荣县城市生活污水处理工程项目可行性研究报告(84页)-工程可研(编辑修改稿)

荣县城市生活污水处理工程项目可行性研究报告(84页)-工程可研(编辑修改稿)内容摘要：

达到生物脱氮的目的，氨氮的完全硝化是先决条件；由于硝化菌属于自养菌，其比生长率μ n明显小于异氧菌的比生长率μ h，因此，生物脱氮系统维持硝化的必要条件，是使生物处理系统的泥龄大于维持硝化菌所需的最小泥龄；大量的试验数据和运转资料表明，完成氨氮硝化的污泥负荷不应超过。 5 磷的去除 污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两种方式，国内、外城市污水除磷，有采用生物除磷， 也有采用化学除磷；如果城市污水总磷浓度偏高，生物除磷一般难以达到排放要求，此时，多采用补充化学除磷。 (1) 生物除磷 生 物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生的能量用以吸收、快速降解有机物，并转化为 PHB（聚Ϋ羟丁酸）储存起来。 当聚磷菌进入好氧条件下时，则降解体内储存的 PHB产生能量，用于细胞的合成和过量吸磷，形成高含磷量的剩余污泥，并通过排除高含磷剩余污泥来达到除磷的目的。 据有关资料介绍，聚磷菌在厌氧段释放 1mg 的磷所吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成 、增殖后，可再吸收 2～ 的磷。 因此，聚磷菌在好氧条件下对磷的过量吸收程 度，取决于聚磷菌在厌氧条件下释放磷的程度，而磷的释放程度又取决于进水中存在的可快速降解有机物含量。 一般来说，有机物与磷的比值越大，除磷效果越好。 常规剩余活性污泥的含磷量约～ 2%，而采用生物除磷工艺的剩余活性污泥磷含量可以达到常规活性污泥的 2～ 3倍。 在工程设计中，除磷剩余活性污泥的含磷量一般采用 4%。 生物除磷工艺的前提条件之一，是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，然后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。 因此，污水除磷的处理工艺必须 设置厌氧段。 由于生物除磷最终是通过排出高含磷量的剩余污泥实现，因此，除磷程度取决于最终的剩余污泥排出量。 而要维持一定数量的剩余污泥产量，就需要处理系统保持在相对较高的污泥负荷（即较短的泥龄）条件下运行。 有 关资料介绍，生物除磷的污泥负荷不应小于。 这也是生物除磷工艺的第二个前提条件。 (2) 化学除磷 化学除磷主要是通过向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中除去。 固液分离可单独进行，也可通过初沉或二沉的排泥实现。 化 学除磷，按工艺流程中化学药剂投加点的不同，磷酸盐沉淀工艺可分成前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种。 前置沉淀的药剂投加点是原污水，形成的沉淀物与初沉淀一起排除；协同沉淀的药剂投加点包括初沉淀出水、曝气及二沉淀之前的其它位置，形成的沉淀物与剩余污泥一起排除；后置沉淀的药剂投加点在二级生物处理之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置（包括澄清或过滤）进行分离。 化学除磷的药剂主要有石灰、铁盐或铝盐。 xx 污水厂进水的总磷浓度为 3mg/L，其出水水质要求严格，总磷浓度需≤ ,其污水处理工艺的设置，必须适 应这一水质特点。 几种常用的城市污水处理工艺 城市污水处理厂的污染物质以有机物为主，以往大多采用活性污泥处理工艺。 活 性污泥工艺除普通曝气外，尚有多种改进型式，常用的有传统活性污泥工艺有 A/O、 A２ /O、氧化沟、 SBR及其改进型工艺（如 CASS、Unitank）等。 当前，随着污水排放标准对氮、磷指标的要求的提高，国内在城市污水处理的活性污泥工艺中，较多采用 A２ /O及 CASS工艺。 但自上世纪末 /本世纪初以来，国外新型的生物膜技术－曝气生物滤池工艺（ BAF）进入了国内污水处理市场，由于 BAF 工艺所具有的优越性，使其在城市污水处理领域中的应用得到了迅速发展， BAF城市污水处理厂日益增多。 1 生物除磷、脱氮（ A２ /O）工艺 A２ /O 工艺也是在普通曝气的基础上，企图同时解决除磷、脱氮问题而派生的工艺。 其工艺流程是在传统活性污泥工艺基础上，增加了厌氧、缺氧单元。 其主体工艺流程为： 城市污水→粗格栅、提升泵站→细格栅、沉砂池→（初沉池→）→厌氧池→缺氧池→曝气池→二沉池→消毒接触池→出水排放 城市污水首先通过格栅、沉砂、初沉（有的不设初沉）预处理后，进入厌氧池，与由二沉池回流的含磷污泥混合，含磷回流 污泥在厌氧池中释放磷，同时降解污水中的部分有机物； 厌氧池出水进入缺氧池，与从好氧池回流的硝化液混合，进行反硝化脱氮，将硝酸盐还原成氮气从水中逸出； 缺氧池的出流进入好氧池（曝气池），在此发生降解 BOD、硝化氨氮、过量吸磷等多项反应，最后在二沉池进行泥水分离，一部分污泥回流至厌氧池，上清液达标排放。 由于 A2/O 工艺的基础是低负荷活性污泥法系统，技术成熟，除去 BOD的效果好。 但也存在一些显著的问题，主要有： 一是工艺流程长、构筑物较多、动力消耗较大；占地面积大；同时存在污泥回流和混合液回流等多重回流系统，工 艺管线较长且复杂；对运行管理的水平要求较高；工程投资大，运行成本也也相对较高。 二是脱氮、除磷的工艺条难以协调。 虽然理论上 A2/O工艺同 时具有除磷、脱氮效果，但实际运行结果却很难如此，我国一些以A2/O 工艺运行的污水处理厂，普遍存着脱氮和除磷效果难以兼顾的矛盾，往往当脱氮效果好时除磷效果差，而当除磷效果较好时脱氮效果又不能满足要求。 在环境条件方面，一般的 A2/O 工艺，回流污泥全部由好氧区回流至厌氧区，当系统硝化作用良好时，随回流污泥将硝酸盐大量带入厌氧池；除磷工艺要求必须在混合液中存在能快速生物降解且既无 分子态氧又无结合态氧的绝对厌氧环境中，聚磷菌才能释放磷；当水中存在硝酸盐时，系统首先消耗可快速生化降解的有机物进行反硝化，充分脱氮后才能开始磷的厌氧释放过程，这就使得厌氧区实际可利用基质和有效容积都大为减少，最终表现为脱氮效果好而除磷效果差；反之，如系统硝化不完全，则表现为除磷效果改善而脱氮效果下降。 在有机负荷方面，对除磷而言，一般要求好氧池的有机负荷至少不低于 ，而对于硝化而言，又要求好氧池的有机负荷最大不高于 ，二者运行的协调负荷空 间仅。 而污水的 BOD浓度又处于经常变化状态，导致处理系统对除磷、脱氮效果难以兼顾。 2 CASS（序批式）污水处理工艺 CASS 工艺又称序批式污水处理工艺。 此工艺在两个或多个生物反应池中对污水进行批次处理。 CASS 工艺的污水处理机制与普通曝气法完全相同，其区别在于原污水不是顺次流经各处理单元，而是在同一反应池内，按设定的时间程序实现进水、曝气、沉淀、排水和闲置等过程。 从污水进入开始到闲置时间结束为一个周期。 这种操作周期周而复始循环进行，达到不断进行污水处理的目的。 CASS 工艺的主体流程为： 城市污水→粗格栅、提升泵站→细格栅、沉砂池→ CASS 池（选择区－缺氧区－主反应区－滗水）→消毒接触池→出水排放 序批式（ SBR、 CASS 等）工艺的特点是处理流程简单，构筑物较少，工程投资相对较省； 其缺点是各处理过程的切换完全依靠自控进行，因此，对自控系统的质量及操作管理人员的技术水平要求非常高，一旦自控系统出现故障，将立即导致处理系统运行紊乱，且无法以人工替（哪怕是短时间替代）运行；由于 SBR 为间歇运行，导致反应池和设备的利用率较低；滗水器不仅水头损失大（根据水量不同，一般 ～），如设计、运行控制不当，极易发生污泥流失，影响出水超标和系统稳定。 3 曝气生物滤池（ BAF）工艺 曝 气生物滤池（简称 BAF）是在生物接触氧化工艺的基础上，引入给水净化过滤机制而形成的一种新型的污水生物处理工艺。 其突出 的特点，是在一级处理的基础上，将生物氧化和过滤结合在一起（滤池后不设二沉淀池），通过反冲洗再生实现滤池的周期性运行。 曝气生物滤池集生物氧化、生物絮凝、过滤、反冲洗更新等处理功能于一体，通过滤料上生长的高浓度生物膜对污染物的生物降解以及滤层的机械拦截和生物絮凝对悬浮物的综合截留作 用，实现对污水中污染物的有效去除。 BAF 工艺于 80年代初出现在欧洲，由于它具有良好的性能，其应用范围不断扩大。 在经历了 80 年代中、后期的较大发展后，到 90 年代初，这种工艺已基本成熟。 在污水的二级或三级处理中，BAF体现出处理负荷高、出水水质好，占地面积省等特点 ，因此，在 90年代 及其 以后， BAF得到了很快 发展。 BAF的池形类似于给水处理的 V型滤池。 滤板 均匀安装 布 水 （兼冲洗布气） 滤头 ，装填比重略大于水的“下沉式”滤料；在滤料底层设置以曝气头（或穿孔管）曝气的布气系统，向上依次装填垫层和生物滤 料 （滤料层 厚 度 一 般 为 ～ 4m）；在滤池 底部设 置污水进水 管、滤池冲洗水管和冲洗空气管。 BAF的运行方式多采用水、气同向的上流式。 经沉淀预处理后的污水由 BAF 下部进入池内，通过滤头均匀布水，同时通过曝气头或穿孔管曝气，水、气自下而上穿过滤层，实现对污水中含碳有机物（ BOD）的降解、硝化氨氮、截留随污水进入的 SS 和脱落的生物膜，使最终出水满足排放或回用要求。 BAF的冲洗，采用先下向水洗（速降），继而气、水上向冲洗的方式，冲洗时滤料呈向上膨胀状态，冲洗（污）出水通过污水回收池和回收泵送入预处理沉淀池。 BAF 处理城市污水的 主体工艺流程为： 城市污水→粗格栅 提升泵站→细格栅 沉砂池→缺氧 沉淀池→超细格栅→ BAF滤池→消毒→出水回用或排放 1 BAF工艺的特点 曝气生物滤池以其独特的结构特征和运行特点，在对城市污水及其它多种工业废水处理工程的实践过程中，取得了优异的效果，显示出其独特的优越性，主要表现在：  处理构筑物容积小，占地面积省 BAF所采用的高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可积聚多达 10～ 15g/L的微生物量，高浓度的生物量导致 BAF 可承受相当高的容积负荷，其 BOD5的填料容积负荷，几乎是常规活性污泥法的 5～ 10 倍，大大减小了池容和占地面积。 BAF 对悬浮物的综合截留作用，可将出水中的 SS 控制在很低水平，能满足排放标准而不需设置二沉池和污泥回流系统；再加上BAF所采用的集成式布置方式，紧密地集滤池、鼓风机房、泵房、反冲洗清水池、污水回收池等于一体，又进一步节省了相关处理构筑物的占地面积。  出水水质优越、运行稳定，抗冲击负荷能力强 BAF滤料层中存在的高浓度微生物菌群，具有较高的生化反应速率，处理系统的出水水质十分优越；同时， BAF 属于微生物固定生长体系，高浓度的微生物以生物膜的形式固定在滤料上，无污泥膨胀之患 ，亦不会因受有机负荷或水力负荷的冲击而造成微生物流失，因此， BAF 不仅具有较强的耐冲击负荷能力，而且运行十分稳定。 有关资料指出， BAF可在比正常负荷高 2～ 3倍的短期冲击负荷下运行，而其出水水质变化很小。 国内的实际工程运行数据表明，采用 BAF 处理城市污水，其出水 SS、 CODCR、 BOD氨氮等指标的浓度，均大大低于国家一级排放标准值，出水清澈透明，无异味，基本达到城市生活杂用水的标准，可直接回用于场地绿化或市政杂用水。  氧利用率高，节省空气量和电耗 BAF所采用的专用曝气系统以及在曝气过程中，藉助于粒状滤料对微小气泡的阻挡和反复切割作用，空气泡在滤层中进一步被细碎，增加了滤层内的微生物与空气的接触面积和时间，强化了气、液传质效应，从而使得 BAF的氧利用率高达 30％以上，大大高于常规曝气系统（采用微孔曝气器的常规曝气系统，一般设计的氧利用率为 15～ 18％）。 众所周知，在城市污水二级生物处理系统中，生物处理单元的电耗约占总电耗的 70％左右，氧利用率的高低，是决定污水处理 能耗的关键性因素。 有专家根据大连马栏河污水厂 BAF 工程的运行资料进行过测算，大连马栏河 BAF污水厂去除 1公斤 BOD5的耗电量仅约 度， 大大低于常规曝气去除 1公斤 BOD5耗电量约 ～ 度的水平。 我国新的《室外排水设计规范， GB50014》亦指出，曝气生物滤池的充氧量比一般活性污泥法低 30～ 40％，这都充分表明了 BAF节能的优越性。  处理流程简单，工程投资及运转费用相对较低 由于 BAF 所具有的诸如紧密集成布置方式、无二沉池和污泥回流系统、氧利率高等特点，使处理流程得以简化，在很大程度上节省了占地面积，使工程投资和运行费用都比常规活性污泥法要低。 污水处理厂的规模越大， BAF 在减少占地、降低工程费用、节约能耗、降低运行成本等方面的优势就 越显著。  BAF 工艺采用化学除磷，除磷效果有保证 BAF工艺采用化学预处理除磷，其除磷程度可根据实际水质，通过调整除磷药剂的投加量进行控制，运行方便，效果可靠；  BAF 具有一定的同程反硝化（脱氮）功能 国内外的试验研究和工程运行资料表明，在 BAF 运行过程中，存在同程硝化、反硝化作用，这是由于在 BAF 滤池布满微生物的滤料凹面孔间隙内部，存在一定的缺氧环境，为反硝化细菌的脱氮提 供了条件。 在适宜的水力负荷、供氧量等运行条件下，其脱氮效果可达 50％左右。 清华大学的试验资料表明，在进水总氮为 ，生物滤池对。