某污水處理廠初步設(shè)計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 剩余污泥中排除氮和磷，對氮的去除率為 1020%；對磷的去除率為 1219%。基于本工程進(jìn)水水質(zhì)及出水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，本污水處理廠對于 N的去除率 60%， P 的去除率為 50%，若采用常規(guī)的活性污泥法是難以達(dá)到此要求。因此本工程中采用切實(shí)有效的生物脫氮除磷工藝。 （ 1） 氮、磷的去除 污水脫氮除磷可提供選擇的處理方法通常有生物處理法及物理化學(xué)法兩大類。由于物化法的脫氮除磷存在耗藥量大、污泥多、運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)，因此，城市污水處理廠一般不推薦采用，而基本采用生物脫氮除磷技術(shù)。目前，常用的生物脫氮除磷工藝是厭 氧 /缺氧 /好氧組成的各種處理工藝，其基本原理包括以下兩個階段。 ① 生物脫氮 污水中氮的去除由氨化反應(yīng)－硝化反應(yīng)－反硝化反應(yīng)共同完成，其工藝原理如下： 化反應(yīng)。在好氧條件下，氨化菌將污水中有機(jī)氮化合物分解轉(zhuǎn)化為 NH3N，以氨基酸為例，其反應(yīng)式為 RCHNH2COOH+O2→ RCOOH+CO2+NH3 縣城市污水處理廠 初步設(shè)計說明書 18 。在好氧條件下，硝化菌將 NH3N進(jìn)一步氧化為 NO2和 NO3，其簡化反應(yīng)式為 NH3+O2→ NO3+2H++H2O 在硝化過程中，要完成較好的硝化反應(yīng)必須具 備以下環(huán)境條件： a、好氧狀態(tài)， DO≥ ，并保持一定堿度，適宜的 pH 值為 ～。 b、有機(jī)物含量不應(yīng)過高，有機(jī)物負(fù)荷≤ ,這因?yàn)橄趸鸀樽责B(yǎng)型微生物，當(dāng)有機(jī)質(zhì)濃度過高，異養(yǎng)型菌群快速增殖而成為優(yōu)勢 ,BOD5/TKN=2～ 3,比值越小，硝化菌所占比例越高，硝化反應(yīng)更強(qiáng)烈。 c、硝化菌的泥齡θ C盡量長，一般不小于 6d。 d、適宜溫度 20～ 30℃， 15℃以下時硝化速率下降。 e、抑制物質(zhì)濃度盡可能低，除重金屬離子外，還有一些有機(jī)基質(zhì)和高濃度 NH4+N（≥ 200mg/L）、 NO3N（≥ 100mg/L）等。 。在缺氧（兼氧）條件下，反硝化菌可將 NOXN少部分同化為菌體自身的有機(jī)氮化合物，大部分（ 70－ 75％）異化（還原）為氣態(tài)氮 N2，其反應(yīng)式為 NO2N+3H→ 1/2N2+H2O＋ OH NO2N＋ 5H→ 1/2N2+2H2O＋ OH 在反硝化過程中，適宜的環(huán)境條件有： a、缺氧（兼氧）狀態(tài)， DO≤ ； b、適宜的 PH 值為 ～ 。 縣城市污水處理廠 初步設(shè)計說明書 19 c、有充足的碳源（機(jī)物含量要較高）， BOD5/TKN≥ 3～ 5，這因?yàn)榉聪趸鸀楫愷B(yǎng)型兼性 微生物。 d、適宜溫度 20～ 40℃， 15℃以下時反硝化速率下降。 按照上述原理，要進(jìn)行脫氮，必須具有缺氧 /好氧過程，可組成缺氧池與好氧池，即所謂缺氧 /好氧 (A/O)系統(tǒng)。 A/O 系統(tǒng)設(shè)計中需要控制的幾個主要參數(shù)就是足夠的污泥齡和進(jìn)水碳氮比。 ② 生物除磷 生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機(jī)物，并轉(zhuǎn)化為 PHB（聚β羥丁酸）儲存起來。當(dāng)這些聚磷菌在達(dá)到好氧條件時就降解體內(nèi)儲存的 PHB產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和吸 收磷，形成含磷量高的污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷的目的。 影響生物除磷的因素是要有厭氧條件（ DO=0），同時要有可快速降解的有機(jī)物，即恰當(dāng)?shù)?BOD5/P 比值。同時，含磷污泥應(yīng)盡快排出系統(tǒng)，以免污泥中的磷又回到液體中。 按照上述原理，要進(jìn)行除磷必須具備厭氧過程，若在生物脫氮系統(tǒng)前再設(shè)置一個厭氧池，這樣就形成 A2/O 系統(tǒng)，即厭氧－缺氧－好氧系統(tǒng)。 目前，常用于城市污水二級生化處理，且具有脫氮除磷效果的較為成熟工藝主要是活性污泥法，它們有： A2/O 法、 氧化溝法、傳統(tǒng) SBR 法及各種改進(jìn)型 SBR法 (CASS)等，這些方法具有不同的特點(diǎn)，因此可適合于 縣城市污水處理廠 初步設(shè)計說明書 20 不同的工程條件。 根據(jù)《 縣污水處理工程可行性研究報告》，結(jié)合本項(xiàng)目工程特點(diǎn)及 縣實(shí)際情況，本項(xiàng)目污水處理主體工藝采用 carrousel2021氧化溝。 Carrousel2021 氧化溝是從眾所周知的 carrousel 氧化溝污水處理工藝發(fā)展起來的融厭氧、缺氧、好氧于一體的新型氧化溝工藝，它的形狀就象一個跑道，池中若干條縱向分隔墻，是一種多溝串聯(lián)系統(tǒng)，污水和回流污泥在溝內(nèi)順序循環(huán)地流動，最后混合液流過 carrousel2021中的溢流堰進(jìn)入二沉池，并在二沉池中形成泥水分離。 Carrousel2021氧化溝每個溝渠的一端設(shè)置立軸低速（ 30～ 40rpm）的表曝機(jī)充氧，水深通常為 ，水流流速 。這種曝氣機(jī)既能提供必要的氧氣以支持微生物降解，同時通過推動污水產(chǎn)生沿環(huán)形渠道的紊流而使渠道中微生物污泥保持懸浮狀態(tài)，從而保證活性污泥處理系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行。 Carrousel2021 氧化溝可以通過調(diào)節(jié)曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)總的充氧量，實(shí)際的溶解氧（ DO）濃度通過設(shè)置在曝氣區(qū)下游的溶解氧探頭測量，測得 的結(jié)果被送至 PLC自控系統(tǒng)，自控系統(tǒng)根據(jù) DO 濃度通過調(diào)整表曝機(jī)的轉(zhuǎn)速而控制調(diào)節(jié)充氧能力，從而實(shí)現(xiàn)了充氧能力與實(shí)際需氧量匹配，節(jié)省了能源，與鼓風(fēng)曝氣相比，表曝機(jī)設(shè)備簡單、維修方便、堅固耐用、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。 Carrousel2021 氧化溝具有很強(qiáng)的抗沖擊能力，能夠適應(yīng)水量與水質(zhì)的變化，并保證氧化溝系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。由于設(shè)置了前置厭氧選擇區(qū)，使 Carrousel2021 氧化溝的脫氮除磷效果更優(yōu)越于傳統(tǒng)的 Carrousel 氧 縣城市污水處理廠 初步設(shè)計說明書 21 化溝工藝，對于出水 N、 P 指標(biāo)要求嚴(yán)格的污水處理廠越來越被證明是一種非常有效的污水處 理工藝。 應(yīng)用實(shí)例 已經(jīng)建成投入使用的采用 Carrousel2021型氧化溝污水處理技術(shù)的污水處理廠詳見表 22： 表 22 使用廠家 工程規(guī)模 組數(shù) 實(shí)施日期 江蘇武進(jìn)污水處理廠 8萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 1996年 廣東中山中嘉污水處理廠 10萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 1996年 浙江黃巖污水處理廠 8萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 1997年 河北唐山南堡污水處理廠 8萬 m3/d 4組 Carrousel2021型氧化溝 1997年 北京順義清源水質(zhì)凈化廠 8萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 1998年 安徽淮南污水處理廠 10萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 1998年 上海青浦經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠 m3/d 1組 Carrousel2021型氧化溝 1998年 上海金山石化污水處理廠 5萬 m3/d 1組 Carrousel2021型氧化溝 1999年 新疆哈密污水處理廠 10萬 m3/d 3組 Carrousel2021型氧化溝 1999年 寧 夏吳忠污水處理廠 6萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 2021年 湖北荊州污水處理廠 10萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 2021年 福州洋里污水處理廠 20萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 2021年 安徽馬鞍山污水處理廠 10萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 2021年 寧夏銀川市新市區(qū)北部污水處理廠 5萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 2021年 新疆伊寧市東區(qū)污水處理廠 4萬 m3/d 1組 Carrousel2021型氧化溝 2021年 福建省目前正在建設(shè)中的 采用 Carrousel2021型氧化溝污水處理技術(shù)的污水處理廠詳見表 23： 縣城市污水處理廠 初步設(shè)計說明書 22 表 23 使用廠家 工程規(guī)模 組數(shù) 實(shí)施日期 福安市污水處理廠 3萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 BOT 項(xiàng)目 寧德貴岐山污水處理廠 2萬 m3/d 1組 Carrousel2021型氧化溝 永春縣污水處理廠 萬 m3/d 1組 Carrousel2021型氧化溝 晉江工業(yè)園區(qū)污水處理廠 4萬 m3/d 2組 Carrousel2021型氧化溝 福鼎市污水處理廠 2萬 m3/d 1組 Carrousel2021型氧化溝 德化縣污水處理廠 2萬 m3/d 1組 Carrousel2021型氧化溝 污泥處理目的 在污水處理過程中，會不在產(chǎn)生大量的污泥。正是這些污泥的不斷產(chǎn)生，才使污染物與污水分離，從而完成污水的凈化，對于產(chǎn)生的這些污泥，由于其有機(jī)物含量及含水率較高且不穩(wěn)定，并可能含有寄生蟲卵，若不加以有效的處理和處置，而直接任意排放，將會引起嚴(yán)重的二次污染，使污水處理廠的功能不能完全發(fā)揮。 污 泥處理的目的主要是實(shí)現(xiàn)“四化”。 （ 1）減量化：由于污泥含水量很高，體積很大，且呈流動性。經(jīng)濃縮處理后，污泥體積減至原來的十幾分之一，且由液態(tài)轉(zhuǎn)化成固態(tài)，便于運(yùn)輸和消納。 （ 2）穩(wěn)定化：污泥中有機(jī)含量很高，極易腐敗并產(chǎn)生惡臭，經(jīng)消化處理以后，易腐敗的有機(jī)物被分解，分解后的產(chǎn)物不易腐敗，惡臭大大降低，方便運(yùn)輸及處置。 縣城市污水處理廠 初步設(shè)計說明書 23 （ 3）無害化：污泥中含有大量病原菌、寄生蟲卵及病毒，易造成傳染病大面積傳播。經(jīng)消化處理后，可以殺滅部分的蛔蟲卵、病原菌和病毒，大大提高污泥的衛(wèi)生指標(biāo)。 （ 4）資源化：污泥是一種資源，其中含有很多 熱量，其熱值在 1000～1500kj/kg（干泥）之間，高于煤和焦炭。另外，污泥中還含有豐富的氮、磷、鉀，是具有較高肥效的有機(jī)肥料。通過消化處理后，可以將有機(jī)物分解產(chǎn)生沼氣熱能，而其中的熱量加以利用，同時還可進(jìn)一步提高其肥效。 污泥處理工藝 通常，城市污水處理廠典型的污泥處理工藝流程如圖所示： 污泥 上清液 消化液 濾液 污水處理系統(tǒng) 城市污水處理廠典型的污泥處理工藝流程 隨著國內(nèi)城市污水處理工程，國外貸款的不斷增加，國外的一些新設(shè)備、新技術(shù)不斷被國內(nèi)引進(jìn)、吸收。就城市污泥處理的濃縮、脫水設(shè)備方面，可供選擇的濃縮、脫水有以下三種方式。 （ 1）帶式濃縮、脫水一體化機(jī) （ 2）離心濃縮、離心脫水機(jī) （ 3）螺壓濃縮、脫水機(jī) 三種方式國內(nèi)已均有采用，其中帶式一體化機(jī)在國內(nèi)使用較早，離污泥濃縮 污泥消化 污泥脫水 污泥處置 縣城市污水處理廠 初步設(shè)計說明書 24 心機(jī)在國外使用較多，而近十年來國內(nèi)使用較為普遍。而螺壓濃縮、脫水機(jī)近幾年在國內(nèi)的應(yīng)用才剛剛興起，現(xiàn)就三種方式的機(jī)械設(shè)備性能及重要指標(biāo)進(jìn)行分析比較，如表 24所示： 三種機(jī)械脫水設(shè)備性能分析表 表 24 類 型 項(xiàng) 目 帶式濃縮、脫水一體化機(jī) 臥式離心機(jī) 螺壓濃縮、脫水機(jī) 尺寸 體積大，占地大 體積小，占地小 體積小，占地小 轉(zhuǎn)速 運(yùn)行速度低，噪音小 高轉(zhuǎn)速為30004000rpm,振動大，噪音大 轉(zhuǎn)速低，為 ，噪音小 運(yùn)行環(huán)境 敞開式運(yùn)行， 氣味較大，環(huán)境差 封閉運(yùn)行，氣味小， 環(huán)境好 封閉運(yùn)行，氣味小， 環(huán)境好 使用壽命 濾布使用壽命為 36個月，需定期更換。 主要部件為不銹鋼，及耐磨材料制成，易損件較多，使用壽命較長。 全不銹鋼制成，易損件可連續(xù)運(yùn)行2021hr，使用壽命長 電耗 較低 較高 較低 藥耗 設(shè)備價格 一般 較高 較離心機(jī)便宜 效果 含固率為 2030% 含固率為 20%左右 含固率為 2030% 綜合上述分析，本工程污泥處理系統(tǒng)擬推薦采用帶式濃縮脫水一體機(jī)工藝。 污泥最終處置 目前我國城市污水處理廠污泥大都未經(jīng)無害化處理隨意堆放或用于農(nóng)肥，國外許多國家對污泥處置采用較多的方法是焚燒、填埋、堆肥和投海等。 焚燒技術(shù)雖然有處理迅