【正文】 自然狀況為已知條件，以處理水應(yīng)達(dá)到的水質(zhì)指標(biāo)為制約條件，而以處理系統(tǒng)最低的總造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，建立三者之間的相互關(guān)系。 減少占地面積也是降低建設(shè)費(fèi)用的重要措施，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，它對(duì)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有著重要的影響。 ⑶ 當(dāng)?shù)馗黜?xiàng)條件 當(dāng)?shù)氐牡匦巍夂虻茸匀粭l件也對(duì)污水處理工藝流程的選定具有一定的影響。例如，如當(dāng)?shù)負(fù)碛修r(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)利用價(jià)值不大的舊河道、洼地、沼澤地等，就可以考慮采用穩(wěn)定塘、土地處理等污水的自然生物處理系統(tǒng)，在寒冷地區(qū)應(yīng)當(dāng)采用 在采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施后，在低溫季節(jié)也能正常運(yùn)行，并保證取得取得達(dá)標(biāo)水質(zhì)的工藝，而且處理構(gòu)筑物都建在露天，以減少建設(shè)與運(yùn)行費(fèi)用。 ⑷ 原污水的水量與污水流入工況 除水質(zhì)外，原污水的水量也是選定處理工藝需要考慮的因素，水質(zhì)、水量變化較大的原污水，應(yīng)考慮設(shè)調(diào)節(jié)池或事故貯水池，或選用承受沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)的處理工藝，如完全混合型曝氣池等，某些處理工藝，如塔式濾池和豎流式沉淀池只適用于水量不大的小型污水處理廠。 工程施工的難易程度和運(yùn)行管理需要的技術(shù)條件也是選定處理工藝流程需要考慮的因素，地下水位高，地質(zhì)條件差的地方， 不宜選用深度大、施工難度高的處理構(gòu)筑物。 工藝方案分析 污水處理廠的工藝選擇應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、出水要求、污水廠規(guī)模，污泥處置方法及當(dāng)?shù)販囟?、工程地質(zhì)、征地費(fèi)用、電價(jià)等因素作慎重考慮。污水處理的每項(xiàng)工藝技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)、適用條件和不足之處，不可能以一種工藝代替其他一切工藝，也不宜 第 12 頁(yè) 共 78頁(yè) 離開(kāi)當(dāng)?shù)氐木唧w條件和我國(guó)國(guó)情。同樣的工藝，在不同的進(jìn)水和出水條件下，取用不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)備的選型并不是一成不變的。 具體工程的選擇要求包括： ① 技術(shù)合理。技術(shù)先進(jìn)而成熟，對(duì)水質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)，出水達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定性高，污泥易于 處理。 ② 經(jīng)濟(jì)節(jié)能。耗電小，造價(jià)低，占地少。 ③ 易于管理。操作管理方便，設(shè)備可靠。 ④ 重視環(huán)境。廠區(qū)平面布置與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)，注意廠內(nèi)噪聲控制和臭氣的治理，綠化、道路與分期建設(shè)結(jié)合好。 本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)為： 1，污水以有機(jī)污染為主，可生化性較好，重金屬及其他難生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)。 2，污水中主要污染物指標(biāo)為 BOD5， CODCr，SS， NH3N， TP。 針對(duì)以上特點(diǎn)，以及出水并脫氮除磷的要求，綜合比較目前的各種污水處理方法，最簡(jiǎn)單易行，經(jīng)濟(jì)有效的為活性污泥法。其基本原理是以懸浮在 水中的活性污泥為主體，在微生物生長(zhǎng)有利的條件下和污泥充分接觸，使污水得到凈化。本項(xiàng)目對(duì)脫氮除磷的要求很高，且出水水質(zhì)需達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB189182022）一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)。所以利用活性污泥法的基本原則，可采用 A2/O 法或 SBR 法。 A2/O 法 ⑴ A2/O 工藝原理 A2/O 工藝是厭氧 — 缺氧 — 好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱，該工藝在厭氧 — 好氧除磷（ A2/O）工藝中加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達(dá)到硝化脫氮的目的。 在首段厭氧池主要是進(jìn)行磷的釋放，使污水 中 P 的濃度升高，溶解性有機(jī)物被細(xì)胞吸收而使污水中 BOD 濃度下降；另外 NH3N 因細(xì)胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3N 濃度下降。但 NO3N 含量沒(méi)有變化。 在缺氧池中，反硝化菌利用污水中有機(jī)物作為碳源，將回流混合液中帶入的大量 NO3N 和 NO2N 還原為 N2 釋放至空氣，因此 BOD5 濃度繼續(xù)下降， NO3N 濃度大幅度下降，而磷的變化很小。 第 13 頁(yè) 共 78頁(yè) 在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降；有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，使 NO3N 濃度顯著下降，但隨著硝化過(guò)程使 NO3N 的濃度增加，而 P 隨著聚磷菌的 過(guò)量攝取，也以較快的速度下降。 所以， A2/O 工藝它可以同時(shí)完成有機(jī)物的去除、硝化脫氮、磷的過(guò)量攝取而被除去等功能，脫氮的前提是 NH3N 完全硝化，好氧池能完成這一功能。缺氧池則完成脫氮功能。厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。 ⑵ A2/O 工藝的影響因素 ① 污水中可生物降解有機(jī)物對(duì)脫氮除磷的影響：生物反應(yīng)池混合液中能快速生物降解的溶解性有機(jī)物對(duì)脫氮除磷的影響最大。厭氧段中聚磷菌吸收該類(lèi)有機(jī)物，而使有機(jī)物濃度下降，同時(shí)使聚磷菌釋放磷，以使在好氧段更變本加厲地吸收磷，從而達(dá)到去除磷的目的。如果污水中能快速生物降 解溶解性有機(jī)物很少，聚磷菌則無(wú)法正常進(jìn)行磷的釋放，導(dǎo)致好氧段也不能更多地吸收磷。 ② 污泥齡的影響： A2/O 工藝系統(tǒng)的污泥齡受兩方面影響，一方面是硝化菌世代時(shí)間的影響，使污泥齡比普通活性污泥法的污泥齡長(zhǎng)些；另一方面，由于除磷主要是通過(guò)剩余污泥排出系統(tǒng)，要求 A2/O 工藝中污泥齡又不宜過(guò)長(zhǎng)。 ③ A2/O 工藝系統(tǒng)中溶解氧（ DO）的影響。在好氧段， DO 升高， NH+4N 硝化速度會(huì)隨之增加，但 DO 大于 2mg/l 后其增長(zhǎng)趨勢(shì)減慢。因此 DO 并非越高越好。因?yàn)楹醚醵蜠O 過(guò)高，則溶解氧會(huì)隨污泥回流和混合液回流帶至厭氧段與缺 氧段，造成厭氧段厭氧不完全而影響聚磷菌的釋放和缺氧段的 NH3N 的反硝化。高濃度溶解氧會(huì)抑制硝化菌。所以好氧段的 DO 應(yīng)為 2mg/L 左右，太高太低都不利。 對(duì)于厭氧段和缺氧段，則 DO 越低越好，但由于回流和進(jìn)水的影響，應(yīng)保證厭氧段DO 小于 ，缺氧段 DO 小于 。 ④ 污泥負(fù)荷率的影響：在好氧池，污泥負(fù)荷率應(yīng)在 ()之下，否則異養(yǎng)菌數(shù)量會(huì)大大超過(guò)硝化菌，使硝化反應(yīng)受到抑制。而在厭氧池污泥負(fù)荷率應(yīng)大于 kgBOD5/()，否則除磷效果 將急劇下降。 ⑤ TKN/MLSS 負(fù)荷率的影響：過(guò)高濃度的 NH+4N 對(duì)硝化菌會(huì)產(chǎn)生抑制作用，所以TKN/MLSS 負(fù)荷率應(yīng)小于 ()，否則會(huì)影響 NH+4N 的硝化。 ⑥ 污泥回流比和混合液回流比的影響：脫氮效果與混合液回流比有很大關(guān)系，回流比高，則效果好，但動(dòng)力費(fèi)用增加，反之亦然。 第 14 頁(yè) 共 78頁(yè) ⑶ A2/O 工藝流程存在的問(wèn)題 A2/O 工藝流程當(dāng)脫氮效果好時(shí)，除磷效果則較差，反之亦然。該工藝很難同時(shí)取得好的脫氮除磷的效果，其原因是：該流程回流污泥全部進(jìn)入?yún)捬醵?，為了使系統(tǒng)維持在較低的污泥 負(fù)荷下運(yùn)行，以確保硝化過(guò)程的完成，則要求采用較大的回流比（一般為 60﹪ 100﹪，最低也應(yīng)在 40﹪以上），這樣系統(tǒng)硝化作用良好；由于回流污泥也將大量硝酸鹽帶回厭氧池，而磷又必須在混合液中存在有快速生物降解溶解性有機(jī)物及在厭氧狀下，才能被聚磷菌釋放出來(lái)。但當(dāng)厭氧段存在大量硝酸鹽時(shí)，反硝化菌會(huì)以有機(jī)物為碳源進(jìn)行反硝化，等脫氮完全后才開(kāi)始磷的厭氧釋放，這就使得厭氧段進(jìn)行磷的厭氧釋放的有效容積大為減少，從而使得除磷效果較差，而脫氮效果較好。反之，如果好氧段硝化作用不好，則隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬醵蔚南跛猁}減少，改善了厭氧 段的厭氧環(huán)境，使磷能充分釋放，所以除磷的效果較好，但由于硝化不完全，故脫氮效果不佳。 ⑷ A2/O工藝的主要優(yōu)點(diǎn)： ，總水力停留時(shí)間小于其他同類(lèi)工藝。 （缺氧） /好氧交替運(yùn)行，不宜于絲狀菌的繁殖，基本不存在污泥膨脹問(wèn)題。 ，厭氧與缺氧只進(jìn)行緩速攪拌，運(yùn)行費(fèi)用較低。 ⑸ A2/O 工藝的主要缺點(diǎn)： ，污泥增長(zhǎng)有一定的限度，不易提高，特別是當(dāng) P/BOD 值高時(shí)更是如此。 ，內(nèi)循環(huán)量一般以 2Q 為限，不宜太高，否則增加運(yùn)行費(fèi)用。 ，減少停留時(shí)間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解氧濃度也不宜過(guò)高，以防止循環(huán)混合液對(duì)缺氧反應(yīng)器的干擾。 （一般以 200﹪為限），脫氮效果不能滿足較高的要求。 ，除磷效果較難提高。 ，含磷污泥的停留時(shí)間太短。 該工藝適用于城市污水處理后排入需防止富營(yíng)養(yǎng)化的水體，污水處理后回用，或處理含氮量較高工業(yè)廢水，但 A2/O 法需增加一些構(gòu)筑物和設(shè)施（如曝氣池，回流設(shè)施，二沉池等）工程投資大，增加占 地面積。 第 15 頁(yè) 共 78頁(yè) 按此工藝建設(shè)的污水處理廠的出水水質(zhì)較好，但本項(xiàng)目對(duì)脫氮除磷的要求很高，規(guī)定氨氮的去除率在 90﹪以上，同時(shí)磷的去除率在 85﹪以上，所以該工藝達(dá)不到本項(xiàng)目的要求。 SBR 法 序批式活性污泥法簡(jiǎn)稱 SBR 法，是早期充排式反應(yīng)器（ FillDraw）的一種改進(jìn) ,SBR 工藝的曝氣池，在流態(tài)上屬于完全混合，在有機(jī)物講解上，卻是時(shí)間上的推流，有機(jī)物是隨著時(shí)間的推移而被降解的。 SBR 工藝的基本操作流程由進(jìn)水，反應(yīng)，沉淀，出水和閑置等五個(gè)基本過(guò)程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，在每個(gè)周期里上述過(guò)程 都是在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行的。 該工藝有很好的凈化效果，尤其對(duì)高濃度難生物降解污水。 SBR 工藝 的核心是 SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)。 因此，SBR 工藝可以省去二沉池，污泥回流設(shè)施，使整個(gè)工程占地減少，投資降低。另外，該工藝還具有較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷，污泥不易膨脹，易于沉淀，脫水性能好，可實(shí)現(xiàn)脫氮除磷功能。 SBR 工藝的工作原理： ⑴ 污水流入工序：污水流入曝氣池前，該池處于操作周期的待機(jī)（閑置）工序，此時(shí)沉淀后的清液已經(jīng)排放，曝氣池內(nèi)留有沉淀下來(lái)的活 性污泥。污水流入的方式有單純注水、曝氣、緩速攪拌等三種，至于選哪一種方式，則根據(jù)設(shè)計(jì)要求而選定。 單純注水：污水流入，當(dāng)注滿后再進(jìn)行曝氣操作，則曝氣池能有效地調(diào)節(jié)污水的水質(zhì)和水量。 曝氣：當(dāng)污水流入的同時(shí)進(jìn)行曝氣，則可使曝氣池內(nèi)的污泥再生和恢復(fù)活性，并對(duì)污水起預(yù)曝氣的作用。 緩速攪拌：當(dāng)污水流入的同時(shí)不進(jìn)行曝氣，而是進(jìn)行緩速攪拌使之處于缺氧 厭氧狀態(tài)，則可對(duì)污水進(jìn)行脫氮與聚磷菌釋放磷。 污水流入時(shí)間短對(duì)工藝效果有利。 ⑵ 曝氣反應(yīng)工序：當(dāng)污水注滿后，即開(kāi)始曝氣操作，它是最重要的一道工序，如要求去除 BOD 硝化和磷的吸收則需要曝氣，如要反硝化則應(yīng)停止曝氣而進(jìn)行緩速攪拌。 第 16 頁(yè) 共 78頁(yè) ⑶ 沉淀工序：使混合液處于靜止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)行泥水分離，沉淀時(shí)間一般為 ，沉淀效果良好。 ⑷ 排放工序：排除曝氣池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作為下一個(gè)操作周期的菌種。 ⑸ 待機(jī)工序（閑置工序）：曝氣池處于空閑狀態(tài)，等待下一個(gè)操作周期的開(kāi)始。 主要設(shè)施與設(shè)備 ⑴ 設(shè)施的組成 本法原則上不設(shè)初次沉淀池，本法應(yīng)用于小型污水處理廠的主要原因是設(shè)施較簡(jiǎn)單和維護(hù)管理較為集中 。 為適應(yīng)流量的變化，反應(yīng)池的容積應(yīng)留有余量或采用設(shè)定運(yùn)行周期等方 法。但是，對(duì)于游覽地等流量變化很大的場(chǎng)合，應(yīng)根據(jù)維護(hù)管理和經(jīng)濟(jì)條件，研究流量調(diào)節(jié)池的設(shè)置。 ⑵ 反應(yīng)池 反應(yīng)池的形式為完全混合型，反應(yīng)池十分緊湊，占地很少。形狀以矩形為準(zhǔn)，池寬與池長(zhǎng)之比大約為 1:11:2，水深 46m。 反應(yīng)池水深過(guò)深，基于以下理由是不經(jīng)濟(jì)的： ① 如果反應(yīng)池的水深大，排出水的深度相應(yīng)增大，則固液分離所需的沉淀時(shí)間就會(huì)增加。 ② 專用的上清液排出裝置受到結(jié)構(gòu)上的限制，上清液排出水的深度不能過(guò)深。 反應(yīng)池水深過(guò)淺，基于以下理由是不希望的： ① 在排水期間，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制 ，上清液排出的深度不能過(guò)深。 ② 與其他相同 BODSS 污泥 負(fù)荷的處理方式相比，其優(yōu)點(diǎn)是用地面積較少。 反應(yīng)池的數(shù)量，考慮清洗和檢修等情況，原則上設(shè) 2個(gè)以上。 ⑶ 排水裝置 排水系統(tǒng)是 SBR 處理工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是其設(shè)計(jì)中最具特色和關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行成敗的關(guān)鍵部分。目前，國(guó)內(nèi)外報(bào)道的 SBR 排水裝置大致可歸納為以下幾種： ⑴ 潛水泵單點(diǎn)或多點(diǎn)排水。這種方式電耗大且容易吸出沉淀污泥； ⑵ 池端（側(cè)）多點(diǎn)固定閥門(mén)排水，由上自下開(kāi)啟閥門(mén)。缺點(diǎn)操作不方便，排水容易帶泥； ⑶ 專用設(shè)備潷水器。潷水器是是一種