【正文】 法，二次沉淀60906590活性污泥法初次沉淀，曝氣，二次沉淀70906595從上表可見(jiàn)，以二級(jí)污水處理廠采用活性污泥法工藝的處理效率最高，但常規(guī)二級(jí)污水處理工藝一般只能有效去除BOD、COD和SS，而氮和磷的去除是通過(guò)剩余污泥排放實(shí)現(xiàn)的，因此對(duì)氮和磷的去除是很有限的，一般氮的去除率約為10～20%，磷的去除約為12～19%，達(dá)不到對(duì)氮和磷去除率的要求，由于氮和磷過(guò)量排放，導(dǎo)致了受納水體的富營(yíng)養(yǎng)化。生物脫氮除磷技術(shù)由于具有同時(shí)脫除C、N、P且處理成本低等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。另外，還有通過(guò)對(duì)曝氣供氧的控制在空間和時(shí)間上形成厭氧與缺氧環(huán)境的氧化溝工藝和SBR工藝。 常用除磷脫氮工藝 A2/O工藝①A2/O工藝原理A2/O脫氮除磷工藝即厭氧－缺氧－好氧活性污泥法，是從Bardenpho生物脫氮工藝發(fā)展而來(lái)，增加了前置厭氧段，使聚磷菌在厭氧條件下進(jìn)行磷的釋放。由于在好氧池中有機(jī)物濃度很低，十分有利于自養(yǎng)型硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，具有較好的硝化效果。由于厭氧、缺氧和好氧三個(gè)區(qū)嚴(yán)格區(qū)分，有利于不同微生物的繁殖生長(zhǎng)。③A2/O工藝缺點(diǎn)A2/O工藝的脫氮能力是依靠回流比來(lái)保證的，為了達(dá)到較高的總氮去除率，就必須要有較高的污泥及混合液回流比(一般為3～4)。特別是在COD/TKN值較低時(shí)，提高回流比卻會(huì)使出水中的NO3N增加。但由于增設(shè)內(nèi)回流系統(tǒng)，增加了投資和運(yùn)行費(fèi)用，操作復(fù)雜，故一般僅適用于大型污水處理廠，A2/O法對(duì)小水量、小規(guī)模的污水處理廠不宜考慮。我國(guó)也于80年代中期開(kāi)始對(duì)SBR進(jìn)行研究，目前應(yīng)用已比較廣泛。經(jīng)典SBR反應(yīng)器的運(yùn)行過(guò)程為：進(jìn)水→曝氣→沉淀→潷水→待機(jī)。（1）流態(tài)理論　　由于SBR在時(shí)間上的不可逆性，根本不存在返混現(xiàn)象，所以屬于理想推流式反應(yīng)器。經(jīng)典的SBR反應(yīng)器在沉淀過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)水的擾動(dòng)，屬于理想沉淀狀態(tài)。（4）選擇性準(zhǔn)則1973年Chudoba等人提出了在活性污泥混合培養(yǎng)中的動(dòng)力學(xué)選擇性準(zhǔn)則，這個(gè)理論是基于不同種屬的微生物在Monod方程中的參數(shù)(KS、μmax)不同，并且不同基質(zhì)的生長(zhǎng)速度常數(shù)也不同。Chudoba認(rèn)為大多數(shù)絲狀菌的KS和μmax值比較低，而菌膠團(tuán)細(xì)菌的KS和μmax值比較高，這也解釋了完全混合曝氣池容易發(fā)生污泥膨脹的原因。因此，SBR系統(tǒng)具有防止污泥膨脹的功能。②SBR工藝優(yōu)點(diǎn)SBR反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)及機(jī)理一覽表優(yōu)　　 點(diǎn)機(jī) 　　理沉淀性能好理想沉淀理論有機(jī)物去除效率高理想推流狀態(tài)提高難降解廢水的處理效率生態(tài)環(huán)境多樣性抑制絲狀菌膨脹選擇性準(zhǔn)則可以除磷脫氮，不需要新增反應(yīng)器生態(tài)環(huán)境多樣性不需二沉池和污泥回流，工藝簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn)③SBR工藝缺點(diǎn)（1）連續(xù)進(jìn)水時(shí)，對(duì)于單一SBR反應(yīng)器需要較大的調(diào)節(jié)池。（3）無(wú)法達(dá)到大型污水處理項(xiàng)目之連續(xù)進(jìn)水、出水的要求。（5）污水提升水頭損失較大。由于SBR法是嚴(yán)格按時(shí)間順序運(yùn)行的，其所需裝備造價(jià)高，控制管理水平要求嚴(yán)格，否則污泥將隨出水流失，造成二次污染，此外SBR法，總?cè)莘e利用率低，一般小于50%，適用于較小污水量場(chǎng)合。硅藻土經(jīng)過(guò)特殊工藝提取變成硅藻精土，除去了與其共生的粘土、石英砂、礦物碎屑等雜質(zhì)，硅藻含量在92％以上，非晶體活性二氧化硅在80％以上，～、比表面為50～60m2/g、～、孔半徑為200～600μm、粒徑小于37μm。硅藻殼體的電鏡照片如圖: 圖31 立體小環(huán)藻硅藻精土處理劑由不導(dǎo)電非晶體二氧化硅的硅藻殼體和超導(dǎo)的硅藻納米微孔組成，使硅藻表面形成不平衡電位。硅藻60m2/g的比表面積，具有較強(qiáng)的吸附力，把超細(xì)微粒物質(zhì)吸附到硅藻表面，瞬間下沉與水體分離。另外，硅藻具有自身脫水的功能，經(jīng)脫水設(shè)備脫水，沉渣成餅狀裝袋，可再生利用。第一類(lèi)為懸浮物SS，第二類(lèi)為有機(jī)污染物COD及BOD5，第三類(lèi)為無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽N和P。污水處理廠中懸浮物的濃度不僅僅只涉及到出水的SS指標(biāo)，而且出水的BODCOD等指標(biāo)也與其有關(guān)，這是因?yàn)榻M成出水懸浮物主要是活性污泥絮體，所以控制污水處理廠出水的SS指標(biāo)是最基本的，也是很重要的環(huán)節(jié)。常用的措施有選用適當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用較小的二次沉淀表面負(fù)荷、采用較低的出水堰負(fù)荷、充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)作用等。②BOD的去除污水中BOD的去除主要是靠吸附與代謝作用，然后對(duì)吸附代謝物進(jìn)行泥水分離來(lái)完成。但是這種吸附作用僅對(duì)污水中懸浮物和膠體起作用，對(duì)溶解性有機(jī)物不起作用。微生物的好氧代謝作用對(duì)污水中溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)。③COD的去除污水中COD去除的原理與BOD5基本相同，但COD的去除率與城市污水的組成有關(guān)。而成分主要以工業(yè)廢水為主的城市污水，其BOD5／COD比值較小，其污水的可生化性較差，此類(lèi)污水是硅藻精土污水處理工藝最擅長(zhǎng)處理的污水。對(duì)這種情況，如選擇的處理工藝是傳統(tǒng)的生化法工藝要達(dá)到90%以上，甚至在95%以上的去除率就難于做得到的。N的去除首先，污水中有機(jī)氮在好氧的條件下轉(zhuǎn)化成氨氮，而后在硝化菌作用下轉(zhuǎn)變成硝酸鹽氮，這個(gè)階段稱(chēng)為好氧硝化。氨化菌2HNO3+4H+——→2HNO2+2H2O2HNO2+4H+——→2HNO +2H2O2HNO+2H+——→N2+2H2O整個(gè)生物脫氮過(guò)程就是氮的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)能量從有機(jī)物中獲取。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，也就是要求系統(tǒng)必須維持在較低的污泥負(fù)荷條件下運(yùn)行，以便使系統(tǒng)的泥齡大于維持硝化所需最小泥齡。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。需要控制足夠的污泥齡與進(jìn)水的碳氮化，還有進(jìn)入生物處理池中的COD濃度、TKN／COD比值。使出水水質(zhì)達(dá)到很低的含氮量。使氨氮出水指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到1mg/L以下。采用硅藻精土處理劑處理工業(yè)和生活污水，處理后的出水總磷含量大大低于國(guó)標(biāo)一級(jí)A的要求。 硅藻精土處理污水工藝與其他工藝比較A2/O、SBR、硅藻精土處理三種污水處理工藝比較表 項(xiàng)目A2/O工藝SBR工藝硅藻精土處理工藝較工藝效果出水水質(zhì)不穩(wěn)定不穩(wěn)定特別穩(wěn)定污泥膨脹需加生物選擇器需加生物選擇器無(wú)沖擊負(fù)荷影響承受沖擊負(fù)荷能力較弱承受沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)承受沖擊負(fù)荷能力很強(qiáng)溫度變化影響受低溫影響較大受低溫影響較大受低溫影響較小運(yùn)行管理自動(dòng)化程度連續(xù)過(guò)水,可實(shí)現(xiàn)供氧量和回流比的自動(dòng)調(diào)節(jié)序批式反應(yīng),可實(shí)現(xiàn)供氧量和回流自動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)化程度高日常維護(hù)廠區(qū)大,設(shè)備分散維護(hù)巡視量大設(shè)備較多,易堵,維護(hù)量大設(shè)備簡(jiǎn)單，維修容易大修影響周期長(zhǎng)，需重新馴化培養(yǎng)生化分別修理影響一般修理時(shí)間短、影響較小未來(lái)擴(kuò)建增加處理量非模塊化結(jié)構(gòu),構(gòu)筑物均需增加,所需占地和土建工程量大,工期長(zhǎng)SBR為模塊結(jié)構(gòu),擴(kuò)建相對(duì)容易,但占地和土建工程量大,工期較長(zhǎng)全部模塊化結(jié)構(gòu),擴(kuò)建非常容易,所需占地和土建工程量小,工期短環(huán)境影響臭氣問(wèn)題敞開(kāi)式,臭味對(duì)周?chē)h(huán)境影響很大部分敞開(kāi)式,臭味對(duì)周?chē)h(huán)境影響較大對(duì)周?chē)h(huán)境無(wú)影響噪音問(wèn)題曝氣量大,風(fēng)機(jī)大對(duì)周?chē)h(huán)境影響很大曝氣量大,風(fēng)機(jī)大對(duì)周?chē)h(huán)境影響很大設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)周?chē)h(huán)境影響較小外觀環(huán)境占地大,視覺(jué)和景觀效果不好占地較大,視覺(jué)和景觀效果一般可作成園林式景觀工程傳統(tǒng)生化工藝與硅藻精土處理工藝經(jīng)濟(jì)比較表(10000m3/d)項(xiàng)目傳統(tǒng)生化工藝硅藻精土處理工藝投資費(fèi)用土建工程較大較小征地費(fèi)占地較大，費(fèi)用較高費(fèi)用較小總投資1200萬(wàn)元/萬(wàn)噸1000萬(wàn)元/萬(wàn)噸運(yùn)行費(fèi)用用電量～總運(yùn)行成本(小型污水廠)(中型污水廠)(小型污水廠)人員編制307綜合比較分析表 (以10000m3/d)方法占地面積基建投資(萬(wàn)元)單位處理成本(元/m3)優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)生物化學(xué)法10畝1400污水處理適應(yīng)強(qiáng),TN、TP、BOD去除率高有成熟可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn).投資大，占地多，工藝流程復(fù)雜，操作復(fù)雜，溫度控制要求高，污泥處置困難,色素和COD去除率低。投藥量大，混凝速度慢，處理成本高，有腐蝕性，污泥處置困難，造成二次污染，對(duì)有機(jī)物和氮去除效果差。除磷脫氮效果好。對(duì)有些工業(yè)污水還須經(jīng)有針對(duì)性試驗(yàn)從以上三表的比較情況，可以看出幾種工藝均能達(dá)到處理要求,但傳統(tǒng)工藝在污泥沉降性能和對(duì)磷的去除效率以及管理等方面的工藝特性弱于硅藻精土處理工藝，同時(shí)存在設(shè)備復(fù)雜、維修量大、管理運(yùn)行水平要求高等缺點(diǎn)。從流程簡(jiǎn)潔、占地面積小、適應(yīng)性強(qiáng)、去除率高、能耗少、沉渣能回收再利用、無(wú)二次污染、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等方面來(lái)考慮，硅藻精土處理輔以硅藻生化處理技術(shù)均優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。可以小到日處理幾十立方米，也可以大到日處理百萬(wàn)立方米（與其它技術(shù)一樣，用若干個(gè)單體組合）。該工藝可以日處理1～100萬(wàn)噸規(guī)模的城市生活污水，也可以分散處理，這就可以省卻部分管道鋪設(shè)的費(fèi)用。②投資省、占地面積小由于采用硅藻精土處理技術(shù)，水力停留時(shí)間就大大縮短，從而使構(gòu)筑物減少，投資節(jié)省、占地面積小。而傳統(tǒng)工藝至少總占地面積5畝以上。而傳統(tǒng)工藝運(yùn)行費(fèi)用（不包括污泥處置費(fèi)），該工藝運(yùn)行費(fèi)用僅是傳統(tǒng)工藝的60%。從經(jīng)濟(jì)上說(shuō)，同時(shí)也降低了管理費(fèi)用。 污水處理工藝的確定 處理工藝分析如何根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)、出水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)要求，選用技術(shù)先進(jìn)成熟、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)妥可靠、高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理的污水處理工藝，是工程可行性研究的重要工作。A2/O、SBR、硅藻精土水處理三種污水處理工藝的比較表項(xiàng)目A2/O工藝SBR工藝硅藻精土處理工藝投資費(fèi)用土建工程投資最大投資較大投資較小設(shè)備及儀表投資一般投資一般投資較小征地費(fèi)占地最大占地稍小最小總投資最大較大最小運(yùn)行費(fèi)用污泥回流100%～150%曝氣量大大較小出水的消毒消耗較大消耗較大消耗較小總運(yùn)行成本最高較高較低工藝效果產(chǎn)泥量產(chǎn)泥量一般，污泥相對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)泥量與A2/O工藝差不多，污泥相對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)泥量相對(duì)于活性污泥法稍大，但污泥含水率較低。針對(duì)某市工業(yè)園的污水水質(zhì)特性，本工程擬采用硅藻精土處理輔以硅藻生化處理技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行處理，以達(dá)到各種污染物的最佳綜合去除效果。所以本可研報(bào)告下面對(duì)A2/O和硅藻精土處理輔以硅藻生化處理技術(shù)兩種方案進(jìn)行深入的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較,從中選出最佳的污水處理方案。機(jī)電設(shè)備多，維護(hù)復(fù)雜，自動(dòng)化控制程度高，但操作管理比較復(fù)雜，尤其是CASS池循環(huán)操作對(duì)運(yùn)行條件要求較高。有成熟可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)、規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。污泥可回收再利用。污泥處置難，容易產(chǎn)生二次污染。占地面積大，池體容積大，利用率低，工程總投資高。電耗較小，操作性較復(fù)雜，整個(gè)運(yùn)行費(fèi)用比硅藻精土處理輔以硅藻生化處理技術(shù)費(fèi)用高。傳統(tǒng)的SBR（包括循環(huán)曝氣法CAST），雖然構(gòu)筑物少，水頭損失小，但容積利用率僅50％，本次設(shè)計(jì)也不予推薦。該工藝作為專(zhuān)利技術(shù)，已有一系列的工程實(shí)例。本報(bào)告對(duì)各方案進(jìn)行比選，擇優(yōu)選用國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)“硅藻精土處理劑及用硅藻精土處理劑處理污水的方法”(專(zhuān)利號(hào)：)的城市污水處理新工藝、新技術(shù)。污泥處理的目的就是：，使污泥穩(wěn)定化；，降低污泥后續(xù)處置費(fèi)用；；，化害為利；，盡量避免磷的二次污染。污水處理過(guò)程中，粗、細(xì)格柵柵渣及沉砂池沉砂均為無(wú)機(jī)物質(zhì)，性質(zhì)穩(wěn)定，硅藻精土處理技術(shù)形成的污泥性質(zhì)穩(wěn)定，可不進(jìn)行消化即可直接進(jìn)行脫水。生物法除磷主要是通過(guò)剩余污泥的排放,最終從系統(tǒng)中除磷。同時(shí)污泥厭氧可能發(fā)酵上浮，脫水性能降低，給管理、操作帶來(lái)不便。采用機(jī)械脫水。因此，本設(shè)計(jì)采用一體化靜電分離脫水機(jī)。脫水后的泥餅裝袋。焚燒技術(shù)雖然具有處理迅速，減容多（7090%），無(wú)害化程度高，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但一次性投資巨大，操作管理復(fù)雜，且能耗高，運(yùn)行費(fèi)用高，不太適應(yīng)我國(guó)目前的國(guó)情。有利于污泥農(nóng)用，是適合我國(guó)國(guó)情的污泥穩(wěn)定處理工藝。與生活垃圾、雜草等混合厭氧堆肥，經(jīng)無(wú)害化穩(wěn)定后，用作農(nóng)肥。 沉渣回收再利用用硅藻精土作處理劑處理污水后所獲得的沉渣均可以回收再利用。承辦水處理工程的公司是選礦為主的公司，既然能把超低品位原土提純?yōu)榫?，就能把沉渣中的硅藻土再精選富集為精土是無(wú)需懷疑的，而重新提純的精土可以再次用于污水處理。其二是用鍛燒風(fēng)選，此方法已做了試驗(yàn)，沉渣在750℃高溫下用推板窯，立窯或回轉(zhuǎn)窯鍛燒，在窯內(nèi)鍛燒時(shí)有機(jī)質(zhì)揮發(fā)，粘土質(zhì)被燒結(jié)，而硅藻溶點(diǎn)是1200℃保持完整狀態(tài),然后用旋風(fēng)式風(fēng)選機(jī)( 三級(jí)旋風(fēng)頭)分選，被燒結(jié)的粘土和粗粒晶體礦物被分選出去，而硅藻以它特殊結(jié)構(gòu)被第二級(jí)收集，第三級(jí)是粉層回收作填料，獲得富集的硅藻再改性為處理劑。根據(jù)某市建設(shè)、經(jīng)濟(jì)和污水量的發(fā)展情況，硅藻精土處理劑輔以硅藻生化處理工藝模塊式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)，單體設(shè)計(jì)單元規(guī)模為1萬(wàn)m3/d，共四各單體，這樣利于今后改造和擴(kuò)建，因此，我們?cè)诳傮w布局和工藝設(shè)計(jì)上進(jìn)行了詳細(xì)的研究，提出了以下的建設(shè)思路，以做到總體布局科學(xué)、合理和近、遠(yuǎn)期規(guī)模兼容、實(shí)用。（2）在總體平面和高程布局中，預(yù)留尾水深度處理用地和高程。 工藝設(shè)計(jì)原則：（1）預(yù)處理、后處理及輔助處理部分（污水提升泵房、格柵間、鼓風(fēng)機(jī)房、加藥間、脫水間等），土建、設(shè)備均按4萬(wàn)m3/d規(guī)模建設(shè)、安裝實(shí)施。（3）在工藝流程設(shè)計(jì)中，預(yù)留尾水深度處理部分，以便日后對(duì)出水水質(zhì)的靈活控制。（2）考慮近、遠(yuǎn)期結(jié)合，便于分期建設(shè)，并使近期工程相對(duì)完整。（4）廠區(qū)綠化面積不小于30%，總平面布置滿足消防要求。廠區(qū)平面布置除遵循上述原則外，還應(yīng)根據(jù)區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向，進(jìn)水方向、排水方向，工藝流程特點(diǎn)及廠區(qū)地形、地質(zhì)條件等因素進(jìn)行布置，