污水處理及管網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目工藝方案分析與確定方案

1、污水處理及管網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目工藝方案分析與確定方案1.1 處理工藝選擇1.1.1 工藝方案選擇的原則本項(xiàng)目需要建設(shè) 2 個(gè)污水處理廠，分別為 1 縣城西污水處 理廠和鎖營污水處理廠。 2 個(gè)污水處理廠采用相同的污水處 理工藝。 選擇合適的污水處理工藝， 不僅可以降低工程投資， 且有利于項(xiàng)目的運(yùn)行管理以及減少其常年運(yùn)行費(fèi)用，保證出 水水質(zhì)。污水處理工藝應(yīng)遵循以下原則：1、應(yīng)能滿足本項(xiàng)目進(jìn)、出水水質(zhì)的要求，適應(yīng)污水量變 化和水質(zhì)沖擊負(fù)荷的影響，確保處理效果；2、采用低能耗、低運(yùn)行費(fèi)、低基建費(fèi)、出水水質(zhì)好、運(yùn) 行管理方便的成熟處理工藝；3、積極、慎重地采用經(jīng)實(shí)踐證明是行之有效的新技術(shù)、 新工藝；4、便于全

2、面規(guī)劃，近遠(yuǎn)期合理銜接，根據(jù)發(fā)展情況分段 逐步實(shí)施，更好的發(fā)揮投資效益。1.1.2 工藝選擇所考慮的因素 在污水處理工藝選擇時(shí)，需要考慮以下因素：l、進(jìn)水水質(zhì) 污水的有機(jī)物濃度對工藝選擇有很大影響。當(dāng)有機(jī)物濃 度高時(shí)，選用厭氧一好氧工藝比較有利， A 段只需較小的池 容和電耗就可去除較多的有機(jī)物，節(jié)省了基建費(fèi)和電耗，污 水的有機(jī)物濃度越高，節(jié)省的費(fèi)用就越多。厭氧處理多用于 大幅削減高濃度有機(jī)污染。2、處理規(guī)模和當(dāng)?shù)貤l件 處理規(guī)模大小對處理工藝選擇影響較大。廠區(qū)的環(huán)境條 件也是確定處理工藝的重要因素，在大城市、人口稠密地區(qū) 等環(huán)境質(zhì)量要求高的地區(qū)，宜采用占地少、衛(wèi)生條件好的工 藝。1.2 主體工

3、藝比選 根據(jù)本次工程確定的進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和出水水質(zhì)要求，處 理工藝采用生物處理段 +深度處理段。1.2.1 生物處理段工藝選擇 根據(jù)本次工程確定的進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求，處理工 藝擬采用生物脫氮除磷處理工藝。按照構(gòu)筑物的組成形式、 運(yùn)行性能以及運(yùn)行操作方式的不同，可以分為活性污泥工 藝、生物膜工藝及膜生物反應(yīng)器三大類?；钚晕勰喾ɑ钚晕勰嗵幚砉に囍饕腥齻€(gè)系列：(1)A 2/0 系列； (2)序批式反應(yīng)器 (SBR) 系列：(3)氧化溝系列。1、A2/0 工藝A2/0 工藝即厭氧 - 缺氧 -好氧活性污泥法。污水在流經(jīng)三 個(gè)不同功能分區(qū)的過程中，使污水中的有機(jī)物、氮、磷得以去除。該工藝在系統(tǒng)上是同

4、步除磷脫氮工藝， 在厭氧（缺氧）、 好氧交替運(yùn)行的條件下可有抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨 脹， SVI 值一般小于 100，有利于處理后污水與污泥的分離， 運(yùn)行中在厭氧和缺氧段內(nèi)只需輕微攪拌。由于厭氧、缺氧和 好氧三個(gè)區(qū)嚴(yán)格區(qū)分，有利于不同微生物的繁殖生長。因此 脫氮除磷效果好。目前該法在國內(nèi)外使用廣泛。2、 SBR 法SBR 是在單一反應(yīng)池內(nèi)， 按時(shí)間順序?qū)崿F(xiàn)不同目的的操 作達(dá)到處理要求的處理系統(tǒng)，其操作過程是周期性的，一個(gè) 周期的進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和待機(jī)的過程全在一個(gè)設(shè)有 曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，這種操作周面復(fù)始進(jìn)行， 達(dá)到不間斷處理污水之目的，因而不需沉淀池和回流污泥設(shè) 備，但

5、由于 SBR 法是嚴(yán)格按時(shí)間順序運(yùn)行的， 其所需裝備造 價(jià)高，控制管理水平要求嚴(yán)格，操作不當(dāng)將導(dǎo)致污泥隨出水 流失，造成二次污染，此外該方法總?cè)莘e利用率低，一般小 于 50% ，僅適用于較小污水量場合。3、氧化溝法 氧化溝最初于五十年代出現(xiàn)于荷蘭，主要由環(huán)形曝氣池 組成， 具有出水水質(zhì)、 處理效率穩(wěn)定、 操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)， 同時(shí)也能滿足生物脫氮要求。氧化溝布置有多種形式，除了 常用的轉(zhuǎn)刷型氧化溝外，還采用垂直軸表面曝氣葉輪的 Carrousel 氧化溝以及轉(zhuǎn)盤型曝氣器的奧貝爾氧化溝。生物膜法1、生物濾池生物濾池使用的生物載體是小塊料（如碎石塊、塑料填 料）或塑料型塊，堆放或疊放成濾床，故常稱

6、濾料。與水處 理中的一般濾池不同，生物濾池的濾床暴露在空氣中，廢水 灑到濾床上。布水器有多種形式，其中回轉(zhuǎn)式布水器使用最 廣。回轉(zhuǎn)式以兩根或多根對稱布置的水平穿孔管為主體，能 繞池心旋轉(zhuǎn)。穿孔管貼近濾床表面，水從孔中流出。布水器 的工作是連續(xù)的，但對局部床面的施水是間歇的，這承繼了 污水灌溉間歇灌水的概念。濾床的下面有用磚或特制陶塊、 混凝土塊鋪成的集水層， 再下面是池底。 集水層和池外相通， 既排水又通風(fēng)。 工作時(shí)， 廢水沿載體表面從上向下流過濾床， 和生長在載體表面上的大量微生物和附著水密切接觸進(jìn)行 物質(zhì)交換。污染物進(jìn)入生物膜，代謝產(chǎn)物進(jìn)入水流，出水帶 有剝落的生物膜碎屑，需用沉淀池分離。

7、生物膜所需要的溶 解氧直接或通過水流從空氣中取得。生物濾池的占地面積較 大。2、生物轉(zhuǎn)盤 生物轉(zhuǎn)盤是隨著塑料的普及而出現(xiàn)的。數(shù)十片、近百片 塑料或玻璃鋼圓盤用軸貫串，平放在一個(gè)斷面呈半圓形的條 形槽的槽面上。盤徑一般不超過 4 米，槽徑約大幾厘米。有 電動(dòng)機(jī)和減速裝置轉(zhuǎn)動(dòng)盤軸，轉(zhuǎn)速1.53轉(zhuǎn)/分左右，決定于盤徑，盤的周邊線速度在 15 米分左右。廢水從槽的一 端流向另一端。盤軸高出水面，盤面約40%浸在水中， 60%暴露在空氣中。盤軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盤面交替與廢水 和空氣接觸。盤面為微生物生長形成的膜狀物所覆蓋，生物 膜交替地與廢水和空氣充分接觸，不斷地取得污染物和氧 氣，凈化廢水。膜和盤面之間因轉(zhuǎn)動(dòng)

8、而產(chǎn)生切應(yīng)力，隨著膜 的厚度的增加而增大，到一定程度，膜從盤面脫落，隨水流 走。生物轉(zhuǎn)盤無堵塞現(xiàn)象，盤面積利用率高， 比生物濾池占地小。但生物轉(zhuǎn)盤受氣候影響大，污水中的揮 發(fā)性污染物影響環(huán)境。膜生物反應(yīng)器 (MBR) 膜生物反應(yīng)器集生物反應(yīng)器的生物降解和膜的高效分 離于一體，是膜技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的新 型高效污水生物處理工藝。其工作原理是利用反應(yīng)器的好氧 微生物降解污水中的有機(jī)污染物。同時(shí)，利用反應(yīng)器內(nèi)的硝 化細(xì)菌轉(zhuǎn)化污水中的氨氮，以去除污水中產(chǎn)生的異味(污水 中的異味主要由氨氮產(chǎn)生) 。最后，通過超濾 膜進(jìn)行高效的固液分離出水。膜生物反應(yīng)器工藝通過膜分離 技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反

9、應(yīng)器的功能，與傳統(tǒng)的生物處理方法 相比， 具有生化效率高、 抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、 出水水質(zhì)穩(wěn)定、 占地面積小、排泥周期長、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前 最有前途的污水回用處理技術(shù)之一。污水經(jīng)氣浮、過濾工藝 處理后，可直接由過濾泵送至 MBR反應(yīng)器處理，出水進(jìn)入 儲(chǔ)水池消毒即可回用或排放。 MBR反應(yīng)器的少量排泥可委 托具有危險(xiǎn)廢物處置資質(zhì)的企業(yè)處置。MBR的優(yōu)缺點(diǎn)：1）出水水質(zhì)良好穩(wěn)定，可直接回用。2）占地面積小，容積負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短。3）排泥周期長，在生物自解下污泥量少，操作運(yùn)行費(fèi)用低，低能耗且易于自動(dòng)化控制。4）MBR設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，可以一體化組裝，實(shí)現(xiàn)了集約 化、小型化、自動(dòng)化，并可就

10、地處理、回用中水。5）膜堵塞問題，給操作管理帶來不便； 膜制造成本偏高，膜生物反應(yīng)器的基建投資較高。通過以上論述，各處理工藝系列特點(diǎn)比較詳見下表各生物處理工藝系特點(diǎn)比較表項(xiàng)目A2/0 工-藝SBR氧化溝生物濾池生物轉(zhuǎn)盤MBR氮處理效果好較好較好般較好好運(yùn)行可靠性好好好較好較好好工藝可控性好般般較好般較好耐沖擊負(fù)荷較好好最好好般好構(gòu)筑物占地較小較小大較大較小很小基建投資般較咼較大般較咼高運(yùn)行費(fèi)用般較咼較咼般低高規(guī)模適用性各種規(guī)模中小型中小型中小型中小型中小型通過上表比較，結(jié)合本工程實(shí)際情況，選擇A2/0工藝作為污水主處理工藝。深度處理段工藝選擇深度處理階段是污水處理的重要環(huán)節(jié)，其工藝目的是進(jìn) 一

11、步去除污水中經(jīng)生物處理段一一生物脫氮除磷處理后剩 余的污染物質(zhì)，工藝的選擇取決于生物處理段出水的水質(zhì)和 所需達(dá)到的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。生物處理段出水中污染物物質(zhì)為有機(jī) 物和無機(jī)物的混合體，主要包括懸浮物、細(xì)菌、藻類等。根 據(jù)生物段出水水質(zhì)特點(diǎn)，推薦濾布過濾器和V型濾池工藝。濾布過濾器濾布過濾器技術(shù)是上世紀(jì)九十年代發(fā)展起來的，能有效 代替?zhèn)鹘y(tǒng)濾池或其它絮凝濾池的新型污水深度處理回用技 術(shù)，與傳統(tǒng)的工藝相比，無需混凝、絮凝、砂濾，工藝過程 簡單，易控制，其過濾出水水質(zhì)高于傳統(tǒng)工藝。適用于規(guī)模 化地表水的進(jìn)一步凈化、廢水的深度處理與中水回用。在用 于污水處理廠深度處理工藝中的過濾工段時(shí)，二級(jí)生物處理 出水后經(jīng)

12、混凝沉淀進(jìn)入濾布過濾器系統(tǒng)，水中的飄泥、懸浮 物、細(xì)小顆粒等物質(zhì)均能被有效地截除，出水 SS 濃度小于 10mg/L 。濾布過濾器與其它過濾器相比具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢，最 主要的特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、出水水質(zhì)好、 占地少、運(yùn)行管理簡單、一般情況下無需加藥。1、出水水質(zhì)好并且水質(zhì)和水量穩(wěn)定。2、設(shè)計(jì)新穎，耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)性強(qiáng)。3、設(shè)備簡單緊湊，附屬設(shè)備少，整個(gè)過濾系統(tǒng)的投資 低。4、設(shè)備閑置率低，總裝機(jī)功率低。5、運(yùn)行自動(dòng)化，因而運(yùn)行和維護(hù)簡單、方便。6、水頭損失比砂濾池小很多。7、運(yùn)行費(fèi)用低。8、占地面積比其他濾池小很多。9、設(shè)計(jì)周期和施工周期短。10、濾前處理系統(tǒng)的事故對濾布濾池的

13、影響較小，并且 恢復(fù)較快。 V 型濾池工藝V型濾池是一種高效、穩(wěn)定的過濾技術(shù)。V型濾池是快濾池的一種形式，因?yàn)槠溥M(jìn)水槽形狀呈 V字形而得名，因?yàn)?其濾料采用均質(zhì)濾料，即均粒徑濾料，所以也叫做均粒濾料 濾池，整個(gè)濾料層在深度方向的粒徑分布基本均勻；在底部 采用帶長柄濾頭底板的排水系統(tǒng)，不用設(shè)礫石承托層。V型進(jìn)水槽和排水槽分別設(shè)于濾池兩側(cè)，池子 可沿著長的方向發(fā)展，布水均勻。V型濾池的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：采用的是均粒濾料，含污能力很高；氣水反洗、表面沖洗結(jié)合，反沖洗的效果比其它濾池的好；反沖洗布?xì)獠妓鶆?；單個(gè)池子的面積很大；可適用于各種水廠，特別是大型中型的水廠。缺點(diǎn)：池體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，濾料較貴；增加了反

14、沖洗的供氣系統(tǒng)；產(chǎn)水量大時(shí)，比同規(guī)模的普通快濾池基建投資造價(jià)要深度處理段工藝特點(diǎn)比較表項(xiàng)目濾布過濾器V型濾池工藝氮處理效果好好磷處理效果較好般運(yùn)行可靠性好好工藝可控性較好較好耐沖擊負(fù)荷較好較好操作管理方便最復(fù)雜設(shè)備數(shù)量般較多構(gòu)筑物占地般小基建投資般般運(yùn)行費(fèi)用較低般規(guī)模適用性各種規(guī)模各種規(guī)模通過上表比較，結(jié)合本工程實(shí)際情況，選擇濾布過濾器工藝 1.3污泥處置方案比選污泥處置方案簡介污水處理廠剩余污泥脫水后，運(yùn)送至附近的垃圾填埋場 進(jìn)行處置。污泥處置方案比較城市污水處理廠在進(jìn)行處理的過程中都要產(chǎn)生各種污 泥，污泥中有的是截留下來的懸浮物質(zhì)，有的是由生物處理 系統(tǒng)排出的生物污泥。本次污水處理工程的污

15、泥主要是沉淀 池產(chǎn)生的剩余污泥。本工程的污泥產(chǎn)生量雖然不大，但是如不穩(wěn)妥處理，將造成二次污染。污泥在未經(jīng)過濃縮前含水率較高，達(dá)99.2%99.6%，體積很大，所以污水處理廠需要對污泥進(jìn)行適當(dāng)?shù)?濃縮處理，以減少污泥體積，滿足污泥脫水的要求。1、污泥濃縮 污泥濃縮一般有重力濃縮、氣浮濃縮及機(jī)械濃縮三種方 式。重力濃縮的缺點(diǎn)是衛(wèi)生條件差，占地面積大，效率低， 污泥停留時(shí)間長，易厭氧化。在北方寒冷地區(qū)，還應(yīng)特別注 意保溫措施，否則將影響其運(yùn)行效果。氣浮濃縮適用于濃縮輕質(zhì)污泥，可將含水率99.5%的活性污泥濃縮到9496%。其含水率低于采用重力濃縮所達(dá)到 的含水率，但運(yùn)行費(fèi)用較高，系統(tǒng)復(fù)雜。機(jī)械濃縮是

16、新近發(fā)展的污泥濃縮方式，通過將污泥化學(xué) 絮凝后，以機(jī)械方式降低污泥含水率，因此適合各類污泥。 可將含水率 99.5%的活性污泥濃縮到 94 %以下，因此可大量 減少污泥體積，減少污泥脫水設(shè)備的容量，處理效率高，占 地省，衛(wèi)生條件好，其缺點(diǎn)是需要投加化學(xué)藥劑，同時(shí)投資 較大。2、污泥脫水污泥一般采用機(jī)械脫水，常用的污泥脫水機(jī)型主要有帶 式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)、板框壓濾機(jī)和螺壓脫水機(jī)，其中板 框壓濾機(jī)由于受到設(shè)備的限制，一般僅應(yīng)用于小型污水處理 廠；螺壓脫水機(jī)是一種低轉(zhuǎn)速、全封閉、可連續(xù)運(yùn)行的新型脫水機(jī)，目前應(yīng)用較少，設(shè)備造價(jià)較高帶式壓濾機(jī)主要有帶壓型和擠壓型。帶式壓濾機(jī)的特點(diǎn) 是：濾帶可以回旋，脫

17、水效率高，噪音小，能源消耗省，附 屬設(shè)備少，操作管理維修方便，但必須正碗選用有機(jī)高分子 混凝劑。污泥必須預(yù)先進(jìn)行充分的絮疑，以便加強(qiáng)過濾段的 自由脫水，并能適應(yīng)進(jìn)一步逐漸加壓脫水巴脫水后泥餅的含 水率一般在 80% 。離心脫水機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，附屬設(shè)備少，在密閉狀 況下運(yùn)行，臭味小，不需要過濾介質(zhì)，維護(hù)較為方便，能長 期自動(dòng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。但離心脫水機(jī)工作噪音較大，當(dāng)固液比重 差很小時(shí)不易分離。將泥中若含有砂礫，易磨損設(shè)備。脫水 后污泥含水率一般在 7080%。同時(shí)離心脫水耗電量大，運(yùn) 行費(fèi)用高。1.3.3 污泥處置方案確定綜上所述，帶預(yù)濃縮的帶式壓濾機(jī)和離心脫水機(jī)都能滿 足要求?？紤]本工程污水處

18、理廠規(guī)模較小，污泥部分運(yùn)行成 本對項(xiàng)目污水處理成本的計(jì)算產(chǎn)生很大影響，因此確定本工 程采用帶預(yù)濃縮的帶式壓濾機(jī)。1.4 消毒工藝比選1.4.1 消毒工藝比較消毒是城市污水處理的必要環(huán)節(jié)，早在 2000 年 6 月 5 日由建設(shè)部、國家環(huán)境保護(hù)總局、科技部聯(lián)合發(fā)出的“關(guān)于印發(fā)城市污水處理及污染防治技術(shù)政策的通知建城2000124 號(hào)”中規(guī)定 “為保證公共衛(wèi)生安全， 防治傳染性疾 病傳播，城市污水處理設(shè)施應(yīng)設(shè)置消毒設(shè)施” 。新排放標(biāo)準(zhǔn) 對污水廠尾水消毒有了更嚴(yán)格的規(guī)定，根據(jù)出水水質(zhì)要求， 必須采用適當(dāng)?shù)南痉绞綒缥鬯泻写罅考?xì)菌及病毒。目前，國內(nèi)外污水處理廠普遍采用的出水消毒技術(shù)有液 氯消毒、

19、二氧化氯消毒、紫外線消毒等方法，從工藝的經(jīng)濟(jì) 性、運(yùn)行管理的難易、消毒可靠性等方面，這些工藝都各有 優(yōu)缺點(diǎn)。1、液氯消毒 液氯消毒技術(shù)的加氯操作過程簡單，價(jià)格較低，且在管 網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用，作為一種成熟的消毒劑，其已有 百年的應(yīng)用歷史。但由于氯和有機(jī)物反應(yīng)可生成對健康有害 的物質(zhì)，近年來，氯消毒所引發(fā)的環(huán)境、安全問題越來越引 起人們的重視，有被其他消毒技術(shù)取代的趨勢。2、二氧化氯消毒 二氧化氯是新一代廣普強(qiáng)力殺菌劑，并可做氧化劑和漂 白劑。在可選用的消毒劑中，二氧化氯被認(rèn)為是其中性價(jià)比 最優(yōu)的一種。鑒于二氧化氯獨(dú)特的消毒優(yōu)勢，目前，歐洲已有數(shù)千家 水廠采用二氧化氯作為消毒劑，美國也有 4

20、00 余家水廠在消 毒工藝中增加了二氧化氯。我國從 90 年代以后，二氧化氯發(fā)生器才開始在一些中小型水廠中加以應(yīng)用目前為改善水廠氯消毒所帶來的一些問題，尤其是氯氣 泄漏事件的不斷發(fā)生，許多城市己停止或準(zhǔn)備停止使用氯氣 進(jìn)行消毒。二氧化氯發(fā)生器的優(yōu)勢逐漸引起人們的關(guān)注，一 些新建水廠已開始直接選用二氧化氯發(fā)生器取代加氯機(jī)，另 外一些存在氯消毒問題的老水廠也在考慮用二氧化氯對氯 氣進(jìn)行改造。3、紫外線消毒紫外線消毒是利用波長為 2.0 TO-7 m2.95粕-7 m紫外 線的殺菌作用進(jìn)行消毒的技術(shù)，尤其是波長在2.6x 10-7m的紫外線。紫外線消毒技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是可省去藥劑，不增加水的 臭味。消

21、毒方案的比較詳見下表。項(xiàng)目液氯一氧化氯臭氧紫外線消毒效果較好好好較好水中溶解度高很高較低無水中停留時(shí)間長長短短消毒效果般般最好好處理水量大大較小大操作管理較簡便較復(fù)雜復(fù)雜較復(fù)雜操作安全性不安全安全不安全投資低般高般電耗低般高般占地大較大大小消毒技術(shù)確定經(jīng)過上述對比，臭氧和紫外線消毒投資成本較高且消毒效果的持續(xù)時(shí)間短，相比而言，二氧化氯消毒和液氯消毒投 資低、消毒效果持續(xù)時(shí)間也較長。但是，液氯消毒操作安全 性很低，所以本工程消毒工藝推薦使用雖然占地面積較大， 但投資省、運(yùn)行費(fèi)用低的二氧化氯消毒技術(shù)。1.5工藝流程處理工藝的選擇直接關(guān)系到處理后出水水質(zhì)指標(biāo)能否穩(wěn)定可靠地達(dá)到設(shè)計(jì)要求、建設(shè)投資和運(yùn)行成本是否節(jié)省、運(yùn)行管理及維護(hù)是否方便及占地指標(biāo)是否較低，綜合上述工 藝方案比選，確定污水處理的選定工藝路線為：一級(jí)A水質(zhì)：預(yù)處理+A 2/0+沉淀池+絮凝反應(yīng)+濾