【正文】 良型氧化溝和A2／O兩種工藝方案結合焦作污水處理廠的實際情況作進一步的比較。并將改良型氧化溝作為l工藝方案，把A2／O作為2工藝方案。（2）1工藝方案改良型氧化溝 氧化溝工藝發(fā)展速度較快，種類也較多，但其機理仍是活性污泥法。目前，國內外應用較多的是卡魯塞爾(Carrousel)氧化溝、奧貝爾(Orbal)氧化溝及多溝交替式氧化溝。各種氧化溝的主要區(qū)別在于溝和曝氣方式的不同。本工程擬選擇采用倒傘曝氣方式的改良型氧化溝作為本工程的比選方案。 改良型氧化溝工藝所謂改良型氧化溝工藝，是在卡魯塞爾氧化溝基礎上進行優(yōu)化改良的一種工藝。改良型氧化溝的工藝布置有以下特點： 氧化溝流道：流道斷面要??；長度要長。 曝氣機：臺數要少；單機充氧能力要大。 進、出水位置：缺氧區(qū)進水；富氧區(qū)出水。對有較高除磷要求的污水處理廠，進水端還要增設厭氧池，沉砂池采用渦流式或平流式。出水端要增設富氧區(qū)或單設富氧區(qū)。 以上布置造成氧化溝流道內溶解氧有較大差異。一般曝氣機下游DO為3～／L，而曝氣機上游的DO約為O～0．5m1／1。在一個氧化溝內形成多個A／O的串聯，可提高COD的去除率，普通活性污泥法COD的去除率僅為70—80％，而改良型氧化溝一般為85—90％，由于曝氣機上下游D0梯度大，還可大大提高氧的利用率。如倒傘型曝氣機的動力效率，／kwh，／kwh。從而節(jié)省了能耗，減少了運行費用。由于進水端為厭氧及缺氧區(qū)，形成A2／O格局，且不需專設混合液的外回流裝置，有利于聚磷菌及反硝化菌在厭氧及缺氧條件下獲得充足的炭源，從而完成磷的釋放及N03N的反硝化，實現脫氮。由于出水在富氧區(qū)，聚磷菌可過量吸收磷，從而實現除磷。以上復雜的過程在構造十分簡單的氧化溝內即可實現。改良型氧化溝流程簡單；管理控制方便；基建投資?。哼\行費用低；能脫氮除磷，可獲得優(yōu)質的出水，是一種優(yōu)秀的二級處理工藝。以上優(yōu)點在建成并運行的多座城市污水處理廠已得到證明。此工藝是國家污水處理技術政策對中小城市污水處理廠推薦選用的工藝。 該工藝具有以下優(yōu)點：工藝流程簡捷可靠，抗沖擊負荷能力強，運行穩(wěn)定，出水水質好。 改良型氧化溝工藝由于在氧化溝內形成了多個A／O的串聯，去除BODCODcr有很好的效果，由于氧化溝的前段加設有厭氧池和缺氧池，形成A2／O格局，有利于聚磷菌及硝化桿菌在厭氧及缺氧條件下獲得充足的碳源，從而完成磷的釋放及NO3一N的反硝化，實現脫氧。由于出水在富氧區(qū)，聚磷菌可過量吸收磷，從而實現除磷。以上復雜的過程在構造十分簡單的改良型氧化溝內便可實現，并可獲得優(yōu)質出水。投資省 污水處理廠工程投資較省。 實現全自控，運行管理方便。 污水處理廠運行時，可根據進水量、進水水質、出水水質的在線監(jiān)測，自動調整各設備的運行參數從而達到良好的處理效果。全自動化運行減少了污水處理廠的人員數量，也減輕了工作人員的勞動強度。當自控系統出現故障時，輸入經驗運行參數，整個處理系統可在較長時間內穩(wěn)定運行，并且同樣可以達到良好的出水水質。 節(jié)能，電耗低。污水處理廠耗電量最大的是曝氣池，改良型氧化溝工藝由于在氧化溝內的曝氣機上、下游D0梯度大，可大大提高氧的利用率，因而節(jié)能效果顯著。同時整個污水處理系統還采取了曝氣機變頻調速，污水提升泵站大小泵調配運行等措施，也降低了運行電耗。泥餅外運出水污泥濃縮脫水機房進水粗格柵進水泵站旋流沉砂池厭氧池二沉池接觸消毒池污泥泵站 運行費用低由于改良型氧化溝本身所具有的優(yōu)勢，加上設計時采取的一系列措施，因而污水處理廠運行費用低。污泥快速脫水，有利于除磷剩余污泥采用一體化機械濃縮脫水工藝，可實現快速脫水，從而有效防止磷的再次釋放，確保污水處理廠達到良好的除磷效果。（3）2工藝方案A2／0工藝方案70年代以來，人們在厭氧／好氧除磷系統和缺氧／好氧脫氮系統原理的基礎上，又提出了A2／0污水處理系統，即將兩個系統組合起來，使污水經過厭氧(Anaerobic)、缺氧(Anoxic)及好氧(0xic)三個生物處理過程(簡稱A2／O)，達到同時去除BOD、氮、磷的目的。出水好氧池缺氧池泥餅外運污泥濃縮脫水機房污泥泵站接觸消毒池二沉池厭氧池旋流沉砂池進水泵站粗格柵進水 A2／O方案工藝流程簡圖A2／O污水處理系統一般采用推流式活性污泥系統。原污水首先進入厭氧區(qū)，兼性厭氧的發(fā)酵細菌將廢水中的可生物降解的大分子有機物轉化為VFA(揮發(fā)性脂肪酸)這一類小分子發(fā)酵產物。據聚磷菌可將菌體內積貯的磷酸鹽分解，所釋放的能量可供專性好氧的聚磷細菌在厭氧的“壓抑”環(huán)境下維持生存，另一部分能量還可供聚磷細菌主動吸收環(huán)境中VFA一類小分子有機物，并以PHB形式在菌體內貯存起來。隨后廢水進入缺氧區(qū)，反硝化細菌就利用好氧區(qū)中經混合液回流而帶來的硝酸鹽，以及廢水中可生物降解有機物進行反硝化，達到同時去碳和脫氮的目的。厭氧區(qū)和好氧區(qū)都設有攪拌混合器，以防污泥沉淀。接著廢水進入曝氣的好氧區(qū)，聚磷菌除了可吸收、利用廢水中殘剩的可生物降解有機物外，主要分解體內貯積的PHB，放出的能量可供本身生長繁殖，此外還可主動吸收周圍環(huán)境中的溶磷，并以磷酸鹽的形式在體內貯積起來。這時排放的廢水中的溶磷濃度已相當低。好氧區(qū)中有機物經厭氧區(qū)、缺氧區(qū)分別被聚磷菌和反硝化細菌利用后，濃度已相當低，這有利于自養(yǎng)的硝化細菌生長繁殖，并將NH4+硝化作用轉化為NO3。非聚磷的好氧性異養(yǎng)菌雖然也能存在，但它在厭氧區(qū)中受到嚴重的壓抑，在好氧區(qū)又得不到充足的營養(yǎng)，因此在其他生理類群的微生物競爭中處于劣勢。排放的剩余污泥中，由于含有大量能過量積貯聚磷鹽的聚磷菌，污泥中磷含量很高，因此可較一般的好氧活性污泥系統大大提高了磷的去除效果。 該工藝具有以下優(yōu)點： 去除效率高 該工藝去除效率高，該系統可維持較高的MLVSS，對于生活污水，在3—5h內，其BOD、氮、磷，有80％90％以上的處理效果。 流程較簡單 該工藝流程較簡單，總水力停留時間少于其它同類工藝； 污泥沉降性能好，無膨脹 由于該系統硝化與反硝化交替運行，會產生抑制絲狀菌生長的條件，絲狀菌不易增值繁衍，不會出現污泥膨脹現象。在好氧生化中促進了生物絮凝作用，從而使二沉池有良好的泥水分離效果。另外，為維持較高的硝化率，該系統的SRT比一般活性污泥長，當原污水中有機碳化物含量較低而又無補加含碳有機物時，會發(fā)生污泥的內源呼吸，因此污泥增長率低，剩余污泥量少，且硝化程度高，因此污泥沉降性好，剩余污泥經濃縮處理后不必經過消化可直接脫水。 該工藝不需投藥 A2／O系統中，由于反硝化過程產生堿度，硝化過程需消耗堿度，故在整個系統中堿度可以互相彌補，當原污水堿度較高時，一般情況下可不必加堿中和。另外，A2／O系統利用原污水的BOD成分(有機碳化物)作為反硝化時氫供體，當原污水的BOD5／TN3～5時，一般可不用外加有機碳化物。 節(jié)約動力消耗，故運行費用低 A2／O系統厭氧段和缺氧段只進行緩速攪拌，已不提高溶解氧含量為度，由于在反硝化時利用原污水中的BOD成分，反硝化的同時可達到去除BOD的目的，故去除BOD所需的氧量可大大減少。又由于該系統的污泥維持較低的SVI值，回流量小于常規(guī)活性污泥法，一般為1 O％一30％，故回流污泥所需提升能量約為常規(guī)活性污泥法的1/2—1/4。另外該系統污泥脫水性能好，故污泥脫水所需能量少。 A2／O工藝應用較為廣泛，歷史較長，已積累有一定的設計和運行經驗，通過精心的控制和調節(jié)，一般可以獲得較好的除磷脫氮效果，出水水質較穩(wěn)定，在國內外大中型城市污水處理廠常有采用。但A2／O工藝也有一定的缺點，主要表現為： 脫氮效果難以提高，內循環(huán)流量以2Q為限，不易提高； 污泥增長受到一定的限度，除磷效果也不易提高；對沉淀池要保持一定的溶解氧，應降低污泥的停留時間，防止產生厭氧狀態(tài)和釋放磷的現象出現，但溶解氧含量也不宜過高，以防止循環(huán)液對缺氧池的干擾。 需分別設置污泥回流系統和內回流系統，尤其是內回流系統，其設計回流比往往在200—300％左右或更大，這將增加投資和運行能耗。而且內回流的控制較復雜，對管理的要求較高。 針對上述不足，改良的A2／O工藝、UCT工藝、倒置的A2／O工藝及多點進水的A2／0工藝等不斷出現，在一定程度上或在某一方面使運行效果有所改善。 盡管這類工藝流程較長，控制較復雜，投資略高，但相對成熟可靠，處理效果穩(wěn)定，一般適用于較大規(guī)模，具有較高運行管理水平的城市污水處理廠。工藝流程示意圖見附圖。（4）污水生化處理工藝方案比較 為了便于兩個方案的比較，本報告分別從技術和經濟兩方面列表進行比較。 綜合技術經濟比較表序號比較項目改良型氧化溝方案A2／O方案經濟指標固定資產投資(萬元)定員(人)3535噸水電耗(度／m3)占地(畝)單位水量生產成本(元／m3)O．75單位水量經營成本(元／m3)o．45技術指標工藝流程簡單較簡單處理效果穩(wěn)定穩(wěn)定出水水質好好除磷脫氮效果好好抗沖擊負荷能力能力強，對水質、水量有均衡作用能力一般運行管理無需鼓風機房，維護管理方便，有成熟運行經驗采用鼓風機房，維護管理較復雜對操作人員技術水平要求一般較高構筑物少較少機械設備曝氣設備少管理方便鼓風曝氣管理復雜回流設備設外污泥回流泵房，不需設置內污泥回流泵設外污泥同流泵房，需設置內污泥回流泵提高出水標準改造難度易較易對自動控制的依賴程度一般較高 污水處理工藝方案推薦意見從以上技術經濟比較可以看出，1方案改良型氧化溝工藝與2方案A2／0工藝各有優(yōu)缺點。兩個工藝均屬于連續(xù)活性污泥法，在國內外污水處理中應用都比較廣泛，技術成熟、工藝穩(wěn)定。在總投資、年運行費、年經營費方面相差不大。2方案一A2／O是應用較廣泛的脫氮除磷工藝，工藝成熟，因采用鼓風曝氣，具有充氧效率高的優(yōu)點，其缺點是需要設置鼓風機房，設備多，曝氣頭設置于水下，運行管理復雜，對設備性能要求較高，需設置內回流系統，要求操作技術人員素質高，管理上認真嚴格，才能保證其正常運行，比較適合大型污水處理廠。l方案一改良型氧化溝工藝流程簡捷可靠，運行穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力強，采用表明曝氣設備，設備種類少，維護管理方便，對自控依賴程度低，因氧化溝屬于完全混合式活性污泥法，池內循環(huán)量大，因而具有抗沖擊負荷能力強的優(yōu)點。氧化溝工藝的不足之處是占地稍大。本工程采用的改良型氧化溝在池內設有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，既保留了常規(guī)氧化溝工藝的一般特點，又具有A2／O的優(yōu)點，是一種優(yōu)秀的二級處理工藝。以上優(yōu)點在建成并投入運行的多座城市污水處理廠已得到證明。同時如需提高污水處理廠的出水水質標準，對氧化溝進行改造也相對較容易。綜合考慮本工程的實際情況以及周邊地區(qū)污水處理廠的管理經驗，確定采用改良型氫化溝工藝作為污水處理廠的生化處理工藝。 污泥處理工藝 污水生物處理過程中將產生大量的生物污泥，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；利用污泥中可用物質，化害為利；因選用生物脫氮除磷工藝，故盡量避免磷的二次污染。通常，：污泥污泥濃縮污泥穩(wěn)定污泥脫水泥餅外運(1)污泥穩(wěn)定工藝污泥穩(wěn)定的常用工藝包括：厭氧消化、好氧消化、熱處理、加熱干化和加堿穩(wěn)定。由于后三種直接穩(wěn)定處理工藝的投資與運行費用較高，國內污水處理廠鮮為采用，在這里不予詳述。a．厭氧消化厭氧消化是最為普遍的污泥穩(wěn)定處理工藝，一般分為常溫消化(不加熱)、中溫消化(消化溫度約35。C)和高溫消化(消化溫度約55。C)。污泥厭氧消化的處理費用相對適中，可以產生沼氣。在大型污水處理廠中產生的沼氣可以用于加熱消化池，驅動鼓風機和發(fā)電。厭氧消化的主要特點：可以產生甲烷；可以使污泥中有機物濃度降低40～60％，減少污泥體積30～50％；完全消化使污泥無明顯臭味；高溫消化的病原體去除率高；基建費用高，機械設備多(部分是沼氣利用設備)；需要再次處理的量大(例如對消化液需要進行除磷處理)，需要加熱維持消化所需要的溫度等； 管理比較麻煩，運行費用高； 占地面積大； 適用于規(guī)模大產生污泥量多的污水處理廠；b．好氧消化 好氧消化主要用于中小型及污泥量相對較少的污水處理廠中，與厭氧消化相比，該工藝的特點是初期投資較低，動力消耗較大，因為好氧消化需要靠充氧來維持。 實際上在有的污水處理廠中，好氧消化不一定是一種單獨的污泥處理工藝，例如采用了泥齡很長的延時曝氣法時，微生物利用內源呼吸進行好氧消化，此時污泥已經部分達到了相對穩(wěn)定的程度。 c．污泥穩(wěn)定工藝確定 由于本工程一期規(guī)模較小，進水水質濃度較低，剩余污泥量較少，采用污泥厭氧消化的費效比很低。目前國內許多已建成的污水處理廠，采用生物脫氮除磷工藝，產生的污泥未經消化直接脫水，效果亦好，這樣就省去消化池等的基建投資和占地，使污泥處理系統簡化，并且沒有沼氣產生，也使運行安全度增加。 在新版2006年6月1日實施的《室外排水設計規(guī)范》(GB500l4—2006)中明確指出：“當采用相當于延時曝氣工藝的污水處理系統時，剩余污泥