【正文】 混合液回流。氧化溝不但具有去除污水中BODCODCr和SS的功能, 還有著良好的脫氮效果。且產(chǎn)生的剩余污泥相對穩(wěn)定，可不進行消化，從而簡化了污泥處理設(shè)施。由于該工藝在設(shè)備維護、運行管理等方面均較為簡便，因此較適合我國當(dāng)前相對較低的管理水平。b) SBR 法及其變種(CASS、UNITANK、ICEAS 等)序批式活性污泥法，簡稱SBR 法(Sequence Batch Reactor)，屬間歇運行的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)連續(xù)流活性污泥法不同，SBR 法是在同一池子內(nèi)，在不同的時間階段完成生物處理過程和泥水分離過程。為處理連續(xù)的進水，一般SBR 工藝至少需要設(shè)置二個以上的池子。序批式活性污泥法在上世紀(jì)初就已得到一定程度的應(yīng)用，盡管其處理效果良好，但由于受當(dāng)時的自控水平和曝氣技術(shù)的限制，逐漸為連續(xù)流活性污泥法工藝所取代。隨著自控技術(shù)的發(fā)展和橡膠膜微孔曝氣技術(shù)的應(yīng)用，序批式活性污泥法又得到一定的應(yīng)用，并在傳統(tǒng)序批式工藝基礎(chǔ)上，開發(fā)成功一系列改進型工藝如CASS、CAST、DATIAT、UNITANK、ICEAS 等工藝技術(shù)。但該類工藝由于自動化程度要求高，為保證系統(tǒng)的可靠運行，控制系統(tǒng)往往需要引進，這通常會帶來投資的增加；同時對于污水處理廠的管理水平要求也隨之提高。否則，一旦控制系統(tǒng)失靈，整個污水處理廠的運行就將癱瘓。而且因每個池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因而不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。c) AB 法AB 法即吸附絮凝—生物氧化法。實際上是一種高低負(fù)荷兩級活性污泥法：A 段屬高負(fù)荷活性污泥法，B 段屬常規(guī)活性污泥法。該法對CODCr、BODSS、磷和氨氮的去除率較普通活性污泥法高；但該法污泥生成量較高，給污泥處理和處置帶來了較大的難度。對于本工程，由于進水的污染物負(fù)荷并不是很高，如采用該工藝，B 段可能會出現(xiàn)由于碳源不足而影響氮、磷的去除。d) 生物濾池法(BAF 工藝)曝氣生物濾池法是一種采用填料作為細菌的載體進行生物降解反應(yīng)的工藝。采用這種工藝需要設(shè)初沉池，反應(yīng)池需要進行反沖洗，濾料需要更換，濾頭存在堵塞問題，當(dāng)進水量波動較大時出水水質(zhì)較難保證。以上各工藝應(yīng)當(dāng)說各有特點，根據(jù)《湖南省建設(shè)廳關(guān)于進一步加強我省城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)管理工作的通知》附件2《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠推薦工藝方案表》的規(guī)定，Ⅴ類規(guī)模，污水處理量為3 萬m3/d～5 萬m3/d 的城鎮(zhèn)污水處理廠推薦采用氧化溝及其改進型和SBR 及其改進型工藝。因此某區(qū)污水處理廠擬選氧化溝和CASS 工藝進行分析比較。 工藝方案比較a) 改良型氧化溝(方案一)改良型氧化溝在工藝上可根據(jù)污水水質(zhì)的不同，組合成不同比例的厭氧－好氧－缺氧(厭氧)－好氧－缺氧－好氧的生物處理。這種流程不但有良好的脫氮除磷效果，而且在厭氧和缺氧條件下能把大分子量的有機物裂解成易于好氧生物降解的低分子量有機物。它可分為以下幾個部分：1) 厭氧池泥水混合液經(jīng)配水井均勻分配后進入?yún)捬醭?，在沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件下，兼性細菌可將溶解性BOD5 轉(zhuǎn)化成低分子發(fā)酵產(chǎn)物，生物聚磷菌將優(yōu)先吸附這些低分子發(fā)酵物，并將其運送到細胞內(nèi)、同化成細胞內(nèi)碳源存儲物、所需能量來源于聚磷的水解及細胞內(nèi)糖的水解，并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。經(jīng)厭氧狀態(tài)釋放磷酸鹽的聚磷菌在后續(xù)的好氧段具有很強的吸磷能力，吸收、存儲超出生長需求的磷量，并合成新的聚磷菌細胞、產(chǎn)生富磷污泥，通過剩余污泥的排放將磷從系統(tǒng)中出去。2) 缺氧池泥水混合液由厭氧池自流進入氧化溝的缺氧區(qū)(前置反硝化區(qū))，一部分聚磷菌利用后續(xù)工藝的混合液中硝酸鹽作為最終電子受體以分解細胞內(nèi)的PHB，產(chǎn)生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同時反硝化菌可利用內(nèi)回流帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解的有機物作反硝化碳源進行反硝化，達到去除氨氮的目的。3) 氧化溝主體氧化溝主體兼有推流型和完全混合型反應(yīng)池兩者的特性，存在好氧、缺氧交替出現(xiàn)的區(qū)域，具有硝化、生物除磷、反硝化的條件。在氧化溝好氧區(qū)，聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有機物外，主要是分解體內(nèi)貯存的PHB，產(chǎn)生的能量可供自身生長繁殖，此外還可主動吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)超量貯存，吸收的磷遠大于其釋放的磷。同時污水中的氨氮在好氧區(qū)被亞硝酸菌、硝酸菌轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。在缺氧區(qū)反硝化菌利用亞硝酸鹽和硝酸鹽中的N3+和N5+(被還原為N2)作為能量代謝中的電子受體，O2作為受氫體生成H2O 和OH堿度，有機物作為碳源及電子供體提供能量并得到氧化穩(wěn)定。氧化溝區(qū)的容積由好氧區(qū)和缺氧區(qū)組成。改良型氧化溝工藝流程：進水閘室→粗格柵及污水提升泵站→細格柵→旋流沉砂池→改良型氧化溝→二沉池→接觸消毒池→計量出水。b) CASS 工藝(方案二)CASS 工藝(Cyclic Activated Sludge System)是在SBR 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種循環(huán)式活性污泥法。主體部分為生物反應(yīng)池，它集曝氣、沉淀于一體，以連續(xù)進水間斷出水為主要特征，工藝過程是：進水/曝氣—進水/沉淀—進水/潷水—進水/閑置；共四個階段，循環(huán)運行。CASS 工藝在反應(yīng)池進水端設(shè)置了一個生物選擇區(qū)，根據(jù)運行需要可少量曝氣(缺氧)或不曝氣(厭氧)。設(shè)置生物選擇器的作用與卡魯塞爾氧化溝的生物選擇區(qū)基本相同。不同之處是該生物選擇區(qū)可在厭氧或缺氧條件下運行；活性污泥可回流可不回流，回流污泥量比卡魯塞爾型氧化溝小的多?？傊?，運行方式和參數(shù)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)優(yōu)化。生物脫氮是CASS 反應(yīng)池本身的特殊運行方式中進行硝化和反硝化過程而完成的，而除磷作用是利用設(shè)置在CASS 反應(yīng)池前的選擇區(qū)形成厭氧環(huán)境和反應(yīng)池中的好氧環(huán)境交替實現(xiàn)的。污水經(jīng)過厭氧、缺氧、好氧階段達到脫氮除磷的目的。CASS 工藝流程：進水閘室→粗格柵及污水提升泵站→細格柵→旋流沉砂池→CASS 反應(yīng)池(帶生物選擇區(qū))→接觸消毒池→計量出水。c) 改良型氧化溝與CASS 工藝兩者的主要優(yōu)缺點 改良型氧化溝與CASS 工藝主要優(yōu)缺點比較表優(yōu)缺點1改良型氧化溝工藝2CASS 工藝主要優(yōu)點(1) 循環(huán)流量大，使進水達到快速混合稀釋，具有很強的抗沖擊負(fù)荷能力。同時，由于氧化溝負(fù)荷低，一般是在延時曝氣條件下運行，水和固體停留時間長，固體總量大，因而對沖擊負(fù)荷也有較強的緩沖作用。(2) 運行中水力條件好，不會產(chǎn)生污泥沉積，且生物脫氮除磷效果好，因而使出水水質(zhì)穩(wěn)定。(3) 由于表曝型氧化溝采用倒傘型表面曝氣機，它的支承方式為浮軸式，機械受力比較合理，因此具有使用壽命長、易于維修管理、能長期穩(wěn)定運行等特點。采用倒傘型表面曝氣機，供氧能力大，設(shè)備數(shù)量少，日常維護工作量極小，且對運行管理人員沒有特殊要求。(4) 可以通過改變曝氣機的工作數(shù)量、轉(zhuǎn)速調(diào)整其供氧能力和可節(jié)省電耗。(5) 該工藝由于泥齡長，污泥在氧化溝中趨于相對穩(wěn)定，不需要消化。(6) 該工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，控制管理較方便。(7) 采用大功率倒傘型表曝機，可以大大節(jié)約占地面積。(1) 工藝流程簡單，無需設(shè)置初沉池及二沉池。(2) 具有很大的抗沖擊負(fù)荷能力，能有效地控制污泥膨脹和絲狀微生物的生長，系統(tǒng)具有很高的工藝穩(wěn)定性。具有抗有機和水力沖擊能力。(3) 占地面積較少。(4) 所有的活性污泥在任何時間都處于一個反應(yīng)池中，能保證有機物的降解、硝化等生物處理過程的正常進行。主要缺點(1) 由于池深較SBR 工藝略淺，占地面積相對較大。(2) 需要設(shè)置單獨的二沉池和污泥回流系統(tǒng)。(1) 循環(huán)式活性污泥法工藝部分設(shè)備的閑置率較高。(2) 曝氣裝置一般選用曝氣頭，由于設(shè)計、制造、安裝水平問題在實際運營中發(fā)現(xiàn)管道開孔處開裂、主支管連接處斷裂、送風(fēng)管內(nèi)積泥問題較多。維修時必須將曝氣頭膜片拆下清洗后重裝，檢修工作量十分龐大，檢修一個池子花費的時間長達1 個月左右。(3) 配套的鼓風(fēng)機由于長時間高速運轉(zhuǎn)，噪音特別大。為保證質(zhì)量采用進口設(shè)備，存在備品備件采購難及售后服務(wù)嚴(yán)重滯后的問題。平時設(shè)備檢修及維護操作也十分繁瑣。(4) 對自動化控制系統(tǒng)要求高。(5) 進水閥門自動切換頻繁，對大量電動閥的性能要求很高。(6) 循環(huán)式活性污泥法潷水器水頭損失較大。(7) 長期運行池面漂浮雜物不易清除，出水SS 不穩(wěn)定。(8) 在實際運營檢測中發(fā)現(xiàn)該工藝除磷效果不理想，冬季溫度較低時氨氮去除效果比較差，且總氮去除效果更差。對于上述兩種方案，設(shè)計采用優(yōu)缺點比較法，在初步方案設(shè)計、工程技術(shù)可靠性、投資估算、能源消耗、運行費用等基礎(chǔ)上，進行多方面的綜合分析與比較。 污水處理工藝綜合評價表序號評比項目內(nèi)容、含義改良型氧化溝工藝CASS工藝一、技術(shù)可行性1技術(shù)適用情況應(yīng)用的廣泛性，對水量水質(zhì)的適應(yīng)程度國外應(yīng)用較多，國內(nèi)已推廣應(yīng)用，適應(yīng)于各種規(guī)模，對水質(zhì)水量變化適應(yīng)性強國外應(yīng)用較多，國內(nèi)已推廣應(yīng)用，適應(yīng)中小規(guī)模，對水質(zhì)水量變化適應(yīng)性強二、水質(zhì)目標(biāo)2出水水質(zhì)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)出水水質(zhì)好且穩(wěn)定出水水質(zhì)好但有波動3外界條件適應(yīng)性氣溫、水溫、進水水質(zhì)變化對出水的影響對外界條件的變化適應(yīng)性好對外界條件的變化適應(yīng)性較差三、費用指標(biāo)4總投資污水廠內(nèi)投資 萬元 萬元5年運行費用含電耗、藥劑、人工維修、管理費用 萬元 萬元四、工程實施6分步施工分步實施難易程度可分組實施可分組實施7施 工施工難易程度較難容易五、環(huán)境影響8對周圍環(huán)境影響噪音及臭味噪音小，臭味一般噪音較大，臭味一般9污泥的影響污泥產(chǎn)量及性質(zhì)污泥產(chǎn)量少且性質(zhì)穩(wěn)定污泥產(chǎn)量較少六、占地情況占 地生產(chǎn)區(qū)占地大小較大較小七、運行管理運轉(zhuǎn)操作操作單元多少和方便程度簡單較復(fù)雜維修管理維修工作量和難易程度表曝氣機位于水面以上，不需要放空檢修，維修量小，簡便微孔曝氣器位于水面以下，必須放空檢修，工作量大，復(fù)雜 推薦方案根據(jù)以上的方案比選和分析，兩種方案各有優(yōu)缺點。改良型氧化溝工藝(方案一)相對CASS 工藝(方案二)運行穩(wěn)定、管理簡單，維護簡便。綜合考慮當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，推薦采用改良型氧化溝工藝(方案一)。 污泥處理處置工藝方案 污泥處理要求污水生物處理過程中將產(chǎn)生大量的生物污泥，有機物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化，并含有寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。污泥處理要求如下：減少有機物，使污泥穩(wěn)定化；減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費用；減少污泥中有毒物質(zhì)；利用污泥中可用物質(zhì)，化害為利；因選用生物除磷工藝，故盡量避免磷的二次釋放。 污泥處理工藝由于本工程污水處理工藝采用生物脫氮除磷工藝，污泥齡較長，污泥性質(zhì)較為穩(wěn)定，可不進行消化。若采用消化處理，需增加消化池、加熱、攪拌和沼氣處理利用等一系列構(gòu)筑物及設(shè)備，使投資增加。而且，由于工程規(guī)模較小，廠區(qū)用地面積有限。因此，不設(shè)消化池，污泥直接進行濃縮、脫水。污泥濃縮、脫水有兩種方案可選擇，污泥含水率均能達到80%以下。方案一：污泥機械濃縮、機械脫水；方案二：污泥重力濃縮、機械脫水。將兩種方案的優(yōu)缺點進行比較。 可看出，由于本工程進水中含磷量較高，重力濃縮中磷的釋放，將進一步增加進水磷含量。據(jù)此，本工程污泥處理工藝推薦采用機械濃縮、機械脫水方案。污泥濃縮、脫水機采用一體化設(shè)備，有兩種類型可以選擇：一種是帶式濃縮、脫水一體化機；另一種是離心濃縮、脫水一體化機，兩種類型相比，帶式機在國內(nèi)應(yīng)用較早，技術(shù)較成熟；離心機在國外使用較多，九十年代開始在國內(nèi)使用。帶式機與離心機比較如下：1) 脫水效果：帶式濃縮脫水機的脫水污泥含水率略低于離心機。2) 運行可靠性：帶式機具有成熟的運行經(jīng)濟，可靠性較大，離心機在國內(nèi)使用時間較短，運轉(zhuǎn)的可靠性相對稍差。 污泥濃縮脫水比較表項 目方 案 一方 案 二主要構(gòu)建筑物(1) 污泥貯泥池(2) 濃縮、脫水機房(3) 污泥堆棚(1) 污泥濃縮池(2) 脫水機房(3) 污泥堆棚主要設(shè)備(1) 污泥濃縮脫水機(2) 加藥設(shè)備(1) 濃縮池刮泥機(2) 脫水機(3) 加藥設(shè)備占地面積小大絮凝劑總用量～DS≤DS對環(huán)境影響無大的污泥敞開式構(gòu)筑物，對周圍環(huán)境影響小污泥濃縮池露天布置，氣味難聞，對周圍環(huán)境影響大總土建費用小大總設(shè)備費用稍大稍小剩余污泥中磷的釋放無有3) 設(shè)備投資及運行成本：離心機必須依賴進口,價格很貴，電耗高，運行成本較大。按同等條件進行比較，其設(shè)備價格約高50%，運行電費每噸干泥增加170 元。4) 噪聲：離心機高速旋轉(zhuǎn)，噪聲較大。5) 環(huán)境衛(wèi)生：離心機完全在全封閉狀態(tài)下工作，環(huán)境衛(wèi)生條件好，帶式機衛(wèi)生條件較差，但可通過采用加蓋型帶機使衛(wèi)生條件得到改善。6) 運行維護管理：帶式機所需輔助設(shè)備較多，需要高壓沖洗水泵和空壓機，需清洗、更換濾布等，設(shè)備運行維護管理較麻煩。經(jīng)綜合比較，本工程污泥處理擬推薦采用帶式濃縮脫水一體化機。 污泥最終處置污泥的最終處置，目前我國城市污水處理廠大都未經(jīng)無害化處理隨意堆放或用作農(nóng)肥，國外許多國家對污泥處置采用較多的方法如焚燒、填埋、堆肥和投海等。焚燒技術(shù)雖然具有處理迅速，減容多(70%～90%)，無害化程度高，占地面積小等優(yōu)點，但一次性投資巨大，操作管理復(fù)雜，且能耗高，運行費用高，某區(qū)目前的財力顯然難以承受。污泥衛(wèi)生填埋、終結(jié)覆蓋，是處理城市污水處理廠脫水污泥較為有效的方法之一，但其滲濾液的CODCr 和BOD5 值較高，需進行處理，否則會造成二次污染。污泥與城市生活垃圾混合高溫堆肥，污泥熟化程度高，病原體和寄生蟲卵去除較徹底，有利于污泥農(nóng)用，是適合我國國情的污泥穩(wěn)定處理工藝。但污泥泥質(zhì)必須符合污泥農(nóng)用的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)某區(qū)的實際情況，污泥最終處置考慮將脫水泥餅外運至生活垃圾無害化處理場處理。某市屈原區(qū)生活垃圾無害化處理場已經(jīng)立項，將與污水處理廠同期建設(shè)。，占