【導讀】5萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告

　　

【正文】 混合液流動和活性污泥懸浮狀態(tài)。據(jù)國外的一些報道，氧化溝比常規(guī)的活性污泥法能耗降低 20%～ 30%。 5 萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告 27 氧化溝在國內(nèi)外都發(fā)展很快。歐 洲的氧化溝污水廠已有上千座，在國內(nèi)，從 20 世紀 80 年代末開始在城市污水和工業(yè)廢水中引進國外氧化溝的先進技術，從原來的日處理量 3000 立方米到目前 10 萬噸以上的污水處理廠已比較普遍，氧化溝工藝已成為我國城市污水處理的主要工藝。 目前國內(nèi)外很多設計單位已開發(fā)出微孔曝氣氧化溝工藝。 微孔曝氣氧化溝 工藝采用微孔曝氣（供氧設備為鼓風機），微孔曝氣器可產(chǎn)生大量直徑為 1mm 左右的微小氣泡，這大大提高了氣泡的表面積，使得在池容積一定的情況下氧轉(zhuǎn)移總量增大（如池深增加則其傳質(zhì)效率將更高）。根據(jù)目前鼓風機生產(chǎn)廠家的技術能力， 池的有效水深最大可達 17m，因此可根據(jù)不同的工藝要求選取合適的水深。傳統(tǒng)氧化溝的推流是利用轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟或倒傘型表曝機實現(xiàn)的，其設備利用率低、動力消耗大。微孔曝氣氧化溝則采用了水下推流的方式，即把潛水推進器葉輪產(chǎn)生的推動力直接作用于水體，在起推流作用的同時又可有效防止污泥的沉降。因而，采用潛水推進器既降低了動力消耗，又使泥水得到了充分地混合。 （ 2）方案二（ ABFT） ABFT (曝氣生物流化池 )， 是改進的 A/O 法 ，是微生物細胞與載體自固定化技術的好氧生物反應器，固定化微生物后的載體平均密度與水的密度十分接近， 載體在水中呈懸浮狀。與固定床相比，該流化床具有比表面積大、接觸均勻、傳質(zhì)速度快、壓損低等許多突出的特點。 ABFT 工藝還具有在高負荷進水下出水水質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點，污染物去除量及去除率均隨進水濃度的提高而增加，表現(xiàn)出 ABFT 適應處理5 萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告 28 高濃度廢水的能力，尤其在脫氮方面有其獨特的優(yōu)勢 ，但除磷效果不如改良 A2/O 活性污泥工藝，需化學除磷 。 其工藝 原理 ： 在 ABFT 反應器中投加占曝氣池有效容積的 10％ — 50％的高效微生物載體，特效微生物大量的附著并固定于其上， ABFT 反應器實際上是綜合傳統(tǒng)活性污泥法與生物膜法優(yōu)點的雙生物反應 器。各級ABFT 反應器中，通過培養(yǎng)不同特效菌種，提高目標污染物的降解效果；載體材料表面所生長的生物量通常為 1825g/L，最高達到 40g/L，是普通生物膜法的 ～ 倍，是傳統(tǒng)活性污泥法的 10～ 20 倍，并且微生物與載體結(jié)合牢固，不易脫落，不易流失，高負載的生物量保證了 ABFT 反應器去除污染物的高效和穩(wěn)定；運行過程中載體內(nèi)部存在著良好的厭氧區(qū)微環(huán)境，使其內(nèi)部形成無數(shù)個微型的反硝化反應器，故而造成在同一個反應器當中同時發(fā)生氨氧化、硝化和反硝化聯(lián)合作用，有力的保證了氨氮的高效去除。微生物載體的年損失率不超過 8%、固定化后的微生物年流失不超過 10%。 （ 3）方案三（ MBR） MBR 工藝就是膜生物反應器處理的工藝，根據(jù)本項目污染物去除要求的特點，采用 A/O 形式的 MBR 工藝。 膜生物反應器 MBR 是微濾或超濾膜代替生化反應工藝中的污泥收集系統(tǒng)（如 沉淀池 ）而形成一種新形式的生化反應工藝。按照其所處位置可以分為內(nèi)置式和外置式。 MBR 反應器最大的特點就是由于其高效的截留作用，可以使生化反應器的污泥濃度可以高達10000mg/l，遠遠大于傳統(tǒng)生化反應器的 3000mg/l?；谶@個最大的特點，其優(yōu)點還表現(xiàn)為： ◆ 污泥濃度高 ，污泥負荷低，處理效率高，耐沖擊負荷； 5 萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告 29 ◆ 水力停留時間短，高容積負荷，占地面積??； ◆ 高效固液分離，出水懸浮物濃度接近于零，優(yōu)于中水標準； ◆ 水力停留時間和污泥齡完全分離，運行控制靈活； ◆ 微生物完全截流在反應器內(nèi)，有利于世代較長微生物的生長； ◆ 泥齡長，大大提高了難降解有機物的降解效率； ◆ 可以濾除細菌、病毒等有害物質(zhì)； ◆ 低污泥負荷、長泥齡下運行，可以基本實現(xiàn)無剩余污泥排放； ◆ 流程簡單。 從以上三個方案的工藝特點看，在工藝可行性角度，三個方案均能滿足本項目要求。但三個方案的經(jīng)濟性方面有 較大差別。 5 萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告 30 方案比較 根據(jù)以上三種方案， 以日處理 5 萬噸城市污水處理廠為例， 從投資、管理、污泥量、用電、藥耗等幾方面進行了比較，詳見 下 表。 污水處理方案綜合比較表 比較內(nèi)容 方案一 (氧化溝工藝 ) 方案二 (ABFT) 方案三 (MBR) 工藝特點 具有較好的脫氮和去除有機物效果，經(jīng)生化工藝和二沉處理后氮、磷可較穩(wěn)定達標， COD 和 SS 需視實際情況增加強化處理工藝 具有良好的脫氮功能，對高濃度廢水有一定耐沖擊負荷，經(jīng)生化工藝和加藥二沉處理后氮、磷可較穩(wěn)定達標， COD 和 SS 需視實際情況增加強化處理工藝 污 泥濃度高，具有良好的去除有機物和 SS 效果，經(jīng)MBR 處理各項指標達標的穩(wěn)定性較高 運行管理 控制要求高， 維護管理簡單 控制要求高， 維護管理較為復雜 控制要求高， 管理水平要求高 工程投資 一般 高 高 藥耗 較 低 較高 較低 電耗 一般 一般 較高 運行費用 一般 較高 高 構筑物占地面積 一般 稍小 較小 污泥量 較少 稍少 較少 對周圍環(huán)境影響 一般 一般 一般 總體評價 推薦 不推薦 不推薦 5 萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告 31 污水 深度 處理工藝選擇 本工程要求出水 SS≤ 10mg/L、 TP≤ ，污水廠二級處理出水一般都很難達到這一標準，需進一步深度處理。 污水的 深度 處理 （三級處理） ，目的在于進一步除去二級處理所未能去除的污染物質(zhì)，其中包含微生物未能降解的有機物，以及氮、磷等能加速水體富營養(yǎng)化過程的可溶解性有機物等。三級處理的方法是多種多樣的，化學處理法生物處理法的許多處理單元都可以用于三級處理，如生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法、電滲析法和反滲透法等。通過三級處理， BOD5可從 20～30mg/L 降至 5mg/L以下，同事能夠去除大部分的氮和磷。 混凝沉淀、過濾處理法 二 級處理加混凝沉淀、過濾、消毒工藝，通過投加混凝劑，沉淀過濾后去除處理水中殘存的懸浮物（包括活性污泥顆粒），進一步各項指標，使水質(zhì)更加穩(wěn)定，是國內(nèi)外許多回用工程的實際工藝。 微濾布過濾 法 微濾布過濾法又稱 濾布轉(zhuǎn)盤過濾器 ， 是目前世界上最先進的過濾器之一，目前在全世界已經(jīng)有 350 個污水廠采用該項技術。濾布轉(zhuǎn)盤過濾器的處理效果好，出水水質(zhì)高，設備運行穩(wěn)定，擁有目前世界上唯一公認的中水回用證書－ Title22 證書。 作為冷卻水、循環(huán)水過濾后回用：進水水質(zhì) SS≤80mg/L 以下，出水水質(zhì) SS≤10mg/L 。 用于污水的 深度處理，設置于常規(guī)活性污泥法、延時曝氣法、 SBR 系統(tǒng)、氧化溝系統(tǒng)、滴濾池系統(tǒng)、氧化塘系統(tǒng)之后，可用于以下領域： 去除總懸浮固體 ； 5 萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告 32 結(jié)合投加藥劑可去除磷 ； 可去除重金屬等 ； 濾布轉(zhuǎn)盤過濾器用于過濾活性污泥 二沉 池出水，設計水質(zhì)：進水SS： 30mg/L（最高可承受 80－ 100mg/L），出水 SS≤5mg/L ，濁度 ≤2 NTU ，實際運行出水更優(yōu)質(zhì)，一般出水濁度在 1 左右。 濾布轉(zhuǎn)盤過濾器與常規(guī)濾池相比的特點： 出水水質(zhì)好并且穩(wěn)定。濾布轉(zhuǎn)盤過濾器是采用濾盤外包濾布來代替?zhèn)鹘y(tǒng)濾池的砂濾料，濾布孔徑很小，可截留粒徑為幾微 米 (μm) 的微小顆粒，因此出水水質(zhì)及出水穩(wěn)定性都優(yōu)于粒料濾池。而常規(guī)濾池沖洗前因穿透問題水質(zhì)較差，沖洗后會因濾層中殘存的清洗水對出水有影響。另外過濾的水量也隨阻力的變化而變化。 設計新穎，耐沖擊負荷。濾布轉(zhuǎn)盤過濾器相當于是濾池及沉淀池的結(jié)合，具有排泥的功能。顆粒大的污泥直接沉淀到斗形池底，不會堵塞濾布，即不像普通濾池：所有的懸浮物 (SS)都必須經(jīng)過濾料。因此過濾周期長，清洗間隔長，而且可承受的水力負荷及污泥負荷也遠遠大于常規(guī)砂濾池，懸浮物 (SS)負荷相當于普通砂濾池的 倍，濾速比普通濾池增加 50％。因此 濾布轉(zhuǎn)盤過濾器更耐高懸浮物濃度和大顆粒懸浮物的沖擊。 設備簡單緊湊，附屬設備少，整個過濾系統(tǒng)的投資低。濾布轉(zhuǎn)盤過濾器清洗時可連續(xù)過濾。而砂濾池反沖洗時不能連續(xù)過濾，為保證連續(xù)，需要在砂濾池前設中間儲水池或采用多臺濾池交替工作。濾布轉(zhuǎn)盤過濾器采用小型水泵負壓抽吸濾后水自動清洗，省去許多傳統(tǒng)濾池需要的反沖洗水池、水塔等。傳統(tǒng)濾池因反沖洗強度大，氣水反沖不僅需要大功率水泵、鼓風機，還有氣水兩套較大直徑的管閥系統(tǒng)。5 萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告 33 整套系統(tǒng)多而雜，投資高。自動控制系統(tǒng)極為龐大復雜。 設備閑置率低，總裝機功率低。由于濾布較薄，非常容易 沖洗干凈，清洗非常高效，清洗時，清洗濾盤的面積只相當于整個濾盤面積的 1％。清洗的特點是頻繁但清洗歷時短 (1 次 /60120 分， 1 分鐘 /次 )?？傮w的清洗水量也較少。而傳統(tǒng)濾池的氣水反沖洗水泵和鼓風機的設備多、自動閥門大而多、功率大，且閑置率高。 運行自動化，因而運行和維護簡單、方便。過濾過程由計算機控制，可調(diào)整負壓抽吸清洗過程及排泥過程的間隔時間及過程歷時?；静恍鑼Ｈ司S護管理。 濾布轉(zhuǎn)盤過濾器的檢修量小。濾布轉(zhuǎn)盤過濾器機械設備較少，泵及電機間歇運行，濾布磨損較小，濾布易于更換，假如由于某些原因造成濾布堵塞， 可輕易更換濾布。對于砂濾池而言，若濾料堵塞，則需要很大的清洗工作量。而且砂濾更換濾料非常困難。 水頭損失比砂濾池小很多。濾布轉(zhuǎn)盤過濾器一般為 ，而砂濾池的水頭損失一般為 多。砂濾罐的水頭損失則高于 5m，能量損失大，增加運行費用。 占地面積比其 它 濾池小很多。由于濾盤垂直中空管設計，使小的占地面積可保證大的過濾面積，從而減少了池容，減少了材料量及土方量，顯著降低了工程造價。日處理 1 萬噸的濾池，占地面積不大于20 平方米 ,高度 。對于技術改造，可以解決空間不夠的困難。 濾布轉(zhuǎn)盤過濾器比粒料濾池易于 安裝。現(xiàn)場連接管配件及電氣設備之后，即可投入使用。而粒料濾池則往往需要進行濾料安裝。 設計周期和施工周期短。濾布轉(zhuǎn)盤過濾器整體設備化，可整體裝運，設計和施工方便并快捷 ， 而且擴建容易。 5 萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告 34 對地基地耐力要求低，設備地基的投資少 。 特別適用于對已建污水處理廠的升級改造，可以使出水從一級Ｂ達到一級Ａ 。 綜合分析：本工程采用技術先進，占地面積小的 濾布轉(zhuǎn)盤過濾器作為三級處理設施。 污水處理廠工藝流程的確定 工藝流程確定 考慮到以上特點， 因此本報告根據(jù)污水處理廠特點及經(jīng)濟角度考慮，推薦應用較為廣泛，投資和 運行費用較為合適的方案一： 氧化溝工藝。 污水處理工藝流程 如下 ： 5 萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告 35 調(diào) 節(jié) 池 進 水 泵 房 粗 格 柵 井 二沉池 氧 化 溝 排放井 濾布 轉(zhuǎn)盤 過濾 池 污水處理工藝流程框圖見 下 圖。 氧化溝 工藝流程圖 污水管 污泥管 空氣管 廢液 儲 泥池 污泥 脫水機房 污泥 裝運房 污泥外運處置 柵渣外運處置 細 格 柵 井 旋流 沉砂池 污泥回 流 鼓風 機房 出水 加 氯 消 毒 池 鼓風 機房 5 萬噸污水處理廠建設工程可行性研究報告 36 （ 1） 匯總 污水先進入 粗格柵及 進水 泵房 ， 經(jīng)粗格柵去除大的固體漂浮物后 經(jīng)提升 進 入 細格柵、曝氣 沉砂池， 去砂的同時可以去除污水中的油類， 而后自流進入 調(diào)節(jié) 池 ，對水質(zhì)、 水量 進行均勻調(diào)節(jié)。 （ 2） 調(diào)節(jié) 池之 后 的污水與 進入 氧化溝 。 在這里，大量的硝化液在缺氧狀態(tài)下產(chǎn)生反硝化作用，釋放出氮氣，起到良好的 脫氮作用。經(jīng)脫氮的廢水進入好氧 段 ，活性污泥在好氧情況下起硝化反應， 可有效脫氮除磷。同時， 在好氧的情況下，大量有機污染物也同時得到有效的去除。 （ 3） 生化池出水后進入濾布轉(zhuǎn)盤過濾池， 通過過濾濾池進一步降低 SS 及附著在 SS 上的 BOD CODcr。污水經(jīng)過過濾后進入加氯接觸池，經(jīng)過加氯消毒后水質(zhì)達到設計出水水質(zhì)要求。 工藝流程特點 溝型調(diào)節(jié)池說明 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（ GB189182020）一級 A 標準 是我國現(xiàn)行污水處理環(huán)保要求最高標準，對 COD、氮、磷等主要污染指標均提出了較高的控 制要求，其目的是為了中水回用循環(huán)充分再利用水資源而設，但同時也對環(huán)保設