發(fā)布時(shí)間：2022-07-22 09:48:20
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的淺談污水處理廠的工藝設(shè)計(jì)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
摘要：簡(jiǎn)要介紹馬鞍山博望東區(qū)污水處理廠的處理工藝和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，闡述生物濾池工藝在中小型城市污水處理應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)，對(duì)工藝設(shè)計(jì)過程中的一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行分析，并闡明所采取的處理方法。
關(guān)鍵詞：城市污水處理廠；BAF;設(shè)計(jì)；碳源不足
1工程概況
馬鞍山博望東區(qū)污水處理廠一期規(guī)模1.0×104m3/d，變化系數(shù)1.58；遠(yuǎn)期規(guī)模2.0×104m3/d。變化系數(shù)1.49。具體進(jìn)、出水指標(biāo)見下表。
表1設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)
Tab.1Design quality of influent and effluent
103
該項(xiàng)目出水水質(zhì)執(zhí)行《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，采用BOT模式建設(shè)。
2BAF生物濾池工藝的選擇
生物濾池工藝（BAF）是一種集生物反應(yīng)、過濾和反沖洗再生于一體的處理工藝。近年來從諸多中、小規(guī)模城市污水治理的優(yōu)選工藝中逐漸凸現(xiàn)出來，特別適用于BOT模式的建設(shè)，具有投資合理、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、管理方便的特點(diǎn)。
其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：①流程短構(gòu)筑物少占地??；②工藝設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化，投資經(jīng)濟(jì)；③工藝氧利用率高，節(jié)省曝氣電耗；④自動(dòng)化程度高，節(jié)省人工管理費(fèi)；⑤污泥體積產(chǎn)量相對(duì)較小，污泥處理費(fèi)用較低；⑥出水水質(zhì)好，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
3設(shè)計(jì)過程中的細(xì)節(jié)問題和處理方法
3.1提升泵房的設(shè)計(jì)考慮
須考慮泵房遠(yuǎn)期設(shè)備增設(shè)的可能,設(shè)計(jì)將泵站潛污泵集水井分兩格，土建按遠(yuǎn)期規(guī)模一次建成，設(shè)備分期安裝。
3.2細(xì)格柵的選擇
上向流生物濾池的濾頭易于為污水中的絮狀纖維、毛發(fā)類所堵塞，為此對(duì)格柵機(jī)的選擇顯得尤為重要。
本項(xiàng)目細(xì)格柵設(shè)計(jì)選用一種新型的內(nèi)進(jìn)水網(wǎng)板格柵，它的進(jìn)水方向和出水方向相垂直，有效增加了過水面積。其采用的一種新材料網(wǎng)板，更能有效針對(duì)水體中的毛發(fā)、纖維物的去除，本設(shè)計(jì)網(wǎng)板空隙e取2mm。
3.3沉砂池設(shè)計(jì)上的考慮
項(xiàng)目可研推薦采用曝氣沉砂池，本設(shè)計(jì)考慮到曝氣沉砂池會(huì)造成碳源的進(jìn)一步缺失，且預(yù)曝氣效果也會(huì)對(duì)后續(xù)沉淀池絮體沉降造成不利影響，造成加藥量的增加，故本設(shè)計(jì)改用旋流沉砂池。
在對(duì)旋流沉砂池的設(shè)計(jì)時(shí)，側(cè)重對(duì)有機(jī)物的分離，以減少有機(jī)物的流失為目的。為此槳葉數(shù)設(shè)置為4片，水力停留時(shí)間設(shè)計(jì)為50s，螺旋槳轉(zhuǎn)速為26r/min，槳葉距池底50mm。[2]
3.4沉淀池設(shè)計(jì)上的考慮
沉淀池的設(shè)置保證了生物濾池對(duì)進(jìn)水SS的要求，但同時(shí)也加劇了碳源不足的矛盾，所以應(yīng)通過對(duì)沉淀池的合理設(shè)計(jì)，減少可降解懸浮性有機(jī)物在沉淀池中的去除。本項(xiàng)目沉淀池采用高密度沉淀池，設(shè)計(jì)中除采用較高的水力負(fù)荷外（含污泥回流取值7.0m3/（m2·h）），另設(shè)超越管路，在進(jìn)水碳源較低的情況下，考慮進(jìn)水部分超越的做法，以保證碳源的充足。
撇油管設(shè)置于高密度沉淀池前端，以清除水體中的浮渣和污油。
生物濾池的反洗廢水經(jīng)提升排至高密度沉淀池的前端，可較排至提升泵房再經(jīng)二次提升節(jié)省電耗，另外，濾池反洗廢水中含大量脫落的生物膜，其沉降性好，對(duì)沉淀有利，可有效減少藥劑的投加。
3.5生物濾池段設(shè)計(jì)上的考慮
生物濾池是一種大阻力處理工藝，濾池阻力隨生產(chǎn)時(shí)間的增長(zhǎng)通常很快。為此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮對(duì)安全水頭的合理預(yù)設(shè)，并對(duì)濾池的水力作如下設(shè)計(jì)處理。
①前級(jí)反硝化濾池采用較大粒徑的濾料（6-9mm，通常3-5mm），讓更多的懸浮物在后續(xù)硝化濾池(濾料粒徑3-5mm）中截留，避免前級(jí)濾池的過頻沖洗造成的對(duì)反硝化厭氧條件的影響，提高脫氮效率。
②硝化濾池內(nèi)的濾頭不設(shè)防堵濾帽，減少生物濾池段的整體水損。
③在合理的水力停留時(shí)間內(nèi)，控制濾層厚度，減小濾層的過濾阻力，本項(xiàng)目反硝化濾池濾層高度設(shè)計(jì)為3.2m，硝化濾池濾層3.5m。
④本項(xiàng)目濾池組并聯(lián)格數(shù)較少（≤6格），利用生物濾池大阻力特性，設(shè)計(jì)采用管道配水形式，也能達(dá)到較好的配水效果。運(yùn)行中，濾池的過水能力實(shí)際是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，通過對(duì)單池過水量的觀測(cè)，可直接判斷工況，切換反洗。
⑤設(shè)計(jì)反硝化生物濾池含回流的水力負(fù)荷為7.1m3/（m2·h）、硝化濾池為5.3m3/（m2·h），硝化回流比R=150%。
其他一些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)處理：
①濾池的反洗排水管易于放空，可取消設(shè)置檢修用手動(dòng)閥門，減少設(shè)備投資。
②后級(jí)濾池有前級(jí)濾池的保護(hù)，濾頭為纖維物堵塞的可能小，其配水室的保護(hù)放氣管取消設(shè)置。
③將濾池的反洗降水位排水管道和反洗進(jìn)水管道合并設(shè)計(jì)，優(yōu)化管路系統(tǒng)，節(jié)約了大量閥門。
④在出水穩(wěn)流柵的基礎(chǔ)上，增設(shè)濾料捕捉板，更有效的防止濾料在反洗過程中的流失。
⑤廢水緩沖池設(shè)曝氣穿孔管，利用濾池反沖洗風(fēng)機(jī)進(jìn)行攪拌，減少設(shè)備投資。
3.6中水回用的考慮
該項(xiàng)目處理后出水SS可控制在10mg/L以下，經(jīng)消毒處理后可作為中水供廠區(qū)內(nèi)日常設(shè)備沖洗、藥劑配制、綠化澆灑、室外消防、洗路沖廁等使用。
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)一套規(guī)模為500m3/d的中水回用系統(tǒng)。中水管網(wǎng)和室外消防系統(tǒng)共用一套管路，其取水泵房和消毒池后的尾水排放泵房合建，管網(wǎng)水壓設(shè)穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓。
3.7超越管路的設(shè)計(jì)
污水廠超越管路是工藝系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本保證，也正是通過超越管路的設(shè)置，才能為非正常工況的調(diào)整提供可能性。
①該項(xiàng)目不設(shè)全廠總超越，采用雙回路供電，確保用電的安全。
②在提升泵房后、細(xì)格柵前設(shè)置泵后超越，用于整廠停產(chǎn)、檢修時(shí)。此時(shí)污水廠提升泵站作為城市污水管網(wǎng)的終點(diǎn)泵站。
③在生物濾池前設(shè)置超越管道，即二級(jí)處理超越，用于生物處理段出現(xiàn)非正常工況時(shí)。污水可經(jīng)過細(xì)格柵、沉淀池經(jīng)過一級(jí)處理后排入博望河，最大限度的降低污水中的污染物濃度。
④紫外消毒池設(shè)設(shè)備檢修用超越渠道。
4設(shè)計(jì)過程中欠考慮的細(xì)節(jié)問題
設(shè)計(jì)中也有一些問題考慮不足，例如曝氣生物濾池管廊設(shè)備的吊運(yùn)問題，設(shè)計(jì)原只考慮了通過管廊出口處的單軌電動(dòng)葫蘆進(jìn)行設(shè)備在管廊內(nèi)的進(jìn)出起吊，但是設(shè)備在管廊內(nèi)的運(yùn)輸卻未予考慮，安裝時(shí)設(shè)備只能依靠人工搬運(yùn)，極為不便。目前主要考慮在管廊內(nèi)增加平板小車的辦法來解決風(fēng)機(jī)、水泵等的檢修搬運(yùn)問題。
5結(jié)語(yǔ)
近年來伴隨BAF生物濾池工藝在城市污水處理廠的廣泛運(yùn)用，其設(shè)計(jì)布局和工藝組合的形式也在設(shè)計(jì)實(shí)踐中得到不斷的改進(jìn)和優(yōu)化，而其一些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)問題更應(yīng)得到充分的考慮和重視，才能保證系統(tǒng)在今后的運(yùn)行中更加順暢、可靠、便捷和經(jīng)濟(jì)。
摘要：本文針對(duì)小城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)中工藝選擇應(yīng)考慮的問題，詳細(xì)介紹了幾種適合小城鎮(zhèn)污水處理的方法，同時(shí)，對(duì)幾種方法的優(yōu)、缺點(diǎn)做了較為詳細(xì)的討論，為小城鎮(zhèn)污水處理廠處理工藝的選擇提供參考。
關(guān)鍵詞：小城鎮(zhèn)污水處理；SBR工藝；A/A/O工藝
隨著“城鎮(zhèn)化”的逐步推進(jìn)，我國(guó)小城鎮(zhèn)人口增加、經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，污水排放量也在不斷增加。許多城鎮(zhèn)生活污水、工業(yè)廢水未經(jīng)任何處理，直接排入水體，對(duì)周圍的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，成為區(qū)域性水環(huán)境的重要污染源頭，對(duì)城鎮(zhèn)居民飲用水安全及生存環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，制約了小城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)小城鎮(zhèn)污水處理廠，對(duì)這些污水進(jìn)行收集和處理勢(shì)在必行。需要根據(jù)它所處的自然地理環(huán)境條件、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素，經(jīng)過分析比較，選擇經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝。
1 小城鎮(zhèn)污水廠的特點(diǎn)
小城鎮(zhèn)污水處理廠的規(guī)模一般小于20 000m3/d，進(jìn)廠污水包括生活污水及工業(yè)廢水。由于水量較少，存在以下特點(diǎn)：
①水量不均勻，晝夜變化大。相對(duì)于城市而言，小城鎮(zhèn)人口少、社會(huì)分工簡(jiǎn)單，人民的生活規(guī)律較一致，污水的產(chǎn)生時(shí)段集中在白天，晚上水量較少。
②水質(zhì)受工業(yè)廢水影響較大。由于生活水平和習(xí)慣的差異，較之城市而言，小城鎮(zhèn)生活污水水質(zhì)較為穩(wěn)定，且有機(jī)物含量相對(duì)較低。因水量較少，若當(dāng)?shù)毓I(yè)廢水量較大，進(jìn)廠污水水質(zhì)將隨著工業(yè)廢水水質(zhì)的變化波動(dòng)。
③經(jīng)濟(jì)效益不明顯。相對(duì)城市污水處理廠而言，其噸水處理費(fèi)用相應(yīng)較高，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。
④管理水平較低，要求設(shè)計(jì)工藝流程操作簡(jiǎn)單、便于維護(hù)。
2 適合小城鎮(zhèn)污水處理的工藝
針對(duì)小城鎮(zhèn)污水處理的以上特點(diǎn)，結(jié)合對(duì)現(xiàn)有小城鎮(zhèn)污水處理廠工藝選擇的調(diào)查，介紹幾種適合小城鎮(zhèn)污水處理的方法，并提出我國(guó)小城鎮(zhèn)污水處理工藝的發(fā)展趨勢(shì)。
2.1 污水自然凈化處理系統(tǒng)
常見的污水自然凈化處理系統(tǒng)包括穩(wěn)定塘和土地處理系統(tǒng)。
2.1.1 穩(wěn)定塘。穩(wěn)定塘又稱為氧化塘或者生物塘，具有投資少、運(yùn)行管理簡(jiǎn)便、節(jié)省能耗的特點(diǎn)。穩(wěn)定塘具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是處理成本低。穩(wěn)定塘的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工周期短、處理耗能低、運(yùn)行維護(hù)方便且成本低，因穩(wěn)定塘的污水處理成本低。二是抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)。穩(wěn)定塘一般具有較大的容積，能夠承受污水水量的波動(dòng)，適應(yīng)能力和抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)，滿足小城鎮(zhèn)污水處理的工藝要求。三是能夠充分地利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的湖泊、池塘等，可以因地制宜，達(dá)到污水處理的目的。四是污泥產(chǎn)量少，從而減少二次污染，降低了污泥的處理處置費(fèi)用。然而，氧化塘也有一些缺點(diǎn)和局限性，主要表現(xiàn)在：占地面積大，處理的效率相對(duì)來說比較低，可能產(chǎn)生臭味滋生蚊蠅，不宜建在居民區(qū)的附近。
2.1.2 土地處理系統(tǒng)。污水土地處理系統(tǒng)是指利用農(nóng)田、林地等土壤—微生物—植物構(gòu)成的陸地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污染物進(jìn)行綜合凈化處理的生態(tài)工程。污水土地處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有：一是污水土地處理系統(tǒng)可以促進(jìn)污水中植物營(yíng)養(yǎng)素的循環(huán)，污水中的有用物質(zhì)通過作物的生長(zhǎng)而獲得再利用。二是污水土地處理系統(tǒng)的基建費(fèi)用少，能夠充分地利用土地和洼地等。三是污水土地處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理方便，而且能耗低。四是污泥得到充分地利用，二次污染少。同時(shí)，土地處理系統(tǒng)也有一些缺點(diǎn)，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)污染土壤和地下水，特別是造成重金屬污染、有機(jī)毒物污染，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降。也會(huì)散發(fā)臭味、滋生蚊蠅，甚至?xí)绊懭梭w的健康。
目前應(yīng)用最廣泛、研究最成熟的就是人工濕地處理系統(tǒng)。人工濕地系統(tǒng)由不可缺少的五個(gè)部分構(gòu)成，分別是具有透水性的基質(zhì)、在飽和水和厭氧基質(zhì)中能夠生長(zhǎng)的植物、水體、無脊椎或者脊椎動(dòng)物以及好氧或厭氧的微生物種群。它具有土地處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，操作簡(jiǎn)單、投資省、能耗低。但其占地面積相對(duì)來說較大，比較適用于用地不太緊張的農(nóng)業(yè)區(qū)小城鎮(zhèn)。
2.2 SBR工藝
序批式活性污泥法簡(jiǎn)稱SBR，又叫序列間歇式活性污泥法。它通過在運(yùn)行上的間歇操作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)有機(jī)物的有效降解。SBR工藝主要優(yōu)點(diǎn)有：一是工藝處理設(shè)備少，無二沉池和污泥回流系統(tǒng)，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單、管理方便。二是不受污泥膨脹的困擾。三是抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。四是可以實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替出現(xiàn)，脫氮除磷的效果好。由于以上特點(diǎn)，SBR 系統(tǒng)更適合水量小、分散點(diǎn)源、污染物間歇排放的小城鎮(zhèn)污水處理。但同時(shí)，SBR 工藝也有一些不可忽略的缺點(diǎn)，由于潷水深度一般是1~2 m，因此污水提升的說水頭損失比較大。設(shè)備對(duì)自動(dòng)化控制要求嚴(yán)格，因此對(duì)管理人員的要求也比較高。同時(shí)由于SBR 工藝不設(shè)初沉池，在一定程度上容易產(chǎn)生浮渣。由于采用的是在時(shí)間上形成的缺氧、好氧環(huán)境，脫氮效果不好。
2.3氧化溝工藝
氧化溝工藝是活性污泥法的一種變型，在結(jié)構(gòu)上是一種首尾相連的循環(huán)曝氣溝渠，污水處理按照厭氧、兼性厭氧、好氧的組合方式進(jìn)行。其特點(diǎn)在于混合液循環(huán)流動(dòng)的溝狀生物反應(yīng)器和機(jī)械轉(zhuǎn)刷曝氣。該工藝具備以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是構(gòu)筑物少，可不建初沉池以及污泥消化池，因此處理流程簡(jiǎn)單，操作管理方便。二是能夠承受水質(zhì)水量的沖擊負(fù)荷，克服了高濃度工業(yè)廢水抑制活性污泥菌活性的缺點(diǎn)。三是當(dāng)需要進(jìn)行脫氮除磷時(shí)，相對(duì)傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝，氧化溝具有降低運(yùn)行費(fèi)用以及能耗的優(yōu)點(diǎn)。四是出水水質(zhì)好，運(yùn)行穩(wěn)定。但是，由于一般不建初沉池和污泥消化池，氧化溝工藝增加了反應(yīng)池的負(fù)荷，這在一定程度上會(huì)增加部分能耗，同時(shí)由于氧化溝的曝氣裝置比如表面曝氣器或者曝氣轉(zhuǎn)刷等機(jī)械部件需定期維修，因此檢修工作量較大。
2.4A/A/O工藝
A/A/O工藝是常規(guī)的典型除磷脫氮工藝。通過在生物反應(yīng)池中人為的造成厭氧、缺氧、好氧的生物環(huán)境。該工藝不但能有效的去除磷和氮，而且COD、BOD和SS去除效果也優(yōu)于常規(guī)的活性污泥法，還可以提高污泥的沉降性能。其主要優(yōu)點(diǎn)：一是出水水質(zhì)好。池內(nèi)經(jīng)缺氧、厭氧、好氧處理，處理效率提高，凈化效果好，能有效控制活性污泥膨脹。二是運(yùn)行效果穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷。池內(nèi)有滯留的處理水，對(duì)污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機(jī)污物的沖擊，運(yùn)行穩(wěn)定。三是高效脫氮除磷，節(jié)省化學(xué)藥劑使用，具有良好的脫氮除磷效果，剩余污泥含磷量高，肥效好，可利用作污泥堆肥。四是沒有固定池型，可滿足各種規(guī)模的污水處理。然而，由于設(shè)備數(shù)量較多，其管理運(yùn)營(yíng)較為復(fù)雜，設(shè)備檢修維護(hù)要求較高。
2.5 厭氧水解—高負(fù)荷生物濾
厭氧水解—高負(fù)荷生物濾池是近年來為了適應(yīng)小城鎮(zhèn)污水處理的特點(diǎn)而產(chǎn)生的處理工藝。該工藝主要是將預(yù)處理工藝由傳統(tǒng)的初沉池改為厭氧水解濾池，同時(shí)在傳統(tǒng)高負(fù)荷生物濾池的基礎(chǔ)上對(duì)其工藝構(gòu)造進(jìn)行了重要的技術(shù)創(chuàng)新。改造后的工藝既具有高負(fù)荷、高效率的優(yōu)點(diǎn)，又通過采用具有高空隙率、高附著面積和高二次布水性能的新型塑料模塊填料，取消了濾池出水回流系統(tǒng)，從而大幅度的降低了操作運(yùn)行的能耗以及建設(shè)投資費(fèi)用。作為新型工藝，厭氧水解—高負(fù)荷生物濾池有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：一是與普通的活性污泥法相比，該工藝的產(chǎn)泥量大大減少，這就在一定程度上降低了污泥處理、處置費(fèi)用，也降低了二次污染。二是由于該工藝處理系統(tǒng)集初沉池、曝氣池、污泥回流設(shè)施以及供氧設(shè)施等與一身，因此污水處理流程簡(jiǎn)單，管理運(yùn)行簡(jiǎn)單。三是工藝的抗沖擊負(fù)荷能力比較強(qiáng)。這些優(yōu)點(diǎn)都決定了厭氧水解—高負(fù)荷生物濾池能夠適應(yīng)我國(guó)小城鎮(zhèn)污水的要求。
3 結(jié)語(yǔ)
通過對(duì)上述幾種小城鎮(zhèn)污水處理工藝的比較，可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：小城鎮(zhèn)污水處理應(yīng)從節(jié)約成本和管理方便入手來選擇污水處理工藝，將經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益達(dá)到最大化。實(shí)踐證明，人工濕地處理系統(tǒng)不僅投資省、處理效果好，而且有助于美化生態(tài)環(huán)境，是小城鎮(zhèn)污水處理工藝的最優(yōu)方案之一。從成本出發(fā)，氧化溝工藝以及SBR 工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，規(guī)模在5000m3/d以上的小城鎮(zhèn)污水處理廠，可優(yōu)先考慮。
【摘 要】隨著人們生活水平的提高，對(duì)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求也相應(yīng)提高了，但是目前中國(guó)大多數(shù)城鎮(zhèn)的污水處理廠卻由于各種原因的結(jié)合而導(dǎo)致脫氮除磷的效果相當(dāng)差，出水更是難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，污水處理不好，給人們的生產(chǎn)及生活帶來了很大的不方便。因此，本文針對(duì)上述存在的問題，就污水處理廠除磷脫氮的相關(guān)工藝設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了重點(diǎn)探討，希望通過對(duì)該問題的關(guān)注，來提高污水處理廠處理污水的效果，以此更好的提高人們的生活水平。
【關(guān)鍵詞】存在問題;除磷實(shí)驗(yàn);脫氮研究
0.引言
近幾年來，人們的生活水平在黨的正確政策帶領(lǐng)下，取得了較快提升，各種工廠工業(yè)也如雨后春筍般涌現(xiàn)，然而在人們?yōu)橹呗暁g呼的同時(shí)，污水排放問題卻讓人們無所適從，雖然關(guān)于污水排放的相關(guān)政策很多，但污水排放的效果卻不盡如人意，人們?cè)诜此甲陨聿蛔愕耐瑫r(shí)，也采取了更為先進(jìn)的高科技方法，希望以此來提高污水處理的效率，本文正是在此種背景下，對(duì)污水處理廠關(guān)于除磷脫氮問題進(jìn)行了重點(diǎn)討論與研究。
1.化學(xué)除磷試驗(yàn)研究
1.1試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法
為有效配合除磷實(shí)驗(yàn)的研究，首先我們可以建一個(gè)柱高0.8m，直徑0.3m的模擬水池，當(dāng)水池有反應(yīng)沉淀現(xiàn)象時(shí)，原水和混凝劑溶液均從距底部0.6m處注入，內(nèi)設(shè)JJ-1大功率電動(dòng)攪拌器，使原水和混凝劑充分混合，將污泥沉淀于混凝池底部排出，以去除原水中的SS 和TP，清水由出水管排出，溶藥池也同樣使用攪拌器使固體混凝劑充分溶解為液狀，并由蠕動(dòng)泵注入混凝池?；瘜W(xué)除磷試驗(yàn)中首先對(duì)混凝劑的種類進(jìn)行優(yōu)選，并對(duì)投藥量和攪拌時(shí)間兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
1.2混凝劑的篩選
試驗(yàn)選用硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫化鐵和聚合硫酸鐵4種常用的混凝劑，在攪拌轉(zhuǎn)速100r/min攪拌時(shí)間30min的實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)各個(gè)混凝劑在不同投藥量下出水的TP和SS 的濃度進(jìn)行考察，優(yōu)選出最佳的混凝劑。隨著混凝劑投藥量的增加，出水SS 的濃度不斷降低，但4種混凝劑對(duì)SS的去除效果基本相同。而從對(duì)TP的去除效果來看，氯化鐵和聚合硫酸鐵這兩種鐵鹽混凝劑要優(yōu)于硫酸鋁和聚合氯化鋁這兩種鋁鹽混凝劑，當(dāng)投藥量增加到30mg/以上時(shí)，投加鐵鹽混凝劑的出水TP的濃度都降到0.5mg/l以下，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排A放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)TP濃度的要求。
除了具有良好的除磷效果，PFS在價(jià)格方面也占有一定的優(yōu)勢(shì)，市售PFS為700元/t，市售氯化鐵為1100元/t。所以，無論是TP的去除效果還是經(jīng)濟(jì)性方面，PFS均為理想的藥劑，從實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面考慮，最終選擇PFS為化學(xué)除磷的混凝劑。
1.3運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化
在確定使用聚合硫酸鐵為化學(xué)除磷試驗(yàn)的混凝劑后，對(duì)投藥量和攪拌時(shí)間兩個(gè)參數(shù)要進(jìn)行優(yōu)化。
第一，對(duì)投入量參數(shù)的優(yōu)化。隨著混凝劑PFS投加量的增加，水中TP的濃度不斷減少。當(dāng)投藥量達(dá)到30ml/g時(shí)，水中TP的濃度已低于0.5mg/l，去除率達(dá)到75%以上。根據(jù)鐵鹽除磷的化學(xué)方程式可知，每去除1mg的磷，需要1.8mg的鐵。原水中TP的濃度在1mg/l至4m/l，若使出水TP濃度小于0.5mg/l，最多需要12mg/l的硫酸鐵，以至少40% 有效成分計(jì)算，需要30mg/l?？紤]水解等因素， 最終選定投藥量為40mg/l，此時(shí)的出水TP濃度為0.3mg/l?？梢员ＷC出水水質(zhì)符合一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
第二，對(duì)攪拌時(shí)間參數(shù)的優(yōu)化。隨著攪拌時(shí)間的增長(zhǎng), 水 中TP 的濃度不斷減少。時(shí)間從 5min增加到15min, 水中TP 的去除率提高了5.1%,而從15min 增加到30min, 去除率僅提高了2.0%, 故過長(zhǎng)的攪拌時(shí)間對(duì)TP的去除并無顯著的效果, 反而會(huì)增加額 外的能源消耗和構(gòu)筑物的建筑體積。
2.后置反硝化脫氮試驗(yàn)研究
2.1試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法
后置反硝化脫氮試驗(yàn)采用三級(jí)生物濾柱設(shè)計(jì)三級(jí)濾柱分別為氧化硝化CN池、硝化N池和反硝化DN池，并同時(shí)向DN池中投加甲醇作為外加碳源, 即分別進(jìn)行氧化反應(yīng)、硝化反應(yīng)和反硝化, 對(duì)污水中的COD、NH3-N和TN進(jìn)行生化去除。其中CN池和N池使用空壓機(jī)進(jìn)行曝氣。三級(jí)濾柱均采用上向流方式, 使用高壓隔膜泵從底部注水, 濾柱中的火山巖濾料粒徑分 別為 6~8、4~6、3~5mm。
2.2運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化
進(jìn)水中的COD和NH3-N分別在CN池和N池中進(jìn)行去除,出水進(jìn)入DN池后,需要在外加碳源的條件下,將水中的TN予以去除。碳源的投加量將決定TN 的去除效果,投加不足將沒有足夠的 碳源供反硝化反應(yīng)的進(jìn)行,投加過量一方面會(huì)增 加額外的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用,一方面還會(huì)增加出水 COD 的濃度,故中試對(duì)后置反硝化的碳源投加量進(jìn)行了重點(diǎn)考察, 并選擇易于生物降解和被反硝化細(xì)菌利用的甲醇作為碳源。隨著甲醇投加量的增加,進(jìn)水中可供反硝化 利用的碳源不斷增加,出水的 TN 濃度也隨之下降,當(dāng)投加量增加到25mg/ L時(shí), 出水TN濃度已達(dá)到一 級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)以下, 但當(dāng)繼續(xù)投加到35mg/l時(shí)，隨著進(jìn)水中可被利用的硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度的降低，即使繼續(xù)增加甲醇投加量也難以加快反硝化反應(yīng)的速率，出水的TN濃度趨于平緩。
考察投加甲醇過程中進(jìn)出水的COD濃度變化趨勢(shì),當(dāng)甲醇投加量在535mg/l之間時(shí)，出水COD濃度變化并不大,但繼續(xù)增加40mg/l時(shí)，投加的甲醇已不能完全被反硝化反應(yīng)作為碳源所利用，反而會(huì)影響出水的COD濃度。綜合投加甲醇對(duì)進(jìn)出水TN和COD變化趨勢(shì),確定后置反硝化的甲醇碳源投加量為30mg/l，此時(shí)出水TN濃度為9.46mg/l，COD濃度為33mg/l，均符合國(guó)家一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。
水力停留時(shí)間HRT是指污水與濾池內(nèi)微生物作用的平均反應(yīng)時(shí)間,是工藝中另一重要控制參數(shù)。隨著水力停留時(shí)間HRT的增長(zhǎng),出水TN的濃度也隨之不斷下降。但從45min開始，出水TN下降的速率便開始變得平緩,通常反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng),微生物對(duì)基質(zhì)的去除率越高,則在流量一定的條件下,對(duì)構(gòu)筑物的容積要求越大。因此,結(jié)合建設(shè)費(fèi)用,確定水力停留時(shí)間為45min。
3.結(jié)論
第一，污水處理廠升級(jí)改造選擇化學(xué)除磷進(jìn)行深度處理，選用聚合硫酸鐵為混凝劑，在投藥量為40mg/l、攪拌時(shí)間為15min 的條件下，使出水TP濃度保持在0.5mg/l以下。
第二，在水廠現(xiàn)有兩級(jí)曝氣生物濾池工藝基礎(chǔ)上，增加后置反硝化工藝進(jìn)行水廠深度脫氮的升級(jí)改造，可使用甲醇作為外加碳源，其投加量為30mg/l， 使出水TN及COD指標(biāo)均能夠達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。
第三，采用后置反硝化工藝進(jìn)行深度脫氮的升級(jí)改造，單池水力停留時(shí)間為45min的條件下，出水TN濃度保持在15mg/l以下，實(shí)現(xiàn)一級(jí)A達(dá)標(biāo)排放。
總之，在高科技的社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)大背景下，為實(shí)現(xiàn)效益的最大化，我們就應(yīng)該盡可能的引用高新技術(shù)，來為我們的效益服務(wù)。隨著人們生活水平的提高，人們的精神需求也是日益提升，但與此同時(shí)，生活尤其是工業(yè)污水卻一直困擾著人們，而且也給人們的生活及工作帶來了很大的不方便，更有甚者，污水如果得不到及時(shí)處理，會(huì)對(duì)我們賴以生存的地下水造成極大的污染，這樣就會(huì)直接威脅到人們的生活及生產(chǎn)，因此污水廠無論是出于自身經(jīng)濟(jì)效益的考慮，還是出于對(duì)人們生活負(fù)責(zé)人的角度，都應(yīng)該提高污水處理的效果，盡可能多的將污水進(jìn)行有效的處理，這就需要污水處理廠除在人員配置方面下工夫外，還要多多引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，來對(duì)污水進(jìn)行有效處理，上文介紹的除磷脫氮技術(shù)研究就是應(yīng)用高科技水平的很好實(shí)例。這樣一來，我們不僅可以很好解決水資源嚴(yán)重不足的問題，解決好廣大西北部地區(qū)嚴(yán)重缺水的問題，同時(shí)我們還可以很好的凈化我們的水資源，另外，環(huán)境問題也會(huì)隨著污水的處理而變得不再是困擾人們的問題，可謂是一舉多得。本文重點(diǎn)針對(duì)除磷脫氮技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究與討論，相信通過該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，污水廠的污水處理問題會(huì)得到很好的解決。
摘要：目前，在我國(guó)污水處理廠工業(yè)廢水和生活污水治理的過程中，氧化溝污水處理工藝由于污水處理效果顯著、操作簡(jiǎn)單、管理方便，而且有著良好的經(jīng)濟(jì)效益，因此被人們廣泛的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：氧化溝工藝；污水處理廠
早期的氧化溝僅用于去除有機(jī)物，同時(shí)將氨氮氧化為硝酸鹽氮，因此氧化溝工藝無厭氧區(qū).氧化溝循環(huán)廊道內(nèi)也無缺氧區(qū)，此時(shí)氧化溝在去除有機(jī)物的同時(shí)還可以反硝化脫氮。而為了去除污水中的植物性營(yíng)養(yǎng)物，國(guó)內(nèi)外又相繼開發(fā)了帶有厭氧區(qū)（或帶有厭氧區(qū)及缺氧區(qū)）的氧化溝工藝，以保證在去除有機(jī)物的同時(shí)去除氮磷污染物。本文以福安賽甘污水處理廠生化處理采用改良型Carrousel-2000氧化溝工藝為例，對(duì)氧化溝工藝進(jìn)行分析。
1.污水廠簡(jiǎn)介
近年來，隨著福安經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)和甘棠鎮(zhèn)臨海工業(yè)的迅速發(fā)展，周邊沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口的集聚，帶來的工業(yè)和生活污染問題日益突出，目前福安經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)和甘棠鎮(zhèn)產(chǎn)生的工業(yè)污水和生活污水就近排放，造成周邊水環(huán)境污染。該水廠設(shè)計(jì)主要用于處理開發(fā)區(qū)工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水及生活污水。工程近期建設(shè)規(guī)模2.0萬m3/d，遠(yuǎn)期增建規(guī)模2.0萬m3/d一組，總處理水量4.0萬m3/d。
1.1進(jìn)水水質(zhì)及工藝參數(shù)
設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)：污泥濃度MLSS=3.4g/L一4.0g/L，污泥負(fù)荷F/M=0.08kgBOD /（kgMLSS?d），回流比R=100%，厭氧DO≤0.2mg/L，缺氧DO≤0.5mg/L，好氧DO≥2.0mg/L。
設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為BOD5180 mg/l、CODcr300 mg/l、SS170 mg/l、NH3-N35 mg/l、TP3 mg/l、PH6～9；出水水質(zhì)為BOD5≤20 mg/l、CODcr≤60 mg/l、SS≤20 mg/l、NH3-N≤8 mg/l、TP≤1.0 mg/l、PH6～9。
1.2工藝流程
污水經(jīng)廠外粗格柵去除直徑大于15mm的懸浮物后經(jīng)廠外提升泵房用潛水泵提升至廠內(nèi)細(xì)格柵渠；在細(xì)格柵中去除直徑大于5mm的懸浮物后在沉砂池進(jìn)行砂水分離預(yù)處理，沉淀比重大于2.65的砂粒。隨后污水進(jìn)入淺層高效氣浮池，去除比重接近水的細(xì)小顆粒。
污水進(jìn)入改良型Carrousel-2000氧化溝后，在氧化溝中污水依次通過厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，去除大部分BOD5、CODcr、氨氮和磷，生化后的污水經(jīng)配水井流入二沉池，在二沉池污水中的活性污泥沉淀下來，二沉池底部沉淀污泥，在重力作用下排放到污泥泵井，經(jīng)污泥回流泵回流到氧化溝的厭氧區(qū)，二沉池上部清水通過集水槽收集后進(jìn)入紫外消毒池消毒，將污水中病原微生物和細(xì)菌殺滅。消毒后出水經(jīng)巴氏計(jì)量槽計(jì)量后自流排入賽江下游海域。各單體放空水均接入廠區(qū)污水管網(wǎng)，并經(jīng)廠區(qū)污水泵井提升回流至細(xì)格柵旋流沉砂池。
二沉池排出的剩余污泥通過污泥泵井輸送至污泥濃縮池，在濃縮池中將污泥含水率從99.2%降至97.5%。然后用污泥泵抽升至污泥脫水車間，再經(jīng)帶式壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水后外運(yùn)，脫水后的污泥約含水率為80%。
2 氧化溝的機(jī)理
2.1 氧化溝處理污水的原理。傳統(tǒng)的氧化溝污水處理技術(shù)，是直接將污水和回流污泥引入到氧化構(gòu)系統(tǒng)當(dāng)中，并且通過表面曝氣機(jī)將混合液中溶解氧的濃度控制在 2-3mg/L 左右。在摻氧量充沛情況下，使得微生物可以很好的去除 BOD，并且在氧化的作用下也使得混合液中的氨被轉(zhuǎn)化成硝酸化合物。而在曝氣機(jī)下游，污水水流也從曝氣區(qū)的湍急狀態(tài)演變成平緩的狀態(tài)，根據(jù)相關(guān)的污水處理規(guī)范，將水流流速控制在一個(gè)合適的范圍之內(nèi)，確?；钚晕勰嘣谑褂眠^程中處于一個(gè)懸浮的狀態(tài)。當(dāng)微生物在將混合液中的溶氧量降低到零時(shí)，也就導(dǎo)致混合液呈現(xiàn)出一個(gè)缺氧的狀態(tài)，在通過相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，將污水中的 BOD、磷元素和氮元素進(jìn)行有效的處理。不過這種污水處理方法，雖然可以有效的將污水中的 BOD 去除，但其除磷脫氮的功能卻十分有限。
因此為了使得氧化后在污水處理過程中起到一個(gè)很好的除磷脫氮的效果，我們就要在傳統(tǒng)的氧化溝中增設(shè)一個(gè)厭氧區(qū)和絕氧區(qū)。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)表明，在污水處理的過程中，技術(shù)人員將大部分回流污泥和 20%左右的污水引入到厭氧區(qū)，可以使得回流污泥中存在的硝酸化合物在碳源的作用下發(fā)生反硝化反應(yīng)，為后續(xù)的污水治理工序提供了一個(gè)絕氧環(huán)境。而且當(dāng)回流污泥和污水進(jìn)入到厭氧區(qū)的時(shí)候，由于厭氧區(qū)中存在著很多兼性細(xì)菌，可以將污水中的 BOD 轉(zhuǎn)化成VFA，當(dāng)厭氧區(qū)中的聚磷菌遇到 VFA 時(shí)，又會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而為磷酸鹽的水解提供了能量。再通過絕氧區(qū)中碳源的作用下，就使得在對(duì)回路污泥和污水處理過程中起到一個(gè)良好的除磷脫氮的效果。最后，將回流污泥和污水引入到氧化溝當(dāng)中，從而使其氧化溝起到一個(gè)良好的污水處理效果。
2.2 氧化溝除磷脫氮的影響因素。影響氧化溝除磷脫氮效果的因素有很多，不過由于磷離子和氮離子的兩種處理方法不同，因此在污水處理的過程中，影響著兩種離子排除的因素也存在著不同。其中影響氧化溝除磷效果的因素，主要有污泥齡、硝酸化合物的濃度以及基質(zhì)濃度等，其中對(duì)污泥齡對(duì)氧化溝處理效果的影響最大，所以我們?cè)谘趸瘻铣走^程中，要將其污泥齡控制在污水處理規(guī)定的范圍之內(nèi)。而影響氧化溝脫氮的主要原因則是溶氧量、碳源濃度以及硝酸化合物的濃度，而為了保證氧化溝的脫氮效果，技術(shù)人員在污水處理的過程中，一定要將氧化溝中的溶氧量、碳源濃度和硝酸化合物的濃度控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。
3.處理的主要設(shè)施
3.1預(yù)處理
（1）細(xì)格柵池及旋流沉砂池
本工程細(xì)格柵、旋流沉砂池考慮合建，土建按遠(yuǎn)期4.0m3/d規(guī)模建設(shè)安裝，設(shè)備按近期配備。
細(xì)格柵的功能是截除污水中較小漂浮物，柵條之間保持大約5mm的間隙，柵前對(duì)應(yīng)1.0m的水深，電機(jī)對(duì)應(yīng)的功率為1.1kw，還有一臺(tái)螺旋輸送機(jī)。這臺(tái)輸送機(jī)可以將比較小的懸浮物去除。旋流沉砂池的功能是去除污水中粒徑≥0.2mm的砂粒，使無機(jī)砂粒與有機(jī)物分離開來，便于后續(xù)生化處理。旋流沉砂池2座，與格柵池共建，直徑D=3.05m，沉砂池深度H=3.8m，砂斗直徑1.0 m，砂斗深度2.0m，沉砂池中間設(shè)有一臺(tái)可調(diào)速的漿葉分離機(jī)和一臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)，功率分別為1.1kW和2.2kW。砂水混合物由羅茨風(fēng)機(jī)造成的靜壓輸送至配套的一臺(tái)砂水分離器，功率為0.37kW，分離后的干砂外運(yùn)。
3.2生物處理
（1）氧化溝
Carrousel-2000氧化溝1座，將厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)隔開，厭氧區(qū)和缺氧區(qū)均設(shè)置兩溝，好氧區(qū)由四個(gè)單溝組成，整個(gè)氧化溝平面尺寸90.8×30.2m，總高度4.5m。
在氧化溝厭氧段內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，達(dá)到攪拌和推流的作用，規(guī)格為：MA4/12-620-480，功率P=4.0kW，采用不銹鋼304。氧化溝好氧段內(nèi)還配置1臺(tái)DO測(cè)定儀，測(cè)量范圍為0-15.0mg/L，以及1臺(tái)MLSS測(cè)定儀，測(cè)量范圍為0-8000.0mg/L。
（2）二沉池
二沉池進(jìn)出水都是從周邊進(jìn)行的，對(duì)應(yīng)較高的負(fù)荷，獲得的處理效果非常的理想，占地空間不大，如果配水對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方式比較合理的話，泥水分離會(huì)獲得更好的效果。設(shè)計(jì)流量2.0萬m3/d，池?cái)?shù)：1個(gè)，池內(nèi)徑32.0m，平均表面負(fù)荷：qave=1.04 m3/m2?h；最大表面負(fù)荷：qmax=1.35 m3/m2?h；有效水深4.Om，沉淀池內(nèi)設(shè)1臺(tái)中心傳動(dòng)的單管吸泥機(jī)，參數(shù)為ZXJ-32-I，Ф=32m，H =4.5m，n=0.028rpm，P=0.37kW。
（3）提升污泥的泵站：
泵站的作用是使二沉池底部污泥提升至氧化溝厭氧區(qū)，并把剩余污泥提升至儲(chǔ)泥池，同時(shí)作為配水井。潛水泵共有二臺(tái)，一用一備，按最大回流比100%選擇水泵流量，型號(hào)為：350WQ850-7-37，Q=850m3/h，H=7m，N=37kW，變頻控制；遠(yuǎn)期增加同型號(hào)水泵一臺(tái)，二用一備；回流污泥根據(jù)氧化溝污泥濃度控制回流量，剩余污泥泵與污泥脫水協(xié)調(diào)運(yùn)行，同時(shí)起到均勻配水的作用。
3.3尾水處理
（1）紫外消毒池
紫外消毒池的功能是將生化處理污水進(jìn)行消毒，使大腸桿菌≤10，000個(gè)/L，使出水達(dá)到GB18918-2002一級(jí)B類標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)計(jì)規(guī)模是4.0萬m3/d；平面尺寸：20.33×5.5m，有效水深1.7m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；主要設(shè)備：近期2.0萬m3/d規(guī)模紫外模塊成套定型設(shè)備一套。
3.4 污泥處理
要想實(shí)現(xiàn)污泥濃度保持不變，必須要將多余的污泥排走。通過污泥泵將剩余污泥向脫水機(jī)房轉(zhuǎn)送。機(jī)房?jī)?nèi)，先通過2臺(tái)螺桿泵混合絮凝劑和剩下的污泥，而后送到帶式脫水機(jī)里面進(jìn)行脫水。干濾餅?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)超過百分之二十的干固含量。對(duì)經(jīng)過脫水的污泥予以最終的處理之后，拉到填埋場(chǎng)填埋處理。二期的時(shí)候，建議作為堆肥予以很好地利用處理。
結(jié)語(yǔ)
氧化溝工藝是目前城市污水處理技術(shù)中出水水質(zhì)最好、操作最穩(wěn)定、應(yīng)用最多的工藝之一。雖然目前應(yīng)用中還存在一些影響處理效果的因素，但隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，該工藝必將得到進(jìn)一步的提高。