【正文】 荷，充分利用脫落的生物膜懸浮層的吸附網(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，單體設(shè)計(jì)優(yōu)化的前提下，完全能夠使出水指標(biāo)達(dá)到排放要求。 BOD5 的去除污水中 BOD5 的去除是靠活性污泥或生物膜的吸附作用、微生物分解作用以及微生物的代謝作用，然后對(duì)污泥與水進(jìn)行分離完成的?；钚晕勰嗷蛏锬ぶ形⑸镌谟醒醯臈l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)。這也就是污水中 BOD5 的降解過(guò)程。在這種合成代謝和分解代謝過(guò)程中，溶解性有機(jī)物（例如低分子有機(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(jiàn)，微生物的耗氧代謝作用對(duì)污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物起作用，并且代 10000m3/d 生活污水處理項(xiàng)目25謝產(chǎn)物是無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此可以使處理污水中的參與 BOD5 濃度很低。根據(jù)國(guó)外有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)資料和我們的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，采用生物膜法時(shí)，在容積負(fù)荷≤ kgBOD5/kg MISSd時(shí)（采用活性污泥法時(shí)，其值一般為 d） ，就很容易做到出水BOD5 保持在 20mg/L 以下。 COD 的去除污水中 COD 去除的原理與 BOD5 基本相同。COD 的去除率取決于原污水的可生化性，它與處理污水的組成有關(guān)。對(duì)于那些主要以生活污水及其成分與生活污水相似的工業(yè)廢水組成的城市污水中BOD5/COD 比值往往接近 甚至大于 ，其污水的可生化性較好，出水中 COD 值可以控制在較低的水平。 氮的去除氮是蛋白質(zhì)不可缺少的組成部分，因此廣泛存在于城市污水中，在原污水中，氮以NH3N 及有機(jī)氮的形式存在，這兩種形式的氮和在一起成為凱式氮，用 TKN 表示。而原污水中的 NO2N 和 NO3N 量很少。氮也是構(gòu)成微生物的元素之一，一部分進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)的氮將隨剩余污泥一起從水中去除，這部分氮量占所去除的 BOD5 的 5%。在有機(jī)物被氧化的同時(shí)，污水中的有機(jī)氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧充足、停留時(shí)間足夠長(zhǎng)的情況下被進(jìn)一步氧化成硝酸鹽。因?yàn)榈谒w中是藻類(lèi)生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，容易引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化，因此氮是污水處理廠出水的控制指標(biāo)之一。脫氮菌在缺氧的情況下可以利用硝酸鹽 NO3N 中的氧作為電子受體，氧化有機(jī)物，將硝酸鹽中的氮還原成氮?dú)?N2，從而完成污水的脫氮過(guò)程。生物脫氮工藝是目前廣泛采用的污水處理工藝。由此可見(jiàn)，要達(dá)到生物脫氮的目的，完成硝化是先決條件。因此硝化菌屬于自養(yǎng)菌，其比生長(zhǎng)率 μs 明顯小于異養(yǎng)菌的比生長(zhǎng)率 μh，生物脫氮系統(tǒng)維持硝化的必要條件 μs≥μh 即系統(tǒng)必須維持在較低的容積負(fù)荷條件下運(yùn)行，使得系統(tǒng)的泥齡大于維持硝化所需的最小泥齡。根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和運(yùn)行實(shí)例，設(shè)計(jì)容積負(fù)荷在 ～ 5/(m3d)，時(shí)，就可以達(dá)到硝化及反硝化的目的。 10000m3/d 生活污水處理項(xiàng)目26 磷的去除將磷從污水中除去，可以采用化學(xué)法，也可以采用生物法?；瘜W(xué)除磷是向污水中投加三價(jià)鹽(一般是鋁鹽或鐵鹽，二價(jià)鐵應(yīng)保證在曝氣池內(nèi)被氧化成三價(jià)鐵)，使之與污水中的磷酸鹽形成難溶化合物，經(jīng)過(guò)沉淀從水中去除。采用化學(xué)除磷的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，除加藥設(shè)備外不需要增加其他設(shè)備。生物除磷是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（聚 β 烴丁酸）儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)這些聚磷菌進(jìn)入好氧條件下時(shí)就降解體內(nèi)儲(chǔ)存的 PHB 產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和吸磷，形成高磷濃度污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷的目的。生物除磷的優(yōu)點(diǎn)在于不增加剩余污泥量，處理成本較低。缺點(diǎn)是為了避免剩余污泥中磷的再次釋放，對(duì)污泥處理工藝的選擇有一定的限制。采用生物除磷時(shí)還需要嚴(yán)格控制系統(tǒng)中厭氧池的厭氧環(huán)境，同時(shí)需要加大污泥回流量和剩余污泥排放量，這樣就會(huì)增加系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，污泥排放量增加就會(huì)減少系統(tǒng)的污泥濃度，影響污水的生化處理效率。據(jù)此，本工程除磷推薦采用生物法為主，輔以化學(xué)除磷的方法，這樣除磷效果很好，工藝流程簡(jiǎn)單，節(jié)省工程造價(jià)和占地面積。 污水二級(jí)生化處理工藝的選擇目前污水處理常采用生化法，主要工藝有活性污泥法、生物膜法以及較為新穎的泥膜共生法等?；钚晕勰喾ㄒ?A2O 工藝、氧化溝和 SBR 為代表形式；生物膜法可分為生物接觸氧化、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物濾池等工藝；泥膜共生法則主要有 EH 和 MBBR 等。 活性污泥法? A2O 工藝A2O 工藝屬于傳統(tǒng)活性污泥法中較為常見(jiàn)的一種工藝，它是 70 年代在 AO 工藝上開(kāi)發(fā)出來(lái)的同步脫氮除磷工藝，因此具有生物除磷和脫氮的能力。A 2O 工藝的優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用硝化液中的硝態(tài)氮來(lái)氧化 BOD5，回收了部分硝化反應(yīng)的需氧量，反硝化反應(yīng)所產(chǎn)生的堿度可以部分補(bǔ)償硝化反應(yīng)消耗的堿度，因此對(duì)含氮濃度不高的城市污水可以不另外 10000m3/d 生活污水處理項(xiàng)目27加堿來(lái)調(diào)節(jié) pH。本工藝在系統(tǒng)上是最簡(jiǎn)單的脫氮除磷工藝，總的水力停留時(shí)間小于其它同類(lèi)工藝（如巴登甫脫氮除磷工藝） ；在厭氧（缺氧） 、好氧交替運(yùn)行的條件下，絲狀菌不能大量繁殖，無(wú)污泥膨脹，SVI 值小于 100，利于處理后污水與污泥分離；運(yùn)行中在厭氧和缺氧段內(nèi)只需輕攪，運(yùn)行費(fèi)用低。A2O 工藝由于具有相對(duì)于其他同步脫氮除磷工藝構(gòu)造簡(jiǎn)單、總水力停留時(shí)間短、運(yùn)行費(fèi)用低、控制復(fù)雜性小和不易產(chǎn)生污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn)，并作為將傳統(tǒng)活性污泥污水處理廠改建為具有脫氮除磷功能的污水處理廠時(shí)最易改造成的工藝，目前已經(jīng)成為我國(guó)城市污水處理廠中主流的同步脫氮除磷工藝。對(duì)現(xiàn)有的城市污水處理廠處理水量和采用工藝的調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，A 2O 工藝的處理水量占總處理水量的 70%以上。但由于氮、磷的去除比較復(fù)雜，脫氮需要涉及硝化、反硝化過(guò)程，除磷則有吸磷和釋磷等多個(gè)生化反應(yīng)過(guò)程。上述每一個(gè)過(guò)程的目的不同，其微生物的組成、基質(zhì)類(lèi)型及環(huán)境條件的要求也各不相同。因此要在一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)完成脫氮和除磷過(guò)程，不可避免地產(chǎn)生了各過(guò)程間的矛盾關(guān)系，如碳源、泥齡、回流硝酸鹽、硝化和反硝化容量以及厭氧釋磷和好氧吸磷的容量等問(wèn)題。A2O 工藝作為活性污泥法的代表工藝，能適用于各種規(guī)模的污水處理廠，但由于活性污泥法運(yùn)行控制水平要求相對(duì)較高，本項(xiàng)目不考慮此工藝。? 氧化溝工藝氧化溝工藝有 A2O 氧化溝、T 型氧化溝等多種形式，氧化溝在城市污水處理中應(yīng)用比較普遍，以下 T 型氧化溝為例進(jìn)行比較。T 型氧化溝又稱(chēng)為三溝式氧化溝，融缺氧、好氧及沉淀池于一體（其中的兩條邊溝交替進(jìn)行反應(yīng)及沉淀） 。流程簡(jiǎn)潔，具有生物脫氮功能，采用連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水的方式運(yùn)行。自 1990 年邯鄲污水處理廠的 T 型氧化溝投產(chǎn)并被建設(shè)部、國(guó)家環(huán)保總局列為示范廠后，國(guó)內(nèi)采用這種工藝流程的污水廠較多。T 型氧化溝的優(yōu)點(diǎn)在于一體化，能較好的利用土地面積，特別是采取加大溝體深度的措施后，節(jié)約用地的效果更為明顯；不需混合液回流及活性污泥回流，流程簡(jiǎn)單、利于管理；采用序批式控制，不同的循環(huán)時(shí)間設(shè)定值可以得到不同的處理效果，根據(jù)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化，適應(yīng)性較強(qiáng)；序批式控制，易于實(shí)現(xiàn)處理過(guò)程的自動(dòng)控制。其缺點(diǎn)是設(shè)備臺(tái)數(shù)多，增加了設(shè)備的維護(hù)工作量；設(shè)備利用率低，裝機(jī)容量大；因?yàn)椴辉O(shè)專(zhuān)門(mén)的沉淀池，排除的剩余污泥濃度低，不利于污泥處理；無(wú)專(zhuān)門(mén)的厭氧區(qū)域，因此生物除磷效果差；因?yàn)闊o(wú)回流設(shè)施，因此造成連續(xù)曝氣的中溝的 MLSS 較邊溝低（中溝MLSS 濃度的設(shè)計(jì)值只為邊溝的 77%，實(shí)際運(yùn)行中還更低） ，使得整個(gè)系統(tǒng)的利用效率低。 10000m3/d 生活污水處理項(xiàng)目28氧化溝工藝具有良好的抗沖擊負(fù)荷，適用于大中型污水處理廠。本項(xiàng)目水量較小，且無(wú)工業(yè)廢水，水質(zhì)較穩(wěn)定，不考慮采用氧化溝工藝。? SBR 法序批式（sequencing batch reactor）法是相對(duì)常用的過(guò)流式而言的。過(guò)流式是一種空間順序的處理方式，污水在流經(jīng)不同功能的構(gòu)筑物過(guò)程中逐步凈化，最終達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。SBR 法是一種時(shí)間順序的處理方式，進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水等處理過(guò)程同一周期不多時(shí)段，在同一個(gè)池子中完成，但進(jìn)水水連續(xù)的。設(shè)計(jì)上常需若干座池子組成一組，輪換運(yùn)轉(zhuǎn)。目前國(guó)內(nèi)已有多處采用 SBR 工藝，SBR 法適用于水量、水質(zhì)排放不均勻的工業(yè)廢水處理。此外，國(guó)內(nèi)使用的工藝還有 CASS、UNITANK、MSBR 等一些改良型的 SBR 處理工藝。但考慮到其自控要求較高，不適合本項(xiàng)目需求。 生物膜法生物膜法是與活性污泥法并列的另一種生物處理工藝，其原理是利用污水與填料上的生物膜接觸，在生物膜中細(xì)菌的分解作用下，污水得到凈化。常用的生物膜法有生物接觸氧化、生物轉(zhuǎn)盤(pán)等工藝。? 生物接觸氧化生物接觸氧化是由浸沒(méi)在污水中的填料和人工曝氣系統(tǒng)構(gòu)成的生物處理工藝。在有氧的條件下，污水與填料表面的生物膜反復(fù)接觸，使污水獲得凈化。 生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。 該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，主要由曝氣鼓風(fēng)機(jī)和專(zhuān)用曝氣器組成,生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，填料壁的微生物會(huì)因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法具有以下特點(diǎn)： （1）由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷； 10000m3/d 生活污水處理項(xiàng)目29（2）由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力； （3）剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。? 生物轉(zhuǎn)盤(pán)生物轉(zhuǎn)盤(pán)是由一系列平行的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)、旋轉(zhuǎn)橫軸、機(jī)械動(dòng)力及減速裝置、氧化槽等部分組成。在氧化槽內(nèi)充滿(mǎn)了待處理的污水。約一半的盤(pán)片浸沒(méi)在污水水面以下。當(dāng)污水在槽內(nèi)緩緩流動(dòng)時(shí)，盤(pán)片在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。盤(pán)片上長(zhǎng)了一層生物膜（厚約1~4mm） ，當(dāng)盤(pán)片浸沒(méi)在污水中時(shí)，污水中的有機(jī)物被盤(pán)片上的生物膜吸附；當(dāng)盤(pán)片離開(kāi)污水時(shí)，盤(pán)片表面形成一層薄薄的水膜。水膜從空氣中吸氧，同時(shí)在生物酶的催化下，吸附的有機(jī)物在生物膜上被氧化分解，這樣生物圓盤(pán)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，即進(jìn)行一次吸附—吸氧—氧化分解過(guò)程，轉(zhuǎn)盤(pán)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，如此反復(fù)循環(huán)，使有機(jī)物不斷分解氧化。生物轉(zhuǎn)盤(pán)法具有使用范圍廣、無(wú)污泥膨脹、不需要曝氣裝置等特點(diǎn)，但需要設(shè)置二沉池，除磷效果較差。本項(xiàng)目不建議采用此種工藝。 泥膜共生法? MBBR（Moving Bed Biofilm Reactor） MBBR 工藝原理是通過(guò)向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類(lèi)，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時(shí)候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長(zhǎng)的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個(gè)載體內(nèi)外均具有不同的生物種類(lèi)，內(nèi)部生長(zhǎng)一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個(gè)載體都為一個(gè)微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)存在，從而提高了處理效果。 MBBR 工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型高效的污水處理方法，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài)，進(jìn)而形成懸浮生長(zhǎng)的活性污泥和附著生長(zhǎng)的生物膜，這就使得移動(dòng)床生物膜使用了整個(gè)反應(yīng)器空間，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，使之揚(yáng)長(zhǎng)避短，相互補(bǔ)充。與以往的填料不同的是，懸浮填料能與污水頻繁多次接觸因而被稱(chēng)為“ 移動(dòng)的生物膜” 。但 MBBR 中的懸浮填料受到水流的沖擊，不僅容易破碎，需定期更換，而且大量懸浮填料往往聚團(tuán)堆積在反應(yīng)池的末端，限制了其效果。與活性污泥法相比，MBBR 對(duì)污 10000m3/d 生活污水處理項(xiàng)目30染物的去除效果增量有限。本項(xiàng)目不建議采用此種工藝。? 多點(diǎn)多段 A/O 泥膜共生污水處理工藝（EH 工藝）多點(diǎn)多段 A/O 泥膜共生污水處理工藝（以下簡(jiǎn)稱(chēng) EH 工藝）是生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的一種工藝，它針對(duì)常規(guī)生物脫氮除磷工藝存在的問(wèn)題，將脫氮的硝化與反硝化相互影響和制約的因素分解，使不同的菌類(lèi)生長(zhǎng)在各自最佳環(huán)境條件下，因而使脫氮和生化效果可以同時(shí)達(dá)到最佳，而且工藝的可控性增強(qiáng)。EH 工藝兼有了活性污泥法與生物膜法的特點(diǎn)，在系統(tǒng)中建立了一個(gè)多樣化的生物系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)污水中的有機(jī)污染物具有很高的去除率。泥膜共生系統(tǒng)由于增加了液相中的生物量而降低了活性污泥的有機(jī)負(fù)荷，提高了對(duì)有機(jī)物的去除效率。EH 工藝中設(shè)置多級(jí) A/O 處理系統(tǒng)。并通過(guò)分點(diǎn)進(jìn)水的方式補(bǔ)充每一級(jí) A/O 系統(tǒng)中的碳源。污水進(jìn)入第一個(gè)曝氣段后水中的氨氮迅速“ 置換” 成硝酸鹽氮，硝酸鹽氮的含量迅速上升，氨氮含量下降；進(jìn)入第