污水處理畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)題目: 學(xué)生：_ 學(xué)院名稱(chēng): 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng): 班級(jí)名稱(chēng): 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師: 教師職稱(chēng): 學(xué) 歷2014年3月10日開(kāi)題報(bào)告一.選題依據(jù)設(shè)計(jì)目的及意義改革開(kāi)放30年來(lái)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展蓬勃向上，各方面的變化日新月異，國(guó)家對(duì)基 礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入加大了許多。隨著城市工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市人口的遞增，城市 規(guī)模的擴(kuò)大，工業(yè)廢水和生活污水排出量日益增多，大量未經(jīng)處理的污水直接排 入周?chē)恿?，致使城市周?chē)h(huán)境污染十分嚴(yán)重，不但直接污染了市區(qū)的地下飲用 水，而且對(duì)河流下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了危害，人類(lèi)和生物賴(lài)以生 存的生態(tài)環(huán)境受到了

2、日益嚴(yán)重的威脅。同時(shí)，水生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了人與水的和諧共 存與協(xié)調(diào)發(fā)展，是城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分和關(guān)鍵因素，與一個(gè)城市的可持 續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。因而，城市污水治理已成為當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題之一。理論是用于實(shí)踐的，將自己在課堂上所學(xué)的知識(shí)，尤其是專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于本次 畢業(yè)設(shè)計(jì)之中，以提高自己的工程設(shè)計(jì)能力，為自己走上工作崗位進(jìn)行工程設(shè)計(jì) 打下堅(jiān)固的實(shí)踐基礎(chǔ)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠熟悉并掌握排水工程的設(shè)計(jì)容、設(shè)計(jì) 原理、方法和步驟，能根據(jù)原始設(shè)計(jì)資料正確地獨(dú)立地選定設(shè)計(jì)方案，掌握污水 廠(chǎng)設(shè)計(jì)的基本流程及各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)方法，熟悉設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě) 容和編制方法，并繪制工程圖紙。設(shè)計(jì)擬解決的工程實(shí)際

3、問(wèn)題根據(jù)市城市總體規(guī)劃（2009-2020年）所知城市的主要發(fā)展方向：以 中心城區(qū)為核心，按照“中心放射型”的城鎮(zhèn)體系空間布局結(jié)構(gòu)，沿貴黃、貴遵、 貴畢、貴開(kāi)、貴惠、貴修、廈蓉、市域快速鐵路等重要交通干線(xiàn)形成城鎮(zhèn)主要發(fā) 展走廊。沿其支流縱深發(fā)展的城市布局形態(tài)。而近年來(lái)隨著市城市基礎(chǔ)建設(shè)及經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展，該區(qū)域的人口和城市污水排放量也在逐年增加，大量工業(yè)廢水和生活 污水直接排放，紅楓湖、百花湖、阿哈水庫(kù)等區(qū)域都受到了不同程度的污染。另 排放的污水中含氮磷較多，將使水體富營(yíng)養(yǎng)化，為改善環(huán)境，處理水環(huán)境污染問(wèn) 題，因此建設(shè)市污水處理廠(chǎng)工程至關(guān)重要。市污水處理廠(chǎng)位于市新區(qū)，小灣河大橋旁，該廠(chǎng)設(shè)計(jì)處理能力

4、為12萬(wàn)噸/ 日，總投資12600萬(wàn)元。該項(xiàng)目2008年5月基本調(diào)試完畢并啟動(dòng)試運(yùn)行，2010 年11月通過(guò)階段性環(huán)保驗(yàn)收，目前已經(jīng)正常運(yùn)行。目前，污水處理廠(chǎng)的污水收集圍己全部實(shí)現(xiàn)雨污分流，共建污水接入管網(wǎng)達(dá) 98.5公里、雨水接入管網(wǎng)達(dá)98.3公里，收集圍包括建成區(qū)的行政中心、園、紅街、 元龍地塊、碧海花園、一中、客車(chē)站、景怡園、醫(yī)院、金世旗、武警總隊(duì)、衛(wèi)校 電大、世紀(jì)城、水電八局、工業(yè)職業(yè)學(xué)院等。此前，新區(qū)每天產(chǎn)生的1.8萬(wàn)噸生活污水，未經(jīng)過(guò)處理直排入阿哈水庫(kù)，今 后，這些污水經(jīng)污水處理廠(chǎng)處理全部改道達(dá)標(biāo)后再排放到市西河進(jìn)入南明河。據(jù)悉，在“十二五”期間，新區(qū)擬建設(shè)小灣河排水收集系統(tǒng)，建設(shè)

5、污水管79.9 公里、雨水管28.95公里，進(jìn)一步擴(kuò)大污水收納圍。設(shè)計(jì)擬應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)資料綜述地理位置優(yōu)越，市是中國(guó)西南地區(qū)重要的中心城市之一，是國(guó)務(wù)院確定的“黔 中產(chǎn)業(yè)帶”、“南貴昆經(jīng)濟(jì)帶”和“泛珠三角經(jīng)濟(jì)區(qū)”的重要中心城市，是一座以 資源開(kāi)發(fā)見(jiàn)長(zhǎng)的綜合型工業(yè)城市，主要工業(yè)產(chǎn)品和工業(yè)行業(yè)在中國(guó)居于重要的地 位。是我國(guó)對(duì)外開(kāi)放、走向東盟、走向世界的重要門(mén)戶(hù)和前沿，是新崛起的面向 東盟的區(qū)域性國(guó)際城市。3.1城市氣溫夏無(wú)酷暑，夏季平均溫度為23.2C,最高溫度平均在25-28C之間，在最熱的 七月下旬，平均氣溫也僅為23.7C，全年最高溫度高于30C的日數(shù)少，近五年平 均僅為35.8天，大于35C的

6、天數(shù)僅為0.3天；紫外線(xiàn)強(qiáng)度僅在中午很短的時(shí)間 達(dá)到4級(jí)，其余時(shí)間均為弱或很弱；夏季雨水充沛，約500毫米，夜間降水量占全年降水量的70%。冬無(wú)嚴(yán)寒，最冷一月上旬，平均氣溫是4.6C。3.2城市降水市海拔高度在1100米左右，處于費(fèi)德?tīng)柇h(huán)流圈，常年受西風(fēng)帶控制，屬于 亞熱帶濕潤(rùn)溫和型氣候，年平均氣溫為15.3C，年極端最高溫度為35.1 C，年 極端最低溫度為-7.3C，年平均相對(duì)濕度為77%，年平均總降水量為1129.5毫 米，年雷電日數(shù)平均為49.1天，年平均陰天日數(shù)為235.1天，年平均日照時(shí)數(shù) 為1148.3小時(shí)，年降雪日數(shù)少，平均僅為11.3天3.3城市地形地貌地處黔原丘陵中部，長(zhǎng)江

7、與珠江分水嶺地帶。總地勢(shì)西南高、東北低。苗嶺 橫延市境，崗阜起伏，剝蝕丘陵與盆地、谷地、洼地相間。相對(duì)高差100200 米，最高峰在水田鎮(zhèn)廟窩頂，海拔1659米；最低處在南明河出境處，海拔880米。 中部層狀地貌明顯，主要有一一中司向斜盆地和白云一一花溪一一青巖構(gòu)成的多 級(jí)臺(tái)地及溶丘洼地地貌。峰叢與碟狀洼地、漏斗、伏流、溶洞發(fā)育。較平坦的壩 子有花溪、孟關(guān)、烏當(dāng)、朱昌等處。南明河自西南向東北縱貫市區(qū)，流域面積 約占市區(qū)總面積的70%。地貌屬于以山地、丘陵為主的丘原盆地地區(qū)。其中，山地面積4218平方千米， 丘陵面積2842平方千米；壩地較少，僅912平方千米；此外，還有約1.2%的峽谷 等地貌

8、。3.4城市風(fēng)向最近五年市秋季和冬季偏東北方向的風(fēng)較多，而春季和夏季則以偏東南方向 的風(fēng)較多，從季節(jié)性變化來(lái)看主導(dǎo)風(fēng)向是東南風(fēng)，市平均風(fēng)速為1.21.5m/s。3.5廠(chǎng)址及場(chǎng)地狀況廠(chǎng)區(qū)選址以平原為主，污水處理廠(chǎng)擬用場(chǎng)地較為平整，占地面積10公頃。 廠(chǎng)區(qū)地面標(biāo)高0.00米，原污水將通過(guò)管網(wǎng)輸送到污水廠(chǎng)，來(lái)水管管底標(biāo)高為- 5.00米（于地面下5米）。設(shè)計(jì)擬應(yīng)用的文獻(xiàn)綜述4.1前言城市污水處理設(shè)施是現(xiàn)代化城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源保護(hù)不可或缺的組 成部分。在美國(guó)、荷蘭、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)普遍實(shí)行了城市污水的集中二級(jí) 處理，近年來(lái)，我國(guó)中央政府，各級(jí)地方政府及相關(guān)部門(mén)對(duì)城市污水治理十分重 視，同時(shí)加大了

9、對(duì)污水處理的資金投入和治理力度，使我國(guó)在污水處理廠(chǎng)方面的 建設(shè)方面取得了重大的進(jìn)展?！笆濉逼陂g，國(guó)家在鞏固化學(xué)需氧量減排的基 礎(chǔ)上，將加強(qiáng)對(duì)氨氮以及總氮、總磷和重金屬等污染物的排放控制及總量削減。 水污染防治以城鎮(zhèn)生活污水提標(biāo)升級(jí)改造、高濃度、高含鹽、難降解工業(yè)廢水處 理、廢水資源化為重點(diǎn)，同時(shí)加強(qiáng)農(nóng)村生活污水及河湖等領(lǐng)域的污染防治。4.2氮磷含量較高的城市污水對(duì)環(huán)境的影響由于城市污水中有著各種不同的化學(xué)成分和有害物質(zhì)，污水中的氮磷含 量的超標(biāo)會(huì)對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。而氮磷含量的超標(biāo)的直接體現(xiàn)就是 水體富營(yíng)養(yǎng)化。富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)影響水體的水質(zhì)，會(huì)造成水的透明度降低，使得難以 穿透水層，從

10、而影響水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的過(guò)飽和狀態(tài)。溶解 氧的過(guò)飽和以及水中溶解氧少，都對(duì)水生動(dòng)物有害，造成魚(yú)類(lèi)大量死亡。同時(shí)， 因?yàn)樗w富營(yíng)養(yǎng)化，水體表面生長(zhǎng)著以藍(lán)藻、綠藻為優(yōu)勢(shì)種的大量水藻，形成一 層“綠色浮渣”，致使底層堆積的有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件分解產(chǎn)生的有害氣體和一 些浮游生物產(chǎn)生的生物毒素也會(huì)傷害魚(yú)類(lèi)。因富營(yíng)養(yǎng)化水中含有硝酸鹽和亞硝酸 鹽，人畜長(zhǎng)期飲用這些物質(zhì)含量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)的水，也會(huì)中毒致病?？梢?jiàn)控制污 水中氮磷的排放是至關(guān)重要的，也是建設(shè)城市污水處理廠(chǎng)中必須考慮到的問(wèn)題。4.3城市污水處理技術(shù)污水處理所采用的工藝技術(shù)是污水處理廠(chǎng)的核心部分，與進(jìn)水水質(zhì)、出 水要求、處理量、投資大小

11、等等因素密切相關(guān)。自我國(guó)第一座采用活性污泥工藝 的城市污水處理廠(chǎng)1921年在建成以來(lái)，污水處理事業(yè)在我國(guó)得到了發(fā)展，污水 處理的工藝層出不窮，由于城市污水的主要污染物是有機(jī)物，因此目前國(guó)外大多 采用生物處理技術(shù)處理城市污水，又可分為活性污泥法和生物膜法兩大類(lèi)。其中， 由于生物膜法的處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國(guó)只有少數(shù)幾座生物膜法城市 污水處理廠(chǎng)；而活性污泥法污水處理廠(chǎng)占絕大多數(shù)，其中使用最廣泛的主要有 傳統(tǒng)活性污泥工藝和其改進(jìn)型A/O、A /O工藝；AB工藝；SBR及其改進(jìn)工 藝；氧化溝及其改進(jìn)工藝；其他工藝。傳統(tǒng)活性污泥工藝我國(guó)20世紀(jì)80年代及其以前建設(shè)的污水處理廠(chǎng)，由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有對(duì)出水

12、氮 磷含量的要求，生物處理工藝主要采用傳統(tǒng)活性污泥工藝及其改良工藝，其功能 是大幅度去除污水中呈膠體態(tài)和溶解態(tài)的有機(jī)污染物，使經(jīng)處理的污水BOD達(dá) 到標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)污水中氮磷的去除率非常低。同時(shí)水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題在我國(guó)日益嚴(yán) 重，為適應(yīng)國(guó)家對(duì)氮磷含量的排放要求，保護(hù)水環(huán)境，一些采用傳統(tǒng)活性污泥處 理工藝的污水處理廠(chǎng)對(duì)其現(xiàn)有的工藝進(jìn)行改造，增設(shè)了 “脫氮除磷”功能。A/O 工藝及 A2/OA/O工藝及A2/O工藝因其較好的脫氮除磷效果而在慢慢應(yīng)用于城市污水 處理之中，并且成為主流，再此階段，氮磷污染物控制與去除分別達(dá)到90%以上 和80%左右，而A /O工藝能同時(shí)高效脫氮除磷。該工藝主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)COD

13、、BOD5、 SS等具有較高的去除率，對(duì)脫氮除磷也具有較高的去除效果，具有運(yùn)行費(fèi)用低、 占地少，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)；其缺點(diǎn)是運(yùn)行管理要求較高，投資較大，節(jié)能差 20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著具有脫氮除磷功能污水處理工藝的研究應(yīng)用，發(fā)現(xiàn) A2/O工藝本身存在的缺陷，既反硝化菌和聚磷酶在有機(jī)負(fù)荷，污齡及碳源需求 上存在著矛盾和競(jìng)爭(zhēng)，很難在同一系統(tǒng)中同時(shí)獲得氮磷的高效去除，阻礙生物脫 氮除磷的應(yīng)用，為了解這些工藝的矛盾，研究者們進(jìn)行了大量研究來(lái)進(jìn)行工藝改 造，開(kāi)發(fā)出倒置A?/。，UCT, A+ A?/。SBR工藝隨著工業(yè)和自動(dòng)化系統(tǒng)的飛速發(fā)展，特別是監(jiān)控技術(shù)的自動(dòng)化程度以及污 水處理廠(chǎng)自動(dòng)化管理要求，為S

14、BR的研究和應(yīng)用提供了有力的條件，我國(guó)對(duì)SBR 工藝的應(yīng)用很廣泛，主要有CASS工藝、CAST工藝、MSBR工藝等等。SBR工藝 也叫序批式活性污泥法，其最根本的特點(diǎn)是處理工序不是連續(xù)的，而是間歇的、 周期的，污水一批一批地經(jīng)過(guò)進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水，然后又周而復(fù)始。SBR 技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池， 無(wú)污泥回流系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)穩(wěn)定、水質(zhì)好；耐沖擊負(fù)荷；運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、自 控水平高；占地面積小、造價(jià)低、操作靈活。但SBR法存在的曝氣系統(tǒng)易堵塞， 故障率高，人工操作管理繁瑣，監(jiān)測(cè)手段要求高等缺點(diǎn)也影響了其使用。氧化溝工藝20世紀(jì)中期，氧化溝工藝因其好

15、的脫氮除磷效果且無(wú)需沉淀池開(kāi)始慢慢被 推廣，此時(shí)期建設(shè)的大型污水處理項(xiàng)目基本上采用氧化工藝，國(guó)許多污水處理廠(chǎng) 的使用狀況證明氧化溝工藝是一種工藝流程簡(jiǎn)單，管理方便，工藝穩(wěn)定性高的污 水處理技術(shù)。常見(jiàn)的氧化溝有Carrousel氧化溝、交替工作式氧化溝、Orbal氧 化溝、一體化氧化溝等。曝氣生物濾池工藝曝氣生物濾池是當(dāng)前發(fā)展較快的一種新到生物處理技術(shù)，具有占地面積小、 出水水質(zhì)高、投資省、運(yùn)行靈活方便、易于管理、抗沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在污水 的有機(jī)物去除、硝化去氨、反硝化脫氮、除磷以及微污染水源水的預(yù)處理過(guò)程中 有著較好的應(yīng)用前景。曝氣生物濾池的基本原理是：在一級(jí)強(qiáng)化的基礎(chǔ)上，以顆粒狀填料及其附

16、著 生長(zhǎng)的生物膜為主要處理介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污染物在同一單元反應(yīng)器去除.省去了二次 沉淀設(shè)備。反應(yīng)器存在著不同的好氧、缺氧區(qū)域，可同步實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化，在 去除有機(jī)物的同時(shí)達(dá)到脫氮的目的。該工藝存在的主要問(wèn)題包括：進(jìn)水一般要求進(jìn)行預(yù)處理，增加了工藝的復(fù)雜 性；進(jìn)水懸浮物較多時(shí)，運(yùn)行周期短，反沖洗頻繁；產(chǎn)生的污泥穩(wěn)定性差，進(jìn)一 步處理比較困難；同步生物除磷效果不好.一般多采用化學(xué)法進(jìn)行，增加了藥劑 的使用量等等。在我國(guó)，目前曝氣生物濾池正處于推廣階段。4.4脫氮除磷工藝在污水處理技術(shù)中的應(yīng)用機(jī)理生物脫氮處理過(guò)程中，污水中的有機(jī)氮首先被異養(yǎng)菌轉(zhuǎn)化為氨氮，氨氮的去 除由兩個(gè)過(guò)程完成，在好氧條件下氨氮被亞硝化

17、菌轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮，繼而被硝 化菌轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，即硝化，然后在缺氧的條件下，硝酸鹽氮被反硝化菌先后 轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮、氮?dú)?，即反硝化。生物除磷是利用除磷菌從外部環(huán)境超量地 攝取磷，并將磷以聚合的形態(tài)儲(chǔ)藏在菌體，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)，達(dá)到從污 水中除磷的目的。SBR工藝通過(guò)控制好氧、缺氧和厭氧的環(huán)境條件，實(shí)現(xiàn)脫氮除磷工藝在SBR工藝中 的運(yùn)用，而且SBR工藝可以根據(jù)反應(yīng)器中底物的降解情況靈活地改變反應(yīng)時(shí)間， 在時(shí)間序列上可實(shí)現(xiàn)缺氧/好氧或厭氧/缺氧/好氧的組合，從而可靈活地控制好 氧、缺氧和厭氧的環(huán)境條件以達(dá)到除磷脫氮的目的的特點(diǎn)，因此SBR己成為較 理想的除磷脫氮工藝而得到廣泛應(yīng)用。A2/

18、O 工藝流程較簡(jiǎn)單。污水首先進(jìn)入?yún)捬醭兀嫘詤捬蹙鷮⑽鬯幸捉到庥袡C(jī)物轉(zhuǎn)化 為VFAs，回流污泥帶入的聚磷菌將體貯存的聚磷分解，所釋放的能量一部分可 供好氧的聚磷菌在厭氧的環(huán)境下維持生存，另一部分能量供聚磷菌主動(dòng)吸收 VFAs并在體儲(chǔ)存PHB。進(jìn)入缺氧區(qū)反硝化菌就利用混合液回流帶入的硝酸鹽以 及進(jìn)入水中的有機(jī)物進(jìn)行反硝化脫氮，接著進(jìn)入好氧區(qū)，聚磷菌除了吸收利用污 水中殘留的易降解BOD外主要分解體貯存的PHB產(chǎn)生能量供自身生長(zhǎng)繁殖，并 主動(dòng)吸收環(huán)境中的溶解磷，以聚磷的形式在體貯積。污水經(jīng)厭氧、缺氧區(qū)有機(jī)物 分別被聚磷菌和反硝化菌利用后濃度已很低，有利于自養(yǎng)的硝化菌的生長(zhǎng)。4.5脫氮除磷污水處理

19、工藝國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)(1)活性污泥法的新發(fā)展到目前為止，對(duì)活性污泥法在運(yùn)行方式上還沒(méi)有大的突破，往往所作的是一 些局部的改進(jìn)，但在曝氣方式上確取得了較大的成果，如純氧曝氣、深井曝氣、 射流曝氣，采用微氣泡擴(kuò)散器等，這些都增大了氧轉(zhuǎn)移率、提高了氧的利用率使 曝氣池中氧的濃度增加。如美日等國(guó)研制出的一種超微氣泡擴(kuò)散器，氣泡直徑 50Lm，氧吸收率達(dá) 90%，Reid Engineering Company of Frederick shurg等研制 的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改進(jìn)，把沖刷曝氣(Brush Aeration)改 進(jìn)透平曝氣(Turbine Aeration)避免了產(chǎn)生氣溶膠、飛

20、濺、結(jié)冰等問(wèn)題?；钚晕勰喾ǖ牧硪粋€(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是朝多功能方向發(fā)展，采用的方法有：培養(yǎng) 馴化專(zhuān)用細(xì)菌，使活性污泥處理對(duì)象不局限于生活污水，還可以處理如酚一類(lèi)難 降解的有毒有機(jī)物，甚至馴化可以處理象氤一類(lèi)有劇毒的無(wú)機(jī)物；把活性污泥與 其它處理方法結(jié)合起來(lái)，如活性炭一活性污泥法，它實(shí)際上是一種以活性污泥法 形式的活性炭吸附、生物氧化法的綜合處理法；固定活性污泥法是提供微生物附 著的表面，如合成纖維、塑料、細(xì)沙、粘土焦炭等，使曝氣池同時(shí)存在附著相和 懸浮相的生物；這些都提高了活性污泥的凈化效率，提高了抗有毒物質(zhì)等沖擊負(fù) 荷的能力，還具有脫色、脫氮、削減泡沫的效果，國(guó)外已用于合成纖維、化工印 染、煉油、煉

21、焦等工業(yè)生產(chǎn)的污水處理；活性污泥法與厭氧工藝結(jié)合來(lái)脫氮、脫 磷等，最典型的工藝是A-O(anaerobic-oxic)流程?；钚晕勰喾ㄟ€可和化學(xué)法結(jié) 合，提高凈化多氯聯(lián)苯、有機(jī)磷的去除效果。有學(xué)者認(rèn)為該工藝未來(lái)兩個(gè)大的方向是膜分離技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng) 用。(1膜分離技術(shù)的應(yīng)用用膜分離代替沉淀進(jìn)行泥水分離，可帶來(lái)活性污泥工藝的以下變化：不再 存在污泥膨脹問(wèn)題。在調(diào)控活性污泥系統(tǒng)時(shí)，不必再考慮污泥的沉降性能問(wèn)題， 從而使工藝控制大大簡(jiǎn)化；曝氣池的污泥濃度將大大提高(MLSS可以大于 20000mg/L)從而使系統(tǒng)可在超大泥齡、超低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，充分滿(mǎn)足去除各 種污染物質(zhì)的需要；在同樣的處理要

22、求下，可使曝氣池容積大大減小，節(jié)省處 理廠(chǎng)的占地面積；污泥濃度的提高，將要求較高的曝氣速率，因而純氧曝氣將 隨著膜分離而被大量采用。雖然膜分離目前還存在易堵塞等方面的問(wèn)題，但這些問(wèn)題正逐步得到解決。 實(shí)際上，目前已有一批膜分離活性污泥系統(tǒng)在運(yùn)行。(2分子生物技術(shù)的應(yīng)用目前分子生物技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。為搞清聚磷菌除磷的生化機(jī) 理，已開(kāi)始用分子診斷技術(shù)獲取聚磷菌的遺傳信息。現(xiàn)在從活性污泥中已發(fā)現(xiàn)的 30多種絲狀菌中，只有4種準(zhǔn)確命名及生物分類(lèi)學(xué)定位，因?yàn)檫@些絲狀菌大部 分無(wú)法進(jìn)行分離純培養(yǎng)。目前正用分子診斷技術(shù)進(jìn)行這些絲狀菌的生物學(xué)定位， 以進(jìn)一步準(zhǔn)確了解其特性。分子診斷技術(shù)的大量應(yīng)用，

23、活性污泥微生物基因庫(kù)的建立，在此基礎(chǔ)上用基 因技術(shù)培育具有高效活性的污泥菌種，進(jìn)一步提高處理效果，是未來(lái)發(fā)展的方向。4.6生物膜處理法的新進(jìn)展生物膜法最早出現(xiàn)的工藝是1893年在英國(guó)出現(xiàn)的將污水噴撒在粗濾料上而 得以?xún)艋钠胀ㄉ餅V池，它是最早出現(xiàn)而至今仍在不斷改進(jìn)和發(fā)展的人工生物 處理設(shè)備。在它的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和 生物接觸氧化等。近二三十年來(lái)，又出現(xiàn)了一些新型的生物膜法處理技術(shù)，如生 物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等顆粒材料作為載體，其載體表面附著生長(zhǎng) 著生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流動(dòng)使載處于流化狀態(tài)，載體上的 生物膜可以充分地和污水接觸，

24、使凈化效率提高，它的工藝有空氣流床、純氧流 動(dòng)床、三相流化床和厭氧兼型流化床工藝等?；钚陨餅V池是將生物濾池、曝氣池及二沉池結(jié)合為一體的新型污水處理工 藝，它的特點(diǎn)是將生物濾池的部分出水回流匯同二沉池的回流污泥一起進(jìn)入生物 濾池，用活性生物濾池處理生活污水和食品加工廢水的試驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)具 有處理效果好、效率高、BOD容積負(fù)荷大、不發(fā)生污泥膨脹和耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。 另外還有空氣驅(qū)動(dòng)的生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和曝氣池相結(jié)合、藻類(lèi)轉(zhuǎn)盤(pán)等。由于生 物膜法的生態(tài)環(huán)境與活性污泥法的不同，生物膜法生態(tài)系統(tǒng)中可以生長(zhǎng)藻類(lèi)、后 生動(dòng)物等，甚至可以生長(zhǎng)硝化菌及反硝化菌等，因此可以用來(lái)脫氮等。4.7厭氧生物處理法的

25、新發(fā)展厭氧生物處理法也有一百多年的歷史，它是利用厭氧微生物在無(wú)氧的條件下 對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解的技術(shù)。由于處理效率低、速度慢、且甲烷菌對(duì)環(huán)境要求嚴(yán)格 不易控制等缺點(diǎn)，厭氧生物處理法長(zhǎng)期以來(lái)一般僅用于污泥處理，它的主要工藝 是化糞池、消化池等。但是由于近年來(lái)能源危機(jī)及環(huán)境污染加重，厭氧生物處理 由于其產(chǎn)物具有能源物質(zhì)而得到人們的重視，一大批新的厭氧生物處理法技術(shù)相 繼誕生。為了提高厭氧微生物的濃度，有使厭氧微生物附著在載體表面的厭氧生物膜 處理方法如厭氧生物濾池、厭氧轉(zhuǎn)盤(pán)、厭氧膨脹床、厭氧接觸氧化、厭氧檔板反 應(yīng)器、厭氧流化床法，以及象上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)依靠微生物之間凝 聚造粒而形成

26、的自己固定法方法。還有人為地固定微生物包埋固定化法，它是人 為地把增殖速度緩慢的厭氧微生物高濃度地保持在處理系統(tǒng)中，提高處理速度、 縮小處理設(shè)備并可用于處理低濃度的有機(jī)污水。如日本本田等人1988年采用包 埋固定厭氧微生物處理TOC為150mg/L的人工配水，TOC的去除率可達(dá)95%以 上。在厭氧處理中，甲烷的增殖速度慢成為產(chǎn)氣的決定步驟，因此為了保持甲 烷發(fā)酵中高濃度的微生物，出現(xiàn)了利用膜的固液分離法，如柏分等人1988年利 用超濾膜(UF)進(jìn)行甲烷發(fā)酵試驗(yàn)，結(jié)果表明：提高了反應(yīng)器甲烷的濃度，TOC的 容積負(fù)荷為2g/L 日，其去除率可達(dá)98.4%以上。厭氧生物處理法目前的發(fā)展趨 勢(shì)是和其它

27、生物處理方法聯(lián)用，如厭氧一好氧復(fù)合工藝等，具有節(jié)約投資、節(jié)省 能源、污泥產(chǎn)量少、出水水質(zhì)好等一系列優(yōu)點(diǎn)。厭氧生物處理朝著能處理低濃度 有機(jī)污水，能夠脫磷脫氮且運(yùn)行維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)等方面發(fā)展。4.8小結(jié)污水處理工藝的選擇是建設(shè)城市污水處理設(shè)施的重要一環(huán)，是城市污水處理 廠(chǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)性工作之一。選擇合適的污水處理工藝，將影響城市污水處理廠(chǎng)的 建設(shè)投資、管理運(yùn)營(yíng)的難易、運(yùn)營(yíng)成本、處理效果、社會(huì)效益和環(huán)境效益等諸方 面，是非常重要的工作。設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)的國(guó)外現(xiàn)狀在世界各國(guó)，水污染逐步受到高度重視。起初，城市污水處理技術(shù)以生物濾 池為主。生物濾池運(yùn)行穩(wěn)定，但由于其占地面積過(guò)大、易產(chǎn)生灰蠅、臭味比較嚴(yán) 重等缺點(diǎn)

28、，以后逐漸被活性污泥所取代。與生物濾池相比，活性污泥運(yùn)行管理方 便，凈化效果好，但是從整體工藝上看，存在工程投資高、運(yùn)行費(fèi)用高、能耗高 等不足。特別是20世紀(jì)60年代后，水體富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重，城市污水含有機(jī)物 外還含有氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而傳統(tǒng)活性污泥法不能滿(mǎn)足脫氮、除磷的要求。因 此各國(guó)開(kāi)發(fā)了許多改進(jìn)型活性污泥工藝技術(shù)。如A/O法、A2/。法、氧化溝法、 SBR法等。20世紀(jì)90年代以來(lái)，新技術(shù)在我國(guó)廣泛應(yīng)用，但仍未改變“三高一低”的 問(wèn)題。同時(shí)我國(guó)中小城市與大城市相比，發(fā)展緩慢，存在基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、經(jīng)濟(jì)實(shí) 力小、管理水平低等問(wèn)題。因此，我國(guó)提出2010年全國(guó)建制鎮(zhèn)的污水處理率不 低于50%，設(shè)

29、市城市的污水處理率不低于60%，重點(diǎn)城市的污水處理率不低于70% 的城市污水處理目標(biāo)。根據(jù)中小城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)行污水處理工藝的技 術(shù)的綜合評(píng)價(jià)，選出工藝先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、管理方便、適合其特點(diǎn)的污水處 理新技術(shù)，十分重要。.關(guān)于活性污泥法當(dāng)前流行的二級(jí)處理工藝有：AB法、SBR法、氧化溝法、普通曝氣法、 A/A/O法、A/O法等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來(lái)的，且各有其特 點(diǎn)。AB 法(AdsorptionBiooxidation)該法由德國(guó)Bohuke教授首先開(kāi)發(fā)。該工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供 氧，A級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷2.5kgBOD/(kgML

30、SSd) 以上，池容積負(fù)荷6kgBOD/(m3d)以上；B級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。A級(jí)與B 級(jí)間設(shè)中間沉淀池。二級(jí)池子F/M (污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的 微生物群體。AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但不適合低濃度水質(zhì)，A級(jí)和B級(jí)亦可 分期建設(shè)。SBR 法(Sequencing Batch Reactor)SBR法早在20世紀(jì)初已開(kāi)發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、 曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)， 一池一池地間歇運(yùn)行，故稱(chēng)序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開(kāi)發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù) 出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一

31、體化工藝的 特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，由于只有一個(gè)反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情 況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且 運(yùn)行方式靈活，可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮 的目的。SBR法中曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同一池進(jìn)行。其運(yùn)行 操作由流入、反應(yīng)、沉淀、排放、待機(jī)五個(gè)工序組成。通過(guò)調(diào)節(jié)每個(gè)工序的時(shí)間， 可達(dá)到除磷脫氮的效果。前處理一一SBR反應(yīng)器一一過(guò)濾一一出水|污泥處置該工藝具有很多優(yōu)點(diǎn)：工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，無(wú)污泥回流設(shè) 備；耐沖擊負(fù)荷，一般不用設(shè)置調(diào)節(jié)池；反映推動(dòng)力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)流系 統(tǒng)的出水水質(zhì)；運(yùn)行

32、操作靈活，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效 果；污泥沉淀性能好，SVI值較低，能有效的防治絲狀菌膨脹；各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)和 各操作階段可通過(guò)計(jì)算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。但因每個(gè)池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排 水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來(lái)說(shuō)并不太適用于大規(guī)模的城 市污水處理廠(chǎng)。3）A/A/O 法（AnaerobicAnoxicOxic）由于對(duì)城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國(guó)10年前開(kāi)發(fā)此厭氧一缺氧一好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水， 是一種深度二級(jí)處理工藝。A/A/O法的可同步除磷脫氮機(jī)制由兩部分組

33、成：一 是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下（DO0.3mg/L），釋放出聚磷菌，在好氧狀況 下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制 DO12.5），BOD/TKN 為 1.53.5, COD/TP 為 3060，BOD/TP 為 16 40（一般應(yīng)20）。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5 和COD為主，則可用A/O工藝。有的城市污水處理的出水不排入湖泊，利用大 水體深水排放或灌溉農(nóng)田，可將脫氮除磷放在下一步改擴(kuò)建時(shí)考慮，以節(jié)省近 期投資。4）普通曝氣法及其變法本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強(qiáng)的生命力。普曝法處理效果好，經(jīng)驗(yàn)多，可 適應(yīng)大的污水量，對(duì)于

34、大廠(chǎng)可集中建污泥消化池，所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳 統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級(jí)處理，不具備脫氮除磷功能。近幾年 在工程實(shí)踐中，通過(guò)降低普通曝氣池容積負(fù)荷，可以達(dá)到脫氮的目的；在普曝池 前設(shè)置厭氧區(qū)，可以除磷，亦可用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除bod5，在 池型上有多種形式（如下文所述的氧化溝），工程上稱(chēng)為普通曝氣法的變法，亦可 統(tǒng)稱(chēng)為普通曝氣法。5）氧化溝法氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長(zhǎng)，故稱(chēng)為氧化溝。氧化溝有多 種構(gòu)造型式，典型的有：A：卡羅塞式；B：奧巴爾型；C：交替工作式氧化溝； D：曝氣一沉淀一體化氧化溝。氧化溝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大中型城市污水處理廠(chǎng)， 其規(guī)模從每日

35、幾百立方米至幾萬(wàn)立方米，工藝日趨完善，其構(gòu)造型式也越來(lái)越多。 氧化溝曝氣效果較好，處理效果也很好，不但可以達(dá)到95%以上的BOD去除率， 還可同時(shí)達(dá)到部分脫氮除磷的目的。（2）生物處理法的新進(jìn)展增加到也能處理合成洗滌劑、脫氮、脫磷及其它一些難降解的復(fù)雜有機(jī)物。 這也就必然要求人們改革工藝，過(guò)去由于厭氧生物處理的效率不盡人意，處理時(shí) 間也較慢，所以未引起人們的重視，僅僅用來(lái)處理污泥或高濃度有機(jī)污水的預(yù) 處理，但現(xiàn)在由于能源緊，厭氧生物處理由于能產(chǎn)生能源物質(zhì)一甲烷而越來(lái)越引 起人們的青睞，由此也出現(xiàn)了許多新的工藝。1）活性污泥法的新發(fā)展到目前為止，對(duì)活性污泥法在運(yùn)行方式上還沒(méi)有大的突破，往往所作的

36、是 一些局部的改進(jìn)，但在曝氣方式上確取得了較大的成果，如純氧曝氣、深井曝 氣、射流曝氣，采用微氣泡擴(kuò)散器等，這些都增大了氧轉(zhuǎn)移率、提高了氧的利 用率使曝氣池中氧的濃度增加。如美日等國(guó)研制出的一種超微氣泡擴(kuò)散器，氣 泡直徑 50Lm，氧吸收率達(dá) 90%，Reid Engineering Company of Frederick shurg等研制的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改進(jìn)，把沖刷曝氣(Brush Aeration)改進(jìn)透平曝氣(Turbine Aeration)避免了產(chǎn)生氣溶膠、飛濺、 結(jié)冰等問(wèn)題。活性污泥法的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是朝多功能方向發(fā)展，采用的方 法有：培養(yǎng)馴化專(zhuān)用細(xì)菌，使活

37、性污泥處理對(duì)象不局限于生活污水，還可以處 理如酚一類(lèi)難降解的有毒有機(jī)物，甚至馴化可以處理象氤一類(lèi)有劇毒的無(wú)機(jī)物； 把活性污泥與其它處理方法結(jié)合起來(lái)，如活性炭一活性污泥法，它實(shí)際上是一 種以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的綜合處理法；固定活性污泥 法是提供微生物附著的表面，如合成纖維、塑料、細(xì)沙、粘土焦炭等，使曝氣 池同時(shí)存在附著相和懸浮相的生物；這些都提高了活性污泥的凈化效率，提高了 抗有毒物質(zhì)等沖擊負(fù)荷的能力，還具有脫色、脫氮、削減泡沫的效果，國(guó)外已 用于合成纖維、化工印染、煉油、煉焦等工業(yè)生產(chǎn)的污水。處理；活性污泥法與厭氧工藝結(jié)合來(lái)脫氮、脫磷等，最典型的工藝是 A-O(anaero

38、bic-oxic)流程。活性污泥法還可和化學(xué)法結(jié)合，提高凈化多氯聯(lián)苯、 有機(jī)磷的去除效果。生物膜處理法的新進(jìn)展生物膜法最早出現(xiàn)的工藝是1893年在英國(guó)出現(xiàn)的將污水噴撒在粗濾料上而 得以?xún)艋钠胀ㄉ餅V池，它是最早出現(xiàn)而至今仍在不斷改進(jìn)和發(fā)展的人工生物 處理設(shè)備。在它的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和 生物接觸氧化等。近二三十年來(lái)，又出現(xiàn)了一些新型的生物膜法處理技術(shù)，如生 物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等顆粒材料作為載體，其載體表面附著生長(zhǎng) 著生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流動(dòng)使載處于流化狀態(tài)，載體上的 生物膜可以充分地和污水接觸，使凈化效率提高，它的工藝有空氣流

39、床、純氧流 動(dòng)床、三相流化床和厭氧兼型流化床工藝等。活性生物濾池是將生物濾池、曝氣 池及二沉池結(jié)合為一體的新型污水處理工藝，它的特點(diǎn)是將生物濾池的部分出水 回流匯同二沉池的回流污泥一起進(jìn)入生物濾池，用活性生物濾池處理生活污水和 食品加工廢水的試驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)具有處理效果好、效率高、BOD容積負(fù) 荷大、不發(fā)生污泥膨脹和耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。另外還有空氣驅(qū)動(dòng)的生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和曝氣池相結(jié)合、藻類(lèi)轉(zhuǎn)盤(pán)等。由 于生物膜法的生態(tài)環(huán)境與活性污泥法的不同，生物膜法生態(tài)系統(tǒng)中可以生長(zhǎng)藻 類(lèi)、后生動(dòng)物等，甚至可以生長(zhǎng)硝化菌及反硝化菌等，因此可以用來(lái)脫氮等。厭氧生物處理法的新發(fā)展厭氧生物處理法也有一百多年的歷史

40、，它是利用厭氧微生物在無(wú)氧的條件 下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解的技術(shù)。由于處理效率低、速度慢、且甲烷菌對(duì)環(huán)境要求嚴(yán) 格不易控制等缺點(diǎn)，厭氧生物處理法長(zhǎng)期以來(lái)一般僅用于污泥處理，它的主要 工藝是化糞池、消化池等。但是由于近年來(lái)能源危機(jī)及環(huán)境污染加重，厭氧生物 處理由于其產(chǎn)物具有能源物質(zhì)而得到人們的重視，一大批新的厭氧生物處理法技 術(shù)相繼誕生，為了提高厭氧微生物的濃度，有使厭氧微生物附著在載體表面的 厭氧生物膜處理方法如厭氧生物濾池、厭氧轉(zhuǎn)盤(pán)、厭氧膨脹床、厭氧接觸氧化、 厭氧檔板反應(yīng)器、厭氧流化床法，以及象上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)依靠 微生物之間凝聚造粒而形成的自己固定法方法。還有人為地固定微生物

41、包埋固定 化法，它是人為地把增殖速度緩慢的厭氧微生物高濃度地保持在處理系統(tǒng)中， 提高處理速度、縮小處理設(shè)備并可用于處理低濃度的有機(jī)污水。如日本本田等人 1988年采用包埋固定厭氧微生物處理TOC為150mg/L的人工配水，TOC的 去除率可達(dá)95%以上。在厭氧處理中，甲烷的增殖速度慢成為產(chǎn)氣的決定步驟， 因此為了保持甲烷發(fā)酵中高濃度的微生物，出現(xiàn)了利用膜的固液分離法，如柏 分等人1988年利用超濾膜(UF)進(jìn)行甲烷發(fā)酵試驗(yàn)，結(jié)果表明：提高了反應(yīng)器 甲烷的濃度，TOC的容積負(fù)荷為2g/L日，其去除率可達(dá)98.4%以上。厭氧生 物處理法目前的發(fā)展趨勢(shì)是和其它生物處理方法聯(lián)用，如厭氧一好氧復(fù)合工藝

42、等，具有節(jié)約投資、節(jié)省能源、污泥產(chǎn)量少、出水水質(zhì)好等一系列優(yōu)點(diǎn)。厭氧 生物處理朝著能處理低濃度有機(jī)污水，能夠脫磷脫氮且運(yùn)行維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)等方面 發(fā)展?；钚晕勰喙に嚨陌l(fā)展趨勢(shì)通過(guò)幾十年的研究與實(shí)踐，活性污泥工藝已經(jīng)成為一種比較完善的工藝。在 池形、運(yùn)行方式、曝氣方式、載體等方面已經(jīng)很難有較大的發(fā)展。用常規(guī)手段也 已經(jīng)很難在生物學(xué)方面有所突破。有學(xué)者認(rèn)為該工藝未來(lái)兩個(gè)大的方向是膜分離 技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。1）膜分離技術(shù)的應(yīng)用用膜分離代替沉淀進(jìn)行泥水分離，可帶來(lái)活性污泥工藝的以下變化：不再存在污泥膨脹問(wèn)題。在調(diào)控活性污泥系統(tǒng)時(shí)，不必再考慮污泥的沉降 性能問(wèn)題，從而使工藝控制大大簡(jiǎn)化；曝氣池的污

43、泥濃度將大大提高（MLSS可以大于20000mg /L）從而使 系統(tǒng)可在超大泥齡、超低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，充分滿(mǎn)足去除各種污染物質(zhì)的需要；在同樣的處理要求下，可使曝氣池容積大大減小，節(jié)省處理廠(chǎng)的占地面積；污泥濃度的提高，將要求較高的曝氣速率，因而純氧曝氣將隨著膜分離而 被大量采用。雖然膜分離目前還存在易堵塞等方面的問(wèn)題，但這些問(wèn)題正逐步得到解決。 實(shí)際上，目前已有一批膜分離活性污泥系統(tǒng)在運(yùn)行。2）分子生物技術(shù)的應(yīng)用目前分子生物技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。為搞清聚磷菌除磷的生化機(jī) 理，已開(kāi)始用分子診斷技術(shù)獲取聚磷菌的遺傳信息?，F(xiàn)在從活性污泥中已發(fā)現(xiàn)的 30多種絲狀菌中，只有4種準(zhǔn)確命名及生物分類(lèi)學(xué)

44、定位，因?yàn)檫@些絲狀菌大部 分無(wú)法進(jìn)行分離純培養(yǎng)。目前正用分子診斷技術(shù)進(jìn)行這些絲狀菌的生物學(xué)定位， 以進(jìn)一步準(zhǔn)確了解其特性。分子診斷技術(shù)的大量應(yīng)用，活性污泥微生物基因庫(kù)的建立，在此基礎(chǔ)上用基 因技術(shù)培育具有高效活性的污泥菌種，進(jìn)一步提高處理效果，是未來(lái)發(fā)展的方向。:、設(shè)計(jì)方案及技術(shù)路線(xiàn)城市污水處理概述城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制約許多城市可持續(xù)發(fā)展 的主要原因之一。目前，我國(guó)正處于城市污水處理事業(yè)的大發(fā)展時(shí)期，尤其隨著 國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，中國(guó)中西部環(huán)境與生態(tài)保護(hù)已被提上首要議事日 程。城市生活污水處理自200年前工業(yè)革命以來(lái)，越來(lái)越受到人們的重視。城市 污水處理率已成為

45、一個(gè)地區(qū)文明與否的一個(gè)重要標(biāo)志。近200年來(lái)，城市污水處 理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度處理污 水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、 AB、SBR （包括CCAS工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。我國(guó)城市污 水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚，目前城市污水處理率只有6.7%。在我 們大力引起國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國(guó)發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)?實(shí)際情況，探索適合我國(guó)實(shí)際的城市污水處理系統(tǒng)。結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，參考國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)城市污水處理廠(chǎng)應(yīng)符合 以下幾個(gè)發(fā)展方向：（1）總投資省。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家

46、，經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資金非常龐大，因 此嚴(yán)格控制總投資對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大有益處。（2）運(yùn)行費(fèi)用低。運(yùn)行費(fèi)用是污水處理廠(chǎng)能否正常運(yùn)行的重要因素，是評(píng) 判一套工藝優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。（3）占地省。我國(guó)人口眾多，人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國(guó)許 多城市發(fā)展和規(guī)劃的一個(gè)重要因素。（4）脫氮除磷效果好。隨著我國(guó)大面積水體環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化，污水的脫氮 除磷已經(jīng)成為一個(gè)迫切的問(wèn)題。我國(guó)最新實(shí)施的國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)也明 確規(guī)定了適用于所有排污單位，非常嚴(yán)格地規(guī)定了磷酸鹽排放標(biāo)準(zhǔn)和氨氮排放標(biāo) 準(zhǔn)。這就意味著今后絕大多數(shù)城市污水處理廠(chǎng)都要考慮脫氮除磷的問(wèn)題。常用城市污水生物處理技術(shù)污水處理所采用的工藝技術(shù)是污水處理廠(chǎng)的

47、核心部分，與進(jìn)水水質(zhì)、出水要 求、處理量、投資大小等等因素密切相關(guān)。由于城市污水的主要污染物是有機(jī)物， 因此目前國(guó)外大多采用生物處理技術(shù)處理城市污水，主要有活性污泥法和生物膜 法兩大類(lèi)。其中，生物膜法由于處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國(guó)只有少數(shù)幾 座生物膜法城市污水處理廠(chǎng)；而活性污泥法污水處理廠(chǎng)占絕大多數(shù)，其中使用最 廣泛的主要有四種類(lèi)型：傳統(tǒng)活性污泥工藝和其改進(jìn)型工藝；AB工藝； SBR及其改進(jìn)工藝； 氧化溝及其改進(jìn)工藝。AB法工藝AB法是吸附生物降解法的簡(jiǎn)稱(chēng)，是聯(lián)邦德國(guó)亞琛大學(xué)B. Bohnke教授于 20世紀(jì)70年代中期，在傳統(tǒng)兩段活性污泥法和高負(fù)荷活性污泥法基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的 一種新工藝，屬

48、超高負(fù)荷活性污泥法，在技術(shù)上有所突破。該工藝不設(shè)初沉池，由污泥負(fù)荷較高的A段和污泥負(fù)荷較低的B段串聯(lián)組 成，并分別有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。該工藝從80年代開(kāi)始應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，由 于具有技術(shù)成熟、處理高濃度生活污水效果好，出水穩(wěn)定、水質(zhì)高的特點(diǎn)，越來(lái) 越受到污水處理界的青睞。但A/B法也存在污泥量大、構(gòu)筑物及設(shè)備較多，運(yùn) 行管理復(fù)雜，脫氮除磷效果不理想的缺點(diǎn)。海泊河812萬(wàn)m3 /d污水處理廠(chǎng)采 用了該工藝。2.SBR及其改進(jìn)工藝SBR工藝SBR工藝也叫序批式活性污泥法，其最根本的特點(diǎn)是處理工序不是連續(xù)的， 而是間歇的、周期的，污水一批一批地經(jīng)過(guò)進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水，然后又周 而復(fù)始。SBR技術(shù)

49、的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等 功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)，該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)穩(wěn)定、水質(zhì)好； 耐沖擊負(fù)荷；運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、自控水平高；占地面積小、造價(jià)低、操作靈活。但 SBR法存在的曝氣系統(tǒng)易堵塞，故障率高，人工操作管理繁瑣，監(jiān)測(cè)手段要求高 等缺點(diǎn)也影響了其使用。美國(guó) Cnmdy3000m3 /d污水處理廠(chǎng)和澳大利亞的 Tmmwqdth污水廠(chǎng)采用了該工藝。ICEAS 工藝傳統(tǒng)SBR是問(wèn)歇進(jìn)水，切換頻繁，并且至少需要兩池以上來(lái)回倒換，很不 方便，于是出現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水的ICEAS工藝。該工藝的主要改進(jìn)是在反應(yīng)池中增加 一道隔墻，將反應(yīng)池分隔為小體積的預(yù)反應(yīng)區(qū)和大體積

50、的主反應(yīng)區(qū)，污水連續(xù)流 人預(yù)反應(yīng)區(qū)，然后通過(guò)隔墻下端的小孔以層流速度進(jìn)人主反應(yīng)區(qū)。在保持傳統(tǒng)的 SBR工藝特點(diǎn)的同時(shí)，該工藝省去了問(wèn)歇進(jìn)水的麻煩。但該工藝設(shè)備造價(jià)偏高， 技術(shù)全部進(jìn)口，操作運(yùn)行要求嚴(yán)格。CAST 工藝CAST工藝是SBR工藝中脫氮除磷效率最好的一種，它對(duì)SBR工藝最大的改 進(jìn)是在反應(yīng)池前段增加一個(gè)選擇段，污水首先進(jìn)入選擇段，與來(lái)自主反應(yīng)區(qū)的回 流混合液混合，在厭氧條件下，選擇段相當(dāng)于前置厭氧池，為高效除磷創(chuàng)造了有 利條件。該工藝的另一個(gè)特點(diǎn)是利用同步硝化反硝化原理脫氮，在主反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)時(shí) 段前期控制溶解氧不大于0.5mg/L，處于缺氧工況，利用池中原有的硝態(tài)氮反 硝化，然后利用

51、同步硝化產(chǎn)生的硝態(tài)氮反硝化；到反應(yīng)時(shí)段后期。加大充氧量， 使主反應(yīng)區(qū)處于好氧工況，完成生物除磷反應(yīng)，并保證出水有足夠的溶解氧。CAST工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定，已被多座中小型污水處理 廠(chǎng)所采用，規(guī)模8萬(wàn)m3/d的市小河污水處理廠(chǎng)以及、天津及的一些污水處理廠(chǎng) 都采用了該工藝。UNITANK 工藝UNITANK工藝是20世紀(jì)90年代比利時(shí)西格斯公司在三溝式氧化溝的基礎(chǔ) 上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。它由3個(gè)矩形池組成，其中外邊兩側(cè)的矩形池既可做曝氣池，又 可做沉淀池，中問(wèn)一個(gè)矩形池只做曝氣池。該工藝連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水、常水位 運(yùn)行，具有脫氮功能及流程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，同時(shí)還有容積利用率低、設(shè)備閑置率高、 除

52、磷功能差等不足，要求除磷時(shí)則需要化學(xué)除磷。我國(guó)高新區(qū)10萬(wàn)m3/d污水 處理廠(chǎng)、石洞口 40萬(wàn)m3 /d污水處理廠(chǎng)及廣西污水處理廠(chǎng)均采用此工藝。MSBR 工藝MSBR即改良型的SBR(Modified SBR)，是A/O法和SBR法工藝組合合成的 工藝系統(tǒng)，它具有二者的一些優(yōu)點(diǎn)，因而出水水質(zhì)穩(wěn)定。MSBR是一種可連續(xù)進(jìn) 水、高效的污水處理工藝，且簡(jiǎn)單、容積小、單池，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。 在較低的投資和運(yùn)行費(fèi)用下，能有效地處理含高濃度BOD5, TSS、氮和磷的污 水。但MSBR的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種設(shè)備較多，操作管理也比較麻煩，這些都有待進(jìn) 一步優(yōu)化改進(jìn)。加拿大的Estevan污水處理廠(chǎng)、市鹽田

53、污水處理廠(chǎng)、海淀區(qū)某醫(yī) 院污水處理項(xiàng)目均采用了該工藝。氧化溝工藝氧化溝又稱(chēng)循環(huán)曝氣池、無(wú)終端曝氣池，是活性污泥法的一種變型，通常采 用延時(shí)曝氣，在污水凈化的同時(shí)污泥得到穩(wěn)定處理。常見(jiàn)的氧化溝有Carrousel 氧化溝、交替工作式氧化溝、Orbal氧化溝、一體化氧化溝等。與活性污泥法相 比，它具有處理工藝及構(gòu)筑物簡(jiǎn)單、無(wú)初沉池和污泥消化池(一體式氧化溝還可 以取消二沉池和污泥回流系統(tǒng))、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少且容易脫水、處理效果穩(wěn) 定等特點(diǎn)；但也存在著負(fù)荷低、占地大的缺點(diǎn)。市東污水廠(chǎng)處理水量為10萬(wàn) m3 /d污水處理廠(chǎng)采用了該工藝。傳統(tǒng)活性污泥工藝及其改進(jìn)型工藝(1)傳統(tǒng)活性污泥工藝傳統(tǒng)活性污泥

54、法是應(yīng)用最早的工藝，它去除有機(jī)物和懸浮物的效率很高，對(duì) 于城鎮(zhèn)污水，可確保出水BOD5和SS達(dá)到30mg/L以下，因此，在1996年前 在我國(guó)尚未要求去除氮磷，該工藝是城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)的主體工藝。隨著城鎮(zhèn)污 水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB189182002)的頒布實(shí)施，我國(guó)對(duì)城鎮(zhèn)污水處理 廠(chǎng)的出水水質(zhì)，尤其是對(duì)出水的氮、磷指標(biāo)要求更加嚴(yán)格。傳統(tǒng)的活性污泥工藝 已經(jīng)不能滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮、磷的去除要求，必須加以改造，一種是用于除磷的 厭氧一好氧工藝(A/O)，一種是用于脫氮的缺氧一好氧工藝；A/O法則是既脫氮 又除磷的工藝。天津紀(jì)莊子30萬(wàn)m3/d污水處理廠(chǎng)、高碑店100萬(wàn)m3/d污水 處理廠(chǎng)、北部污

55、水處理廠(chǎng)40萬(wàn)m3 /d污水中的20萬(wàn)m3 /d采用的均是活性污泥 污水處理技術(shù)。(2) A/O工藝A/O(缺氧/好氧)法對(duì)于大型活性污泥法污水處理廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，處理效果較穩(wěn)定， 且實(shí)現(xiàn)了脫氮或除磷的目標(biāo)，能耗和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用也較低；其缺點(diǎn)是處理單元多，管 理較復(fù)雜，且不能同步脫氮和除磷。用于除磷的A/O工藝的最主要特征是高負(fù) 荷運(yùn)行、泥齡短、水力停留時(shí)間短；用于脫氮的A/O工藝的負(fù)荷很低，泥齡長(zhǎng)、 水力停留時(shí)間長(zhǎng)。北部污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)處理的4O萬(wàn)m3 /d污水中的20萬(wàn)m3 /d 采用的是A/O脫氮的污水處理技術(shù)。A2/O 工藝A /O(厭氧/缺氧/好氧)工藝同時(shí)具有脫氮除磷的效果，其工藝原理是磷在 厭氧

56、區(qū)被釋放，在好氧區(qū)被吸收，達(dá)到除磷目的；污染物在好氧區(qū)被氧化降解， 去除COD和BOD5,同時(shí)在硝化菌作用下，有機(jī)氮轉(zhuǎn)化的氨氮繼續(xù)轉(zhuǎn)化為亞硝酸 氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化脫氮。該工藝主 要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)COD、BOD5、SS等具有較高的去除率，對(duì)脫氮除磷也具有較高的去 除效果，具有運(yùn)行費(fèi)用低、占地少，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)。A+A2/O工藝就是在此 基礎(chǔ)上在厭氧池前加了一個(gè)污泥厭氧消化池，以便污泥更好的處理。工藝流程的確定市污水處理廠(chǎng)的污水原水為該區(qū)的生活污水和符合要求接入市政管網(wǎng)的生產(chǎn)廢 水，城市污水管道及管渠收集的城市生活污水，其中工業(yè)污水約占50%。擬新建 一套日處理能力15萬(wàn)m3/d的城市污水處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)水質(zhì)如下表表1.進(jìn)出