00噸污水處理工程及再生水利用工程設(shè)計方案

1 300 噸污水處理工程及再生水利用工程設(shè)計方案 第一章 概 述 由云南新天地實業(yè)發(fā)展有限公司投資興建的新天地商業(yè)廣場 其污水主要來源于小區(qū)生產(chǎn)廢水，還有部分生活污水，屬于一般有機綜合廢水；該廢水直接排放會對周邊環(huán)境造成污染，需要處理后達(dá)標(biāo)排放，而且該小區(qū)綠化用水又需大量的自來水；由于小區(qū)廢水量較小，故選擇采用我公司研發(fā)的一體化水處理設(shè)備處理該小區(qū)的廢水，這樣一方面該小區(qū)的廢水可以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放，不會對周邊環(huán)境造成污染；另一方面作為綠化用水，又可節(jié)省大筆的自來水費 的開支，同時也符合國家節(jié)水的政策。 污水總量： 300m3/d，即 h 該污水處理站設(shè)計方案主要在技術(shù)、經(jīng)濟、管理和運行等幾個方面進(jìn)行了綜合考慮，推薦了以 行了工程設(shè)計和經(jīng)濟分析。 則和范圍 1、建設(shè)單位提供水量、水質(zhì)資料及相應(yīng)要求； 2、中華人民共和國環(huán)境保護法（ 1989年 12月）； 3、中華人民共和國水法（ 2002年 8月）； 4、排污費征收標(biāo)準(zhǔn)及計算方法（國家發(fā)展計劃委員會、財 政部、國家環(huán)保總局、 2 國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會第 31號令）； 5、城鎮(zhèn)污水處理 廠 污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ 2002）； 6、 城市污水再生利用 環(huán)境景觀用水水質(zhì) ( 6、地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ 2002）； 7、城市污水處理 廠 附屬建筑和設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（ 8、帶式壓濾機污水污泥脫水設(shè)計規(guī)范（ 95）； 9、泵站設(shè)計規(guī)范（ 50265 10、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（ 97）； 11、 柵條、網(wǎng)格絮凝 池設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) （ 88） 12、室外排水設(shè)計規(guī)范（ 13、給水排水構(gòu)筑物施工及驗收規(guī)范（ 14、給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ 15、給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范（ 16、地下工程防水技術(shù)規(guī)范（ 17、 工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) （ 18、 壓縮機、風(fēng)機、泵安裝工程施工及驗收規(guī)范 （ 19、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ 50010 20、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ 50003 21、建筑抗震設(shè)計規(guī)范（ 22、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（ 23、建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范（ 24、建筑防雷設(shè)計規(guī)范（ 25、 10（ 26、 通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范 （ 3 27、 工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范 （ 28、低壓配電裝置及線路設(shè)計規(guī)范 （ 29、城市污水處理及污染防治技術(shù)政策（建成 2001124號） 30、工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強制性條文（建標(biāo) 2002202 號） . 選用運行安全可靠、經(jīng)濟合理的工藝流程； . 采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，合理利用資金，提高污水處理站的自動化程度和管理水平； . 根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的方針，在方案設(shè)計中充分考慮遠(yuǎn)、近期結(jié)合，為發(fā)展留有余地； . 污水處理站的位置，應(yīng)符合城市規(guī)劃要求，位于城市下游，與周邊有一定的衛(wèi)生防護帶，靠近受納水體，少占農(nóng)田； . 嚴(yán)格 執(zhí)行國家和地方現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定。 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(jìn)行綜合規(guī)劃設(shè)計。 第二章 擬建項目背景 生活污水未經(jīng)達(dá)標(biāo)處理就直接排入河流，嚴(yán)重污染了水源，影響了城鎮(zhèn)衛(wèi)生，因此解決城鎮(zhèn)廢水排放問題已迫在眉睫，擬建一座污水處理站，為達(dá)到城鎮(zhèn)污水 處理站污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ 2002） 一級 市污水再生利用 環(huán)境景觀用水水質(zhì) (觀賞性景觀用水水質(zhì)（河道類）標(biāo) 4 準(zhǔn) ，處理量為 300噸 /天。 污水處理站的建設(shè)，正是保護自身環(huán)境，提高城市文明水平和市民健康水平，促進(jìn)城市發(fā)展的必要措施。 因此，該污水處理站的建設(shè)是必要的。 由于無污水進(jìn)水水質(zhì)參數(shù)，現(xiàn)暫擬定該鎮(zhèn)的污水濃度為： 50，00， 75， 0， 為 ， 其它城市污水處理系統(tǒng)的水質(zhì)相似；污水中可能存在少量工業(yè)廢水，由于工業(yè)廢水要求經(jīng)過處理后排入城市管網(wǎng)，因此污染物濃度不高；混合后的廢水 B/，污水是可以進(jìn)行生化處理的。 污水處理站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)。 污水處理程度的確定對受納水體的環(huán)境影響，對工程建設(shè)費用及長期的運轉(zhuǎn)費用都是至關(guān)重要的，必須慎重對待。 污水處理站出水根據(jù)受納水體類別和排放標(biāo)準(zhǔn)，污水處理后應(yīng)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理站污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ 2002）的一級 城市污水再生利用 環(huán)境景觀用水水質(zhì) (觀賞性景觀用水水質(zhì)（河道類）標(biāo)準(zhǔn)。 即： 10mg/l 30mg/l 10mg/l 5 5mg/l ： l 設(shè)計出水水質(zhì) 通過本工藝處理后，污水處理站的設(shè)計出水水質(zhì)表下表： 項目 進(jìn)水 出水 75 mg/l 10mg/l 50 mg/l 30mg/l 00 mg/l 10mg/l 0 mg/l 5mg/l 3 mg/l l 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。 根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃，貫徹污水處理站布置應(yīng)相對集中，成規(guī)模運行的原則；該污水處理站選址應(yīng)綜合考慮管網(wǎng)布置和現(xiàn)有人口分布特點。 、在滿足排放標(biāo)準(zhǔn)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(xué)法。 、采取穩(wěn)妥可靠的消毒方式和消毒設(shè)備。 6 第三章 處理工藝方案選擇 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)，城市污水處理站工程的建設(shè)和運行意義重大。由于城市污水處理站的建設(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)化選擇對確保處理站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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)?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。在污水處理站工藝方案確定中，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(dá)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(jìn)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(jìn)、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 50%和 上，對污水處理工藝選擇應(yīng)十分慎重。本方案設(shè)計的污水處理工藝選擇針對該城鎮(zhèn)城污水量和污水水質(zhì)以及經(jīng)濟條件考慮適應(yīng)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(jìn)工藝。下面將對各種工藝的特點進(jìn)行論述，以便選擇切 實可行的方案。 7 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。 去除 污水中的 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≈睆降挠袡C顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ≈睆降臒o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。污水站出水中懸浮物濃度不僅涉及到出水 標(biāo)，出水中的 指標(biāo)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，控制污水站出水的 是很重要的。 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?，例如采用適當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，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 0 去除 污水中 后對污泥與水進(jìn)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(xì)胞，將另一部分有機物進(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 2O 等穩(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(jìn)入細(xì)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(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污水中的溶解性有機物和非溶解性有機物都起作 8 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 據(jù)國外有關(guān)設(shè)計資料， 在污泥負(fù)荷為 d 以下時，就很容易使得出水 0以下。 去除 污水中的 除的原理與 水站出水中的剩余 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， 際運行資料表明 3時才使反硝化正常運行，本工程 生物脫氮是可行的。同樣 26 同樣可以滿足生物除磷要求。 藝 活性污泥法工藝是一種應(yīng)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(jìn)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(xì)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(jìn)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 著水體富營養(yǎng)化問題的日益嚴(yán)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(yīng)運而生，如 A/O， A/A/O、 中 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(yīng)用，該工藝具有工藝成 9 熟、脫氮除磷效果好等特點。 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 國 麥 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)量耗，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。 該工藝的缺點是不適合小水量的處理。 藝是一種生物吸附 降解兩段活性污泥工藝， A 段負(fù)荷高，曝氣時間短， 右，污泥負(fù)荷高 2d ， B 段污泥負(fù)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(jìn)水 50 ， 藝才有明顯優(yōu)勢。 進(jìn)一步硝化，以提高出水水質(zhì)，去除生物處理的剩余氨氮。近幾年又開發(fā)出多種形式，使此工藝適用于對原污水進(jìn)行硝化與反硝化處理。它通過內(nèi)設(shè)生物填料使微生物附著其上，污水從填料之間通過，達(dá)到去除 10 有機物、氨氮和 期局限于實驗研究階段，但近十年來，由于自動控制、生物選擇器、機械制造方面的技術(shù)突破才使得這一工藝真正應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，目前該工藝的應(yīng)用正在我國逐步興起。 它是一個完整的操作過程，包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥和閑置 5 個階段。 有以下特點： A生物反應(yīng)和沉淀池在一個構(gòu)筑物內(nèi)完成，節(jié)省占地，土建造價低； B具有完全混合式和推流式曝氣池的優(yōu)勢，承受水量水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力強； C污泥沉降性能好，不易發(fā)生污泥膨脹； D對有機物和氮的去除效果好； 但傳統(tǒng)的 藝除磷的效果不理想，主要表現(xiàn)在：對脫氮除磷處理要求而言，傳統(tǒng) 由于這種考慮與脫氮或除磷所需要的環(huán)境條件相背，因而在實際運行中往往削弱脫氮除磷效果。就除磷而言，采用非限量或半 限量曝氣進(jìn)水方式，將影響磷的釋放；對脫氮而言，則將影響硝化態(tài)氮的反硝化作用而影響脫氮效果。 生物接觸氧化法在污水處理領(lǐng)域應(yīng)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(xì)菌附著于填料表面，由于細(xì)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， 11 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(dāng)生物膜達(dá)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(xì)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。 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 1976年建成了世界上第一座 后在日本、加拿大、美國和澳大利亞等得到了廣泛推廣應(yīng)用。目前，在全世界已建成投產(chǎn)了 300 座 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(jìn)一步得到發(fā)展和推廣，成為目前計算機控制系統(tǒng)非常先進(jìn)的生物脫氮除磷工藝 。 每個 生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。 生物選擇區(qū)是設(shè)置在 積約為反應(yīng)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(yīng)動力學(xué)原理而設(shè)置的。通過主反應(yīng)區(qū)污泥的回流并與進(jìn)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(yīng)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 12 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(jìn)水配水池也可用作選擇器。由主反應(yīng)區(qū)向選擇區(qū)回流的污泥量一般以每天將主反應(yīng)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(jìn)水水質(zhì)水量的緩沖作用，同時還具有促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和強化氮以硝化的作用。 主反應(yīng)區(qū)是最終去除有機底物的主場所。運行中，通常將主反應(yīng)區(qū)的曝氣強度加以控制，以使反應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(fù)荷的基質(zhì)快速增長過程，對進(jìn)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(jìn)入主反應(yīng)池，經(jīng)歷一個較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程，并完成泥水分離。 藝的運行模式與傳統(tǒng) 類似，由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和 出水及必要的閑置等五個階段組成。從進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dá) 10g/l。 13 潷水 繼續(xù)停止進(jìn)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(dá)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(jìn)水，因此在第一個池子進(jìn)行沉淀和潷水時，第二個池子中進(jìn)行充水 /曝氣過程，使兩個池子交替運行。為防止進(jìn)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(jìn)水和曝氣。與傳統(tǒng)的污泥法相比， 出水水質(zhì)好 污水流入預(yù)反應(yīng)區(qū)，活 性污泥在高負(fù)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(yīng)池內(nèi)微生物一直可保持較高濃度，低水位時其 l 左右，低食料比使處理過程較為穩(wěn)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(jìn)入主反應(yīng)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(yīng)池在沉淀時起沉淀作用。由于此階段已停止曝氣，只有進(jìn)水而無出水，沉淀過程處理半靜止?fàn)顟B(tài)。其水力負(fù)荷為 體表面負(fù)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(xì)菌和反硝化細(xì)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(dá)到除磷的目的。 14 對沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性強 應(yīng)池可以通過調(diào)節(jié)池周期來適應(yīng)進(jìn)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(fù)荷沖擊超過設(shè)計值 2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，已建成的處理站中從未發(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 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，底泥定期吸出填埋或作堆肥。 按照一級排放標(biāo)準(zhǔn)，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(dá)不到 這要求。因此，必須對污水脫氮除磷工藝進(jìn)行分析。 1、氮的去除 污水脫氮方法主要有物理化學(xué)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，其脫氮工藝形式較多，原理相同；物理化學(xué)脫氮主要有折點氯化法去除氨氮、選擇性離子交換法去除氨氮、空氣吹脫法去除氨氮。 15 a、物理化學(xué)脫氨 折點氯化法去除氨氮 折點氯化法去除氨氮是將氯氣或次氯酸鈉投入污水中，將污水中 2的化學(xué)脫氮工藝。其最終化學(xué)反應(yīng)可表示為： +投加量與 ，由于污水水質(zhì)的不同，投加量將 大于理論計算值。 此外，折點氯化法還需要消耗水中堿度，理論計算 1 N 堿度 (以 ，一般需向污水中投加 石灰來補充污水堿度的不足；并且尚需對出水余氯進(jìn)行脫除，以免毒害魚貝類水生生物，余氯脫除可用還原劑二氧化硫?qū)⒂嗦冗€原成氯離子或用活性炭床過濾吸附。 采用折點氯化法脫氨氮，工藝復(fù)雜，投氯量大，再加上補充堿度、余氯脫除等工藝環(huán)節(jié)，而且投氯尚會產(chǎn)生一些新的有毒和有害物質(zhì)，故從經(jīng)濟上，運行管理上和環(huán)境上 分析均不適宜于本工程。 選擇性離子交換法去除氨氮 陽離子交換樹脂的離子交換反應(yīng)可用下式表示： 離子交換樹脂對各種離子所表現(xiàn)的不同親和力或選擇性是離子交換的基本條件。目前在污水處理中主要采用沸石天然離子交換物質(zhì)作為離子交換物質(zhì)，但該法在國內(nèi)尚無應(yīng)用。 該法存在的主要問題是進(jìn)入交換柱的 5，以免增加水頭損失，堵塞沸石床；吸附飽和后必須對沸石進(jìn)行再生，以恢復(fù)其離子交換能力；無運行管理經(jīng)驗。 空氣吹脫法去除氨氮 16 污水中的氨氮大多以銨離子 (和游離氨 (式存在，并在水中保持如下平衡： +H+ 當(dāng) 升高時，平衡向右移動，污水中游離氨的比率增加，當(dāng) 升高到 11 左右時，水中的氨氮幾乎全部以 加以攪拌、曝氣等物理作用可使氨氣從水中向大氣轉(zhuǎn)移。 氨吹脫包括三個工藝過程：一是提高污水 污水中 變?yōu)?是在吹脫塔中反復(fù)形成水滴；三是通過吹脫塔大量循環(huán)空氣，增加接觸，攪動水滴。 該工藝方案主要存在的問題是需對污水調(diào)節(jié) 加大量石灰，藥劑投加量大，另外還產(chǎn)生大量的污泥，增加處 理難度和污泥處理量：由于需要大量循環(huán)空氣，故動力費用較高；該方法在城市污水處理中尚無使用先例，也缺少運行管理經(jīng)驗，因此不推薦采用。 綜上所述，物理化學(xué)法脫氮從經(jīng)濟、管理等方面均不適宜在污水處理中使用。 b、生物脫氮 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 兩種形式的氮合在一起稱之為凱氏氮，用 原污水中的 括亞硝酸鹽 幾乎為零，故通常進(jìn)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(jìn)入細(xì)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 。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(jìn)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，因此氮是污水處理站出水的控制指標(biāo)之一。 17 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(dá)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(fù)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(fù)荷在 d 及以下時，就可以達(dá)到硝化及反硝化的目的。 污水除磷主要有生物除磷和化學(xué)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(xué)除磷作為補充，以確保出水的磷濃度在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。 化學(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，然后通過固液分離將磷從污水中除去。固液分離可單獨進(jìn)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(xué)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(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(jìn)行分離，所括澄清池或 濾池?；瘜W(xué)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(xué)反應(yīng)可用下式表示： 18 34a 5(+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 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(yīng)可以表示如下： 硫酸亞鐵混凝： 32 主反應(yīng)： +3 副反應(yīng)： 22H) 3+3+6酸鋁混凝： 主反應(yīng)： 14H 2O+2+32-+14反應(yīng)： 14H 2O+6H) 3+32-+64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 般去除 1特定的污水，金屬鹽投加量需通過試驗確定，進(jìn)水 應(yīng)的投加量也不同。 化學(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 19 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(yīng)用中應(yīng)按每 在初沉池投加化學(xué)藥劑，初沉池產(chǎn)泥量將增加 50如設(shè)后續(xù)生物處理，則全站污泥量增加 60 70；在二沉池投藥，活性污泥量增加 35 45%，全站污泥量將增加 10 25。 化學(xué)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 別適用于舊站增加除磷設(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(dāng)出水含磷要求較高時，才考慮化學(xué)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(dāng)這些聚磷菌進(jìn)入好氧條件下時就降解體內(nèi)儲存的 于細(xì)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(dá)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有機物，經(jīng)好氧分解后產(chǎn)生的能量用于細(xì)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(dá)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(jìn)入好氧階段才能增大磷的吸 20 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)該城鎮(zhèn)城污水處理站的進(jìn)水水質(zhì)和要求達(dá)到的出水指標(biāo)，我們認(rèn)為，最佳的處理工藝是生物除磷脫氮工藝，即 (深度 )二級生物處理工藝。 二氧化氯（ 被世界衛(wèi)生組織（ 認(rèn)的一種高效、廣譜、強力殺菌劑，也是 2003 年中國在抗擊 “ 非典 ” 過程中，國家衛(wèi)生和環(huán)保部門推薦使用的消毒劑之一。 化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器由反應(yīng)系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)合理，操作安全方便。維護簡便、故障率低，在省內(nèi)外各地醫(yī)院的污水處理工程中被應(yīng)用并得到很好的處理效果。所以，本方案選擇二氧化氯為 該醫(yī)療污水的消毒藥劑。 二氧化氯（ 菌消毒劑是美國八十年代開發(fā)的新產(chǎn)品 ,經(jīng)過美國食品藥物管理局 (美國環(huán)境保護署 (期科學(xué)的試驗論證，確認(rèn)它是殺菌、消毒、除臭的理想藥劑，世界衛(wèi)生組織確認(rèn)其是一種高效強力廣譜殺菌劑。二氧化氯藥劑由此被國際衛(wèi)生組織公認(rèn)的液氯、漂白粉精、優(yōu)氯凈、次氯酸鈉等氯系消毒劑最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。 二氧化氯消毒劑可以滅殺一切微生物，包括細(xì)菌繁殖體、細(xì)胞芽孢、真菌、分枝桿菌和肝炎病毒、各種傳染病毒菌等。其對微生物的殺菌機理為：二氧化氯對細(xì)胞壁有較強的吸附穿透力，可有 效地使氧化細(xì)胞內(nèi)含琉基的酶，快速的抑制微生物蛋白質(zhì)的合成來破壞微生物。二氧化氯的消毒能力和氧化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過氯氣，不會像氯氣那樣生成對人體有害的有機鹵化物和三鹵甲烷（致癌物質(zhì)）。能有效的破壞酚、硫化物、氰化物等有害物質(zhì)。 二氧化氯發(fā)生器工作原理： 化學(xué)方程式： 21 +5料供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的氯酸鈉水溶液和鹽酸（濃度 30在計量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的作用下被定量輸送到反應(yīng)罐內(nèi)，在一定溫度下經(jīng)過 負(fù)壓曝氣反應(yīng)生成二氧化氯和氯氣的氣液混合物，經(jīng)吸收系統(tǒng)吸收制成一定濃度的二氧化氯混合消毒液，投加到待處理的水中或需要消毒的物體，完成二氧化氯和氯氣的協(xié)同消毒、氧化等作用。 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(jìn)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(xué)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)。 22 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。 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(yīng)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 23 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(xué)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(jìn) 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(jìn)行填埋和投海處理。 平均總流量： 300m3/d 平均時流量： h 總變化系數(shù)： 時最大流量： h 50mg/l 75mg/l 50mg/l 氨氮： 30mg/l 總氮： 40mg/l 總磷： 3mg/l 6污水處理工藝選擇 24 根據(jù)綜合分析，為使該廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)考慮使用具有脫氮除磷功能的生物處理工藝。 脫氮除磷處理選擇以 合其他物理化學(xué)法，能有效降低廢水中的各項污染指標(biāo)，從而使廢水達(dá)標(biāo)排放。 根據(jù)綜合分析，為使該廢水處理產(chǎn)生的剩余污泥進(jìn)行有效的處理和處置，應(yīng)先將污泥的體積縮小，可通過濃縮和脫水來達(dá)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。 流程圖 生活污水 混合液回流 柵井 調(diào)節(jié)池 過濾 消毒池 柵渣外運 污泥排放 剩余污泥 達(dá)標(biāo)排放 污泥外運 帶式 壓濾機 污泥濃縮池 壓濾液回集水井 上清液回集水井 圖 1藝流程圖 生活污水自流進(jìn)格柵井，通過粗細(xì)格柵去除粗大的固體雜質(zhì)后匯集自流至調(diào)節(jié)池，進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)后泵入 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(xì)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，而后才被代謝和利用，污水由此得到凈化 。 排水通過潷水器排入消毒池，依靠二氧化氯發(fā)生裝置投加的氯有效殺滅污水中的病原體和細(xì)菌。最終出水通過流量 25 計、 的污泥進(jìn)入污泥濃縮池，經(jīng)重力濃縮后泵入帶式壓濾機脫水，脫水后的污泥可外運堆肥或填埋。 第四章 污水處理站推薦方案工程設(shè)計 該城鎮(zhèn)污水處理站主體采用 藝，污水處理站處理總量 300m3/d，其主要工程內(nèi)容為： 預(yù)處理系統(tǒng)主要包括進(jìn)水格柵井、調(diào)節(jié)池，對進(jìn)水進(jìn)行初步處 理，能有效去除廢水中的大體積、大顆粒污染物。 格柵井 主要作用為清除大體積、大顆粒柵渣，保護水泵不至于堵塞。 采用 如下 方式運行，在前段設(shè)進(jìn)水方閘門 1道，尺寸： LB=40000配 段設(shè)粗細(xì) 1道格柵，粗格柵選用人工平板格柵 2 臺， LB 150000間隙 25格柵選用機械旋轉(zhuǎn)式格柵機 1臺，設(shè)備寬 30026 間隙 5段設(shè)方閘門 1 道，尺寸： LB=40000配手動啟閉裝置，便于機械井內(nèi)設(shè)備的檢修。 格柵井尺寸： 20005 00500有效高度： 量： 1座 材質(zhì)：鋼筋混凝土 構(gòu)造：全地埋 調(diào)節(jié)池 主要對污水進(jìn)行水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)，緩沖高峰時期的污水量，保護后續(xù)污水處理設(shè)備。調(diào)節(jié)池提升泵選型由 決定， 6h 為 1 個周期，每周期進(jìn)水 250水 2h， 2 池交替運行，則泵的流量為 選用 4 臺自吸式排污泵 802 用 2備）， Q 15m3/h， H=10m， P 泵運行采用時序控制，并通過液位變送器設(shè)置高、低液位報警系統(tǒng)。池中設(shè)潛水?dāng)嚢铏C 臺，功率 于起攪拌混合作用。設(shè)水力停留時間為 4h，則調(diào)節(jié)池有效容積為 調(diào)節(jié)池尺寸： 500050004500效高度： 量： 1座 材質(zhì)：鋼筋混凝土 構(gòu)造：半地埋 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