【正文】 的廠址應(yīng)該根據(jù)城市建設(shè)的總體規(guī)劃，結(jié)合城市地形，排入水體，城市排水設(shè)施狀況等條件，對城市排水系統(tǒng)包括污水處理廠的廠址作出多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，選擇最佳方案。1. 集中與分散因為建設(shè)集中處理的大型污水處理廠比建設(shè)小型的污水處理廠，具有基建投資少，運(yùn)行費(fèi)用低,管理方便等優(yōu)點(diǎn)，所以當(dāng)城市條件允許，同時排水系統(tǒng)和污水處理廠可以分期實施的情況下，應(yīng)該首先考慮集中處理的原則。3. 排水與水源城市污水處理廠應(yīng)建設(shè)在城市河流的下游，以保護(hù)地面水源。4. 排放與利用污水處理廠處理后出水應(yīng)該考慮用于農(nóng)業(yè)灌溉和市政與工業(yè)回用，所以污水廠應(yīng)該盡量靠近農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)和工業(yè)區(qū)。當(dāng)污水處理廠的廠址有多種方案可供選擇時，應(yīng)從管道系統(tǒng)、泵站、污水處理廠各處理單元考慮，進(jìn)行綜合的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較與最優(yōu)化分析，并通過有關(guān)專家的反復(fù)論證后再行確定。污水處理廠尾水排放性質(zhì)何水體，一方面須考慮排放水體是否有足夠的環(huán)境容量，使尾水對水域的影響小，這是決定因素；另一方面須考慮工程經(jīng)濟(jì)，使得工程造價較低，經(jīng)過環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的綜合比較方能確定。無論排入夾河還是長江，尾水排入水體后對環(huán)境的影響都是很小的。選擇合適的污水處理工藝，不僅可以降低工程投資，還有利于污水處理廠的運(yùn)行管理以及污水處理廠的常年運(yùn)行費(fèi)用，保證出廠污水水質(zhì)。下面降對各種工藝的特點(diǎn)進(jìn)行論述，以便選擇切實可行的方案。 常規(guī)二級處理工藝根據(jù)我國現(xiàn)行《室外排水設(shè)計規(guī)范》, 污水處理廠的處理效率 處理程度處理方法主要工藝處理效率(％)SSBOD5一級沉淀法沉淀40552030二級生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60906590活性污泥法初次沉淀、曝氣、二次沉淀70906595 ，二級活性污泥法的處理效率最高，但常規(guī)二級處理工藝僅能有效地去除BODCOD和SS，而對氮去除率僅為1020％，磷去除率為1219％，達(dá)不到本工程對氮和磷去除率的要求。在常規(guī)二級活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除的。污水中的無機(jī)顆粒和大直徑的有機(jī)顆?？孔匀怀恋碜饔镁涂扇コ≈睆降挠袡C(jī)顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ≈睆降臒o機(jī)顆粒則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡(luò)作用，與活性污泥絮體同時沉淀被去除。這是因為組成出水懸浮物的主體是活性污泥絮體，其本身的有機(jī)成分就很高，因此，較高的出水懸浮物含量會使得出水的BODCOD、氮、磷均增加。為了降低出水中的懸浮物濃度，應(yīng)在工程中采取適當(dāng)?shù)拇胧绮捎眠m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池表面負(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。(2) BOD5的去除污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代謝作用，然后對污泥與水進(jìn)行分離來完成的。在這種合成代謝和分解代謝的過程中，溶解性有機(jī)物（如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)不被利用。由此可見，微生物的好氧代謝作用對污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)地物質(zhì)，因此，可以是處理后污水中的殘余BOD5濃度很低。(3) COD的去除污水中COD去除的原理與BOD5基本相同。對于那些主要以生活污水及其成分與生活污水詳盡的工業(yè)廢水組成的城市污水，這種城市污水的BOD5/，其污水的可生化性較好，出水COD值可以控制在較低的水平。建鄴區(qū)污水處理廠進(jìn)水BOD5/，污水的可生化性較好，采用二級處理工藝完全能使出水COD≤60mg/L。 污水脫氮除磷工藝1. 污水脫氮污水脫氮方法主要有生物脫氮和物理化學(xué)脫氮兩大類。國外從六十年代開始對污水脫氮的方法進(jìn)行了大量的研究，結(jié)果認(rèn)為物理化學(xué)法脫但從經(jīng)濟(jì)、管理等方面均不適宜在大中型污水處理廠中使用，因此，本工程仍以生物脫氮法為主。對于城市污水一般采用生物除磷為主，必要時輔以化學(xué)除磷，以確保出水的磷濃度在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。固液分離可單獨(dú)進(jìn)行，也可與初沉污泥和二沉污泥的排泥相接和。前置沉淀的藥劑投加點(diǎn)是初沉池前，形成的沉淀物與初沉污泥一起排除；同步沉淀的藥劑投加點(diǎn)設(shè)在曝氣池中、曝氣池出水處或在二沉池的進(jìn)水處，形成的沉淀物與剩余污泥一起排除；后置沉淀的藥劑投加點(diǎn)設(shè)在二沉池之后的混合池中，形成的沉淀物通過另投的固液分離裝置進(jìn)行分離。鐵鹽和鋁鹽均能與磷酸根離子作用生成難溶性的沉淀物，通過去除這些難溶性沉淀物去除水中的磷。對特定的污水，金屬鹽投加量需通過實驗確定，隨進(jìn)水TP濃度和期望的除磷率不同，相應(yīng)的投加量也不同。在初沉池投加化學(xué)藥劑，除沉池產(chǎn)泥量將增加50100%，如設(shè)后續(xù)生物處理，則全廠污泥量增加6070%；在二沉池投藥，活性污泥量增加3545%，全廠污泥量增加1025%。采用化學(xué)除磷時還應(yīng)考慮污泥處理與處置的費(fèi)用。因此，城市污水廠一般推薦采用。我國從二十世紀(jì)八十年代開始研究生物脫氮除磷技術(shù)，隨后逐步實現(xiàn)污水處理設(shè)備國產(chǎn)化配套。1. 生物脫氮基本原理污水中的有機(jī)氮、蛋白氮等在好氧條件下首先被氨化菌轉(zhuǎn)化為氨氮，而后在硝化。在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源 。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進(jìn)行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用順利進(jìn)行。A2/O系統(tǒng)設(shè)計中需要控制的幾個主要參數(shù)就是要有足夠的污泥齡和進(jìn)水的碳氮比。當(dāng)這些聚磷菌進(jìn)入好氧條件時就會降解體內(nèi)儲存的PHB產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和吸收磷，形成含磷量高的污泥，隨剩余污泥一起排除系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷的目的。同時，希望含磷污泥盡快排出系統(tǒng)，以免污泥中的磷又返回到液體中。根據(jù)武穴市污水處理廠的設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)和要求達(dá)到的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，本工程最合適的處理工藝是生物脫氮除磷工藝，在滿足生物脫氮除磷要求的前提下，BODCOD和SS的去除都可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。從理論上講，BOD5/N，實際運(yùn)行資料表明，BOD5/N3時才能使反硝化正常運(yùn)行。對于生物除磷工藝，要求BOD5/P30，且BOD5/N3。因此，本工程采用生物脫氮除磷工是可行的。因為在設(shè)有初沉池的情況下，其比值會有所變化。德國排水規(guī)范（ATV A131）中給出了不同停留時間的沉淀池對污染物的去除率。 初沉池出水BOD5/N和BOD5/P值　　　　　停留時間（h） BOD5/NBOD5/P363329，可以發(fā)現(xiàn)，對于不同停留時間的初沉池，其出水BOD5/N和BOD5/P值均有下降，除沉池停留時間越長，比值下降越多。因此，本工程布設(shè)初次沉淀池。 污水生物脫氮除磷工藝目前，用于城市污水處理具有一定脫氮除磷效果的污水處理工藝可以分為兩大類：第一類為按空間進(jìn)行分割的連續(xù)流活性污泥法；第二類為按時間進(jìn)行分割的間歇式活性污泥法。目前，較為成熟的工藝有：A2/O法、氧化溝法等。傳統(tǒng)A2/O法即厭氧——缺氧——好氧活性污泥法。.　A2/O法流程簡圖該工藝在系統(tǒng)上是最簡單的同步除磷脫氮工藝，總水力停留時間小與其它同類工藝，在厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行的條件下可抑制絲狀菌繁殖，克服污泥膨脹，SVI值一般小于100，有利于處理后污水與污泥的分離，運(yùn)行中在厭氧和缺氧段內(nèi)只需輕微攪拌，運(yùn)行費(fèi)用低。目前，該法在國內(nèi)外使用較為廣泛。脫氮和除磷對外部環(huán)境條件的要求是相互矛盾的，脫氮要求有機(jī)負(fù)荷低，污泥齡較長，而除磷要求有機(jī)負(fù)荷較高，污泥齡較短，往往很難權(quán)衡。此外，還有取消混合液回流的A2/O工藝和倒置型A2/O工藝等改良型，但都處于試驗研究階段。氧化溝污水處理工藝是在20世紀(jì)50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的。由于其出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)在國內(nèi)外廣泛的應(yīng)用于生活污水和工業(yè)污水的治理[1]。這些氧化溝由于在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上存在差異，因此各具特點(diǎn)。 氧化溝流程簡圖Carrousel氧化溝系多溝竄聯(lián)系統(tǒng)，在溝體內(nèi)存在缺氧區(qū)和好氧區(qū)，但是缺氧區(qū)要求的充足的碳源和缺氧條件不能很好地滿足，因此，脫氮效果不是很好。Carrousel 2000系統(tǒng)在普通Carrousel氧化溝前增加了一個厭氧區(qū)和絕氧區(qū)（又稱前反硝化區(qū)）。同時，厭氧區(qū)中的兼性細(xì)菌將可溶性BOD轉(zhuǎn)化成VFA，聚磷菌獲得VFA將其同化成PHB，所需能量來源于聚磷的水解并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。絕氧區(qū)后接普通Carrousel氧化溝系統(tǒng)，進(jìn)一步完成去除BOD、脫氮和除磷。這樣，在Carrousel 2000系統(tǒng)內(nèi)，較好的同時完成了去除BOD、COD和脫氮除磷。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點(diǎn)，又有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn)，溝內(nèi)存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等，近年來配合使用的還有水下推動器。氧化溝池型具有獨(dú)特指出，兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液回流系統(tǒng)，但氧化溝采用機(jī)械表面曝氣，水深不宜過大，充氧動力效率較低，能耗較高，占地面積較大。由于從內(nèi)溝（好氧區(qū)）到中溝（缺氧區(qū)）之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效率較差。D型氧化溝為雙溝交替工作式氧化溝，由池容完全相同的兩個氧化溝組成，兩溝串聯(lián)運(yùn)行，交替地作為曝氣池和沉淀池，不單獨(dú)設(shè)二沉池。該溝設(shè)有獨(dú)立的二沉池和回流污泥系統(tǒng)，兩溝交替進(jìn)行消化和反硝化。T型三溝式氧化溝集缺氧、好氧和沉淀于一體，兩條邊溝交替進(jìn)行反應(yīng)和沉淀，無需單獨(dú)的二沉池和污泥回流，流程簡潔，具有生物脫氮功能。而且，由于交替運(yùn)行，總的容積利用率低，約為55％，設(shè)備總數(shù)量多，利用率低。(1) 傳統(tǒng)SBR法序批式活性污泥法（SBR—Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英國學(xué)者Ardern和Locket發(fā)明了的水處理工藝。SBR法污水處理反應(yīng)是在同一容器中進(jìn)行。這種方法與以空間進(jìn)行分割的連續(xù)流系統(tǒng)有所不同，它不需要回流污泥，也無專門的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，而是在同一容器中，分時段進(jìn)行攪拌、曝氣、沉淀，形成厭氧、缺氧、好氧過程。 由于SBR在運(yùn)行過程中，各階段的運(yùn)行時間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運(yùn)行功能要求等靈活變化。因此，SBR工藝發(fā)展速度極快，并衍生出許多種新型SBR處理工藝。與傳統(tǒng)SBR法不同之處在于通過設(shè)置多座池子，盡管單座池子為間歇操作運(yùn)行，但使整個過程達(dá)到連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水。ICEAS法雖有它的優(yōu)點(diǎn)，可在一組池中完成脫氮、去除BOD5全過程，但每座池子都須安裝曝氣設(shè)備、沉淀的潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水，水頭損失大，設(shè)備的閑置率較高、利用率低，設(shè)備投資大要求自動化程度相當(dāng)高。由三個矩形池組成，三個池水力相通，每個池內(nèi)均設(shè)有供氧設(shè)備，在外邊兩側(cè)矩形池設(shè)有固定出水堰和剩余污泥排放口。三個池交替地在缺氧、好氧和沉淀的狀態(tài)下工作，通過自控程序，控制曝氣器運(yùn)轉(zhuǎn)和改變進(jìn)水點(diǎn)可使池中發(fā)生消化和反硝化作用，在去除BODSS的同時，達(dá)到生物脫氮的目的。但由于無專門的厭氧區(qū)，因此，生物除磷效果差。 污水處理廠工藝選擇的方案比較從上述各種工藝優(yōu)缺點(diǎn)的定性分析來看，污水脫氮除磷工藝有多種，結(jié)合本工程規(guī)模不是很大、進(jìn)水濃度較低、大部分為生活污水、管理水平有限的具體情況，初步選用運(yùn)行管理經(jīng)驗成熟，相對投資及運(yùn)行成本較低，適合本工程的改良型氧化溝（即Carrousel 2000型氧化溝前加厭氧池）和A2/O工藝作為比較方案，進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從而推薦一個更適合本工程的最佳方案。至今世界上已有850多座Carrousel和Carrousel 2000系統(tǒng)正在運(yùn)行，實踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。每座氧化溝中配有表曝機(jī)實現(xiàn)溝內(nèi)水體的推流、混合和充氧。Ⅰ在沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件下，兼性細(xì)菌將溶解性BOD轉(zhuǎn)化成低分子發(fā)酵產(chǎn)物，生物聚磷菌將優(yōu)先吸附這些低分子發(fā)酵產(chǎn)物，并將其運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)、同化成胞內(nèi)碳源存貯物，所需能量來源于聚磷的水解以及細(xì)胞內(nèi)糖的水解，并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。Ⅱ泥水混合液由厭氧區(qū)Ⅰ進(jìn)入缺氧區(qū)Ⅱ，一部分聚磷菌利用后續(xù)工藝的混合液(內(nèi)回流帶來的)中硝酸鹽作為最終電子受體以分解細(xì)胞內(nèi)的PHB(聚β羥基丁酸)，產(chǎn)生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同時反硝化菌利用內(nèi)回流帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解的有機(jī)物進(jìn)行反硝化，達(dá)到部分脫碳與脫硝、除磷的目的。Ⅲ氧化溝兼有推流型和完全混合型反應(yīng)池兩者的特性，完成一次循環(huán)所需時間約為5～20 min，而總的停留時間卻很長。在氧化溝好氧區(qū)聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有機(jī)物外，主要是分解體內(nèi)貯積的PHB，產(chǎn)生的能量可供自身生長繁殖，此外還可主動吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)超量貯積。 方案二A2/O工藝A2/O的工藝原理：首段厭氧池，流入原污水及同步進(jìn)入的從二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能為釋放磷，使污水中P的濃度升高，溶解性有機(jī)物被微生物細(xì)胞吸收而使污水中BOD濃度下降；另外，NH3—N因細(xì)胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3—N濃度下降，但NO3；—N含量沒有變化。在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降；有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，使NH3—N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3—N的濃度增加，P隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速度下降。厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。(2)在同時脫氧除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝。(4)污泥中磷含量高，一般為2．5％以上。 A2/O法工藝流程圖 方案比較兩個方案各有特點(diǎn)，現(xiàn)對主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行比較分析：（1）處理效果和工藝流程兩個方案均有較好的生物處理效果，均能達(dá)到本工程要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。（2）運(yùn)行管理與維護(hù)檢修兩個方案主要設(shè)備均能國內(nèi)生產(chǎn)，氧化溝方案運(yùn)行可靠，管理簡單且有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗，維護(hù)費(fèi)用底；A2/O方案采用鼓風(fēng)曝氣設(shè)備，維護(hù)費(fèi)用較高，國內(nèi)也有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗。（4）占地面積A2/O方案生物池和二沉池合建，較為節(jié)省用地，氧化溝生物池和二沉池分建，占地較大。氧化溝雖然回流比較大，但能充分利用氧化溝的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以較底的能耗實現(xiàn)回流，能耗較低。