【導讀】污水處理工程初步設計。上海XX環(huán)境工程有限公司。編制時間：20xx年12月

　　

【正文】 針對 傳統(tǒng) 一體化氧化溝 除磷效果一般的缺點 ， 新型 一體化氧化溝 在厭氧區(qū)前面增設了預缺氧區(qū)， 20%的進水進入預缺氧區(qū)，與此同時，從缺氧區(qū)回流的經(jīng)反硝化脫氮的污泥也進入預缺氧 區(qū)，預缺氧區(qū)中只有混合攪拌沒有曝氣。設置預缺氧區(qū)的目的是進一步強化脫氮，減少進入?yún)捬鯀^(qū)的硝酸鹽，為磷的厭氧釋放創(chuàng)造良好的條件。經(jīng)預缺氧區(qū)強化脫氮后，污泥與 80%的進水進入?yún)捬鯀^(qū)。在厭氧區(qū)中只有混合攪拌，沒有曝氣，活性污泥中的聚磷菌在厭氧條件下（所謂厭氧條件是既無分子氧也無化合態(tài)氧的條件），利用進水中的有機物作為碳能源貯存于體內(nèi)，同時釋放磷。磷釋放越充分，后續(xù)好氧段中聚磷菌超量吸收磷的效果就越好，出水中磷的濃度就越低。故在良好脫氮效果的基礎上強化了除磷效果，使磷的去除更加徹底。 新型 一體化氧化溝 的關鍵設備之一 為固液分離器，其具有生物處理和固液分離的雙重功能。固液分離器置于氧化溝的側溝和中心島處，對水質(zhì)起著重要的保障作用。 側溝與中心島固液分離器具有與二沉池相同的功能，但沉淀機理與主要是重力作用的二沉池又有顯著的不同。當混合液由主溝進入固液分離組件后，由于組件的特殊構造，水流方向發(fā)生很大的變化，造成較強烈的紊動。這時混合液中的污泥顆粒正處于前期絮凝階段，紊動對絮凝的影響不大。隨著絮凝不斷進行，污泥顆粒越來越大；污泥的絮凝過程到了后期絮凝階段，紊動的不利影響也越來越大；與絮凝過程的要求相適應，這時混合液流過組件彎折 ，流速大大降低，且流動開始趨于緩和。因此在固液分離組件下部的很小底層里，絮凝作用已基本完成。絮凝成形的污泥顆粒在不斷上升的過程中，密度越來越大，流速越來越小。慢慢開始發(fā)生沉降的污泥顆粒還會被池底不斷涌入的混合液的上升水流所沖擊，當重力與向上的沖擊力相等時，污泥保持動態(tài)的靜止，于是形成了一個活性污泥懸浮層。懸浮層中的顆粒由于攔截進水中的雜質(zhì)而不斷增大，污泥顆粒沉速不斷提高，從而可以提高水流上升流速和產(chǎn)水量。因此不僅提高了分離器的表面負荷，還取得了較高質(zhì)量的出水，并實現(xiàn)了污泥的無泵回流。 污水處理工程初步設計 32 新型 一體化氧化溝 的另一 個關鍵設備是曝氣裝置，傳統(tǒng)的氧化溝工藝采用的曝氣方式為傳統(tǒng)的曝氣轉(zhuǎn)刷或者 水下 曝氣 設備 ，傳統(tǒng)的曝氣轉(zhuǎn)刷曝氣優(yōu)點是便于圍護管理，且能夠提供溝內(nèi)好氧段所需比較大而均勻的推力，使溝內(nèi)流速滿足大于 ，但是供氧效率低，能耗大； 水下曝氣設備（如 微孔曝氣 、水下曝氣機等） 優(yōu)點是氧傳遞效率高但是曝氣頭容易堵塞，經(jīng)常需要更換被堵塞的曝氣頭，維護管理不方便，后期的運行管理費用高，更重要的是不能提供溝內(nèi)所需推力，滿足不了氧化溝的流態(tài)要求。 一體化氧化溝 近年來得到了廣泛的研究 并且 在大多數(shù)污水處理廠 得到了廣泛應 用，具 有以下優(yōu)點： （ 1）工藝流程簡單，構筑物和設備少，不設初沉池和單獨的二沉池。污泥自動回流，投資低、能耗低、占地面積相對于單獨設置二沉池的延時曝氣工藝較小，管理簡單。 （ 2）氧化溝設置相對獨立的厭氧區(qū)－缺氧區(qū)－好氧區(qū)，并增設預缺氧區(qū)，脫碳、脫氮和除磷效果較好、較穩(wěn)定。 （ 3）一體化好氧區(qū)應用延時曝氣原理，產(chǎn)生的剩余污泥量少，污泥不需硝化，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水，不會帶來二次污染。 （ 4）造價低，建造快，設備事故率低，運行管理工作量少。 （ 5）固液分離效果比一般二沉池高，能使整個系統(tǒng)在較大的流量范圍內(nèi)穩(wěn)定運行，抗 沖擊負荷能力強。 同時， 一體化氧化溝 也存在以下缺點： （ 1）好氧區(qū)屬延時曝氣，需池體容積較大，占地面積比 SBR 工藝略大，但相對于采用單獨二沉池的延時曝氣法工藝占地小。 （ 2）固液分離器內(nèi)易出現(xiàn)污泥上浮等問題，需設置刮沫吸泥機。 一體化氧化溝 工藝技術經(jīng)濟指標： 城市污水處理噸水造價： 900～ 1100 元 城市污水處理噸水運行成本： ～ 元 AmOn 一體化生物處理反應器 AmOn 一體化生物處理反應器是同濟大學 環(huán)境科學與工程學院 在 國家 “ 十五 ” 科技攻關計劃項目 “ 小城鎮(zhèn)環(huán)境保 護關鍵技術研究及設備開發(fā) ”污水處理工程初步設計 33 （ 20xxBA808A17） 和“ 863”青年基金項目（ 20xxAA649310)開發(fā)的主要工藝。 AmOn 中 A 代表厭氧或缺氧處理， O 代表好氧處理， m、 n 分別代表厭氧處理和好氧處理的量或程度。反應器可以靈活組合 A/O， A 可以在 O 之前，也可以在 O 之后，也可以多段 A、 O 交替。通過改變運行條件可以靈活地控制反應的好氧程度和厭氧程度。 AmOn 一體化反應器機理及水力運作形式如圖 63 所示。 圖 63 AmOn 一體化生物處理反應器 反應過程： AmOn 一體化反應器中間為 進水管及進氣管，雙雙垂直下噴。在下部的曝氣區(qū)內(nèi)，下噴的水與氣不僅相互之間進行劇烈的接觸與傳質(zhì)，而且?guī)悠貧鈪^(qū)的污泥混合液作充分的對流紊動，菌膠團在氣、水的強烈的沖擊下，不斷破碎、分裂、更新與擴大傳質(zhì)表面，獲取新的氧源和有機營養(yǎng)，進行有效的生物降解。反應器內(nèi)噴射器下部連接套筒，下噴的氣和水一部分從套筒中間的分流器間隙溢出，帶動并攪拌反應區(qū)的混合液，作好氧反應（ On 區(qū)域）；另外一部分氣和水繼續(xù)下行，其中的氧氣在此過程中耗盡，由套筒底部流出，帶 動并攪拌周圍的混合液作厭氧、缺氧反應（ Am 區(qū)域）。套筒外上流的部 分水量通過狹縮的上升通道，脫氣后溢入導流區(qū)，再向下運動進入沉淀區(qū)。在沉淀區(qū)內(nèi)進行泥水分離，比重較大的活性污泥沿著導流板下滑，并不斷沉淀濃縮，最后通過回流縫再度進入反應區(qū)，實現(xiàn)污泥的回流；與此同時，澄清出水由反應污水處理工程初步設計 34 池表面的集水系統(tǒng)收集后，流出反應器。 反應池可以具有很大的池深，不受曝氣風壓的限制，減少了占地面積，同時充分利用水流噴射提高了氣、水和污泥三相間的傳質(zhì)，使微生物的比表面積增大，增進了與液體的接觸。反應器內(nèi)活性污泥濃度高，耐沖擊負荷能力強，能適合各種進水水質(zhì)的有機污水處理。核心射流擴散曝氣方式可以提高細 菌和微生物繁殖、更新、變異的能力。 傳統(tǒng)的生物脫氮是將硝化和反硝化分隔在兩個獨立的或具有不同溶解氧濃度的反應器中進行，或是通過時間、空間的交替實現(xiàn)缺氧好氧環(huán)境達到脫氮目的，不僅條件控制復雜，而且需要外加堿度或是碳源，提高了處理成本。而一體化技術將傳統(tǒng)生物處理工藝的反應、沉淀和污泥回流集中于一個反應器中完成，減少占地面積，提高了反應器耐受水質(zhì)和水量沖擊的能力，并可根據(jù)要求實現(xiàn)脫氮除磷。 歸納起來，一體化 AmOn 生物 反應器 具有如下 特點： （ 1） 反應池結構簡單，基建成本低。 （ 2） 反應池采用曝氣與沉淀在同一池內(nèi)完 成的形式。傳統(tǒng)的活性污泥法需要專門的沉淀構筑物和污泥回流系統(tǒng)，而一體化 AmOn 反應池的合建形式不僅避免了另建二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)，而且能使剛經(jīng)泥水分離、尚未喪失活性的污泥立即滑入曝氣區(qū)，使活性污泥始終保持較高的活性。 （ 3） 反應池可以具有很大的池深。一般的曝氣池曝氣管出口置于池底，由于受曝氣風壓的限制，池深均在 5米左右，為了確保足夠的水力停留時間，不僅需要較大的占地面積，而且水中的氣流行程過短，造成氣液傳質(zhì)效率低下。本池則不增加原有氣壓動力，而是充分利用進水水泵的富余壓能，挾帶氣流向下以增強氣液的傳質(zhì)， 同時充分利用水流噴射造成的對流，以及氣流失能后的上升動力，構成了水流的循環(huán)，提高了氣、水和污泥三相間的傳質(zhì)，而且確保污泥不致沉積池底。實際應用中，一體化 AmOn 反應池的雙噴射器置于水面下 4～ 5 米處，其向下噴射的范圍可達十米以上，本池深度最大可達 10～ 14米。 （ 5） 本池池型構造能使各個部位的功能得到理想的發(fā)揮。第一，底部楔型斷面上的斜坡既保證了污泥的順利下滑，也保證了底部面積不致過大而造污水處理工程初步設計 35 成污泥的沉積。第二，居于池中部的沉淀區(qū)的傾斜底板不僅確保污泥的下滑及濃縮，而且與下部的曝氣區(qū)構成了一個與水流循環(huán)對流形狀相 吻合的空間，避免了死角的產(chǎn)生。第三，池面形成一個狹窄的上升通道，利于上升氣泡流的密集。第四，本池型不會受到處理量大小的制約，既適用于小型處理，也適用于大型處理，僅需調(diào)節(jié)噴射器的數(shù)量及大小。第五，本池型可不受地形條件的限制，既可設計成矩形，也可設計成圓形，既可做成地面式也可做成地下式或半地下式，更具有靈活性。 （ 6） 低負荷 AmOn 采用先進的射流擴散曝氣方式，融合了當今的高速循環(huán)射流曝氣、物相強化傳遞、紊流剪切等技術，并具有深井曝氣和流化污泥床的特點。因此，其空氣氧的轉(zhuǎn)化率高（氧利用率可達 40～ 50%），反應器的容積負荷大，水力停留時間短。 AmOn 一步法反應器是在借鑒物理學、流體力學的最新科研成果的基礎上，結合廢水治理實踐經(jīng)驗，經(jīng)過反復研究實驗，并對傳統(tǒng)的廢水治理技術進行突破的基礎上，使廢水處理技術達到模塊化、標準化、產(chǎn)品化的重大科研成果。該成果已經(jīng)在多個工程中獲得應用，并取得了良好的處理效果。 因此，一體化 AmOn 生物處理反應器具有占地面積小、投資少、污染小、運行費用低、處理效果好和可連續(xù)運行等優(yōu)點，適合 城市污水處理廠 廢水的處理。 通過對活性污泥法的幾種工藝進行分析、論述和比較，我們認為 一體化 AmOn生物處理 反應器 在處理效果、總投資、電耗、運行成本、占地以及操作管理等幾方面均優(yōu)于曝氣生物濾池和 SBR 工藝。 決定推薦本工程生物處理工藝采用新型 一體化 AmOn 生物處理反應器 。 污水處理工程初步設計 36 圖 64 一體化 AmOn 生物處理 工藝 表 61 常用的 污水處理工藝比較表 工藝方法 處理效果及特點 推流式 活性污泥法 BOD5去除率高，特別 適合 處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求較高的廢水； 對廢水的處理程度比較靈活，根據(jù)要求可高可低。 為了避免曝氣池首端形成厭氧狀態(tài)，進水有機負荷不宜過 高，因此曝氣池容積大，占地面積多； 池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象，增加動力費用； 對沖擊負荷適應性較弱。 完全混合活性污泥法 承受沖擊負荷的能力強，池內(nèi)混合液能對廢水起稀釋作用； 全池需氧相同，可節(jié)省動力； 曝氣池與沉淀池合建，可不設回流系統(tǒng)，便于運行管理； 連續(xù)進水、出水可能造成短路；易引起污泥膨脹。 生物接觸 氧化法 對 BOD 的處理效果不如活性污泥法； 可用于很低的進水有機物濃度； 具有一定的承受沖擊負荷的能力； 垃圾填埋場 城市污水 泥餅外運 到 絮凝劑 砂水分離器 污 泥 脫 水 間 粗 格 柵 井 上 清 液 進 水 泵 站 細 格 柵 井 上清液 剩 余 污 泥 污 泥 泵 房 污 泥 調(diào) 節(jié) 池 鐘 式 沉 砂 池 沉砂外運 紫 外 線 消 毒 池 污水達標排放 一體化 AmOn 生物 反應器 污水處理工程初步設計 37 需填料，需較高的基建投資。 SBR 集缺氧 /好氧、沉淀為一體，基建費用相 對少； 具有生物脫氮能力； 操作需全自動化。但目前國內(nèi)生產(chǎn)的潷水器產(chǎn)品質(zhì)量不過關，運行時問題較多，操作管理復雜。 MSBR SBR 改進型，連續(xù)進出水，無機械潷水裝置，無二次沉淀池，污泥富集濃度很高，污泥生成量少； 運行管理較復雜。 一體 化AmOn反應器 所需空間少、占地省、設計集成合理； COD 負荷率高； 空氣氧利用率高； 抗沖擊負荷能力強且操作便利安全等優(yōu)點。 出水消毒方案 根據(jù) GB1891820xx《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標準》，并為了有效地保護六枝河，防治傳染性病菌對人們的危害，降低水 源地總大腸菌群數(shù)，對污水處理廠出水消毒是必要的。 常用地消毒消毒方式有氯消毒、 CLO紫外線、臭氧等。 現(xiàn)對目前污水處理廠應用最廣的液氯消毒、紫外線進行比選。 方案一：液氯消毒 加氯消毒主要是投加液氯或氯化合物。液氯消毒法是迄今為止最常用的方法，其特點是液氯成本低、工藝成熟、效果穩(wěn)定可靠。由于加氯消毒一般要求不少于 30min 的接觸時間，接觸池容積較大； 氯氣是劇毒危險品，存儲氯氣的鋼瓶屬高壓容器，有潛在威脅，需要按安全規(guī)定興建氯庫和加氯間；液氯消毒將生成有害的有機氯化物，在國外和我國，污水采用液氯消毒往 往是應急措施，只是季節(jié)性或疫病流行時使用。 方案二：紫外線消毒 紫外線是近十多年來發(fā)展得最快的一種方法。在一些國家，紫外線有逐步取代加氯消毒，成為污水處理廠主要消毒方式的趨勢。紫外線消毒的基本原理污水處理工程初步設計