【正文】 （ 2） 和 其他能夠 同時完成脫氮除磷與除去 有機(jī)物的 水處理 方案 對比 ， A2/O處理 工藝的周期時間最短，處理 流程也 最為 簡單 可行 。 在好氧條件 下， 硝化細(xì)菌 把 污水 里的有機(jī)氮轉(zhuǎn)換 成為 的氨氮，在 經(jīng)過硝化作用，氨氮 轉(zhuǎn)化成為 硝酸鹽； 在缺氧條件下，回流溶液 里 的硝酸鹽又在 反硝化細(xì)菌 的 反硝化作用下轉(zhuǎn)變 成為 氮?dú)馀欧诺娇諝?中 ， 從而 完成 脫氮的效果；與此同時 ， 聚磷菌 在厭氧條件下 ， 吸收 容易分解 的有機(jī)物 排放磷，但是 在 好氧條件下 ，聚磷菌 大量 吸收磷 ， 吸收量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 厭氧 條件 下 排放出 的磷 ， 最后通過污泥把磷去除 掉 。 在這個 處理 工藝 里 ， BOD COD、 SS 包括 多種 形式 存在 的氮和 磷 都可以 被去除掉 。 A2/O工藝 是美國的一些專家于 20世紀(jì)70年代在 AO脫氮工藝基礎(chǔ)上開發(fā)，由厭氧段 、 缺氧段 、 好氧段構(gòu)成的同步脫氮除磷工藝 [26]。 但是也因為其運(yùn)行方式，存在對自控要求較高且設(shè)備閑置率較高等缺點，故 本工程不推薦此工藝。 在世界 其他國家 ， 例如 ， 美國、日本以及歐洲 等多個國 家新建的中小型污水廠 都已經(jīng) 開始 運(yùn)用 SBR 處理 工藝， 同時 在環(huán)境 保護(hù) 與 經(jīng)濟(jì) 投資 等多個 方面都獲得了不錯的效果，日本排水管理 集團(tuán) 還編寫 了《 SBR 管理 運(yùn)行 指導(dǎo)書》，規(guī)范 全國第四章 比選工藝方案論證 的 SBR 處理 工藝的 專業(yè) 設(shè)計， 大大促進(jìn)了 SBR處理 工藝 在世界 范圍內(nèi)的 使用 和 發(fā)展 。這種處理 工藝 的 抗 沖擊能力 強(qiáng) ，可以 處理 高濃度 的 污水 ，工作方式多種多樣 ， 用地 面積 小，處理流程較少等多重 優(yōu)勢 。 它的主體構(gòu)筑物是 SBR反應(yīng)池， 它最根本的特點是處理工序不是連續(xù)的 ， 而是間歇的 、 周期性的 ， 污水一批一批地順序經(jīng)過進(jìn)水 、 曝氣 、 沉淀 、 排水 ， 然后又周而復(fù)始 [25]。 但是氧化溝工藝由于池型和曝氣方式原因占地面積較大，故本工程不適用。 現(xiàn)如今 ，很多 正在 施工 的污水 廠 都是 運(yùn)用 氧化溝 處理 工藝 。 氧化溝 處理工藝早在 上世紀(jì) 七十 年代 就已經(jīng)十分 成熟 ， 截至目前 ， 全球范圍內(nèi)已 有 上千座開始 運(yùn)行 工作 的 氧化溝 處理工藝的污水 廠。因為這種 工藝的污泥 齡與 停留時間 都比較長 ， 在氧化溝中 能夠 徹底 去除掉 懸浮狀污染物 ， 同時污泥量 比較 少、效果 可靠 ， 只需要 投資 設(shè)立濃縮池，減少 了污泥消化池的 投資 ， 降低了前期 建筑 費(fèi)用，精簡 了 處理 流程 。 氧化溝 的抗沖擊能力 很強(qiáng) ， 這是由于 氧化溝的 水流量很大 ， 可以 快 速稀釋 流入處理池 中 的 污水。 氧化溝 的 曝氣設(shè)備 在 排列上需要 特別注意 ， 盡量 使 氧氣 在 處理池 里 的 濃度呈現(xiàn)梯度改變 ， 在距離曝氣設(shè)備 最 遠(yuǎn)的位置 ， 氧氣 濃度 通常 控制 在 第四章 比選工藝方案論證 下 ， 這樣就形成了缺 氧區(qū)。 氧化溝 ， 全稱是 連續(xù)循環(huán) 式曝氣池，本質(zhì)上是使用活性污泥在一個前后 相連 的曝氣池 里 來回 流 動， 從而完成 污水 處理的工藝。 但由于 A段去除的有機(jī)物較多， BOD/N與 BOD/P的比值降低，不利于生物脫氮除磷，所以本工程不適用。其主要特點是 A段負(fù)荷高，抗沖擊能力強(qiáng)， B段進(jìn)行低負(fù)荷“精加工”，保證出水水質(zhì)，非常適合于處理沖擊負(fù)荷大、濃度高的城市污水 。然而這類處理工藝不具備脫氮除磷的效果 ，出水 數(shù)值 不可以 滿足處理需求，因此不 使用 。 活性污泥法 的效果 可靠 ，出水質(zhì)量 較好 以及實際 經(jīng)驗 豐富 等 優(yōu)勢。 這是 全世界范圍內(nèi) 應(yīng)用最為廣泛 、使用時間最長的污水處理工藝 。 下文中 筆者將 對以上幾種處理 工藝進(jìn)行簡單的 論述 。 總而言之，西區(qū)污水 廠 的進(jìn)水情況 能夠 使用生物處理方式，同時 也能夠 使用生物脫氮除磷的工藝 。 數(shù)值越高 ，除磷 的 效果 就 越好 。 （ 3） BOD5/TP 生物除磷方法 能否在 污水處理工藝中適用主要借鑒 該 指標(biāo)。 從理論上講， C/N≥ 行脫氮，但一般認(rèn)為 C/N≥ 5才能進(jìn)行有效脫氮。 本次污水 廠 設(shè)計 BOD5/CODcr＝ 滿足規(guī)定，因此 能夠使用 生物 處理 法 ，由于比值相對較低，所以生化處理應(yīng)采用先進(jìn)成熟穩(wěn)定的工藝 并 采用相應(yīng)的非常措施。西 區(qū) 污水 廠 的 進(jìn)水水質(zhì) 各類數(shù)據(jù) 如下 ： BOD5/CODcr： BOD5/TN： BOD5/TP： 36 （ 1） BOD5/CODcr比值 在水污染監(jiān)測與控制體系中， BOD5和 CODcr作為廢水水質(zhì)監(jiān)測的 2項重要指標(biāo)，被廣泛用來反映廢水有機(jī)污染程度，指導(dǎo)廢水處理設(shè)施的日常運(yùn)行 [17]。通常來說， 城鎮(zhèn) 污水 廠 的 每日 處理 污水量很高 ， 采用 物化法 的 投入 成本比較高，因此 一般都是 使用生化法。 紫外線消 毒必須 投資 建造 消毒渠， 不必 投資建設(shè) 復(fù)雜的 接觸池， 從而 大大降低 了 用地面積以及前期 投資 費(fèi)用 。 紫外線 消毒 工藝 是 最近 幾年中， 在消毒工藝?yán)?發(fā)展 進(jìn)步 最為迅速 的 。臭氧作為一種高效的殺菌劑在多個領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景 [15]。 大部分消毒劑不能滅殺的細(xì)菌，加入臭氧可以滅殺，主要得益于臭氧超強(qiáng)的氧化和礦化能力 。含氯 試劑 主要 是 次氯酸 鈉 。加液氯是 現(xiàn)在污水廠 最為常用 的方式 ，其 優(yōu)點 在于 試劑 費(fèi)用小、工藝 技術(shù) 可靠 、 作用 效果 明顯 。 截至目前，常用的 消 毒方式 主要有加氯 法、 紫外線 法 以及 臭氧法 等。 生物法對 COD、 氨氮 有良好的去除效 果， 但對于除磷，則存在穩(wěn)定性差、效果不好，難以達(dá) 到 GB 一級B排放標(biāo)準(zhǔn)的工 藝特性，故常用化學(xué)法除磷與生物法聯(lián)合應(yīng)用于工程 [14]。 如 ， 把 鐵鹽 當(dāng)作為反應(yīng) 試劑 ， 向污水里 添加 硫酸鐵 之后 ，正磷酸鹽 和鐵離子相互反應(yīng)，形成 難 溶解 的磷酸鐵鹽， 在形成 沉淀 之后 隨污泥 一起 排出 。 研究結(jié)果 顯示 生物除磷后加入適當(dāng) 的 藥劑，如 聚合氯化鋁 100到 200 mg/L， 可使出水達(dá)到一級 A 標(biāo)準(zhǔn) [13]。 通常情況下 ，污水 里 的磷 主要 有 無機(jī)磷、有機(jī)磷以及 聚磷， 有機(jī)磷 與 聚磷 在第四章 比選工藝方案論證 水解 作用 以及微生物 處理作用 之下 都可以 轉(zhuǎn)變成為 正磷酸鹽 ，它 表現(xiàn) 為溶解 狀態(tài) ， 水中 pH顯 中性 的時候 ， 大部分 都是以 HPO4－ 的 方式 ， 出去正磷酸鹽也 能夠運(yùn)用 化學(xué)沉淀 法產(chǎn)生沉淀 之后 排泥 的 方式進(jìn)行 除去 。 （ 2） 化學(xué)除磷機(jī)理 在污水里 ， 磷元素相對氮元素更容易引發(fā)富營養(yǎng)化，因此磷被 環(huán)境評價 部門標(biāo)記 為 特征因子 。 根據(jù) 試驗 數(shù)據(jù)可以 分析得出 ， 在 厭氧 的 條件下 ， 每 排除一毫克的 磷， 在好氧的條件下 就 能夠吸取 到 的 磷。 在厭氧的 條件下 ，從溶液 里 富集的聚磷菌一直處饑餓 環(huán)境 ， 聚磷菌需要生存下去 就必須 大量吸收污水里可以 迅速降解的有機(jī)物， 同時排放 出細(xì)胞中存儲的磷，再將 有機(jī)物 轉(zhuǎn)變成為 能量存儲 起來 。截至目前 ，對 磷 的 去除機(jī)制 并不徹底 明白， 但是普遍 認(rèn)為 是 由于 一類 被 稱之為（ Acinebacter） 的 厭氧 型 細(xì)菌 進(jìn)行 的除磷 反應(yīng) 。 水體中磷的主要存在形態(tài)為有機(jī)磷、磷酸鹽和聚磷酸鹽（ polyphosphorus），典型生活污水中的含磷量一般在 4～ 15mg/L， 其中超過 70%是可溶性的 [12]。 富營養(yǎng)化物質(zhì)對水體造成了嚴(yán)重的影響，一直是人們關(guān)注的熱點 。 總氮 與總磷 都是形成富營養(yǎng)化的根本原因，但 對 總氮的排放量 要求是低于 20mg/L， 那是因為水體的浮游生物不僅能從排放的處理水中獲得 N，也可以從空氣中獲得 N，所以對 TN的排放標(biāo)準(zhǔn)定的過低沒有太大意義。 P 污染物的去除 （ 1） 生物除磷機(jī)理 廢水的脫氮除磷對河流的保護(hù)是至關(guān)重要的 [10]。 例如 ，游離氨 在進(jìn)行反應(yīng) 的時候， 易揮發(fā) 導(dǎo)致二次 污染， 使用 加氯 的方式， 費(fèi)用大 ， 而且 在加氯消毒 之后會形成 多種 消毒副產(chǎn)品 ， 也就是 致癌 鹵代烴 。 物理化學(xué)脫氮 方式， 通常 具備除 氨效果 良好 、 管理方便以及 安全可靠 等 優(yōu)勢。 好氧池 完成 硝化 反應(yīng) 之 后的混合溶液 回流 到 前置池中， 供應(yīng) 硝態(tài)氮 開始 進(jìn)行 硝化作用 。 溶解氧 的 濃度 對 反硝化 作用 的 影響很大 ，一般來說 ， 厭氧池中的 溶解氧 濃度 必須控制在 。 在污水處理 過程里 ， 如果入水 的 pH 值太小 ， 就必須添加 堿 液 進(jìn)行 中和。 4） pH 和堿度對硝化的影響 pH 值的 大小對 硝化細(xì)菌 的生產(chǎn) 繁殖影響 較大 。 一般條件下 ， 一 克 的 氨氮轉(zhuǎn)變 成為硝酸鹽必須 有 氧氣 。 實驗論證 表明，硝化 反應(yīng) 的時間必須 按 照 硝化 速率 以及 必須 處理 的 氨氮來明確 ， 至少都是四個 小 時 ， 如果 要求獲得 更好 的 水處理效果就必須 提高 水力 停留時間 。 2）回流比與水力停留時間 綜合 考慮 反應(yīng)池 的 體積 、硝化 作用 、 反硝化 作用以及 脫氮率等 多個 影響 條件 ，回流比 較 傳統(tǒng) 的工藝大很多 ， 假如 回流比 過小 ， 曝氣池污泥濃度 降低無法實現(xiàn)較高的脫氮率，這樣 將 增加 曝氣池容積， 增加了投資成本 。 生物硝化 體系 的第四章 比選工藝方案論證 污泥齡 通常 情況下 都比較 長， 這是 由于 硝化細(xì)菌 的 生長 速率 很慢，世代 時間 久，假如 污泥齡 比較 短 ， 污泥體系 里 就不能 培育出 硝化細(xì)菌 ， 無法進(jìn)行 消化 作用 。 水 處理 工藝?yán)?常用的生物脫氮 方式 的主要 指標(biāo)以及 影響 條件 如下 ： 1） 污泥負(fù)荷和泥齡 生物 的 硝化作用通常都是 在 低負(fù)荷 條件 下 作用 ， F/M 一般控制 在 具體 反應(yīng)式如下 所示 ： NH4+＋ 2O2→NO 3+2H++H2O 硝化過程需要大量的氧。 主要有 兩類 自養(yǎng) 型細(xì)菌進(jìn)行硝化反應(yīng) ， 第一步 ， 亞硝化 細(xì)菌 將 氨氮轉(zhuǎn)化成為 亞 硝酸鹽 ， 之后 在 硝化桿菌 的反應(yīng)下， 亞 硝酸鹽 被 氧化 成為 硝酸鹽 ， 由于 硝化桿菌 的 生長速率 高于 亞硝化 細(xì)菌 的 生長速率 ， 因此 不會 產(chǎn)生亞硝酸 鹽的 富集 問題 。 隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮還原成氮?dú)鈴奈鬯幸莩觯穗A段稱為缺氧反硝化 [7]。 通常情況中，氨化反應(yīng)都是由 異養(yǎng) 型微生物作用 ，在 活性污泥法 里 ， 去除 BOD5 的時候 ， 有機(jī)氮進(jìn)行 氨化作用 轉(zhuǎn)化成為 氨氮 ， 進(jìn)行 氨化 作用的有機(jī)氮占據(jù) 總量的 95%％ 之上 。 生物脫氮的 理論依據(jù) 是： 在 好氧的 條件下，硝化 作用之后 ，把污水 里 的氮 轉(zhuǎn)變成為 硝酸鹽， 然后 在 厭氧的 條件下，反硝化 作用再把 硝酸鹽 轉(zhuǎn)換成為 氮 氣 ，排放到空氣中 。 城鎮(zhèn)污水流入到 污水廠 之后，經(jīng)過 厭氧、 好氧 等 多次 生 化反應(yīng) 之后，含碳 有機(jī) 物就會被 微生物 分解掉，上述 過程一般都是 在 好氧 的 條件下 完第四章 比選工藝方案論證 成 ， 最后 形成穩(wěn)定的 生成 物， 通常 用如下方程式 解釋 ： CxHyOz + (x + y4 z2 )O2 → xCO2 + y2 H2O +能量 普通 城市污水 廠 對 BOD 的去除率可以 達(dá)到 95％ 之上 ， 去了 了大量 的 含碳 有機(jī) 物。 在 城市 污水處理中，去除 的 主要污染有 C、 N、 P以及致病微生物 。 城市污水污染物去除的機(jī)理 在生活 污水 里 ， 漂浮物、懸浮物 以及 溶解性 物 質(zhì)占據(jù) 了 主要部分 ， 其中 ， COD、BOD 以及氮磷等都是 需要 被 去除的污染物 標(biāo)準(zhǔn) ， 出去污染物的方式 主要 有 物理法、生物法 以及 化學(xué)法 。 與此同時， 還要 充分嚴(yán)格 按照 西區(qū) 污水廠進(jìn)、出水 特征 ， 有 目的 性地 挑選 處理工藝 。 （ 2） 管理人員工作量 小 ， 操作形式 多樣， 同時 按照 進(jìn)水水質(zhì)的改變 及時 調(diào)整運(yùn)行模式 與 工作 參數(shù)， 充分 發(fā)掘 處理設(shè)施 以及 建筑物的工作 潛能 。其主要出水指標(biāo)如下[5]： BOD： ≤ 20mg/L COD： ≤ 60 mg/L SS： ≤ 20 mg/L TN： ≤ 20 mg/L NH3N ≤ 8 mg/L pH： 6～ 9 TP： ≤ 1 mg/L 糞大腸菌群 ： ≤ 104第四章 比選工藝方案論證 第四章 比選工藝方案論證 污水 工藝方案確定的原則 截至目 前 ，污水處理 專業(yè) 技術(shù)發(fā)展 十分迅速 、 種類 很多 ， 活性污泥法長期以來 都 是 在污水處理方式中 應(yīng)用十分 廣泛 的一類 ， 近些年 以來， 氧化溝法， A2/O法 以及 SBR 法 等 處理工藝也得到了廣泛 的 使用 ， 為了選擇最 適合本污水廠