污水处理厂（一期）工程可行性研究报告

1 *污水处理厂（一期） 工程 1 简 介 *污水处理厂（一期） 工程 位于 某 区 高井电厂西南 ， 规划占地面积约 流域范围内规划建设用地 790公顷。 本期（一期）工程处理规模 20000 m3/d，远期工程总处理规模达 45000 m3/d。 处理厂出水 排入高井沟，作为高井沟及永定河河道的补充水源，下游近进永定河。 设计进、出水水质见下表，其中出水水质执行 建设部颁发的城镇污水处理厂污染物排放标准 的一级 表 1 处理厂进、出水水质一览表 编号 项 目 单 位 进水水质 出水水质 1 生化需氧量 mg/l 200 10 2 化学需氧量 mg/l 350 50 3 悬浮物 SS mg/l 250 10 4 N mg/l - 5 5 TN mg/l 40 15 6 总磷 TP mg/l 5 9 8 粪大肠菌群数 103个 /L 结合本工程的实际情况，通过对多种工艺的技术及经济综合比较，推荐采用循环式 压力过滤工艺处理污水，污泥处理采用污泥浓缩脱水一 体化设备。主要经济指标见下表。 表 1 处理厂主要经济指标一览表 序号 名 称 单位 数 量 备 注 1 厂区占地面积 公顷 期工程 2 序号 名 称 单位 数 量 备 注 2 绿化用地面积 公顷 期工程 绿地率 35 3 总建筑面积 030 全厂生产性建筑面积 86 全厂非生产性建筑面积 044 4 全厂定员 人 18 5 工程总投资 万元 4047 55%自筹 工程费用 万元 2373 6 单位水量工程费用 元 /立方米 1187 7 总成本 万元 /年 698 单位处理总成本 元 /立方米 8 经营成本 万元 /年 387 单位经营成本 元 /立方米 9 年耗电量 万度 单位水量电耗 度 /立方米 通过财务各项综合分析，本工程税前财务内部收益率 高于行业基准收益率 4，静态税前投资回收期 8年，因此项目在财务上可行。 本次可行性研究工作对项目在技术和经济可行性方面进行了充分的研究和论证，证明此项目的实施是可行的，并且是必要的，项目建 成后将产生良好的社会、经济和环境效益。 3 2 项目概述 目名称 *市 *污水处理厂（一期）工程 制单位 北 *工程设计研究总院 、 *股份有限公司 |、 *市城市排水管理处联合体。 计依据、原则和范围 计依据 *城市总体规划 专业规划说明， *市城市规划设计研究院， 1992 年修订 *市区污水处理厂合理规模研究， 2002 年编制 *污水处理厂及配套管线规划， *市城市规划设计研究院， 2003 年编制 *市 *污水处理厂（一期）项目投资人招标文件 ,*市污水处理 项目招标委员会， 2003 年 9 月 关于 *污水处理厂项目环境影响报告表的批复京环保评价审字 2004916 号，*市环境保护局， 2004 年 11 月 6 日 计原则 执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。 结合 *市已运行污水处理厂情况，对污水、污泥处理关键部分适当考虑留有缓冲调节余地。 根据技术先进可靠、经济合理的原则进行总体设计和单元构筑物的设计。 在满足施工、安装及维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约占地，扩大绿化面积。 尽量减少污水处理对周围环境的负面影响，选择能减少污 泥产量的处理工艺和自动化水平高的泥渣处理设备，防止污泥渣二次污染。尽量减少处理工艺产生的异味。控制噪声强度，减少噪声干扰。 4 计范围 本工程的 设计范围包括：厂区内的全部污水及污泥处理构筑物、厂区建筑物及附属构筑物、进水管线、道路、厂区内雨污水管线、厂区供水管线、热力管线、厂区内通讯、电力、自控等。 要规范及标准 室外排水设计规范 1997年版 （ 87） 地表水环境质量标准 （ 2002） 污水排入城市下水道水质标准 （ 1999） 污水综合排放标 准 （ 城镇污水处理厂污染物排放标准 （ 2002） 农田灌溉水质标准 （ 92） 农用污泥中污染物控制标准 （ 84） 数据处理与分析质量控制 （ 3 91） 水质检测与分析 （ 4 91） 制定地方水污染物排放标准的技术原则与方法 83） 恶臭污染物排放标准 （ 93） 室外给水设计规范 1997年版 （ 86） 泵站设计规范 （ 50265 97） 城市污水处理工程项目建设标准（修订） （ 2001年版） 城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程（ 94） 给水排水管道工程施工及验收规范 （ 97） 工业金属管道工程施工及验收规范 （ 97） 压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范（ 98） 建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程 （ 29 98） 埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程（ 2001） 埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程（ 2000） 给水排水工程构筑物结构设计规范 （ 2002） 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（ 002） 建筑给水排水设计规范 （ 2003） 5 建筑结构荷载规范 （ 2001） 工业建筑防腐设计规范 （ 95） 混凝土结构设计规范 （ 2002） 钢结构设计规范 （ 2003） 建筑地基基础设计规 范 （ 2002） 建筑抗震设计规范 （ 2001） 建筑结构可靠度设计统一标准 （ 2001） 水工混凝土结构设计规范 （ 78） 工业企业设计标准 （ 79） 采暖通风和空气调节设计规范 （ 87） 建筑设计防火规范（ 2001年版）（ 87） 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备标准（ 89） 地下工程防水技术规范 （ 2001） 建筑电气设计 技术规范 （ 83） 供配电系统设计规范 （ 95） 10 （ 94） 低压配电设计规范 （ 95） 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 （ 92） 35110 （ 92） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范（ 92） 建筑防雷设计规范（ 2000年版）（ 94） 电力装置技术条件 （ 81） 分散型控制系统工程设计规定 (20508 92） 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号 (81） 控制室设计规定 （ 92） 仪表供电设计规定 （ 92） 信号报警、连锁系统设计规定 （ 92） 仪表配管、配线设计规定 （ 92） 仪表系统接地设计规定 （ 92） 6 供水排水用铸铁闸门 （ 3006 钢闸门设计规范 （ 81） 城市污水处理工程项目建设标准 （国家建设部 2001） 城市污水处理及污染防治对策 （国家建设部、环保局、科技部 2000） 7 3 工程背景情况 域情况 *污水处理厂规划污水流域范围主要为 *边缘集团及 *三家店地区的规划建设用地。其规划流域范围 : 南起永定河引水渠南侧，北至小西山，西起永定河三家店拦河闸，东至模式口隘口 ,总用地面积约 28平方公里，规划总人口约 不含部队 )。 然条件 候条件 *市平原地区属暖温带、半湿润、半干旱的大陆性季风气候区，年平均气温约为11C 12C， 1月份最低月平均气温为 7月份最高月平均气温为 25C26C。 *地区为季风区，冬季以西北风和北风为主，夏季多偏南风，春秋两季为南北风转换季节，年平均风速为 2 3m/大风速可超过 20m/*地区年平均降水量 550660季降水量约占全年的 70%，雨季施工对本工程基坑开挖、支护和施工降水将产生不利影响。 拟建厂区地基土标准冻结深度为 形地貌 *污水处理厂位于永定河冲洪积扇的顶部。工程场区自然地形基本平坦，本工程现场勘探期间所量 测的钻孔孔口处地面标高为 区现为工厂厂区。 文地质 根据 *污水处理厂岩土工程勘查报告场区 (地下 )潜水的天然动态类型属渗入径流型 ,主要接受大气降水入渗及地下迳流补给，并以蒸发及地下迳流等方式排泄。 厂区地处 *市区西部 ,第四纪地层以渗透性很强的沙土、碎石土为主，故厂区及附近的地下水位多年来动态变化幅度较大，并且其变幅对 *西郊永定河放水、未来“ 南水北调 ” 工程、西郊地下水库的建立以及 *市节水措施引起的地下水开采量减小等非自然因素的影响较敏感。 8 厂区成层分布的地下水埋深在 自然地面以下 15下水埋深较深，对于一般建筑物可不考虑地下水腐蚀性对主要建筑材料的影响。 程地质 根据 *污水处理厂岩土工程勘查报告，工程场地地面以下 沉积年代及工程性质可划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大层，按土层沉积顺序自上而下简述如下： 1)人工堆积层 表层为厚 岩性主要为粘质粉土填土、砂质粉土 填土 层，碎石填土 1层。 该土层土质较差且不均匀，不宜作为一般建筑物的地基持力层。对于一些简易的临时性单层建筑物， 在对该土层进行一定的处理后，也可作为其地基持力层。 2) 新近沉积层 人工堆积层之下为厚度约 包括第 2大层粘性土、粉土层及第 3大层砂土、碎石土层。 第 2大层粘性土、粉土层 第 2大层主要岩性为褐黄黄褐色的粘质粉土、粉质粘土 层、砂质粉土 1层，其地基承载力标准值 10140 第 3大层砂土、碎石土层 第 3大层主要岩性为稍密中密的杂色卵石 层，褐黄褐黄 (暗 )色的细 砂粉砂 1层，其地基承载力标准值 60250 3)第四纪沉积层 标高 包括以碎石土为主的第 4大层及第 5大层 ,主要岩性包括 : 卵石 层，细砂、粉砂 1层；粉质粘土 2层；卵石 层，细砂、中砂 1层，卵石混粘土 2层，粘质粉土、砂质粉土 3层，粉质粘土 4层。 该大层中的砂、卵石层地基承载力标准值 20350性土、粉土层地基承载力标准值 60240 震 *地区地震属地震基本烈度 8度地区，本场地地基土不会产生地震液化。 9 程建设的必要性 *污水处理系统是 *市总体规划中的十五座污水处理系统之一，其规划污水流域范围主要为 *边缘集团及 *三家店地区的规划建设用地。 *污水处理厂规划流域范围 : 南起永定河引水渠南侧，北至小西山 ，西起永定河三家店拦河闸，东至模式口隘口 ,总用地面积约 28平方公里，规划总人口约 不含部队 )，高井沟流经该集团用地。 目前，该地区开发工作即将全面展开。但目前配套污水管线系统极为薄弱，大量未经处理的污水通过明沟或雨水管排入河道，造成严重污染。 目前由于 *污水处理系统尚未开始建设，河道污染严重。为提高 *集团的水环境质量，改善 *市区的整体环境，确保 2008年 *奥运会召开之前污水处理率达到 90的目标，需要积极建设 *污水处理厂（一期）项目。 10 4 工程规模及处理程度 水处理 厂服务范围 本 污水处理厂规划流域范围 : 南起永定河引水渠南侧，北至小西山，西起永定河三家店拦河闸，东至模式口隘口 ， 总用地面积约 28平方公里，规划总人口约 不含部队 )。 水量预测 水体制选择 目前 *污水处理系统尚未开始建设， 配套污水管线系统极为薄弱 。规划区 内将实行雨污分流系统。 水量预测 期建设规模 根据 2003年对 *污水处理厂流域内的污水入河情况进行的现场踏勘调查及连续水量监测，现状入河水量为 11220立方米 /日。由于现状该地区地形坡度大、河道沿线有渗漏可能性 ,而监测口位于下游河道 ,经分析污水量应大于实测量 ,并考虑到该地区的发展 ,建议近期污水处理厂规模为 2万立方米 /日。 期建设规模 根据 *建设区控制性详细规划及门城卫星城总体规划， *污水处理厂流域范围内规划建设用地 790公顷 ,规划人口为 建筑面积 368万平方米。 根据流域内用地功能、建筑性质、人口结构及人口规模，并分析研究可采用如下用水指标： 居住生活用水： 140升 /人 公共实施用水 : 6升 /平方米 多数为配套公共设施 ) 工业用水 : 80立方米 /公顷 特殊用地 : 100立方米 /公顷 表 4 规划污水量预测表 11 项 目 控制数据 用水指标 (l/ 用水量(m3/d) 污水排除率 预测污水量 (万 m3/d) 居住生活用水 140 共设施用水 殊用地 372公顷 100 业用水 43公顷 80 计 计算 *污水处理厂污水量 日 ,详见“规划污水量预测表”。根据 *市区污 水处理厂合理规模研究 , *污水处理厂远期规模确定为 日 ,与按控制性详细规划数据所计算污水量基本吻合。 水厂设计规模 本工程远期建设规模为 日，一期建设规模为 2万立方米 /日。 理程度 水处理厂设计进水水质 在实际调查的基础上，并结合设计标准及“ *污水处理厂（一期）项目投资人招标”中的要求，拟定污水处理厂进水水质指标见下表。 表 4 进水水质一览表 编号 项 目 单 位 进水水质 1 生化需氧量 mg/l 200 2 化学需氧量 mg/l 350 3 悬浮物 SS mg/l 250 4 TN mg/l 40 5 总磷 TP mg/l 5 6 12 水处理厂设计出水水质 *污水污水厂出水排入厂区南侧的高井沟，下游进入永定河，可作为高井沟及永定河河道的补充水源。按照规划部分污水要进行深度处理，以负担处理厂流域内的中水回用要求。 根据 城镇污水处理厂污染物排放标准 结合“ *污水处理厂（一期）项目投资人招标”中的要求， 本处理厂的出水水质应达到一级 水水质指标如下表。 表 4 出水水质指标一览表 编号 项 目 单 位 出水水质 1 生化需氧量 mg/l 10 2 化学需氧量 mg/l 50 3 悬浮物 SS mg/l 10 4 N mg/l 5 5 TN mg/l 15 6 总磷 TP mg/l 6 9 8 粪大肠菌群数 103个 /L 理程度 本工程要求处理程度达到下表要求： 表 4 处理程度一览表 水质 类别 S P 进水水质 350 200 250 40 5 出水水质 50 10 10 15 理程度（） 5 96 0 13 5 污水处理厂工艺方案选定 理厂 厂址 规划 *污水处理厂位于规划流域范围内的东南端，南起高井沟、西起双峪路，高井电厂西南，厂区东侧和北侧为规划绿地。该厂址有以下优点：远离居民区；交通、供水、供电较方便； 退水管道较短；远期发展用地充足；符合区域规划要求，等等。 艺方案选择 原则 在污水处理工艺选择时一般考虑以下几方面内容：工艺能否达到各项出水指标的要求 ； 工艺是否可靠 ； 工艺方案造价的高低 ； 运行管理是否方便 ； 运行成本的高低 ；现场条件是否允许，等等。 根据出水水质要求， 本工程 处理工艺 主要以去除污水中的悬浮固体（ 前，国内城市污水处理厂大多采用二级生化污水处理工艺，一般为活性污泥法及其变型工艺处理城市污水，这类工艺工程实际使用历史最长、应用最为广泛、可靠度高、运行费用低、运行管理经验最为丰富，部分变型工艺对 因此，分析进厂污水水质及出水标准对污水处理厂是否可采用二级生化处理工艺、工艺选择及工艺确定有着 重要意义。 物处理的可行性 分析 浮物的去除及分离 一般采用物理方法 主要通过格栅拦截、设置沉砂池等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。 污水处理厂出水中悬浮物浓度不单涉及到出水 出水的 是因为组成出水悬浮物的主要活性污泥絮体，其 本身的有机成 14 份就很高，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的 此，控制污水厂出水的 是很重要的。 为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀池表面负荷，采用较低的出水堰负荷，充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理工艺方案选用合理、工艺参数取值适当和单体设计优化的条件下，完全能够使出水 本污水处理厂进水 50mg/l，出水 0mg/l，该 出水指标要求较高，因此，在污水处理厂工艺设计时，除采用沉淀分离的办法去除大部分悬浮物，达到出水 20mg/需对出水进一步进行过滤处理，从而确保出水 10mg/l。 机污染物的可生物化性分析 进厂污水中有机污染物主要以 们的去除主要是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后通过对污泥与水进行分离来完成的。 活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分 解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是 2这种合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质。因此，可以使处理后污水中的残余 原污水的可生化性，它与城市污水的成分有关。对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相近的工业废水组成的城市 污水，这种城市污水的 污水的可生化性较好，无需进行特殊处理、设置单独处理构筑物，其出水 成分主要以工业废水为主的城市污水，或 污水的可生化性较差，处理后污水中剩余的 满足出水 60mg/般认为 17 从理论上讲， N 际运行资料表明，只有当 N 3时才能使反硝化正常运行。当 N=4 5时，氮的去除率大 于60%，磷的去除率也可达 60%左右。 对于生物除磷工艺，要求 33 100，同时要求 N 4。 本污水处理厂进厂污水 N 5， 40，能满足生物硝化反应、生物脱氮除磷工艺对碳源的要求。因此，本工程采用生物脱氮除磷活性污泥处理工艺是可行的。 水 处理工艺方案 比选 水处理工艺选择 根据以上对 *污水处理厂的设计进水水质和要求达到的出水水质标准的分析，确定最合适本工程的污水处理工艺是生物脱氮除磷工艺。该工艺可在满足生物脱氮除磷要求的前提下，同时去除污水中的 S，使污水处理厂出水完全可以满足排放标准要求。 经过初步筛选，选择 工艺、改进型 氧化沟工艺、循环式 行经济技术等多方面比较，并最终比选确定技术可行、经济合理、适合本地情况的工艺技术方案作为推荐方案。 案 I 处理工艺 （ 氧、 氧、 氧）工艺是城市污水处理厂除磷脱氮常用的工艺，有成熟的运转经验。该工艺是在传统 A/有同步脱氮除磷的功能。工艺流程示意图如图 5 本工艺生 物处理部分由厌氧池、缺氧池、好氧池组成。污水和外回流污泥首先进入厌氧池，兼性厌氧发酵细菌将污水中可生物降解的有机物转化为 发性脂肪酸类）这类低分子发酵中间产物，而聚磷菌可将其体内存储的聚磷酸盐分解，所释放的能量可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分能量还可供聚磷菌主动吸收环境中的 以 羟丁酸）的形式在其体内存储起来，为防止污水产生沉淀，在此段设水下搅拌器；随后污水进入缺氧池，反硝化菌利用在好氧阶池产生的、由混合液回流带入的硝酸盐作为最终电子受体，氧化进水中的有 机物，同时自身被还原为氮气从水中逸出，达到同时降低 段可 18 粗格栅进水泵房细格栅间旋流沉砂池污水鼓风机房计量槽出水栅渣栅渣沉砂污泥浓缩脱水机贮泥池化学除磷投药 ( 备 用 )泥饼外运絮凝剂反冲洗冲洗水消毒药剂消毒药剂消毒接触池过滤间提升泵水池厌氧池缺氧池好氧池沉淀池内回流回流污泥剩余污泥设水下搅拌器或一定数量的曝气器；接着污水进入曝气的好氧池，聚磷菌在吸收、利用污水中残余可生物降解有机物的同时，主要通过分解体内存储的 时过量的摄取周围环境中的溶解磷，并以聚磷的形式在体内存积起来，使出水中溶解磷浓度达到最低；而 氧池分别被聚磷菌和反硝化菌利用后，到达设有曝气装置的好氧池时浓度已有所降低，并在好氧池内被好氧微生物大幅度降解， 并通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐。排放的剩余污泥中，由于含有大量能超量存积聚磷的聚磷菌，污泥含磷量可达 6（干重）以上。 工艺的优点是厌氧、缺氧、好氧交替运行，可达到同时去除 氮、除磷的目的；而且这种运行状况丝状菌不易生长繁殖，基本上不存在污泥膨胀问题；总水力停留时间少于其它同类工艺，并且不需外加碳源，厌氧、缺氧段只需进行中低速搅拌，运行费用低。 工艺的缺点是除磷效果受到污泥龄、回流污泥中挟带的溶解氧和 可能十分稳定；同时，由于脱氮效果取决于混合液回流比，而 工艺的的混合液回流比不宜太高（ 200），脱氮效果不能满足较高的要求。 图 52/案 改进型氧化沟工艺 氧化沟工艺具有流程简洁、管理方便、耐冲击负荷能力强、处理效果好、出水水质稳定等特点。 改进型氧化沟法工艺是传统氧化沟工艺的一种变型，它由前置厌氧区 19 粗格栅进水泵房细格栅间旋流沉砂池污水计量槽出水栅渣栅渣沉砂污泥浓缩脱水机贮泥池化学除磷投药 ( 备 用 )泥饼外运絮凝剂反冲洗冲洗水消毒药剂消毒药剂消毒接触池过滤间提升泵水池厌氧池氧化池沉淀池回流污泥剩余污泥和氧化沟组成。由于进水端为厌氧区，形成 A/需专设混合液的外回流装置，有利于聚磷菌及硝化杆菌在厌氧及缺氧条件下获得充足的碳源，从而完成磷的释放。由于出水进入氧化沟（好氧区），聚磷菌可过量吸收磷，从而 实现生物除磷。以上复杂的过程在构造十分简单的氧化沟内即可实现。这种工艺的另一优点是利用氧化沟原有的渠道流态，沿环形池水流方向曝气强度改变，形成缺氧段和大量混合液回流，实现反硝化反应，达到较高程度的脱氮效率，无需任何附加回流提升动力。该工艺流程图见图 5 氧化沟污水处理技术作为一种活性污泥法工艺，与其它生物处理工艺相比，有以下一些技术、经济方面的优点：工艺流程简单，构筑物少，运行管理方便；曝气设备和构造形式多样化、运行灵活；处理效果稳定、出水水质好，前置厌氧池时可实现生物除磷，在好氧沟内可实现同步硝化、 反硝化；污泥产量少，污泥性质稳定；能承受水质、水量冲击负荷。但氧化沟工艺由于其曝气设备推流搅拌能力的限制，使其生物池内水深一般不能超过 地面积大，电耗较高。 图 5进型氧化沟工艺流程示意图 案 环式 间歇式活性污泥法或序批式活性污泥法简称 是近几十年来活性污泥处理系统中较引人注目的一种废水处理工艺。该工艺 集缺氧、曝气、沉淀、出水于同一生物池中 ， 通过控制系统在该生物池内交替完成不同的反应过程。其生物碳氧化硝化 20 粗格栅进水泵房细格栅间旋流沉砂池污水S B R 生 物 池鼓风机房提升泵水池 过滤间 计量槽出水消毒接触池栅渣栅渣沉砂污泥浓缩脱水机贮泥池剩余污泥化学除磷投药( 备 用 )泥饼外运絮凝剂反冲洗冲洗水消毒药剂消毒药剂原理与推流式活性污泥法相同，具有 成熟的运转经验和节省占地和构筑物的显著特点。 近年来通过工程实践发展的 环式 本工程采用循环式 该工艺流程图见图 5环式 与 主体构筑物由预反应池（选择池）和 氧池中设曝气搅拌装置，在 水器和污泥泵，污泥泵用于回流污泥至厌氧池和排放剩余污泥。与传统的 环式 淀期和排水期 仍保持进水），间歇排水，没有明显的反应阶段和闲置阶段。这种系统在处理市政污水和工业废水方面比传统的理更方便、占地更少。该工艺通常水力停留时间较长，工艺设施简单，目前在国内外已得到广泛应用。 图 5环式 环式 循环式 择池或辅助曝气池）、主曝气池、污泥回流 /排除剩余污泥系统和撇水装置四部分组成。 预反应池容积较小，一般水力停留时间为 1 2小时，是设计优化合理的生物选择器。该工艺将 主反应区中部分污泥（ 20 30）回流至选择器中，在运作方式上为连续进水。循环式 择池或辅助曝气池）的设置和回流污泥措施，保证 21 了活性污泥不断地在选择器中经历一个高絮体负荷（ 0）阶段，从而有利于系统中絮凝性细菌的生长，并可以提高污泥活性，使其快速的去除污水中溶解性、易降解有机污染物，进一步有效的抑制丝状细菌的繁殖。在预反应池与主曝气池之间设置隔墙，最大限度的减小了沉淀阶段进水对污泥沉降的水力干扰，可保证系统有良好的分离效果。 循环式 曝气阶段、进水 /沉淀阶 段、进水 /撇水阶段和进水 /闲置阶段等几个过程阶段，各个阶段组成一个循环，并不断重复。循环开始时，池子中的水位由某一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气，此时污水仍连续进入循环式 于反应池容积较大，池内水位缓慢上升，活性污泥进行絮凝并在一个较为静止的环境中沉淀，在完成沉淀阶段后，由一个移动堰式撇水器排出已经过处理的上清液，使整个反应池内水的位下降到预先设定的最低水位，然后再重复上述过程。为保证反应池内污泥浓度及污泥量，需排出相应的剩余污泥。排除剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行， 排出的污泥浓度可达 10g/ 环式 循环式 效地进行硝化和反硝化，从而达到深度去除氮的目的。在循环式 化和反硝化在曝气阶段同时进行（ or 运行时通过控制供氧强度以及反应池中的溶解氧浓度，使污泥絮体的外周能保证有一个好氧环境进行硝化，由于溶解氧浓度得到控制，氧在污泥絮体内部的渗透传递作用受到限制，而较高浓度的硝酸盐则能较好地渗透到絮体的内部。因此在 污泥絮体内部能有效地进行反硝化过程。通过污泥回流，将部分硝酸盐氮带入设在循环式 此，在预反应池中也有部分反硝化反应发生。这种运行方式不像前置反硝化活性污泥系统中需要较高的内回流，因此可以节省内循环系统，而且不需要单独设置一个缺氧运行阶段就可以完成反硝化反应。 环式 在循环式 过曝气和非曝气阶段使活性污泥不断地经过好氧和厌氧的循环，这些反应条件将有利于聚磷细菌在系统中的生长和累积，因此循环式物除磷的效果很 大程度上取决于进水中所含有 22 的易降解基质的含量。在循环式 性污泥通过快速酶去除机理，吸附和吸收大量易降解的溶解性基质，这些吸附和吸收的易降解基质可用于后续的生物除磷过程，对整个系统的生物除磷功能起着非常重要的作用，因此，在预反应池中也可完成部分磷的释放过程，在厌氧微生物体内存储聚磷。根据 微生物体内吸附和吸收大量易降解物质而且处在氧化还原电位为 +100150统可具有良好的生物除磷功能。 环式 一般 地，在以 4小时为一个操作循环周期的循环式 大水深可在 最大水深时池子中的混合液污泥浓度一般为 ，最大撇水速率为 30mm/液分离时间一般为 1小时，设计污泥沉降指数为 140ml/际污泥沉降指数一般低于 80ml/g（测定时间为 1小时，采用容积 2升的量筒）。循环式 于循环式 其固体通量大大地小于 传统活性污泥法二沉池中的固体通量，因此循环式外，循环式 由于 内水位上升速度非常缓慢（ 10mm/且在预反应区及主反应区之间均设置有隔墙，污水呈纵向折线状态进入主曝气区，能够最大限度的减小进水对污泥沉淀的水力干扰，使沉降过程在较为静止环境中进行，可进一步保证系统有良好的分离效果。曝气阶段结束后混合液中残余的混合能量可用于沉淀初期的絮凝作用，从而进一步强化絮凝沉降的效果。 案比较 术性能比较 方案 1 处理工艺 ； 方案 2 改进型氧化沟工艺 ； 方案 3 循环式 三种方案的技术性能比较情况见表 5 1。 表 5 1 工艺方案技术性能比较表 23 方案 优 点 缺 点 处理工艺 工艺成熟、完善，管理经营丰富； 功能严格分区，便于处理工艺的管理、调整和优化 ； 对有机污染物处理效果好，特别是生物除磷脱氮效果明显，出水水质稳定； 可自动运行，但对自控要求不高：适当选用自控设备，可实现对工艺过程的优化管理； 运行稳定，有较强的抗冲击负荷（水力和 污染物）能力； 能耗较低，运行成本较低。 构筑物多 ,不紧凑 , 占地面积略大； 曝气采用水下曝气头，与氧化沟比检修量大，维修时需停止一个系列运转，影响处理厂的出水水质； 设备、曝气头等维修量比氧化沟高，维护费高； 投资略 高。 循环式去初沉池 ,二沉池 ,污泥回流系统和污泥消化系统 ,工艺流程简单 ,维护管理方便； 机械设备种类少、简单 ,且不易出现故障 ,维修量少； 构筑物少，生物池布置紧凑，占地少； 能承受一定的水量冲击负荷，对高浓度工业废水有较大的稀释能力； 运行控制条件得当，可得到较好的脱氮效果和生物除磷效果 ； 投资低， 能耗较低，运行成本较低 ； 占地省 。 由于一个池子交替曝气工作，池中曝气设备利用率低； 曝气采用水下曝气头，与氧化沟比检修量大，维修时需停止一个系列运转，影响处理厂的出水水质； 设备、曝气头等维修量比氧化沟高，维护费高； 自动控制水平要求较高，没有自控无法运转； 出水水质受运行控制影响较大； 能人工清除，工作量较大。 改进型氧化沟 工艺流程简单清晰，运行管理方便； 对有机污染物处理效果好，特别是生物除磷脱氮效果明显，出水水质稳定； 不需要内回流泵，改 变曝气条件，便可达到脱氮要求； 所有设备可提出水面或在水面上直接维护检修，不影响正常运行；设备维修量少，技术要求不高，维护 方便 ； 能承受冲击负荷； 可自动运行，但对自控要求不高：适当选用自控设备，可实现对工艺过程的优化管理。 投资高； 电耗高 ;日常运行费高； 构筑物多 ,不紧凑 , 占地面积大。 24 济指标比较 三种方案的经济指标比较情况见表 5 表 5 2 工艺方案技术性能比较表 序号 项 目 单 位 指 标 数 值 方案 1 方案 2 方案 3 改进型氧化沟 循环式 处理池 1 总投资 万元 4168 4249 4047 单位水量投资 元 /立方米 2084 2125 2024 2 总成本 万元 /年 677 768 698 单位处理总成本 元 /立方米 3 经营成本 万元 /年 368 426 387 单位经营成本 元 /立方米 4 年耗电量 万度 191 223 197 单位水量电耗 度 /立方米 5 建设用地 公顷 案确定 从 以上比较 可以看出，从工艺技术角度考虑，这三种方案都能达到技术要求。方案一： 行简单，操作、管理简便 ，运行成本略低 ，但是占地略大，工艺投资 略高 、 占地略大， 设备种类多，维修技术要求高，曝气头更换影响正常运转；方案 二 ：改进型氧化沟各部分功能划分清楚，运行简单、维护管理方便，但投资最 高 ，电费 、运转费 高于其它方案，占地面积 较大； 方案 三 ：循环式 程 总 投资 低 ，占地少， 运行费用、 电耗低于方案 二 ， 但自动控制要求高，运行、管理水平要求较高，设备种类多，维修技术要求高，曝气头更换影响正常运转，维护费用较高。综合以上分析，推荐方案 三 “ 循环式 作为该污水处理厂的 污水处理 工艺方案。 25 学除磷工艺确定 由于处理厂出水中磷的排放标准要求较严格，即总磷小于 l，而且生物除磷受外界及污水内在因素影响较多，不十分稳定。故在处理工艺中考虑两步除磷措施，以生物除磷为主，以化学除磷为辅助，特殊情况下启动化学除磷，从而确保出水水质满足要求。 泥处理与处置 泥处理 通常，城市污水处理厂完善的污泥 处理工艺为：剩余污泥污泥浓缩污泥消化污泥脱水泥饼处置 国内外污泥消化使用较多的方法如好氧消化法、厌氧消化法、热干燥法等。目前国内大型污水处理厂普遍采用厌氧中温消化工艺，这种在无氧条件下，利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌降解有机物，将其分解成甲烷、氨基酸和脂肪酸，使污泥的体积大大减少，而且通过中温消化杀死病原体，使污泥的使用更卫生，但是设备复杂，运行和维护费用高，消化后的污泥含水率仍较高，需进一步脱水。 本工程处理规模较小，产生的剩余污泥量不大，污水处理工艺 采用生物除磷工艺，如使用重力浓缩池 、硝化池 ，池中污 泥处于厌氧状态，污泥中的磷 很容易发生 二次释放，影响生物除磷效果；另外，浓缩池臭味严重，对环境影响较大。 因此，暂不考虑中温厌氧消化处理， 采用机械浓缩脱水一体化机械对污泥进行减量化处理，比较简便、实用。 城市污水处理的污泥浓缩、脱水设备方面，可提供选择的类型主要有带式浓缩、脱水一体机和离心浓缩、脱水一体机。以上两种类型的浓缩脱水设备在国内已均有采用，现就两种机械设备的性能及重要技术指标进行分析比较如表 5 表 5 两种机械脱水设备性能分析表 类型 性能 带式浓缩、脱水一体机 离心浓缩、 脱水一体机 设备尺寸 体积较大，占地大 体积小、占地小 转速 运行速度低、噪音小 转速高、噪音稍大 26 运行环境 气味较大，对周围环境影响大 封闭运行，气味较小，对周围环境 影响小 操作管理 滤布使用寿命为 3期更换，检修方便 需专人检修 电耗 一般 较高 药耗 5Kg/5Kg/耗 25m3/h，连续冲洗 20 40 m3/h，停机时冲洗，时间约10 设备价格 较低 很高 效果 含固率为 20% 含固率为 22% 25% 为方便管理，节省工 程投资，本工程选用带式浓缩脱水一体机。 泥处置 经脱水后的污泥须进行处置，污泥处置的目的是减量化、无害化和资源化。 污泥处置的方式国内通常有以下几种： 卫生填埋 高温堆肥 制造有机复合肥 活性菌肥 目前国内污泥处置多为将泥饼送至垃圾填埋场卫生填埋。根据招标文件要求，项目所产生的污泥经脱水后送至 *市焦家坡垃圾卫生填埋场进行卫生填埋。 臭方案选择 臭方法 目前主要除臭方法有：离子法、化学法、生物法。 化学除臭法：利用臭气成分与化学药液的主要成分间发生不可逆的化学反应，生成新的无臭物质以达到脱臭的目的；因 臭气成分的不同需要选择相应的化学药剂。主要方法有：空气氧化法、化学氧化法、洗涤吸附法（湿式吸收氧化法）、吸附氧化法等。 27 生物除臭法：利用微生物将臭味气体中的有机污染物降解或转化为无害或低害类物质的过程。主要方法有：生物过滤法、土壤法、填充塔式生物除臭法等。 离子除臭法：空气在通过高能离子发生装置时，氧气分子受到经过发生装置发射出的高能量电子碰撞而形成分别带有正、负电荷的氧离子。这些正、负氧离子具有较强的活动性，在一系列反应后，将含 C、 H、 二次污染 物产生；并且还能有效的破坏空气中细菌的生存环境，降低室内空气中的细菌浓度；离子在与空气中微小固体颗粒碰撞后，使颗粒荷电并产生凝聚效应，使得传统过滤方式不能捕捉的且对人体有害的微小颗粒变成可以捕集或靠自身重力而沉降下来，达到净化空气的目的。采用高能离子发生装置，借助通风管路系统向散发臭气的空间送入可控制浓度的正、负氧离子空气，用离子空气 “罩住”污染源表面（如污水池等），使离子在极短的时间内与有害气体分子发生反应，扼制其扩散并降低其浓度，保证现场的操作人员在良好的环境中工作，并且还能对仪器仪表起到减少锈蚀、延长 使用寿命的作用。 臭方法比选 （ 1）化学法 为达到最佳的除臭效果，化学法通常与其它方法组合使用，例如常配活性炭吸附塔于其后。 由于化学试剂对恶臭气体的去除有其局限性，若要大范围去除多种化学成分的气体，就要使用多种化学药品；并且随着化