【正文】 的工藝比選范圍限定為國內(nèi)常用工藝。傳統(tǒng)普曝法、分段進水法、吸附再生法屬于中等負荷的污水處理工藝，出水水質(zhì)穩(wěn)定且較好，運行管理比較簡單，但由于污泥不穩(wěn)定，需要增加設施進行穩(wěn)定化處理，增加了基建投資(1000元/立方米2000元/立方米)和運行管理環(huán)節(jié)；另外，對污水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的去除率低，難以解決日益嚴重的水體富營養(yǎng)化問題，而國內(nèi)環(huán)保部門已經(jīng)提出污水處理項目必須要有脫氮除磷功能，山東省在正式發(fā)布的文件中明確規(guī)定，對今后沒有脫氮除磷工藝的污水處理項目將不予批準，對現(xiàn)狀沒有脫氮除磷的項目必須改造。AB法采取了兩次生化處理，是針對高濃度城市污水處理而設計，工藝單元構成較復雜，產(chǎn)生的污泥也不穩(wěn)定，需要污泥處置設施對其進行穩(wěn)定化處理和處置，管理環(huán)節(jié)多，建設投資比較大(1500元/立方米2000元/立方米)，污水處理單位成本也高()，適用于水質(zhì)特殊的大型城市污水處理工程。由于負荷低、一般不再設置初沉池，而二沉池也往往和曝氣池組合為一；由于泥齡長、污泥較為穩(wěn)定，一般可以不再作穩(wěn)定化處理而直接處置或者應用，省去了污泥穩(wěn)定化設施，大大簡化了工藝構成，運行管理非常簡便。因此國內(nèi)外近幾年較多地采用百樂克(BIOLAK)法和AAO法；二是負荷變化范圍寬，在需要的時候也可以按中等負荷運行，適合規(guī)模較小，技術力量較薄弱的中小城市的城市污水處理。 方案一：三溝式氧化溝 三溝式氧化溝是氧化溝的一種形式，其反應池集曝氣沉淀于一體，兩邊側溝交替地用作曝氣池和沉淀池，可以完成有機物的降解和硝化反硝化過程，取得良好的水處理效果。在山東棗莊、黃島、莒縣等城市均有應用，因此我們選擇了三溝式氧化溝作為一個備選方案。 近年來，實際運行經(jīng)驗證明，其處理效果好而且穩(wěn)定，不僅對一般污染物質(zhì)有較高的去除效果，而且因為氧化溝中還能進行充分的硝化作用和缺氧區(qū)的反硝化作用，所以有較好的除氮效果，氧化溝可取得比傳統(tǒng)活性污泥法更高質(zhì)量的出水，而且出水效果穩(wěn)定。 特殊的水力設計，使得反應器具備了很強的稀釋﹑緩沖能力，能夠承受較大的水量﹑水質(zhì)沖擊負荷。 氧化溝工藝近年來發(fā)展很快，在我國的中、小型污水處理工程中得到了廣泛的應用，在省內(nèi)污水處理廠中應用氧化溝技術的比例最大，積累了大量的實踐經(jīng)驗。其污水污泥處理流程見圖61。該工藝的主要特點是反應器由多組構成，在每一個反應器中獨立完成生化反應和沉淀分離兩種作用，污水分批得到處理。ICEAS工藝的主要優(yōu)點在于：反應器內(nèi)的反應狀態(tài)易于控制，運行方式較為靈活，可以利用時間和空間來雙向調(diào)整運行工況及運行參數(shù)，實行多種工藝目標選擇。 在反應區(qū)內(nèi)，依次進行曝氣、攪拌、沉淀、潷水、排泥等過程，并周期循環(huán)。 理想靜沉，泥水分離效果好，出水水質(zhì)較好。沉淀時接近理想靜沉狀態(tài)，泥水分離效果好，因此可以保證較好的出水效果。目前山東棗莊薛城區(qū)采用此種工藝。其污水、污泥處理工藝流程見圖62。在缺氧段(A段)，回流污泥中反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量硝態(tài)氮(NOx—N)還原為N2，而達到脫氮目的。在好氧池中(O段)，有機物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3N的濃度增加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速率下降。脫氮的前提是好氧池完成NH3N硝化這一功能。 百樂克(BIOLAK)工藝的特點： 1) 低活性污泥負荷工藝：污水的生物處理采用延時曝氣工藝可不設初沉池，耐沖擊負荷能力強，剩余污泥量少，不需消化處理。 3) 高效的曝氣系統(tǒng)：曝氣裝置為微孔曝氣，曝氣設備采用懸鏈式曝氣裝置，曝氣器由浮管牽引，懸掛在池中，曝氣器與布氣管間用軟管連接，通氣時，曝氣器由于受力不均在水中產(chǎn)生運動。與傳統(tǒng)曝氣裝置相比，此種曝氣系統(tǒng)有以下優(yōu)點： 該曝氣裝置在水中的運動使池中不存在氧的過飽和區(qū)域，氧的利用率高。 懸鏈式曝氣器產(chǎn)生的微氣泡在水中的運動距離長，停留時間長，使氧的利用率明顯提高，相應的能耗得以降低。 同時 隔墻上均勻設置多個穿墻孔，污水以極低的流速進入澄清區(qū)，相近于靜止沉淀，沉淀效果好。圖63 百樂克(BIOLAK)工藝污水污泥處理流程圖 工藝方案比較與推薦方案的確定 工藝方案比較表61 污水廠工藝方案技術比較表方案項目氧化溝方案(方案一)ICEAS方案(方案二)百樂克(BIOLAK)方案(方案三)出水水質(zhì)泥齡長，除磷脫氮效果好，滿足水質(zhì)要求同左同左占地面積稍大較小最小設備及能耗轉(zhuǎn)碟曝氣效率一般，供氧量調(diào)節(jié)靈活，混合效果好，但曝氣效率即充氧能力較低，能耗相對稍大微孔曝氣效率較高，混合效果好，曝氣頭易堵塞，供氧量調(diào)節(jié)較差，能耗相對稍大。懸鏈微孔曝氣效率較高，混合效果好，供氧量調(diào)節(jié)好，連續(xù)曝氣設備不閑置，在3個方案中實際運行能耗最小其他工藝配污泥回流泵，設備較少配污泥回流泵，設備較少配污泥回流泵，設備較少污泥處理與環(huán)境影響曝氣活性污泥法，污泥齡較長，污泥量少且基本趨于穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，衛(wèi)生填埋，環(huán)境影響較小。兩側邊溝交替作為沉淀池需周期運行運行，對自動化控制要求高，人工控制運行不便。對自控要求很高，難以人工控制運行。不設初沉池，工藝流程簡單。流態(tài)及抗沖擊負荷能力三溝道串聯(lián)，有完全混合及推流式兩種特性，抗沖擊負荷能力強，出水水質(zhì)穩(wěn)定。一座池子交替運轉(zhuǎn)實現(xiàn)進水、曝氣、沉淀和出水，設備的閑置率高，抗沖擊負荷能力較強，出水水質(zhì)穩(wěn)定。分期建設條件構筑較單一，設兩套獨立的生化反應處理單元，可根據(jù)水量單組建設或運行，分期建設和運行靈活。構筑物單一，設兩套獨立的生化處理單元，可根據(jù)水量單組建設或運行，分期建設和運行靈活。三方案均為延時曝氣活性污泥法，污泥量少且基本趨于穩(wěn)定，對廠區(qū)環(huán)境影響較小。2)能源消耗方案一氧化溝為延時曝氣工藝，而且采用表面曝氣效率較低，因此能耗稍大。另外，～2m，出水的水位必須按最低撇水水位設計，加之撇水器本身水頭損失較大，故總的提升揚程較方案一要高，水力能耗略有增加。3)分期建設條件方案一和方案三構筑物較為單一，生化反應部分設置兩套獨立的處理單元，可根據(jù)規(guī)模先上一組，對于分期建設和運行均具有巨大的靈活性。4)運行管理方案一的處理流程十分簡單，由于氧化溝的兩側邊溝交替作為沉淀池，根據(jù)一定的運行周期才能運行，因此須在自動控制狀態(tài)下運行，人工狀態(tài)下運行非常不便。方案三，采用曝氣沉淀合建形式，連續(xù)流運行，操作管理非常方便，既可在人工狀態(tài)下運行，也可自動狀態(tài)下運行。 根據(jù)上述技術經(jīng)濟比較和綜合分析結果，方案三除磷脫氮效果好，投資省，運行費用稍低，操作管理方便。 污水處理廠固體廢棄物處理處置方案 污泥脫水處理工藝選擇本次工程選用污水處理工藝為延時曝氣活性污泥法百樂克(BIOLAK)工藝，產(chǎn)生污泥量較少，而且污泥泥齡長，基本趨于好氧穩(wěn)定，為了防止污泥中磷釋放，本方案不設污泥濃縮池，而采取機械濃縮脫水一體的方法對污泥進行濃縮，污泥經(jīng)機械濃縮后脫水外運。由于板框式脫水機占地面積大、清洗復雜、操作麻煩，新建污水廠已逐步淘汰；離心脫水機脫水效果好、占地面積小，但是投資高、能耗大、運行管理復雜，一般用于對污泥含水率要求較高的地方；帶式脫水機在國內(nèi)污水廠中應用最廣泛，脫水效果穩(wěn)定、維修管理簡單、占地面積適中、國內(nèi)生產(chǎn)廠家多規(guī)格多。 污泥出路選擇城市污水廠污水生物處理過程中要產(chǎn)生一定量的剩余污泥，污泥中含有有機物、重金屬和細菌，因此這部分污泥應該選擇合適的處理方式進行妥善處理。在選用污泥處置的方法時，應結合當?shù)氐膶嶋H情況，既要考慮到目前的技術可行性、經(jīng)濟性、污泥性質(zhì)、當?shù)貤l件及對處理環(huán)境的要求，又要考慮到未來發(fā)展的方向。焚燒需要耗費大量重油而不經(jīng)濟，其燃燒產(chǎn)生的熱能由于現(xiàn)在的技術及設備等限制，難于實現(xiàn)有效地利用，并且污泥燃燒過程當中產(chǎn)生大量的有毒有害物質(zhì)(如二噁英等)難于得到有效控制，容易造成大氣污染。2)直接烘干法將含水率達80%的污泥采用氣流干燥機進行烘干，溫度高達100度以上，殺死各種病菌，然后進行填埋或再處理。3)厭氧消化法80年代以前大多數(shù)的活性污泥采用厭氧消化法，殺滅微生物病菌并生產(chǎn)部分可利用的沼氣。有關資料顯示：污泥厭氧消化系統(tǒng)的建設投資約為100～200萬元/噸干泥，包括污泥濃縮、脫水、中溫消化、消化污泥再濃縮、脫水外運，其日常運行費用大約700～850元/噸干泥。4)生物堆肥無害化處理法污泥高溫發(fā)酵堆肥無害化處理技術于20世紀初開發(fā)研究成功，目前英國、美國、德國、日本等國家采用較為廣泛。德國ETH/OAM再生公司研究開發(fā)的城市污泥無害化農(nóng)用技術克服和解決了脫水污泥無害化和綜合利用的問題，降低了城市污泥無害化處理的成本，在德國得到了廣泛的應用。其主要問題一是污泥自身肥效低，加入添加劑進行再加工則成本很高，肥效價格比仍無法與化肥相比，作為肥料銷售難以為農(nóng)業(yè)接受，經(jīng)濟上行不通；二是如果工業(yè)污水比例很大，重金屬或有毒物質(zhì)含量高的污泥不宜施用于糧田、果園、菜園。5)填埋填埋是最簡便易行、經(jīng)濟而妥善的污水處理廠污泥處置方法。若為污水處理廠專門建設配套衛(wèi)生填埋場則投資過大。另外，該場與污水處理廠同屬不以盈利為目的市屬社會公益設施，可以無償接收本項目所產(chǎn)污泥。因此，我們推薦污泥運至本地城市垃圾處理場處理。第七章 推薦方案的工程設計 工程內(nèi)容X縣污水處理廠設計規(guī)模為3萬m3/d，建設目標為收集、處理城市的工業(yè)和生活污水。污水提升與預處理系統(tǒng)污泥處理動力及自動控制系統(tǒng)廠區(qū)總平面及配套設施 污水處理廠工藝設計 處理負荷1)水力負荷設計平均流量 Qave = 30000m3/d = 1250m3/hr 設計最大流量 Qmax = 1725m3/hr = 變化系數(shù)：Kz= 2)污染負荷 進水 COD= 800mg/L= 24000 kg/d BOD5= 600mg/L= 18000 kg/d SS= 400mg/L= 12000 kg/d NH3N=23mg/L= 690 kg/d TP= 7mg/L=210 kg/d去除COD=22200kg/d BOD5=17400kg/d SS= 11400kg/d NH3N=645kg/d TP =180kg/d 污水處理工藝單元設計 粗格柵及進水泵房將進水井、粗格柵、進水泵房組成合建式構筑物，地下部分為鋼筋砼結構，地上部分為磚混結構，以便工人操作、檢修。進水井內(nèi)設置溢流管，污水廠事故檢修時可溢流排放。 2)粗格柵 功 能：粗格柵是污水處理廠內(nèi)第一道處理工序，它去除較大的雜質(zhì)，以保證污水提升泵房的正常運行。 柵前水深 h = 過柵流速 v = m/s 過柵水位差 △hmax = 200mm 設備類型A：機械清污，回轉(zhuǎn)式格柵除污機 設備臺數(shù)：2套(一用一備) 控制方式：根據(jù)格柵前后液位差由PLC自動控制清污動作，同時可實現(xiàn)手動控制。 控制方式：與粗格柵連鎖由PLC自動順序控制開停。 細格柵 設2條柵槽安裝機械格柵，在柵槽前后均安裝閘板。 功 能：進一步去除原水中的漂浮物及細小雜物 構 筑 物：高架鋼筋混凝土平行渠道 設計流量：Qmax = m3 /s 渠 數(shù)：2條 設計參數(shù)： 格柵有效寬度B = 800 mm 格柵設備寬度B = 900 mm 過柵水深 H = m 柵條間隙 b = 6 mm 過柵流速 v = m/s 格柵傾角 α = 60176。 設備類型B：螺旋式柵渣輸送壓實機 設備臺數(shù)：1套 控制方式：與細格柵連鎖由PLC自動順序控制開停。本工程設沉砂池2座，與沉砂池相配套的有1臺吸砂泵，用于吸取沉砂，1臺砂水分離器，用于分離提升后的砂水混合液，以便沉砂外運。 類 型：鋼筋砼混凝土矩形池體 數(shù) 量：2座 生物反應區(qū)設計參數(shù)(單池)： 設計水量 Qave = 174 L/s 總有效容積 V = 14375 m3 停留時間 HRTave= 23 hr 有效水深 H = m 泥 齡 Tw = d 污泥負荷 Fw = KgBOD5/ 容積負荷 Fv = KgBOD5/ 污泥濃度 MLSS = 4000 mg/L 污泥回流比 100 % 反應池前部設厭氧反應區(qū)，反應區(qū)有效容積為1688m3，內(nèi)設可提升式水下螺旋攪拌器2臺。 反應區(qū) 設備類型A：懸鏈曝氣裝置 設備數(shù)量：6套 設備類型B：水下螺旋攪拌器 設備數(shù)量：2臺 澄清區(qū)設計參數(shù) 單池設計流量： Q=174 L/s 污泥指數(shù)： SVI=110 ml/g 污泥表面負荷 q = m3/m