【正文】 工藝的特點(diǎn)如下： ①生物反應(yīng)和沉淀均在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)完成，節(jié)省占地，造價(jià)低； ②具有完全混合式和推流式曝氣池的雙重優(yōu)勢(shì)，承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)； ③污泥沉降性能好，極不易發(fā)生污泥膨脹； ④對(duì)有機(jī)物和氮的去除效果好。 但傳統(tǒng)的SBR工藝用于生物同時(shí)脫氮、除磷時(shí)，效果并不理想，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：對(duì)脫氮除磷處理要求而言，傳統(tǒng)SBR工藝的基本運(yùn)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(duì)處理效果的影響而采取了靈活的進(jìn)水方式，如非限量曝氣等，提高了工藝對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性，但由于這種考慮與脫氮或除磷所需的環(huán)境條件相左，因而在實(shí)際運(yùn)行中往往削弱脫氮或除磷的效果。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(duì)脫氮而言，則將影響硝態(tài)的氮的反硝化作用而影響脫氮效果。 為解決上述問題，派生出一系列SBR的改型如CASS、IDEA等。 CASS（Cyclic Activated Sludge System Modified） CASS反應(yīng)器工藝是以生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及合理的水力條件為基礎(chǔ)而開發(fā)的一種具有系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活和可靠性好等優(yōu)良特點(diǎn)的廢水處理新工藝。 CASS的整個(gè)工藝為一間歇式反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中進(jìn)行交替的曝氣—不曝氣過程的不斷重復(fù)，將生物反應(yīng)過程及泥水的分離過程結(jié)合在一個(gè)池子中完成。因此，它是SBR工藝及ICEAS工藝的一種最新型。 （生物選擇器 兼氧區(qū) 主反應(yīng)區(qū)）圖36 CASS工藝的循環(huán)操作過程 CASS反應(yīng)器由三個(gè)區(qū)域組成：生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)是設(shè)置在CASS前端的小容積區(qū)，通常在厭氧或兼氧條件下運(yùn)行。兼氧區(qū)不僅具有輔助厭氧或兼氧條件下運(yùn)行的生物選擇區(qū)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量變化的緩沖作用，同時(shí)還具有促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和強(qiáng)化反硝化作用。主反應(yīng)區(qū)則是最終去除有機(jī)物的場(chǎng)所。 圖36所示為CASS工藝的循環(huán)運(yùn)行操作過程。每一個(gè)運(yùn)行周期的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為4h，其中曝氣2h，沉淀和潷水各1h。 CASS工藝脫氮除磷的原理為：除磷是靠厭氧捕捉選擇區(qū)（預(yù)反應(yīng)區(qū)）和曝氣反應(yīng)區(qū)(主反應(yīng)區(qū))完成。硝化和反硝化在主反應(yīng)區(qū)完成。從充水/曝氣開始，溶解氧（DO）濃度從0mg/，大約有50%的時(shí)間其DO接近于零，約30%時(shí)間DO在1mg/l左右，約20%時(shí)間DO在2mg/l左右。DO能否進(jìn)入微生物絮體內(nèi)，取決于絮體大小和活性污泥的耗氧速率。一般情況下，耗氧速度較快，當(dāng)DO含量不高時(shí)，溶解氧很難進(jìn)入絮體內(nèi)部，這樣在絮體內(nèi)形成了微缺氧環(huán)境，而硝化產(chǎn)生的較多濃度梯度的NO3N可進(jìn)入絮體內(nèi)部，使絮體內(nèi)部發(fā)生反硝化作用，使硝化/反硝化過程同時(shí)發(fā)生。無需專設(shè)缺氧區(qū)和內(nèi)回流系統(tǒng)。圖37 CASS工藝平面示意圖 CASS工藝與傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝及SBR工藝相比，具有以下四個(gè)方面的特征：（1）根據(jù)生物選擇原理，利用與主反應(yīng)區(qū)分建或合建、位于系統(tǒng)前端的生物選擇器對(duì)磷的釋放、反硝化作用及對(duì)進(jìn)水中有機(jī)底物的快速吸附及吸收作用，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；（2）可變?nèi)莘e的運(yùn)行提高了系統(tǒng)對(duì)水量水質(zhì)變化的適應(yīng)性和操作的靈活性；（3）根據(jù)生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理，采用多池串聯(lián)運(yùn)行，使廢水在反應(yīng)器的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率；（4）通過對(duì)生物速率的控制，使反應(yīng)器以厭氧—缺氧—好氧—缺氧—厭氧的序批方式運(yùn)行，使其具有優(yōu)良的脫氮除磷效果，降低了運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。CASS工藝在國外應(yīng)用較多，如泰國曼谷Yannawa 30萬m3/d城市污水廠，我國有阜陽污水處理廠10萬m3/d。在上述三個(gè)系列工藝中，從處理效果看，均可滿足處理要求。但每種工藝均有其一定的局限性。具體到本工程項(xiàng)目，應(yīng)充分考慮技術(shù)的先進(jìn)性，成熟性。建設(shè)部、國家環(huán)境保護(hù)總局、科技部印發(fā)的《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》（建城[2000]124號(hào)）中針對(duì)日處理能力在10萬立方米以下的污水處理設(shè)施，除采用A/O法外，也可選用具有脫氮效果的氧化溝法、SBR 法等。考慮到大吳鎮(zhèn)污水水質(zhì)、水量的適應(yīng)性，投資的合理性，運(yùn)行的穩(wěn)定性等綜合影響因素，本工程考慮選擇A/O工藝和SBR系列中的CASS工藝進(jìn)行比選。 A/O工藝（方案一）A/O工藝處理效果好，技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)轉(zhuǎn)方式靈活，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠，動(dòng)力效率高，運(yùn)行成本低。A/O工藝的主要特點(diǎn)可歸納如下：流程簡(jiǎn)單、基建費(fèi)用省，無二次污染。污水中的有機(jī)物和內(nèi)源代謝產(chǎn)物可用作反硝化的碳源，不需外加碳源。前置的反硝化缺氧池具有生物選擇器的功能，可避免污泥膨脹，改善污泥沉降性能。缺氧池進(jìn)行的反硝化可以恢復(fù)部分堿度，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH值。該工藝也有如下缺點(diǎn)：該流程的處理水是來自硝化反應(yīng)器，因此，在處理水中含有一定濃度的硝酸鹽，如果沉淀池運(yùn)行不當(dāng)，在沉淀池內(nèi)也會(huì)發(fā)生反硝化反應(yīng)，使污泥上浮，使處理水水質(zhì)惡化。A/O工藝流程框圖見圖38。二沉池消毒池砂濾池A/O生化池厭氧水解池旋流沉砂池細(xì) 格 柵進(jìn)水泵房粗 格 柵進(jìn)水出水污泥外運(yùn)脫水機(jī)房污泥濃縮池剩余污泥泵房剩余污泥圖38 A/O工藝流程框圖 CASS工藝（方案二）該工藝的主要特征和優(yōu)點(diǎn)如下：①工藝流程簡(jiǎn)單，布置緊湊，運(yùn)行靈活，處理效果好?？稍诓辉黾哟罅客顿Y的條件下，實(shí)現(xiàn)深度脫氮的目的，工藝中產(chǎn)生的剩余污泥同時(shí)得到部分穩(wěn)定。②無需設(shè)置初沉池及二沉池，占地面積較少。該工藝一般采用矩形池結(jié)構(gòu)的模塊化建造方式，其布置非常緊湊，可節(jié)省大量土地，在地價(jià)較貴時(shí)，可明顯降低投資費(fèi)用。由于采用模塊式布置方式，故系統(tǒng)擴(kuò)建極其方便。③整個(gè)工藝系統(tǒng)的操作完全自動(dòng)化，人員費(fèi)用能降到最低。④能有效地控制污泥膨脹和絲狀微生物的生長(zhǎng)，系統(tǒng)具有很高的工藝穩(wěn)定性。通過選擇器可以自動(dòng)抑制絲狀菌的增殖。系統(tǒng)具有抗有機(jī)和水力沖擊負(fù)荷能力，不會(huì)產(chǎn)生如傳統(tǒng)活性污泥法中在水力沖擊時(shí)活性污泥隨出水流失的現(xiàn)象。故NH3N的處理效果不會(huì)受到影響。⑤適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化能力強(qiáng)。通過調(diào)節(jié)循環(huán)時(shí)間和各個(gè)階段的時(shí)間安排即可適應(yīng)實(shí)際進(jìn)水負(fù)荷的變化。該工藝也有如下缺點(diǎn)：①工藝部分設(shè)備的閑置率較高。②對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)要求高。③潷水器的水頭浪費(fèi)較大。CASS池工藝流程見圖39：砂濾池CASS池消毒池厭氧水解池旋流沉砂池細(xì) 格 柵進(jìn)水泵房粗 格 柵進(jìn)水出水污泥外運(yùn)脫水機(jī)房污泥濃縮池剩余污泥泵房剩余污泥圖39 CASS工藝流程框圖 工藝方案比較以上所述兩個(gè)方案各有特點(diǎn)，為了便于從上述兩個(gè)工藝方案中選出最佳方案，現(xiàn)對(duì)主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行如下分析。1）處理效果兩個(gè)方案均能達(dá)到本工程要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，但從出水水質(zhì)穩(wěn)定性和保證率方面看，方案一優(yōu)于方案二。2）工藝流程從工藝流程上看，方案二流程較簡(jiǎn)單，不需專門的二沉池和混合液內(nèi)回流設(shè)施，反應(yīng)和沉淀全在CASS池內(nèi)完成。方案一流程相對(duì)復(fù)雜。3）運(yùn)行管理與維護(hù)檢修方案一運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，且有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；方案二管理較復(fù)雜，要求管理人員素質(zhì)高，而且其運(yùn)行必須依靠程序控制，需計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制完成。方案二設(shè)備閑置率高，利用率較低的固有缺點(diǎn)，造成了其設(shè)備維護(hù)檢修工作量較大。4）運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性在運(yùn)行過程中，方案一可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)變化改變運(yùn)行工況，減小運(yùn)行成本，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性較大；而方案二運(yùn)行靠程序控制，難以隨時(shí)改變運(yùn)行工況，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性較方案一差。5）占地面積方案一占地面積比方案二稍大。兩個(gè)方案的主要技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)詳見表38和表39。方案技術(shù)比較表 表38項(xiàng)目方案一方案二處理效果好較好技術(shù)先進(jìn)性和成熟性先進(jìn)且成熟先進(jìn)、不夠成熟構(gòu)筑物數(shù)量多少工藝流程復(fù)雜簡(jiǎn)單操作、管理及維護(hù)簡(jiǎn)單復(fù)雜運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和靈活性高一般占地面積大小設(shè)備數(shù)量少多 方案經(jīng)濟(jì)比較表 表39序號(hào)費(fèi)用名稱單位A/O工藝CASS工藝1工程總投資萬元2年均總成本萬元3年均經(jīng)營成本萬元4單位工程總投資元/m35單位總成本元/m36單位經(jīng)營成本元/m37單位耗電度/m38單位占地m2/m3 從以上表格及論述比較可以看出，在技術(shù)上，方案一處理效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)且成熟、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和靈活性高，而且操作、管理及維護(hù)也較方案二簡(jiǎn)單。 工藝方案的確定 由以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可以看出：CASS工藝在總投資上比A/O工藝低，但占地面積較A/O工藝小，而運(yùn)行成本卻高于A/O工藝，盡管其在城市污水處理中也有成熟的應(yīng)用實(shí)例，但與A/O工藝相比，其設(shè)備閑置率較高，且對(duì)自控系統(tǒng)要求較高，同時(shí)要求操作管理人員有較高的素質(zhì)和一定的管理經(jīng)驗(yàn)，才能保證其正常運(yùn)行。A/O工藝在我國城市污水處理中已大量采用，其最大特點(diǎn)是出水水質(zhì)穩(wěn)定性好，且易于操作、管理，維護(hù)工作量小，且運(yùn)行成本比CASS工藝低。盡管投資略高于CASS工藝，占地面積比CASS工藝大，但從大吳鎮(zhèn)所處的環(huán)境來看，占地面積不是需要考慮的主要因素，加之考慮到一期工程也采用了A/O工藝，從建設(shè)單位的人員易于培訓(xùn)和便于管理的角度出發(fā)，本次工程方案最終推薦A/O工藝為大吳鎮(zhèn)建平污水處理廠二期工程的處理工藝。 污泥處理工藝 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(jī)物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化，并含有寄生卵蟲，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。污泥處理要求如下：，使污泥穩(wěn)定化；，降低污泥后續(xù)處理費(fèi)用；；，化害為利。 污泥處理工藝通常，城市污水處理廠完善的污泥處理工藝為：污泥消化污泥脫水污泥濃縮 泥餅外運(yùn)剩余污泥由于本工程污水處理工藝采用生物脫氮工藝，污泥齡較長(zhǎng)，污泥性質(zhì)較為穩(wěn)定，可不進(jìn)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，由于廠區(qū)用地面積有限。因此，污泥直接進(jìn)行濃縮、脫水。%。污泥濃縮目前主要有兩種形式：一種是傳統(tǒng)的重力濃縮池，一種是近年發(fā)展起來的機(jī)械濃縮。重力濃縮池在國內(nèi)外使用普遍，國內(nèi)大部分污水廠都使用濃縮池作為污泥處理的最初手段。濃縮池的管理經(jīng)驗(yàn)豐富，使用效果穩(wěn)定；但缺點(diǎn)是污泥停留時(shí)間較長(zhǎng)，占地面積大。機(jī)械濃縮脫水設(shè)備用于污泥濃縮近年來發(fā)展較快，具有占地面積小，濃縮效果好，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，且與脫水設(shè)備配套使用時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊。但缺點(diǎn)是裝機(jī)功率較大，絮凝劑用量較大。污泥脫水設(shè)備目前國內(nèi)大中型城市污水廠基本都采用帶式壓濾脫水機(jī)，并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。帶式壓濾脫水機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是電耗低、噪音小、運(yùn)行穩(wěn)定。近年來，臥式螺旋離心機(jī)在城市污水廠中也有應(yīng)用，其主要優(yōu)點(diǎn)是脫水效果好、節(jié)省藥劑、不需沖洗、附屬設(shè)備少，但其缺點(diǎn)是噪音大、電耗高。且一期工程中污泥濃縮池、脫水機(jī)房土建部分按二期規(guī)模建設(shè)，設(shè)備按一期規(guī)模安裝。因此，本工程采用重力濃縮池+帶式壓濾脫水機(jī)。 污泥最終處置污泥處置方式主要有填埋、農(nóng)林利用以及焚燒。采用什么樣的方式宜根據(jù)各地的實(shí)際情況具體對(duì)待。 農(nóng)用及綠化城市污水處理中產(chǎn)生的污泥中既含有一定量的氮、磷、鉀等植物營養(yǎng)成份、能改善土壤結(jié)構(gòu)的有機(jī)質(zhì)及維持植物正常生長(zhǎng)發(fā)育的多種微量元素，同時(shí)也含有重金屬及某些難降解有機(jī)物。對(duì)中小型污水處理廠來說，其污泥主要以有機(jī)質(zhì)為主。在國外污泥農(nóng)田利用被廣泛采用。但污泥農(nóng)用將受到其有害濃度、農(nóng)田利用季節(jié)、數(shù)量的限制；一般每畝農(nóng)田每年的污泥施用量不能超過400公斤，且連續(xù)施用年限不能超過45年。林用要求相對(duì)較寬，基本上無有害物、季節(jié)、數(shù)量限制，污泥用于農(nóng)林用肥，這樣既可變廢為寶，又可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。 填埋填埋處置污泥簡(jiǎn)單方便效果好，缺點(diǎn)是：(1)浪費(fèi)了污泥中的N、P、K。(2)處理費(fèi)用高。(3)占用大量土地資源并有可能污染地下水水源。 焚燒焚燒處置污泥減量化和穩(wěn)定化效果好，但焚燒過程中形成煙霧和灰燼，影響局部環(huán)境空氣質(zhì)量，處理費(fèi)用相對(duì)較高。方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)農(nóng)林利用能耗低，可回收利用污泥中養(yǎng)分，隨著可填埋范圍的日益減少，土地利用將是一個(gè)主要發(fā)展方向，我國是一個(gè)發(fā)展中的國家，又是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，其作用尤為重中之重。污泥中含有大量病原菌、重金屬、一些難降解的有毒物，要進(jìn)行無害處理，防止二次污染。農(nóng)田使用污泥數(shù)量有一定限度，達(dá)到一定限度時(shí)，污泥的農(nóng)用應(yīng)停止。衛(wèi)生填埋投資少，容量大，見效快，工藝較成熟不需要高度脫水(自然干化)，既解決了污泥出路問題，又可以增加城市建設(shè)用地。土力學(xué)性質(zhì)要求較高，需要大面積的場(chǎng)地和大量地基需作防滲處理，防止污染地下水。焚燒法迅速和較大程度地使污泥達(dá)到減量化，且在惡劣的天氣條件下不需要存儲(chǔ)設(shè)備，不但無需作滅病原菌的處理，還可以作為一種輔助燃料。高溫產(chǎn)生的有害化學(xué)物質(zhì)以及污泥中的重金屬，隨著煙塵的擴(kuò)散而污染空氣。另一方面，污泥必須保證比較低的含水率才能制作“合成燃料”，污泥的脫水就技術(shù)水平看，機(jī)械脫水成本較高，自然脫水雖然低，但時(shí)間長(zhǎng)，占地大，而且晾曬期間的污泥腐臭氣會(huì)污染空氣，處理費(fèi)用高。污泥處置方式比較表 表310 污泥最終處置方式的確定三種污泥處置的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表310。選擇有效的污泥處置方法，兼顧環(huán)境效益、生態(tài)效益、處置技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益之間的均衡。一種有效的、適合本地具體情況的污泥處置方法應(yīng)該是能滿足環(huán)境衛(wèi)生要求的，社會(huì)能接受的以及經(jīng)濟(jì)上有效的方法。通過以上的分析，焚燒法是最佳的污泥減量化方式，且一期工程污泥外運(yùn)至徐州建平環(huán)保熱電有限公司焚燒，故推薦采用污泥外運(yùn)至徐州建平環(huán)保熱電有限公司焚燒。