【導讀】湖南汝城經濟開發(fā)區(qū)三星工業(yè)園。中冶長天國際工程有限責任公司。二O一0年十一月。此文本知識產權屬于中冶長天國。際工程有限責任公司，未經書面。許可，不得復制、傳播和使用。參加設計人員名單。環(huán)保工藝肖海娟顏學宏黃伏根?？倛D朱浩川陳家波符定一。電力唐泉周均德鄒慶和。建筑姚元輝劉標志陳紅。結構楊東升張厚貴陳紅。通風武靜燕符定一陳紅。環(huán)境保護周鑫張志波邵路唏。工程經濟王磊鈕心潔陳家波。質量管理工程師：楊早祈。工程設計文本分發(fā)單位及分發(fā)卷號、份數。湖南汝城經濟開發(fā)區(qū)管理委員會8. 湖南汝城經濟開發(fā)區(qū)三星工業(yè)園污水處理廠工程可行性研究報告

　　

【正文】 一空間的不同時段實現。 SBR 法及其變型具有構筑物少、占地面積小、運行費用低等很多優(yōu)點。尤其是演變后的 CASS工藝，由于其在循環(huán)周期的各個階 段允許連續(xù)進水，使之運行更加靈活，更適合模塊式設計；此外， CASS 在預反應區(qū)前設置了專門的生物選擇區(qū)，并在主反應區(qū)和生物選擇區(qū)之間增加了污泥回流系統，從而使脫 N 除 P 效果更好，此外選擇區(qū)的設計可以有效的抑制絲狀細菌的生長繁殖，防止污泥膨脹，使系統得穩(wěn)定性得到明顯提高。 CASS 工藝的優(yōu)缺點如下： （ 1）工藝流程簡單，布置緊湊，運行靈活，處理效果好，可以在不增加大量投資的條件下，實現深度除磷脫氮的目的。 （ 2）工程投資低。因無需設初沉池及二沉池（循環(huán)式活性污泥法中總的反應池容積總是小于傳統的包括初沉池和二沉池的 反應器的總容積），混凝土用量和土建投資低。系統中無需設置龐大的刮泥橋、大量攪拌設備以及龐大的污泥回流和內回流泵，故系統機械 /設備投資低。另外系統中無需設置如傳統活性湖南汝城經濟開發(fā)區(qū)三星工業(yè)園污水處理廠工程可行性研究報告 中冶長天國際工程有限責任公司 19 污泥法中的連接曝氣池與二沉池的所有連接管道。 （ 3）工藝運行費用低。由于污泥回流比較低（通常為 20%，且無內回流系統）以及無需攪拌能耗，故節(jié)省大量能耗。整個工藝系統的操作完全自動化，維護費用及人員費用能降到最低。 （ 3）適應水質水量的變化能力強。通過調節(jié)循環(huán)時間和各個階段的時間安排即可適應實際進水負荷的變化。 （ 4）占地面積少，該工藝一般采用矩形 池結構的模塊式建造方式，其布置非常緊湊，系統擴建極其方便。 （ 5）可最大程度的降低對周邊環(huán)境的影響。鼓風機安裝在同一風機房內，采取集中的噪聲控制措施，因此，在采用微孔曝氣系統時污水廠噪聲可以得到有效控制。與機械表面的曝氣系統相比，尚可大大減少對周圍環(huán)境的不良影響。 對于中、小規(guī)模、具有一定管理水平的污水處理廠，改良的 SBR 尤其是CASS 工藝不失為一種優(yōu)選工藝，可以發(fā)揮節(jié)省用地、提高出水水質指標的優(yōu)勢。 Carrousel 氧化溝工藝 Carrouseel 氧化溝由厭氧池、缺氧池和好氧池三部分組成，厭 氧池、缺氧池內設潛水攪拌器，保持污泥懸浮狀態(tài)，好氧池內設立式表曝氣機充氧。與其它污水處理工藝相比， Carrousel 氧化溝工藝具有如下特點： （ 1）具有極強的耐沖擊負荷的能力，通過曝氣區(qū)的完全混合作用，使污水得到最大程度的稀釋，在正常的設計流速下，渠道中混合液的流量是進水流量的 50~100 倍，池中混合液平均每 5~20 分鐘完成一次循環(huán)，這種流型不但可以防止短流，而且還通過完全混合作用產生很強的耐沖擊負荷能力。 （ 2）在渠道中得到推流式模型的某些特征，這樣帶來的好處之一是經過曝氣的污水在流到出水堰時會形成良好的 混合液生物絮凝體，這種絮凝體可以提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果。 （ 3） Carrousel 氧化溝的曝氣設備單機容量大，設備數量少，運行管理方便。 （ 4）傳氧效率高，盡管分散到整個曝氣池后的動力密度比較低，但Carrousel 表曝機實際上是在局部區(qū)域內工作，其局部動力密度非常高，經驗表湖南汝城經濟開發(fā)區(qū)三星工業(yè)園污水處理廠工程可行性研究報告 中冶長天國際工程有限責任公司 20 明，動力密度越高，傳氧效率越高。 Carrousel 工藝最大限度的利用了這一原理，它的表曝機傳氧效率在標準狀態(tài)下達到至少 。 （ 5） Carrousel 系統具有很強的輸入動力調節(jié)能力，而且在調節(jié)過程中不損失其 混合攪拌的功能，節(jié)能效果明顯，特別是新建的污水廠，往往在設計運行年限內的部分時間里都達不到設計流量，如果不采取一些措施降低運行動力，就會造成很大的浪費。 （ 6） Carrousel 系統設備的管理維護工作量很少，曝氣機只是每年更換一次減速箱機油，聯軸器加兩次潤滑油。 Carrousel 氧化溝工藝具有以下優(yōu)缺點： （ 1）運行效果好，穩(wěn)定性較高，對水質、水量變化有較強的適應性，對N、 P 有一定的去除效果。 （ 2）處理構筑物相對較少，管理較方便。曝氣采用雙速轉刷，調節(jié)方便，但表曝能耗較高。 （ 3）由于泥齡長，剩余污泥量 少，污泥性質穩(wěn)定，污泥處理費用較低。 （ 4）投資費用較大，經常運行電費最高。 （ 5）構筑物量較少，占地最大。隨著曝氣設備改進，氧化溝池深改變時，占地面積可下降。 由于本項目的處理對象主要是工業(yè)廢水，根據工業(yè)廢水的特征：進水水質COD 濃度高于一般的生活污水， BOD、 SS 濃度一般低于生活污水，而且水量水質變化較大，難降解有機物含量較高，存在沖擊負荷的可能，所以選擇的工藝必須要具有對難降解有機物很強的降解能力和抗沖擊能力，并且運行簡單，出水可靠，同時出水水質要求嚴格，特別是有機物、懸浮物、總氮、氨氮和總磷指標。 通過上述分析，根據工業(yè)園污水實際情況，以應用于工業(yè)園污水處理較多的 Carrousel 氧化溝工藝和 CASS 工藝作比較，并提出 汝城經濟開發(fā)區(qū)三星工業(yè)園污水處理廠 采用的最終方案。 污水處理工藝方案比較及推薦方案 方案比較 （ 1）方案一（ CASS 工藝） 湖南汝城經濟開發(fā)區(qū)三星工業(yè)園污水處理廠工程可行性研究報告 中冶長天國際工程有限責任公司 21 CASS 工藝流程圖見圖 71 所示： 廢水 → 粗格柵 → 提升泵房 → 細格柵 → 旋流沉砂池 → 水解酸化池 →CASS 池 → 消毒 渠 → 出水 剩余污泥進污泥處理處置系統 圖 71 CASS 工藝流程圖 （詳見附圖 4） （ 2）方案二（ Carrousel 氧化溝工藝） Carrousel 氧化溝工藝流程圖見圖 72 所示： 廢水 → 粗格柵 → 提升泵房 → 細格柵 → 旋流沉砂池 → 氧化溝 → 二沉池 → 消毒 渠 → 出水 回流 剩余污泥進污泥處理處置系統 圖 72 Carrousel 氧化溝工藝流程圖 （詳見附圖 8） （ 3）方案比較 CASS 和 Carrousel 氧化溝兩種方案比較見表 71 所示。 表 71 CASS、 Carrousel 氧化溝兩種方案比較表 比較項目 CASS 工藝 Carrousel 氧化溝工藝 工藝效 果 出水水質 出水水質好 出水水質 產泥泥量 產泥量較少，污泥相對穩(wěn)定 產泥量較少 污泥性能 污泥沉降性能好，不易膨脹 污泥沉降性能較好 抗沖擊負荷 承受沖擊負荷能力較強 承受沖擊負荷能力強 運行管理 自動化程度 供氧量和回流比可自動調節(jié) 供氧量和回流比可自行調節(jié) 日常維護 流程簡單，操作、維修方便 流程復雜，操作、維修復雜 勞動定員 所需運行、管理人員較少 所需運行、管理人員較多 環(huán)境影響 噪聲問題 鼓風曝氣，現場噪聲較小 機械曝氣，現場噪聲較大 外觀環(huán)境 占地小，覆蓋易，景 觀效果較好 占地大，覆蓋難，景觀效果較差 未來擴建 增加處理量 為模塊結構，擴建相對容易，占地和土建工程量較小，工期短 非模塊化結構，擴建相對復雜，占地和土建工程量大，工期長 投資費用 占地面積 占地較小 占地較大 土建工程 工程量較小 工程量較大 運行費用 污泥回流 僅 20%左右 回流量較大 運行成本 運行成本較低 運行成本較高 除磷劑 湖南汝城經濟開發(fā)區(qū)三星工業(yè)園污水處理廠工程可行性研究報告 中冶長天國際工程有限責任公司 22 由表 71 可知，兩個方案均可達到規(guī)范要求的出水水質。 CASS 工藝屬于先進的處理工藝，該工藝占地省、流程簡單、控制方便；不需要設二沉池，污泥回流僅 20%左右，減少 了回流設備費用及能耗，節(jié)省了運行費用，非常適合規(guī)模較小的污水廠。 Carrousel 氧化溝工藝是污水處理領域公認的成熟工藝，但該工藝流程較復雜，需要設置二沉池和較大的污泥回流設備，增加了回流設備費用及能耗，增加了一次性投資和日常維護費用。 污水處理方案確定 通過對 CASS 工藝和 Carrousel 氧化溝工藝技術經濟指標的比較，可以看出兩方案的優(yōu)劣。兩個方案比較結果概述如下： a、在運行管理方面，方案一運行管理簡單靈活，完全由 PLC 實行自動運行；方案二工藝技術成熟，運行管理經驗豐富。 b、在污水出水 水質方面，均可達到設計要求。 c、在工程投資方面，方案一較方案二低。 d、在運行費用方面，方案一流程簡單、污泥回流小、運行費用較低。 e、在用地方面，方案一較方案二省。 污水處理工藝應結合處理規(guī)模、占地情況和運行管理等因素綜合確定。經過上述各方面綜合比較， CASS 工藝具有運行管理簡單、占地省、造價低、運行費用低等特點，因此方案一的 CASS 工藝作為 汝城三星污水處理廠 工程推薦方案。 污水消毒方案比較 由于工業(yè)園區(qū)廢水經處理后外排廢水中含有一定量的細菌和病毒，這些有害物質經生化系統處理后仍可能存在，若直接 排入排洪溝會影響周邊及下游地區(qū)用水的安全。因此必須對污水處理廠的出水進行消毒后才能外排。 目前污水廠尾水的消毒有液氯、臭氧、二氧化氯、紫外線等方法，現對其中較為常用的液氯消毒和較為先進的紫外線消毒技術比較如下： （ 1）液氯消毒技術 工業(yè)園區(qū)污水經二級生化處理后，尾水中仍含有細菌和病毒。污水消毒常采用液氯，但加氯消毒液會引起一些不良的副作用，特別是在污水中投加液氯湖南汝城經濟開發(fā)區(qū)三星工業(yè)園污水處理廠工程可行性研究報告 中冶長天國際工程有限責任公司 23 時，因污水中含酚類有機物質，可能會形成致癌化合物如氯代酚、氯仿等有機氯化物 ，水中病毒對氯化消毒也有較大的抗性。而且氯氣事故的危害性較大，采用液氯消毒 要考慮漏氯報警、氯氣吸收等安全措施。 （ 2）紫外線消毒措施 紫外線殺菌原理是通過紫外線對細胞、病毒等單細胞微生物的照射，破壞其生命中樞 DNA 的結構，使構成該微生物的蛋白質無法形成，使其立即死亡或喪失繁殖能力。一般紫外線能在 1~2 秒鐘內就可達到殺菌的效果。目前已證明，紫外線能殺滅細菌、霉菌、病毒和單胞藻。事實上，所有的微生物對紫外線都很敏感，所以紫外線用于水處理方面是比較優(yōu)越的。目前，紫外線消毒設備應用越來越廣泛，不僅由于其殺菌力強，維護簡單，而且占地面積少，不會產生毒副作用，無二次污染。 此外，紫外線消毒的運 行費用低，設備安裝方便 。 （ 3）本污水處理廠出水消毒方案 液氯和紫外線消毒技術技術經濟比較如表 72 所示。 表 72 兩種消毒方案技術經濟比較表 比較項目 液氯消毒 紫外線消毒 消毒效果 較好 好 環(huán)境影響 有 無 水中停留時間 長 短 殺菌速度 中等 快 所用劑量 較多 無 處理水量 大 小 使用范圍 廣 水量較小時 自動化程度 一般 較高 操作安全性 不安全 安全 維護工作量 較小 較大 工程投資 較低 相當 占地面積 大 小 運行電耗 較低 高 運行藥耗 高 無 綜合考慮 工程投資、運行管理和占地大小等因素， 紫外線 消毒技術綜合指標優(yōu)于 液氯 線消毒技術，本工程推薦采用 紫外線 消毒技術對出水進行消毒。 污泥處理工藝方案 在污水處理過程中，要產生一定的污泥。這些污泥含水率高、體積大、不湖南汝城經濟開發(fā)區(qū)三星工業(yè)園污水處理廠工程可行性研究報告 中冶長天國際工程有限責任公司 24 穩(wěn)定、易腐敗，并具有一定的臭味，若不加以有效的處理和處置，將造成二次污染。 通常，污水處理廠典型的污泥處理工藝流程包括以下四個處理或處置階段： （ 1）第一階段為污泥濃縮，主要目的是使污泥初步減容，縮小后續(xù)處理構筑物的容積或設備容量； （ 2）第二階段為污泥消化，使污泥中的有機物分解； （ 3）第三階段 為污泥脫水，使污泥進一步減容； （ 4）第四階段為污泥處置，將最終的污泥予以消納。 就本工程而言，由于規(guī)模很小，而且采用 CASS 生物脫氮除磷污水處理而言，污泥齡較長（約 22d）；污泥性質較為穩(wěn)定，剩余污泥量較少，可不進行消化，直接濃縮脫水是可行的；污泥直接濃縮脫水總體效果較好，目前已在中、小型污水處理廠中得到廣泛應用。若采用消化處理，需增加消化池、加熱、攪拌和沼氣處理利用等一系列構筑物和設備，使投資增加、管理復雜；對中小型污水處理廠來說技術、經濟性不強。因此本工程污泥處理系統不設消化池，污泥直接濃縮、脫水。污 泥濃縮、脫水一般有以下兩種方式： （ 1）方案一：剩余污泥 → 污泥濃縮池 → 貯泥池 → 污泥脫水 → 外運； （ 2）方案二：剩余污泥 → 貯泥池 → 污泥濃縮脫水一體機脫水 → 外運。 考慮到 含磷污泥在污泥濃縮池中濃縮脫水時會導致磷的釋放 ， 致使整個工藝脫磷效果變差， 因此本項目選用方案 二對 CASS 池剩余污泥直接濃縮脫水方式 。 污泥脫水工藝 污泥的脫水分為自然干化和機械脫水兩大