【導讀】XX市XX鎮(zhèn)3000m3/d污水處理廠。XXXX(北京)科技有限公司

　　

【正文】 行進一步的檢測。鑒于工程實施的緊迫性，參照國家設(shè)計規(guī)范、相類似污水處理廠設(shè)計經(jīng)驗結(jié)合現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，推測 XX 市 XX 鎮(zhèn) 污水處理廠進水水質(zhì)。主要依據(jù)為 生活污水處理廠進水水質(zhì)。 根據(jù)污水設(shè)計水質(zhì)標準，參照典型生活污水的水質(zhì)及周邊城市已建污水處理廠進水水質(zhì)情況，考慮到 XX 市 XX 鎮(zhèn) 屬于 經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，生活水平較高。按此原則確定 XX市 XX 鎮(zhèn) 污水處理廠的進水水質(zhì)如下：（由業(yè)主核對是否正確） 17 設(shè)計出水水質(zhì) 污水處理廠對污水中主要污染物的處理程度是確定污水處理工藝的基本依據(jù)，其確定方法大致可分二種：其一，是通過受納水體的環(huán)境容量求的合理的主要污染物質(zhì)排放控制參數(shù)，依次制定地方或水域的排放標準 ，再依據(jù)上述標準計算確定污水中主要污染物質(zhì)的處理程度。這種方法可以合理充分的利用水體本身的環(huán)境容量資源，尋求與之相適宜的處理途徑，獲得最為經(jīng)濟的工程建設(shè)方案，最大限度的降低污水處理成本。其二，是根據(jù)國家頒布的有關(guān)水體環(huán)境質(zhì)量標準和相應的污水排放標準確定處理程度。 對于本工程而言，污水處理后排入就近水體 石津灌渠 ，雖然 石津灌渠 相對來說具有較大的環(huán)境容量，但是 石津灌渠 是沿岸居民的水源地，必須加強保護。因此，不符合使用上述第一種方法的條件，故采用第二種方法進行污水處理程度的確定。 根據(jù) GB1891820xx《城鎮(zhèn) 污水處理廠污染物排放標準》要求和 20xx年 5 月 8 日，國家環(huán)境保護總局公告 20xx年第 21 號，關(guān)于發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（ GB1891820xx）修改單的公告。 修改為：城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水項 目 指 標 CODGr ≤ 350mg/L BOD5 ≤ 200mg/L SS ≤ 200mg/L NH3— N ≤ 35mg/L TP ≤ 4mg/L TN ≤ 40mg/L 18 庫等封閉、半封閉水域時，執(zhí)行一級標準的 A 標準，排入 GB3838 地表水三類功能水域（劃定的飲用水源保護區(qū)和游泳區(qū)除外）、 GB3079 海水二類功能水域時，執(zhí)行一級標準的 B 標準。 本廠出水排入就近水體 石津灌渠 ， 石津灌渠 屬重點流域。因此確定XX 市 XX 鎮(zhèn) 污水處理廠出水水質(zhì) 為一級 A標準。 一級 A 標準要求城鎮(zhèn)污水處理廠基本控制項目最高允許排放濃度為： 注：括號外數(shù)字為水溫 12℃時的控制指標，括號內(nèi)數(shù)字為水溫≤ 12℃時的控制指標。 綜上所述，結(jié)合國家規(guī)范和標準，確定 XX 市 XX鎮(zhèn) 污水處理廠出水主要污染物水質(zhì)指標為： 項 目 指 標 CODGr ≤ 50mg/L BOD5 ≤ 10mg/L SS ≤ 10mg/L NH3— N ≤ 5（ 8） mg/L TP（以 P 計） ≤ TN ≤ 15mg/L 項 目 指 標 CODGr ≤ 50mg/L BOD5 ≤ 10mg/L SS ≤ 10mg/L NH3— N ≤ 5（ 8） mg/L TP（以 P計） ≤ TN ≤ 15mg/L pH 6～ 9 19 設(shè)計處理程度 根據(jù)污水處理廠進水污染物濃度和要求出水水質(zhì)指標， XX 市 XX 鎮(zhèn)污水處理廠的污水進出水水質(zhì)及污染物去除率如表 32 所示： 表 32 設(shè)計進、出水水質(zhì)及處理程度對照表 項目 水質(zhì)控制項目 (mg/L) 設(shè)計進水水質(zhì) 設(shè)計出水水質(zhì) 設(shè)計處理程度 (%) 1 化學需氧量 (COD) 350 50 2 生化需氧量 (BOD) 200 10 95 3 懸浮物 (SS) 200 10 96 4 氨氮 (以 NH3N計 ) 35 5（ 8） () 5 總磷 (以 P計 ) 4 6 總氮（以 N計） 40 15 7 pH(無量綱 ) 6～ 9 _____ 8 大腸菌群 個 /L 103 水質(zhì)特性分析 污水采用生物法處理工藝，特別是具有脫氮除磷功能的工藝，對進水中污染物質(zhì)的配比和平衡有較高的要求，水質(zhì)特性的分析確定對工藝設(shè)計有很大的影響。 污水 處理工藝的比較 常規(guī)污水處理工藝 污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，其工藝構(gòu)成多種多樣，可分成活性污泥法、生物膜法、生物穩(wěn)定塘法和土地處理法等四大類。日前大多數(shù)城市污水處理廠都采用活性污泥法，活性污泥法主要分為以下幾大類：（ 1）傳活性污泥法及其改進型，（ 2）氧化溝法及其改進型，（ 3） AB 法及其改進型， 20 （ 4） A/O 法及其改進型，（ 5） SBR 法及其改進型，（ 6）其它類型，如水解 — 好氧生物法等。 對于大部分城市污水，就滿足排放標準來說，所需要的處理程度為具有除磷和部分硝化功能的城市污水二級處理。由于硝化作用主要受硝化菌比增長速率、泥齡和溫度控制?；钚晕勰嘀械南趸殖刹幌趸?、部分硝化和完全硝化三種情況，其中部分硝化屬于不可控制的高度不穩(wěn)定過程，因此活性污泥系統(tǒng)中硝化作用只能按完全硝化或不硝化這兩種方式設(shè)計，不能按部分硝化的方式設(shè)計。 當處理系統(tǒng)按硝化設(shè)計時，從生物除磷角度及降低能耗角度考慮，處理系統(tǒng)都必須具備反硝化能力，但反硝化程度應根據(jù)具體情況確定。出水總氮和總磷有要求時，根據(jù)總額及除磷要求綜合考慮反硝化程度。出水總氮無要求但出水總磷控制較嚴時，可根據(jù)除磷 要求考慮反硝化程度，主要目的是消除回流污泥硝酸鹽對生物除磷的不利影響。 根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》 GBJ1487(1997 年版 )，城市污水處理廠所采用的常規(guī)污水處理工藝的處理效率見下表： 表 33 污水處理廠常規(guī)污水處理工藝的處理效率表 處理級別 處理方法 主要工藝 處理效率 (%) SS BOD 一級 沉淀法 沉 淀 4055 2030 二級 生物膜法 初次沉淀，生物膜法，二次沉淀 6090 6590 活性污泥法 初次沉淀，曝氣，二次沉淀 7090 6595 從上表可見，以 二級污水處理廠采用活性污泥法工藝的處理效率最高，但常規(guī)二級污水處理工藝一般只能有效去除 BOD、 COD 和 SS，而氮 21 和磷的去除是通過剩余污泥排放實現(xiàn)的，因此對氮和磷的去除是很有限的，一般氮的去除率約為 10～ 20%，磷的去除約為 12～ 19%，達不到對氮和磷去除率的要求，由于氮和磷過量排放，導致了受納水體的富營養(yǎng)化。目前國家新的排放標準對氮和磷提出了更高的要求，因此，擬建和正在建設(shè)的城市污水廠必須要考慮了具有脫氮除磷功能的污水處理工藝。 生物脫氮除磷技術(shù)由于具有同時脫除 C、 N、 P且處理成本低等優(yōu)點而得到廣泛應用。各 國學者根據(jù)厭氧、缺氧、好氧等池子的大小、排列、數(shù)量增減以及混合液循環(huán)和回流方式的變化，開發(fā)出了一系列生物除磷工藝和技術(shù)，其中有很多工藝是由 A2/O 工藝改進而來，如 VIP 工藝、 UCT 工藝以及JHB 等。另外，還有通過對曝氣供氧的控制在空間和時間上形成厭氧與缺氧環(huán)境的氧化溝工藝和 SBR 工藝。在這些生物除磷脫氮工藝中，目前發(fā)展并應用于工程實踐的有： A/O 系列工藝、 SBR 系列工藝和氧化溝系列工藝等。 常用除磷脫氮工藝 A2/O 工藝 A2/O 脫氮除磷工藝即厭氧 缺氧 好氧活性污泥法，是 從 Bardenpho生物脫氮工藝發(fā)展而來，增加了前置厭氧段，使聚磷菌在厭氧條件下進行磷的釋放。在傳統(tǒng)的 A2/O 工藝中，污水首先進入?yún)捬醭嘏c回流污泥混合，在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下部分易生物降解大分子有機物被轉(zhuǎn)化為小分子的揮發(fā)性脂肪酸 (VFA)，聚磷菌吸收這些小分子有機物合成 pHB并儲存在細胞內(nèi)，同時將細胞內(nèi)的聚磷水解成正磷酸鹽，釋放到水中，釋放的能量可供專性好氧的聚磷菌在厭氧的壓抑環(huán)境下維持生存；隨后污水進入缺氧池，反硝化菌利用污水中的有機物和回流混合液中的硝酸鹽進行反硝化，可同時去碳脫 22 氮；當污水進入好氧池時 ，有機物濃度已很低，聚磷菌主要是靠分解體內(nèi)儲存的 pHB 來獲得能量供自身生長繁殖，同時超量吸收水中的溶解性磷以聚磷酸鹽的形式儲存在體內(nèi)，經(jīng)過沉淀，將含磷高的污泥從水中分離出來，達到除磷的效果。由于在好氧池中有機物濃度很低，十分有利于自養(yǎng)型硝化細菌的生長繁殖，具有較好的硝化效果。 A2/O 工藝在系統(tǒng)上是同步除磷脫氮工藝，在厭氧 (缺氧 )、好氧交替運行的條件下可有效抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹， SVI 值一般小于 100，有利于處理后污水與污泥的分離，運行中在厭氧和缺氧段內(nèi)只需輕微攪拌。由于厭氧、缺氧和好氧三個區(qū) 嚴格區(qū)分，有利于不同微生物的繁殖生長。此工藝具有較好的脫氮除磷效果。 A2/O 工藝的脫氮能力是依靠回流比來保證的，為了達到較高的總氮去除率，就必須要有較高的污泥及混合液回流比 (一般為 3～ 4)。但人們在生產(chǎn)實際運行中發(fā)現(xiàn)，提高回流比不僅大大增加動力消耗和運行成本，而且根據(jù)污水水質(zhì)的不同，并不一定能夠提高總氮的去除能力。特別是在 COD/TKN 值較低時，提高回流比卻會使出水中的 NO3N增加。 目前該法在國內(nèi)外使用廣泛。但由于增設(shè)內(nèi)回流系統(tǒng)，增加了投資和運行費用，操作復雜，故一般僅適用于大型污水處理廠， A2/O法 對小 23 水量、小規(guī)模的污水處理廠不宜考慮。 改良 A2/O工藝 為了解決 A2/O工藝中 存 在的問題，即由于厭氧區(qū)居前，回流污泥中的硝酸鹽對厭氧區(qū)產(chǎn)生不利影響，改良 A2/O 工藝在厭氧池之前增設(shè)厭氧/缺氧調(diào)節(jié)池，改良 A2/O 工藝工藝流程如下圖所示，來自二沉池的回流污泥和 10％左右的進水進入調(diào)節(jié)池，停留時間為 20～ 30min，微生物利用約 10％進水中有機物去除回流硝態(tài)氮，消除硝態(tài)氮對厭氧池的不利影響，從而保證厭氧池的穩(wěn)定性。該工藝簡易運行，在厭氧池中分出一格作回流污泥反硝化池即可。 分點進水倒置 A2/O 工藝 為避免傳統(tǒng) A2/O 工藝回流硝酸鹽對厭氧池放磷的影響，通過吸收改良 A2/O工藝優(yōu)點，將缺氧池置于厭氧池前面，來自二沉池的回流污泥和30～ 50％的進水， 50～ 150％的混合液回流均進入缺氧段，停留時間為 1～3h?；亓魑勰嗪突旌弦涸谌毖醭貎?nèi)進行反硝化，去除硝態(tài)氧，再進入?yún)捬醵?，保證了厭氧池的厭氧狀態(tài)，強化除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，污泥濃縮可較好氧段高出 50％。單位池容的反硝化速率明顯提高，反硝化作用能夠得到有效保證。再根據(jù)不同進水水質(zhì)，不同季節(jié)情況下， 24 生物脫氮和生物除磷所需碳源 的變化，調(diào)節(jié)分配至缺氧段和厭氧段的進水比例，反硝化作用能夠得到有效保證，系統(tǒng)中的除磷效果也有保證。 分點進水倒置 A2/O 工藝采用矩形的生物池，設(shè)缺氧段、厭氧段及好氧段，用隔墻分開，為推流式。缺氧段、厭氧段設(shè)置水下攪拌器，好氧段設(shè)微孔曝氣系統(tǒng)。為能達到硝化階段，選擇合理的污泥齡。 UCT 工藝 UCT 工藝的流程見下圖所示，該工藝與 A2/O工藝的區(qū)別在于，回流污泥首先進入缺氧段，而缺氧段部分出流混合液再回至厭氧段。通過這樣的修正，可以避免因回流污泥中的 NO3N回流至厭氧段干擾磷韻厭氧釋放， 而降低磷的去除率?；亓魑勰鄮Щ氐?NO3N將在缺氧段中被反硝化。當入流污水的 BOD5/TKN 或 BOD5/TP 較低時，較適用 UCT工藝。 25 SBR 工藝 序批式活性污泥法 (SBR)是由美國 Irvine 在 20世紀 70 年代初開發(fā)的， 80年代初出現(xiàn)了連續(xù)進水的 ICEAS工藝，隨之 Goranzy教授開發(fā)了CASS 和 CAST工藝， 90年代比利時的 SEGHERS公司又開發(fā)了 UNITANK 系統(tǒng)，把經(jīng)典 SBR的時間推流與連續(xù)系統(tǒng)的空間推流結(jié)合了起來。我國也于 80 年代中期開始對 SBR進行研究，目前應用已比較廣 泛。 SBR 工藝是通過在時間上的交替來實現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的整個運行過程，它在流程上只有一個基本單元，將調(diào)節(jié)池、曝氣池和二沉池的功能集于一池，進行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、微生物降解有機物和固液分離等。經(jīng)典 SBR 反應器的運行過程為：進水→曝氣→沉淀→潷水→待機。 SBR 反應器充分利用了生物反應過程和單元操作過程的基本原理。 （ 1）流態(tài)理論 由于 SBR 在時間上的不可逆性，根本不存在返混現(xiàn)象，所以屬于理想推流式反應器。 （ 2）理想沉淀理論 其沉淀效果好是因為充分利用了靜態(tài)沉淀原理。經(jīng)典的 SBR反應器在沉淀過程中沒有進水的擾動 ，屬于理想沉淀狀態(tài)。 （ 3）推流反應器理論 假設(shè)在推流式和完全混合式反應器中有機物降解服從一級反應，那么在相同的污泥濃度下，兩種反應器達到相同的去除率時所需反應器容積比則為：當去除率趨于零時 V完全混合 /V 推流等于 1，其他情況下 (V 完全混合 /V 推流 )＞ 1，就是說達到相同的去除率時推流式反應器要比完全混合式反應器所需要的體積小，表明推流式的處理效果要比完全混合式好。 （ 4）選擇性準則 26 1973年 Chudoba等人提出了在活性污泥混合培養(yǎng)中的動力學選擇性準則，這個理論是基于不同種屬的微生物在 Monod 方程中的參數(shù) (KS、