摘要：本工程通過(guò)對(duì)華北地區(qū)某小城鎮(zhèn)污水水質(zhì)分析，篩選出兩種污水處理方案進(jìn)行比選，確定了本地區(qū)污水處理廠的處理工藝。

　　關(guān)鍵詞：生物脫氮除磷,氧化溝,A/A/O生物處理工藝

　　本工程為華北地區(qū)某小城鎮(zhèn)新建污水處理廠項(xiàng)目。根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)、水量以及受納水體的環(huán)境容量，綜合考慮區(qū)內(nèi)實(shí)際情況，力求選擇處理效果好，具有高效除磷脫氮功能、低能耗、低運(yùn)行費(fèi)、低基建費(fèi)、操作管理方便、工藝成熟的污水處理方案。

　　1污水處理方法的選擇

　　本工程進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)及各項(xiàng)污染物的去除率如下表所示：

　　表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)及去除率

　　從表中可以看出，為滿(mǎn)足處理要求，本工程必須采用脫氮除磷工藝以及深度處理工藝。

　　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)法兩大類(lèi)。物理化學(xué)法由于需投加相當(dāng)數(shù)量的化學(xué)藥劑，有運(yùn)行費(fèi)用高、殘?jiān)�量大難處置等缺陷，因此，城市污水處理一般不推薦采用。本工程污水進(jìn)水的水質(zhì)BOD5/CODcr的比值為0.44，屬于易生化范圍，另外從BOD5/TKN及BOD5/TP比值來(lái)看，采用生物降解法去除N，P是可行的。而生物處理又分為活性污泥法和生物膜法兩種。

　　活性污泥法具有能夠同時(shí)脫氮除磷，處理效率高、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富等優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)城市污水進(jìn)行脫氮除磷，生物活性污泥法一直都是首選方案。生物膜法工程投資高，運(yùn)行管理要求高，運(yùn)行費(fèi)用高，國(guó)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)較少，因此本工程不推薦采用。

　　據(jù)此，本工程污水處理工藝擬采用具有同時(shí)脫氮除磷功能的活性污泥法。

　　2生物脫氮除磷工藝

　　常規(guī)活性污泥法能滿(mǎn)足COD、BOD、SS的去除率，但對(duì)氮、磷的去除率是有一定限度的，僅通過(guò)微生物自身生長(zhǎng)繁殖的生理需要來(lái)去除氮、磷，其去除率氮在20%左右，磷則更低，達(dá)不到本工程的處理要求，因此本工程污水處理必須采用具有脫氮除磷能力的活性污泥工藝。

　　同時(shí)生物脫氮除磷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素：

　　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：

　　進(jìn)水BOD5濃度：不宜低于150mg/L。

　　BOD5/TKN比值：理論上BOD5/TKN>2.86時(shí)反硝化過(guò)程才能進(jìn)行，實(shí)際運(yùn)行要求BOD5/TKN應(yīng)大于4，脫氮效果較好;若在4～2.86之間，可采用生物脫氮方法;小于2.86，城市污水較難用生物脫氮方法。

　　BOD5/TP比值：進(jìn)水中的BOD5是作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給聚磷菌活動(dòng)的基質(zhì)，故BOD5/TP是衡量能否有效除磷的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為該值應(yīng)大于20，比值越大，除磷效果越明顯。

　　水溫：供氧量用夏季水溫計(jì)算，生物降解用冬季水溫計(jì)算。

　　按照上述條件，對(duì)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)分析，進(jìn)水BOD5為200mg/L，BOD5/TKN比值為4，BOD5/TP比值為40，滿(mǎn)足生物脫氮除磷要求，故確定可以采用生物同時(shí)脫氮除磷工藝對(duì)污水進(jìn)行脫氮除磷。

　　但是根據(jù)本工程污水水質(zhì)分析可知：BOD5/TKN的比值季節(jié)性波動(dòng)較大，比值在每年均有一段時(shí)間不能滿(mǎn)足同時(shí)脫氮除磷的要求，因此在設(shè)計(jì)中必須考慮可以靈活運(yùn)行的需要。在BOD5/TKN較高時(shí)采用生物同時(shí)脫氮除磷工藝;在BOD5/TKN較低時(shí)將系統(tǒng)改為A/O脫氮+化學(xué)除磷的方式進(jìn)行運(yùn)行。

　　3處理工藝確定

　　(1)方案選擇

　　脫氮需要進(jìn)行好氧硝化和缺氧反硝化來(lái)實(shí)現(xiàn)，缺氧反硝化的形式較多，大致可歸結(jié)為三大類(lèi)：①專(zhuān)門(mén)設(shè)置缺氧區(qū)的反硝化，硝化和反硝化在不同區(qū)域進(jìn)行，相互不存在干擾，工況比較穩(wěn)定，反硝化速率較高，脫氮效果好;②同步反硝化，是在同一池中同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化;③間歇反硝化，是在同一池中分別在不同時(shí)間進(jìn)行硝化和反硝化。后兩種形式都是在同一個(gè)池子中進(jìn)行硝化與反硝化。

　　專(zhuān)門(mén)設(shè)置缺氧環(huán)境的反硝化過(guò)程，進(jìn)水首先進(jìn)入缺氧區(qū)，污水中的碳源首先與硝酸鹽氮發(fā)生反硝化反應(yīng)，因此污水中的碳源可被反硝化過(guò)程充分利用，比較適合污水中C/N比不高且脫氮要求比較高的污水處理過(guò)程。同步反硝化和間歇反硝化在反硝化的同時(shí)也在進(jìn)行硝化和好氧反應(yīng)，好氧反應(yīng)會(huì)消耗污水中的碳源，與反硝化過(guò)程競(jìng)爭(zhēng)碳源，因此在碳源不是很充足的污水處理中，碳源的過(guò)度消耗會(huì)導(dǎo)致反硝化過(guò)程的不徹底。

　　本工程進(jìn)廠污水BOD5/TKN=4，碳源并不是很充裕，且要求的出水對(duì)脫氮的要求很高。SBR工藝以及大部分氧化溝工藝主要是通過(guò)間歇反硝化及同步硝化反硝化來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氮的，因此這些工藝不適合本工程。本工程的脫氮除磷應(yīng)首先選擇有明確分區(qū)的工藝形式，根據(jù)污水處理的規(guī)模、進(jìn)水水質(zhì)、出水要求等，本報(bào)告選用兩種工藝作為備選方案： 方案一為分點(diǎn)進(jìn)水改良A/A/O工藝簡(jiǎn)稱(chēng)為A/A/O工藝;方案二為厭氧+Carrousel 2000氧化溝工藝簡(jiǎn)稱(chēng)氧化溝工藝，通過(guò)兩個(gè)工藝方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從而遴選出最適合本工程的實(shí)際情況，最為經(jīng)濟(jì)合理的污水處理方案。

　　由于本工程的處理規(guī)模較小，如果設(shè)立初沉池，需要相應(yīng)的增加污泥消化系統(tǒng)，導(dǎo)致整個(gè)處理系統(tǒng)復(fù)雜化;并且本工程進(jìn)廠污水碳源并不是很充裕，初沉池的設(shè)立會(huì)去處部分有機(jī)物，進(jìn)一步降低BOD5/TKN，這樣對(duì)于生化過(guò)程的脫氮是不利的。因此，本工程的兩個(gè)比較方案中不考慮設(shè)立初沉池。

　　兩種工藝流程分別見(jiàn)圖1和圖2。

　　圖1 A/A/O工藝流程圖

　　圖2 Carrousel 2000型氧化溝法工藝流程圖

　　(2)方案比較

　　如前所述，這兩種方案在技術(shù)上均能滿(mǎn)足要求，因此我們主要從造價(jià)以及運(yùn)行費(fèi)用等方面進(jìn)行比較。為了更為直觀地進(jìn)行兩種方案的比選，我們對(duì)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等分別列表進(jìn)行比較，具體指標(biāo)如表2、表3。

　　2 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

　　注：a.表中經(jīng)營(yíng)成本包括電耗、藥耗、污泥運(yùn)輸費(fèi)以及人工費(fèi)。

　　b.單位電價(jià)：0.66元/度

　　表3 污水處理方案綜合比較表

　　(3)污水處理方案確定

　　從二個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和綜合比較來(lái)看，方案一的經(jīng)營(yíng)成本略低，且工程投資費(fèi)用也較低，最終的處理成本方案一較方案二低。

　　方案一可根據(jù)脫氮除磷的需要，調(diào)節(jié)分配至缺氧段的混合液流量及進(jìn)入到厭氧池的回流污泥量，使系統(tǒng)的脫氮除磷效果得到保證，特別適用于本工程的除磷脫氮要求。

　　綜上所述，本工程推薦方案一即A/A/O工藝為本污水處理廠工程的污水處理工藝。

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