěn)定，不僅對一般污染物質(zhì)有較高的去除效果，而且因為氧化溝中還能進(jìn)行充分的硝化作用和缺氧區(qū)的反硝化作用，所以有 較好的除氮效果，氧化溝可取得比傳統(tǒng)活性污泥法更高質(zhì)量的出水 ， 而且出水效果穩(wěn)定。 氧化溝屬延時曝氣，污泥泥齡一般長達(dá) 20～ 30 天 ， 污泥在溝內(nèi)得到了好氧穩(wěn)定 ，直接可以經(jīng)過濃縮后脫水。 特殊的水力設(shè)計 ， 使得反應(yīng)器具備了很強的稀釋﹑緩沖能力 ， 能夠承受較大的水量﹑水質(zhì)沖擊負(fù)荷。 運行可靠 ， 易于實現(xiàn)自動化操作，對自控要求低，管理方便。 氧化溝工藝近年來發(fā)展很快，在我國的中、小型污水處理工程中得到了廣泛的應(yīng)用，在省內(nèi)污水處理廠中應(yīng)用氧化溝技術(shù)的比例最大，積累了大量的實踐經(jīng)驗。此工藝的缺點是 占地面積大。 — 35— 其污水污泥處理流程見圖 61。 圖 61 三溝式氧化溝工藝污水污泥處理流程圖 方案二： ICEAS 工藝 ICEAS 工藝又稱間歇式活性污泥法，是由 SBR 演變而來。該工藝的主要特點是反應(yīng)器由多組構(gòu)成，在每一個反應(yīng)器中獨立完成生化反應(yīng)和沉淀分離兩種作用 ， 污水分批得到處理。該工藝運行方式：連續(xù)進(jìn)水，周期排水，周期曝氣。 ICEAS 工藝的主要優(yōu)點在于 ： 反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)狀態(tài)易于控制，運行方式較為靈活，可以利用時間和空間來雙向調(diào)整運行工 況及運行參數(shù)，實行多種工藝目標(biāo)選擇。 工藝流程簡單，不需設(shè)初沉池、二沉池和污泥回流系統(tǒng)，延時曝氣污泥好氧穩(wěn)定，無需消化可直接濃縮脫水。 在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，依次進(jìn)行曝氣、攪拌、沉淀、潷水、排泥等過程，并周期循環(huán)。利用不同菌群的不同特性，使生物系統(tǒng)在降解碳源有機物的同時去除一定的氨氮和磷。 理想靜沉，泥水分離效果好，出水水質(zhì)較好。間歇反應(yīng)器內(nèi)污泥沉降性能好，可有效地抑制絲狀菌的生長和污泥膨脹。沉淀時接近理想靜沉狀態(tài)，泥水分離效果好，因此可以保證較好的出水效果。 ICEAS 工藝最早由美國的 提出，在 1980 年第一次投入生產(chǎn)實踐，隨后 — 36— 在美國、日本、澳大利亞等國家得到了迅速的發(fā)展，自八十年代中期以后在我國也得到了廣泛的應(yīng)用。目前山東棗莊薛城區(qū)采用此種工藝。 該工藝的不足之處是管道維修量較大，操作運行對自控技術(shù)要求較高。 其污水、污泥處理工藝流程見圖 62。 圖 62 ICEAS 工藝污水污泥處理流程圖 方案三： 百樂克 (BIOLAK)工藝 百樂克 (BIOLAK)工藝的主要特點是將反硝化反應(yīng)器放置在系統(tǒng)之首，這 是目前國內(nèi)外采用比較廣泛的一種脫氮工藝。在缺氧段 (A 段 )，回流污泥中反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量硝態(tài)氮 (NOx—N)還原為 N2，而達(dá)到脫氮目的。同時在缺氧段中 BOD 濃度繼續(xù)下降， NO3N 濃度大幅度下降。在好氧池中 (O 段 )，有機物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使 NH3N 濃度顯著下降，但隨著硝化過程使 NO3N 的濃度增加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速率下降。 所以，百樂克 (BIOLAK)工藝可以完成有機物、硝化脫氮而被去除等功能。脫氮的前提 是好氧池完成 NH3N 硝化這一功能。缺氧池則完成脫氮功能。 百樂克 (BIOLAK)工藝的特點： 1) 低活性污泥負(fù)荷工藝：污水的生物處理采用延時曝氣工藝可不設(shè)初沉池，耐沖擊負(fù)荷能力強，剩余污泥量少，不需消化處理。 2) 如地質(zhì)條件適合，百樂克 (BIOLAK)曝氣池可采用土池結(jié)構(gòu)，敷設(shè) HDPE — 37— 防滲層的土池不僅易于開挖投資低廉，而且能滿足污水處理池功能上的要求，并能因地制宜，極好地適應(yīng)現(xiàn)場地形。 3) 高效的曝氣系統(tǒng)：曝氣裝置為微孔曝氣，曝氣設(shè)備采用懸鏈?zhǔn)狡貧庋b置，曝氣器由浮管牽 引，懸掛在池中，曝氣器與布?xì)夤荛g用軟管連接，通氣時，曝氣器由于受力不均在水中產(chǎn)生運動。當(dāng)曝氣器偏離浮管垂直軸時，氣泡浮至水面在浮管一側(cè)爆裂，從而對浮管產(chǎn)生反向推動力使浮管運動，浮管又反過來帶動曝氣器運動，在曝氣的情況下運動持續(xù)不斷。與傳統(tǒng)曝氣裝置相比，此種曝氣系統(tǒng)有以下優(yōu)點： 傳統(tǒng)曝氣器頂部至水面的水域，始終處于過飽和充氧狀態(tài)，而其他水域則處于不飽和狀態(tài)，氧的利用率低。該曝氣裝置在水中的運動使池中不存在氧的過飽和區(qū)域，氧的利用率高。 懸鏈?zhǔn)狡貧馄鳟a(chǎn)生的微氣泡在水中的運動距離長，停留時 間長，使氧的利用率明顯提高，相應(yīng)的能耗得以降低。固定式曝氣器產(chǎn)生的氣泡在水中的停留時間為56 秒，而懸鏈?zhǔn)狡貧馄鳟a(chǎn)生的氣泡可在水中停留 11 秒。 懸鏈?zhǔn)狡貧馄靼惭b在浮動的懸鏈上，每條鏈在池中一定的區(qū)域運動，避免了在池低池壁的穿孔安裝，適合采用曝氣池為土池的結(jié)構(gòu)。 懸鏈?zhǔn)狡貧庀到y(tǒng)可在不放水不停氣的情況下，直接將曝氣鏈提出水面維修，既方便又經(jīng)濟(jì)。 沉淀池可與曝氣池合建，中間用擋板隔開，進(jìn)一步節(jié)省了土建費用和占地。同時 隔墻上均勻設(shè)置多個穿墻孔，污水以極低的流速進(jìn)入澄清區(qū)，相近于 靜止沉淀，沉淀效果好。 其工藝流程詳見圖 63。 — 38— 圖 63 百樂克 (BIOLAK)工藝污水污泥處理流程圖 工藝方案比較與推薦方案的確定 工藝方案比較 表 61 污水廠工藝方案技術(shù)比較表 方案 項目 氧化溝方案 (方案一 ) ICEAS 方案 (方案二 ) 百樂克 (BIOLAK)方案 (方案三 ) 出水水質(zhì) 泥齡長，除磷脫氮效果好，滿足 水質(zhì)要求 同左 同左 占地面積 稍大 較小 最小 設(shè)備及能耗 轉(zhuǎn)碟曝氣效率一般，供氧量調(diào)節(jié)靈活，混合效果好，但曝氣效率即充氧能力較低，能耗相對稍大 微孔曝氣效率較高，混合效果好，曝氣頭易堵塞，供氧量調(diào)節(jié)較差，能耗相對稍大。一池有多種功能，相關(guān)設(shè)備時段性閑置，曝氣頭數(shù)量多，鼓風(fēng)機裝機功率大。 懸鏈微孔曝氣效率較高，混合效果好，供氧量調(diào)節(jié)好，連續(xù)曝氣設(shè)備不閑置，在 3 個方案中實際運行能耗最小 其他工藝 配污泥回流泵，設(shè)備較少 配污泥回流泵，設(shè)備較少 配污泥回流泵，設(shè)備較少 污泥處理 與環(huán)境影響 曝氣活性污泥法，污泥齡較長，污泥量少且基本趨于穩(wěn)定，可直接濃縮 脫水，衛(wèi)生填埋，環(huán)境影響較小。 同左 同左 自動控制及運行管理 不設(shè)初沉池，工藝流程簡單，管理方便。兩側(cè)邊溝交替作為沉淀池需周期運行運行，對自動化控制要求高，人工控制運行不便。 不設(shè)初沉池，工藝流程簡單。對自控要求很高，難以人工控制運行。設(shè)有大量電控閥門和機械撇水器，故障率高，關(guān)鍵設(shè)備需進(jìn)口。 不設(shè)初沉池，工藝流程簡單。采用曝氣沉淀合建形式，連續(xù)流運行，操作管理簡便，控制運行人工、自控皆宜。 流態(tài)及抗沖擊負(fù)荷能力 三溝道串聯(lián)，有完全混合及推流式兩種特性，抗沖擊負(fù)荷能力強，出水水質(zhì)穩(wěn)定。需加選擇器以防污泥 膨脹。 一座池子交替運轉(zhuǎn)實現(xiàn)進(jìn)水、曝氣、沉淀和出水，設(shè)備的閑置率高，抗沖擊負(fù)荷能力較強，出水水質(zhì)穩(wěn)定。 懸鏈波浪式曝氣，形成多個缺氧、好氧區(qū)，脫氮除磷效果好，抗沖擊負(fù)荷能力強，出水水質(zhì)穩(wěn)定。 分期建設(shè)條件 構(gòu)筑較單一，設(shè)兩套獨立的生化反應(yīng)處理單元，可根據(jù)水量單組建設(shè)或運行，分期建設(shè)和運行靈活。 工藝流程簡單，生化反應(yīng)池為一組多格并聯(lián)，結(jié)構(gòu)上不便于分期建設(shè)，但運行調(diào)節(jié)靈活。 構(gòu)筑物單一，設(shè)兩套獨立的生化處理單元，可根據(jù)水量單組建設(shè)或運行，分期建設(shè)和運行靈活。 推薦方案的確定 — 39— 1)環(huán)境影響 本報告提出的三個工藝方案均建立在相同的處理標(biāo)準(zhǔn)上，污水經(jīng)處理后均能達(dá)到排放要求，實現(xiàn)預(yù)期的環(huán)境目標(biāo)。三方案均為延時曝氣活性污泥法，污泥量少且基本趨于穩(wěn)定，對廠區(qū)環(huán)境影響較小。綜合比較三者環(huán)境影響及效益基本相當(dāng)。 2)能源消耗 方案一氧化溝為延時曝氣工藝，而且采用表面曝氣效率較低，因此能耗稍大。方案二、三雖然同為延時曝氣工藝，但采用微孔曝氣效率較高，方案二一池有多種功能，相關(guān)設(shè)備在一段時間內(nèi)不得已而閑置，曝氣頭的數(shù)量和鼓風(fēng)機裝機功率必須增大。另外，由于撇水深度通常有 ～ 2m，出水的水位必須按最低撇水水 位設(shè)計，加之撇水器本身水頭損失較大，故總的提升揚程較方案一要高，水力能耗略有增加。方案三采用連續(xù)曝氣形式，設(shè)備不存在閑置現(xiàn)象，因此實際運行中方案三能耗最小。 3)分期建設(shè)條件 方案一和方案三構(gòu)筑物較為單一，生化反應(yīng)部分設(shè)置兩套獨立的處理單元，可根據(jù)規(guī)模先上一組，對于分期建設(shè)和運行均具有巨大的靈活性。方案二工藝流程簡單，生化反應(yīng)池由一組多格池子并聯(lián)組成，因此從結(jié)構(gòu)上不便于分期建設(shè)，但對于運行來講具有較大的靈活性。 4)運行管理 方案一的處理流程十分簡單，由于氧化溝的兩側(cè)邊溝交替作為沉淀池，根據(jù)一定的運行周期才 能運行，因此須在自動控制狀態(tài)下運行，人工狀態(tài)下運行非常不便。方案二的處理流程也十分簡單，但此工藝對自動化控制要求非常高，并需要大量的電控閥門和機械撇水器，稍有故障將不能運行，一些關(guān)鍵設(shè)備國內(nèi)還不成熟，需從國外引進(jìn)。方案三，采用曝氣沉淀合建形式，連續(xù)流運行，操作管理非常方便，既可在人工狀態(tài)下運行，也可自動狀態(tài)下運行。 5)技術(shù)經(jīng)濟(jì) 方案三在投資、占地面及、成本方面占優(yōu)。 根據(jù)上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和綜合分析結(jié)果，方案三除磷脫氮效果好，投資省，運行費用稍低，操作管理方便。因此我們選擇該百樂克 (BIOLAK)工 藝作為本項目的污水處理工藝。 — 40—