【正文】 該工藝是江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠除磷脫氮提標(biāo)改造技術(shù)攻關(guān)示。當(dāng)入流污水的 BOD5/TKN 或 BOD5/TP 較低時(shí)，較適用 UCT 工藝，獲得這一效果的代價(jià)是增加從缺氧池出流液到厭氧池的回流，增加了電耗。通過(guò)這樣的修正，可以避免因回流污泥中的 NO3N 回流至厭氧段，干擾磷的厭氧釋放，而降低磷的去除率。國(guó)外經(jīng)過(guò)研究和實(shí)踐，成功開(kāi)發(fā)了 UCT 工藝 ，提供了一個(gè)較好的解決辦法。 總體來(lái)說(shuō)，對(duì)于碳源較豐富的情況，這種工藝運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠，除磷脫氮程度高，其出水水質(zhì)很好，在對(duì)出水氮磷要求嚴(yán)格時(shí)，多采用這種方法。目前，該法在國(guó)內(nèi)外使用較為廣泛。該布置在理論上基于這樣一種認(rèn)識(shí)，即：聚磷微生物有效釋磷水平的充分與否，對(duì)于提高系統(tǒng)的除磷能力具有極端重要的意義，厭氧區(qū)在前可以使聚磷微生物優(yōu)先獲得碳源并得以充分釋磷。其特點(diǎn)是厭氧、缺氧、好氧三段功能明確，界線分明，可根據(jù)進(jìn)水條件和出水要求，人為的創(chuàng)造和控制三段的時(shí)空比例和運(yùn)轉(zhuǎn)條件，只要碳源充足（ TKN/COD≤ 或 BOD/TKN≥4）便可根據(jù)需要達(dá)到比較高的脫氮率。 中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院 36 2） A2/O 法 目前在國(guó)內(nèi) 外較為流行的 A2/O 工藝包括：常規(guī) A2/O 工藝、 UCT 工藝、改良 UCT工藝，環(huán)溝型改良 A2/O 工藝等。 奧貝爾氧化溝的缺點(diǎn)是池深較淺，一般為 左右，占地面積較大，因?yàn)槌匦蜑闄E圓型，對(duì)地塊的有效利用較差。 奧貝爾氧化溝具有同時(shí)硝化、反硝化的特性，在氧化溝前面增加一座厭氧選擇池，便構(gòu)成了生物脫氮除磷系統(tǒng)。 奧貝爾氧化溝是橢圓型的，通常有三條同心曝氣渠道（也有兩條或更多條渠道）。雙溝式和三溝式由于各溝交替運(yùn)行，明顯的缺點(diǎn)是設(shè)備利用率低，三溝式的設(shè)備利用率只有 58%，設(shè)備配置多，使一次性設(shè)備投資大。三溝交替進(jìn)水，兩外溝交替出水，兩外溝分別作為曝氣池或沉淀池交替運(yùn)行，不需沉淀池及污泥回流設(shè)備 ，同 DE 型氧化溝相同，需要的自動(dòng)化程度高。溝內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)刷和水下攪拌器，實(shí)現(xiàn)硝化過(guò)程，由于周期性的變換進(jìn)出水方向（需啟閉進(jìn)出水堰門）和變換轉(zhuǎn)刷和水下攪拌器的運(yùn)行狀態(tài)，因此必須通過(guò)計(jì)算機(jī)控制操作，對(duì)自控要求較高。DE 型氧化溝為雙溝組成，氧化溝與沉淀池分建，有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)， DE 型氧化溝可按除磷脫氮等多種工藝運(yùn)行。也有將卡魯塞爾氧化溝池深設(shè)計(jì)為 6m 或更深的情況，但需要采用潛水推流器提供額外動(dòng)力。最近 DHV 公司又開(kāi)發(fā)了卡魯塞爾 20xx 型，把厭氧 /缺氧 /好氧與氧化溝循環(huán)式曝氣渠巧妙的結(jié)合起來(lái)，改變了原調(diào)節(jié)性差，脫氮除磷效果低的缺點(diǎn)，但水力設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。表曝機(jī)把水推向曝氣區(qū)，水流連續(xù)經(jīng)過(guò)幾個(gè)曝氣區(qū)后經(jīng)堰口排出。該工藝在曝氣渠道端部裝有低速表面曝氣機(jī)。近十年來(lái)由于曝氣裝置的不斷改進(jìn)、完善及池形的合理設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了氧化溝過(guò)去的缺點(diǎn)。 氧化溝是活性污泥法的一種改進(jìn)型，具有除磷脫氮功能，其曝氣池為封閉的溝渠，廢水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動(dòng)，因此氧化溝又名 “連續(xù)循環(huán)曝氣法 ”。因此 ,本工程不推薦采用 BAF 工藝，只考慮在活性污泥法工藝中優(yōu)選出最佳的處理工藝。但是缺點(diǎn)是一次性投資高，由于集生物接觸氧化和過(guò)濾于一體，控制、運(yùn)行過(guò)程復(fù)雜，自動(dòng)化程度高，耗藥量大，產(chǎn)泥量高，運(yùn)行費(fèi)用高。比較典型 的除磷脫氮生物膜工藝為 BAF 工藝。目前常規(guī)的污水生物處理工藝主要有活性污泥法工藝與生物膜法工藝兩種。 一般情況下厭氧區(qū)的水力停留時(shí)間 1～ 2hr 即可滿足要求。在有效釋放過(guò)程中，磷的釋放量與有機(jī)物的轉(zhuǎn)化量之間存 在著良好的相關(guān)性，在有效釋放過(guò)程中，磷的厭氧釋放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厭氧釋放 1mg 磷，好氧條件下可吸收 ～ 磷，厭氧時(shí)間加長(zhǎng)，無(wú)效釋放逐漸增加，平均厭氧釋放 1mgP 所產(chǎn)生的好氧吸磷能力將降至 1mg 磷以下，甚至達(dá)到 磷。 在除磷（脫氮）系統(tǒng)的厭氧區(qū)中，含聚磷菌的回流污泥與污水混合后，在初始階段出現(xiàn)磷的有效釋放，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，污水中的易降解有機(jī)物被耗完以后，雖然吸收和貯存有機(jī)物的過(guò)程基本上已經(jīng)停止，但微生物為了維持基礎(chǔ)生命活動(dòng)，仍將不斷分解聚磷，并 把分解產(chǎn)物（磷）釋放出來(lái)，雖然此時(shí)釋磷總量不斷提高，但單位釋磷量所產(chǎn)生的吸磷能力將隨無(wú)效釋放量的加大而降低。磷的厭氧釋放可以分為二部分：有效釋放和無(wú)效釋放，有效釋放是指磷被釋放的同時(shí)，有機(jī)物被吸收到細(xì)胞內(nèi)，并在細(xì)胞內(nèi)貯存，即磷的釋放是有機(jī)物吸收轉(zhuǎn)化這一耗能過(guò)程的偶聯(lián)過(guò)程。 生物除磷主要是通過(guò)排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少將對(duì)除磷效果產(chǎn)生影響，一般污泥齡短的系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較多，可以取得較高的除磷效果。 生物脫氮過(guò)程如下圖所示。 由此可見(jiàn)，生物脫氮系統(tǒng)中硝化與反硝化反應(yīng)需要具備如下條件： 硝化階段：足夠的溶解氧， DO 值 2mg/l 以上；合適的溫度，最好 20℃ ，不能低于10℃ ；足夠長(zhǎng)的污泥泥齡；合適的 pH 條件。生物脫氮系統(tǒng)中，硝化菌增長(zhǎng)速度較緩慢，所以，要 有足夠的污泥泥齡。整個(gè)生物脫氮過(guò)程就是氮的分解還原反應(yīng)，反應(yīng)能量從有機(jī)物中獲取。 c. 生物脫氮除磷工藝簡(jiǎn)述 （ 1）生物脫氮原理 生物脫氮是利用自然界氮的循環(huán)原理，采用人工方法予以控制，首先，污水中的含氮有機(jī)物轉(zhuǎn)化成硝酸鹽氮，而后在好氧條件下，由硝化菌作用變成硝酸鹽氮，這階段稱為好氧硝化。 根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)的規(guī)定，可測(cè)算出各項(xiàng)污染物的去除率，如表 35 所示。 根據(jù)以上分析，本工程可以采用生物法對(duì)污水進(jìn)行脫氮除磷處理。一般低分子易降解的有機(jī)物誘導(dǎo)磷釋放的能力較強(qiáng)，高分子難降解的有機(jī)物誘導(dǎo)磷釋放的能力較弱。為了保證污水廠建成后出水 TN 可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，要在設(shè)計(jì)上采取得當(dāng)措施，以達(dá)到最佳的處理效果。 污水可生化性評(píng)價(jià)參考數(shù)據(jù) 表 41 BOD5/CODcr ～ ～ 可生化性 好 較好 較難 不宜 本工程污水處理廠進(jìn)水水質(zhì) BOD5/CODcr＝ ，屬于可生化性較好的污水。 本工程水質(zhì)特點(diǎn)為： TN 的去除率要達(dá)到 67%， NH3N 的去除率達(dá)到 73%， TP 去除率達(dá)到 92%，因此本工程必須采用具有生物脫氮除磷功能的污水處理工藝 ， 而且要達(dá)到國(guó)家一級(jí) A 排放標(biāo)準(zhǔn)及中水回用要求，還必須在污水二級(jí)脫氮除磷生物處理的基礎(chǔ)上增加深度處理、除鹽和尾水消毒等后續(xù)處理工藝 。 （ 2）能去除大量的 COD 并具有良好的硝化和反硝化功能。 （ 4）運(yùn)行管理方便，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，并可根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求調(diào)整運(yùn)行方式和工藝參數(shù)，最大限度地發(fā)揮處理裝置和處理構(gòu)筑物的處理能力。 （ 2）技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定，保證在確定的進(jìn)水水質(zhì)的前提下出水水質(zhì)達(dá)到預(yù)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。污水處理及中水回用工藝 方案的選擇及優(yōu)化對(duì)確保將來(lái)的運(yùn)行性能及降低運(yùn)行費(fèi)用至關(guān)重要。 6 環(huán)境影響 處于鎮(zhèn)區(qū)下游及低風(fēng)頻方向。 4 供水供電 供水、供電較方便。 擬定廠址的特點(diǎn) 表 36 序號(hào) 項(xiàng)目 特點(diǎn) 1 現(xiàn)狀地形 大部分地形相對(duì)平坦，東側(cè)為河灘階地 2 污水排放 廠址緊鄰受納水體 XX 川河左岸，尾水排放方便。 場(chǎng)地區(qū)域?qū)偾治g堆積河谷地形，微地貌一般屬一級(jí)堆積階地，局部為階地后緣與丘陵斜坡過(guò)渡地形，現(xiàn)狀地勢(shì)一般較低，局部較高，地面高程為 ～ m，地形起伏一般較小，地形總體傾于東，地面坡度一般為 %～ %，局部最大可達(dá) %。 廠址的確定 根據(jù) XX 鎮(zhèn)控制性詳細(xì)規(guī)劃，以及建設(shè)單位選址意見(jiàn)，本工程擬定的唯一廠址位于規(guī)劃鎮(zhèn)區(qū)的北側(cè)， XX 川的左岸，處于鎮(zhèn)區(qū)的下游，也是 目前正在施工的污水主管道的排水方向。 中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院 28 中水主要出水水質(zhì)指標(biāo) 表 34 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 指標(biāo) 1 pH 2 色度 ≤ 度 30 3 嗅 無(wú)不快感 4 SS ≤ 度 5 5 BOD5 ≤ mg/l 10 6 NH3N ≤ mg/l 5 7 溶解氧 ≥ mg/l 8 總氮 ≤ mg/l 15 9 總磷（以 P計(jì)） ≤ mg/l 10 總大腸菌群 ≤ 個(gè) /l 3 11 余氯 ≤ mg/l 接觸 30min后 ≥， 管網(wǎng)末端 ≥ 12 溶解性總固體（ TDS） mg/l 1000 處 理程度 根據(jù)確定的進(jìn)水水質(zhì)和所要達(dá)到的出水水質(zhì)，本工程污水處理廠各主要污染物去除率見(jiàn)表 35。 根據(jù)一些資料記載及類似工程經(jīng)驗(yàn)，在當(dāng)?shù)仫嬘盟捎命S河水時(shí)，當(dāng)?shù)匚鬯畯S污染物指標(biāo)溶解性總固體（ TDS）會(huì)超過(guò) 1000mg/L 時(shí)，水質(zhì)波動(dòng) 1100mg/l3000mg/l 之間，溶解性總固體（ TDS）指標(biāo)，污水處理工藝和中水處理工藝基本不去除，如果原污水中溶解性總固體超標(biāo)，只能通過(guò)除鹽工藝去除。因此， XX 鎮(zhèn)中水處理后出水 應(yīng)當(dāng)滿足《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中 “城市雜用水水質(zhì)控制指標(biāo) ”和 “景觀環(huán)境用水的中水水質(zhì)控制指標(biāo) ”，為了便于比較，各種水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表 33。如果確定的出水標(biāo)準(zhǔn)低，出水水質(zhì)差，不能滿足用戶的要求，將影響到中水的推廣利用；反之，如果確定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高，雖然可以滿足用戶的要求，但是由于處理成本高，水價(jià)過(guò)高，用戶也不會(huì)接受，在目前中水價(jià)格與其它水源價(jià)格尚未形成合理的比價(jià)關(guān)系的情況下，為了搞好中水資源的產(chǎn)業(yè)化保證中水運(yùn)營(yíng)企業(yè)的保本微利運(yùn)轉(zhuǎn)，必須確定適當(dāng)?shù)闹兴鏊|(zhì)。因此水資源對(duì)于 XX 鎮(zhèn)具有重要的戰(zhàn)略資源地位，污水處理后回用 至工業(yè)企業(yè)和城市雜用水勢(shì)在必行。為避免對(duì)環(huán)境的影響，結(jié)合污水回用的要求， 本工程 出水排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)，其基本控制項(xiàng)目及選擇控制項(xiàng)目最高允許排放標(biāo)準(zhǔn)如下。 中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院 25 全國(guó)城市污水典型水質(zhì)濃度分類表 (單位： mg/L) 表 32 項(xiàng) 目 CODcr BOD SS TN NH3N TP 平均污水 500 250 240 95 50 8 高濃度污水 1000 400 600 100 45 12 中等濃 度污水 450 200 250 40 25 6 低濃度污水 250 120 150 25 10 4 超低濃度污水 100 50 70 15 10 綜合考慮 XX 鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè) 定位， 以及將來(lái)的發(fā)展及居民、企業(yè)環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，節(jié)水意識(shí)提高，污水濃度增加， 結(jié)合 XX 城區(qū)污水處理廠實(shí)際運(yùn)行的進(jìn)水水質(zhì)資料，確定本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為： CODcr 450mg/l BOD5 200mg/l SS 250mg/l TN 45mg/l NH3N 30mg/l TP 6mg/l 出水水質(zhì) 內(nèi)蒙古地區(qū)屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)，污水 處理后出水作為水資源回用，原則上基本不外排。 根據(jù) XX 鎮(zhèn)控制性規(guī)劃工業(yè)發(fā)展定位，確定排入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)內(nèi)的工業(yè)綜合廢水水質(zhì)如下： CODcr ≤500mg/L BOD5 ≤200mg/L SS ≤300mg/L 3）城市污水水質(zhì)預(yù)測(cè) 城市污水應(yīng)由生活污水和工業(yè)廢水組成，根據(jù)上述污水量預(yù)測(cè)結(jié)果，同時(shí)結(jié)合城鎮(zhèn)工業(yè)廢水量和生活污水量預(yù)測(cè)結(jié)果，可以得出二者的比值約為 :1，按照各自的水量及水質(zhì)加權(quán)平均計(jì)算，則可得城市污水水質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)果如下表所示。d。 根據(jù)水量預(yù)測(cè)，城市綜合生活用水量指標(biāo)為 150 L/capd，取值為 g/capd，取值為 5 g/capd，取值為 40g/capd，取 BOD5值為 25g/cap 1）生活污水水質(zhì)預(yù)測(cè) 按國(guó)家相應(yīng)的規(guī)范規(guī)定人均污染物排放量和污染物指標(biāo)，可推算出生活污水中污染物濃度。而大部分加工業(yè)園區(qū)的建設(shè)為規(guī)劃遠(yuǎn)景目標(biāo)，因此，在 2020 年以前的城區(qū)污水應(yīng)以城市生活污水為主，工業(yè)廢水為輔而組成。 中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院 23 3. 進(jìn)出水水質(zhì)及廠址的確定 進(jìn)出水水質(zhì)的確定 進(jìn)水水質(zhì) 為了保證 XX 鎮(zhèn) 污水處理及中水回用工程 建成后正常運(yùn)行，進(jìn)水水質(zhì)的確定是非常重要的環(huán)節(jié)。/d，遠(yuǎn)期 2020 年建設(shè) 規(guī)模 萬(wàn) m179。/d） 2 污水排放系數(shù) 3 城市污水量（ 萬(wàn) m179。則本工程污水量預(yù)測(cè)結(jié)果，如下表所示。/d） 中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院 22 污水量規(guī)模 城市污水量一般以城市污水綜合排放系數(shù)，根據(jù)產(chǎn)生城市污水的城市 用水量通過(guò)計(jì)算而求得。/d） 4 產(chǎn)生污水的用水量（萬(wàn) m179。/d） 2 道路廣場(chǎng)用地（萬(wàn) m179。 2）產(chǎn)生城市污水的用水量 若將不產(chǎn)生城市污水的用水量（包括道路廣場(chǎng)、綠地澆灑等用水）扣除，同時(shí)考慮10%的不可預(yù)見(jiàn)用水量及日變化系數(shù) Kd=，則可得出本工程所需的平均日用水量，計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)下表。而采用分類指標(biāo)法預(yù)測(cè)的水量，所涵蓋的用水量影響因素比