鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝

1、鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠工藝方案選擇一、工藝方案選擇原則根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)要求，污水處理工程的處理流程為具有除磷、脫氮功能的城市污水二級(jí)處理工藝，工藝流程包括預(yù)處理段、生物處理段、后處理段及污泥處理處置段。其中預(yù)處理段由粗格柵、提升泵、細(xì)格柵、沉砂池等組成；生物處理段由曝氣、沉淀、污泥回流系統(tǒng)等組成；后處理主要是消毒；污泥處理處置段由污泥貯存、濃縮和脫水等組成。在進(jìn)行污水處理方案選擇的時(shí)候，應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面：1、 工藝應(yīng)該先進(jìn)可靠，處理效果良好，保證達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。2、 基建投資省，能耗和運(yùn)行費(fèi)用低。3、 盡量減少占地面積。4、 污泥產(chǎn)量少且性質(zhì)穩(wěn)定。5、 操作運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。二、 預(yù)處理工藝選擇1、格柵

2、格柵是污水處理廠第一道預(yù)處理設(shè)施，其功能是攔截污水中的漂浮和懸浮固形物，以保證后續(xù)處理設(shè)施順利運(yùn)行。按清渣方式，格柵可分為人工清渣格柵和機(jī)械清渣格柵兩種。為改善管理人員的勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，本工程預(yù)處理階段宜采用機(jī)械清渣格柵。（1）粗格柵目前，污水處理中常用的機(jī)械清渣粗格柵主要有：旋轉(zhuǎn)式、高鏈?zhǔn)?、鋼絲繩牽引式等。a、 旋轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵是一種可連續(xù)清除流體中雜物的固液分離設(shè)備，是城市污水處理、自來水廠、電廠進(jìn)水口、紡織、食品加工、造紙、皮革等行業(yè)生產(chǎn)工藝中不可缺少的專用設(shè)備，是目前國(guó)內(nèi)普遍采用的固液篩分設(shè)備。 其主要特點(diǎn)為：1、連續(xù)自動(dòng)固液分離，對(duì)場(chǎng)地?zé)o特殊要求。2、自動(dòng)化程度高，工作時(shí)無(wú)震動(dòng)

3、、無(wú)噪音、分離效率高，使用壽命長(zhǎng)。3、正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有自凈力、無(wú)堵塞現(xiàn)象、設(shè)備動(dòng)力消耗少。b、高鏈?zhǔn)礁駯牛焊哝準(zhǔn)礁駯诺墓ぷ髟頌槌郯疑系娜切螚U架結(jié)點(diǎn)與鏈條鉸結(jié)，另一結(jié)點(diǎn)上的滾輪位于平行于柵條的槽鋼導(dǎo)軌中，齒耙則固定于三角形桿架的底邊上，當(dāng)鏈條由頂部的驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)后（鏈輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)），齒耙架受鏈條和導(dǎo)軌的約束作平面運(yùn)動(dòng)，在鏈條運(yùn)行一周內(nèi)完成齒耙閉合水下取渣、上行輸渣泄渣等循環(huán)動(dòng)作。其主要特點(diǎn)是：動(dòng)作可靠，構(gòu)造簡(jiǎn)單，故障率低；水下無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)部件，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)保養(yǎng)方便；但適用水深一般不大于2.0m。c、鋼繩牽引式格柵：鋼繩牽引式格柵的工作原理為耙斗處于張開位置沿軌道下降至底部，在控制部件的作用下，完

4、成合耙，耙齒插入柵隙上行將柵條攔截的柵渣、雜物等撈入耙中，至出渣口處借助除污耙推桿將柵渣卸出，耙斗停止上行并張開，完成一個(gè)除污動(dòng)作循環(huán)。其主要特點(diǎn)是：適用范圍廣，渠道寬度可達(dá)4.0m，深度可達(dá)30m；自我保護(hù)措施齊全，運(yùn)行安全可靠，故障率低；易損件少，水下無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)部件，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)保養(yǎng)方便；但格柵機(jī)高度較大，吊裝較困難。綜上所述，結(jié)合上述三種格柵在國(guó)內(nèi)及省內(nèi)其他工程上的運(yùn)用情況，本工程預(yù)處理階段宜采用旋轉(zhuǎn)式機(jī)械清渣格柵。（2）細(xì)格柵細(xì)格柵的作用是在粗格柵的基礎(chǔ)上進(jìn)一步去除污水中較小的漂浮物及直徑大于5mm的固體物質(zhì)，以保證生物處理系統(tǒng)及污泥處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。由于該污水處理廠的水量較小，本工

5、程細(xì)格柵宜采用人工清渣格柵，選用時(shí)根據(jù)格柵的池深、池寬、污物量、污物性質(zhì)、安裝角度及安裝位置等因素綜合確定。2、沉砂池沉砂池的功能是去除污水中比重較大的無(wú)機(jī)顆粒。我國(guó)城市污水處理中，常用的沉砂池類型主要有曝氣沉砂池、平流式沉砂池、旋流沉砂池三種。 曝氣沉砂池：通過池中一側(cè)的空氣管控制曝氣，使污水形成具有一定速度的螺旋形滾動(dòng)(垂直于水流方向)，具有穩(wěn)定的除砂效果；旋流沉砂池則是利用水力渦流除砂，污水從沉砂池切向流入，回旋270或360出流，粒徑在0.20毫米以上的顆粒沉砂去除率達(dá)85，砂粒含水率低于60。為保證除磷效果，按生物除磷設(shè)計(jì)的污水處理廠，一般不采用曝氣沉砂池。平流沉砂池：水流在水平流動(dòng)

6、過程中，砂子依靠重力下沉。平流沉砂池構(gòu)造簡(jiǎn)單，除砂效果好。旋流沉砂池：目前，國(guó)際上廣泛應(yīng)用的旋流沉砂池主要為鐘氏(Jones-Attwood Jeta)和比氏(Pista)兩大類。從國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況看，比氏池進(jìn)入國(guó)內(nèi)較早，過去采用較多，但因砂泵磨損厲害，更換頻繁，所以目前已普遍采用鐘氏池。這兩種沉砂池在池型、除砂機(jī)理以及提砂方式上均有很大區(qū)別，究竟孰優(yōu)孰劣，仍無(wú)第一手的對(duì)比測(cè)試資料。鐘氏沉砂池采用270的進(jìn)出水方式，池體主要由分選區(qū)、集砂區(qū)兩部分構(gòu)成，其構(gòu)造特點(diǎn)是在兩個(gè)分區(qū)之間采用斜坡連接。鐘氏池的斜坡式設(shè)計(jì)，使砂粒主要依靠重力沉降。砂粒通過斜坡自然滑入集砂坑，在滑入集砂坑之前，在旋轉(zhuǎn)槳片產(chǎn)生的斜

7、向水流作用下將附在砂粒上的有機(jī)物剝離開。旋流沉砂池在目前的城鎮(zhèn)污水處理廠中應(yīng)用較多。綜上所述，結(jié)合本工程實(shí)際情況，確定采用旋流沉砂池。三、 生物處理工藝的選擇目前國(guó)內(nèi)外大部分城鎮(zhèn)污水處理廠所采用的工藝均為生物處理法，這種處理方法能有效地去除各種有機(jī)物，并積累了一定的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。本工程可生化指標(biāo)BOD5/COD大于0.5，因此本工程采用生物處理法。無(wú)論何種規(guī)模的處理廠，在確定污水處理工藝時(shí)，除了保證處理效果達(dá)標(biāo)這一基本條件外，主要目的是降低基建投資，節(jié)省日常的運(yùn)行費(fèi)用，以求在保證達(dá)標(biāo)排放的前提下，使經(jīng)營(yíng)成本最小。要做到這一點(diǎn)，首先應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的處理工藝。鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠處理廠

8、往往具有這樣的特點(diǎn)： （1）由于負(fù)擔(dān)的排水面積小，污水量較小，一天內(nèi)水量水質(zhì)變化較大。（2）結(jié)合貴州省的山區(qū)地形地勢(shì)變化大的特征，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠廠址選址地塊面積一般不大，其占地往往受到限制。（3）一般要求運(yùn)行管理較簡(jiǎn)便。（4）盡量減少污泥量，同時(shí)使污泥部分好氧穩(wěn)定。鑒于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠以上的特點(diǎn)，改良SBR法、一體化氧化溝法、生物接觸氧化法為首先考慮的工藝方案。這三種工藝都具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）適應(yīng)水量的變化，具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。 （2）處理單元應(yīng)當(dāng)盡量布置緊湊，節(jié)省占地。 （3）處理效果好，污泥好氧穩(wěn)定，同時(shí)可減少污泥產(chǎn)量。（4）操作管理簡(jiǎn)便。下面對(duì)改良SBR法、一體化氧化溝法、生物接觸氧化

9、法進(jìn)行深入的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析比較，以確定最優(yōu)方案。1、改良SBR工藝SBR工藝是序批式活性污泥法的簡(jiǎn)稱，它是傳統(tǒng)活性污泥法的一種變型，其反應(yīng)機(jī)制以及污染物質(zhì)的去除原理均與傳統(tǒng)活性污泥法基本相同。但其運(yùn)行模式與傳統(tǒng)活性污泥法有很大差別：SBR工藝的運(yùn)行由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個(gè)階段組成，五個(gè)階段是在單一的SBR反應(yīng)池內(nèi)在時(shí)間上依次完成的。而傳統(tǒng)活性污泥法是在空間上設(shè)置不同的處理構(gòu)筑物來完成上述五個(gè)階段的。改良SBR工藝是SBR工藝的一種派生形式。改良SBR工藝與常規(guī)SBR的區(qū)別在于：改良SBR反應(yīng)池在主反應(yīng)區(qū)前增加了預(yù)反應(yīng)區(qū)。污水與回流污泥連續(xù)不斷的進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)前部的預(yù)反應(yīng)區(qū)，在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)較

10、高的污泥負(fù)荷將有利于絮凝性細(xì)菌的生長(zhǎng)，并可提高污泥活性，快速去除污水中的溶解性易降解有機(jī)物，對(duì)難降解有機(jī)物起到良好的水解作用，有效抑制絲狀細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時(shí)預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)還有較顯著的反硝化作用（該區(qū)內(nèi)去除的氮約占總?cè)コ实?0%左右），并使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放。在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)混合液在 “厭氧缺氧好氧”的反復(fù)交替過程中完成脫碳、脫氮和除磷。改良SBR工藝近年來在國(guó)內(nèi)外得到了深入研究和廣泛的應(yīng)用，具有以下幾個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：（1）省去初沉池、二沉池且無(wú)回流污泥泵站，工藝流程簡(jiǎn)潔，占地面積小。（2）系可變?nèi)莘e運(yùn)行，提高了對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性及運(yùn)行操作的靈活性。（

11、3）沉淀階段不進(jìn)水，為靜止沉淀。泥水分離效果較好，沉淀污泥濃度較高，出水中SS濃度低，有利于降低出水中磷的濃度。（4）池底微孔曝氣頭曝氣，氧轉(zhuǎn)移效率高；同時(shí)較大的池深延長(zhǎng)了氣泡在水中的停留時(shí)間，優(yōu)化了輸氧效果，降低了能耗。（5）自動(dòng)化程度高，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，生產(chǎn)管理方便。但改良SBR工藝存在以下缺點(diǎn)：（1）SBR工藝運(yùn)行工序變化頻繁，必須配套自動(dòng)化控制系統(tǒng)及相應(yīng)儀表設(shè)備，因此投資較大。（2）管理人員需有較高技術(shù)水平。（3）主要設(shè)備目前尚需進(jìn)口，而且設(shè)備利用率較低（設(shè)備常有閑置），導(dǎo)致投資及成本增加。SBR工藝經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：污水處理噸水造價(jià)：12001500元污水處理噸水電耗：0.500.60 kwh/m

12、3改良SBR工藝流程圖見附圖-1： 2、一體化氧化溝氧化溝是一種連續(xù)環(huán)形曝氣池，其曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥在曝氣池中循環(huán)流動(dòng)，流動(dòng)過程具有推流特性，混合液中溶解氧濃度在沿池長(zhǎng)方向形成濃度梯度，形成好氧、缺氧、厭氧的條件，從而完成脫碳、脫氮和除磷。一體化氧化溝又稱合建式氧化溝，將生物處理凈化和固液分離合為一體，無(wú)須建造單獨(dú)的二沉池。而從生物處理工藝來講，該一體化氧化溝又是一個(gè)集厭氧、缺氧、好氧為一體的A2/O體系的一種變型。一體化氧化溝設(shè)置的相對(duì)獨(dú)立的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，同時(shí)又共為一體。在保證有機(jī)碳、氮、磷有效去除的同時(shí)，工藝簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟(jì)合理。厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)等三區(qū)

13、的設(shè)置，以及氧化溝穩(wěn)定的水力循環(huán)流動(dòng)，特殊的水力流態(tài)，形成了適合微生物生長(zhǎng)的功能區(qū)，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)碳、氮、磷的有效去除。在缺氧區(qū)和好氧區(qū)之間，實(shí)現(xiàn)了水力自動(dòng)回流，省去了一套機(jī)械回流裝置；厭氧區(qū)利用來自缺氧區(qū)的低硝態(tài)氮回流混合液，創(chuàng)造更佳的除磷條件，有利于厭氧區(qū)聚磷菌的釋放，但傳統(tǒng)一體化氧化溝也存在厭氧狀態(tài)不穩(wěn)定，剩余污泥含磷率低，除磷效果一般的缺點(diǎn)。針對(duì)傳統(tǒng)一體化氧化溝除磷效果一般的缺點(diǎn)，現(xiàn)在設(shè)計(jì)的一體化氧化溝在厭氧區(qū)前面增設(shè)了預(yù)缺氧區(qū)，20%的進(jìn)水進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)，與此同時(shí)，從缺氧區(qū)回流的經(jīng)反硝化脫氮的污泥也進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)，預(yù)缺氧區(qū)中只有混合攪拌沒有曝氣。設(shè)置預(yù)缺氧區(qū)的目的是進(jìn)一步強(qiáng)化脫氮，減少進(jìn)入?yún)?/p>

14、氧區(qū)的硝酸鹽，為磷的厭氧釋放創(chuàng)造良好的條件。經(jīng)預(yù)缺氧區(qū)強(qiáng)化脫氮后，污泥與80%的進(jìn)水進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)。在厭氧區(qū)中只有混合攪拌，沒有曝氣，活性污泥中的聚磷菌在厭氧條件下（所謂厭氧條件是既無(wú)分子氧也無(wú)化合態(tài)氧的條件），利用進(jìn)水中的有機(jī)物作為碳能源貯存于體內(nèi)，同時(shí)釋放磷。磷釋放越充分，后續(xù)好氧段中聚磷菌超量吸收磷的效果就越好，出水中磷的濃度就越低。故在良好脫氮效果的基礎(chǔ)上強(qiáng)化了除磷效果，使磷的去除更加徹底。一體化氧化溝近年來得到了廣泛的研究并且在大多數(shù)污水處理廠得到了廣泛應(yīng)用，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池和單獨(dú)的二沉池。污泥自動(dòng)回流，投資低、能耗低、占地面積相對(duì)于單獨(dú)設(shè)置二

15、沉池的延時(shí)曝氣工藝較小，管理簡(jiǎn)單。（2）氧化溝設(shè)置相對(duì)獨(dú)立的厭氧區(qū)缺氧區(qū)好氧區(qū)，并增設(shè)預(yù)缺氧區(qū)，脫碳、脫氮和除磷效果較好、較穩(wěn)定。（3）一體化好氧區(qū)應(yīng)用延時(shí)曝氣原理，產(chǎn)生的剩余污泥量少，污泥不需硝化，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水，不會(huì)帶來二次污染。（4）造價(jià)低，建造快，設(shè)備事故率低，運(yùn)行管理工作量少。（5）固液分離效果比一般二沉池好，能使整個(gè)系統(tǒng)在較大的流量范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。（6）污泥回流及時(shí)，減少污泥膨脹的可能。（7）工藝成熟，出水水質(zhì)穩(wěn)定。同時(shí)，一體化氧化溝也存在以下缺點(diǎn)：（1）好氧區(qū)屬延時(shí)曝氣，需池體容積較大，占地面積比較大，基建費(fèi)用增加。（2）一體化氧化溝反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備能耗

16、較大。一體化氧化溝工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：污水處理噸水造價(jià)：9001100元污水處理噸水電耗：0.400.45kwh/m3一體化氧化溝工藝流程圖見附圖-2：3、水解酸化+生物接觸氧化法：水解酸化是水解和酸化兩個(gè)過程在一個(gè)池內(nèi)完成的沉淀池。水解階段，固體物質(zhì)降解為溶解性的物質(zhì)，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)；在酸化階段，碳水化合物降解為脂肪酸，主要產(chǎn)物是醋酸，丁酸和丙酸，另外有機(jī)酸和溶解的含氮化合物分解成氨、胺、碳酸鹽和少量CO2,N2和H2。生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長(zhǎng)于水中，因此兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點(diǎn)。生物接觸氧化法微生物所需的

17、氧通過人工曝氣供給。生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，近填料的微生物將由于缺氧進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用造成生物膜的脫落并促進(jìn)新生膜得生長(zhǎng)，脫落的膜將隨著水流外排。YWJS污水處理工藝將好氧處理的生物接觸氧化和厭氧消化的第一階段水解酸化工藝集于一體。采用高效的生物填料和膜式曝氣管并采用了部分污泥回流，可獲得高效穩(wěn)定的污水處理效果。YWJS污水處理工藝的優(yōu)點(diǎn)：1、水解酸化階段產(chǎn)物為小分子有機(jī)物，生物降解性較好，減少了反應(yīng)時(shí)間和處理能耗，生物接觸填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，具有較高的容積負(fù)荷，因此該工藝處理效果好，占地少。2、由于相當(dāng)一部分微生物固著生長(zhǎng)在填料表面，因此，對(duì)水量、水質(zhì)的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，操作管理方便。3、有機(jī)容積負(fù)荷較高時(shí)，F(xiàn)/M可保持在一定水平，污泥產(chǎn)量比較低，沉淀性也較好，易于固液分離。4、YWJS為組裝式定型設(shè)備，施工方便，造價(jià)低。5、采用了部分污泥回流，保證了脫氮除磷的效果。YWJS污水處理工藝的缺點(diǎn)：1、設(shè)有二沉池，需污泥回流設(shè)備。2、池中有較多的填料和填料支撐結(jié)構(gòu)。YWJS的