5000人小型生活污水處理工程方案設計(共59頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上1引言我國水資源人均占有量僅為世界人均的14，水資源嚴重短缺。我國經濟正處于快速增長期，工業(yè)用水大幅度增長，水資源供需矛盾將更加突出，水資源不足已成為制約國民經濟和社會發(fā)展的重要因素。隨著城鎮(zhèn)經濟快速發(fā)展，人口迅速增加，城鎮(zhèn)生活污水排放量逐年增多，而大多數城鎮(zhèn)污水處理設施不夠完善，生活污水未經處理直接排放，嚴重污染了環(huán)境。國家對城鎮(zhèn)生活污水處理問題高度重視，明確要求到2010年全國設市城市和建制鎮(zhèn)污水平均處理率不低于50%。當前，各地都在加快城市污水處理廠的建設，在此其中，小區(qū)污水處理的建設占據了很重要的地位。因此建設小區(qū)污水處理廠是一個污水處理的一個重要趨勢。1.1

2、 城市污水的特征及建造城市污水處理廠的必要性 2008年，全國廢水排放總量為620億噸，比上年增長4.7%。其中城鎮(zhèn)污水排放量246.7億噸，占廢水排放總量的53.8%?？墒?，2008年我國污水的處理率僅為32%。遠低于我國環(huán)保規(guī)劃綱要規(guī)定的要求，所以以后重點是解決水污染問題，而水污染中的重點是建設城市污水處理廠。城市污水的性質特征主要與下列因素有關：人們的生活習慣；氣候環(huán)境條件；生活污水與生產廢水所占的比例；所采用的排水體制以及國家、地方部門對水質的要求等。為了經濟有效的解決水污染問題，必須深入了解城市污水的各項特性。我國城市基礎設施相對國外先進國家較為落后，城市污水處理廠不能很好的滿足社會

3、的進步以及人民生活水平日益提高所帶來的污水排放問題。污水處理技術沒有得到普遍應用，污水處理率低，結果造成大量未經處理的污水排入江河湖海，造成嚴重污染。因此，應加強對城市污水治理的政策措施，將城市污水處理列為環(huán)保工作重點，保證我國水環(huán)境和水資源的可持續(xù)發(fā)展。 1.2我國水處理技術的發(fā)展新中國成立初期由于工農業(yè)生產剛剛起步，當時的污水污染程度很低，且提倡利用污水進行農業(yè)灌溉，特別是北方缺水地區(qū)將污水灌溉利用作為經驗進行推廣，所以全國僅有幾個城市建設了近十座污水處理廠（還包括19211926年間外國人興建的3座污水處理廠），在處理工藝上有的還是一級處理，處理的規(guī)模也很小，每天只有幾千立方米，最大的也

4、只有每天5萬立方米左右，致使污水處理技術和管理水平處于較落后的狀態(tài)。由于工農業(yè)生產的不斷發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，城市污水的成分也隨之而變化，污染程度由低向高逐漸演變，一些發(fā)達的資本主義國家由于污水的污染，使人民身體健康受到威脅的沉痛教訓（如日本水俁病的出現），引起人們的關注和我國政府的高度重視，建立了國家級環(huán)保組織（國務院環(huán)境保護辦公室），大學也陸續(xù)設置環(huán)境工程系或環(huán)境工程專業(yè)，國務院環(huán)保辦投資在天津興建污水處理試驗廠（天津市紀莊子污水處理試驗廠），70年代末開始興建，處理規(guī)模：一級處理0.1m3/s，二級處理0.025m3/s，北京高碑店污水處理試驗廠也先后運行。國家和地方都為籌備建設

5、國內大型污水處理廠做前期工作，此刻天津市政府與建設部及有關部委率先決定建設天津市紀莊子污水處理廠，并于1982年破土動工，1984年4月28日竣工投產運行，處理規(guī)模26萬m3/d。隨著改革開放不斷深入，我國的污水處理事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。國外污水處理新技術、新工藝、新設備被引進到我國，在活性污泥工藝應用的同時，AB法、A/O法、A/A/O法、CASS法、SBR法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法、土地處理法等也在污水處理廠的建設中得到應用。2總論2.1 設計任務及內容2.1.1設計基礎資料1.設計任務的由來衛(wèi)技新村住宅小區(qū)位于長沙市岳麓區(qū)咸嘉湖，是省衛(wèi)生廳主管的廳屬職工住宅小區(qū)?？傉嫉孛娣e6.67公頃，總

6、建筑面積91481平方米。其中住宅建筑面積82579平方米，紅十字住宅中心3000平方米，公用配套設施5902平方米（包括幼兒園、商業(yè)網點、娛樂室、配電站、物業(yè)管理中心、垃圾站、運動場等），并配有綠化廣場。總戶數626戶，總居住人口5000人。小區(qū)污水排放采用雨污分流制。原規(guī)劃生活污水經化糞池處理后直接排放，其處理效果達不到國家規(guī)定的污水排放標準（一級標準），應增設生活污水處理站。2.氣象資料 年平均氣溫 17.2 極端最高氣溫 40.6 極端最低氣溫 -11.3 年平均雨量 1398.8 mm年最大降雨量 1959.4 mm月最大降雨量 192.5 mm 年平均相對濕度 80 %年最小相對濕

7、度 10 % 年平均風速 2.7 m/s年最大風速 24 m/s年最多風向及頻率 NW 24 % 年最大積雪深度： 20 cm年最大凍土深度： 5 cm3. 交通及建設衛(wèi)技新村住宅小區(qū)位于長沙市岳麓山咸嘉村，緊鄰銀雙路及金星路，總占地面積6.67公頃，是衛(wèi)生廳主管的廳屬職工高級住宅小區(qū)建設項目?，F建筑一期工程已放線施工并已完成，其中小區(qū)級道路已建成；二期工程包括其中第一、二、三、四、五、六、十、十一、十二棟住宅及西向商鋪的單體及環(huán)境建設項目。4.小區(qū)地形地貌 二期工程基地地形現已平整完畢，小區(qū)級道路已建成。5.供水及供電 配套水電管網工程已基本完成。6.工程防震長沙地區(qū)地震設計烈度為6度，本工

8、程建筑按6度設防。2.1.2 設計依據和原則設計依據：（1）衛(wèi)技新村地理位置圖（2）衛(wèi)技新村規(guī)劃圖（3）衛(wèi)技新村住宅小區(qū)平面布置圖（4）衛(wèi)技新村圖住宅小區(qū)管道系統(tǒng)圖（5）室外排水設計規(guī)范(97年版) （GBJ14-87）（6）污水綜合排放標準 （GB897896）（7）建筑給排水設計規(guī)范（GBJ11-86）設計原則：（1）嚴格遵循現行環(huán)保及工程建設的法令、法規(guī)、規(guī)定、標準。（2）根據現污水水質水量的排放實際情況，選擇綜合治理，現實可行的工藝。（3）處理工藝技術先進可靠、投資少、運營省、高效節(jié)能、管理方便。（4）處理場地處于衛(wèi)技新村住宅小區(qū)內，工程設計與布局應與區(qū)域地形地貌協(xié)調，充分體現園林化的

9、特色。 （5）四優(yōu)先原則：工藝流程先進安全可靠優(yōu)先；運行管理便利、經濟優(yōu)先；環(huán)境綠化、美化優(yōu)先；有利于環(huán)境經濟持續(xù)發(fā)展優(yōu)先。2.2 設計參數2.2.1 污水水量的確定：居民綜合生活用水定額可根據室外排水設計規(guī)范（GBJ14-87）規(guī)定取值。設計人數：N=5000人。由此可計算出設計水量，包括：小區(qū)日平均污水排放量和日最大流量。2.2.2 污水水質的確定生活污水的設計水質在無資料時，一般按室外排水設計規(guī)范（GBJ14-87）規(guī)定取值。2.2.3 設計要求：廢水經處理后達到污水綜合排放標準（GB897896）中的一級標準，經由城市污水管網排入附近河流。2.3 小區(qū)生活污水水量水質的計算2.3.1

10、設計水量根據國家室外給水設計規(guī)范GBJ13-86（1997年版）和室外排水設計規(guī)范GBJ14-86（1997年版），對M市經濟開發(fā)區(qū)2010年污水排放量進行預測：衛(wèi)技新村住宅小區(qū)現總戶數626戶，總居住人口5000人。小區(qū)污水排放采用雨污分流制。并且在小區(qū)內不存在廠礦企業(yè)，因此污水只有生活污水而不存在生產廢水。根據室外排水設計規(guī)范GBJ1487規(guī)定：綜合生活用水定額二區(qū)中小城市平均日為110180L/人·d。取160 L/人·d，污水定額按給水定額的90%計，為144 L/人·d，則綜合生活污水平均排水量：平均流量：Q= = =8.333L/S=720 M /d總

11、變化系數：=1.31設計流量：Qmax=Q=1.31×8.333=11L/S=950.4M/d2.3.1 設計進水水質污水處理廠設計進水水質的確定，可按照以下方法綜合考慮。生活污水水質按每人每天排出的污染物指標及排水量進行確定。根據室外排水設計規(guī)范GB50014-2006，我國生活污水污染物排放標準：BOD為2550g/（人日），SS為4065g/（人日），總氮為511g/（人日），總磷為0.71.4g/（人日）。城鎮(zhèn)生活污水中CODCr濃度分布在314.7420.7mg/l之間，平均值為353.8mg/l。綜上得：進水中BOD=185370 mg/lCODcr =314.7420.

12、7mg/l SS=296481mg/l NH-N=3781.4mg/l TP=5.210.4mg/l進水水質為BOD=250 mg/l，CODcr=350 mg/l，SS=350 mg/lNH-N=50 mg/l，TP=8 mg/l又根據室外排水設計規(guī)范GBJ1487規(guī)定出水標準（如下圖）：表1 基本控制項目最高允許排放濃度（日均值） 單位 ：mg/L序號基本控制項目一級標準二級標準三級標準A標準B標準1化學需氧量（COD）50601001202生化需要量 (BOD)102030603懸浮物（SS）102030504動植物油135205石油類135156陰離子表面活性劑0.51257總氮（以N

13、計）1520-8氨氮（以N計）5（8）8（15）25（30）-9總磷（以P計）2005/12/31前建設的11.5352006/1/1起建設的0.513510色度（稀釋倍數）3030405011PH6912糞大腸菌數（個/L）101010_注：1.下列情況下按去除率指標執(zhí)行：當進水COD大于350mg/L時，去除率應大于60%。BOD大于150mg/L時，去除率應大于50%。 2.括號外數值為水溫> 12C時的控制指標，括號內數值為水溫<12時的控制指標。綜上所述：該設計進出水水質如下表：單位（mg/L）項目指標進水水質排放標準去除率（）(mg/L)(mg/L)CODcr35060

14、82.9%BOD2502092%SS3502094.3%NH-N50884%TP8187.5%3生活污水處理現狀綜述與污水處理工藝選擇3.1 生活污水處理現狀綜述我國解決城市污水的凈化問題始于二十世紀寧波污水處理廠紀70年代。一些城市利用郊區(qū)的坑塘洼地、廢河道、沼澤地等稍加整修或圍堤筑壩，建成穩(wěn)定塘，對城市污水石家莊污水處理廠進行凈化處理。據調查，這個時期在全國已建成各種類型的穩(wěn)定塘有38座，日處理城市污水約173萬m3。遼寧污水處理廠其中生活污水量占一半，其余包括石油、化工、造紙、印染等多種工業(yè)廢水。此階段開始重視引進國外先進技術廣州污水處理廠和設備，開展與國外的技術交流，逐步探索適合偶國國

15、情的工程技術和設計，為以后的建設奠定了基礎。80年代，隨著城市化進程的加快和城市水污染問題日益受到重視，城市排水設施建設仙林污水處理廠有較快發(fā)展。國家適時調整政策，規(guī)定在城市政府擔保還貸條件下，準許使用國際金融組織、外國政府和設備供城南污水處理廠應商的優(yōu)惠貸款，由此推動了一大批城市污水處理設施的興建。我國第一座大型城市污水處理廠污水處理廠招標天津市紀莊子污水處理廠于1982年破土動工，1984年4月28日竣工投產運行，處理規(guī)醫(yī)院污水處理模為26萬m/d。在此成功經驗的帶動下，北京、上海、廣東、廣西、陜西、山西、河北、江蘇、浙江、湖大連污水處理廠北、湖南等省市根據各自的具體情況分別建設了不同規(guī)模

16、的污水處理廠幾十座。污水處理系統(tǒng)“八五”期間，隨著城市環(huán)境綜合治理的深化以及各流域水污染治理力度的加大，城江西污水處理廠市污水處理設施的建設經歷了一個發(fā)展高潮時期。到1995年，偶國城市排水系統(tǒng)排水管道長度約為1100團島污水處理廠62km，按服務面積計算，城市排水管網普及率為64.8。與1990年相比，城市排水管道增加543萍鄉(xiāng)污水處理廠73km，平均每年增長10874km；城市污水處理廠169座(其中二級生化處理廠116座)，年處理污水處理方案污水17.49億m3，處理率8.69。與1990年相比，城市污水處理廠增加89座(其中有北京高碑新鄉(xiāng)污水處理廠店、天津東郊、石家莊橋西、廣州大坦沙、

17、無錫蘆村、濟南等大中型城市污水處理廠)，平均每年建污水處理廠徐州污水處理廠17座?！熬盼濉逼陂g，偶國正式啟動對石家莊污水處理廠；“三河”(淮河、海河和遼河)、“三湖”(太湖、巢湖、滇池)流污水處理廠排放標準域和“環(huán)渤海”地區(qū)的水污染治理，國家給予相應資金和技術上的支持。1996年長春污水處理廠1999年竣工投入運行的城市污水處理項目有22個，投資59.58億元，日處理規(guī)模371.7萬m；江陰污水處理廠在建項目109個，計劃投資161.83億元，日處理規(guī)模832.0萬m。據統(tǒng)計，到2000年底，全國已建設城市污水處理廠427座，其中二級處理廠282座，二級處理率約為污水處理原理15。2000年用

18、于城市污水處理工程建設的總投資約為150億元。但目前絕大多數小城鎮(zhèn)尚未建污水處襄樊污水處理廠理設施。目前偶污水處理設施國新建及在建的城市污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性污泥法仍為主流，占90以上，其余則為一天津污水處理級處理、強化一級處理、生物膜法及與其他處理工藝相結合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術。從國情出發(fā)，我國城市污水處理發(fā)展趨勢：(1)氮、磷營天津污水處理養(yǎng)物質的去除仍為重點也素難點；(2)工業(yè)廢水治理開始轉向全過程控制<污水處理設施>；(3)單獨分散處理轉為城市污水集中處理；(4)污水處理廠招標水質控制指標越來越嚴；(5)由單純工藝技術研究轉向工藝、設備、工程

19、的武漢污水處理廠綜合集成與產業(yè)化及經濟、政策、標準的綜合性研究；(6)污水再生利用提上濟寧污水處理廠日程；(7)中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題開始受到重視。目前城市污水生化處理技術發(fā)展很快，工藝類型較多。除廣泛采用的傳統(tǒng)活性污泥法外，近年來國內外應用較多的有CASS法、氧化溝法、A/A/O法、A/O法、A-B法、SBR法等。為了使污水處理廠能夠選擇到最合適的處理工藝，按照因地制宜的原則，先排除不適用的處理工藝后，再對可以采取的處理工藝方案進行對比和優(yōu)選。3.2 小區(qū)生活污水的定義來源及特征3.2.1 定義醫(yī)院、港口、公園、商業(yè)中心、新建的郊外住宅區(qū)、高級住宅區(qū)、療養(yǎng)區(qū)、學校、農場、漁場、狩獵場等均

20、可稱為小區(qū)，我們最常遇到的主要是由居住區(qū)、療養(yǎng)院、商業(yè)中心、機關學校等一種功能或多種功能構成的相對獨立的區(qū)域，其排水系統(tǒng)通常不在城市市政管網覆蓋范圍之內。根據當地的環(huán)保標準，必須設置獨立的污水處理設施，這就是我們所指的小區(qū)污水處理。小區(qū)污水系統(tǒng)的處理能力，各國并無統(tǒng)一的限定。前蘇聯(lián)曾建議單個構筑物的處理能力不宜超過1400m3/d，美國則把小廠的處理能力限定在3785m3/d的范圍內。根據我國情況，建議把等于或小于4000m3/d的處理廠定義為小區(qū)污水處理廠。3.2.2 來源廚房，衛(wèi)生間，糞便沖洗水，淋浴水等。烹飪、飲用的水約占5%；不與人體直接接觸的生活雜用水如沖廁用水約占20%30%；小區(qū)

21、綠化澆灌用水、空調冷卻水、地面沖洗水以及車輛清洗等用水。3.2.3 特征水質、水量小時變化系數較大，污染物濃度通常比城市污水低，污水可生化性好，處理難度較小。其特點有三：1、沖洗廁所的水中含有糞便，是多種疾病的傳染源；2、生活污水濃度低，其中干物質濃度為1%3%,COD濃度僅為5001000mg/L;3、生活污水可降解性較好，COD/BOD為0.50.6。小區(qū)污水量變化規(guī)律如下圖：3.3 污水處理方案的工藝介紹3.3.1 關于活性污泥法當前流行的污水處理工藝有：AB法、SBR法、氧化溝法、普通曝氣法、A/A/O法、A/O 法等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來的，且各有其特點。 AB法(Ad

22、sorptionBiooxidation)該法由德國Bohuke教授首先開發(fā)。該工藝對曝氣池按高、低負荷分二級供氧，A級負荷高，曝氣時間短，產生污泥量大，污泥負荷2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容積負荷6kgBOD/(m3·d)以上；B級負荷低，污泥齡較長。A級與B級間設中間沉淀池。二級池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的微生物群體。AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點，但不適合低濃度水質，A級和B級亦可分期建設。原理：A/B法工藝對污染物的去除主要是通過A段的吸附絮凝作用。A段直接與污水排水管網相接，污水中懸浮物與細菌混雜在一起成為結構較穩(wěn)定的共存體，也為

23、A段提供了大量的接種微生物。A段中的短世代周期的微生物在高負荷條件下處于對數增殖期，同時也產生大量的粘性物質，使其與污水中的懸浮物、顆粒以及游離的細菌等產生吸附絮凝，形成較密實的絮凝體，然后通過沉淀去除；通過生物氧化去除的比例較小。B 段對有機物的去除機制與普通活性污泥法相似。AB法工藝的特點：（1）不設初沉池，污水經排水系統(tǒng)直接進入A段曝氣池，使整個排水系統(tǒng)起到一個生物選擇器的作用；為A段生物反應池提供了與原污水相適應的微生物種群。（2）A段吸附曝氣池在高負荷、短泥齡條件下運行，微生物處于對數增殖期繁殖較快，活性高。B段曝氣池以中低負荷運行，整體有利于避免污泥膨脹現象的發(fā)生。（3）A段和B段

24、串聯(lián)運行，各自設沉淀池，單獨回流，將A段和B段污泥嚴格分開，形成各自的特征生物菌群。（4）A段主要是利用以物理化學作用為主導的吸附作用去除污水中的污染物質。因此，對負荷、pH值、溫度及毒物有一定的適應能力。 SBR法(Sequencing Batch Reactor)SBR法早在20世紀初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構成一組，輪流運轉，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CAST法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應池，不需

25、二沉池、回流污泥及設備，一般情況下不設調節(jié)池，多數情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。a. 傳統(tǒng)SBR工藝SBR為間斷進水，間斷排水，而污水排放大都是連續(xù)或半連續(xù)，所以，實際使用時，SBR通常設計為兩個或多個池子并聯(lián)運行。SBR反應池通常按進水、曝氣、沉淀、排水和閑置五個階段根據時間依次進行。每個工作周期內排水結束時，SBR池內液位最低，而進水停止時液位最高

26、，液位的變化幅度取決于處理廢水的濃度、排放標準及生物降解的難易程度。反應池內基質濃度變化也是從高到底，至反應結束時（嚴格意義上指沉淀結束時）上清液中的基質濃度最低。所以，SBR運行過程中混合液體積和基質濃度均是變化的，基質降解是非穩(wěn)態(tài)的。SBR在反應階段是曝氣的，微生物通常處于好氧狀態(tài)，在沉淀階段和排水階段不曝氣，微生物處于缺氧狀態(tài)，而進水階段根據具體處理要求及原水指標可曝氣或不曝氣。因此，反應池中溶解氧是周期性變化的。優(yōu)點:1.工藝簡單，占地面積小，投資較低;2.曝氣階段生化反應推動力大;3.不易發(fā)生污泥膨脹;4.運行靈活，抗沖擊能力強，可實現不同的處理目標;5.應用于間歇排水，且水量較小的

27、場合更顯簡單和節(jié)省投資優(yōu)勢;6.運行穩(wěn)定性好;7.較高的基質去除率;8.剩余污泥量小，性質穩(wěn)定，降低了污泥處理費用。應注意的問題: 1.水量平衡:SBR反應池的進水和出水均為間斷的，而處理的污水無論是間斷還是連續(xù)進入污水處理廠，兩者之間都存在水量的匹配問題，影響SBR反應池的設計參數，也會影響調節(jié)池的取設及調節(jié)池容積的大小。2.控制方式的選擇:一般情況下，SBR采用自動控制方式兼具手動操作功能。后者便于手動調試和自控系統(tǒng)故障時使用，前者便于日常工作使用。但當處理小水量、高濃度工業(yè)廢水時，由于反應周期長，往往一天只排一次水，采用手動操作工作量不大，只設計手動操作比較經濟可靠。3.曝氣方式的選擇:

28、間斷曝氣的運行方式，容易使水滲入曝氣頭內部，進入供氣支管中，再次曝氣時增大了管道阻力，也會造成污泥堵塞微孔。所以，在選擇曝氣頭時要盡量采用不堵塞的曝氣形式，如穿孔管、水下曝氣機、傘式曝氣器、螺旋曝氣器等。當采用微孔曝氣時應采用強度高的橡膠曝氣盤或管，當停止曝氣時，微孔閉合，曝氣時開啟，不易造成微孔堵塞。4.排水方式的選擇:SBR沉淀結束需及時將上清液排出，排水時應盡可能均勻排出，不干擾沉淀在池底的污泥層。同時，還應防止水面的漂浮物隨水流排出。目前，常見的排水方式有固定式的，如沿水池不同深度設置出水管，從上到下依次開啟，優(yōu)點是排水設備簡單、投資少，缺點是開啟閥門多、排水管中會積存部分污泥，造成初

29、期出水水質差。浮動式排水裝置和旋轉式排水裝置雖然價格高，但排水均勻、排水量可調節(jié)、對底部污泥干擾小，又能防止水面漂浮物隨出水排出，因此，這兩種排水裝置目前應用較多，尤其旋轉式排水裝置，又稱潷水器，以操作靈活、運行穩(wěn)定性高等優(yōu)點受到設計人員和用戶的青睞。5.需要注意的其它問題:(1) 浮渣和沉渣的排除方法;(2) 排水比的確定;(3) 雨季對池內水位的影響及控制;(4) 排泥時機及泥齡控制;(5) 反應池的長寬比;(6) SBR間斷進水、間斷排水與前處理及后續(xù)處理構筑物的高程及水量匹配問題;(7) SBR處理工業(yè)廢水時，曝氣時間最好通過試驗確定，對一些難度較大的工業(yè)廢水，SBR最好與厭氧或物化工

30、藝結合使用，此時，一定要注意相互間的匹配問題。b. ICEAS工藝ICEAS工藝的基本單元是兩個矩形池為一組的反應器。每個池子分為預反應區(qū)和主反應區(qū)兩部分，預反應區(qū)一般處于缺氧狀態(tài)，主反應區(qū)是曝氣反應的主體。 ICEAS的優(yōu)點是采用連續(xù)進水系統(tǒng)，減少了運行操作的復雜性，故適用于較大規(guī)模的污水處理，但其在工藝改進的同時也喪失了表1列出的5種優(yōu)點，僅僅保留了SBR反應器的結構特征 。與經典SBR工藝相比，ICEAS工藝具以下特點：1.沉淀特性不同ICEAS的沉淀會受到進水擾動，破壞了其成為理想沉淀的條件。為了減少進水帶來的擾動，一般將池子設計成長方形，使出水近似于平流沉淀池。2.理想推流性能和污泥

31、膨脹的控制由于連續(xù)進水，ICEAS喪失了經典SBR的理想推流和對難降解物質去除率高的優(yōu)點，而且不能控制污泥膨脹的發(fā)生，所以需要設置選擇區(qū)。3.因連續(xù)進水而適用于較大型污水處理廠連續(xù)進水不用進水閥門之間切換，控制簡單，從而可應用于較大型的污水廠。 c. CAST工藝CAST工藝集曝氣與沉淀于同一池內，取硝了常規(guī)活性污泥法的一沉池和二沉池，其工作過程分為曝氣、沉淀和排水三個階段，運行中可根據進水水質和排放標準控制運行參數，如有機負荷、工作周期、水力停留時間等。CAST工藝的主要技術特征1間斷進水，間斷排水： 污水排放大都是連續(xù)或半連續(xù)的，CAST工藝比較適合這樣的排水特點。CAST工藝設計時可采用

32、一個或兩個以上池子并聯(lián)運行。2.運行上的時序性：CAST反應池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個階段根據時間依次進行。3.運行過程的非穩(wěn)態(tài)性：每個工作周期內排水開始時CAST池內液位最高，排水結束時，液位最低，液位的變化幅度取決于排水比，而排水比與處理廢水的濃度、排放標準及生物降解的難易程度等有關。反應池內混合液體積和基質濃度均是變化的，基質降解是非穩(wěn)態(tài)的。4.溶解氧周期性變化：CAST在反應階段是曝氣的，在沉淀階段和排水階段不曝氣，因此，反應池中溶解氧是周期性變化的。CAST工藝的優(yōu)點1.工藝簡單，占地面積小，投資較低：CAST的核心構筑物為反應池，沒有二沉池，一般情況下不設調節(jié)池及初沉池。因

33、此，污水處理設施布置緊湊，占地省和投資低。2.曝氣階段生化反應推動力大：這有利于減少曝氣池容積，降低工程投資。3.沉淀效果好：CAST工藝在沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用池，沉淀階段的表面負荷比沉淀池小得多，沒有進水的干擾，沉淀效果較好。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CAST工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV30高達96%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。CAST反應池中存在較大的基質濃度梯度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣的環(huán)境條件不利于絲狀微生物的優(yōu)勢生長，可有效防止污泥絲狀膨脹。4.運行

34、靈活，抗沖擊能力強： CAST工藝是按時間順序運行的，各階段的長短均可根據進水、出水水質及污水量的變化靈活調整，可以在滿足排放標準的條件下達到經濟運行的目的。CAST工藝集曝氣、沉淀等功能于一體，池容相對較大，抗水質、水量沖擊能力較大。當進行脫氮除磷時，可通過間斷曝氣控制反應池的溶解水平，提高脫氮除磷的效果。5.CAST工藝可應用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛。6.運行穩(wěn)定性好。 7.基質去除率較高。 8.剩余污泥量小，性質穩(wěn)定。CAST設計中應注意的問題1.水量平衡：工業(yè)廢水和生活污水的排放通常是不均勻的,如何充分發(fā)揮CAST反應池的作用，與選擇的設計流量關系很大

35、，如果設計流量不合適，進水高峰時水位會超過上限，進水量小時反應池不能充分利用。當水量波動較大時，應考慮設置調節(jié)池。2.控制方式的選擇： 一般情況下，CAST工藝采用自動控制和手動操作兩種方式。后者便于手動調試和自控系統(tǒng)故障時使用，前者日常工作使用。3.曝氣方式的選擇：間斷曝氣容易造成污泥堵塞微孔。所以，在選擇曝氣頭時要盡量采用不堵塞的曝氣形式，這一點與SBR工藝相同。4.排水方式的選擇： CAST工藝的排水要求與SBR相同，目前，常用的設備為旋轉式撇水機，其優(yōu)點是排水均勻、排水量可調節(jié)、對底部污泥干擾小，又能防止水面漂浮物隨水排出。5.需要注意的其它問題：(1)浮渣和沉渣的排除方法；(2)排水

36、比的確定；(3)雨季對池內水位的影響及控制；(4)排泥時機及泥齡控制；(5)反應池的長寬比；(6)間斷排水與后續(xù)處理構筑物的高程及水量匹配問題。 A/A/O法(AnaerobicAnoxicOxic)由于對城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國內10年前開發(fā)此厭氧缺氧好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質出水，是一種深度二級處理工藝。A/A/O法的可同步除磷脫氮機制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(DO<0.3mg/L)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制DO<0.7 mg/L，由于兼氧脫氮菌的作

37、用，利用水中BOD作為氫供給體(有機碳源)，將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣逸入大氣，達到脫氮的目的。為有效脫氮除磷，對一般的城市污水，COD/TKN為3.57.0(完全脫氮COD/TKN>12.5)，BOD/TKN為1.53.5，COD/TP為3060，BOD/TP為1640(一般應20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD為主，則可用A/O 工藝。有的城市污水處理的出水不排入湖泊，利用大水體深水排放或灌溉農田，可將脫氮除 磷放在下一步改擴建時考慮，以節(jié)省近期投資。 普通曝氣法及其變法本工藝出現最早，至今仍有較強的生命力。普曝法處理效果好，

38、經驗多，可適應大的污水量，對于大廠可集中建污泥消化池，所產生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級處理，不具備脫氮除磷功能。近幾年在工程實踐中，通過降低普通曝氣池容積負荷，可以達到脫氮的目的；在普曝池前設置厭氧區(qū)，可以除磷，亦可用化學法除磷。采用普通曝氣法去除BOD5，在池型上有多種形式(如下文所述的氧化溝)，工程上稱為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。 氧化溝法本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構造簡單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力，當前可謂熱門工藝。氧化溝在應用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：帕式(Passveer)簡稱單溝式，表面曝氣采

39、用轉刷曝氣，水深一般在2.53.5m，轉刷動力效率1.61.8kgO2/(kW·h)。奧式(Orbal)簡稱同心圓式，應用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個環(huán)道用不同的DO(如外環(huán)為0，中環(huán)為1，內環(huán)為2)，有利于脫氮除磷。采用轉碟曝氣，水深一般在4.04.5m，動力效率與轉刷接近，現已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小郢的城市污水處理廠應用。若能將氧化溝進水設計成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊，對一些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用?？ㄊ?Carrousel)簡稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運行來看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。Ca

40、rrousel氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開發(fā)研制。在原Carrousel氧化溝的基礎上DHV公司和其在美國的專利特許公司EIMCO又發(fā)明了Carrousel 2000系統(tǒng)圖，實現了更高要求的生物脫氮和除磷功能。至今世界上已有850多座Carrousel氧化溝和Carrousel 2000系統(tǒng)正在運行。 Carrousel氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動的混合液在氧化溝閉合渠道內循環(huán)流動。因此氧化溝具有特殊的水力學流態(tài)，既有完全混合式反應器的特點，又有推流式反應器的特點，溝內存在明顯的溶解氧濃度梯度。普通Carrousel氧化溝的工藝中污

41、水直接與回流污泥一起進入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約23mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除BOD；同時，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化過程硝耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結構的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去處BOD

42、，但除磷脫氮的能力有限。三溝式氧化溝(T型氧化溝)，此種型式由三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。T型氧化溝構造簡單，處理效果不錯，但其采用轉刷曝氣，水深淺，占地面積大，復雜的控制儀表增加了運行管理的難度。不設厭氧池，不具備除磷功能。氧化溝一般不設初沉池，負荷低，耐沖擊，污泥少。建設費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉碟和轉刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動力效率達2.53.0 kg/(kW·h)。3.3.2 關于曝氣生物濾池曝氣生物濾池實質上是常說的生物接觸氧化池，相當于在曝氣池中添加供微生物棲附的填(濾)料，在填料下鼓氣

43、，是具有活性污泥特點的生物膜法。曝氣生物濾池(BAF)70年代末起源于歐洲大陸，已發(fā)展為法、英等國設備制造公司的技術和設備產品。由于選用的填料不同，以及是否有脫氮要求，設計的工藝參數是不同的，如要求處理出水、SS20mg/L，去除達90%以上的工藝，其容積負荷為0.73.0kg/(·d)，水力停留時間12h；以硝化(90%以上)為主的工藝，其容積負荷為0.52.0kg /(·d)，水力停留時間23h。一般認為，生物膜法處理城市污水，在國內尚需積累經驗，處理規(guī)模不宜過大，約5× 104/d左右為宜。國外(主要在歐洲)處理水量有達到36×104/d的，這與其

44、填料材質、自控手段和先進的反沖洗裝置有關，也與其有長期積累的運行 管理經驗有關。3.3.3. 生物處理法的新進展生物處理法是目前研究得較多、新技術層出不窮的方法， 無論是好氧生物處理技術，還是厭氧生物處理技術都引起了研究人員的極大興趣。因為用生物法利用的是微生物的新陳代謝作用，以污染物質為食料， 將其代謝成諸如CO、HO、NH、SO等穩(wěn)定的小分子， 它的二次污染小， 對處理生活污水及與之性質相近的有機污水有其獨特的優(yōu)勢。生物處理法自從問世以來，其技術已獲得了極大的發(fā)展， 隨著人們生活水平的日益提高， 生活污水中的成也日益復雜， 因此用生物處理方法的目的也從以前能處理降解蛋白質、脂肪、碳水化合物

45、等一類物質增加到也能處理合成洗滌劑、脫氮、脫磷及其它一些難降解的復雜有機物。這也就必然要求人們改革工藝，過去由于厭氧生物處理的效率不盡人意， 處理時間也較慢， 所以未引起人們的重視， 僅僅用來處理污泥或高濃度有機污水的預處理，但現在由于能源緊張， 厭氧生物處理由于能產生能源物質甲烷而越來越引起人們的青睞， 由此也出現了許多新的工藝。(1) 活性污泥法的新發(fā)展到目前為止， 對活性污泥法在運行方式上還沒有大的突破， 往往所作的是一些局部的改進， 但在曝氣方式上確取得了較大的成果， 如純氧曝氣、深井曝氣、射流曝氣， 采用微氣泡擴散器等， 這些都增大了氧轉移率、提高了氧的利用率使曝氣池中氧的濃度增加。

46、如美日等國研制出的一種超微氣泡擴散器， 氣泡直徑50Lm， 氧吸收率達90% ， Reid Engineering Company of Frederick shurg 等研制的氧化溝下表面曝氣也是一種曝氣方式的改進， 把沖刷曝氣(Brush Aeration) 改進透平曝氣(Turbine Aeration) 避免了產生氣溶膠、飛濺、結冰等問題?；钚晕勰喾ǖ牧硪粋€發(fā)展趨勢就是朝多功能方向發(fā)展， 采用的方法有： 培養(yǎng)馴化專用細菌，使活性污泥處理對象不局限于生活污水， 還可以處理如酚一類難降解的有毒有機物，甚至馴化可以處理象氰一類有劇毒的無機物；把活性污泥與其它處理方法結合起來，如活性炭活性污泥

47、法， 它實際上是一種以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的綜合處理法； 固定活性污泥法是提供微生物附著的表面， 如合成纖維、塑料、細沙、粘土焦炭等， 使曝氣池同時存在附著相和懸浮相的生物；這些都提高了活性污泥的凈化效率，提高了抗有毒物質等沖擊負荷的能力， 還具有脫色、脫氮、削減泡沫的效果， 國外已用于合成纖維、化工印染、煉油、煉焦等工業(yè)生產的污水處理；活性污泥法與厭氧工藝結合來脫氮、脫磷等，最典型的工藝是A-O(anaerobic-oxic) 流程?；钚晕勰喾ㄟ€可和化學法結合， 提高凈化多氯聯(lián)苯、有機磷的去除效果。(2) 生物膜處理法的新進展生物膜法最早出現的工藝是1893年在英國出現的將

48、污水噴撒在粗濾料上而得以凈化的普通生物濾池，它是最早出現而至今仍在不斷改進和發(fā)展的人工生物處理設備。在它的基礎上，出現了高負荷生物濾池、塔式生物濾池、生物轉盤和生物接觸氧化等。近二三十年來，又出現了一些新型的生物膜法處理技術，如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等顆粒材料作為載體，其載體表面附著生長著生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流動使載處于流化狀態(tài)，載體上的生物膜可以充分地和污水接觸，使凈化效率提高，它的工藝有空氣流床、純氧流動床、三相流化床和厭氧兼型流化床工藝等?；钚陨餅V池是將生物濾池、曝氣池及二沉池結合為一體的新型污水處理工藝，它的特點是將生物濾池的部分出水回流匯同二沉池的回流

49、污泥一起進入生物濾池，用活性生物濾池處理生活污水和食品加工廢水的試驗結果表明： 該系統(tǒng)具有處理效果好、效率高、BOD容積負荷大、不發(fā)生污泥膨脹和耐沖擊負荷等優(yōu)點。另外還有空氣驅動的生物轉盤、生物轉盤和曝氣池相結合、藻類轉盤等。由于生物膜法的生態(tài)環(huán)境與活性污泥法的不同,生物膜法生態(tài)系統(tǒng)中可以生長藻類、后生動物等,甚至可以生長硝化菌及反硝化菌等,因此可以用來脫氮等。(3) 厭氧生物處理法的新發(fā)展厭氧生物處理法也有一百多年的歷史，它是利用厭氧微生物在無氧的條件下對有機物進行分解的技術。由于處理效率低、速度慢、且甲烷菌對環(huán)境要求嚴格不易控制等缺點， 厭氧生物處理法長期以來一般僅用于污泥處理， 它的主要

50、工藝是化糞池、消化池等。但是由于近年來能源危機及環(huán)境污染加重，厭氧生物處理由于其產物具有能源物質而得到人們的重視， 一大批新的厭氧生物處理法技術相繼誕生， 為了提高厭氧微生物的濃度，有使厭氧微生物附著在載體表面的厭氧生物膜處理方法如厭氧生物濾池、厭氧轉盤、厭氧膨脹床、厭氧接觸氧化、厭氧檔板反應器、厭氧流化床法，以及象上流式厭氧污泥床反應器(UASB) 依靠微生物之間凝聚造粒而形成的自己固定法方法。還有人為地固定微生物包埋固定化法， 它是人為地把增殖速度緩慢的厭氧微生物高濃度地保持在處理系統(tǒng)中，提高處理速度、縮小處理設備并可用于處理低濃度的有機污水。如日本本田等人1988 年采用包埋固定厭氧微生

51、物處理TOC 為150mg/L 的人工配水， TOC 的去除率可達95% 以上。在厭氧處理中， 甲烷的增殖速度慢成為產氣的決定步驟， 因此為了保持甲烷發(fā)酵中高濃度的微生物， 出現了利用膜的固液分離法， 如柏分等人1988 年利用超濾膜(UF) 進行甲烷發(fā)酵試驗， 結果表明： 提高了反應器內甲烷的濃度， TOC 的容積負荷為2g/L·日， 其去除率可達98.4%以上。厭氧生物處理法目前的發(fā)展趨勢是和其它生物處理方法聯(lián)用， 如厭氧好氧復合工藝等,具有節(jié)約投資、節(jié)省能源、污泥產量少、出水水質好等一系列優(yōu)點。厭氧生物處理法正朝著能處理低濃度有機污水，能夠脫磷脫氮且運行維護方便經濟等方面發(fā)展。

52、3.3.4活性污泥工藝的發(fā)展趨勢通過幾十年的研究與實踐，活性污泥工藝已經成為一種比較完善的工藝。在池形、運行方式、曝氣方式、載體等方面已經很難有較大的發(fā)展。用常規(guī)手段也已經很難在生物學方面有所突破。有學者認為該工藝未來兩個大的方向是膜分離技術和分子生物學技術的應用。(1) 膜分離技術的應用用膜分離代替沉淀進行泥水分離，可帶來活性污泥工藝的以下變化：不再存在污泥膨脹問題。在調控活性污泥系統(tǒng)時，不必再考慮污泥的沉降性能問題，從而使工藝控制大大簡化；曝氣池的污泥濃度將大大提高(MLSS可以大于20000mg/d)從而使系統(tǒng)可在超大泥齡、超低負荷狀態(tài)下運行，充分滿足去除各種污染物質的需要；在同樣的處理

53、要求下，可使曝氣池容積大大減小，節(jié)省處理廠的占地面積；污泥濃度的提高，將要求較高的曝氣速率，因而純氧曝氣將隨著膜分離而被大量采用。(2) 分子生物技術的應用目前分子生物技術已開始應用于污水處理領域。為搞清聚磷菌除磷的生化機理，已開始用分子診斷技術獲取聚磷菌的遺傳信息?，F在從活性污泥中已發(fā)現的30多種絲狀菌中，只有4種準確命名及生物分類學定位，因為這些絲狀菌大部分無法進行分離純培養(yǎng)。目前正用分子診斷技術進行這些絲狀菌的生物學定位，以進一步準確了解其特性。分子診斷技術的大量應用，活性污泥微生物基因庫的建立，在此基礎上用基因技術培育具有高效活性的污泥菌種，進一步提高處理效果，是未來發(fā)展的方向。3.4

54、 方案比較項目傳統(tǒng)SBRCAST曝氣生物濾池土建工程無須二沉池，池深一般在5m左右，較傳統(tǒng)活性污泥法省，無須調節(jié)池，可不設初沉池同傳統(tǒng)SBR法，但增加了生物選擇器主反應池土建量最小，但須增加調節(jié)池、以及反沖洗設備，且初沉池不能省略機電設備及儀表設備閑置率高，儀表較傳統(tǒng)活性污泥法多基本同傳統(tǒng)SBR法，增加了污泥回流泵設備量比前兩者大，增加了反沖洗設備曝氣設備水下曝氣機及鼓風機均可，采用水下曝氣機可不設鼓風機房，也可避免曝氣管堵塞同傳統(tǒng)SBR只能使用鼓風機，須建鼓風機房，噪音較大，且曝氣管容易堵塞曝氣量較大較大比活性污泥法低35%左右污泥回流無須回流須回流20%左右無須回流藥劑量較低較低基本上不用較兩者高，主要用于預處理。電耗較傳統(tǒng)活性污泥法低。較傳統(tǒng)活性污泥法低。最小總運行成本較傳統(tǒng)活性污泥法低較傳統(tǒng)活性污泥法低比前兩者低出水水質均能達到國家規(guī)定的排放標準產泥量產泥量較少，污泥穩(wěn)定性較好產泥量較少，污泥穩(wěn)定性最好（因為比傳統(tǒng)SBR多一個前置生物選擇器）產泥量最多，且穩(wěn)定性較差有無污泥膨脹容易產生沒有，污泥沉降性最好沒有流量變化的影響受每個處理單元的可接納容積限制有一定的影響，但可通過調整周期運行時間來克服同傳統(tǒng)SBR法受過流速度限制有一定的影響沖擊負荷的影響池容決定的承受沖擊