水污染課程設(shè)計(jì)工藝選擇

1、 城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB 189182002 ） 城市污水處理及污染防治技術(shù)政策建成2000124號(hào) 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838-2002） 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（ GB50014-2003）城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB 189182002 注：下列情況下按去除率指標(biāo)執(zhí)行：當(dāng)進(jìn)水COD 大于350mg/L時(shí)，去除率應(yīng) 大于60%；BOD 大于160mg/L 時(shí)，去除率應(yīng)大于50%。 括號(hào)外數(shù)值為水溫120時(shí)的控制指標(biāo)，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫120時(shí) 的控制指標(biāo)。城市污水處理及污染防治技術(shù)政策建成2000124號(hào)以56為例，且出水水質(zhì)要求符合城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放 標(biāo)準(zhǔn)(GB

2、18918-2002)中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)參數(shù)見(jiàn)下表。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)測(cè)水質(zhì)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)BOD5(mg/l)35035020COD(mg/l)50050060SS(mg/l)20020020TN353520NH3-N25258TP10101pH值6969水量m345000項(xiàng)項(xiàng) 目目進(jìn)進(jìn) 水水 (mg/l) (mg/l)出出 水水 (mg/l) (mg/l)去除率去除率 % %BOD535020 94.3%COD50060 88%SS2002090%TN352042.9%NH3-N25868%TP10190% 該污水處理廠(chǎng)日處理能力約4.5萬(wàn)噸,屬于中小規(guī)模的污水處廠(chǎng)。 按城市污水處理及污

3、染防治技術(shù)政策的要求： 該污水處理廠(chǎng)對(duì)脫氮除磷有要求，可選擇的工藝方法有A/O法A/A/0法、氧化溝法、SBR法、水解好氧法和生物濾池法等。AO工藝 AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A(Anacrobic)是厭氧段，是脫氮除磷階段；O(Oxic)是好氧段，是去除水中的有機(jī)物的階段。工藝特點(diǎn)（1）流程簡(jiǎn)單，不需外加碳源和曝氣池，以原污水作為碳源，建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較低；（2）反硝化階段在前，硝化階段在后，設(shè)內(nèi)循環(huán)，以原污水中的有機(jī)底物作為碳源，效果好，反硝化反應(yīng)充分；（3）為使硝化殘留物得以進(jìn)一步去除，在后面設(shè)置曝氣池，提高處理水水質(zhì)；（4）A階段攪拌，使污泥懸浮，避免DO增加。O階段的前段采用強(qiáng)曝氣

4、，后階段減少氧氣量，使內(nèi)循環(huán)液的DO降低，以保證A階段的缺氧狀態(tài)。存在的問(wèn)題（1）A/O法由于沒(méi)有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，故不能培育出具有獨(dú)特功能的污泥，所以降解難降解有機(jī)物的效率低；（2）提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而運(yùn)行費(fèi)用加大。因?yàn)閮?nèi)循環(huán)液來(lái)自曝氣池，含有一定的DO，使A階段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，從而影響反硝化效果，使脫氮率很難達(dá)到90。（3）影響水力停留時(shí)間的因數(shù)是（硝化6h ，反硝化2h ）循環(huán)比MLSS（3000mg/L）污泥齡（ 30d ）N/MLSS負(fù)荷率（ 0.03 ）進(jìn)水總氮濃度（ 30mg/L）。 氧化溝工藝 氧化溝又名連續(xù)循環(huán)曝氣池,是活性污泥法的一種變形。氧化溝污

5、水處理工藝自投入使用以來(lái)。由于其出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點(diǎn),已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外廣泛的應(yīng)用于生活污水和工業(yè)污水的治理。目前應(yīng)用較為廣泛的氧化溝類(lèi)型包括: 帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝、奧爾伯氧化溝、T型氧化溝、DE型氧化溝和一體化氧化溝。 其基本特征是曝氣池呈封閉、環(huán)狀跑道式, 池體狹長(zhǎng),池深較淺,在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。廢水和活性污泥以及各種微生物混合在溝渠中作不停地循環(huán)流動(dòng),完成對(duì)廢水的硝化與反硝化處理。生物氧化溝兼有完全混合式、推流式和氧化塘的特點(diǎn)。在技術(shù)上具有凈化程度高、耐沖擊、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便、維修簡(jiǎn)單、投資少、能耗低等特點(diǎn)。氧化溝在空間上形成了好氧區(qū)、

6、缺氧區(qū)和厭氧區(qū), 具有良好的脫氮功能。工藝特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 曝氣強(qiáng)度可調(diào)節(jié)，簡(jiǎn)化了預(yù)處理和污泥處理。缺點(diǎn)： （1）污泥膨脹問(wèn)題當(dāng)廢水中的碳水化合物較多，N、P 含量不平衡，PH值偏低，氧化溝中污泥負(fù)荷過(guò)高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹。 （2）泡沫問(wèn)題由于進(jìn)水中帶有大量油脂，處理系統(tǒng)不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，產(chǎn)生大量泡沫。 （3）污泥上浮問(wèn)題當(dāng)廢水中含油量過(guò)大，整個(gè)系統(tǒng)泥質(zhì)變輕，在操作過(guò)程中不能很好控制其在二沉池的停留時(shí)間，易造成缺氧，產(chǎn)生腐化污泥上浮。SBR工藝 在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)先培養(yǎng)馴化一定量的活性污泥，當(dāng)廢水進(jìn)入反應(yīng)器與活性污泥混合接觸并有氧存在時(shí)，微生物利

7、用廢水中的有機(jī)物進(jìn)行新陳代謝，將有機(jī)物降解并同時(shí)使微生物細(xì)胞增殖。將微生物細(xì)胞物質(zhì)與水沉淀分離，廢水即得到處理。其處理過(guò)程主要由初期的去除與吸附作用、微生物的代謝作用、絮凝體的形成與絮凝沉淀性能幾個(gè)凈化過(guò)程完成。工藝特點(diǎn) （1）具有一定的調(diào)節(jié)均化功能,可緩解進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的不穩(wěn)定性。 （2）工藝處理簡(jiǎn)單, 處理構(gòu)筑物少, 曝氣反應(yīng)池集曝氣、沉淀、污泥回流于一體, 可省去初沉池、二沉池及污泥回流系統(tǒng) （3）污泥量少, 易于脫水, 控制一定的工藝條件可達(dá)到較好的除磷效果, 但也存在自動(dòng)控制和連續(xù)在線(xiàn)分析儀器儀表要求高的缺點(diǎn)。 A2O工藝 A2/O處理工藝是AnaerobicAnoxi

8、cOxic的英文縮寫(xiě)，它是厭氧缺氧好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱(chēng)，A2/O工藝是在厭氧好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，該工藝同時(shí)具有脫氮除磷的功能。工藝特點(diǎn) （1）厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類(lèi)的微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷功能； （2）在同時(shí)脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間也少于同類(lèi)其它工藝。 （3）在厭氧-缺氧-好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，SVI一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。 （4）污泥中含磷量高，一般為2.5%以上。名稱(chēng)名稱(chēng) 氧氧化溝工藝化溝工藝AOAO工藝工藝 A A2 2O O工藝工藝SBRSBR工藝工藝優(yōu)

9、點(diǎn)1.處理流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，基建費(fèi)用?。?.處理效果好，有穩(wěn)定的除P脫N功能；3.對(duì)高濃度的工業(yè)廢水有很大稀釋作用；4.有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)； 5.能處理不容易降解的有機(jī)物；6.污泥生 成量少，污泥不需要消化處理，不需要污泥回流系統(tǒng)；7.技術(shù)先進(jìn)成熟，管理維護(hù)簡(jiǎn)單；8.國(guó)內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)；9.對(duì)于中小型無(wú)水廠(chǎng)投資省，成本底；10.無(wú)須設(shè)初沉池，二沉池。1污泥沉降性能好；2.污泥經(jīng)厭氧消化后達(dá)到穩(wěn)定；3.用于大型水廠(chǎng)費(fèi)用較低；4.沼氣可回收利用。1.具有較好的除P脫N功能；2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；3.具有提高對(duì)難降解生物有機(jī)物去除效果，運(yùn)行

10、效果穩(wěn)定；4.技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；5.管理維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低；6沼氣可回收利用；7.國(guó)內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)。1.流程十分簡(jiǎn)單；2.合建式，占地省，處理成本底；3. 處理效果好，有穩(wěn)定的除P脫N功能；4.不需要污泥回流系統(tǒng)和回流液；不設(shè)專(zhuān)門(mén)的二沉池；5.除磷脫氮的厭氧，缺氧和好氧不是由空間劃分的，而是由時(shí)間控制的。名稱(chēng)名稱(chēng) 氧氧化溝工藝化溝工藝 AO AO工藝工藝A A2 2O O工藝工藝SBRSBR工藝工藝缺點(diǎn)1.周期運(yùn)行，對(duì)自動(dòng)化控制能力要求高；2.污泥穩(wěn)定性沒(méi)有厭氧消化穩(wěn)定；3.容積及設(shè)備利用率低；4.脫氮效果進(jìn)一步提高需要在氧化溝前設(shè)厭氧池。1.用于小型水廠(chǎng)

11、費(fèi)用偏高；2.沼氣利用經(jīng)濟(jì)效益差；3.污泥回流量大，能耗高。1.處理構(gòu)筑物較多；2.污泥回流量大，能耗高。3. 用于小型水廠(chǎng)費(fèi)用偏高；4.沼氣利用經(jīng)濟(jì)效益差。1.間歇運(yùn)行，對(duì)自動(dòng)化控制能力要求高；2.污泥穩(wěn)定性沒(méi)有厭氧消化穩(wěn)定；3.容積及設(shè)備利用率低；4.變水位運(yùn)行，電耗增大；5.除磷脫氮效果一般。 綜上所述，比較適合本經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的工藝是A2/O工藝。 這種工藝具有較好的除P脫N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；具有提高對(duì)難降解生物有機(jī)物去除效果，運(yùn)行效果穩(wěn)定；技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；管理維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低；沼氣可回收利用；國(guó)內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)

12、驗(yàn)技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠，最為重要的是該工藝總水力停留時(shí)間少于其他同類(lèi)工藝，節(jié)省基建費(fèi)用，占地面積相對(duì)較小，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的形勢(shì)下，寸土寸金，該工藝無(wú)疑具有非常大的吸引力。 又因?yàn)锳2/O法生物脫氮除磷工藝在TP/BOD50.06，COD/TN8時(shí)采用。TP/BOD5=0.029 0.06，COD/TN=8.33 8，故可以采用該工藝。 A2/O工藝是在A(yíng)/O法生物除磷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)缺氧過(guò)程，通過(guò)混合液回流（內(nèi)回流）將硝化產(chǎn)生的硝酸鹽還原成氮?dú)鈴南到y(tǒng)中逸出，既達(dá)到脫氮的目的；又使回流至厭氧階段（外回流）的污泥盡量少含化合態(tài)的氧（即NO3-電子受體），從而造成厭氧池比較完全的厭氧環(huán)境，以利

13、于聚磷菌較徹底地釋放磷，為其在后續(xù)好氧階段中過(guò)量地?cái)z取污水中的磷創(chuàng)造必要的條件。因此，A2/O法的技術(shù)核心是在好氧反應(yīng)階段前增加厭氧階段和缺氧階段。 A2/O工藝的厭氧階段是該工藝除磷的關(guān)鍵所在。污水與來(lái)自二沉池的回流污泥在厭氧池中充分混合，活性污泥中的聚磷菌將細(xì)胞物質(zhì)中的磷釋放出來(lái)，以溶解性的磷酸鹽形式存在，通過(guò)對(duì)磷的釋放，聚磷菌在好氧階段能從污水中吸收幾倍于所釋放的磷，即所謂過(guò)量攝取，從而達(dá)到生物除磷的目的。因此，聚磷菌對(duì)磷的釋放程度成為除磷效果好壞的關(guān)鍵。 A2/O工藝的缺氧階段的主要作用是反硝化脫氧，反硝化菌利用NO3-作為最終電子供體氧化污水中的有機(jī)物用于產(chǎn)能和增殖。同時(shí)，硝酸鹽被氧化還原，使N2從水中逸出，達(dá)到脫氮的目的并消除NO3-N對(duì)厭氧環(huán)境的影響。由于脫氮需要碳源（BOD），因此反硝化的同時(shí)可以降解部分有機(jī)物，從而節(jié)省能耗。缺氧/好氧交替這種運(yùn)行方式利用了兼性微生物特有的生理特性，即硝酸鹽還原菌在好氧環(huán)境中受到抑制，而在缺氧段則對(duì)好氧產(chǎn)物NO3-進(jìn)行代謝，而此時(shí)好氧菌則受到抑制。 連續(xù)流的污水處理構(gòu)筑物其缺氧/好氧環(huán)境的交替出現(xiàn)可以通過(guò)控制曝氣量的分配來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槿毖跖c好氧環(huán)境不斷地交替進(jìn)行，從總體上來(lái)看，缺氧區(qū)和好氧區(qū)為獨(dú)立的兩個(gè)區(qū)域，是兩個(gè)相串聯(lián)的生物反應(yīng)器，各部分內(nèi)的微生物種群、工作環(huán)境、代謝底物和產(chǎn)物是不相同的。A2/O工藝的優(yōu)勢(shì)