1、污水處理工程設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn)一、技術(shù)要求污水處理方法的選擇應(yīng)滿足現(xiàn)行的國(guó)家和地方有關(guān)的規(guī)定，根據(jù)污水的水質(zhì)和水量，并結(jié)合受納水體的稀釋能力，污水利用條件、進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，選用出水達(dá)標(biāo)排放，運(yùn)行安全可靠、技術(shù)先進(jìn)節(jié)能、運(yùn)行成本低、投資省、占地少、操作管理方便的成熟處理工藝。污水處理工藝的選擇力求做到：工藝合理，技術(shù)先進(jìn)，水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，出水達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定，污泥易于處置；經(jīng)濟(jì)合理，電耗省，造價(jià)低，占地??；易于管理，操作方便，設(shè)備可靠；重視環(huán)境、臭氣的防護(hù)，噪聲的控制；廠區(qū)景觀與環(huán)境相協(xié)調(diào)，文明生產(chǎn)。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站的運(yùn)行管理以及減少污水廠站

2、的常年運(yùn)行費(fèi)用，保證出廠污水水質(zhì)。二、重點(diǎn)及難點(diǎn)（一）處理重點(diǎn)解析1）水質(zhì)指標(biāo)污水處理廠站的工藝選擇與設(shè)計(jì)除了應(yīng)遵循一般基本要求外，還應(yīng)能滿足對(duì)各個(gè)重點(diǎn)處理項(xiàng)目以及難點(diǎn)項(xiàng)目的處理要求。對(duì)工程處理重點(diǎn)項(xiàng)目及相關(guān)難點(diǎn)分析如下：(1) BOD5污水處理廠站要求的出水BOD5指標(biāo)為010mg/L，從目前常采用的一些污水處理工藝來看，處理后BOD5濃度可消減90%以上，再加上本工程由于除磷脫氮對(duì)BOD5的進(jìn)一步削減，能夠保證BOD5出水濃度低于10mg/L,因此，BOD5不是本工程的重點(diǎn)處理項(xiàng)目。(2) CODCrCODCr與BOD5的去除基本同步，在本工程中，污水廠站出水CODCr達(dá)到要求值40mg/

3、L,人工濕地出水COD年均值小于20mg/L,以下容易實(shí)現(xiàn)，因此，CODCr不是本工程的處理重點(diǎn)。(3) SS本工程要求出水SS濃度小于10mg/L,常規(guī)處理一般能使出水SS濃度低于20mg/L，但難以穩(wěn)定達(dá)到10mg/L以下，高出水SS將導(dǎo)致TN、TP難以達(dá)標(biāo)。因此，SS是本工程的重點(diǎn)處理項(xiàng)目。不過在增加深度處理后可使出水滿足設(shè)計(jì)要求。(4) NH3N本工程污水廠站和人工濕地出水NH3N標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)格，污水廠站出水小于4mg/L,人工濕地出水年均值小于1.5mg/L。污水處理廠站進(jìn)水氨氮的去除主要靠硝化過程來完成，由于氨氮的硝化過程遠(yuǎn)比碳的氧化過程緩慢，因此，NH3N也是本工程的重點(diǎn)處理項(xiàng)目。(

4、5) TN要求出水TN小于15mg/L,污水處理廠站進(jìn)水TN的去除主要在硝化充分的基礎(chǔ)上靠反硝化過程來完成，工程上通過缺氧階段實(shí)現(xiàn)，反硝化成為缺氧池設(shè)計(jì)的控制因素。根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)例，控制缺氧段停留時(shí)間及回流率可以較好的控制出水總氮，因此，TN也是本工程的重點(diǎn)處理項(xiàng)目。(6) TP本工程出水TP濃度要求小于0.4mg/L,一般而言，通過具有除磷脫氮功能的生物處理后，出廠水中磷含量可以達(dá)到1mg/L，但難以保證穩(wěn)定在0.4mg/L以下，因此，TP是本工程的重點(diǎn)處理項(xiàng)目。不過，在增加化學(xué)除磷的深度處理后就能比較容易地保證出水中TP指標(biāo)達(dá)標(biāo)。綜上所述，根據(jù)示例污水處理廠站進(jìn)出水水質(zhì)，本工程

5、污水處理的重點(diǎn)指標(biāo)為TP、SS、NH3N、TN。(二)處理難點(diǎn)解析本工程污水處理的主要難點(diǎn)如下：(7) 由于項(xiàng)目初期進(jìn)水水質(zhì)及水量偏低，解決項(xiàng)目初期進(jìn)水碳源可能偏低的問題，合理分配碳源是工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)；(8) 雨季污水SS值和含砂量較高的問題；(9) 對(duì)于本次招標(biāo)中出水排放標(biāo)準(zhǔn)較高的項(xiàng)目，由于SS、BOD5、CODcr、TP等污染物均可通過三級(jí)深度處理去除，而化學(xué)加藥、過濾等三級(jí)處理手段對(duì)TN的去除是基本無效的，只有通過強(qiáng)化生物處理手段進(jìn)行去除；(10) 水量變化較大，因?yàn)楸竟こ碳{污范圍為肥東及廬江市鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域，主要為鄉(xiāng)鎮(zhèn)的居民生活污水，該部分收水水量具有水量波動(dòng)較大，瞬時(shí)高峰較大，季節(jié)變

6、化性大，可能出現(xiàn)斷流等典型特征，如何根據(jù)污水廠站污水量變化確定污水處理工藝，是本工程設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。(11) 管網(wǎng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)范圍為鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民區(qū)，如何因地制宜結(jié)合相關(guān)規(guī)劃進(jìn)行支管網(wǎng)設(shè)計(jì)，即盡量減小對(duì)居民生活的影響，又切實(shí)能夠完善支管網(wǎng)，確保收水率是本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的又一難點(diǎn)以上問題是本工程技術(shù)路線重點(diǎn)考慮的技術(shù)問題。針對(duì)本工程中的處理重點(diǎn)及難點(diǎn)，需采用合理適當(dāng)?shù)姆椒?。（三）采取的措?、主要指標(biāo)的處理措施（1） BOD5指標(biāo)分析本項(xiàng)目的最大進(jìn)水BOD5指標(biāo)為150mg/L，出水滿足國(guó)標(biāo)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)（即：BOD5<10mg/L）。污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和微生物的新陳代謝作用，然后

7、對(duì)污泥與水進(jìn)行分離完成的。微生物在有氧的條件下將污水中的一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是CO2產(chǎn)H2O等穩(wěn)定物質(zhì)。這也就是污水中BOD5的降解過程。在這種合成代謝與分解代謝過程中，溶解性有機(jī)物（例如分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用。而非溶解性有機(jī)物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用。由此可見，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)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此可以使處理污水中殘余BOD5的濃度很低。從目前常采用的一些污水處理工藝來看，該項(xiàng)指標(biāo)在采用生物脫氮除

8、磷工藝的基礎(chǔ)上再附加三級(jí)深度處理后較容易滿足。當(dāng)要求對(duì)污水進(jìn)行硝化及反硝化時(shí)，二級(jí)處理后出水BOD5濃度一般均低于20mg/L（處理效果好時(shí)，一般常低于10mg/L）,其相應(yīng)的去除率一般均大于90%。這是因?yàn)樽责B(yǎng)型的亞硝酸菌具有很小的比增長(zhǎng)速率仙N,與去除碳源的異養(yǎng)型微生物相比要小一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，因此需要硝化系統(tǒng)比單純?nèi)コ荚碆OD5的系統(tǒng)具有更長(zhǎng)的泥齡或更低的污泥負(fù)荷，在此條件下，BOD5的去除率將有大幅度的提高。（2） CODcr指標(biāo)分析本項(xiàng)目的最高進(jìn)水CODcr指標(biāo)為300mg/L,處理規(guī)模1000m3/d及以上污水廠站出水要求優(yōu)于國(guó)標(biāo)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)（即：CODcr<40mg/L）

9、,處理規(guī)模1000m3/d以下執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（即：CODcr<50mg/L）。污水中CODCr去除的原理與BOD5基本相同。CODCr的去除效率取決于原污水的可生化性，它與污水的組成有關(guān)。對(duì)于那些主要以生活污水組成的城鎮(zhèn)污水，其BOD5/CODCr的比值往往接近0.5或者大于0.5,其污水的可生化性較好，出水中CODCr值可以控制在較低的水平。采用生物脫氮除磷工藝，因?yàn)橄趸璧哪帻g較長(zhǎng)，長(zhǎng)泥齡可提高CODcr的去除率。在進(jìn)水CODcr=300mg/L時(shí)，出水CODcr<40mg/L,對(duì)于可生化性較好的城市污水而言，在采用生物脫氮除磷工藝的基礎(chǔ)上再附加三級(jí)深度處理后一般均能夠較容易

10、達(dá)到。（3） SS指標(biāo)分析本項(xiàng)目最高的進(jìn)水SS指標(biāo)為150mg/L，出水滿足國(guó)標(biāo)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)（即：SS<10mg/L）。污水中懸浮物的去除主要靠沉淀作用。污水中的無機(jī)顆粒和大尺度的有機(jī)顆?？孔匀怀恋碜饔镁涂梢匀コ?，小尺度的有機(jī)顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ?。污水處理廠站出水中懸浮物濃度不單涉及到出水SS指標(biāo)，還因?yàn)榻M成出水是浮物的主要是生物膜，其本身的有機(jī)成分就很高，因此對(duì)出水的BOD5、CODCr、TP等指標(biāo)也有直接影響，所以控制污水處理廠站出水的SS指標(biāo)是最基本的，也是很重要的。根據(jù)國(guó)外現(xiàn)有資料，在僅采用生物除磷工藝時(shí)，出水SS將直接影響到出水的TP值。經(jīng)工藝計(jì)算，剩余污泥含磷比例為3

11、.25%時(shí)，若當(dāng)出水SS指標(biāo)控制在20mg/L之內(nèi)，使得隨出水SS排放的磷含量為0.65mg/L。（4）氨氮（以N計(jì)）指標(biāo)分析本項(xiàng)目的進(jìn)水NH4+-N最高指標(biāo)為30mg/L，處理規(guī)模1000m3/d及以上污水廠站出水要求優(yōu)于國(guó)標(biāo)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)（即：NH4+-N<4mg/L）,處理規(guī)模1000m3/d以下執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（即：NH4+-Nr<5mg/L）0現(xiàn)代污水處理技術(shù)中的生物脫氮通常是通過在好氧條件下進(jìn)行的硝化過程和缺氧條件下的反硝化過程來實(shí)現(xiàn)的。在好氧條件下，污水中的氨氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽再進(jìn)一一步被氧化成硝酸鹽；在缺氧（DO低于0.7mg、ORP枳mv）的條件下，

12、硝酸鹽則作為兼性反硝化菌的電子受體。通過生物的分解代謝還原成分子氮，最終通過氣態(tài)分子氮從污水中逸脫，完成脫氮過程?，F(xiàn)代生物處理技術(shù)的研究和實(shí)踐證明：通過控制反應(yīng)器中的溶解氧（DO）或氧化還原電位（ORP）及有關(guān)條件，可以使硝化和反硝化這兩個(gè)不同的反應(yīng)在相同的反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)進(jìn)行，由于同步硝化一反硝化不需要分別設(shè)置不同的反應(yīng)器，因而會(huì)有效簡(jiǎn)化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，省去內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，降低工程投資和運(yùn)行費(fèi)用。污水處理廠站進(jìn)水氨氮的去除主要靠硝化過程來完成，氨氮的硝化過程將成為控制生化處理好氧單元設(shè)計(jì)的主要因素。要滿足4mg/L出水要求，必須進(jìn)行完全硝化，并且還要通過完全反硝化輔助。故本工程設(shè)計(jì)在完全硝化的基礎(chǔ)上，

13、適當(dāng)進(jìn)行充分供氧，并采用完全反硝化設(shè)計(jì)和三級(jí)深度處理，能夠保證出水氨氮指標(biāo)控制在4mg/L以內(nèi)。在進(jìn)行完全硝化的同時(shí)，碳源也被氧化，將會(huì)提高的BOD5去除率，使出水的BOD5將低于10mg/L。（5）總氮（以N計(jì)）指標(biāo)分析本項(xiàng)目最高的進(jìn)水TN指標(biāo)為40mg/L，出水應(yīng)滿足國(guó)標(biāo)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)（即:TN<15mg/L）。TN是本工程重點(diǎn)處理指標(biāo)，由于本工程總氮去除率要求較高，除了要做到氨氮的完全硝化，特別要重視反硝化的控制。因此，本工程設(shè)計(jì)在完全硝化的基礎(chǔ)上，需要充分保證反硝化的環(huán)境，合理分配和補(bǔ)充碳源、充分利用活性菌種的自養(yǎng)降解作為反硝化碳源，控制出水TN<15mg/L。（6）總磷（

14、以P計(jì)）指標(biāo)分析本項(xiàng)目的進(jìn)水TP指標(biāo)為4mg/L，處理規(guī)模1000m3/d及以上污水廠站TP出水要求優(yōu)于國(guó)標(biāo)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)（即：TP<0.4mg/L）,處理規(guī)模1000m3/d以下執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（即：TPq.5mg/L）。磷的去除主要分為生物除磷和化學(xué)除磷，在進(jìn)、出水磷濃度不高的情況下，生物除磷可以滿足規(guī)范要求；當(dāng)進(jìn)水磷含量較高，出水磷濃度要求較低時(shí)，設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮輔助化學(xué)除磷。要滿足出水磷濃度低于0.4mg/L的要求，必須采用具有生物除磷功能的污水處理工藝并附加化學(xué)除磷，并且要嚴(yán)格控制出水SS濃度?；瘜W(xué)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

15、液分離將磷從污水中除去。按工藝流程中化學(xué)藥劑投加點(diǎn)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(diǎn)是原污水進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)是二級(jí)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(jìn)行分離，包括澄清池或?yàn)V池。化學(xué)除磷的藥劑主要包括石灰、鐵鹽和鋁鹽。a.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(xué)反應(yīng)可用下式表示:3HPO：5Ca24OHCa5OHPO433H2O污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

16、灰量大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，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1.5倍。石灰法除磷的PH值通?？刂圃?0以上，由于過高的PH會(huì)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。b.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(yīng)可以表示如下:硫酸亞鐵混凝：3Fe22PO；Fe3PO42三氯化鐵混凝:主反應(yīng)：FeCl3PO43FePO43Cl副反應(yīng)：FeCl33CaHCO322FeOH33CaCl26CO2硫酸鋁混凝:主反應(yīng):3Al2SO4314

17、H2。2PO；22AlPO43SO214H2O副反應(yīng):Al2SO4314H2O6HCO32AlOH33SO：6CO214H2O可見，鐵鹽和鋁鹽均能與磷酸根離子（PO43-）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。按照德國(guó)規(guī)范ATVA131的規(guī)定，一般去除1kg磷需要投加2.7kg鐵或1.3kg鋁。對(duì)特定的污水，金屬鹽的投加量需通過試驗(yàn)確定，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?；瘜W(xué)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2.3kgTS/kgFe或3.6kgTS/kgAl,除此之外，還要考慮附帶的其它沉淀物，因此，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)按每

18、kg用鐵量產(chǎn)生2.5kg污泥或每kg用鋁量產(chǎn)生4.0kg污泥來計(jì)算產(chǎn)泥量?；瘜W(xué)除磷的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，除加藥設(shè)備外不需增加其它設(shè)施，缺點(diǎn)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(shí)還要消耗水中堿度，影響氨氮硝化。因此，在二級(jí)生物處理工藝中，僅當(dāng)出水含磷要求較高時(shí)，才考慮化學(xué)法輔助除磷。綜上所述，本項(xiàng)目污水水質(zhì)各項(xiàng)控制指標(biāo)的重要性詳見表1。表1污水水質(zhì)各項(xiàng)控制指標(biāo)重要性項(xiàng)目控制優(yōu)先次序?qū)Σ吲c措施NH4+-N完全硝化，完全反硝化，充分曝氣TN充足碳源，完全反硝化，充分曝氣TP生物除磷和化學(xué)除磷相結(jié)合SS沉淀、過濾截流BOD5生物降解為主CODcr完全硝化，充分曝氣糞大腸菌群數(shù)消毒2、其他處理措施(1)污水量變化處理措施在進(jìn)入污水廠站內(nèi)建設(shè)調(diào)節(jié)池，錯(cuò)峰調(diào)節(jié)污水廠站流量，保證后續(xù)工藝平穩(wěn)有序進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)污水廠站服務(wù)范圍內(nèi)的人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)布局、距離遠(yuǎn)近等綜合因素合理確定調(diào)節(jié)時(shí)間，確定調(diào)節(jié)池容積