佛山某鎮(zhèn)污水處理廠可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 294 207 20xx年 2 月 86 400 34 286 20xx年 3 月 100 200 197 合計(jì) 丹灶城區(qū)排澇泵站進(jìn)水水質(zhì) 丹灶現(xiàn)有污水處理廠 20xx年 3 月監(jiān)測數(shù)據(jù) 時(shí)間 監(jiān)測指標(biāo)（ mg/L） BOD COD NH3－ N PH SS 城區(qū)排澇泵站 80 213 155 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定 根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB89781996)第 ，對排入設(shè)置二級污水處理廠的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的污水執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)，其最高允許排放濃 度為： BOD5≤300mg/L ， SS≤400mg/L ， CODcr≤500mg/L 。 由于城區(qū)排澇泵站進(jìn)水部分為河涌水，所以水質(zhì)偏低。考慮到污水收集管網(wǎng)的不斷完善，污水水質(zhì)將逐步提高。同時(shí)參考我國南方部分污水廠以及南海部分污水廠的設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行的進(jìn)水水質(zhì)，為穩(wěn)妥、可靠起見，確定某鎮(zhèn)城區(qū)污水處理廠的進(jìn)廠水質(zhì)見表 2－ 5： 表 2－ 5 某鎮(zhèn)城區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)表 項(xiàng)目 PH CODcr BOD5 SS NH3N TN TP (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) 指標(biāo)值 69 300 150 150 30 38 出水水質(zhì) 某鎮(zhèn)城區(qū)污水廠處理后的凈化水排入官山涌，最后排入順德水道。 按照《廣東省地表水環(huán)境功能區(qū)劃》、《珠江三角洲水質(zhì)保護(hù)條例》及珠江綜合整治要求，北江的水質(zhì)目標(biāo)是地表水 II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《南海市 “ 十五 ” 環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》的規(guī)劃官山涌 20xx年要達(dá)到地表水 IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 另外在環(huán)評報(bào)告，提及污水處理廠應(yīng)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB1891820xx)一級 B 標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)環(huán)評報(bào)告及排水接納水體官山涌的水質(zhì)類別，城 區(qū)污水廠工程的出水標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國標(biāo)一級 B標(biāo)準(zhǔn)。出水標(biāo)準(zhǔn)確定為： CODcr≤60mg/L BOD5≤20mg/L SS≤20mg/L 氨氮 ≤8mg/L 總氮 ≤20mg/L 總磷 (以 P 計(jì) )≤pH值： 6－ 9 根據(jù)本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)，確定本工程處理程度，見表 2－ 6 表 2－ 6 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)及處理程度 名稱 BOD5 CODcr SS 氨氮 總氮 總磷 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) (mg/L) 150 300 150 30 38 設(shè)計(jì)出水水質(zhì) (mg/L) 20 60 20 8 20 處理程度 (%) 80 75 污水處理廠廠址 某鎮(zhèn)城區(qū)污水處理廠廠址位于官山涌邊，已規(guī)劃預(yù)留 ，廠址現(xiàn)狀是丹灶電鍍廠，地勢平坦，土地開闊，水電交通較為方便，可以作為污水處理廠廠址。 廠址用的控制范圍東北角控制坐標(biāo)點(diǎn)（ X=， Y=）、西北角控制坐標(biāo)點(diǎn)（ X=， Y=）、東南角控制坐標(biāo)點(diǎn)（ X=， Y=）、西南角控制坐標(biāo)點(diǎn)（ X=， Y=），總用地 。 3 處理工藝方案論證 污水處理方案 污水處理工藝的選擇應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)、污水排放標(biāo)準(zhǔn)所要達(dá)到的處理程度、用地面積和工程規(guī)模等多種因素綜合考慮，不同的污水處理工藝有其適用范圍，應(yīng)根據(jù)具體情況而定。必須充分考慮污水量和污水水質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)條件和管理水平，優(yōu)先選用技術(shù)合理先進(jìn)、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便、宜于分期建設(shè)的、成熟的工藝。 常規(guī)二級處理工藝 我國現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB5001420xx)的表中給出了污水處理廠 BOD5和 SS的處理效率，見表 3－ 1 表 3－ 1 污水處理廠的處理效率 處理級別 處理方法 主要工藝 處理效率 % SS BOD5 一級處理 沉淀法 沉淀 40~55 20~30 二級處理 生物膜法 初次沉淀、生物膜法、二次沉淀 60~90 65~90 活性污泥法 初次沉淀、曝氣、二次沉淀 70~90 65~95 從表中可以得知，二級活性污泥法的處理效率最高，這也是目前國內(nèi)外大多數(shù)城市污水處 理廠都采用的方法。但常規(guī)二級處理工藝對氮、磷的去除是有一定限度的，僅靠從剩余污泥中排除約10~20%的氮和約 12~19%的磷，達(dá)不到本工程對氮和磷去除率的要求，因此，必須采用脫氮除磷的二級處理工藝。 污水處理工藝介紹 污水的脫氮除磷可供選擇的處理方法通常有生物處理法及物理化學(xué)法二大類。物理化學(xué)法即需投加相當(dāng)數(shù)量的化學(xué)藥劑，運(yùn)行費(fèi)用較高。而一般污水生物處理又可分為活性污泥法和生物膜二種。生物膜法采用填料或?yàn)V料掛膜提高微生物單位體積的密度可大大提高容積負(fù)荷，占地面積小，但在實(shí)際運(yùn)行控制過程中廣泛存在 池型復(fù)雜、控制困難、膜易積存、濾料流失、水流短路以及池底布?xì)夤軝z修不便、填料堵塞、板結(jié)等問題。 活性污泥法同生物膜法相比，具有處理效率高、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富、環(huán)境良好等優(yōu)點(diǎn)，因此，對城市污水進(jìn)行脫氮除磷，生物活性污泥法是其中的首先方案，在國內(nèi)外亦被普遍采用。 (1) 生物脫氮除磷工藝的歷史 從 60年代開始，美國曾系統(tǒng)地進(jìn)行了氮磷物化處理方法研究，結(jié)果認(rèn)為用物化法的缺點(diǎn)是耗藥量大，污泥多，處理大量城市污水經(jīng)濟(jì)上不合算，因此著手研究生物法脫氮除磷。 從 70年代開始，采用活性污泥法脫氮已逐步實(shí)現(xiàn)工 業(yè)化流程， 1977年正式命名為 A/O法。 A/A/O法是在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究開發(fā)而成的生物脫氮除磷工藝流程。 我國從 80年代初開始開展生物脫氮除磷研究，在 80年代后期實(shí)現(xiàn)工業(yè)化流程，目前常用的生物脫氮除磷處理工藝有 A/A/O法、 SBR法 (Sequencing Batch Reactor,序批式活性污泥法 )、氧化溝法等，均取得較好效果。 傳統(tǒng)的充、放水 SBR法逐漸發(fā)展演變成多種形式：如 ICEAS(間歇循環(huán)延時(shí)曝氣法 )； DATIAT(需氧池、間歇曝氣池 )； CASS(循環(huán)活性污泥系統(tǒng) )； UNITANK（運(yùn)行與三槽 式氧化溝相似）、 MSBR（改良型 SBR）等。 典型的 SBR及其變種均可通過控制污泥負(fù)荷、厭氧缺氧好氧分配實(shí)現(xiàn)生物部分脫氮除磷。 氧化溝法改良為帶有沉淀槽的三槽式氧化溝、 AC氧化溝及卡魯塞爾 20xx型氧化溝等等，氧化溝法及其改良型通過增加厭氧段、單獨(dú)隔離開缺氧段來更好地實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷。 常規(guī)的活性污泥法 A/A/O終又派生出各種變法，例如 A/A/O法中變?yōu)?UCT法及 MUCT法等，均可實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷 (2) 生物脫氮除磷工藝基本原理 生物脫氮是利用自然界氮的循環(huán)原理，采用人工方法予以控制。首先，污水中有機(jī)氮 、蛋白氮等在好氧條件下轉(zhuǎn)化成氨氮，而后由硝化菌變成硝酸鹽氮，這個(gè)階段稱為好氧硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮變成氮?dú)庖莩觯@階段稱為缺氧反硝化。整個(gè)生物脫氮過程就是氮的分解還原反應(yīng)，反應(yīng)能量從有機(jī)物中獲取。在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、 pH值以及反硝化碳源等。生物脫氮系統(tǒng)中，硝化菌增長速度緩慢，所以，要有足夠的污泥泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進(jìn)行，并且要有充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用順利進(jìn)行。 由此可見，生物脫氮系統(tǒng)中硝化 與反硝化反應(yīng)需要具備如下條件： 硝化階段：足夠的溶解氧 DO值 2mg/l以上，合適的溫度，最好 20℃, 不低于 10℃ ，足夠長的污泥泥齡，合適的 pH條件。 反硝化階段：硝酸鹽的存在，缺氧條件 DO值 ，充足的碳源 (能源 )，合適的 PH條件。 通過上述原理，可組成缺氧與好氧池，即所謂 A/O系統(tǒng)。 A/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要控制的幾個(gè)主要參數(shù)就是足夠的污泥泥齡與進(jìn)水的碳氮比。 (3) 生物除磷 利用活性污泥中聚磷菌。這種菌的特點(diǎn)是既能貯存磷酸鹽，又能貯存碳源 (以 β 羥丁酸形式貯存，即 PHB形式貯存 )，在厭氧條件，進(jìn) 水中有機(jī)物與細(xì)菌體內(nèi)磷酸鹽作用，由菌體內(nèi)磷酸鹽分解后提供能量，合成 PBH，并放出磷，在好氧條件下，利用體內(nèi)的 PHB，吸收液體中的磷，形成磷酸鹽形式，貯存在細(xì)胞內(nèi)，因此，生物除磷僅指液相中的磷酸鹽轉(zhuǎn)移到細(xì)胞中去，所以污泥的含磷量很高，可達(dá) 8～ 10%(一般 %)，影響生物除磷的因素是要厭氧條件 DO=0，同時(shí)要有快速降解COD，即 P/COD比值恰當(dāng)。希望含磷污泥盡快從系統(tǒng)中排出。也就是說，污泥泥齡要短，否則泥中的磷又會解析到液體中。 按照上述原理，在生物碳氮系統(tǒng)前再設(shè)置一個(gè)厭氧池，這樣就形成所謂 A/A/O系統(tǒng) ，即厭氧 /缺氧 /好氧系統(tǒng)。 (4) 生物脫氮除磷的影響因素 從生物脫氮除磷原理看出，兩者要求的有些方面是相互制約的。要正常發(fā)揮脫氮除磷系統(tǒng)效率，詳細(xì)分析進(jìn)水水質(zhì)是十分必要的，有如下幾點(diǎn)值得注意： ①COD 濃度 ②TKN/COD 比值 ③P/COD 比值 ④ 水溫 178。COD 濃度，達(dá)到除磷要求取決于進(jìn)水中易生物降解 COD濃度，一般不得小于 50mg/l(比值一般為進(jìn)水 COD的 1/4～ 1/3)，所以進(jìn)水 COD低于 150mg/l，不能達(dá)到除磷要求。 178。TKN/COD 比值， TKN/COD值小于 ，可完全去除硝酸鹽，若在 ～ ，不能完全去除硝酸鹽，可以采用 UCT工藝，從厭氧池中去除磷酸鹽， ～ ， UCT工藝也不能完全消除厭氧池中 的硝酸鹽，要控制回流比，減少硝酸鹽對厭氧池影響，當(dāng) TKN/COD大于 ，城市污水不能用生物脫氮除磷方法。 178。P/COD 值， P/COD值應(yīng)小于 ，方能達(dá)到除磷要求。 178。 水溫，供氧量用夏季水溫復(fù)算，生物降解用冬季水溫復(fù)算。 污水處理工藝選擇 對市政污水的處理，目前已經(jīng)研究開發(fā)出了各種各樣的生物處理方法。就生物處理而言，從初期普通活性污泥法發(fā)展至 今，經(jīng)過不斷改進(jìn)，出現(xiàn)了多個(gè)改進(jìn)型的方案，如氧化溝、 A/O法、 A2/O法、 AB法、 SBR工藝及其改進(jìn)型等多種工藝。尤其近年來，隨著城市污水中 N、 P 等污染物指標(biāo)的升高以及受污染水體富營養(yǎng)化問題的日益突出，脫氮、除磷已成為必不可少的工藝環(huán)節(jié)。因而曝氣池也由單純的好氧反應(yīng)工藝發(fā)展到包括缺氧反應(yīng)池和厭氧反應(yīng)池在內(nèi)的復(fù)合工藝，利用多種反應(yīng)池功能的組合，可以達(dá)到生物脫氮除磷的目的。 本工程擬對下列三個(gè)工藝進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，氧化溝法、 A/A/O法、 CASS法等，各處理工藝的機(jī)理簡述如下： 一 )CASS法（方案一） 1901 年英國 Ardern 和 Lockett 在其試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上在世界化學(xué)學(xué)報(bào)上首先發(fā)表了一篇重要的科研報(bào)告，介紹了在單一的反應(yīng)器內(nèi)將空氣注入污水中，將其所產(chǎn)生的污泥進(jìn)行循環(huán)并按間歇方式運(yùn)行，就得到良好的污水凈化效果， 從試驗(yàn)成果，誕生了活性污泥法。 80年來活性污泥法一直處于污水生化處理的主導(dǎo)地位。但是由于當(dāng)時(shí)的活性污泥法雖然處理效率很可觀， 由于監(jiān)控和檢測技術(shù)的限制， SBR法未得到廣泛應(yīng)用。 70年代起，由于西歐各國財(cái)政上的原因，政府對小城鎮(zhèn)環(huán)保項(xiàng)目的投入減少，迫使小城鎮(zhèn)的環(huán)保事業(yè)著眼于低投資低能耗，同時(shí)由于程控技 術(shù)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些水質(zhì)儀表如溶氧測定儀， ORP計(jì)的開發(fā)應(yīng) 用，于是 SBR法又得到了重視。日本、美國、澳大利亞、法國等國家開始了高層次重新研究間歇活性污泥法。被命名為序批式活式污泥法（ Sequencing Batch Reactor 簡稱 SBR）。根據(jù) SBR工藝運(yùn)行模式，其操作由進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、排出和閑置 5 個(gè)基本過程，從進(jìn)水至閑置間的工作時(shí)間為一個(gè)周期。在一個(gè)周期內(nèi)的 5 個(gè)過程都在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)按程序完成，整個(gè)處理系統(tǒng)可以通過二個(gè)或二個(gè)以上的反應(yīng)池進(jìn)行組合交替完成。由于 SBR工藝流程短，反應(yīng)過程在 一個(gè)池內(nèi)按時(shí)間程序完成，所以在時(shí)間程序中進(jìn)水階段可以降低曝氣強(qiáng)度使池內(nèi)產(chǎn)生缺氧狀態(tài)，而曝氣階段的時(shí)間可根據(jù)實(shí)際反應(yīng)時(shí)間而定。通過時(shí)間順序可以對缺氧、好氧的比例進(jìn)行調(diào)整，使處理系統(tǒng)更適應(yīng)水質(zhì)的變化和達(dá)到期望的出水標(biāo)準(zhǔn)；通過時(shí)間程序可控制沉淀出水水質(zhì)，根據(jù)活性污泥的實(shí)際沉淀時(shí)間使出水 SS濃度更低。 由于 SBR法中，曝氣、沉淀集同一池內(nèi)，節(jié)約了二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)，但曝氣池體積、曝氣動力設(shè)備均要增加，在中小規(guī)模污水處理中是較好的處理工藝。 典型的 SBR法的運(yùn)行模式見圖一所示。 典型的 SBR工工藝已發(fā)展出 了許多變種， CASS（ Cyclic Activated Sludge Technology）工藝是其中一能夠達(dá)到脫氮除磷功能完善的方式。本工程擬采用 CASS工藝作為方案一進(jìn)行比較。 全稱為循環(huán)式活性污泥法，是近年來應(yīng)用較多的生活污水及工業(yè)廢水處理的先進(jìn)工藝。與傳統(tǒng)的SBR間歇反應(yīng)器不同，每個(gè) CASS反應(yīng)器一般由三個(gè)區(qū)域組成，即生物選擇區(qū) (厭氧區(qū) )、缺氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，三個(gè)部分的比例一般為： 1： 5： 30。通常在主反應(yīng)區(qū)前設(shè)置一兼氧區(qū)。生物選擇區(qū)設(shè)置在反應(yīng)器的進(jìn)水處，這是一容積較小的污水污泥接觸區(qū)，進(jìn)入反應(yīng)區(qū)的污 水和從主反應(yīng)區(qū)內(nèi)回流的活性污泥（約 20%Q~50%進(jìn)水）在此相互混合接觸。生物選擇區(qū)是按照活性污泥種群組成動力學(xué)的規(guī)律而設(shè)置的，創(chuàng)造合適的微生物生長條件并選擇出絮凝性細(xì)菌。在生物選擇區(qū)內(nèi)，可使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放，同時(shí)污泥回流液中存在的少量硝酸鹽氮（約2mg/l~10mg/l）可得到反硝化，生物選擇區(qū)反硝化量可達(dá)整個(gè)系統(tǒng)反硝化量的 20%左右 ,DO一般控制在 150～ 200mV左右。兼氧區(qū)不僅具有輔助的厭氧或兼氧條件下運(yùn)行的生物選擇區(qū)對進(jìn)水