淺談污水處理廠的工藝設(shè)計

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淺談污水處理廠的工藝設(shè)計:BAF工藝在城市污水處理廠設(shè)計中的細(xì)節(jié)處理

摘要：簡要介紹馬鞍山博望東區(qū)污水處理廠的處理工藝和設(shè)計特點，闡述生物濾池工藝在中小型城市污水處理應(yīng)用上的優(yōu)勢，對工藝設(shè)計過程中的一些設(shè)計細(xì)節(jié)進(jìn)行分析，并闡明所采取的處理方法。

關(guān)鍵詞：城市污水處理廠；BAF;設(shè)計；碳源不足

1工程概況

馬鞍山博望東區(qū)污水處理廠一期規(guī)模1.0×104m3/d，變化系數(shù)1.58；遠(yuǎn)期規(guī)模2.0×104m3/d。變化系數(shù)1.49。具體進(jìn)、出水指標(biāo)見下表。

表1設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)

Tab.1Design quality of influent and effluent

103

該項目出水水質(zhì)執(zhí)行《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中的一級A標(biāo)準(zhǔn)，采用BOT模式建設(shè)。

2BAF生物濾池工藝的選擇

生物濾池工藝（BAF）是一種集生物反應(yīng)、過濾和反沖洗再生于一體的處理工藝。近年來從諸多中、小規(guī)模城市污水治理的優(yōu)選工藝中逐漸凸現(xiàn)出來，特別適用于BOT模式的建設(shè)，具有投資合理、運行經(jīng)濟、管理方便的特點。

其主要優(yōu)勢表現(xiàn)在：①流程短構(gòu)筑物少占地小；②工藝設(shè)備全部國產(chǎn)化，投資經(jīng)濟；③工藝氧利用率高，節(jié)省曝氣電耗；④自動化程度高，節(jié)省人工管理費；⑤污泥體積產(chǎn)量相對較小，污泥處理費用較低；⑥出水水質(zhì)好，抗沖擊負(fù)荷能力強。

3設(shè)計過程中的細(xì)節(jié)問題和處理方法

3.1提升泵房的設(shè)計考慮

須考慮泵房遠(yuǎn)期設(shè)備增設(shè)的可能,設(shè)計將泵站潛污泵集水井分兩格，土建按遠(yuǎn)期規(guī)模一次建成，設(shè)備分期安裝。

3.2細(xì)格柵的選擇

上向流生物濾池的濾頭易于為污水中的絮狀纖維、毛發(fā)類所堵塞，為此對格柵機的選擇顯得尤為重要。

本項目細(xì)格柵設(shè)計選用一種新型的內(nèi)進(jìn)水網(wǎng)板格柵，它的進(jìn)水方向和出水方向相垂直，有效增加了過水面積。其采用的一種新材料網(wǎng)板，更能有效針對水體中的毛發(fā)、纖維物的去除，本設(shè)計網(wǎng)板空隙e取2mm。

3.3沉砂池設(shè)計上的考慮

項目可研推薦采用曝氣沉砂池，本設(shè)計考慮到曝氣沉砂池會造成碳源的進(jìn)一步缺失，且預(yù)曝氣效果也會對后續(xù)沉淀池絮體沉降造成不利影響，造成加藥量的增加，故本設(shè)計改用旋流沉砂池。

在對旋流沉砂池的設(shè)計時，側(cè)重對有機物的分離，以減少有機物的流失為目的。為此槳葉數(shù)設(shè)置為4片，水力停留時間設(shè)計為50s，螺旋槳轉(zhuǎn)速為26r/min，槳葉距池底50mm。[2]

3.4沉淀池設(shè)計上的考慮

沉淀池的設(shè)置保證了生物濾池對進(jìn)水SS的要求，但同時也加劇了碳源不足的矛盾，所以應(yīng)通過對沉淀池的合理設(shè)計，減少可降解懸浮性有機物在沉淀池中的去除。本項目沉淀池采用高密度沉淀池，設(shè)計中除采用較高的水力負(fù)荷外（含污泥回流取值7.0m3/（m2·h）），另設(shè)超越管路，在進(jìn)水碳源較低的情況下，考慮進(jìn)水部分超越的做法，以保證碳源的充足。

撇油管設(shè)置于高密度沉淀池前端，以清除水體中的浮渣和污油。

生物濾池的反洗廢水經(jīng)提升排至高密度沉淀池的前端，可較排至提升泵房再經(jīng)二次提升節(jié)省電耗，另外，濾池反洗廢水中含大量脫落的生物膜，其沉降性好，對沉淀有利，可有效減少藥劑的投加。

3.5生物濾池段設(shè)計上的考慮

生物濾池是一種大阻力處理工藝，濾池阻力隨生產(chǎn)時間的增長通常很快。為此，在設(shè)計中應(yīng)考慮對安全水頭的合理預(yù)設(shè)，并對濾池的水力作如下設(shè)計處理。

①前級反硝化濾池采用較大粒徑的濾料（6-9mm，通常3-5mm），讓更多的懸浮物在后續(xù)硝化濾池(濾料粒徑3-5mm）中截留，避免前級濾池的過頻沖洗造成的對反硝化厭氧條件的影響，提高脫氮效率。

②硝化濾池內(nèi)的濾頭不設(shè)防堵濾帽，減少生物濾池段的整體水損。

③在合理的水力停留時間內(nèi)，控制濾層厚度，減小濾層的過濾阻力，本項目反硝化濾池濾層高度設(shè)計為3.2m，硝化濾池濾層3.5m。

④本項目濾池組并聯(lián)格數(shù)較少（≤6格），利用生物濾池大阻力特性，設(shè)計采用管道配水形式，也能達(dá)到較好的配水效果。運行中，濾池的過水能力實際是一個動態(tài)變化的過程，通過對單池過水量的觀測，可直接判斷工況，切換反洗。

⑤設(shè)計反硝化生物濾池含回流的水力負(fù)荷為7.1m3/（m2·h）、硝化濾池為5.3m3/（m2·h），硝化回流比R=150%。

其他一些細(xì)節(jié)設(shè)計處理：

①濾池的反洗排水管易于放空，可取消設(shè)置檢修用手動閥門，減少設(shè)備投資。

②后級濾池有前級濾池的保護(hù)，濾頭為纖維物堵塞的可能小，其配水室的保護(hù)放氣管取消設(shè)置。

③將濾池的反洗降水位排水管道和反洗進(jìn)水管道合并設(shè)計，優(yōu)化管路系統(tǒng)，節(jié)約了大量閥門。

④在出水穩(wěn)流柵的基礎(chǔ)上，增設(shè)濾料捕捉板，更有效的防止濾料在反洗過程中的流失。

⑤廢水緩沖池設(shè)曝氣穿孔管，利用濾池反沖洗風(fēng)機進(jìn)行攪拌，減少設(shè)備投資。

3.6中水回用的考慮

該項目處理后出水SS可控制在10mg/L以下，經(jīng)消毒處理后可作為中水供廠區(qū)內(nèi)日常設(shè)備沖洗、藥劑配制、綠化澆灑、室外消防、洗路沖廁等使用。

本項目設(shè)計一套規(guī)模為500m3/d的中水回用系統(tǒng)。中水管網(wǎng)和室外消防系統(tǒng)共用一套管路，其取水泵房和消毒池后的尾水排放泵房合建，管網(wǎng)水壓設(shè)穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓。

3.7超越管路的設(shè)計

污水廠超越管路是工藝系統(tǒng)正常運行的基本保證，也正是通過超越管路的設(shè)置，才能為非正常工況的調(diào)整提供可能性。

①該項目不設(shè)全廠總超越，采用雙回路供電，確保用電的安全。

②在提升泵房后、細(xì)格柵前設(shè)置泵后超越，用于整廠停產(chǎn)、檢修時。此時污水廠提升泵站作為城市污水管網(wǎng)的終點泵站。

③在生物濾池前設(shè)置超越管道，即二級處理超越，用于生物處理段出現(xiàn)非正常工況時。污水可經(jīng)過細(xì)格柵、沉淀池經(jīng)過一級處理后排入博望河，最大限度的降低污水中的污染物濃度。

④紫外消毒池設(shè)設(shè)備檢修用超越渠道。

4設(shè)計過程中欠考慮的細(xì)節(jié)問題

設(shè)計中也有一些問題考慮不足，例如曝氣生物濾池管廊設(shè)備的吊運問題，設(shè)計原只考慮了通過管廊出口處的單軌電動葫蘆進(jìn)行設(shè)備在管廊內(nèi)的進(jìn)出起吊，但是設(shè)備在管廊內(nèi)的運輸卻未予考慮，安裝時設(shè)備只能依靠人工搬運，極為不便。目前主要考慮在管廊內(nèi)增加平板小車的辦法來解決風(fēng)機、水泵等的檢修搬運問題。

5結(jié)語

近年來伴隨BAF生物濾池工藝在城市污水處理廠的廣泛運用，其設(shè)計布局和工藝組合的形式也在設(shè)計實踐中得到不斷的改進(jìn)和優(yōu)化，而其一些細(xì)節(jié)設(shè)計問題更應(yīng)得到充分的考慮和重視，才能保證系統(tǒng)在今后的運行中更加順暢、可靠、便捷和經(jīng)濟。

淺談污水處理廠的工藝設(shè)計:淺議小城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計中處理工藝的選擇

摘要：本文針對小城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計中工藝選擇應(yīng)考慮的問題，詳細(xì)介紹了幾種適合小城鎮(zhèn)污水處理的方法，同時，對幾種方法的優(yōu)、缺點做了較為詳細(xì)的討論，為小城鎮(zhèn)污水處理廠處理工藝的選擇提供參考。

關(guān)鍵詞：小城鎮(zhèn)污水處理；SBR工藝；A/A/O工藝

隨著“城鎮(zhèn)化”的逐步推進(jìn)，我國小城鎮(zhèn)人口增加、經(jīng)濟迅速發(fā)展，污水排放量也在不斷增加。許多城鎮(zhèn)生活污水、工業(yè)廢水未經(jīng)任何處理，直接排入水體，對周圍的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，成為區(qū)域性水環(huán)境的重要污染源頭，對城鎮(zhèn)居民飲用水安全及生存環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，制約了小城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)小城鎮(zhèn)污水處理廠，對這些污水進(jìn)行收集和處理勢在必行。需要根據(jù)它所處的自然地理環(huán)境條件、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素，經(jīng)過分析比較，選擇經(jīng)濟合理的處理工藝。

1 小城鎮(zhèn)污水廠的特點

小城鎮(zhèn)污水處理廠的規(guī)模一般小于20 000m3/d，進(jìn)廠污水包括生活污水及工業(yè)廢水。由于水量較少，存在以下特點：

①水量不均勻，晝夜變化大。相對于城市而言，小城鎮(zhèn)人口少、社會分工簡單，人民的生活規(guī)律較一致，污水的產(chǎn)生時段集中在白天，晚上水量較少。

②水質(zhì)受工業(yè)廢水影響較大。由于生活水平和習(xí)慣的差異，較之城市而言，小城鎮(zhèn)生活污水水質(zhì)較為穩(wěn)定，且有機物含量相對較低。因水量較少，若當(dāng)?shù)毓I(yè)廢水量較大，進(jìn)廠污水水質(zhì)將隨著工業(yè)廢水水質(zhì)的變化波動。

③經(jīng)濟效益不明顯。相對城市污水處理廠而言，其噸水處理費用相應(yīng)較高，經(jīng)濟效益不明顯。

④管理水平較低，要求設(shè)計工藝流程操作簡單、便于維護(hù)。

2 適合小城鎮(zhèn)污水處理的工藝

針對小城鎮(zhèn)污水處理的以上特點，結(jié)合對現(xiàn)有小城鎮(zhèn)污水處理廠工藝選擇的調(diào)查，介紹幾種適合小城鎮(zhèn)污水處理的方法，并提出我國小城鎮(zhèn)污水處理工藝的發(fā)展趨勢。

2.1 污水自然凈化處理系統(tǒng)

常見的污水自然凈化處理系統(tǒng)包括穩(wěn)定塘和土地處理系統(tǒng)。

2.1.1 穩(wěn)定塘。穩(wěn)定塘又稱為氧化塘或者生物塘，具有投資少、運行管理簡便、節(jié)省能耗的特點。穩(wěn)定塘具有以下幾個優(yōu)點：一是處理成本低。穩(wěn)定塘的結(jié)構(gòu)簡單、施工周期短、處理耗能低、運行維護(hù)方便且成本低，因穩(wěn)定塘的污水處理成本低。二是抗沖擊負(fù)荷強。穩(wěn)定塘一般具有較大的容積，能夠承受污水水量的波動，適應(yīng)能力和抗沖擊負(fù)荷強，滿足小城鎮(zhèn)污水處理的工藝要求。三是能夠充分地利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的湖泊、池塘等，可以因地制宜，達(dá)到污水處理的目的。四是污泥產(chǎn)量少，從而減少二次污染，降低了污泥的處理處置費用。然而，氧化塘也有一些缺點和局限性，主要表現(xiàn)在：占地面積大，處理的效率相對來說比較低，可能產(chǎn)生臭味滋生蚊蠅，不宜建在居民區(qū)的附近。

2.1.2 土地處理系統(tǒng)。污水土地處理系統(tǒng)是指利用農(nóng)田、林地等土壤—微生物—植物構(gòu)成的陸地生態(tài)系統(tǒng)對污染物進(jìn)行綜合凈化處理的生態(tài)工程。污水土地處理系統(tǒng)的優(yōu)點有：一是污水土地處理系統(tǒng)可以促進(jìn)污水中植物營養(yǎng)素的循環(huán)，污水中的有用物質(zhì)通過作物的生長而獲得再利用。二是污水土地處理系統(tǒng)的基建費用少，能夠充分地利用土地和洼地等。三是污水土地處理系統(tǒng)的運行管理方便，而且能耗低。四是污泥得到充分地利用，二次污染少。同時，土地處理系統(tǒng)也有一些缺點，如果設(shè)計不當(dāng)，會污染土壤和地下水，特別是造成重金屬污染、有機毒物污染，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降。也會散發(fā)臭味、滋生蚊蠅，甚至?xí)绊懭梭w的健康。

目前應(yīng)用最廣泛、研究最成熟的就是人工濕地處理系統(tǒng)。人工濕地系統(tǒng)由不可缺少的五個部分構(gòu)成，分別是具有透水性的基質(zhì)、在飽和水和厭氧基質(zhì)中能夠生長的植物、水體、無脊椎或者脊椎動物以及好氧或厭氧的微生物種群。它具有土地處理系統(tǒng)的優(yōu)點，操作簡單、投資省、能耗低。但其占地面積相對來說較大，比較適用于用地不太緊張的農(nóng)業(yè)區(qū)小城鎮(zhèn)。

2.2 SBR工藝

序批式活性污泥法簡稱SBR，又叫序列間歇式活性污泥法。它通過在運行上的間歇操作，實現(xiàn)了對有機物的有效降解。SBR工藝主要優(yōu)點有：一是工藝處理設(shè)備少，無二沉池和污泥回流系統(tǒng)，運行操作簡單、管理方便。二是不受污泥膨脹的困擾。三是抗沖擊負(fù)荷能力強。四是可以實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替出現(xiàn)，脫氮除磷的效果好。由于以上特點，SBR 系統(tǒng)更適合水量小、分散點源、污染物間歇排放的小城鎮(zhèn)污水處理。但同時，SBR 工藝也有一些不可忽略的缺點，由于潷水深度一般是1~2 m，因此污水提升的說水頭損失比較大。設(shè)備對自動化控制要求嚴(yán)格，因此對管理人員的要求也比較高。同時由于SBR 工藝不設(shè)初沉池，在一定程度上容易產(chǎn)生浮渣。由于采用的是在時間上形成的缺氧、好氧環(huán)境，脫氮效果不好。

2.3氧化溝工藝

氧化溝工藝是活性污泥法的一種變型，在結(jié)構(gòu)上是一種首尾相連的循環(huán)曝氣溝渠，污水處理按照厭氧、兼性厭氧、好氧的組合方式進(jìn)行。其特點在于混合液循環(huán)流動的溝狀生物反應(yīng)器和機械轉(zhuǎn)刷曝氣。該工藝具備以下幾個優(yōu)點：一是構(gòu)筑物少，可不建初沉池以及污泥消化池，因此處理流程簡單，操作管理方便。二是能夠承受水質(zhì)水量的沖擊負(fù)荷，克服了高濃度工業(yè)廢水抑制活性污泥菌活性的缺點。三是當(dāng)需要進(jìn)行脫氮除磷時，相對傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝，氧化溝具有降低運行費用以及能耗的優(yōu)點。四是出水水質(zhì)好，運行穩(wěn)定。但是，由于一般不建初沉池和污泥消化池，氧化溝工藝增加了反應(yīng)池的負(fù)荷，這在一定程度上會增加部分能耗，同時由于氧化溝的曝氣裝置比如表面曝氣器或者曝氣轉(zhuǎn)刷等機械部件需定期維修，因此檢修工作量較大。

2.4A/A/O工藝

A/A/O工藝是常規(guī)的典型除磷脫氮工藝。通過在生物反應(yīng)池中人為的造成厭氧、缺氧、好氧的生物環(huán)境。該工藝不但能有效的去除磷和氮，而且COD、BOD和SS去除效果也優(yōu)于常規(guī)的活性污泥法，還可以提高污泥的沉降性能。其主要優(yōu)點：一是出水水質(zhì)好。池內(nèi)經(jīng)缺氧、厭氧、好氧處理，處理效率提高，凈化效果好，能有效控制活性污泥膨脹。二是運行效果穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷。池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊，運行穩(wěn)定。三是高效脫氮除磷，節(jié)省化學(xué)藥劑使用，具有良好的脫氮除磷效果，剩余污泥含磷量高，肥效好，可利用作污泥堆肥。四是沒有固定池型，可滿足各種規(guī)模的污水處理。然而，由于設(shè)備數(shù)量較多，其管理運營較為復(fù)雜，設(shè)備檢修維護(hù)要求較高。

2.5 厭氧水解—高負(fù)荷生物濾

厭氧水解—高負(fù)荷生物濾池是近年來為了適應(yīng)小城鎮(zhèn)污水處理的特點而產(chǎn)生的處理工藝。該工藝主要是將預(yù)處理工藝由傳統(tǒng)的初沉池改為厭氧水解濾池，同時在傳統(tǒng)高負(fù)荷生物濾池的基礎(chǔ)上對其工藝構(gòu)造進(jìn)行了重要的技術(shù)創(chuàng)新。改造后的工藝既具有高負(fù)荷、高效率的優(yōu)點，又通過采用具有高空隙率、高附著面積和高二次布水性能的新型塑料模塊填料，取消了濾池出水回流系統(tǒng)，從而大幅度的降低了操作運行的能耗以及建設(shè)投資費用。作為新型工藝，厭氧水解—高負(fù)荷生物濾池有以下幾個突出的優(yōu)點：一是與普通的活性污泥法相比，該工藝的產(chǎn)泥量大大減少，這就在一定程度上降低了污泥處理、處置費用，也降低了二次污染。二是由于該工藝處理系統(tǒng)集初沉池、曝氣池、污泥回流設(shè)施以及供氧設(shè)施等與一身，因此污水處理流程簡單，管理運行簡單。三是工藝的抗沖擊負(fù)荷能力比較強。這些優(yōu)點都決定了厭氧水解—高負(fù)荷生物濾池能夠適應(yīng)我國小城鎮(zhèn)污水的要求。

3 結(jié)語

通過對上述幾種小城鎮(zhèn)污水處理工藝的比較，可以得出以下幾個結(jié)論：小城鎮(zhèn)污水處理應(yīng)從節(jié)約成本和管理方便入手來選擇污水處理工藝，將經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益達(dá)到最大化。實踐證明，人工濕地處理系統(tǒng)不僅投資省、處理效果好，而且有助于美化生態(tài)環(huán)境，是小城鎮(zhèn)污水處理工藝的最優(yōu)方案之一。從成本出發(fā)，氧化溝工藝以及SBR 工藝設(shè)備簡單，規(guī)模在5000m3/d以上的小城鎮(zhèn)污水處理廠，可優(yōu)先考慮。

淺談污水處理廠的工藝設(shè)計:污水處理廠的除磷脫氮工藝設(shè)計研究

【摘 要】隨著人們生活水平的提高，對污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求也相應(yīng)提高了，但是目前中國大多數(shù)城鎮(zhèn)的污水處理廠卻由于各種原因的結(jié)合而導(dǎo)致脫氮除磷的效果相當(dāng)差，出水更是難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，污水處理不好，給人們的生產(chǎn)及生活帶來了很大的不方便。因此，本文針對上述存在的問題，就污水處理廠除磷脫氮的相關(guān)工藝設(shè)計問題進(jìn)行了重點探討，希望通過對該問題的關(guān)注，來提高污水處理廠處理污水的效果，以此更好的提高人們的生活水平。

【關(guān)鍵詞】存在問題;除磷實驗;脫氮研究

0.引言

近幾年來，人們的生活水平在黨的正確政策帶領(lǐng)下，取得了較快提升，各種工廠工業(yè)也如雨后春筍般涌現(xiàn)，然而在人們?yōu)橹呗暁g呼的同時，污水排放問題卻讓人們無所適從，雖然關(guān)于污水排放的相關(guān)政策很多，但污水排放的效果卻不盡如人意，人們在反思自身不足的同時，也采取了更為先進(jìn)的高科技方法，希望以此來提高污水處理的效率，本文正是在此種背景下，對污水處理廠關(guān)于除磷脫氮問題進(jìn)行了重點討論與研究。

1.化學(xué)除磷試驗研究

1.1試驗裝置與試驗方法

為有效配合除磷實驗的研究，首先我們可以建一個柱高0.8m，直徑0.3m的模擬水池，當(dāng)水池有反應(yīng)沉淀現(xiàn)象時，原水和混凝劑溶液均從距底部0.6m處注入，內(nèi)設(shè)JJ-1大功率電動攪拌器，使原水和混凝劑充分混合，將污泥沉淀于混凝池底部排出，以去除原水中的SS 和TP，清水由出水管排出，溶藥池也同樣使用攪拌器使固體混凝劑充分溶解為液狀，并由蠕動泵注入混凝池?；瘜W(xué)除磷試驗中首先對混凝劑的種類進(jìn)行優(yōu)選，并對投藥量和攪拌時間兩個參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

1.2混凝劑的篩選

試驗選用硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫化鐵和聚合硫酸鐵4種常用的混凝劑，在攪拌轉(zhuǎn)速100r/min攪拌時間30min的實驗條件下，對各個混凝劑在不同投藥量下出水的TP和SS 的濃度進(jìn)行考察，優(yōu)選出最佳的混凝劑。隨著混凝劑投藥量的增加，出水SS 的濃度不斷降低，但4種混凝劑對SS的去除效果基本相同。而從對TP的去除效果來看，氯化鐵和聚合硫酸鐵這兩種鐵鹽混凝劑要優(yōu)于硫酸鋁和聚合氯化鋁這兩種鋁鹽混凝劑，當(dāng)投藥量增加到30mg/以上時，投加鐵鹽混凝劑的出水TP的濃度都降到0.5mg/l以下，達(dá)到國家一級排A放標(biāo)準(zhǔn)對TP濃度的要求。

除了具有良好的除磷效果，PFS在價格方面也占有一定的優(yōu)勢，市售PFS為700元/t，市售氯化鐵為1100元/t。所以，無論是TP的去除效果還是經(jīng)濟性方面，PFS均為理想的藥劑，從實際生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟方面考慮，最終選擇PFS為化學(xué)除磷的混凝劑。

1.3運行參數(shù)優(yōu)化

在確定使用聚合硫酸鐵為化學(xué)除磷試驗的混凝劑后，對投藥量和攪拌時間兩個參數(shù)要進(jìn)行優(yōu)化。

第一，對投入量參數(shù)的優(yōu)化。隨著混凝劑PFS投加量的增加，水中TP的濃度不斷減少。當(dāng)投藥量達(dá)到30ml/g時，水中TP的濃度已低于0.5mg/l，去除率達(dá)到75%以上。根據(jù)鐵鹽除磷的化學(xué)方程式可知，每去除1mg的磷，需要1.8mg的鐵。原水中TP的濃度在1mg/l至4m/l，若使出水TP濃度小于0.5mg/l，最多需要12mg/l的硫酸鐵，以至少40% 有效成分計算，需要30mg/l?？紤]水解等因素， 最終選定投藥量為40mg/l，此時的出水TP濃度為0.3mg/l?？梢员ＷC出水水質(zhì)符合一級A排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

第二，對攪拌時間參數(shù)的優(yōu)化。隨著攪拌時間的增長, 水 中TP 的濃度不斷減少。時間從 5min增加到15min, 水中TP 的去除率提高了5.1%,而從15min 增加到30min, 去除率僅提高了2.0%, 故過長的攪拌時間對TP的去除并無顯著的效果, 反而會增加額 外的能源消耗和構(gòu)筑物的建筑體積。

2.后置反硝化脫氮試驗研究

2.1試驗裝置與試驗方法

后置反硝化脫氮試驗采用三級生物濾柱設(shè)計三級濾柱分別為氧化硝化CN池、硝化N池和反硝化DN池，并同時向DN池中投加甲醇作為外加碳源, 即分別進(jìn)行氧化反應(yīng)、硝化反應(yīng)和反硝化, 對污水中的COD、NH3-N和TN進(jìn)行生化去除。其中CN池和N池使用空壓機進(jìn)行曝氣。三級濾柱均采用上向流方式, 使用高壓隔膜泵從底部注水, 濾柱中的火山巖濾料粒徑分 別為 6~8、4~6、3~5mm。

2.2運行參數(shù)優(yōu)化

進(jìn)水中的COD和NH3-N分別在CN池和N池中進(jìn)行去除,出水進(jìn)入DN池后,需要在外加碳源的條件下,將水中的TN予以去除。碳源的投加量將決定TN 的去除效果,投加不足將沒有足夠的 碳源供反硝化反應(yīng)的進(jìn)行,投加過量一方面會增 加額外的經(jīng)濟費用,一方面還會增加出水 COD 的濃度,故中試對后置反硝化的碳源投加量進(jìn)行了重點考察, 并選擇易于生物降解和被反硝化細(xì)菌利用的甲醇作為碳源。隨著甲醇投加量的增加,進(jìn)水中可供反硝化 利用的碳源不斷增加,出水的 TN 濃度也隨之下降,當(dāng)投加量增加到25mg/ L時, 出水TN濃度已達(dá)到一 級A排放標(biāo)準(zhǔn)以下, 但當(dāng)繼續(xù)投加到35mg/l時，隨著進(jìn)水中可被利用的硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度的降低，即使繼續(xù)增加甲醇投加量也難以加快反硝化反應(yīng)的速率，出水的TN濃度趨于平緩。

考察投加甲醇過程中進(jìn)出水的COD濃度變化趨勢,當(dāng)甲醇投加量在535mg/l之間時，出水COD濃度變化并不大,但繼續(xù)增加40mg/l時，投加的甲醇已不能完全被反硝化反應(yīng)作為碳源所利用，反而會影響出水的COD濃度。綜合投加甲醇對進(jìn)出水TN和COD變化趨勢,確定后置反硝化的甲醇碳源投加量為30mg/l，此時出水TN濃度為9.46mg/l，COD濃度為33mg/l，均符合國家一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。

水力停留時間HRT是指污水與濾池內(nèi)微生物作用的平均反應(yīng)時間,是工藝中另一重要控制參數(shù)。隨著水力停留時間HRT的增長,出水TN的濃度也隨之不斷下降。但從45min開始，出水TN下降的速率便開始變得平緩,通常反應(yīng)時間越長,微生物對基質(zhì)的去除率越高,則在流量一定的條件下,對構(gòu)筑物的容積要求越大。因此,結(jié)合建設(shè)費用,確定水力停留時間為45min。

3.結(jié)論

第一，污水處理廠升級改造選擇化學(xué)除磷進(jìn)行深度處理，選用聚合硫酸鐵為混凝劑，在投藥量為40mg/l、攪拌時間為15min 的條件下，使出水TP濃度保持在0.5mg/l以下。

第二，在水廠現(xiàn)有兩級曝氣生物濾池工藝基礎(chǔ)上，增加后置反硝化工藝進(jìn)行水廠深度脫氮的升級改造，可使用甲醇作為外加碳源，其投加量為30mg/l， 使出水TN及COD指標(biāo)均能夠達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。

第三，采用后置反硝化工藝進(jìn)行深度脫氮的升級改造，單池水力停留時間為45min的條件下，出水TN濃度保持在15mg/l以下，實現(xiàn)一級A達(dá)標(biāo)排放。

總之，在高科技的社會主義市場經(jīng)濟大背景下，為實現(xiàn)效益的最大化，我們就應(yīng)該盡可能的引用高新技術(shù)，來為我們的效益服務(wù)。隨著人們生活水平的提高，人們的精神需求也是日益提升，但與此同時，生活尤其是工業(yè)污水卻一直困擾著人們，而且也給人們的生活及工作帶來了很大的不方便，更有甚者，污水如果得不到及時處理，會對我們賴以生存的地下水造成極大的污染，這樣就會直接威脅到人們的生活及生產(chǎn)，因此污水廠無論是出于自身經(jīng)濟效益的考慮，還是出于對人們生活負(fù)責(zé)人的角度，都應(yīng)該提高污水處理的效果，盡可能多的將污水進(jìn)行有效的處理，這就需要污水處理廠除在人員配置方面下工夫外，還要多多引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，來對污水進(jìn)行有效處理，上文介紹的除磷脫氮技術(shù)研究就是應(yīng)用高科技水平的很好實例。這樣一來，我們不僅可以很好解決水資源嚴(yán)重不足的問題，解決好廣大西北部地區(qū)嚴(yán)重缺水的問題，同時我們還可以很好的凈化我們的水資源，另外，環(huán)境問題也會隨著污水的處理而變得不再是困擾人們的問題，可謂是一舉多得。本文重點針對除磷脫氮技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究與討論，相信通過該技術(shù)的實際應(yīng)用，污水廠的污水處理問題會得到很好的解決。

淺談污水處理廠的工藝設(shè)計:氧化溝工藝在污水處理廠設(shè)計中的應(yīng)用分析

摘要：目前，在我國污水處理廠工業(yè)廢水和生活污水治理的過程中，氧化溝污水處理工藝由于污水處理效果顯著、操作簡單、管理方便，而且有著良好的經(jīng)濟效益，因此被人們廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：氧化溝工藝；污水處理廠

早期的氧化溝僅用于去除有機物，同時將氨氮氧化為硝酸鹽氮，因此氧化溝工藝無厭氧區(qū).氧化溝循環(huán)廊道內(nèi)也無缺氧區(qū)，此時氧化溝在去除有機物的同時還可以反硝化脫氮。而為了去除污水中的植物性營養(yǎng)物，國內(nèi)外又相繼開發(fā)了帶有厭氧區(qū)（或帶有厭氧區(qū)及缺氧區(qū)）的氧化溝工藝，以保證在去除有機物的同時去除氮磷污染物。本文以福安賽甘污水處理廠生化處理采用改良型Carrousel-2000氧化溝工藝為例，對氧化溝工藝進(jìn)行分析。

1.污水廠簡介

近年來，隨著福安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和甘棠鎮(zhèn)臨海工業(yè)的迅速發(fā)展，周邊沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口的集聚，帶來的工業(yè)和生活污染問題日益突出，目前福安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和甘棠鎮(zhèn)產(chǎn)生的工業(yè)污水和生活污水就近排放，造成周邊水環(huán)境污染。該水廠設(shè)計主要用于處理開發(fā)區(qū)工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水及生活污水。工程近期建設(shè)規(guī)模2.0萬m3/d，遠(yuǎn)期增建規(guī)模2.0萬m3/d一組，總處理水量4.0萬m3/d。

1.1進(jìn)水水質(zhì)及工藝參數(shù)

設(shè)計運行參數(shù)：污泥濃度MLSS=3.4g/L一4.0g/L，污泥負(fù)荷F/M=0.08kgBOD /（kgMLSS?d），回流比R=100%，厭氧DO≤0.2mg/L，缺氧DO≤0.5mg/L，好氧DO≥2.0mg/L。

設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)為BOD5180 mg/l、CODcr300 mg/l、SS170 mg/l、NH3-N35 mg/l、TP3 mg/l、PH6～9；出水水質(zhì)為BOD5≤20 mg/l、CODcr≤60 mg/l、SS≤20 mg/l、NH3-N≤8 mg/l、TP≤1.0 mg/l、PH6～9。

1.2工藝流程

污水經(jīng)廠外粗格柵去除直徑大于15mm的懸浮物后經(jīng)廠外提升泵房用潛水泵提升至廠內(nèi)細(xì)格柵渠；在細(xì)格柵中去除直徑大于5mm的懸浮物后在沉砂池進(jìn)行砂水分離預(yù)處理，沉淀比重大于2.65的砂粒。隨后污水進(jìn)入淺層高效氣浮池，去除比重接近水的細(xì)小顆粒。

污水進(jìn)入改良型Carrousel-2000氧化溝后，在氧化溝中污水依次通過厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，去除大部分BOD5、CODcr、氨氮和磷，生化后的污水經(jīng)配水井流入二沉池，在二沉池污水中的活性污泥沉淀下來，二沉池底部沉淀污泥，在重力作用下排放到污泥泵井，經(jīng)污泥回流泵回流到氧化溝的厭氧區(qū)，二沉池上部清水通過集水槽收集后進(jìn)入紫外消毒池消毒，將污水中病原微生物和細(xì)菌殺滅。消毒后出水經(jīng)巴氏計量槽計量后自流排入賽江下游海域。各單體放空水均接入廠區(qū)污水管網(wǎng)，并經(jīng)廠區(qū)污水泵井提升回流至細(xì)格柵旋流沉砂池。

二沉池排出的剩余污泥通過污泥泵井輸送至污泥濃縮池，在濃縮池中將污泥含水率從99.2%降至97.5%。然后用污泥泵抽升至污泥脫水車間，再經(jīng)帶式壓濾機進(jìn)行污泥脫水后外運，脫水后的污泥約含水率為80%。

2 氧化溝的機理

2.1 氧化溝處理污水的原理。傳統(tǒng)的氧化溝污水處理技術(shù)，是直接將污水和回流污泥引入到氧化構(gòu)系統(tǒng)當(dāng)中，并且通過表面曝氣機將混合液中溶解氧的濃度控制在 2-3mg/L 左右。在摻氧量充沛情況下，使得微生物可以很好的去除 BOD，并且在氧化的作用下也使得混合液中的氨被轉(zhuǎn)化成硝酸化合物。而在曝氣機下游，污水水流也從曝氣區(qū)的湍急狀態(tài)演變成平緩的狀態(tài)，根據(jù)相關(guān)的污水處理規(guī)范，將水流流速控制在一個合適的范圍之內(nèi)，確?；钚晕勰嘣谑褂眠^程中處于一個懸浮的狀態(tài)。當(dāng)微生物在將混合液中的溶氧量降低到零時，也就導(dǎo)致混合液呈現(xiàn)出一個缺氧的狀態(tài)，在通過相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，將污水中的 BOD、磷元素和氮元素進(jìn)行有效的處理。不過這種污水處理方法，雖然可以有效的將污水中的 BOD 去除，但其除磷脫氮的功能卻十分有限。

因此為了使得氧化后在污水處理過程中起到一個很好的除磷脫氮的效果，我們就要在傳統(tǒng)的氧化溝中增設(shè)一個厭氧區(qū)和絕氧區(qū)。根據(jù)相關(guān)試驗表明，在污水處理的過程中，技術(shù)人員將大部分回流污泥和 20%左右的污水引入到厭氧區(qū)，可以使得回流污泥中存在的硝酸化合物在碳源的作用下發(fā)生反硝化反應(yīng)，為后續(xù)的污水治理工序提供了一個絕氧環(huán)境。而且當(dāng)回流污泥和污水進(jìn)入到厭氧區(qū)的時候，由于厭氧區(qū)中存在著很多兼性細(xì)菌，可以將污水中的 BOD 轉(zhuǎn)化成VFA，當(dāng)厭氧區(qū)中的聚磷菌遇到 VFA 時，又會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而為磷酸鹽的水解提供了能量。再通過絕氧區(qū)中碳源的作用下，就使得在對回路污泥和污水處理過程中起到一個良好的除磷脫氮的效果。最后，將回流污泥和污水引入到氧化溝當(dāng)中，從而使其氧化溝起到一個良好的污水處理效果。

2.2 氧化溝除磷脫氮的影響因素。影響氧化溝除磷脫氮效果的因素有很多，不過由于磷離子和氮離子的兩種處理方法不同，因此在污水處理的過程中，影響著兩種離子排除的因素也存在著不同。其中影響氧化溝除磷效果的因素，主要有污泥齡、硝酸化合物的濃度以及基質(zhì)濃度等，其中對污泥齡對氧化溝處理效果的影響最大，所以我們在氧化溝除磷過程中，要將其污泥齡控制在污水處理規(guī)定的范圍之內(nèi)。而影響氧化溝脫氮的主要原因則是溶氧量、碳源濃度以及硝酸化合物的濃度，而為了保證氧化溝的脫氮效果，技術(shù)人員在污水處理的過程中，一定要將氧化溝中的溶氧量、碳源濃度和硝酸化合物的濃度控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。

3.處理的主要設(shè)施

3.1預(yù)處理

（1）細(xì)格柵池及旋流沉砂池

本工程細(xì)格柵、旋流沉砂池考慮合建，土建按遠(yuǎn)期4.0m3/d規(guī)模建設(shè)安裝，設(shè)備按近期配備。

細(xì)格柵的功能是截除污水中較小漂浮物，柵條之間保持大約5mm的間隙，柵前對應(yīng)1.0m的水深，電機對應(yīng)的功率為1.1kw，還有一臺螺旋輸送機。這臺輸送機可以將比較小的懸浮物去除。旋流沉砂池的功能是去除污水中粒徑≥0.2mm的砂粒，使無機砂粒與有機物分離開來，便于后續(xù)生化處理。旋流沉砂池2座，與格柵池共建，直徑D=3.05m，沉砂池深度H=3.8m，砂斗直徑1.0 m，砂斗深度2.0m，沉砂池中間設(shè)有一臺可調(diào)速的漿葉分離機和一臺羅茨風(fēng)機，功率分別為1.1kW和2.2kW。砂水混合物由羅茨風(fēng)機造成的靜壓輸送至配套的一臺砂水分離器，功率為0.37kW，分離后的干砂外運。

3.2生物處理

（1）氧化溝

Carrousel-2000氧化溝1座，將厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)隔開，厭氧區(qū)和缺氧區(qū)均設(shè)置兩溝，好氧區(qū)由四個單溝組成，整個氧化溝平面尺寸90.8×30.2m，總高度4.5m。

在氧化溝厭氧段內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢杵?臺，達(dá)到攪拌和推流的作用，規(guī)格為：MA4/12-620-480，功率P=4.0kW，采用不銹鋼304。氧化溝好氧段內(nèi)還配置1臺DO測定儀，測量范圍為0-15.0mg/L，以及1臺MLSS測定儀，測量范圍為0-8000.0mg/L。

（2）二沉池

二沉池進(jìn)出水都是從周邊進(jìn)行的，對應(yīng)較高的負(fù)荷，獲得的處理效果非常的理想，占地空間不大，如果配水對應(yīng)的設(shè)計方式比較合理的話，泥水分離會獲得更好的效果。設(shè)計流量2.0萬m3/d，池數(shù)：1個，池內(nèi)徑32.0m，平均表面負(fù)荷：qave=1.04 m3/m2?h；最大表面負(fù)荷：qmax=1.35 m3/m2?h；有效水深4.Om，沉淀池內(nèi)設(shè)1臺中心傳動的單管吸泥機，參數(shù)為ZXJ-32-I，Ф=32m，H =4.5m，n=0.028rpm，P=0.37kW。

（3）提升污泥的泵站：

泵站的作用是使二沉池底部污泥提升至氧化溝厭氧區(qū)，并把剩余污泥提升至儲泥池，同時作為配水井。潛水泵共有二臺，一用一備，按最大回流比100%選擇水泵流量，型號為：350WQ850-7-37，Q=850m3/h，H=7m，N=37kW，變頻控制；遠(yuǎn)期增加同型號水泵一臺，二用一備；回流污泥根據(jù)氧化溝污泥濃度控制回流量，剩余污泥泵與污泥脫水協(xié)調(diào)運行，同時起到均勻配水的作用。

3.3尾水處理

（1）紫外消毒池

紫外消毒池的功能是將生化處理污水進(jìn)行消毒，使大腸桿菌≤10，000個/L，使出水達(dá)到GB18918-2002一級B類標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)計規(guī)模是4.0萬m3/d；平面尺寸：20.33×5.5m，有效水深1.7m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；主要設(shè)備：近期2.0萬m3/d規(guī)模紫外模塊成套定型設(shè)備一套。

3.4 污泥處理

要想實現(xiàn)污泥濃度保持不變，必須要將多余的污泥排走。通過污泥泵將剩余污泥向脫水機房轉(zhuǎn)送。機房內(nèi)，先通過2臺螺桿泵混合絮凝劑和剩下的污泥，而后送到帶式脫水機里面進(jìn)行脫水。干濾餅?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)超過百分之二十的干固含量。對經(jīng)過脫水的污泥予以最終的處理之后，拉到填埋場填埋處理。二期的時候，建議作為堆肥予以很好地利用處理。

結(jié)語

氧化溝工藝是目前城市污水處理技術(shù)中出水水質(zhì)最好、操作最穩(wěn)定、應(yīng)用最多的工藝之一。雖然目前應(yīng)用中還存在一些影響處理效果的因素，但隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會的進(jìn)步，該工藝必將得到進(jìn)一步的提高。