貴岐山污水處理廠技改擴建工程技術方案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ）進行分離。化學除磷的藥劑主要有石灰、鐵鹽或鋁鹽。根據排放標準要求，本污水處理廠處理工藝必須有脫氮和除磷功能，目前常用的工藝有：A/O脫氮工藝、A2/O同步脫氮除磷工藝、氧化溝工藝、SBR工藝、生物濾池工藝、MBR工藝等等。A/O脫氮工藝、A2/O脫氮除磷工藝、是為防止封閉或緩流水體的富營養化而采用的生物脫氮、除磷工藝。氧化溝工藝，是在一條閉合的生化反應溝渠中以轉刷或轉碟或其它方式充氧的一種處理工藝，流程簡單，延時曝氣時污泥產量少，污泥易于脫水，此外，具有脫氮、除磷功能。經過多年演變，目前有多種新型氧化溝，例如：ORBAL氧化溝、CARROUSEL2000氧化溝、三溝式氧化溝、DE氧化溝等等。SBR工藝，是周期性間歇操作的處理工藝。近幾年，出現了許多SBR工藝的改良方法，例如：CASS、ICEAS、MSBR等。SBR工藝，要求較高的自動化控制水平。MBR法，是另一種廣為采用的污水生化處理方法。借助于固著在載體上的微生物的代謝來分解水中有機物。諸如生物濾池、生物轉盤以及接觸氧化法等等都是生物膜法。其中新型的上流式曝氣生物濾池是近幾年在歐洲發展起來的新型工藝，能夠有效地去除SS、CODcr、BOD氨氮等，但是，本工藝予處理較為復雜，對操作人員要求較高。污水處理工藝的選擇是污水處理廠建設的關鍵，處理工藝選擇是否得當，不僅影響處理廠的處理效果，而且還影響整個工程的投資多少、處理工藝運行的可靠程度、運行費用高低、管理操作的復雜程度。因此，必須結合當地的水質水量、氣候、地理、經濟等實際情況選擇合適的處理工藝，使出水符合排放標準。根據西湖鎮的實際情況，確定以下三個比選方案：方案一：改良型氧化溝工藝方案二：CASS工藝方案三：MBR工藝通過經濟技術比較，選擇最優方案。改良型氧化溝工藝以卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝為原型。氧化溝工藝包括選擇區、厭氧區、缺氧區、好氧區。選擇區：選擇區是在厭氧區前端設置停留時間很短的一個池體，使其內的生態環境有利于選擇性的發展絮狀菌，運用生物競爭機制抑制絲狀菌的過度生長和繁殖，從而控制污泥膨脹的發生于發展，并利于反硝化細菌生長，起到一定的脫氮作用，并減弱硝酸鹽對厭氧池的不良影響，達到更好的厭氧環境，提供聚磷菌良好的作用條件，從而達到較好的除磷效果。厭氧區：在沒有溶解氧和硝態氮存在的厭氧條件下，兼性細菌將溶解性BOD轉化成低分子發酵產物，生物聚磷菌將優先吸附這些低分子發酵產物，并將其運送到細胞內、同化成胞內碳源存貯物，所需能量來源于聚磷的水解以及細胞內糖的水解，并導致磷酸鹽的釋放。經厭氧狀態釋放磷酸鹽的聚磷菌在好氧狀態下具有很強的吸磷能力，吸收、存貯超出生長需求的磷量，并合成新的聚磷菌細胞、產生富磷污泥，通過剩余污泥的排放將磷從系統中除去。缺氧區：泥水混合液由厭氧區進入缺氧區，一部分聚磷菌利用后續工藝的混合液(回流液帶來的)中硝酸鹽作為最終電子受體以分解細胞內的PHB(聚β羥基丁酸)，產生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同時反硝化菌利用內回流帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解的有機物進行反硝化，達到部分脫碳與脫硝、除磷的目的。好氧區：氧化溝兼有推流型和完全混合型反應池兩者的特性，完成一次循環所需時間約為5～20min，而總的停留時間卻很長。在好氧區聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有機物外，主要是分解體內貯積的PHB，產生的能量可供自身生長繁殖，此外還可主動吸收周圍環境中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內超量貯積。在剩余污泥中含有大量能超量聚磷的聚磷菌，大大提高了氧化溝工藝系統的除磷效果。工藝流程框圖如下： CASS工藝CASS法的實質是將可變容積的活性污泥工藝過程與生物選擇器原理有機結合的SBR工藝。與常規SBR工藝不同，它具有同步硝化反硝化功能，其反硝化主要是在曝氣過程中使污泥結構內部處于缺氧狀態和在停止曝氣的泥水分離階段而實現的，因此無需專設缺氧區和內回流系統。1984年Goronszy教授在ICEAS工藝的基礎上開發出CASS工藝，保留了ICEAS工藝的優點，都是連續進水，間歇排水，增加主反應與生物選擇區的污泥回流（回流比20%），而污泥負荷大大提高：～(kg MLSSd)或再高一些，～(kg MLSSd)。通過以上改進，CASS既保留了傳統SBR靜態沉淀、出水SS低的優點，又構造了專門厭氧區（預反應區只設攪拌），使除磷效果穩定可靠；通過對鼓風量的限制，主反應DO有50%時間接近零，30%時間DO接近1mg/L，20%時間DO接近2mg/L，從而造成了同步硝化與反硝化，不僅使脫氮得到保證，而且氧的利用率也顯著提高。CASS工藝在沉淀階段不進水，污泥在沉降過程中無進水水力干擾，屬于理想沉淀，泥水分離效果更穩定。此外，CASS反應池在時間上為理想推流，有機物去除率高。而由于連續進水，CASS部分喪失經典SBR工藝理想推流的優點，也同時喪失高去除率和對難降解物質去除的特點。同時，正是由于設置了生物選擇器，雖然CASS流態趨于完全混合，但仍能有效控制污泥膨脹。因此，選擇器的設置是循環式活性污泥法區別于其他SBR工藝的顯著特點。CASS工藝連續進水的優勢在于不用進水閥門之間切換、控制簡單，從而使CASS可以應用于較大型污水處理廠（而國外已經有人證明，在污泥沉淀和濃縮階段，將進水均勻地引入池底，會有助于實現脫氮和除磷）。CASS是分格的生化反應池，其基本操作程序由進水、曝氣、沉淀、排水、待機等五個基本過程組成，這種操作周期周而復始反復進行而不斷處理污水。具有以下特點：（1）因基質（BOD5）和生物體（MLVSS）隨充水和曝氣時間的變化梯度加大而增加了生化反應的動力，處理效率高。（2）工藝流程簡單，無初沉池、二沉池和污泥回流比只有20%。（3）生化反應池進水端設置了生物馴化區，有利于絮凝性細菌的生長，抑制了絲狀菌的生長，有效地防止污泥膨脹，從而保證出水水質。（4）耐沖擊負荷。工藝流程框圖如下： MBR工藝MBR又稱膜生物反應器（Membrane BioReactor），是一種由活性污泥法與膜分離技術相結合的新型水處理技術。膜的種類繁多，按分離機理進行分類，有反應膜、離子交換膜、滲透膜等。按膜的性質分類，有天然膜(生物膜)和合成膜(有機膜和無機膜) 。按膜的結構型式分類，有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。MBR膜是一種用膜分離過程取代傳統活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術。在傳統的廢水生物處理技術中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運行狀況，改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在 ~，從而限制了生化反應速率。水力停留時間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統在運行過程中還產生了大量的剩余污泥，其處置費用占污水處理廠運行費用的25%～40%。傳統活性污泥處理系統還容易出現污泥膨脹現象，出水中含有懸浮固體，出水水質惡化。針對上述問題，MBR將膜分離技術與傳統生物處理技術有機結合，MBR實現污泥停留時間和水力停留時間的分離，大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌 (特別是優勢菌群 ) 的出現，提高了生化反應速率。同時，通過降低F/M比減少剩余污泥產生量（甚至為零），從而基本解決了傳統活性污泥法存在的許多突出問題。與許多傳統的生物水處理工藝相比，MBR具有以下主要特點：一、出水水質優質穩定由于膜的高效分離作用，分離效果遠好于傳統沉淀池，處理出水極其清澈，懸浮物和濁度接近于零，細菌和病毒被大幅去除，出水水質優于建設部頒發的生活雜用水水質標準（），可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。同時，膜分離也使 微生物被完全被截流在生物反應器內，使得系統內能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質，同時反應器對進水負荷（水質及水量）的各種變化具有很好的適應性，耐沖擊負荷，能夠穩定獲得優質的出水水質。二、剩余污泥產量少該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產量低（理論上可以實現零污泥排放），降低了污泥處理費用。三、占地面積小，不受設置場合限制生物反應器內能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負荷高，占地面積大大節省；該工藝流程簡單、結構緊湊、占地面積省，不受設置場所限制，適合于任何場合，可做成地面式、半地下式和地下式。四、可去除氨氮及難降解有機物由于微生物被完全截流在生物反應器內，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長，系統硝化效率得以提高。同時，可增長一些難降解的有機物在系統中的水力停留時間，有利于難降解有機物降解效率的提高。五、操作管理方便，易于實現自動控制該工藝實現了水力停留時間（HRT）與污泥停留時間（SRT）的完全分離，運行控制更加靈活穩定，是污水處理中容易實現裝備化的新技術，可實現微機自動控制，從而使操作管理更為方便。六、易于從傳統工藝進行改造該工藝可以作為傳統污水處理工藝的深度處理單元，在城市二級污水處理廠出水深度處理（從而實現城市污水的大量回用）等領域有著廣闊的應用前景。膜生物反應器也存在一些不足。主要表現在以下幾個方面：一、膜造價高，使膜生物反應器的基建投資高于傳統污水處理工藝；二、膜污染容易出現，給操作管理帶來不便；三、能耗高：首先MBR泥水分離過程必須保持一定的膜驅動壓力，其次是MBR池中MLSS濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強度，還有為了加大膜通量、減輕膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成MBR的能耗要比傳統的生物處理工藝高。三個方案都是較為先進的污水處理技術。 典型污水處理技術比較表方案特點方案一氧化溝工藝方案二CASS工藝方案三MBR工藝出水水質及穩定性出水水質滿足一級排放要求，工藝運行穩定出水水質滿足一級排放要求，工藝運行容易波動，出水懸浮物高出水水質滿足一級排放要求，工藝運行穩定脫磷除氮效果具有脫磷除氮功能具有脫磷除氮功能具有脫磷除氮功能適應水量、水質變化能力強強強工藝流程需要污泥回流、二沉池等，工藝流程較復雜無需污泥回流及二沉池等，工藝流程簡單無需污泥回流及二沉池等，工藝流程簡單占地面積污水停留時間長，構筑物大且多，占地大污水停留時間較長，構筑物較大，但構筑物少，占地較小污水停留時間短，構筑物小且少，占地小自動化程度較低高高操作管理設備較少，操作簡單設備較少，但操作自動化程度要求高，且要求操作人員技能和素質要高設備多，膜組件需定期藥劑清洗及更換，操作自動化程度要求高投資造價適中較高高運行成本較低較高高主要缺點占地面積較大設備利用率不高；對自控化依賴的程度較高，出水指標波動較大，懸浮物較多。膜片需要酸堿液反沖洗；風機功率配置較其它工藝大；各組件設備維護費用高；對自控化依賴的程度較高綜合技術評價推薦不推薦不推薦綜上技術比較，推薦改良型氧化溝工藝為優選方案。城市污水經一級、二級處理后，為了達到一級A排放標準，需要行進一步進污水處理。針對污水的原水水質和處理后的水質要求可進一步采用三級處理或多級處理工藝。常用于去除水中的微量COD和BOD有機污染物質，SS及氮、磷高濃度營養物質、鹽類以及細菌、病毒等。由于污水成分的復雜性及出水水質的要求不同，深度處理工藝也千差萬別，城鎮污水三級處理的工藝一般可分為基本的處理單元如混凝沉淀、過濾、消毒等。混凝法的基本原理是在廢水中投入混凝劑，因混凝劑為電解質，在廢水里形成膠團，與廢水中的膠體物質發生電中和，形成絨粒沉降。混凝沉淀不但可以去除廢水中的粒徑為103~106mm的細小懸浮顆粒，而且還能夠去除色度、油分、微生物、氮和磷等富營養物質、重金屬以及有機物等。混凝是通過向廢水中投加混凝劑，使其中的膠粒物質發生凝聚和絮凝而分離出來，以凈化廢水的方法。混凝系凝聚作用與絮凝作用的合稱。前者系因投加電解質，使膠粒電動電勢降低或消除，以致膠體顆粒失去穩定性，脫穩膠粒相互聚結而產生；后者系由高分子物質吸附搭橋，使膠體顆粒相互聚結而產生。混凝劑可歸納為兩類；①無機鹽類，有鋁鹽（硫酸鋁、硫酸鋁鉀、鋁酸鉀等）、鐵鹽（三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵等）和碳酸鎂等；②高分子物質，有聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺等。處理時，向廢水中加入混凝劑，消除或降低水中膠體顆粒間的相互排斥力，使水中膠體顆粒易于相互碰撞和附聚搭接而形成較大顆粒或絮凝體，進而從水中分離出來。影響混凝效果的因素有：水溫、pH值、濁度、硬度及混凝劑的投放量等。沉淀是去除水中懸浮物的主要單元，沉淀池的沉淀效率決定了水中懸浮物的去除率，因此沉淀池的設計總是以提高沉淀池的沉降效率為目的。物料自身特性、水力條件、絮凝效果等因素決定沉淀池的沉淀效率。提高沉淀效率主要有兩種方法：⑴縮短顆粒的沉淀距離、增大沉淀池面積，斜板(管)沉淀池屬這一類；⑵增大礬花顆粒的下沉速度，通過采用高效絮凝劑和優化絮凝工藝來實現。常見的傳統沉淀池：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池、斜板（管）式沉淀池；新型沉淀池：高效沉淀池。 平流式沉淀池平流式沉淀池是水廠設計中應用較早也是較普遍的一種沉淀形式，它可用作預沉或終沉池。 平流沉淀池 豎流式沉淀池豎流式沉淀池是20世紀50年代流行的一種沉淀池，豎流式沉淀池的平面可為圓形、正方形或多角形。污水從中心管流出，在池中由下向上作豎向流動，絮凝顆粒在上升水流的頂托和自身重力作用下，沉降到沉淀區。 豎流式沉淀池 輻流式沉淀池輻流式沉淀池呈圓形或正方形，直徑范圍為660m，最大可達100m，其構造多為中心進水、周邊出水，中心轉動排泥。 輻流式沉淀池 斜板（管）式沉淀池斜板（管）沉淀池是把與水平面成一定角度的眾多斜板（管）放置于沉淀池中構成，水從下往上流動（也有從上往下流動，或水平方向流動的），顆粒則沉