辽宁某市高新技术产业开发区污水处理厂工程可行性研究报告_secret(编辑修改稿)

辽宁某市高新技术产业开发区污水处理厂工程可行性研究报告_secret(编辑修改稿)内容摘要：

工艺、间歇式活性污泥法工艺、 MSBR工艺、前置厌氧池的氧化沟法、悬挂曝气 链 工艺及前置厌氧池的 UNITANK 工艺等。 三级深度根据水质要求不同，分别为反应气浮（ +过滤），反应沉淀（ +过滤）等，由于其在给水处理中早已得到充分应用，工艺非常成熟，这里不再赘述。 处理要求同样决定了污泥浓缩的方式。 由于生物除磷需要一个好氧 — 厌氧的环境，当出水要求除磷脱氮时，为了防止重力浓缩池中（厌氧环境）磷的释放，必须采用机械浓缩法 ,减少污泥停留时间。 2）处理规模和当地条件 污水处理厂规模大小对处理工艺选择影响较大。 一般大型污水处理厂多用常规活性污泥法，中、小型污水处理厂则多用氧化沟法和 SBR 法及其改进法。 污水处理厂的环境条件也是确定 处理工艺的重要因素，在大城市、人口稠密等环境质量要求高的地区或占地受限的地区，直接采用占地少、卫生条件好的工艺，如SBR工艺、间歇式活性污泥法工艺、 MSBR 工艺等。 3）处理工艺成熟度和可靠度 城镇污水处理的各种技术中，活性污泥法及其变型工艺是使用历史最长、运行管理经验最为丰富的处理工艺。 但自七十年代以来，随着人们对 NH3N 和 P 危害认识的提高，脱氮和除磷成为城镇污水处理的一大主要目标。 随之也发展了很多脱氮除磷工艺，如前置厌氧池的氧化沟工艺、 A2／ O 工艺、 ICEAS 工 艺、间歇式活性污泥法工艺、 MSBR 工艺、 悬挂曝气 链 工艺、前置厌氧池的 UNITANK 工艺 18 等，目前悬挂曝气 链 工艺、氧化沟工艺、 SBR 工艺、间歇式活性污泥法工艺在国内均有大型成功运转实例，运行管理经验相对丰富； MSBR 工艺在国内城镇污水处理厂中已有应用。 预处理方案 预处理就是在一级处理前去除水中比较大的漂浮物和砂砾，以避免损害后序工艺的机械设备，确保安全运行。 预处理包括粗细格栅及沉砂池。 目前国内常用的沉砂池有曝气沉砂池和旋流沉砂池，旋流沉砂池是利用水力旋流使砂水分离较曝气沉砂池节能，同时避免了对随后酸化水解要求的厌氧环境的影响 ，因此本工程采用旋流沉砂池。 一级处理方案 一级处理就是在二级处理前调节进水水质以及降低后续构筑物负荷，同时提高污水的可生化性。 从本工程上看， 污水处理厂进水主要以工业和生活污水为主 ，水质特点为污染负荷高且变化幅度较大 ， BOD5/COD 的比值为 35%，污水可生化性一般。 为提高污水可生化性 ，因此我们采用“脉冲式”酸化水解池，该形式的酸化水解池能解决填料形式的堵塞和排泥不畅问题。 这种工艺优势在于酸化水解池为完全混合式，对水质变化幅度较大的工业水质有很强的适应性，在经过水解酸化后，污水的可生化性也 大为提高，对降低污水厂运行费用 、 保证污水厂正常生产起到十分重要的作用。 二级处理方案 从前面论述我们可以看出，本污水处理厂进水为常规的城市污水，规模为中等规模，冬季气温较低。 因此在污水处理工艺的选择上必须考虑这些因素，同时在安全稳妥的前提下选择出经济合理的技术方案。 根据 目前 污水处理工艺 技术发展及应用情况 ，本设计对 A2／ O法 和 CAST工艺进行详细的比选。 方案一： A2/O系统 A2/O工艺是通过厌氧、缺氧和好氧交替变化的生物环境完成除磷脱氮反应的。 在厌氧条件下，聚磷菌释放出体 内的磷，同时使水中的磷酸盐充分溶解；在 19 缺氧条件下，反硝化菌利用污水中的有机碳作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体“无氧呼吸”，将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来，完成反硝化过程；而在好氧条件下，一方面聚磷菌将体内的 PHB进行好氧分解，释放的能量用于细胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸盐，随剩余污泥排出系统，从而实现污水的脱磷；另一方面硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸盐；再向缺氧池回流，为脱氮做好必要的准备。 A2/O工艺的特点是把除磷、脱氮和降解有机物三个生化过程巧妙地结合起来，在缺氧段为脱氮提供合适 的反应条件，在最后的好氧段为三个指标的处理提供了共同的反应条件。 这就能够利用简单的流程、尽量少的构筑物，完成复杂的处理过程。 本处理工艺流程是污水经管道收集后，经过细格栅和旋流沉砂池后，进入酸化水解池、 A2/O池、二沉池、反应沉淀、消毒池后出水，其工艺框图如下： A2/O二级处理流程框图 方案二： CAST工艺 CAST工艺是循环式活性污泥法（ Cyclic Activated Sludge Technology）的简称，是间歇 式活性污泥法的一种变形，由澳大利亚 Goronsy教授开发而成。 CAST工艺在实践上已经得到了大量的应用，积累有非常丰富的经验，是一种适用于各种规模的经济高效的污水处理方法，在一个（或多个平行运行）的反应容积可变的池子中，完成生物降解过程和泥水分离过程，由于 CAST工艺按“充水 — 排水”以及“曝气 — 非曝气”顺序完成污水处理过程并不断重复循环进行，故隶属于序批式活性污泥法（ SBRSequencing Batch Reactor）工艺，是 SBR工艺的改进。 20 5） CAST 工艺流程 CAST 工艺流程见下图： CAST 工艺 二级处理流程框图 二级处理工艺技术比较 各方案主要优缺点比较表 方案 主 要 优 点 主 要 缺 点 方案一 污水厂内水头利用充分； 运行管理简单， 出水水质稳定。 工艺处理构筑物多； 占地较大； 方案二 占地较小； 流程简单。 管理复杂，对自控依赖性高； 间歇出水，与后续三级处理不匹配； 滗水器工作需 2 米多的水头损失； 中间水池的调节水深在浪费水头的同时 ，导致提升泵出水不均匀，使三级处理进水量不稳定。 结论 根据以上 技术 比较，从便于管理，保证出水安全角度出发，本工程推荐方案一（ A2/O）工艺作为污水处理厂的处理工艺。 三级处理工艺方案的比选 21 方案一： 反应气浮工艺 气浮与絮粒进行自然重力自然沉降的沉淀、澄清工艺不同，它是依靠微气泡，使其粘附于絮粒上，从而实现絮粒强制性上浮，达到固液分离的一种工艺。 由于气泡的重度远小于水，浮力很大，因此，能促使絮粒迅速上浮，因而提高了固液分离速度。 由于微生物细胞及其残 片形成的活性污泥具有易流动、难沉淀的特性，故气浮恰好适应了上述特点。 另外，气浮提高了水中的溶解氧，可避免后续水质恶化、发臭。 方案二： 反应沉淀工艺 沉淀是利用絮粒与水的密度差，使絮粒进行沉降使其达到固液分离的目的。 按水流方向分竖流式、平流式和辐流式；按颗粒沉降距离不同，又可分为一般沉淀和浅层沉淀。 由于污水已经经过初、二沉池沉淀，加上生物絮体较轻，因此到三级处理阶段悬浮物沉淀性能较差，故污水三级处理采用沉淀工艺对絮凝效果和絮凝药剂要求都较为严格。 三级处理工艺技术比较 各 方案主要优缺点比较表 方案 主 要 优 点 主 要 缺 点 方案一 构筑物容积小； 对絮凝效果要求不高； 出水效果好。 设备较多； 运行费用稍高； 方案二 结构简单； 运行费用稍低。 土建费用稍高； 对反应效果要求高； 结论 根据以上技术比较，反应沉淀工艺管理简单、经验十分成熟 ，处理效果可以达到要求。 综合考虑本工程推荐方案二（反应沉淀）工艺作为污水处理厂的处理工艺。 22 污泥处理工艺方案论证及最终处置 污泥处理 设计原则 1）根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合 某 市的自然环境及处置条件选用符合实际污泥处理工艺。 2）根据城市污水厂污泥排出标准，采用合适的脱水方法、脱水后污泥含固率大于 20％。 3）妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、垃圾、沉砂和污泥，避免二次污染。 4）尽可能利用污泥中的营养物质，变废为宝。 污泥处理工艺方案论证 污水经二级处理后 , 水中大多数有机物和无机物都转化为污泥 ,如果污泥处理不当，将造成二次污染，形成新的公害，使污水处理事倍功半。 污泥处理要求如下： a、减少污泥体 积，降低污泥后续处置费用； b、减少污泥中有毒物质； c、利用污泥中可用物质，化害为利； d、因选用生物脱氮降磷工艺，尽量避免磷的二次污染。 污泥处理单元技术及其组合工艺流程虽然多种多样 , 但有些处理工艺如：好氧消化、热处理、焚烧等耗能大、技术复杂、维护困难、运行费用昂贵。 厌氧消化能有效地杀死污泥中的病原菌 , 缩小污泥体积，使之易于脱水，欧美一些国家污水处理厂 , 污泥处理大都设厌氧消化池，消化池产生的沼气可用于发电。 我国污水处理厂也有采用，已运行的污水处理厂消化池所产沼气量远远低于设计值，沼气发电设备不能正 常运行 , 所产生的能量根本无法维持消化池自身的正常运行，其主要原因是居民饮食以蔬菜为主，食物中肉类比例少，此外还有大部分工业废水 ,所以城市污水中有机成份少，污泥沼气产率很低，一般只为 46m3/m3(湿泥 )，不可能用来发电。 结合 某 市目前的技术、经济力量，污泥处理与处置宜采用技术成熟、耗能低的工艺方案。 常用工艺有： 23 方案一、污泥经浓缩后直接进行脱水，即： 方案二、污泥直接浓缩脱水，即： 两方案的区别在于浓缩阶段采用池体还是机械。 方案一采用重力浓缩池，造价低运行费用省，但由于重力浓缩池停留 时间较长，厌氧条件小污泥中的磷很容易释放到上清液中，不利于磷的去除。 国内除少数新建大型污水处理厂外，一般不再采用。 所以我们认为方案二更适合本工程的实际情况。 结合 某 市目前的技术状况和经济实力，污泥处理与最终处置必须选用技术成熟的技术路线，确保不会造成二次污染。 从本工程的实际出发，由于污泥干化技术投资大，且运行费用相对较高，因此本次设计采用卫生填埋的方法。 污泥的最终处置是一项耗资高，适应性强的工程。 某 市污水处理厂产生污泥的最终处置方法有待于城市的进一步规划，应寻求最为经济合理、最科学、又可持续发展的可靠技 术。 污泥量 根据污水处理工艺推荐方案，本工程污水（规模 2 104m3/d）经二级生化处理后产生污泥量约为 DS/d。 出水消毒论证 处理后的城市污水，水质已经改善，但水中仍含有大量的致病细菌和寄生虫卵。 根据国家《城市污水处理及污染防治技术政策》关于“为保证公共卫生安全，防治传染性疾病传播，城市污水处理设施应设置消毒设施。 ”的规定，本污水处理厂出水应进行消毒处理。 目前国内常用的消毒方法有液氯消毒，二氧化氯消毒，紫外线消毒等。 液氯消毒 液氯溶于水后，产生次氯 酸 (HClO)，离解出 ClO，利用 ClO极强的消毒能力，杀灭污水中的细菌和病原体。 24 液氯消毒效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，但出水中的余氯及某些氯化合物对水生物有毒害作用，同时可能产生 THMS等致癌物质。 液氯消毒系统主要由加氯机，氯瓶及余氯吸收装置组成。 二氧化氯消毒 二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢等均有较高的杀死作用。 二氧化氯消毒处理工艺成熟，效果好。 二氧化氯只起氧化作用，不起氯化作用，不会生成有机氯化物；杀菌能力强，消毒 效力持续时间较长，效果可靠，具有脱色、助凝、除氰、除臭等多种功能，不受污水 pH值及氨氮浓度影响，消毒杀菌能力高于氯，但必须现场制备，设备复杂，原料具有腐蚀性，需化学反应生成，操作管理要求高。 紫外线消毒 细菌受紫外光照射后，紫外光谱能量为细菌核酸所吸收，使核酸结构破坏，从而达到消毒的目的。 紫外线消毒速度快、接触时间短，反应快速、效率高，无需投加任何化学药剂，不影响水的物理性质和化学成分，不增加水的臭和味，操作简单，便于管理，易于实现自动化，但是紫外线消毒无持续消毒作用，水中悬浮物浓度直接影响 消毒效果，当水中悬浮物浓度较高时不宜采用。 三种消毒方式的比较 紫外线消毒利用电能转化为光能来杀灭细菌，操作安全，不占地，维护简单，但不具备持续杀菌功能。 液氯消毒需要贮存液氯，管理较简便，操作不安全，可能产生 THMS等物质。 二氧化氯应用范围广，消毒效果好并有除臭、脱色等效果，同时产生 THMS等致癌物质的机会较少，生产安全性高。 三种消毒方式性能比较 消毒剂 优点 缺点 液氯 ①消毒效果好； ②设备简单，运行管理方便；在世界范围内大规模水厂应用广①产生三卤烷等致物质； ②氯气的运输和储存具有一定的危险性； 25 泛，具有成熟可靠的运行经验；③投资及运行成本 低。 ③接触时间较长，约 30min。 二氯 化氯 ①消毒效果好，能有效杀灭水中用氯消毒效果较差的病毒和孢子等； ②能大大降低消毒后水中三氯甲烷等氯消毒副产物； ①药剂用量大，价格较高，消毒成本较高； ②二氯化氯的检测手段还不完备；③对于二氯化氯的消毒副产物亚氯酸根的毒理学认识尚无定论，目前仍处于研究阶段。 缺乏大规模污水处理厂的使用和运行经验； ④接触时间较长，约。