污水处理厂工艺比选.docx

1、污水处理厂工艺比选第六章 处理工艺比选6。项目处理要求通过将会昌县污水厂（二期)的进水水质与出水水质进行对比，其污染物去除效率如下表61。表61污水处理厂（二期)要求处理效率类别DCr（mg/l）BOD5（mgl)（ml)NH4+-（mg/）总氮（mg/l)P（)进厂水质206000255.0出厂水质60208（5)01。0去除效率76%87.596843%5%从以上数据可以看出,本污水处理厂(二期)不仅对有机污染物、S有较高的去除要求，对N、P的去除更是提出了较高的要求,因此在选择城镇污水处理工艺的时候必须考虑具有脱氮除磷功能的工艺.6.2 污水处理工艺选择原则 根据收集区域污水水质与水量,

2、受纳水体的环境容量和利用情况,选择污水处理的工艺必需考虑工业废水占污水一定比例、有一定处理难度的现实,确保贡江水体规划及综合利用的目标功能,提高环境效益. 技术经济比较,优先采用技术先进、经济合理、稳妥可靠的工艺技术，既确保污水达标排放，又尽量降低建设投资和运行成本。 选择的处理工艺应确保出水水质满足国家和地方现行的有关规定，符合环境影响评价报告的要求.对工业废水强调源头控制,确保污水的达标排放。 总平面布置力求流程顺畅,合理紧凑,减少占地,土方平衡并考虑防洪、预留远期处理厂用地。 对工程系统进行深入的技术经济分析,选用效果好、投资省、能耗低、占地少、操作管理方便、技术成熟的处理工艺,为工程建

3、成后的运行管理体制提供可靠的依据。6。 污水重点处理项目63。 污水处理工艺的关键 污水水质的可生化性污水处理厂设计进水水质CODC250mg,BD5 160mg/l，D/COD=0。64，属于可生化的污水。脱氮主要采用生物方法进行脱氮,过程一般如下:氨氮首先被硝化菌氧化成硝态氮,再在反硝化菌的作用下被还原成氮气排放。对于硝化来说,由于硝化菌的世代期较长,维持系统有足够的污泥龄是必要的,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。一般的生物脱氮反应需要满足以下条件:硝化反应:2.mg/l,水温不低于10,有足够长的污泥龄,有机负荷0。1kgB/gVSd;反硝化：DO0

4、。2mg/l，足够的碳源等。6.3。2 污水处理的重点处理项目污水处理厂(二期）的各个出水水质指标之间并不是彼此无关而是相互联系的,需要采用系统分析的方式，分析各指标之间的内在联系和相互影响，确定污水处理厂(二期)需要重点处埋的项目。所谓重点处理项目就是该项出水指标达标了,其他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，其他问题就可以迎刃而解。因此污水处理厂(二期)的工艺选择与设计主要是围绕着重点处理项目来进行的。B5排放标准要求的出水BO5指标为0g，相应的去除率为87.5%，应满足一级B排放标准。从目前常采用的一些污水处理工艺来看,该项指标要求较高.当要求对污水进

5、行硝化或者硝化及反硝化时，处理后出水BOD5浓度低于10g/其相应的去除率大于87%。这是因为自养型的亚硝酸菌具有很小的比增长速率，与去除碳源的异养型生物相比要小一个数量级以上，因此需要硝化系统比单纯去除碳源BOD的系统具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。根据对出水NH4+的要求,污水处理厂(二期）必须采用具有脱氮功能的污水处理工艺,因此一级B排放标准确定的BO5出水值不是处理工艺的重点控制指标.由此可见，BOD不是本工程的重点处理项目。 ODCr根据要求的出水ODCr指标为0mgl,相应的去除率为6%,应满足GB891820一级B排放标准。同样,

6、因为硝化过程对系统泥龄的延长，使得CDCr的去除率随BOD有较大幅度的提高，且因含有难生物降解的物质,因此ODCr不是本工程的重点控制指标。 SS要求出水浓度小于20mg/l,去除率为90，要求达到的去除率很高。根据国外现有资料，在采用生物除磷工艺时,出水S中所含的有机磷将占0.5g/l磷排放指标中的很大部分。经工艺计算,会昌县城市污水处理厂（二期）剩余污泥含磷比例为2。1,当出水S指标控制在20mg/之内，使得随出水SS排放的磷含量为0.4gl。因此，SS是污水处理厂(二期)的重点处埋项目。 NH4+N,TN要求出水N4+-小于8(15)m/l，T小于2mg/l，不考虑进水有机氮、出水有机氮

7、等影响因素，其NH4-去除率要求大于68,TN去除率要求大于43.污水处理厂(二期）进水氨氮,N的去除主要靠硝化和反硝化过程来完成,氨氮的硝化过程将成为控制生化处理好氧单元设计的主要因素要满足小于8（15)g/l出水要求，实际上需要进行完全硝化,出水中残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8m/l以内。在进行完全硝化的同时,碳源也被氧化,将会得到较高的BOD5去除率，出水的O将低于2gl。因此,NH4N(T)是污水处理厂(二期)的重点处理项目。 磷酸盐（即TP)要求出水TP浓度小于/，去除率为5%。要满足出水磷浓度低于1mg/l的要求，采用具有除磷功能的污水处理工艺或者进行化学

8、除磷磷的去除将在很大程度上决定所选污水处理工艺的类型,磷是会昌县污水处理厂(二期)的重点处理项目。综上所述,会昌县城市污水处理厂（二期）的重点处理项目包括SS、N4+-N、TN和TP,这些项目是需要在工艺设计中重点考虑的控制因素，其余指标BOD5、ODCr等则需要兼顾考虑。在上述重点处理项目中，S主要是靠物理方法解决（通过沉淀或过滤去除）,而CODCr、NH-则要靠生物处理的方法解决,P的去除辅以化学除磷。6。4 污水生化处理工艺论述6。 污染物去除及处理工艺要求污水处理的目的是去除水中的污染物，污水中的主要污染物有5、CCr、SS、N和P等。排放标准要求的污染物去除率如表6所示。从表1中可以

9、看出,排放要求的各种污染物去除率由大到小的排列次序是：SBOD5OCrNH4+-NTP,而污水处理工艺的选用是与要求达到的处理效率密切相关的，因此首先需要分析各种污染物的去除机理和所能达到的去除程度。污水中SS的去除根据本项目出水标准要求SS浓度要小于2mgl,去除率为90%，要求达到的去除率是很高的,常规的S去除方法很难达到如此的去除率。常规的处理方法中,污水中SS的去除主要靠沉淀作用.悬浮物的浓度不仅涉及到出水的S指标,而且出水的BOD5、CODC、PO-等也与其有关，根据国外现有资料,在采用生物除磷工艺时,出水S中所含的有机磷将占mg/l磷排放指标中的很大部分。这是因为污水中的悬浮物中有

10、活性污泥絮体和胶体，其本身有机成分也很高，较高的悬浮物含量会使得出水中OD5、CODCr、PO4-P等均增加,所以控制污水处理装置出水的SS指标是很重要的.为了尽可能去除污水中的悬浮物,需要采取适当的措施，常用的方法有适当的加药处理等。但是要使得出水的S稳定保持在2/l以下是比较难的,所以需要采取过滤工艺强化处理S,才能够使出水S指标达到设计值。 BOD、CODr的去除对于城市污水厂来说,OD5/ODC是鉴定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法，一般认为ODCODr0。45可生化性好，。3BO5/CODCr0。45可生化性较好,BOD5COC0.30较难生化，BOD5/CDCr0。不易生化,

11、本项目的BODCDCr为.50,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O5降解，利用OD合成新细胞，然后对污泥与水进行分离，从而完成B5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得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和2O等稳定物质.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,而非溶解有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非

12、溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使处理后污水中的残余BOD浓度很低。根据国外有关设计资料，活性污泥法中在污泥负荷为0。3k BOD5/kgMLS以下时，就很容易使得出水OD保持在20mg/l以下.考虑到除氮要求时，污水处理系统又必须有足够的碳源,如果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,对氮处理效果将会很差,需要投加碳源。投加碳源又增加了工程项目的经济费用与工艺的复杂性.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应,可去除大量有机物质，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

13、,出水中的BOD指标要降到2g/l以下是比较容易实现的。对于OCr的去除与D基本相同.污水厂CODC的去除率,取决于进水的可生化性，它与城市污水的组成有关。对于主要以生活污水及其成份与生活污水相近的工业废水组成的城市污水,污水的可生性较好,出水CODr值可以控制在较低的水平，能够满足ODCr60mg的要求.而成份主要以工业废水为主的城市污水,或BO5/CODCr比值较小的城市污水,其污水的可生化性较差，处理后污水中剩余的OCr较高，要满足出水CDC6mg/l有一定难度。会昌县城市污水处理厂（二期）服务范围内的城市污水主要以生活污水为主,其O5/CODCr值为0.6,污水可生化性好，采用二级处理

14、工艺可以满足排放标准出水DCr60m/l的要求。N、P的去除污水脱氮除磷的方法通常包括物理化学法和生物处理。国外从6年代开始曾系统地进行了脱氮除磷的物化处理方法和生化处理方法的研究,实验研究表明污水中含氮化合物的去除是完全可以采用生化处理方法来完成的。而对磷化物含量较高的污水,若只采用生化处理方法是很难实现达标治理的,原因是生化处理系统对污水中含磷化合物的去除率只能达到40左右。这也是现有河流、湖泊出现富营养化现象的直接原因.为此在8年代后期，一些污水处理厂将物化处理和生化处理相结合的除磷措施用在了污水处理工艺过程中。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,在城市污水处理中经济和

15、常用的方法为生物法,可以说生物法是市政污水处理中的主流工艺,其原因就在于其经济性和高效性，所以对氮的去除应该采用生物处理的方法.氮是蛋白质不可缺少的组成部分,因此广泛存在于城市污水之中.在原污水中，氮以4+N及有机氮的形式存在,这两种形式的氮合在一起称之为凯氏氮,用TKN表示而原污水中的NOXN(包括亚硝酸盐和硝酸盐在内)含量很少,几乎为零.这些不同形式的氮统称为总氮(N)。在有机物被氧化的同时,污水中的有机氮通过氨化作用被氧化成氨氮。在溶解氧充足、泥龄较长的情况下,又进一步被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通常称之为硝化过程。会昌县城市污水处理厂（二期)的进水总氮浓度为35mg/l,氨氮浓度为2mg

16、/l,要求出水氨氮浓度小于8(1）mg/l,需要采用硝化、反硝化工艺才能满足排放标准的要求.采用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,容易引起水体的富营养化,因此，一般情况下总氮（主要为硝酸盐）也是污水处理厂出水的控制指标之一。经过好氧生物处理后的污水,其中大部分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情况下可以利用硝酸盐中氮作为电子受体,氧化有机物,将硝酸盐中的氮还原成氮气（2)，从而完成污水的脱氮过程，通常称之为反硝化过程。其能量来源于甲醇、乙酸、甲烷或污水中的碳源。硝化过程有H+产生，要消耗水中碱度，当碱度不够时，污水的PH

17、值将下降至维持硝化反应正常进行所需的值之下，从而使硝化反应不能正常进行。而反硝化反应则伴随有-产生,使硝化过程消耗的部分碱度得到补充，还有对于BD的去除时也有一定的碱度补充因此,从降低能耗（利用O3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善生物除磷效率的角度来看,在会昌县污水处理厂（二期)采用反硝化或部分反硝化的生物脱氮工艺是有利的。由上分析可知对于生物处理工艺的选择,可以说就是脱氮效果高低的决定因素了。常规的一些传统的工艺,在氨氮的去除上有好的效果,但是考虑到总氮的去除就有一定的难度。所以说可认定污水中的总氮与氮氮是设计考虑的主要处理物质污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类

18、。生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下,受到压抑而释放体内的磷酸盐,产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB（聚羟基丁酸)储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PH产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统,从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低.缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放,对污泥处理工艺的选择有一定的限制.它需要通过排除污泥来达到去除泥中的磷含量,对于泥量少的处理工艺，效果就不太理想。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加其他设施,因此特别适用于旧厂

19、改造。不过其缺点在于增加了大量的化学污泥,需要增加污泥处理费用通过投加定量的化学药剂可以达到理想的除磷效果，投加的位置可以选择在生物处理工艺前或者生物处理工艺后，在二沉池前与二沉池连接处理效果更好。只要药剂量控制的好，T的出水指标达到要求是比较的容易的,再经过后续的过滤装置，P指标的达标是满足出水要求的.所以可认定污水中的T是设计考虑的主要处理物质.综合以上的污染物分析,本项目应在主要采用生化处理的大体工艺下,附加一些物理、化学、物理化学的强化处理工艺.在几种处理工艺的搭配下，使项目的出水达到要求的标准6。4。2 污水脱氮除磷工艺选择 城市污水脱氮除磷主要工艺污水的脱氮除磷通常有生物处理法、化

20、学处理法和物理处理法三大类。物理方法因成本过高,技术复杂而很少应用.因此,城市污水处理一般不推荐采用。而常规的活性污泥法对氮、磷的去除率有一定的限度。采用常规的好氧曝气，氮、磷仅从剩余污泥中排除，其去除率分别为105%和19%,达不到本项目的处理要求。因此,为了达到本项目脱氮除磷的要求,本项目应采用加强脱氮除磷功能的生物处理工艺。已成熟的加强式城市污水脱氮除磷处理工艺主要有A2/工艺、CAS工艺、SB工艺、氧化沟工艺、AT工艺等几种；近些年兴起的生态技术更是备受推崇，如接触氧化工艺、人工湿地、泛氧化塘等，广泛的应用于各大加强脱氮除磷及对生态坏境要求较高的污水处理工程中. 各工艺脱氮除磷能力的比

21、较CAST工艺在主反应池前端加设一个选择段，进水和回流污泥在此段接触混合.就脱氮而言，CAST系统与传统的SBR没有太多的不同。很多实际工程设计中,CAT工艺往往都辅以化学除磷，以保证处理达标。BR工艺具有一定的脱氮除磷能力,工艺前段设置污泥浓缩池及预缺氧池，避免了硝酸盐对厌氧池磷释放反应的影响。卡鲁塞尔氧化沟在世界上的应用较广，有8多座，普通卡鲁塞尔氧化沟系统对BO、OD、N及P的去除率分别可达9%,9%，75和65但实际运行中其T去除率是较稳定的，TN去除率却不理想,该工艺同样出现除磷效果好时脱氮效果不好,脱氮效果好时除磷效果不好的现象,卡鲁塞尔氧化沟主要的一个缺点是供氧和搅拌之间存在矛盾

22、。氧化沟工艺往往停留时间长,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“生物脱氮污水处理工艺”(编号:2002EC017），它是兼有生物接触氧化和曝气生物滤池优点的一种新型水处理工艺。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长处,采用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，增加了生物载体上微生物的负载量,提高了对水中各污染指标的去除效果。在曝气生物流化池(ABT)中投加占曝气池有效容积45%0的高效微生物载体(JHE型),高效微生物大量附着并固定于其上,ABT池实际上是综合传统活性污泥法与生物膜法优点的双生物反应器。各级ABFT池中

23、，通过培养不同特效优势茵种，提高目标污染物的降解效果；成活后的微生物与JHE载体的结合是采用键价结合的固定化技术,故结合力牢固，不易脱落,不易流失,高负载的生物量保证了BFT池去除污染物的高效和稳定性。曝气生物流化池在实际工程应用中常以小格多级为主，便于不同工艺过程的调整与控制.污水中的部分磷随着剩余污泥流出系统,余下的磷在斜管沉淀池中通过化学加药沉淀，确保出水总磷达标。 各工艺的优缺点分析脱氮除磷工艺各有利弊,在选择工艺时要充分考虑工艺的脱氮除磷能力,工艺运行的稳定性,当地管理水平以及与周边环境相协调。 A2O工艺应用早,积累的运行管理经验丰富,工艺相当成熟,技术风险性小。因该工艺是从普通活

24、性污泥法基础上发展起来的,故其适用于老污水厂的改造。对于新建污水厂,需要充分考虑其不利因素,可以通过改良,在一定程度上使其运行效果更稳定。2O工艺适合大型污水处理厂。但其对于此项目总氮的去除存在一定难度。 CAST工艺和MSB工艺都可以实现自动控制，操作灵活，但是不适用于大型污水处理厂氧化沟工艺脱氮除磷效果稳定，适合中型或大型污水厂，但是占地面积相对较大,能耗高。CST工艺和MSBR工艺都具有结构紧凑、占地面积小及基建投资省等特点. BT工艺可以实现自动控制，操作灵活，适合于中小型污水处理厂，其小池多级模块化设计结构使得污水厂在运行中近远期结合容易,处理量调控简单，单级调控简易，很便于生化以及

25、优势菌群的驯化。结构紧凑,占地面积小等特点，结合前置缺氧池,对于氮的去除有着很好的效果。6。3曝气生物流化池（AFT）工艺评述曝气生物流化池污水处理工艺简称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型水处理工艺.该工艺兼顾了活性污泥法、生物膜法和固定化微生物技术的长处,采用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,增加了生物载体上微生物的负载量，提高了对水中各污染指标的去除效果。在曝气生物流化池(ABF)中投加占曝气池有效容积的45-50的高效微生物载体(HE型),高效微生物大量附着并固定于其上,AFT池实际上是综合传统活性污泥法与生物膜法优点的双生

26、物反应器.各级ABFT池中,通过培养不同特效优势菌种，提高目标污染物的降解效果;载体所生长的生物量平均可达1g/L,成活后的微生物与JE载体的结合是采用键价结合的固定化技术，故结合力牢固，不易脱落，不易流失,高负载的生物量保证了ABT池去除污染物的高效和稳定性。其具有如下技术特点: 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材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,形成离子键结合或共价键结合，从而将生物酶固定在载体上,固定后的微生物与载体的结合力牢固，不宜随污水的流动而流失。 JH型生物载体JHE型生物载体是一种纳米级高分子合成材料,这种

27、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结合或共价键结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,形成了稳定的食物链，因而污泥产生量小。固定化微生物后的载体密度接近于水的密度,微生物负载量大,生物量最高可达26。1g/L,容积负荷高达8gBOD53d,比表面积为24.8m/g.这种载体由于其结构的特点，可使污水、空气和生物膜得到充分掺混接触交换，生物膜不仅能大量地在微生物载体内坐床,保持良好的活性和空隙可变性，而且在运行过程中气体在三维流动的污水带动下,互相

28、碰撞并被处于蠕动状态的微生物载体不断切割成更小的气泡,增加了氧的利用率,可减小曝气量。因此它具有切割气泡能力强,空间体积利用率大、无死区等特点，是当前微生物载体的更新换代产品。 JADS高效曝气系统JAS高效曝气系统是由一系列直径为1mm的软管构成的,该软管上的气孔几乎是10%均匀的,管内出来的气泡细小、均匀、有比较好的流速、流态.在污水的接触面积增加,在最适通气量下,其氧的利用率在18左右,氧传递效率相对较高,选择小功率的风机即可满足曝气工艺所需的氧气量，从而节约动力，减少操作费用,降低成本。S曝气系统的安装维护简便,曝气软管的维修与更换可直接在ABFT生化处理池的上部进行.可避免维修更换曝

29、气系统需放空池子的问题。 固定化生物酶特点采用共价、离子价键结合及物理吸附的方法固定化与传统的活性污泥法及生物膜相比,具有以下特点: 微生物负载量大,与载体结合牢固,因为载体本身所具有的弹性，当生物膜达到一定重量时，多余的生物膜会自动脱落. 能纯化和保持优势菌群。将微生物固定在载体上，由于载体上可以提供不同的微环境,适合于不同种群的微生物的代谢活动,利于各种菌群的分布和繁殖，因此可达到纯化和保持优势菌群的效果。 可休眠及启动迅速。微生物固定在载体上，在单元载体上形成营养物细菌原生动物的食物链,当外部条件导致载体上微生物的微环境改变时,例如长期停止曝气或废水中断出现厌氧和营养不足的条件下,载体上

30、的微生物种群会发生改变,以厌氧菌群为主，外观呈黑色，且微生物间可相互为食当曝气并加入营养液或废水,固定的微生物又会转变为好氧菌群,外观呈棕色，实际观察和运行已证明了这一点。这样不会因外界条件长时间的改变而导致微生物死亡,节省时间和运行费用。6。4。1 F工艺工作原理污水经过预处理工艺后,与好氧池回流硝化液混合后进入BFT缺氧池,废水在缺氧池内发生反硝化反应,使得废水中有机物质与硝酸态氮相互作用后转变为氮气,逸出废水,从而降低了水中的总氮浓度与有机物浓度，在经过池体导流板与翻水板改变水体流向后,废水呈现上下折流形式,导水区内为下向流,反应区为上向流,缺氧池底部通过增加折板与斜度墙,使得池底形成斗

31、状的积泥区，在积泥区底部架设穿孔排泥管,一次调整池内污泥浓度,经过三座缺氧池反应后,废水进入斜管沉淀池使得废水中SS含量较低，不易造成好氧池的堵塞，同时通过补加一点药剂使得废水中磷能够达标去除。斜管沉淀池经上部出水堰出水后,废水经过配水槽流进ABFT好氧池,在好氧池内由于有机物浓度己经很低,在池投加特殊菌酶后,使得池内硝化菌群大量繁殖，在池内形成优势菌群,池内发生完全硝化反应。废水在好氧池内经过硝化反应，氨态氮大部分转化为了硝酸态氮,经过排除口回流一部分至缺氧池,从而实现总氮的达标去除。6。42AFT工艺结构及水力流态特性ABFT缺氧池内通过折板导流，使得反应器内水流多次的上下折流，这充分提高了污泥微生物体