关中某县城污水处理厂工艺及其调节池设计说明书

关中某县城污水处理厂工艺及其调节池设计说明书内容摘要：

≤ 5 mg/L、 TP ≤ mg/L和 pH 6~9） 中小城镇污水处理的主要问题 [10] 污水处理规划欠科学。 污水排水体制不合理，污水收集困难。 污水水量规模较小，水量和水质波动大，缺乏适应小城镇特点的系列化污水处理技术。 缺少运行管理经验、设计规范与政策法规。 缺少标准化、系列化的处理设备。 污泥最终处置往往不落实。 工艺比选 中小城镇污水处理工艺的选择原则 [8] 根据进水水质组成和浓度选择经济有效地小城镇污水和污泥处理流程；综合考虑 污水厂规模、当地气候、地质地形、经济条件等。 中 小城镇采用的污水处理工艺应具备下述特点 基建投资省 ,运行费用低 ,节能降耗明显 ,基本上不投加药剂或投加药剂量很少 ,污泥产量少。 处理工艺具有较强的耐冲击负荷能力 ,去除效率高；工艺简便易行 ,运行稳定 ,维护管理方便 ,利用当地小城镇现有的技术与管理力量就能满足设施正常运行的需要。 处理工艺具有一定的灵活性 ,能较好地适应现阶段达标处理排放要求与未来考虑进行再生利用需要变化等。 小城镇污水处理厂常用工艺介绍 传统 SBR 工艺 SBR工艺是序批式活性污泥法，它的基本特征是在一个反应池中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥。 优点： 流程十分简单，管理方便 合建式，占地省。 有脱氮除磷功能，处理效果较好 缺点： 对自控要求高 变水位运行，电耗增大 脱氮除磷效率不太高 CASS 工艺 CASS 整个工艺为一间隙式反应器 ,在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复 ,将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行。 CASS 工 艺与 SBR 的区别在于 CASS 工艺为连续进水，而 SBR 为间断进水。 因此，在池子结构上前者分为 2个区，中间设置了隔墙，而后者只有一个反应池。 因此，在废水排放为连续和半连续时， CASS 工艺更适应。 从 CASS 工艺投入运行的实例分析 ,该工艺与其他工艺相比具有一定的经济优势。 首先，建设费用低，比普通曝气法省 25%，无初沉池、二沉池；其次 ,占地面积少 ,比普通曝气法省 20%～ 30%；另外，运行费用低，自动化程度高，管理方便，脱氮除磷不需要另加药剂，运行费用省 25%左右。 氧化沟工艺 氧化沟是活性污泥法的发展， 沟中的活性污泥以污水中的有机物作为食料，使其降解、无机化。 在氧化沟系统中，通过转刷（或转盘和其他机械曝气设备），使污水和混合液在环状的渠内循环流动，依靠转刷推动污水和混合液流动以及进行曝气。 优点： 对中小型污水厂投资较省，成本较低 改良型氧化沟脱氮效果好 流程简单，管理方便 缺点： 除磷需另设厌氧池 分建式，池深较小，占地面积较大 机械曝气，设备数量较多 A2/O 工艺 AAO 工艺，亦称 A2/O 工艺，是英文 AnaerobicAnoxicOxic 第一个字母的简称，按实质意义来说，本工艺称为厌氧 — 缺氧 — 好氧法。 本法是在 70 年代，由美国的一些专家在厌氧 — 好氧（ AnO）法脱氮工艺的基础上开发的，其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。 A2/O 工艺由厌氧段和好氧段组成，两段可以分别建也可以合建，合建时两段应该以隔板隔开。 厌氧池中必须严格控制厌氧条件，使其既无分子态氧， 也无 NO3等化合态氧，厌氧段水力停留时间为 1～ 2h。 好氧段结构型式与普通活性污泥法相同，且要保证溶解氧不低于2mg/L， 水力停留时间 2～ 4 小时。 优点： 在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，污泥不易膨胀。 基建费用低，具有较好的脱氮、除磷功能。 具有改善污泥沉降性能，减少污泥排放量。 具有提高对难降解生物有机物去除效果，运转效果稳定。 技术先进成熟，运行稳妥可靠。 管理维护简单，运行费用低。 国内工程实例多，工艺成熟，易获得工程管理经验。 缺点： 污泥膨胀， 污泥上浮 泡沫问题 工艺比选 [10] 氧化沟和 SBR的比选 中、小型 城镇污水处理厂的优选工艺是氧化沟和 SBR,它们的共同特点是 ： （ 1） 去除有机物效率很高，有的还能脱氮除磷。 （ 2） 处理设施简单，管理方便，通常不设初沉池和污泥消化池，操作管理大大简化；在 100000m179。 /d规模以下，氧化沟和 SBR的基建费用明显低于普通活性污泥法。 （ 3） 氧化沟和 SBR工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多，这对于水质、水量变化较大的中小型污水处理厂有利。 氧化沟和 SBR工艺有很多共同特点，也有各自的适用性 ： （ 1） 从基建投资看， SBR是合建式，一般费用低于氧化沟，而设备费比氧化沟高。 总造价视具体情况而定， 进水 BOD浓度较高，反应容积与沉淀容积的比值较高时，对氧化沟有利。 （ 2） 氧化沟工艺是连续运行，不要求自动控制； SBR需要自动控制，对自控设备的要求比较高。 （ 3） SBR工艺由于采用合建式，不需要设置二沉池，同时由于采用微孔曝气，可以采用的水深一般为 46m，比一般氧化沟的水深要深，因此在同样的负荷条件下， SBR工艺占地面积小。 综合上述比较，选择氧化沟工艺较合理。 氧化沟工艺的选择 目前在中、小城镇污水处理厂中应用较为广泛的是 Carrousel氧化沟、 Orbal氧化沟以及三沟式氧化沟。 Orbal氧化 沟 奥贝尔氧化沟工艺处理效果好， 运行稳定，操作简单， 对有机物去除率较高， 氨氮的去除率也较高，但除磷效果较差。 在结构上由内到外分别形成厌氧、缺氧、好氧三个区域，采用转碟曝气。 由于内沟（好氧区）到中沟（缺氧区）之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。 在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免地带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。 三沟式氧化沟 三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟，由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子一直作为曝气池。 原污水交替地进入两侧的池子 ，处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出，这样提高了曝气转刷的利用率，另外也有利于生物脱氮。 三沟式氧化沟流程简洁，具有生物脱氮功能。 但由于没有专门的厌氧区，生物除磷效果较差，而且由于交替运行，总的容积利用率较低，约为 55%，设备总数量多，利用率低。 Carrousel2020氧化沟 Carrousel氧化沟是一个多沟串联的系统，该种形式氧化沟以去除 BOD。 为主要目的，并具有一定的脱氮除磷效果。 改良型 Carrousel2020氧化沟则是针对排放标准对氮、磷的严格要求发展起来的具有脱氮除磷作 用的工艺，它在传统的Carrousel氧化沟前增加厌氧池和缺氧池。 原水和二沉池回流污泥在厌氧池中搅拌混合，在厌氧池内完成聚磷菌释磷和部分脱氮反应。 厌氧池后紧接缺氧池，好氧池混合液回流到缺氧池，污水在微生物作用下进一步完成脱氮反应。 而后污水进入好氧池，充分实现脱氮、吸磷和降碳作用。 在好氧池内，靠近曝气器的下 游和上游段分别形成富氧和缺氧的环境，这不仅利于生物凝聚，还可抑制丝状菌繁殖，有效避免活性污泥膨胀。 随着各国对环境要求越来越高，污水脱氮除磷标准也越来越严，传统的卡鲁赛尔氧化沟已经不能适应，于是又开发了 Carrousel2020工艺。 Carrousel2020工艺的作用原理： 厌氧区 在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下，兼性细菌将溶解性 BOD 转化成低分子发酵产物，生物聚磷菌将优先吸附这些低分子发酵产物，并将其运送到细胞内、同化成胞内碳源存贮物，所需能量来源于聚磷和细胞内糖的水解，并导致磷酸盐的释放．经厌氧状态释放磷酸盐的聚磷菌在好氧状态下具有很强的吸磷能力，吸收、存贮超出生长需求的磷量，并合成新的聚磷菌细胞产生富磷污泥，通过剩余污泥的排放将磷从系统中除去．泥水混合液在厌氧区的停留时间一般为1～ h（释磷量就已达到可释磷总量的 85%左右），过长的厌氧停留时间可导致没有低分子发酵产物的磷释放，使得碳源贮存量不足，不能在好氧区产生足够的能量来吸收所有释放的磷．对一般城市生活污水 (BOD/TP≥ 20～ 25 mg/L、出水磷浓度≤ mg/L)，厌氧区的停留时间取 h 就可以。 缺氧区 泥水混合液由厌氧区进入 Carrousel 2020 型氧化沟的前置缺氧区，一部分聚磷菌利用后续工艺的混合液（内回流带来的）中硝酸盐作为最终电子受体以分解细胞内的 PHB（聚β 羟基丁酸），产 生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同时反硝化菌利用内回流带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解的有机物进行反硝化，达到部分脱碳、脱硝与除磷的目的．缺氧区容积包括脱硝、除磷 2 部分．（ 1）除磷所需容积．在缺氧条件下聚磷菌吸收磷的速度大于好氧区的速度，为充分利用该有利条件，在缺氧区磷被吸收所需停留时间一般为 ～ h．（ 2）脱硝所需容积．缺氧区反硝化菌利用污水中的有机物作反硝化碳源，但其快速生物降解有机物在厌氧区已被利用，而在缺氧区所能利用的大部分有机物只能是慢速生物降解有机物，通过反硝化速率确定的混合液 MLVSS浓度及要去除的 NO3N 量，可确定脱硝所需容积。 氧化沟 氧化沟兼有推流型和完全混合型反应池两者的特性，完成 1 次循环所需时间为 5～ 20 min，而总的停留时间却很长。 氧化沟中有好氧、缺氧交替出现的区域，具有硝化、生物除磷、反硝化的条件。 在氧化沟好氧区聚磷菌除了吸收、利用污 水中的可生物降解有机物外，主要是分解体内贮积的 PHB，产生的能量可供自身生长繁殖，此外还可主动吸收周围环境中的溶解磷，并以聚磷的形式在体内超量贮积．在剩余污泥中含有大量能超量聚磷的聚磷菌，大大提高了改良氧化沟系统 的除磷效果． Carrousel2020氧化沟除了具有一般氧化沟的特点外，还有以下特点： 采用叶轮曝气，单台功率可达 160KW，这就减少了设备台数，便于维护管理。 由于曝气设备搅拌能力强，沟深可达 5m以上，有利于减少占地和保持水温。 运行管理十分方便，一般不需要自动控制。 改良型 Carrousel2020氧化沟不但具有良好的脱氮除磷效果，在节能降耗方面也具有明显优势。 氧化沟对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。 氧化沟平 面设计 [11]见图 21， 工艺流程设计见图 22。 图 21 改良型 Carrousel氧化沟平面设计 工艺设计 格栅 本污水处理厂设置粗、细两道格栅。 格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元造成损害。 本设计中粗格栅采用 GH型链条式回转格栅除污机，细格栅采用采用 TGS 1000 回转式格栅。 调节池 设置调节池的目的 一般工企业排出的废水，水质、水量、酸碱度或温度等水质指标随排水时间大幅度波动，中小型工厂的水质水量的波动更大。 为了保证 后续处理构筑物或设备的正常运行，絮对废水的水量和水质进行调解。 调节池的作用 一般来说，调节池具有下列作用： （ 1） 减少或防止冲击负荷对设备的不理影响； （ 2） 使酸性废水和碱性废水得到中和，使处理过程中 pH 值保持稳定； （ 3） 调节水温； （ 4） 当处理设备发生故障时，可起到临时的事故贮水池的作用； （ 5） 集水作用，调节来水量和抽水量之间的不平衡，避免水泵启动过分频繁。 （ 6） 保证后续的构筑物有较为稳定的水质水量和适宜微生物的 pH 值。 调节池的分类 调节池分为：水量调节池、水质调节池。 （ 1） 水量调节 池 图 22 水量调节池 水量调节池是一座变水位的储水池，来水重力流，出水用水泵抽，储存盈余， 补充短缺。 （ 2） 水质调节池 图 23 水质调节池 通过改变出水路程实现水质的均匀。 除此还可以用水泵、机械、空气搅拌 方 法使水质达到均衡。 除此之外，还可按作用分为： 均质池，水量缓冲池，均质均量池。 调节池的选择 （ 1） 水质调节池的特点： 优点：不仅可以调节水量，而且对水质也有明显的调节均衡作用，且有一定预处理效果。 缺点：投资成本更大，维持运营较水量调节池复杂。 （ 2） 水量调节池的特点： 优点：投资成本小，施工 及维持运营更为简单方便。 缺点：对水质调节不够明显，不能满足一些水质变化比较大的污水水质调节。 根据该城镇污水水质与水量的特点，以及参考投入成本与施工运营等各方面因素，本设计采用水量调节池。 调节池容量。