【正文】 在正常的進水條件下 ，可以不用添加化學藥劑而達到硝化，反硝化及除磷的效果； 18 216。 216?？傮w工藝流程的確定對污水處理廠的技術經(jīng)濟性能有決定性的影響，同時各單元處理工藝及構筑物的選擇也是非常重要的，直接影響污水處理廠運行的穩(wěn)定、可靠性和靈活性。 CASS 反應池內分為選擇區(qū)和 反應區(qū)。 l 進水期: 與其它 SBR 工藝不同，CASS 系統(tǒng)的污水原水是連續(xù)流入反應池內前部的選擇區(qū)與從反應 池后部的反應區(qū)不斷循環(huán)至此的污泥混合，使污泥吸收易溶性基質中的 降解部分，并促使絮凝性微生物生產(chǎn)，污水在選擇區(qū)厭氧狀態(tài)下停留 2 小時后沿選擇區(qū)與反應區(qū)隔墻下部的入口及相聯(lián)的多孔管勻速流入反應 區(qū)。在此階段可以從反應池排除剩 余活性污泥。 設計有效性動力學模擬檢驗 與先進國家相比，中國的污水處理技術無論是工藝、設備及實踐經(jīng)驗上仍處于落后狀態(tài)，這導致了設計上照搬照抄，許多重要的參數(shù)或過于陳舊、或過于保守而使工程造價增加。 先進國家普遍采用模擬試驗對設計方案進行試驗、校正或優(yōu)化。這些模型與實際的污水處理廠的運行結果之間吻合極好，相關性都在 95%以上，因此被廣泛采用來檢驗其設計的可行性。 譬如，沒有相當實踐經(jīng)驗的工程師是無法確定泥齡與出水質量之間的量化關系，也很難通過內回流污泥量及 MLSS 來診斷反應池本身的微生物系統(tǒng)狀態(tài)，由此反映在設計中對 MLSS 或泥齡的確認往往似是而非，帶有相當?shù)碾S意性。相關的實驗結果如下： 穩(wěn)態(tài)模式實驗結果 l 出水水質隨污泥泥齡變化實驗結果 從實驗結果看，出水水質好于預期。 20 l 懸浮固體 MLSS 隨著污泥齡變化實驗結果 MLSS 比設計預定值略高，因此， 1) 實際泥齡可能比預定的要小一些 2) 池容仍有縮小的空間。 l 硝化與反硝化污泥齡變化試驗結果 理論上污泥齡在 12 天便可實現(xiàn)硝化，但是實際上并不一定如此。由圖可見，反硝化開始在泥齡為 78 天后，并在 1516 天后達到穩(wěn)定狀態(tài)，這一點也可從氧的分布圖看出，在 78 天之前，系統(tǒng)需氧量只用在分解碳源 BOD，而在其后猛增至一倍以上，以滿足硝化并同時反硝化的需要。 從出 水 質 量圖 （ Effluent Quality）可看出，在泥齡為 78 天之前，TKN 不降反升，而以 NO3 大量產(chǎn)生為標志的硝化過程以指數(shù)增長方式在 12 天內完成，此后 TKN 急劇下降，氨氮也降至微量。 22 非穩(wěn)態(tài)動力學模擬實驗結果 穩(wěn)定態(tài)模型使得對設計參數(shù)及邊界條件有了優(yōu)化選擇的可能，但 CASS 池內的反應過程實際上是一個非穩(wěn)定過程，這就需要用更復雜的非穩(wěn)態(tài)模型進行更詳盡的計算。為了達到非穩(wěn)態(tài)條件下的穩(wěn)定值，模型設計進行模擬運行二周，以達到“微生物體系”的相對穩(wěn)定。參照圖 3 可以證實此時硝化過程已經(jīng)開始，反應池內的氨氮濃度在。進水初期、高濃度的碳有機物首先消耗池內溶解氧，反硝化以后污水中碳源有機物作為電子供體，將池內 NO 3N 還原為 N2，逸出水面，在反應后期，達到硝化階段，污水中含碳有機物濃度已大為減少，這時可減小或停止曝氣，可以利用內源碳進行反硝化。 23 在選擇區(qū)活性污泥也會吸附污水中有機物并以多聚物形式貯存起來。反硝化菌可以利用釋放的貯存碳源進行 CASS 系統(tǒng)所特有的利用貯存碳源反硝化。在靜止沉淀一個半小時后，DO 迅速降低（圖 8），導致氨氮平衡的動力過程逆轉而使其含量在最后半小時迅速上升。圖中從左至右表示從進水到出水（Y軸則表 示池深）。在接近污泥 層時最高，因此潷水深度在此時了決定出水水質，這顯然有助于設計值的優(yōu)化。當聚磷菌進入好氧條件下時就降解體內儲存的 PHB 產(chǎn)生能量，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。 在厭氧段釋放 1mg 的磷吸收儲存的有機物，經(jīng)好氧分解后產(chǎn)生的能量用于細胞合成、增殖，能夠吸收 2～ 的磷。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量為 ～2%，采用 CASS 工藝, 剩余活性污泥中磷的含量可以達到傳統(tǒng)活性污泥法的 3 倍。從磷酸在選擇池及混合池的時序分布（圖 4）可以看出，可溶解性磷相當穩(wěn) 24 定，在 ~3 mg 之間，而其總量則由污泥生物性貯磷控制。至潷水時污泥層呈厭氧狀，DO 和 NO 3 均接近零，除磷菌將體內的聚磷酸鹽水解，釋放出正磷酸鹽和能量，有利于進一步充分吸磷。 從最終出水水質看，整個生物動力過程仍然可以證實，在通過實驗優(yōu)化后的CASS 反應流程后，磷的去除是十分理想的。 u BOD5 的去除 污水中 BOD5 的去除是靠微生物的吸附作用和微生物的代謝作用，然后對污泥與水進行分離完成的。這也就是污水中 BOD5的降解過程。而非溶解性有機物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進入細胞內部被利用。在污泥負荷≤ 綜觀整個過程，圖 11 再次顯示內源 BOD 的重要性。這也是 CASS 工藝設計可以進一步優(yōu)化的動力學前提。本項目的進廠污水是由生活污水及工業(yè)廢水組成，兩者比例根據(jù)招標文件中擬定的進水指標，其 BOD5/CODcr 的比值為 ，污水的可生化性很好，采用 CASS 工藝完全能夠達標。 （3）盡可能利用污泥中可用物質，回收能源。污泥利用于建材的試驗，近年來雖進行了不少研究，還停留在試驗階段，尚未進入生產(chǎn)應用階段。 城市污水廠污泥由于有機物含量高，有較大的肥用價值，長期以來在污泥農(nóng)用方面做了大量工作，但是化肥的使用在農(nóng)業(yè)上已相當普及，與化肥相比，污水處理廠污泥由于含水率偏高，在運輸、儲存和使用中帶來諸多不便，同時農(nóng)用污泥大多不經(jīng)必要無害化處理，造成了一些環(huán)境污染或疾病傳布的問題，影響了農(nóng)民使用積極性。 污泥的衛(wèi)生填埋是解決污水處理廠污泥的另一途徑。選用該方法處置污泥，在實施中必須采用衛(wèi)生填埋技術 ，包括:防滲襯層、表層封土及滲出水、氣體的 收集處理設施，防止二次污染的產(chǎn)生。 本工程污泥處置工藝選擇采用衛(wèi)生填埋。 污泥處理方案比較 根據(jù)工程的污泥處理要求，擬采用的污泥處理工藝流程為： 剩余污泥→污泥濃縮池→污泥脫水→外運衛(wèi)生填埋。 根據(jù)以上污泥處理工藝，因污泥脫水設備的不同采用以下三個方案進行污泥脫水處理方案比選。 27 離心脫水機方案 污泥從空心轉軸的分配孔進入離心機，依靠轉筒高速旋轉產(chǎn)生的離心力利用固液比重不同達到分離固液的目的。 推薦方案 由于本工程污泥量較少，經(jīng)比選污泥處理方案推薦 剩余污泥→污泥濃縮、脫水一體化→外運衛(wèi)生填埋。 3+ 3+ 2+2+3+3+ 33+ 3 深度處理 工藝選擇 深度處理工藝段主要包括混凝沉淀，過濾，消毒幾個部分。在混凝沉淀工藝段利用化學除磷的原理，結合選擇混凝藥劑，即穩(wěn)定出水中磷指標的控制又去除水中懸浮物的目的，達到一舉兩得的作用。許多高價金屬離子藥劑投加到污水中后，都會與污水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物。這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態(tài)使用的。Fe 在實際中為了能被氧 化常投加到曝氣沉砂池或采用同步沉析工藝 投加到曝氣池中，其效果同使用 Fe 一樣，反應式如式 3。 Al +3OH →Al(OH)3 ↓ Fe +3OH →Fe(OH)3 式 4 式 5 金屬氫氧化物會形成大塊的絮凝體，這對于沉析產(chǎn)物的絮凝是有利的，同時還會吸附膠體狀的物質、細微懸浮顆粒。 沉析效果是受 PH 值影響的，金屬磷酸鹽的溶解性同樣也受 PH 的影響。另外使用金屬鹽藥劑會給污水和污泥處理還會帶來益處，比如會降低污泥的污泥指數(shù)，有利于沼氣脫硫等。其結構如下圖所示： 29 纖維轉盤濾池的運行狀態(tài)包括：過濾、反沖洗、排泥狀態(tài)。 纖維轉盤濾池的優(yōu)點： 1. 濾布選擇——針對不同水質，選擇不同濾布 2. 進水堰設計——消能，低擾動 3. 出水堰可調節(jié)設計——適應不同水質 4. 濾盤設計——模具化 5. 反抽吸系統(tǒng)的設計——低磨損，保留沉積泥過濾效果 6. PLC 自控系統(tǒng)——觸摸屏顯示運行狀態(tài)及時間、可單、雙洗 7. 防止綠藻生長設計 30 消毒方案的確定 常用的消毒方式有液氯、次氯酸鈉、二氧化氯、紫外線等。它具有消毒效果較好、投資較少、運行成本低、操作管理方便、投加靈活等特點。污水處理系統(tǒng)中臭氣源主要分布在進水泵房、預處理段。 污水收集、處理設施中的主要臭氣來源為污水 提升泵房、格柵、沉砂池和污泥處理部分的濃縮池、儲泥池、脫水間是除臭的重點；CASS 曝氣池負荷低，一般不考慮除臭措施。從表中看出一般污水廠的臭氣經(jīng)過大 氣擴散進入空氣中的污染物濃度是較低的，對人們的影響程度是輕微的。為消除臭氣污染影響，僅設置綠化隔離帶 ，是無法減少臭氣的污染影響，故必須采用空氣過濾除臭設施。P常見的方法有水洗法、活性炭吸附法、催化型活性炭法、臭氧氧 化法、燃燒法、生物脫臭法等?；瘜W法除臭是利用臭氣中的某些物質和藥液 產(chǎn)生中和反應的特性，如利用呈堿性的苛性鈉和次氯酸鈉容易，去除臭氣中硫化氫等酸性 物質，利用鹽酸等酸性溶液，去除臭氣中的氨氣等堿性物質。 活性炭吸附法 利用活性炭能吸附臭氣中致臭物質的特點，達 到脫臭目的。 催化型活性炭法 可以改善傳統(tǒng)的活性炭吸附法存在的活性炭再生費用高、更換活性炭操作麻煩等特點。催化型活性炭只對 H2S 及含硫有機臭味氣體去除效率高，對污水廠產(chǎn)生的其它臭味物質去除率不是很高，因此此方法較適宜用在污水泵站除臭中。臭氧氧化法有氣相和液相之分，由于臭氧發(fā)生的化學反應較慢，一般先通過藥 液清洗法，去除大部分致臭物質，然后再進行臭氧氧化。生物過濾法是使收集到的氣體在適宜的條件下通過長滿微生物的固體載體，氣味物質被填 料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，完成廢氣的除臭過程。根據(jù)現(xiàn)有的資料數(shù)據(jù)分析比 較，國內目前采用的除臭方法中，化學洗滌方法比較貴，而且日常運行費用也比較大，采 用生物濾池除臭的方法居多。設計上推薦采取下列強化技術保障措施： 1. 總圖設置根據(jù)風向采取衛(wèi)生分區(qū)布置； 2. 全部進出水管線地下埋設、水處理構筑物全部室內化； 3. 考慮在空地上種植刺槐、假儉草、竹節(jié)草等一些能吸收有害物質的灌木及地被植物； 4. 采用地埋式設計； 5. 空氣過濾除臭。污水水面、提升泵及格柵的大部分都在地面以下。在格 柵間及集水井地面以下、水面以上部位開排氣孔；在不妨礙設備運行及維修的情況下，盡 可能將設備安裝及檢修用孔加活動蓋板密封，防止臭氣散發(fā)至人員活動頻繁的上層。主要設備有螺旋壓榨 機，計量槽及旋流除砂機，垃圾箱，砂水分離器及砂泵等。 污泥脫水間 設密閉罩并設排氣口； 脫水機房 在壓濾機泥水暴露處設局部排氣罩。 2. 各支風道與所在建構筑物的結構及建筑造型相結合，內設風量調節(jié)閥。各層臭氣微生物降解床并聯(lián)運行。臭氣自塔的下部進入，由塔頂排出。 37 第四章 工程方案設計 污水處理廠規(guī)模及水 質 設計規(guī)模 3根據(jù)污水處理水量預測，污水處理廠規(guī)模確定為 萬 m /d，總變化系數(shù)確定為 。 根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》（GB500142006）規(guī)定，進水井和粗格柵、污水提升泵、細格柵、沉砂池按混合制設計流量設計。 設計粗格柵間 1 座。粗格柵選用國內生產(chǎn)技術成熟，運行可靠，經(jīng)國內眾多污水處理廠運行證明效果良好，維修維 護簡便的回轉式格柵除污機。 過柵流速 v=柵前水深 h= 主要設備參數(shù)（近期） 回轉式格柵除污機 2 臺，設備寬 B＝，單 臺電機功率 N= ；水平無軸螺旋輸送機 1 臺，規(guī)格為 WLS 320, 電機功 率 N=4KW； 鑄鐵鑲銅閘門（配手電兩用啟閉機）4 臺，規(guī)格為 BH＝800X1000MM，電機功率 N=； T30 型軸流風機 2 臺，電機功 率 N=。同時設有現(xiàn)場手動控制。 設計設進水泵房 1 座。安裝 3臺潛污泵（2 用 1 備）。 主要設計參數(shù)： 設計流量 Qmax= m /s（Kz=） 設計揚程 H=22M 主要設備參數(shù)： 潛污泵 3 臺（2 用 1 備），流 量 Q0＝340m /h，揚程 H=22M，電機功率 N=34KW。水泵的起停和各種運行參數(shù)由 PLC 自動控制。 設計設細格柵間 1 座。柵槽共分 2格，內設機械格柵除污機 2 臺，兩格交替運行。 細格柵設計采用循環(huán)式齒耙格柵除污機，該機 無柵條，諸多小齒耙相互連接組成一個碩大的旋轉面，撈扎徹底。 主要設計參數(shù)： 設計流量 Qmax= m /s 柵槽數(shù)量 2 格 單格流量： Q0＝ /s 單臺格柵寬 B=600MM 柵條間隙 b=5MM 格柵安裝傾角 a=75176。 控制方式： 根據(jù)柵前后柵后液位差由 PLC 控制除污機的起停，無軸螺旋輸送機和壓渣機與格柵除 40 333 23污機連鎖運動，同時設有現(xiàn)場手