污水处理厂工艺比选.docx
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污水处理厂工艺比选
第六章办理工艺比选
项目办理要求
经过将会昌县污水厂（二期）的进水水质与出水水质进行对照，其
污染物去除效率以下表6-1。
表6-1
污水办理厂（二期）要求办理效率
类型
CODCr
BOD5
SS
NH4+-N
总氮
TP
（mg/l）
（mg/l）
（mg/l）
（mg/l）
（mg/l）
（mg/l）
进厂水质
≤250
≤160
≤200
≤25
≤35
≤
出厂水质
≤60
≤20
≤20
≤8（15）
≤20
≤
去除效率
76%
%
90%
68%
43%
50%
从以上数据能够看出，本污水办理厂（二期）不单对有机污染物、
SS有较高的去除要求，对N、P的去除更是提出了较高的要求，所以
在选择城镇污水办理工艺的时候一定考虑拥有脱氮除磷功能的工艺。
污水办理工艺选择原则
⑴依据采集地区污水水质与水量，受纳水体的环境容量和利用
状况，选择污水办理的工艺必需考虑工业废水占污水必定比率、有一
定办理难度的现实，保证贡江水体规划及综合利用的目标功能，提高
环境效益。
⑵技术经济比较，优先采纳技术先进、经济合理、安妥靠谱的
工艺技术，既保证污水达标排放，又尽量降低建设投资和运转成本。
⑶选择的办理工艺应保证出水水质知足国家和地方现行的有关
规定，切合环境影响评论报告的要求。
⑷对工业废水重申源泉控制，保证污水的达标排放。
⑸总平面部署力争流程顺畅，合理紧凑，减少占地，土方均衡
并考虑防洪、预留远期办理厂用地。
⑹对工程系统进行深入的技术经济剖析，采纳成效好、投资省、
能耗低、占地少、操作管理方便、技术成熟的办理工艺，为工程建成
后的运转管理体系供给靠谱的依照。
污水要点办理项目
污水办理工艺的要点
⑴污水水质的可生化性污水办理厂设计进水水质
属于可生化的污水。
⑵脱氮
CODCr250mg/l，BOD5160mg/l，BOD/COD=，
主要采纳生物方法进行脱氮，过程一般以下：
氨氮第一被硝化菌氧化成硝态氮，再在反硝化菌的作用下被复原成氮气排放。
关于硝化来说，因为硝化菌的世代期较长，保持系统有足够的污泥龄是必需的，即必需保持较低的有机负荷；而反硝化菌需要利用碳源作为反硝化的电子供体。
一般的生物脱氮反响需要知足以下条件：
硝化反响：
DO≥l，水温不低于10℃，有足够长的污泥龄，有机负荷≤kgVSS·d；
反硝化：
DO≤l，足够的碳源等。
污水办理的要点办理项目
污水办理厂（二期）的各个出水水质指标之间其实不是相互没关而
是相互联系的，需要采纳系统剖析的方式，剖析各指标之间的内在联
系和相互影响，确立污水办理厂（二期）需要要点处埋的项目。
所谓重
点办理项目就是该项出水指标达标了，其余一些出水指标也同时能满
足排放的要求的项目。
抓住主要矛盾、解决主要矛盾，其余问题便可
以水到渠成。
所以污水办理厂（二期）的工艺选择与设计主假如环绕着
要点办理项目来进行的。
⑴BOD5
排放标准要求的出水BOD5指标为20mg/l，相应的去除率为%，应
知足一级B排放标准。
从目前常采纳的一些污水办理工艺来看，该项指标要求较高。
当
要求对污水进行硝化或许硝化及反硝化时，办理后出水BOD5浓度低于
10mg/l其相应的去除率大于87%。
这是因为自养型的亚硝酸菌拥有很
小的比增添速率，与去除碳源的异养型生物对比要小一个数目级以
上，所以需要硝化系统比纯真去除碳源BOD5的系统拥有更长的泥龄或
更低的污泥负荷，在此条件下，BOD5的去除率不难达到排放标准要求。
+
依据对出水NH4-N的要求，污水办理厂（二期）一定采纳拥有脱氮
功能的污水办理工艺，所以一级B排放标正确立的BOD5出水值不是处
理工艺的要点控制指标。
因而可知，BOD5不是本工程的要点办理项目。
⑵CODCr
依据要求的出水CODCr指标为60mg/l，相应的去除率为76%，应
知足GB18918-2002一级B排放标准。
相同，因为硝化过程对系统泥龄的延伸，使得CODCr的去除率随
BOD5有较大幅度的提高，且因含有难生物降解的物质，所以CODCr不
是本工程的要点控制指标。
⑶SS
要求出水SS浓度小于20mg/l，去除率为90%，要求达到的去除
率很高。
依据外国现有资料，在采纳生物除磷工艺时，出水SS中所含的
有机磷将占l磷排放指标中的很大多半。
经工艺计算，会昌县城市污水办理厂（二期）节余污泥含磷比率为≥%，当出水SS指标控制在20mg/l以内，使得随出水SS排放的磷含量为l。
所以，SS是污水办理厂（二期）的要点处埋项目。
⑷NH4+-N，TN
+
要求出水NH4-N小于8（15）mg/l，TN小于20mg/l，不考虑进水
+
有机氮、出水有机氮等影响要素，其NH4-N去除率要求大于68%，TN
去除率要求大于43%。
污水办理厂（二期）进水氨氮，TN的去除主要靠硝化和反硝化过
程来达成，氨氮的硝化过程将成为控制生化办理好氧单元设计的主要
要素。
要知足小于8（15）mg/l出水要求，实质上需要进行完整硝化，
出水中节余氨氮浓度也低于排放标准规定的要求，在设计中应控制在
8mg/l以内。
在进行完整硝化的同时，碳源也被氧化，将会获取较高的BOD5
去除率，出水的BOD5将低于20mg/l。
+
所以，NH4-N（TN）是污水办理厂（二期）的要点办理项目。
⑸磷酸盐（即TP）
要求出水TP浓度小于1mg/l，去除率为50%。
要知足出水磷浓度低于1mg/l的要求，采纳拥有除磷功能的污水
办理工艺或许进行化学除磷。
磷的去除将在很大程度上决定所选污水
办理工艺的种类，磷是会昌县污水办理厂（二期）的要点办理项目。
综上所述，会昌县城市污水办理厂（二期）的要点办理项目包含
SS、NH4+-N、TN和TP，这些项目是需要在工艺设计中要点考虑的控制
要素，其余指标BOD5、CODCr等则需要兼备考虑。
在上述要点办理项目中，SS主假如靠物理方法解决（经过积淀或
过滤去除），而CODCr、NH4+-N则要靠生物办理的方法解决，TP的去除
辅以化学除磷。
污水生化办理工艺阐述
污染物去除及办理工艺要求
污水办理的目的是去除水中的污染物，污水中的主要污染物有
BOD5、CODCr、SS、N和P等。
排放标准要求的污染物去除率如表6-1
所示。
从表6-1中能够看出，排放要求的各样污染物去除率由大到小的
摆列序次是：
SS＞BOD5＞CODCr＞NH4+-N＞TP，而污水办理工艺的采纳
是与要求达到的办理效率亲密有关的，所以第一需要剖析各样污染物
的去除机理和所能达到的去除程度。
⑴污水中SS的去除
依据本项目出水标准要求SS浓度要小于20mg/l，去除率为90%，
要求达到的去除率是很高的，惯例的SS去除方法很难达到这样的去
除率。
惯例的办理方法中，污水中SS的去除主要靠积淀作用。
悬浮物
的浓度不单波及到出水的SS指标，并且出水的BOD5、CODCr、PO4--P
等也与其有关，依据外国现有资料，在采纳生物除磷工艺时，出水
SS中所含的有机磷将占1mg/l磷排放指标中的很大多半。
这是因为污水中的悬浮物中有活性污泥絮体和胶体，其自己有机成分也很高，较高的悬浮物含量会使得出水中BOD5、CODCr、PO4--P等均增添，所以控制污水办理装置出水的SS指标是很重要的。
为了尽可能去除污水中的悬浮物，需要采纳合适的举措，常用的方法有合适的加药办理等。
可是要使得出水的SS稳固保持在20mg/l
以下是比较难的，所以需要采纳过滤工艺增强办理SS，才能够使出
水SS指标达到设计值。
⑵BOD5、CODCr的去除
关于城市污水厂来说，BOD5/CODCr是判定污水可生化性的最简易
易行和最常用的方法，一般以为BOD5/CODCr＞可生化性好，＜BOD5/CODCr
＜可生化性较好，BOD5/CODCr＜较难生化，BOD5/CODCr＜不易生化，本
项目的BOD5/CODCr为，其可生物降解，对有机物的去除选择微生物处
理是最经济、高效的工艺方案。
污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，对BOD5
降解，利用BOD5合成新细胞，而后对污泥与水进行分别，进而达成
BOD5的去除。
微生物在有氧的条件下，将污水中的一部分有机物用于
合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获取细胞合成所需的能量，其最后产物是CO2和H2O等稳固物质。
在合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等）直接进入细胞内部被利用，而非溶解有机物则第一被吸附在微生物表面，而后被胞外酶水解后进入细胞内部被利用。
因而可知，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳固物质，所以，能够使办理后污水中的节余BOD5浓度很低。
依据外国有关设计资料，活性污泥法中在污泥负荷为BOD5/kgMLSS·d以下时，就很简单使得出水BOD5保持在20mg/l以下。
考虑到除氮要求时，污水办理系统又一定有足够的碳源，假如设置了初沉池有可能使得部分的有机物质流失，这样在脱氮的工艺中碳源不足，对氮办理成效将会很差，需要投加碳源。
投加碳源又增添了工程项目的经济花费与工艺的复杂性。
所以对BOD5的去除不需要设置初沉池，使得回流硝化液中在前置缺氧池内发生反硝化反响，可去除大批有机物质，再经后续接触氧化工艺去除，即可达到出水的要求。
加上过滤的去除，出水中的BOD5指标要降到20mg/l以下是比较简单实现的。
关于CODCr的去除与BOD5基真相同。
污水厂CODCr的去除率，取决于进水的可生化性，它与城市污水的构成有关。
关于主要以生活污水及其成份与生活污水邻近的工业废水构成的城市污水，污水的可生性较好，出水CODCr值能够控制在较低的水平，能够知足CODCr≤60mg/l
的要求。
而成份主要以工业废水为主的城市污水，或BOD5/CODCr比值
较小的城市污水，其污水的可生化性较差，办理后污水中节余的CODCr
较高，要知足出水CODCr≤60mg/l有必定难度。
会昌县城市污水办理厂（二期）服务范围内的城市污水主要以生
活污水为主，其BOD5/CODCr值为，污水可生化性好，采纳二级办理工
艺能够知足排放标准出水CODCr≤60mg/l的要求。
⑶N、P的去除
污水脱氮除磷的方法往常包含物理化学法和生物办理。
外国从
60年月开始曾系统地进行了脱氮除磷的物化办理方法和生化办理方法的研究，实验研究表示污水中含氮化合物的去除是完整能够采纳生化办理方法来达成的。
而对磷化物含量较高的污水，若只采纳生化办理方法是很难实现达标治理的，原由是生化办理系统对污水中含磷化合物的去除率只好达到40%左右。
这也是现有河流、湖泊出现富营养化现象的直接原由。
为此在80年月后期，一些污水办理厂将物化办理和生化办理相联合的除磷举措用在了污水办理工艺过程中。
污水去除总氮与氨氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，在城市污水办理中经济和常用的方法为生物法，能够说生物法是市政污水办理中的主流工艺，其原由就在于其经济性和高效性，所以对氮的去除应当采纳生物办理的方法。
氮是蛋白质不行缺乏的构成部分，所以宽泛存在于城市污水之
中。
在原污水中，氮以NH4+-N及有机氮的形式存在，这两种形式的氮
-
合在一同称之为凯氏氮，用TKN表示。
而原污水中的NOX-N（包含亚
硝酸盐和硝酸盐在内）含量极少，几乎为零。
这些不一样形式的氮统称
为总氮（TN）。
在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮经过氨化作用被氧化成氨氮。
在溶解氧充分、泥龄较长的状况下，又进一步被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，往常称之为硝化过程。
会昌县城市污水办理厂（二期）的进水总氮浓度为35mg/l，氨氮浓度为25mg/l，要求出水氨氮浓度小于8（15）mg/l，需要采纳硝化、反硝化工艺才能知足排放标准的要求。
采纳回流工艺加前置反硝化可有效去除水中的硝酸氮，氮是藻类生长所需的营养物质，简单惹起水体的富营养化，所以，一般状况下总氮（主要为硝酸盐）也是污水办理厂出水的控制指标之一。
经过好氧生物办理后的污水，此中大多半的氨氮都被氧化成为硝
-
酸盐（NO3-N），反硝化菌在溶解氧浓度极低或缺氧状况下能够利用硝酸盐中氮作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮复原成氮气（N2），进而达成污水的脱氮过程，往常称之为反硝化过程。
其能量根源于甲醇、乙酸、甲烷或污水中的碳源。
硝化过程有H+产生，要耗费水中碱度，当碱度不够时，污水的
PH值将降落至保持硝化反响正常进行所需的PH值之下，进而使硝化
-
反响不可以正常进行。
而反硝化反响则陪伴有OH产生，使硝化过程消
耗的部分碱度获取增补，还有关于BOD的去除时也有必定的碱度补
充。
-
所以，从降低能耗（利用NO3-N作为电子受体氧化有机物）、回收
碱度保证硝化进行过程以及改良生物除磷效率的角度来看，在会昌县
污水办理厂（二期）采纳反硝化或部分反硝化的生物脱氮工艺是有益
的。
由上剖析可知关于生物办理工艺的选择，能够说就是脱氮成效高低的决定要素了。
惯例的一些传统的工艺，在氨氮的去除上有好的成效，可是考虑到总氮的去除就有必定的难度。
所以说可认定污水中的总氮与氮氮是设计考虑的主要办理物质。
污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。
生物除磷是污水中
的聚磷菌在厌氧条件下，遇到压迫而开释体内的磷酸盐，产生能量用以汲取快速降解有机物，并转变成PHB（聚β羟基丁酸）储藏起来。
当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储藏的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随节余污泥一同排出系统，进而达到除磷的目的。
生物除磷的优点在于不增添节余污泥量，办理成本较低。
弊端是为了防止节余污泥中磷的再次开释，对污泥办理工艺的选择有必定的限制。
它需要经过清除污泥来达到去除泥中的磷含量，关于泥量少的办理工艺，成效就不太理想。
化学除磷的主要药剂有石灰、铁盐和铝盐。
化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增添其余设
施，所以特别合用于旧厂改造。
可是其弊端在于增添了大批的化学污
泥，需要增添污泥办理花费。
经过投加定量的化学药剂能够达到理想的除磷成效，投加的地点能够选择在生物办理工艺前或许生物办理工艺后，在二沉池前与二沉
池连结办理成效更好。
只需药剂量控制的好，TP的出水指标达到要求是比较的简单的，再经事后续的过滤装置，TP指标的达标是知足出水要求的。
所以可认定污水中的TP是设计考虑的主要办理物质。
综合以上的污染物剖析，本项目应在主要采纳生化办理的大概工艺下，附带一些物理、化学、物理化学的增强办理工艺。
在几种办理工艺的搭配下，使项目的出水达到要求的标准。
污水脱氮除磷工艺选择
⑴城市污水脱氮除磷主要工艺
污水的脱氮除磷往常有生物办理法、化学办理法和物理办理法三大类。
物理方法因成本过高，技术复杂而极少应用。
所以，城市污水办理一般不介绍采纳。
而惯例的活性污泥法对氮、磷的去除率有必定的限度。
采纳惯例的好氧曝气，氮、磷仅从节余污泥中清除，其去除率分别为10-25%和12-19%，达不到本项目的办理要求。
所以，为了达到本项目脱氮除磷的要求，本项目应采纳增强脱氮除磷功能的生物
办理工艺。
已成熟的增强式城市污水脱氮除磷办理工艺主要有A2/O工艺、CAST工艺、MSBR工艺、氧化沟工艺、ABFT工艺等几种；近些年盛行的生态技术更是备受尊崇，如接触氧化工艺、人工湿地、泛氧化塘等，宽泛的应用于各大增强脱氮除磷及对生态坏境要求较高的污水办理工程中。
⑵各工艺脱氮除磷能力的比较
CAST工艺在主反响池前端加设一个选择段，进水和回流污泥在
此段接触混淆。
就脱氮而言，CAST系统与传统的SBR没有太多的不
同。
好多实质工程设计中，CAST工艺常常都辅以化学除磷，以保证
办理达标。
MSBR工艺拥有必定的脱氮除磷能力，工艺前段设置污泥浓缩池
及预缺氧池，防止了硝酸盐对厌氧池磷开释反响的影响。
卡鲁塞尔氧化沟在世界上的应用较广，有800多座，一般卡鲁塞尔氧化沟系统对BOD、COD、N及P的去除率分别可达95%，90%，75%
和65%。
但实质运转中其TP去除率是较稳固的，TN去除率却不理想，该工艺相同出现除磷成效好时脱氮成效不好，脱氮成效好时除磷成效不好的现象，卡鲁塞尔氧化沟主要的一个弊端是供氧和搅拌之间存在矛盾。
氧化沟工艺常常逗留时间长，占地面积大，能耗较高。
曝气生物流化池（简称ABFT）工艺被国家科技部评为“生物脱氮污水办理工艺”（编号:
2002EC000417），它是兼有生物接触氧化和曝气生物滤池优点的一种新式水办理工艺。
该工艺综合了活性污泥法、生物膜法和固定化微生物技术的优点，采纳微生物与载体的固定化技术，将成活后的微生物固定在生物载体上，增添了生物载体上微生物的负载量，提高了对水中各污介入标的去除成效。
在曝气生物流化池（ABFT）
中投加占曝气池有效容积45%-50%的高效微生物载体（JHE型），高效微生物大批附着并固定于其上，ABFT池其实是综合传统活性污泥法与生物膜法优点的双生物反响器。
各级ABFT池中，经过培育不一样殊效优
势茵种，提高目标污染物的降解成效；成活后的微生物与JHE载体的联合是采纳键价联合的固定化技术，故结协力坚固，不易零落，不易
流失，高负载的生物量保证了ABFT池去除污染物的高效和稳固性。
曝
气生物流化池在实质工程应用中常以小格多级为主，便于不一样工艺过
程的调整与控制。
污水中的部分磷跟着节余污泥流出系统，余下的磷
在斜管积淀池中经过化学加药积淀，保证出水总磷达标。
⑶各工艺的优弊端剖析
脱氮除磷工艺各有益弊，在选择工艺时要充分考虑工艺的脱氮除
磷能力，工艺运转的稳固性，当地管理水平以及与周边环境相协调。
①A2/O工艺应用早，累积的运转管理经验丰富，工艺相当作熟，技术风险性小。
因该工艺是从一般活性污泥法基础上发展起来的，故其合用于老污水厂的改造。
关于新建污水厂，需要充分考虑其不利要素，能够经过改进，在必定程度上使其运转成效更稳固。
A2/O工艺合适大型污水办理厂。
但其关于此项目总氮的去除存在必定难度。
②CAST工艺和MSBR工艺都能够实现自动控制，操作灵巧，可是不合用于大型污水办理厂。
氧化沟工艺脱氮除磷成效稳固，合适中型
或大型污水厂，可是占地面积相对较大，能耗高。
CAST工艺和MSBR
工艺都拥有构造紧凑、占地面积小及基建投资省等特色。
③ABFT工艺能够实现自动控制，操作灵巧，合适于中小型污水办理厂，其小池多级模块化设计构造使得污水厂在运转中近远期联合简单，办理量调控简单，单级调控简略，很便于生化以及优势菌群的驯化。
构造紧凑，占地面积小等特色，联合前置缺氧池，关于氮的去除有着很好的成效。
曝气生物流化池（ABFT）工艺评论
曝气生物流化池污水办理工艺简称ABFT工艺，是介于生物接触氧化工艺和曝气生物滤池工艺的一种新式水办理工艺。
该工艺兼备了活性污泥法、生物膜法和固定化微生物技术的长
处，采纳生物酶与载体的固定化技术，成功的将成活后的微生物固定
在生物载体上，增添了生物载体上微生物的负载量，提高了对水中各
污介入标的去除成效。
在曝气生物流化池（ABFT）中投加占曝气池有效
容积的45%-50%的高效微生物载体（JHE型），高效微生物大批附着并
固定于其上，ABFT池其实是综合传统活性污泥法与生物膜法优点
的双生物反响器。
各级ABFT池中，经过培育不一样殊效优势菌种，提
高目标污染物的降解成效；载体所生长的生物量均匀可达18g/L，成活后的微生物与JHE载体的联合是采纳键价联合的固定化技术，故结
协力坚固，不易零落，不易流失，高负载的生物量保证了ABFT池去除污染物的高效和稳固性。
其拥有以下技术特色：
⑴生物酶与载体的固定化技术
生物酶与载体的固定化技术是借助由高分子资料合成的载体上
带有的氨基、羧基、环氧基等活性基团与微生物肽链氨基酸残基作用，形成离子键联合或共价键联合，进而将生物酶固定在载体上，固定后的微生物与载体的结协力坚固，不宜随污水的流动而流失。
⑵JHE型生物载体
JHE型生物载体是一种纳米级高分子合成资料，这类载体的表面
带有某些亲水性基团以及氨基、羧基、环氧基等活性基团，可与微生
物肽链氨基酸残基作用形成离子键联合或共价键联合而将微生物及
生物酶固定在载体上，生物载体上的微生物除生长着真菌、丝状菌和菌胶团外，还有多种捕食细菌的原生动物和后生动物，形成了稳固的食品链，因此污泥产生量小。
固定化微生物后的载体密度靠近于水的密度，微生物负载量大，生物量最高可达L，容积负荷高达
8kgBOD5/m3·d，比表面积为g。
这类载体因为其构造的特色，可使污水、空气和生物膜获取充分掺混接触互换，生物膜不单能大批地在微生物载体内坐床，保持优秀的活性和缝隙可变性，并且在运转过程中气体在三维流动的污水带动下，相互碰撞并被处于蠕动状态的微生物载体不停切割成更小的气泡，增添了氧的利用率，可减小曝肚量。
所以它拥有切割气泡能力强，空间体积利用率大、无死区等特色，是目前微生物载体的更新换
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