1 4000 噸 /天生活污水處理工程初步設(shè)計方案 第一章 概 述 程簡介 程名稱 程規(guī)模 污水總量： 4000m3/d 目準備和編制過程 該污水處理廠設(shè)計方案主要在技術(shù)、經(jīng)濟、管理和運行等幾個方面進行了綜合考慮，推薦了以 藝為核心的方案，進行了工程設(shè)計和經(jīng)濟分析。 制依據(jù)、原則和范圍 制依據(jù) 中華人民共和國環(huán)境保護法 地表水環(huán)境質(zhì)量標準 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物 排放標準 污水綜合排放標準 污水排入城市下水道水質(zhì)標準 城市污水處理工程項目建設(shè)標準 國家建設(shè)部 2001 室外排水設(shè)計規(guī)范 環(huán)境空氣質(zhì)量標準 工業(yè)企業(yè)廠界噪 聲標準 2 建筑給水排水設(shè)計規(guī)范 建筑防火設(shè)計規(guī)范 建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范 工業(yè)與民用供電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 10以下變電所設(shè)計規(guī)范 低壓配電設(shè)計規(guī)范 電動裝置的繼電保護和自動裝置 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 (2000 年版 ) 通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范 建筑照明設(shè)計標準 過程測量與控制儀表的功能標志及圖形符號 20505自動化儀表選型設(shè)計規(guī)定 20507控制室設(shè)計規(guī)定 20508儀表供電設(shè)計規(guī)定 20509信號報警、聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定 20511儀表配管配線設(shè)計規(guī)定 20512儀表系統(tǒng)接地設(shè)計規(guī)定 205133 可編程控制器系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)定 20700工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準 編制原則 濟合理的工藝流程； 理利用資金，提高污水處理站的自動化程度和管理水平； 理方便，運行費用低，處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定，且有較長的使用壽命； . 在設(shè)計中充分考慮二次污染的防治，設(shè)備耐腐蝕，噪聲達標，以免影響周圍環(huán)境； 符合 別墅區(qū)規(guī)劃 要求，位于 別墅區(qū)下風向 ，與周邊有一定的衛(wèi)生防護帶； 范和規(guī)定。 制范圍 本方案編制范圍為：通過對類似生活污水水質(zhì)情況的綜合分析，提出可行性方案，最終推薦最優(yōu)方案；內(nèi)容主要包括污水處理工藝流程、設(shè)備選型、污水構(gòu)筑物及附屬工程、污水處理站內(nèi)管道工程（不含站外輸送管道及設(shè)備）、電氣自控 工程、設(shè)備安裝調(diào)試和運行管理等進行綜合規(guī)劃設(shè)計。 第二章 擬建項目背景 設(shè)污水處理廠必要性 生活污水未經(jīng)達標處理就直接排入 外排 ，嚴重污染了水源，影響了 別墅區(qū)周邊 衛(wèi)生，因此 為別墅區(qū)更好的發(fā)展及環(huán)境 ， 現(xiàn) 擬建一座污水處理廠， 出水要求達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（ 2002） 一級 A 排放標準 ，處理量為 4000 噸 /天。 污水處理廠的建設(shè)，正是保護自身環(huán)境，提高城市文明水平和市民健康水 4 平，促進城市發(fā)展的必要措施。 因此，該污水處理廠的建設(shè)是必要的。 水處理廠處理程度 水 進水 水質(zhì) 由于無污水進水水質(zhì)參數(shù)， 參考類似小區(qū)及城鎮(zhèn)生活污水水質(zhì)濃度，現(xiàn)暫定該別墅區(qū)的生活 污水濃度為： 表 2 設(shè)計進水水質(zhì)一覽表 水質(zhì)指標 S N P 測數(shù)值 () 175 350 220 30 40 9 水 出水水質(zhì) 污水處理廠對污水中主要污染物質(zhì)的處理程度是確定處理工藝流程的基本依據(jù)。 根據(jù) 業(yè)主要求，污水處理廠的設(shè)計出水水質(zhì)應滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（ 2002）中一級 A 標準要求，具體指 標見下表： 表 2 設(shè)計出水水質(zhì)一覽表 水質(zhì)指標 S N P 大腸桿菌群數(shù) 一級 A() 10 50 10 5（ 8） 15 9 104 個 /L 泥出路 處理后污泥建議運往垃圾處理場集中處理，經(jīng)有關(guān)部分檢驗確定安全無害后，也可用于農(nóng)肥或供園林部門用于非娛樂場所的綠化和沙漠化的的土壤改良。 水處理廠廠址選擇 根據(jù) 別墅區(qū) 總體規(guī)劃，該污水處理站選址應綜合考慮管網(wǎng)布置和現(xiàn)有 地形 5 分布特點。 程重點和難點分析 、在 滿足排放標準的前提下降低工程投資，簡化操作管理。 、污水中氨氮的有效降解問題，本工藝方案的比選中必須考慮能夠有效脫氮的工藝。 、污水中磷的有效去除問題，本工藝方案的比選中必須考慮能夠有效脫磷的生化和化學法。 、采取穩(wěn)妥可靠的消毒方式和消毒設(shè)備。 第三章 處理工藝方案選擇 藝方案選擇原則 作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分和水污染控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)， 小區(qū) 污水處理工程的建設(shè)和運行意義重大。由于城市污水處理廠的建設(shè)和運行不但耗資較大，而且受多種因素的制約和影響，其中處理工藝方案的優(yōu)化選擇對確保處理廠的 運行性能和降低費用最為關(guān)鍵，因此有必要根據(jù)確定的標準和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合設(shè)計規(guī)模、污水水質(zhì)特性以及當?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇切實可行且經(jīng)濟合理的處理工藝方案，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實施方式。在污水處理廠工藝方案確定中，將遵循以下原則： 1、技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)達到國家規(guī)定的排放要求。 2、基建投資和運行費用低，以盡可能少的投入取得盡可能多的效益。 3、運行管理方便，運轉(zhuǎn)靈活，并可根據(jù)不同的進水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求調(diào)整運行方式和工藝參數(shù)，最大限度的發(fā)揮處 理裝置和處埋構(gòu)筑物的處理能力。 4、選定工藝的技術(shù)及設(shè)備先進、可靠。 5、便于實現(xiàn)工藝過程的自動控制，提高管理水平，降低勞動強度和人工費 6 用。 根據(jù)上述章節(jié)對污水水質(zhì)的分析，本工程要求的污水處理程度較高，對P 去除率要求分別達 95%、 上，對污水處理工藝選擇應十分慎重。本方案設(shè)計的污水處理工藝選擇針對該 小區(qū) 污水量和污水水質(zhì)以及經(jīng)濟條件考慮適應力強、調(diào)節(jié)靈活、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟先進工藝。下面將對各種工藝的特點進 行論述，以便選擇切實可行的方案。 規(guī)處理工藝 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。 1、 去除 污水中的 去除主要靠沉淀作用。污水中的無機顆粒和大直徑的有機顆?？孔匀怀恋碜饔镁涂扇コ?，小直徑的有機顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ?，而小直徑的無機顆粒 (包括尺度大小在膠體和亞膠體范圍內(nèi)的無機顆粒 )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。污水廠出水中懸浮物濃度不僅涉及到出水 標，出水中的 指標也與之有關(guān)。這是因為組成出水懸浮物的主要 是活性污泥絮體，其本身的有機成分就很高，因此較高的出水懸浮物含量會使得出水的 增加。因此，控制污水廠出水的 標是最基本的，也是很重要的。 為了降低出水中的懸浮物濃度，應在工程中采取適當?shù)拇胧绮捎眠m當?shù)奈勰嘭摵梢员３只钚晕勰嗟哪奂俺两敌阅?，充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)作用等。在污水處理方案選用正確、工藝參數(shù)取值合理和優(yōu)化單體構(gòu)筑物設(shè)計的條件下，完全能使出水 標達到 10L 以下。 2、 除 污水中 去除是靠微生物的吸附作用和代謝作用，然后對污泥與水 7 進行分離 來完成的。 活性污泥中的微生物在有氧的條件下將污水中的一部分有機物用于合成新的細胞，將另一部分有機物進行分解代謝以便獲得細胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是 穩(wěn)定物質(zhì)。在這種合成代謝與分解代謝的過程中，溶解性有機物 (如低分子有機酸等易降解有機物 )直接進入細胞內(nèi)部被利用，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(nèi)部被利用。由此可見，微生物的好氧代謝作用對污水中的溶解性有機物和非溶解性有機物都起作用，而且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此，可以使處理后污水中的殘余 根據(jù)國外有關(guān)設(shè)計資料，在污泥負荷為 d 以下時，就很容易使得出水 持在 20 以下。 3、 去除 污水中的 除的原理與 本相同。污水廠出水中的剩余 去除率，取決于原污水的可生化性，它與城市污水的組成有關(guān)。從理論上講， 能有效脫氮，實際運行資料表明 3 時才使反硝化正常運行，本工程 物脫氮是可行的。同樣 26 同樣可以滿足生物除磷要求。 要生物處理工藝概述 1、 活性污泥法工藝 活性污泥法工藝是一種應用最廣泛的污水好氧生化處理技術(shù)，其主要由曝氣池、二沉池、曝氣系統(tǒng)以及污泥回流系統(tǒng)等組成。污水經(jīng)過初次沉淀池后與二次沉淀池底回流的活性污泥同時進入曝氣池，通過曝氣，活性污泥呈懸浮狀態(tài)，并與污水充分接觸。污水中的懸浮固體和膠狀物質(zhì)被活性污泥吸附，而污水中的可溶性有機物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)，代謝轉(zhuǎn)化為生物細胞，并氧化成為二氧化碳，非溶解性有機物需先轉(zhuǎn)化成溶解性有機物，而后才 8 被代謝和利用，污水由此得到凈化。凈化后污水與活性污泥在二次沉淀池內(nèi)進行泥水分離 ，上層清液出水排放；分離濃縮后的污泥一部分返回曝氣池，以保證曝氣池內(nèi)保持一定濃度的活性污泥，其剩余污泥由系統(tǒng)排出。主要目的是降低污水中以 綜合指標表示的好氧有機污染物質(zhì)，隨著水體富營養(yǎng)化問題的日益嚴重，氮、磷等無機污染物的危害引起了人們的足夠重視使得脫氮除磷工藝應運而生，如 A/O， A/A/O、 工藝。其中 藝由于抗沖擊負荷強、不易發(fā)生污泥膨脹和自動化管理程度高等優(yōu)點而得到廣泛應用，該工藝具有工藝成熟、脫氮除磷效果好等特點。 2、 氧化溝工藝 因其構(gòu)筑物呈封閉溝渠而得名，屬于活性污 泥法的一種改型，能夠同時實現(xiàn)有機物氧化、氮硝化。目前常用的幾種商業(yè)性氧化溝有荷蘭 司 60 年代開發(fā)的 化溝，美國 司開發(fā)的 化溝，丹麥 E 氧化溝等。在我國，氧化溝工藝是使用較多的工藝。 與其它生物處理工藝相比，有以下技術(shù)、經(jīng)濟方面的特點： a工藝流程簡單，構(gòu)筑物省、運行管理方便； b曝氣設(shè)備和構(gòu)造形式多樣化，運行靈活； c處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì) 好 ，并可實現(xiàn)脫氮除磷； d基建投資省，運行費用低； e產(chǎn)泥量少、污泥性能好； f能承受 水量、水質(zhì)沖擊，對高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力。 由于該工藝還需二次沉淀池，增加了投資費用，且該水量較小 。 3、 工藝 藝是一種生物吸附 降解兩段活性污泥工藝， A 段負荷高，曝氣時間短， 右，污泥負荷高 2d， B 段污泥負荷較低，為 d，該段工藝有機物、氮和磷都有一定的去除率，適用于處理濃度較高，水質(zhì)水量較大的污水，通常要求進水 50， 藝才有明顯優(yōu)勢。 4、 生物接觸氧化法 生物接觸氧化法在污水處 理領(lǐng)域應用廣泛，處理效果較好。生物接觸氧化法也稱淹沒式生物濾池，其在池內(nèi)設(shè)置填料，結(jié)實充氧的污水與長滿生物膜的填料相接觸，在生物膜的作用下，污水得到充分凈化。在運行初期，少量的細菌附著于填料表面，由于細菌的繁殖逐漸形成很薄生物膜。曝氣裝置不斷向池內(nèi)充氧，增加污水中的溶解氧。在溶解氧和食物都充足的條件下，微生物的繁殖十分迅速，生物膜逐漸增厚。溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用，為微生物所利用。但當生物膜達到一定厚度時，氧已經(jīng)無法向生物膜內(nèi)層擴散，好氧菌死亡，而兼性細菌、厭氧菌在內(nèi)層開始繁殖，形成厭氧層，利用死 亡的好氧菌為基質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展厭氧菌，數(shù)量上不斷增加。但厭氧菌經(jīng)過一段時間后在數(shù)量上逐漸開始下降，加上代謝氣體產(chǎn)物的逸出，使內(nèi)層生物膜大塊脫落。在生物膜已脫落的填料表面上，新的生物膜又重新發(fā)展起來。在接觸氧化池內(nèi)，由于填料表面積較大，所以生物膜發(fā)展的每一個階段是同時存在的，使去除有機物的能力穩(wěn)定在一定的水平上。生物膜在池內(nèi)呈立體結(jié)構(gòu)，對保持穩(wěn)定的處理能力有利。生物接觸氧化法的缺點是不能有效去除污水中的氨氮和總磷。 5、 藝 藝是于 1968 年由澳大利亞開發(fā)的一種間歇運行的循環(huán)式活性污 泥法，是 藝的一種變型。 1976 年建成了世界上第一座 藝的污水處理廠，隨后在日本、加拿大、美國和澳大利亞等得到了廣泛推廣應用。目前，在全世界已建成投產(chǎn)了 300 座 藝污水處理廠。 1986 年。美國環(huán)保局正式將該工藝列為革新技術(shù)。 1988 年，在計算機技術(shù)的支持下，使該工藝進一步得 10 到發(fā)展和推廣，成為目前計算機控制系統(tǒng)非常先進的生物脫氮除磷工藝。 每個 應器由三個區(qū)域組成，即生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應區(qū)。 生物選擇區(qū)是設(shè)置在 端的小容積區(qū)（容積約為反應器總?cè)莘e的10%），水力停留 時間為 常在厭氧或兼氧條件下運行。生物選擇器是根據(jù)活性污泥反應動力學原理而設(shè)置的。通過主反應區(qū)污泥的回流并與進水混合，不僅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而加速對溶解性底物的去除，并對難降解有機物起到良好的水解作用，同時可使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放。在完全混合反應區(qū)之前設(shè)置選擇器，還有利于改善污泥的沉降性能，防止污泥膨脹問題的發(fā)生。此外，選擇器中還可發(fā)生比較顯著的反硝化作用（回流污泥混合液中通常含 2mg/l 左右的硝態(tài)氮），其所去除的氮可占總?cè)コ实?20%左右。選擇器可定容運行，亦可 變?nèi)葸\行，多池系統(tǒng)中的進水配水池也可用作選擇器。由主反應區(qū)向選擇區(qū)回流的污泥量一般以每天將主反應器中的污泥全部循環(huán)一次為依據(jù)而確定其回流比。 兼氧區(qū)不僅具有輔助生物選擇區(qū)對進水水質(zhì)水量的緩沖作用，同時還具有促進磷的進一步釋放和強化氮以硝化的作用。 主反應區(qū)是最終去除有機底物的主場所。運行中，通常將主反應區(qū)的曝氣強度加以控制，以使反應區(qū)內(nèi)處 于 好氧狀態(tài)，而活性污泥結(jié)構(gòu)內(nèi)部則基本處于缺氧狀態(tài)，溶解氧向污泥絮體的傳遞受到限制，而硝態(tài)氮從污泥內(nèi)向主體溶液的傳遞不受限制，從而使主反應區(qū)中同時發(fā)生有機污染物的降解以及同步 硝化和反硝化作用。 污水連續(xù)不斷進入選擇區(qū)，微生物通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理，迅速吸附污水中約 85%左右的可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速增長過程，對進水水質(zhì)、水量、 和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，污水再通過隔墻底部的連接口進入主反應池，經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程，并完成泥水分離。 11 藝的運行模式與傳統(tǒng) 類似，由進水、反應、沉淀和出水及必要的閑置等五個階段組成。從進水到出水結(jié)束作為一個周期，每一過程均按所需的設(shè)定時間進行切換操作，其每一個周期的循環(huán)操作過程如下： 充水 /曝氣 在曝 氣時同時充水，如要用 6 小時循環(huán)周期，則充水 /曝氣為 4 小時。 沉淀 停止進水和曝氣，沉淀時間一般采用一小時，形成凝絮層，上層為清液。高水位時 合液懸浮固體是指曝氣池中廢水和活性污泥的混合液體的懸浮固體濃度）約為 l，沉淀后可達 10g/l。 潷水 繼續(xù)停止進水和曝氣，用潷水器排出，潷水器為整個系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，潷水器根據(jù)事先設(shè)定的高低水位由限位開關(guān)控制，可用變頻馬達驅(qū)動，有防浮渣裝置，使出水通過無渣區(qū)經(jīng)堰板和管道排出。 閑置 在實際運行中，潷水所需時間小于理論時間，在潷水器返回初 始位置三分鐘后即開始為閑置階段，此階段可充水。 在 統(tǒng)中，一般至少設(shè)兩個池子，以使整個系統(tǒng)能接納連續(xù)的進水，因此在第一個池子進行沉淀和潷水時，第二個池子中進行充水 /曝氣過程，使兩個池子交替運行。為防止進水對沉淀的干擾和出水水質(zhì)的影響，一般在沉淀和潷水時須停止進水和曝氣。與傳統(tǒng)的污泥法相比， 藝有下述特點： 出水水質(zhì)好 污水流入預反應區(qū)，活性污泥在高負荷條件下強化了生物吸附作用，并促使了微生物的增殖，有效地抑制了絲狀菌的繁殖。整個反應池內(nèi)微生物一直可保持較高濃度，低水位時其 控制在 4l 左右，低食料比使處理過程較為穩(wěn) 12 定徹底。 池內(nèi)污水的流速為 /分。即使有一個小部分水在潷水階段后期進入主反應池。也因經(jīng)過污泥沉降層的阻擋而改變了運行的方向，不會形成短流。 反應池在沉淀時起沉淀作用。由于此階段已停止曝氣，只有進水而無出水，沉淀過程處理半靜止狀態(tài)。其水力負荷為 體表面負荷值為10此污泥沉淀 時間充分。固液分離效率高。 通過控制合適的曝氣、停氣，為硝化細菌和反硝化細菌創(chuàng)造了適宜的反硝化脫氮條件。此外還利用污泥在 厭氧和好氧的不同環(huán)境中吸收和貯藏磷的能力達到除磷的目的。 對沖擊負荷的適應性強 應池可以通過調(diào)節(jié)池周期來適應進水量和水質(zhì)的變化。已有的運行資料表明，在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設(shè)計值 2時，處理效果仍然令人滿意。 活性污泥性能好 已有的運行資料表明， 藝中活性污泥沉降指數(shù) 小于 150，已建成的處理廠中從未發(fā)生污泥膨脹的異?，F(xiàn)象。 投資和占地面積小 藝不設(shè)初沉池、二沉池、污泥消化池等構(gòu)筑物。污泥不需回流，減少了構(gòu)筑物及管道。其投資和占地面積大大減少。 能耗低 術(shù)是一種改進的延時曝氣系統(tǒng)，運行時，曝氣時間短，氧利用率高，且無污水回流設(shè)備，故其能耗較低。 產(chǎn)生的剩余污泥定期排入污泥濃縮池，通過濃縮，同時投加脫磷劑固定其中的磷酸鹽，避免污泥中的磷釋放到污水中，上清液返回調(diào)節(jié)池處理，底 13 泥定期吸出填埋或作堆肥。 水脫氮工藝 按照一級排放標準，所選工藝方案必須具有脫氮除磷功能，而常規(guī)二級處理達不到這要求。因此，必須對污水脫氮除磷工藝進行分析。 1、氮的去除 污水脫氮方法主要有物理化學法和生物法兩大類，目前生物脫氮是主體，也是城市污水處理中經(jīng)濟和常用 的方法。 氮是蛋白質(zhì)不可缺少的組成部分，因此廣泛存在于城市污水之中。在原污水中，氮以 有機氮的形式存在，這兩種形式的氮合在一起稱之為凱氏氮，用 示，而原污水中的 括亞硝酸鹽 硝酸鹽 內(nèi) )幾乎為零，故通常進水總氮即近似等于凱氏氮。氮也是構(gòu)成微生物的元素之一，一部分進入細胞體內(nèi)的氮將隨剩余污泥一起從水中去除。這部分氮量占所去除的 5。在有機物被氧化的同時，污水中的有機氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧充足、泥齡足夠長的情況下進一步氧化成硝酸鹽。因為氮在水體中是藻類生 長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，容易引起水體的富營養(yǎng)化，因此氮是污水處理廠出水的控制指標之一。 反硝化菌在缺氧的情況下可以利用硝酸鹽 (的氮作為電子受體，氧化有機物，將硝酸鹽中的氮還原成氮氣 (從而完成污水的脫氮過程，生物脫氮工藝是目前廣泛采用的污水處理工藝。 由此可見，要達到生物脫氮的目的，完全硝化是先決條件。因為硝化菌屬于自養(yǎng)菌，其比生長率 n 明顯小于異養(yǎng)菌的生長率 h，生物脫氮系統(tǒng)維持硝化的必要條件是 nh，也就是說系統(tǒng)必須維持在較低的污泥負荷條件下運行，使得系統(tǒng)泥齡大于維持硝化所需的最小泥齡 。根據(jù)大量的試驗數(shù)據(jù)和運轉(zhuǎn)實例，設(shè)計污泥負荷在 d 及以下時，就可以達到硝化及反硝化的目的。 14 水除磷工藝 污水除磷主要有生物除磷和化學除磷兩大類。對于城市污水一般采用生物除磷為主，必要時輔以化學除磷作為補充，以確保出水的磷濃度在標準以內(nèi)。 化學除磷主要是向污水中投加藥劑，使藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過固液分離將磷從污水中除去。固液分離可單獨進行，也可與初沉污泥和二沉污泥的排放相結(jié)合。按工藝流程中化學藥劑投加點的不同，磷酸鹽沉淀工 藝可分成前置沉淀、協(xié)同沉淀和后置沉淀三種類型。前置沉淀的藥劑投加點是原污水進水處，形成的沉淀物與初沉污泥一起排除；協(xié)同沉淀的藥劑投加點包括初沉出水、曝氣池及二沉池之前的其它位置，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是二級生物處理之后，形成的沉淀物通過另設(shè)的固液分離裝置進行分離，所括澄清池或濾池。化學除磷的藥劑主要包括石灰、鐵鹽和鋁鹽。 投加石灰法 向污水中投加石灰，污水中磷酸鹽與石灰的化學反應可用下式表示： 34H)(+3水堿 度所消耗的石灰量通常比形成磷酸鈣類沉淀物所需的石灰量大 幾個數(shù)量級，因此石灰法除磷所需的石灰投加量基本上取決于污水的堿度， 而不是污水的含磷量，滿足除磷要求的石灰投加量大致為總碳酸鈣堿度的 。 石灰法除磷的 通?？刂圃?10 以上，由于過高的 抑制和破壞微生物的增殖和活性，所以石灰法不能用于協(xié)同沉淀，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷。 投加鐵鹽和鋁鹽 以硫酸鋁和三氯化鐵、硫酸亞鐵混凝劑為例，金屬鹽與水中的磷酸鹽堿度的反應可以表示如下： 15 硫酸亞鐵混凝： 32 主反應： 3反應： 22H)3+3酸鋁混凝： 主反應： 1434反應： 14H)3+34見，鐵鹽和鋁鹽均能與磷酸根離子 (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。 按照德國規(guī)范 規(guī)定 ，一般去除 1需要投加 或 特定的污水，金屬鹽投加量需通過試驗確定，進水 度和期望的除磷率不同，相應的投加量也不同。 化學除磷方法的產(chǎn)泥量將增加，僅由沉淀劑與磷酸根和氫氧根結(jié)合生成的干泥量為 此之外，還要考慮附帶的其它沉淀物，因此，在實際應用中應按每 在初沉池投加化學藥劑，初沉池產(chǎn)泥量將增加 50如設(shè)后續(xù)生物處理，則全廠污泥量增加 60 70 ；在二沉池投藥，活性污泥量增加 35 45%，全廠污泥量將增加 10 25。 化學除磷的優(yōu)點是工藝簡單，除加藥設(shè)備外不需要增加其它設(shè)施，因此特 別適用于舊廠增加除磷設(shè)備，缺點是藥劑消耗量大，剩余污泥量增加，濃度降低，體積增大，使污泥處理的難度增加，同時還要消耗水中堿度，影響氨氮硝化。因此，在二級生物處理工藝中，僅當出水含磷要求較高時，才考慮化學法輔助除磷。 B生物除磷 生物除磷是污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸 16 鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機物，并轉(zhuǎn)化為 羥丁酸 )存儲起來。當 這些聚磷菌進入好氧條件下時就降解體內(nèi)儲存的 生能量，用于細胞的合成和吸磷，形成高濃度污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。生物除磷的優(yōu)點在于不增加剩余污泥量，處理成本較低。缺點是為了避免剩余污泥中磷的再次釋放，對污泥處理工藝的選擇有一定的限制。 據(jù)資料介紹，在厭氧段釋放 1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 磷。因此磷的吸收取決于磷的釋放，而磷的釋放取決于污水中存在的可快速降解的有機物的含量，一般來說，這種有機物與磷的比值越大，降磷效果 越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量為 2，采用生物除磷工藝的剩余活性污泥中磷的含量可以達到傳統(tǒng)活性污泥法的 2 3 倍，在設(shè)計中往往采用 3 5。生物除磷工藝的前提條件是聚磷菌必須在厭氧條件下受到抑制，而后進入好氧階段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的處理工藝必須在曝氣池前設(shè)置厭氧段。 根據(jù)該 小區(qū) 污水處理 工程 的進水水質(zhì)和要求達到的出水指標，我們認為，最佳的處理工藝是生物除磷脫氮工藝 +后端物化處理工藝 。 外線 消毒工藝 紫外線消毒技術(shù)是利用紫外線 段破壞水體中各種病毒和細菌的 其無法繁殖，達到去除水中致病菌體的目的。其優(yōu)點是殺菌效率高（ 1秒鐘以內(nèi)）、廣譜性好、無二次污染、運行安全、占地小、費用低、性能價格比高。目前在世界各地已有 3000 多城市污水處理廠安裝了使用了紫外線消毒系統(tǒng)，其中 95%以上的系統(tǒng)采用了明渠式模塊化紫外消毒系統(tǒng)，預計今后將成為取代傳統(tǒng)化學消毒方法的主流。 化學消毒法一般都會產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物，而紫外線消毒是唯一不會產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的方法，不會造成二次污染問題，且紫外線消毒工藝的運行成本比化學消毒 17 工藝低（設(shè)備費用略高、土建費用節(jié)省，和液氯消毒系統(tǒng)的總造價相當） 。 根據(jù)對以上幾種消毒方式的優(yōu)缺點進行綜合比較，最終本工程采用運行管理經(jīng)驗較為成熟的紫外線消毒方式。 泥處理工藝 污泥是水處理工程的副產(chǎn)物，包括篩余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥體積約占處理水量的 如污水進行深度處理，。 總之，污泥處理和處置的目的是減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用。脫除污泥水分，縮小污泥體積的方法主要有濃縮、調(diào)理、脫水和干化；穩(wěn)定污泥中有機物主要通過消化、焚燒、氧化和消毒等。 影響污泥濃縮和脫水性能的主要因素是顆粒的 大小，表面電荷水合的程度以及顆粒間的相互作用。其中污泥顆粒大小是影響污泥脫水性能的重要因素，污泥顆粒越小，顆粒的比表面積越大，這意味著更高的水合程度和對過濾的更大阻力及改變污泥脫水性能更多的化學藥劑。 污泥調(diào)理的目的就是要克服水合作用和靜電排斥作用，增大污泥顆粒，使其易于濃縮和過濾。其途徑有二：一是加入混凝劑，改變顆粒表面性質(zhì)，使其脫穩(wěn)并凝聚起來，二是改善污泥顆粒間的結(jié)構(gòu)，減小過濾阻力，使其不堵塞過濾介質(zhì)。 污泥濃縮的目的是降低污泥含水率，減少污泥體積，以利于后續(xù)處理和利用。 常用的污泥濃縮方 法分：重力濃縮法、氣浮濃縮法和離心濃縮法，它們各有優(yōu)點，可根據(jù)實際情況選用。 18 常用污泥濃縮方法及比較 濃縮方法 優(yōu)點 缺點 適用范圍 重力 濃縮法 貯泥能力強、動力消耗小、操作方便 占地面積大、濃縮效果一般、濃縮后含水率較高 主要用于濃縮初沉污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥 氣浮 濃縮法 占地面積小、濃縮效果好、濃縮后含水率低，臭氣少 占地面積、運行費用小于重力濃縮法，但動力消耗、操作要求高于重力濃縮法 主要用于濃縮初沉污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥；特別適用于濃縮過程中易發(fā)生污泥膨脹、易 發(fā)酵的剩余活性污泥和生物膜法污泥 離心 濃縮法 占地面積很小、處理能力大、含水率低、全封閉、無臭氣 專用離心機價格高，電耗是高，操作要求高 目的主要用于難以濃縮的剩余活性污泥和場地小，衛(wèi)生條件要求高，濃縮后污泥含水率很低的場合 污泥脫水主要分自然干化和機械脫水兩種，其中以機械脫水應用廣泛。 各種脫水方法的比較 方法 優(yōu)點 缺點 適用范圍 機械 脫水 板框壓濾機 間歇脫水 液壓過濾 泥餅含固率高 、 固體回 收率高 、 藥品消耗少、 濾液清澈 間歇操作、過濾能 力較低基建設(shè)備投 資大 其他脫水設(shè) 備適用的場合需要減少運輸、干燥或焚燒費用，降低填埋用地的場合 帶式壓濾機 連續(xù)脫水 機械擠壓 機器制造容易，附屬設(shè)備少，投資、能耗低連續(xù)操作，管理簡便、脫水能力大 聚合物價格貴，運 行費用高脫水效率 不及板框壓濾機 特別適用于無機 性污泥的脫水 19 離心機 連續(xù)脫水 離心力作用 基建投資少、占地少、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊不投加或少投加化學藥劑、處理能力大且效果好，總處理費用較低自動化程度高，操作簡便 國內(nèi)目前多采用進 口離心機，價格昂 貴電力消耗大，污 泥中含有沙礫，容 易磨損設(shè)備有一定 噪聲 不適用于密度 差 很小或液相 密度大于固相 的污泥脫水 自然干化 污泥干化場 間歇運行 自然蒸發(fā)和滲濾 基建投資少、設(shè)備投資少操作方便、運行費用低、勞動強度大 占地面積大、衛(wèi)生 條件差受污泥性 質(zhì)和氣候影響大 用于滲濾性能好的 污泥脫水氣候比較 干燥的地區(qū)，多雨 地區(qū)不宜建于露天 環(huán)境條件允許的地區(qū) 污泥經(jīng)過以上濃縮、調(diào)理、脫水、干燥等處理后，可利用和處置，主要有農(nóng)業(yè)利用、工業(yè)利用和最終處置。 農(nóng)業(yè)利用可把污泥作為肥料或飼料，工業(yè)利用可將污泥燃燒后的灰做建筑材料，污泥消化產(chǎn)生的氣可做動力燃料，污泥最終 處置可進行填埋和投海處理。 藝方案的選擇 藝方案的選擇的水質(zhì)水量依據(jù) 量 平均總流量： 4000m3/d 平均時流量： h 總變化系數(shù)： 時最大流量： 300m3/h 水處理工藝選擇 根據(jù)綜合分析，為使該廢水達到排放標準則應考慮使用具有脫氮除磷功能 20 的生物處理工藝。 脫氮除磷處理選擇以 核心的工藝，配合其他物理化學法，能有效降低廢水中的各項污染指標，從而使廢水達標排放。 泥處理工藝選擇 根據(jù)綜合分析，為使該廢水處理產(chǎn)生的剩 余污泥進行有效的處理和處置，應先將污泥的體積縮小，可通過濃縮和脫水來達到，該方法具有運行方便、效果好等特點。污泥濃縮選擇重力濃縮法自然濃縮，污泥脫水裝置選擇 帶式 壓濾機。 藝流程圖 混合液回流 水洗 進水 柵渣外運 泥餅外運 氣洗 反沖洗排水 達標排放 圖 1藝流程圖 藝流程說明 生活污水自流進格柵渠，通過粗細格柵去除粗大的固體雜質(zhì)后匯集至集水調(diào)節(jié)池；通過提升泵的提升進入 ； 是整個污水處理系統(tǒng)的主體部分，在這里， 污水中的懸浮固體和膠狀物質(zhì)被活性污泥吸附，而污水中的可溶性有機物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)，代謝轉(zhuǎn)化為生物細胞，并氧化成為二氧化碳 和水 ，非溶解性有機物需先轉(zhuǎn)化成溶解性有機物，而后才被代謝和利用，污水由此得到凈化 ，其上清液通過潷水器機械過濾裝置； 為確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達到國家一級 A 標準，設(shè)置 機械 過濾 和紫 外消毒單元 ，確保出水達標排放。 的剩余污泥性質(zhì)非常穩(wěn)定，通過潛污泵打入到污泥儲池中，然后泵入脫水機房進行脫水處理。為保證運行方便，各構(gòu)筑物均設(shè)置超越管。 格柵渠 集水調(diào)節(jié)池 機械過濾 清水 池 消毒渠 貯泥池 脫水機房 21 所產(chǎn)生的剩余污泥需進行濃縮脫水后和柵渣一起加以外運。 第四章 污水處理廠推薦方案工程設(shè)計 程內(nèi)容 該 小區(qū) 污水處理 工程 主體采用 藝，污水處理廠處理總量 4000m3/d，其主要工程內(nèi)容為： 處理 預處理系統(tǒng)主要包括進水格柵 渠 、集水調(diào)節(jié)池，對進水進行初步處理，能有效去除廢水中的大體積、大顆粒污染物。 格柵 渠（暫定進水管底標高地面下 格柵間設(shè)置兩臺人工格柵，一臺機械格柵，設(shè)計中提升泵采用無堵塞潛污泵三臺 (二用一備 )；潛污泵采用自動耦合機構(gòu)以便于安裝、檢修和更換，提升泵可根據(jù)集水井液位的變化自動開停。 設(shè)計流量 : 300h 功 能 : 去除污水中較大的漂浮物，以保證污水提升系 統(tǒng)的正常運行。 類 型 : 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直壁平行渠道。 數(shù) 量 : 1 條 尺 寸 : 要設(shè)備 22 a. 人工格柵 設(shè)備數(shù)量 : 1 臺 主要設(shè)計參數(shù) : 柵條間隙 b 20柵寬度 B 500柵傾角 90 材 質(zhì) :不銹鋼 b. 機械格柵 設(shè)備類型 : 回轉(zhuǎn)式格柵 設(shè)備數(shù)量 : 1 臺 主要 設(shè)計參數(shù) : 設(shè)計流量 Q s 柵條間隙 b 5柵寬度 B 400 柵前水深 H 400柵流速 V s 格柵傾角 75 最大水位差 h 150機功率 P 質(zhì) :機架碳鋼 控制方式 : 定時自動控制格柵運行同時可現(xiàn)場手動控制開停。 集水 調(diào)節(jié)池 主要作用為緩沖來水水量 水質(zhì) ，緩沖高峰時期的污水量 ， 方便水泵的提升，以利于后續(xù) 系統(tǒng)的 處理。水力停留時間取 2h。 設(shè)計流量 : Q h 23 功 能 : 調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，以利于后續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和水泵的提升 類 型 : 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 數(shù) 量 : 1 座 平面尺寸 : 要設(shè)備 a. 潛水攪拌機 設(shè)備數(shù)量 : 2 臺 功 率： N 質(zhì)：鑄鐵 b. 可提升式無堵塞潛污泵 設(shè)備數(shù)量 : 3 臺（ 2 用 1 備） 單臺流量： Q 95h 揚 程： h 12m 功 率： N 制方式 : 根據(jù)液位由 動控制水泵逐臺開停，根據(jù)累計運行時間自動輪換，同時可現(xiàn)場手動控制 開停。 是整個污水處理系統(tǒng)的主要處理部分， 通過曝氣 使 活性污泥呈懸浮狀態(tài)，并與污水充分接觸。 生物選擇區(qū)是設(shè)置在 端的小容積區(qū)，通常在厭氧或 缺 氧條件下運行 ， 水力停留時間為 有效容積為 缺 氧區(qū)不僅具有輔助生物選擇區(qū)對進水水質(zhì)水量的緩沖作用，同時還具有促進磷的進一步釋放和強化 脫氮反 硝化的作用。 缺氧區(qū)停留時間取 有效容積為 24 充水曝氣 2h，充水沉淀 1h，潷水 1h，一個周期 4h，一天 6 個周期。排水比確定為 1 3，則總的有效容積為 4000 6 3=2000 設(shè)計流量 : Q h 功 能 : 通過生化作用去除有機物，同時具有脫氮除磷作用 類 型 : 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 數(shù) 量 : 2 座 4 格，每格可單獨運行 單格尺寸 : （ 0） m 要設(shè)備 a. 潷水器 設(shè)備數(shù)量 : 4 臺 處 理 量： Q 300h 功 率： N 質(zhì)：液下不銹鋼 b. 混合液回流泵 設(shè)備類型： 可提升式無堵塞潛污泵 設(shè)備數(shù)量 : 5 臺（ 4 用 1 備） 單臺流量： Q 40h 揚 程： h 10m 功 率： N c. 剩余污泥泵 設(shè)備類型： 可提升式無堵塞潛污泵 設(shè)備數(shù)量 : 5 臺（ 4 用 1 備） 單臺流量： Q 18h 揚 程： h 15m 25 功 率： N d. 鼓風機 設(shè)備類型： 羅茨風機 設(shè)備數(shù)量 : 3 臺（ 2 用 1 備， 1 臺變頻） 單臺流量： Q 壓： P 率： N 15 套：消音器、空氣過濾裝置等。 控制方式 : 根據(jù)池內(nèi) 來控制風機的變頻， 控制 氧值在2。 d. 曝氣器 1）缺氧區(qū) 類 型： 穿孔管（ 數(shù) 量 : 4 套 2）好氧區(qū) 類 型： 可變微孔曝氣盤 規(guī) 格： 260 量： 4000 個（不含池內(nèi)曝氣管） e. 調(diào)節(jié)閥門 設(shè)備類型： 電動蝶閥 設(shè)備數(shù)量 : 2 臺 規(guī) 格： 制方式： 根據(jù)生物池內(nèi)溶解氧含量由 動調(diào)節(jié)進水量。 f. 26 設(shè)備數(shù)量 : 4 臺 深度處理設(shè)施 1、機械過濾 功 能：為確保最終出水的達標排放，設(shè)置了機械過濾單元。 設(shè)備類型： 中速過濾器 設(shè)備數(shù)量 : 2 套 規(guī) 格： 2600 濾 速： m2h 2、清水池 功 能：為過濾器提供水源及回用水。 類 型 : 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 數(shù) 量 : 1 座 平面尺寸 : 要設(shè)備 反沖洗泵： Q=200m3/h， H=15m， N=152 臺， 1 用 1 備 泥 濃縮 池 功 能 : 濃縮污泥以降低污泥的含水量 類 型 : 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 數(shù) 量 : 1 座 平面尺寸 : 紫外消毒 渠 功 能：對污水廠的尾水進行消毒。紫外線消毒采取明渠式低壓高強紫外 C 消毒系統(tǒng)。紫外光燈管排架排列于明渠中，與水流方向一致，燈管間距相同，保證在明渠中的紫外燈管模塊組中的每一點有均勻的紫外光量，以保證穩(wěn)定 27 的滅菌效果。 數(shù) 量： 1 座 平面尺寸： L B H =要設(shè)備 a. 紫外線消毒模塊 每組模塊包括燈架、紫外燈、石英套管、電磁管及相應配件。 模塊數(shù)量： 1 組 每組模塊燈管數(shù)量： 16 只 管 類 型：微波發(fā)光源 數(shù) 量： 16 只 主要設(shè)計參數(shù)： 透 光 率 ： 65% 適應水質(zhì)范圍： 10g/L 出水大腸菌群數(shù)： 1000 個 /L b. 閘門 功 能：控制消毒渠進出水，以便檢修 規(guī) 格： 400 400 數(shù) 量： 2 套 量排放 渠 28 計量排放渠是整個污水站處理的最終排放口，主要用于在線監(jiān)測儀的取樣分析，同時平緩水流，以便精確計量總出水量。計量排放渠配明渠流量計 1 套。 尺 寸： 質(zhì)：磚混結(jié)構(gòu) 數(shù) 量： 1 座 產(chǎn)用房 生產(chǎn)用房主要包括污泥濃縮脫水機房、風機房、控制室、在線監(jiān)測室。 污泥濃縮脫水機房 功 能 : 降低污泥含水率，減少污泥體積 型 式 : 框架結(jié)構(gòu) 數(shù) 量 : 1 座 平面尺寸 : 14m 6m 主要設(shè)備 a. 濃縮壓榨脫水一體機 設(shè)備類型 : 帶式 設(shè)備數(shù)量 : 1 臺 設(shè)計參數(shù)：處理能力 20 40h(含水率 ) 電機功率 :