【正文】 目前各國(guó)政府應(yīng)對(duì)焚燒均采取管制措施，因此污泥焚燒也應(yīng)受到嚴(yán)格控制，我國(guó)污泥焚燒也持慎重態(tài)度。①污泥焚燒：污泥焚燒處理污泥具有減容多（70~90%），占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，但其一次性投資巨大，操作管理復(fù)雜，且能耗高，運(yùn)行費(fèi)用高，以濃縮、脫水的污泥為例，含水率在75~80%之間，要達(dá)到污泥可以自燃，~（干污泥計(jì)），僅此一項(xiàng)費(fèi)用為200~280元/噸干污泥。投海方法處置，實(shí)質(zhì)是將污染轉(zhuǎn)移，國(guó)際上已不允許。比較常用的處置方法為農(nóng)田綠地利用和填埋，有少數(shù)廠采用簡(jiǎn)易靜態(tài)堆肥處置。具體的污泥處理流程詳見(jiàn)下圖611。這里對(duì)帶式機(jī)械濃縮 + 帶式脫水方案和離心濃縮脫水方案進(jìn)行比較，見(jiàn)下表64。DS對(duì)環(huán)境影響無(wú)大的污泥敞開(kāi)式構(gòu)筑物，對(duì)周圍環(huán)境影響小污泥濃縮池露天布置，氣味難聞，對(duì)周圍環(huán)境影響大總土建費(fèi)用小大總設(shè)備費(fèi)用稍大稍小剩余污泥中磷的釋放無(wú)有從上表可看出，方案一優(yōu)于方案二，因此，本工程污泥處理工藝推薦采用機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水方案。表63污泥濃縮脫水比較表項(xiàng) 目機(jī)械濃縮重力濃縮主要構(gòu)建筑物 污泥貯泥池濃縮、脫水機(jī)房 污泥堆棚污泥濃縮池脫水機(jī)房污泥堆棚主要設(shè)備 污泥濃縮脫水機(jī)加藥設(shè)備濃縮池刮泥機(jī) 脫水機(jī)⑶ 加藥設(shè)備占地面積小大絮凝劑總用量～污泥濃縮有重力濃縮和機(jī)械濃縮兩種。另外，由于采用生物脫氮除磷的污水處理工藝，停留時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，污泥性質(zhì)較為穩(wěn)定，剩余污泥量較少，故本工程設(shè)計(jì)暫時(shí)不考慮采用污泥消化的污泥處理工藝。根據(jù)我國(guó)目前的現(xiàn)實(shí)情況，城鎮(zhèn)污水處理處于起步階段，法規(guī)和制度都不健全，對(duì)污泥的穩(wěn)定化沒(méi)有提出明確的要求，同時(shí)由于楓亭工業(yè)園排水管網(wǎng)系統(tǒng)還不完善，污水中所包含的有機(jī)成分濃度不高，加之污泥厭氧消化的管理和沼氣的利用還缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn)，以及污泥消化系統(tǒng)造價(jià)較高等不利因素。 污泥處理工藝選擇污水處理廠排放的剩余活性污泥含水率高，容積大，不便于輸送和處置，并且污泥中還含有大量有機(jī)物，使污泥容易腐化發(fā)臭，此外，污泥中還含有一些有毒有害物質(zhì)（如寄生蟲卵、病源維生物、重金屬離子等）。（3）減少污泥中有害物質(zhì)。具體要求：（1）減少有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定化，防止腐化發(fā)臭，影響環(huán)境。通過(guò)以上比較，由于DE氧化溝具有操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，檢修方便，造價(jià)低，出水水質(zhì)好，脫氮除磷功能明確等優(yōu)點(diǎn)；并結(jié)合本工程具體情況，認(rèn)為DE氧化溝工藝更具優(yōu)勢(shì)，因此我們推薦本工程中采用DE氧化溝工藝。其他占地基本相同。這種在單一溝道內(nèi)，通過(guò)好氧/缺氧實(shí)現(xiàn)脫氮功能的缺點(diǎn)是，脫氮功能分區(qū)不明確，使深度脫氮存在困難。微孔曝氣氧化溝如果前端設(shè)置厭氧池，可以實(shí)現(xiàn)除磷；但是一般是在單一溝道內(nèi)實(shí)現(xiàn)脫氮過(guò)程，微孔曝氣氧化溝推流器和曝氣頭布置方式如下圖610所示：圖610 微孔曝氣氧化溝推流器和曝氣頭布置方式圖如上圖箭頭所示，泥水混合液進(jìn)入池中以V≥，此時(shí)DO濃度低，進(jìn)入曝氣頭布置區(qū)后，隨著曝氣的進(jìn)行，DO濃度不斷上升，進(jìn)入非曝氣區(qū)后，由于微生物的作用，溶解氧不斷被耗掉，DO濃度越來(lái)越低，進(jìn)而進(jìn)入下一個(gè)曝氣區(qū)后，DO濃度又曝氣的進(jìn)行不斷上升。通過(guò)以上分析可以看出，兩方案在處理水量和短時(shí)間水質(zhì)沖擊負(fù)荷時(shí)均具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。但是在設(shè)備維修方面，DE氧化溝的轉(zhuǎn)碟曝氣設(shè)備檢查維修更為方便；而微曝氧化溝采用水下微孔曝氣頭曝氣，檢修更換需要放空反應(yīng)池，工作量大；鼓風(fēng)機(jī)存在噪聲污染問(wèn)題。下面從處理效果、構(gòu)筑物數(shù)量及運(yùn)行維護(hù)管理等方面對(duì)兩個(gè)方案進(jìn)行比較:①構(gòu)筑物數(shù)量、工藝流程DE氧化溝工藝流程簡(jiǎn)單，微曝氧化溝需要另外建設(shè)鼓風(fēng)機(jī)房，并鋪設(shè)相應(yīng)的風(fēng)管。這種氧化溝不僅保持氧化溝的耐沖擊負(fù)荷，而且還具有無(wú)須設(shè)置初沉池、污泥穩(wěn)定，產(chǎn)泥量少等諸多特點(diǎn)，采用微孔曝氣，具有節(jié)能，水深可深于傳統(tǒng)盤式氧化溝，節(jié)約占地等優(yōu)點(diǎn)。同傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝相比，采用轉(zhuǎn)碟曝氣的DE氧化溝，方便曝氣設(shè)備的維修，不需要另外設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)房、鋪設(shè)相關(guān)曝氣管道和曝氣頭。DE氧化溝為雙溝式氧化溝, 兼有推流式和完全混合式的流態(tài)特點(diǎn)，耐沖擊負(fù)荷, 采用大直徑的曝氣轉(zhuǎn)碟曝氣的可以加大池深，減少占地。從上述各種工藝的比較來(lái)看,污水脫氮除磷有多種工藝, 各工藝各有其優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本工程實(shí)際狀況，從上述各種工藝中篩選出“DE氧化溝” 和“微曝氧化溝”兩個(gè)方案進(jìn)行比較。 水量較大時(shí)，設(shè)備臺(tái)數(shù)多，增加了設(shè)備的維護(hù)工作量； 本工程污水處理工藝選擇根據(jù)前面對(duì)污水處理廠處理程度要求的分析，根據(jù)分析可以看出本污水處理工程工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)是脫氮除磷，同時(shí)由于對(duì)BOD和SS也要求具有比較高的去除率。 間歇周期運(yùn)行，容積及設(shè)備利用率不高； 由于污泥回流比低（通常只有平均日流量的20%，沒(méi)有其他循環(huán)或回流流量），所以運(yùn)行費(fèi)用低；其主要缺點(diǎn)是： 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)好；對(duì)于四個(gè)池子的CASS工藝，若采用4小時(shí)循環(huán)周期，其循環(huán)運(yùn)行的相關(guān)順序如下表62：表62 CASS工藝運(yùn)行表01234小時(shí)充水/曝氣充水/曝氣沉淀撇水池子1沉淀撇水充水/曝氣充水/曝氣池子2撇水充水/曝氣充水/曝氣沉淀池子3充水/曝氣沉淀撇水充水/曝氣池子4CAST主要具有以下特點(diǎn)：CAST工藝的運(yùn)行模式與傳統(tǒng)SBR法類似，由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和出水及必要的閑置等五個(gè)階段組成。主反應(yīng)區(qū)設(shè)有污泥回流泵。②CAST工藝CAST工藝是于1968年由澳大利亞開(kāi)發(fā)的一種間歇運(yùn)行的循環(huán)式活性污泥法，是SBR工藝的一種變型。但從實(shí)際運(yùn)行看，很難形成生物除磷的理性狀態(tài)。其主要缺點(diǎn)是：圖67 Unitank工藝流程圖Unitank工藝具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)閭?cè)池在曝氣狀態(tài)時(shí)，出水槽內(nèi)充滿泥水混合液，所以側(cè)池進(jìn)入沉淀狀態(tài)后，開(kāi)始的出水不能作為處理后的出水直接排放，需先沖洗排入處理系統(tǒng)，待出水澄清后，方可外排。中間階段的作用是完成曝氣池到沉淀池的轉(zhuǎn)換。第一主階段，污水首先進(jìn)入A池，該池處于曝氣狀態(tài)，進(jìn)水與活性污泥混合，同時(shí)在推流的過(guò)程中，A池的活性污泥進(jìn)入中間池，再進(jìn)入C池，實(shí)現(xiàn)污泥在各池的重新分配。三池均設(shè)置有曝氣設(shè)備（風(fēng)曝或表曝）和進(jìn)水裝置，兩個(gè)邊池設(shè)有潛水?dāng)嚢杵?、出水堰和剩余污泥排出裝置，個(gè)別還增加斜管沉淀設(shè)備。每個(gè)池多為方形，也可為矩形。廊道交替池由三池（即兩個(gè)邊池和一個(gè)中間池組成），三池成串聯(lián)布置。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，出現(xiàn)了多種變型。序批活性污泥法又稱SBR法，由于運(yùn)行中采用間歇的形式，因此每一反應(yīng)池是一批一批地處理污水，故得此名。該工藝出水水質(zhì)好，運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行管理技術(shù)成熟，滿足高標(biāo)準(zhǔn)受納水體的需要。如果著眼于整個(gè)氧化溝 , 并以較長(zhǎng)的時(shí)間間隔為觀察基礎(chǔ) , 可以認(rèn)為氧化溝是一個(gè)完全混合曝氣池, 其中的濃度變化極小 , 甚至可以忽略不計(jì), 進(jìn)水將迅速得到稀釋, 因此它具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力?？杀容^方便的根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)，調(diào)整A2/O工藝的運(yùn)行方式。利用氧化溝的渠道流速，可實(shí)現(xiàn)硝化液的高回流比，達(dá)到較高程度的脫氮效率，同時(shí)回流量可以根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)，且無(wú)需使用高比例的內(nèi)回流污泥泵，節(jié)能效果顯著。氧化溝因采用鼓風(fēng)曝氣，使氧化溝的面積相應(yīng)縮少,與A2/O法相當(dāng)。A2/O法氧化溝采用深水微孔曝氣和水下推流相結(jié)合的鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，由表曝改進(jìn)為微孔曝氣，提高了供氧能力和氧利用率，較一般氧化溝綜合能耗降低30%。該工藝巧妙地利用了氧化溝獨(dú)特的水力構(gòu)造和流態(tài)，將A2/O工藝的技術(shù)和設(shè)備融入其中，它集合了二者的優(yōu)勢(shì)。在厭氧（缺氧）、好氧交替運(yùn)行的條件下，絲狀菌不能大量繁殖，無(wú)污泥膨脹之虞，SVI值小于100，利于處理后污水與污泥的分離；好氧池內(nèi)布設(shè)傳統(tǒng)A2/O法（A/O系列及SBR系列）中普遍采用的微孔曝氣器，在好氧池內(nèi)非曝氣區(qū)、厭氧池及缺氧池只設(shè)水下低速推流攪拌器，使污水與污泥充分接觸并處于循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)，所需電量小，運(yùn)行成本也低。厭氧、缺氧與好氧區(qū)三個(gè)功能嚴(yán)格分開(kāi)，界線分明，可根據(jù)進(jìn)水條件和出水要求，人為地創(chuàng)造和控制三段的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，只要碳源充足(BOD/TKN≥4)便可根據(jù)需要達(dá)到比較高脫氮率。其缺點(diǎn)是設(shè)備臺(tái)數(shù)多，增加了設(shè)備的維護(hù)工作量；設(shè)備利用率低，裝機(jī)容量大；因?yàn)椴辉O(shè)專門的沉淀池，排除的剩余污泥濃度低，不利于污泥處理；無(wú)專門的厭氧區(qū)域，因此生物除磷效果差；因?yàn)闊o(wú)回流設(shè)施，因此造成連續(xù)曝氣的中溝的MLSS較邊溝低（中溝MLSS濃度的設(shè)計(jì)值只為邊溝的77%，設(shè)計(jì)運(yùn)行中還更低），使得整個(gè)系統(tǒng)的利用效率很低。自1990年邯鄲污水廠的“T”型氧化溝投產(chǎn)并被建設(shè)部、國(guó)家環(huán)保局列為示范廠后，國(guó)內(nèi)采用這種工藝流程的污水廠較多。④“T”型氧化溝又稱三溝式氧化溝，融合缺氧、好氧及沉淀池于一體（其中的兩條邊溝交替進(jìn)行反應(yīng)及沉淀）?！癘”型氧化溝的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)溝容積小，只需相對(duì)較小的充氧量就可以將溶解氧水平維持在2mg/L水平，容積較大的中溝因溶解氧濃度較低，氧的傳質(zhì)效率較高，充氧效率也較高，外溝為厭氧區(qū)域，只需很少的攪拌能量，因此“O”型氧化溝的總能耗較低；在暴雨期間水力負(fù)荷增大時(shí)，可以將污水由中溝甚至內(nèi)溝引入，外溝只作“悶曝”，可以避免活性污泥的流失。對(duì)需氧量的長(zhǎng)期變動(dòng)或突發(fā)波動(dòng)，可直接開(kāi)關(guān)個(gè)別組合來(lái)對(duì)付。奧貝爾氧化溝系統(tǒng)設(shè)備的關(guān)鍵是它的獨(dú)特的曝氣轉(zhuǎn)碟，該轉(zhuǎn)碟有較大的氧傳遞效率和良好的混合效率?！癘”型氧化溝的特點(diǎn)是從外到內(nèi)的三條溝的溶解氧濃度由低到高遞增，稱之為“0、2”（外溝溶解氧為零，中溝溶解氧為1mg/L，內(nèi)溝溶解氧為2mg/L）工藝，由外到內(nèi)形成厭氧、缺氧及好氧區(qū)域，以滿足生物除磷脫氮的要求。③“O”型氧化溝是ORBAL（奧貝爾）氧化溝的簡(jiǎn)稱。階段D：廢水進(jìn)入池2，池2為好氧池，然后進(jìn)入池1（好氧），經(jīng)好氧條件下的處理后排至沉淀池，與階段B類似，為過(guò)渡階段。圖66 DE型氧化溝工藝運(yùn)行過(guò)程循環(huán)四個(gè)階段 階段B：廢水進(jìn)入池1，池2為好氧池，然后進(jìn)入池1（好氧），出水經(jīng)沉淀后排放，此階段為交替工作中的過(guò)渡階段。DE型氧化溝工藝運(yùn)行過(guò)程循環(huán)四個(gè)階段，如圖66所示。生化處理后的污水流入二沉池，泥水分離后排放。DE型氧化溝是基于時(shí)間控制的一種活性污泥法工藝，該工藝能夠有效發(fā)揮生物降解有機(jī)物、脫氮、除磷的功效，其工藝特點(diǎn)是：1) DE型氧化溝內(nèi)能制造明顯的好氧區(qū)和缺氧區(qū)，極有利于實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化，并可提高污泥的沉淀性能，氧化溝前設(shè)置選擇池，不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹；2) 污泥齡長(zhǎng)，達(dá)15～30日，為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的3～6倍，污泥產(chǎn)率低，穩(wěn)定性好；3) 對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量適應(yīng)性很強(qiáng)，出水水質(zhì)好，且穩(wěn)定；4) 生物處理過(guò)程，不需要額外投加化學(xué)藥品，運(yùn)行費(fèi)用較低；5) 曝氣裝置采用轉(zhuǎn)碟曝氣方式；6) 工藝流程簡(jiǎn)單，不設(shè)初沉池；7) 操作管理簡(jiǎn)單，以維護(hù)維修。氧化溝系統(tǒng)的脫氮效果顯著，總氮(TN)去除率達(dá)到80％，是常規(guī)生物脫氮處理效果的2倍以上。在氧化溝之前設(shè)置生物選擇池，能滿足生物除磷脫氮要求，并防止污泥膨脹。DE型氧化溝是在原D型氧化溝基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型雙溝式氧化溝，曝氣池呈封閉的溝渠型，污水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動(dòng)。為了達(dá)到脫氮目的，在D型氧化溝的基礎(chǔ)上又發(fā)展了半交替工作式的DE型氧化溝?？斎麪栄趸瘻系娜秉c(diǎn)是池深較淺，占地面積大，土建費(fèi)用高。該氧化溝的反硝化區(qū)占氧化溝體積的15%，在缺氧條件下進(jìn)水與混合液混合（可通過(guò)內(nèi)部回流控制閥調(diào)節(jié)）；其余部分為好氧區(qū)，可以進(jìn)行同時(shí)硝化/反硝化，也用于臨的富集吸收。氧化溝以其流程簡(jiǎn)單、管理方便、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，各種不同類型的氧化溝形式在不斷出現(xiàn)，目前在我國(guó)應(yīng)用和推廣的氧化溝產(chǎn)品和技術(shù)的著名外國(guó)公司有：荷蘭DHV公司與美國(guó)EMICO公司合作開(kāi)發(fā)推出的Carrousel2000型氧化溝，其主要設(shè)備是表曝機(jī)；丹麥Kruger公司推出的新成果DE型氧化溝，其主要設(shè)備是充氧轉(zhuǎn)刷和潛水?dāng)嚢杵鳎幻绹?guó)Envirex公司推出的Orbal氧化溝，由同心的三個(gè)橢圓型溝組成，其主要設(shè)備是轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)；此外還出現(xiàn)了三溝式氧化溝及A2/O法氧化溝。圖64為UCT工藝流程框圖厭氧區(qū)A缺氧區(qū)A好氧區(qū)O二沉池出水進(jìn)水污泥回流R混合液回流r 圖64 UCT工藝工藝流程框圖氧化溝又稱循環(huán)曝氣池，是于50年代由荷蘭的巴斯維爾所開(kāi)發(fā)的一種污水生物處理技術(shù)，屬活性污泥法的一種變法。它的代價(jià)是增加從缺氧池出流液到厭氧池的回流，增加了能耗。④UCT工藝UCT工藝的主要改進(jìn)是將污泥回流到缺氧池而不是厭氧池，同時(shí)增加從缺氧池出流液到厭氧池的回流r’。缺氧池位于工藝的首端，使得反硝化可優(yōu)先獲得碳源，故進(jìn)一步加強(qiáng)了系統(tǒng)的脫氮能力；聚磷菌厭氧釋磷后直接進(jìn)入生化效率較高的好氧環(huán)境，其在厭氧條件下形成的吸磷能力可以得到更充分的利用，具有“饑餓效應(yīng)”；允許所有參與回流的污泥全部經(jīng)歷完整的釋磷、吸磷過(guò)程，故在除磷方面具有“群體效應(yīng)”。Q進(jìn)水二沉池出水污泥回流混合液回流圖62 改良型A2/O工藝流程框圖改良A2/O工藝雖然解決了傳統(tǒng)A2/O工藝中厭氧段回流硝酸鹽對(duì)放磷的影響，但仍有缺點(diǎn)：由于缺氧區(qū)位于系統(tǒng)中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影響了系統(tǒng)的脫氮效果；由于存在內(nèi)循環(huán)，剩余污泥中實(shí)際上只有一少部分經(jīng)歷了完整的放磷、吸磷過(guò)程，其余則基本上未經(jīng)厭氧狀態(tài)而直接由缺氧區(qū)進(jìn)入好氧區(qū)。圖62為改良A2/O工藝流程框圖。同時(shí)為了提高厭氧區(qū)的C/P值，將80%左右的污水流入?yún)捬鯀^(qū)，其余約20%左右的污水流入第一缺氧區(qū)。因此如何降低回流污泥中的硝態(tài)氮和溶解氧對(duì)除磷的影響成為一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題。當(dāng)污水中的C/N比值較高時(shí)，有機(jī)物中的易降解組分多，即使回流污泥中的硝態(tài)氮耗去一部分易生