【正文】 該指標是鑒別能否采用生物脫氮的主要指標。由于生物脫氮的反硝化過程中主要利用原污水中的含碳有機物作為電子供體，該比值越大，碳源越充足，反硝化進行越徹底，理論上BOD5/TKN＞。實際運行資料表明BOD5/TKN＞。當BOD5/TKN=45時，氨氮去除率＞80%，總氮的去除率＞60%。本廠進水BOD5/TKN=，采用生物脫氮工藝，脫氮率可以保證。除與CODcr和BOD5的生物降解過程統(tǒng)一考慮外，關(guān)鍵是與除磷過程在時間或空間上予以分隔。 (3) BOD5/TP該指標是鑒別能否采用生物除磷的主要指標。一般認為有較好的磷去除率須BOD5/TP ＞17，比值越大，除磷效果越好。本廠進水BOD5/TP=40，通過控制TKN去除效率，降低回流污泥中硝酸鹽含量。污泥回流液所攜帶的硝態(tài)氮不會影響厭氧區(qū)的釋磷效果，提高系統(tǒng)的磷去除率。采用除磷脫氮氧化溝工藝可以獲得較高的磷去除率。污水處理工藝方案的優(yōu)化選擇是確保污水處理廠運行性能、確保出水水質(zhì)、降低費用的關(guān)鍵，需要根據(jù)確定的污水處理水質(zhì)標準和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合設(shè)計規(guī)模、污水水質(zhì)特性以及當?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇切實可行的處理工藝方案。所要遵循的一般原則包括：處理效果穩(wěn)定可靠、工藝控制調(diào)節(jié)靈活、工程實施切實可行、運行維護管理方便、投資運行費用節(jié)省及整體工藝協(xié)調(diào)優(yōu)化。根據(jù)污水生物除磷脫氮工藝對污水處理廠出水水質(zhì)的要求，污水廠處理的對象包括CODcr、BODSS、和氮、磷。這就要求在同一污水處理工藝中同時具備多種功能。一般來說，只要污水中沒有大量難降解有機物，BODCODcr的去除是比較容易實現(xiàn)的。而氮、磷的去除比較復(fù)雜，需要硝化、反硝化、微生物釋磷和吸磷等過程。上述每一個過程的目的不一樣，對微生物組成、基質(zhì)類型及環(huán)境條件要求也不一樣。硝化需要長泥齡的硝化菌和好氧環(huán)境，反硝化則需要短泥齡的脫氮菌和缺氧環(huán)境，釋磷需要短泥齡的聚磷菌和厭氧環(huán)境，而吸磷則需要好氧環(huán)境。由于各過程的要求不同，在同一污水處理工藝系統(tǒng)中就不可避免的產(chǎn)生了各過程間的矛盾關(guān)系。如何處理好這些矛盾，使各自所需的反應(yīng)條件有機的結(jié)合起來從而達到處理目的，是工藝方案設(shè)計的中心環(huán)節(jié)。要處理好這些矛盾，特別要考慮以下幾個方面：1）泥齡問題作為硝化過程的主體，硝化菌通常都屬于自養(yǎng)型專性好氧菌。這類微生物的一個突出的特點是繁殖速度較慢，世代時間較長。因此，要取得較好的脫氮效果需要有較長的泥齡。而聚磷菌多為短世代微生物。為保證系統(tǒng)的生物除磷效果就必須維持較高的污泥排放量，縮短系統(tǒng)的泥齡。針對以上矛盾，在污水處理工藝設(shè)計及運行中，一般采取的措施是把系統(tǒng)中的泥齡控制在一個比較狹窄的范圍內(nèi)，兼顧脫氮及污泥的相對穩(wěn)定與除磷的需要。這種措施在實踐中被證明是可行的。（2）營養(yǎng)物平衡問題污水中的營養(yǎng)物對除磷和脫氮有至關(guān)重要的影響，因為無論是磷的厭氧釋放，還是氮的缺氧反硝化都必須有充分的碳源做作為基礎(chǔ)。所以營養(yǎng)物的平衡是除磷脫氮順利進行的必要條件。（3）硝酸鹽問題回流污泥中攜帶的硝酸鹽會抑制厭氧條件下磷的釋放。由于聚磷菌、硝化菌、反硝化菌及其它多種微生物共同生長在同一個系統(tǒng)內(nèi)，并在整個系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，使得從好氧段回流的污泥中含有大量的硝酸鹽，造成厭氧段中反硝化菌與聚磷菌對基質(zhì)形成競爭，使得聚磷菌無法得到足夠的短鏈脂肪酸進行充分釋磷，進而嚴重影響了好氧段磷的吸收，使得系統(tǒng)除磷效率降低。所以在除磷系統(tǒng)設(shè)計中，盡管國家排放標準未對TKN和NO3N作出要求，生物處理系統(tǒng)也要設(shè)置足夠的反硝化區(qū)，以降低回流污泥和厭氧段中硝酸鹽的濃度，確保厭氧段聚磷菌對磷的釋放。 污水處理工藝概述環(huán)縣城區(qū)生活污水處理廠的工程規(guī)模屬于小型污水處理廠，通過以上對除磷脫氮工藝的分析，結(jié)合國內(nèi)外污水處理廠的建設(shè)、運行經(jīng)驗及前面所述污水處理工藝方案的選擇原則、水廠進出水水質(zhì)分析等，初步確定氧化溝和SBR兩類工藝作為本工程的比選工藝方案進行分析。：（1）DE型氧化溝為雙溝交替工作式氧化溝系統(tǒng)，DE型氧化溝采用轉(zhuǎn)盤進行曝氣，并設(shè)有獨立的二沉池和回流污泥系統(tǒng)，氧化溝內(nèi)只是交替進行著硝化與反硝化。二個氧化溝相互溝通，串聯(lián)運行，可交替進出水，溝內(nèi)曝氣轉(zhuǎn)盤一般為雙速，高速工作時曝氣充氧，低速工作時只推動水流，不充氧。通過兩溝內(nèi)轉(zhuǎn)盤交替處于高速和低速運行，可使兩溝交替處于缺氧和好氧狀態(tài)，從而達到脫氮的目的。在DE型氧化溝前增設(shè)一厭氧池，可以達到除磷的目的。（2）卡魯塞爾氧化溝卡魯塞爾型氧化溝采用特殊設(shè)計的立式低速表面曝氣機作為主要設(shè)備，表面曝氣機用于曝氣并保證足夠的混合液渠道流速，將進水和活性污泥混合后，使其從上游經(jīng)曝氣區(qū)推進到下游，并不停地循環(huán)流動?？斎麪栃脱趸瘻蠈Ρ砻嫫貧鈾C制作要求高，表面曝氣機在水力模型上與溝型的配合顯得特別重要，卡魯塞爾型氧化溝曝氣設(shè)備少，較難根據(jù)水質(zhì)狀況調(diào)節(jié)運行工況。 （3）曝氣氧化溝曝氣氧化溝前端設(shè)置獨立厭氧區(qū)，污水與回流污泥首先進入?yún)捬鯀^(qū)，在高污染物濃度和厭氧的條件下進行厭氧選擇和聚磷菌的釋磷反應(yīng)。其后氧化溝內(nèi)分四條廊道，污水混合液在溝內(nèi)循環(huán)流動，依次循環(huán)流經(jīng)缺氧區(qū)、好氧區(qū)，好氧區(qū)底部均勻布設(shè)微孔曝氣盤，缺氧區(qū)適當布置曝氣盤，以調(diào)節(jié)缺氧區(qū)、好氧區(qū)停留時間。氧化溝內(nèi)設(shè)置多臺潛水攪拌器。 氧化溝出水進入單獨設(shè)置的終沉池進行泥水分離。（4）一體化氧化溝一般采用合建式，沉淀池建在氧化溝內(nèi)，已在國內(nèi)部分污水廠應(yīng)用。它既可以連續(xù)進出水，且不用倒換功能，從理論上講造價最經(jīng)濟，但在一些具體技術(shù)問題上還不成熟，因此影響了它的推廣使用，同時用于中等規(guī)模污水處理廠是否經(jīng)濟，有待于研究。2. SBR工藝的主要分類和特點：（1）傳統(tǒng)式SBR工藝所有操作都是間歇的、周期性的。脫氮除磷效果不夠穩(wěn)定，如要求脫氮除磷，需做一些改進。（2）ICEAS工藝即間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥法，它用隔墻將反應(yīng)池分為兩部分，前面是預(yù)反應(yīng)區(qū)，后面是主反應(yīng)區(qū)，采用連續(xù)進水，間歇曝氣、沉淀、排水、排泥，已用在昆明第三、第四污水廠。它可以脫氮除磷，但效果不夠理想。（3）DATIAT工藝即連續(xù)曝氣和間歇曝氣相結(jié)合的工藝，反應(yīng)池中部用隔墻分為兩部分，前邊的DAT連續(xù)曝氣，后邊的IAT間歇曝氣、沉淀、排水、排泥，已用于天津開發(fā)區(qū)污水處理廠。它的脫氮除磷功能一般，需增加設(shè)施才能提高脫氮除磷效率。(4)CAST工藝即循環(huán)式活性污泥法，它的反應(yīng)池用隔墻分為選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，進水、曝氣、沉淀、排水、排泥都是間歇周期性運行。它的脫氮除磷效果較好，防止污泥膨脹的性能好，目前深圳、天津和江蘇的一些污水處理廠采用此種工藝。(5)UNITANK工藝是三個矩形池并聯(lián)，按照類似三溝式氧化溝的周期運行模式工作，但把轉(zhuǎn)盤曝氣改為鼓風(fēng)這曝氣，可加大池深，把出水可調(diào)堰改為固定堰，簡化了排水，上海石洞口污水處理廠就是采用種工藝，它的功能和三溝式氧化溝類似。 污水處理工藝方案的確定通個對氧化溝和SBR兩大類工藝的分析比較，從滿足功能、符合處理水質(zhì)要求的角度，確定DE氧化溝工藝作為污水處理廠工藝的比選方案。氧化溝是本世紀50年代由荷蘭工程師發(fā)明的一種新型活性污泥法，其曝氣池是封閉的溝渠型，廢水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動，因此，氧化溝又名“連續(xù)循環(huán)曝氣池”、“無終端的曝氣系統(tǒng)”。氧化溝法污水處理技術(shù)是傳統(tǒng)活性污泥法的一種改良型。在氧化溝系統(tǒng)中，通過轉(zhuǎn)盤（或轉(zhuǎn)盤和其他機械曝氣設(shè)備），使污水和混合液在環(huán)狀的渠內(nèi)循環(huán)流動，依靠轉(zhuǎn)盤推動污水和混合液流動以及進行曝氣。此工藝結(jié)合了推流和完全混合兩種流態(tài)：污水進入氧化溝后再曝氣設(shè)備的作用下被快速、均勻地與溝中混合液進行混合?；旌虾蟮乃诜忾]的溝渠中循環(huán)流動。氧化溝不僅出水水質(zhì)好，而且也有極好的脫氮除磷性能。由于氧化溝構(gòu)造簡單，運行簡便，且處理效果穩(wěn)定可靠，在國內(nèi)外得到了迅速的推廣應(yīng)用。原始的氧化溝屬延時曝氣，不設(shè)沉淀池，間歇運行。污水在溝內(nèi)達到硝化階段，污泥得到好氧穩(wěn)定且量少。60年代氧化溝發(fā)展為連續(xù)運轉(zhuǎn)增設(shè)二沉池的運行方式。將曝氣和沉淀分開，繼而出現(xiàn)了多種氧化溝工藝。氧化溝負荷低，~d，水力停留時間一般16~24小時，泥齡15~30天。氧化溝具有耐沖擊負荷，運行穩(wěn)定，操作運行靈活、處理構(gòu)筑物少、構(gòu)造簡單、管理方便、剩余污泥少且易好氧穩(wěn)定易于處理、處置等優(yōu)點。在早期由于氧化溝占地面積大，僅應(yīng)用于小型污水處理廠，隨著對氧化溝污水處理技術(shù)的充分認識和不斷改造，曝氣裝置的不斷完善和多樣化，氧化溝正以其基建費用低，運行管理簡便，處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點逐步被大、中型污水處理廠所采用。氧化溝工藝的主要優(yōu)缺點和適用性為： 1). 合理的停留時間，在降解污染物時，提高了除磷脫氮效果。2). 生物池為內(nèi)置厭氧、缺氧區(qū)的共壁結(jié)構(gòu)，中間池壁不受單向水壓，所以結(jié)構(gòu)投資省，且占地少。3). 混合液回流完全利用推流的流態(tài)及合理的池型，形成推流所需的電機功率每池僅為30kw。要達到相同的回流比，采用提升泵回流的裝機功率及能耗遠大于前者。4). 污水在缺氧、好氧區(qū)中推流，缺氧、好氧狀態(tài)循環(huán)交替，與基于相同機理的除磷脫氮工藝（Bardenpho工藝和Phoredox工藝）相比，構(gòu)筑物數(shù)量少，流程短，能耗低，循環(huán)交替次數(shù)多，除磷脫氧的效率更高。5). 推流特征使得經(jīng)過曝氣區(qū)的污水在出流時形成了良好的混合液生物絮凝體，提高了終沉池污泥沉降速度和澄清效果。6).污泥生成量少，且已在氧化溝中得到好氧穩(wěn)定，污泥處理簡單，不需設(shè)污泥消化系統(tǒng)。7).構(gòu)造簡單，采用機械設(shè)備少，生產(chǎn)運轉(zhuǎn)全部由計算機控制，管理十分簡便，且運行安全可靠。8).當需要進行脫氮除磷處理時，氧化溝有能耗和運行費用較傳統(tǒng)的處理流程低。9).具有廣泛的適用性和靈活性，既可以用于中小型污水處理廠，又可以用于較大型污水處理廠；既可以去除有機污染物，又可以脫氮除磷；既可以作為主體工藝取代多項污水處理單元，也可以只作為曝氣設(shè)施取代曝氣池；既可以機械曝氣，也可以鼓風(fēng)曝氣；既可以低負荷運行，也可以高負荷運行。常用的氧化溝工藝有“卡魯塞爾”型、“奧貝爾”型、雙溝型以及T型氧化溝等。各種分支式氧化溝有其特點，其中雙溝型氧化溝，即雙溝交替工作式氧化溝采用轉(zhuǎn)盤進行曝氣，并設(shè)有獨立的二沉池和回流污泥系統(tǒng)，氧化溝內(nèi)只是交替地進行硝化和反硝化反應(yīng)。二個氧化溝相互溝通，串聯(lián)運行，可交替進水，溝內(nèi)曝氣轉(zhuǎn)盤一般為雙速，高速工作時曝氣充氧，低速工作時只推動水流，不充氧。通過兩溝內(nèi)轉(zhuǎn)盤交替處于高速和低速運行，可使兩溝交替處于缺氧和好氧狀態(tài)，從而達到脫氮的目的。由于兩溝交替工作，避免了A/O生物脫氮系統(tǒng)中混合液內(nèi)回流。在DE氧化溝前增設(shè)一厭氧池，可以達到除磷的目的。雙溝型氧化溝控制全部為計算機自動控制，即通過氧化溝不同池中的實測溶解氧信號控制池中曝氣轉(zhuǎn)盤的啟停及轉(zhuǎn)盤的淹沒深度，使池中溶解氧達到設(shè)定值。其優(yōu)點是基建費用低，操作簡單，運轉(zhuǎn)靈活，運行穩(wěn)定，易于維護管理，剩余污泥量少且穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。雙溝型氧化溝工藝流程見下圖：雙溝型氧化溝工藝流程圖最初的雙溝式氧化溝是從單溝式氧化溝演變而來的。單溝式氧化溝的生物處理和固液分離在同一溝內(nèi)完成，只能采用間歇運行方式，與連續(xù)進出水的要求不協(xié)調(diào)，于是演化出雙溝式氧化溝。雙溝型氧化溝系統(tǒng)，氧化溝與終沉池分建，并有獨立的回流裝置。該系統(tǒng)不僅能去除水中的BOD5和實現(xiàn)生物脫氮，若在氧化溝之前增設(shè)厭氧段，則可以實現(xiàn)生物脫氮和除磷。雙溝型氧化溝生物脫氮作用是通過氧化溝本身特殊的運行方式，創(chuàng)造一定條件使硝化作用在氧化溝中交替發(fā)生而完成的。由于氧化溝系統(tǒng)的污泥齡較長，一般為16～30d，池中硝化作用進行得比較充分，污水中氨氮基本上可完全氧化成硝酸鹽氮。為了進一步脫氮，就要使反硝化作用得以進行，其主要條件是維持缺氧條件和有機碳源，使反硝化菌繁殖，雙溝型氧化溝生物脫氮工藝就是按此原理操作運行。雙溝型氧化溝主要特點為：1).反硝化徹底：雙溝型氧化溝由雙溝組成，通過控制轉(zhuǎn)盤的啟停使雙溝分別交替處于好氧、缺氧狀態(tài)，污水交替進入其中的一條溝道。該溝前一階段均以好氧狀態(tài)運行，產(chǎn)生了大量的硝酸鹽，進水則提供了充足的碳源，進水時該溝道約有75%的時間以缺氧狀態(tài)運行，在此條件下，使得反硝化反應(yīng)進行的很徹底。避免了其他工藝反硝化的硝酸鹽需要從好氧區(qū)回流，以及反硝化碳源不足的缺點。2).除磷效果好：該工藝單獨設(shè)置了前置厭氧選擇區(qū)有生物選擇的功能，加之反硝化徹底，回流污泥中硝酸鹽濃度低，大大提高了聚磷菌在厭氧區(qū)磷的釋放，相應(yīng)提高了在好氧區(qū)的磷吸收率，除磷效果好。并以高BOD5負荷的環(huán)境抑制絲狀菌生長，避免了終沉池污泥膨脹現(xiàn)象，保證出水SS值低。3).污泥沉降性能好：設(shè)置了前置厭氧選擇區(qū)，不但能保證聚磷菌的磷釋放，而且在厭氧、高污染物負荷條件下抑制了絲狀菌的繁殖，可以有效的防止污泥膨脹，有利于污泥的沉淀，進一步改善水質(zhì)。且推流特征使得經(jīng)過曝氣區(qū)的污水在出流時形成了良好的混合液生物絮凝體，提高了終沉池污泥沉降速度和澄清效果。4).污水在缺氧、好氧區(qū)中推流，缺氧、好氧狀態(tài)循環(huán)交替，與基于相同機理的除磷脫氮工藝（Bardenpho工藝和Phoredox工藝）相比，構(gòu)筑物數(shù)量少，流程短，能耗低，循環(huán)交替次數(shù)多，除磷脫氧的效率更高。5).生物池為內(nèi)置厭氧、缺氧區(qū)的共壁結(jié)構(gòu)，中間池壁不受單向水壓，所以結(jié)構(gòu)投資省，且占地少。6).厭氧區(qū)有生物選擇的功能，以高BOD5負荷的環(huán)境抑制絲狀菌生長，避免了終沉池污泥膨脹現(xiàn)象，保證出水SS值低。7).節(jié)能：由于同樣具有較長的污泥齡，因此具有同步硝化和反硝化、溶解氧呈梯度分布度的特點，可以達到節(jié)能的目的；雙溝型氧化溝的曝氣設(shè)備為轉(zhuǎn)盤，通過轉(zhuǎn)盤的運行數(shù)量和運行時間來推動混合液流動并實現(xiàn)溝內(nèi)供氧，溝內(nèi)同時設(shè)有攪拌器。轉(zhuǎn)盤和攪拌器的運行通過可編程控制器（PLC）進行控制。根據(jù)進水水量、水質(zhì)的變動可控制轉(zhuǎn)盤的開啟數(shù)量，調(diào)節(jié)溝內(nèi)溶解氧濃度，靈活調(diào)整氧化溝運行狀況，保證出水水質(zhì)，同時達到節(jié)能的目的。當轉(zhuǎn)盤停止運轉(zhuǎn)時，攪拌器處于運動狀態(tài)，使溝內(nèi)的混合液懸浮推流。8).安全可靠性：DE氧化溝通常由PLC控制自動交替運行，在PLC故障時也可手動控制，操作量小，整個工藝運行安全可靠。9).抗沖擊性：氧化溝工藝系列因其水力停留時間和污泥泥齡較長，溝內(nèi)水流不斷循環(huán)特點，對進水水量水質(zhì)的變化有較大的適應(yīng)性，能承受沖擊負荷而不