武清第五污水处理厂可行性研究报告——污水

武清第五污水处理厂可行性研究报告天津天乐国际工程咨询设计有限公司二零一一年十月目 录第一章 总 论 .1第二章 武清新城现状及发展规划 .6第三章 项目建设的必要性 .11第四章 污水处理规模与程度确定 .13第五章 工艺方案论证 .17第六章 污水处理厂工程设计 .56第七章 劳动、消防、安全卫生 .92第八章 环境保护与节能 .97第九章 组织机构与运营管理 .104第十章 项目建设计划与招标 .107第十一章 投资估算与资金筹措 .111第十二章 财务分析 .114第十三章 环境及社会效益分析 .119第十四章 结 论 .121一、附表附表 1：建设工程投资估算表附表 2：流动资金估算表附表 3：总成本费用估算表附表 4：损益表附表 5：全部投资现金流量表二、附件附件 1：选址意见通知书附件 2：用地预审报告附件 3：环评审批意见附件 4：能评批复三、附图附图 1：污水处理厂平面布置图附图 2：工艺流程图武清第五污水处理厂可行性研究报告第 1 页第一章 总 论一、项目名称武清第五污水处理厂二、项目背景武清区地处天津市西北部，位于天津规划的京滨发展主轴上，天津规划的十一个新城之一武清新城位于该区域内。近两年来，武清区按照天津市 2009 年提出的农村居住社区、工业园区、农业产业园区“ 三区”统筹联动发展的总体思路，把武清新城的开发建设作为带动全区城镇化、产业化的龙头，加快推进农村工业化、城镇化和农业现代化，提高农民生活水平，综合实力不断增强。2011 年是“十二五”规划的开局之年，武清区提出“十二五” 期间，继续着力推进城乡统筹发展，构筑以武清新城为龙头、重点镇为支撑、新农村为基础的一体化格局。武清新城位于武清区中南部，规划总用地面积 86 平方公里，根据武清区城乡总体规划（2008-2020） ，新城城市性质规划为“ 京津城市发展主轴上的重要新城，建设成为京津之间的高新技术产业基地、物流基地和生态宜居城市”，城市职能包括 “天津联系首都方向的桥头堡（门户） ，适宜创业、居住的新兴城市”。按照武清区城乡总体规划（2008-2020 ） 提出的建设计划，武清新城采取自东向西逐步建设的顺序，东部地区（以新兴路福源道新开路财源道京福支线为界）开发建设已全面展开，城区道路、供排水、供热、燃气等公用设施日趋完善，松江运河城、五一阳光等项目正在加紧建设。武清区提出 2011 年将继续高标准推进新城建设，特别提出要推进西部地区的建设，加快完善西部地区基础设施。目前，新城东部地区已建成 4 座污水处理厂，日处理能力约为7.5 万吨，收水范围基本覆盖东部大范围地区。西部地区随道路建设已开展排水管道建设，目前管网覆盖率已达到 50%以上，区内污水处理厂尚未建设。按照武清区总体规划要求和新城建设计划，进一步完善西部地区污水处理设施，建设单位拟实施本项目武清区第五污水处理厂,收水范围为武清新城西部福源道以南，龙凤河故道以东，京山铁路以北，(南东路) 京福支线以西，污水厂服务面积为 13.1km2。目前，项目选址已落实，其它前期工作正在进行中，为加快项目进度，建设单位委托天津天乐国际工程咨询设计有限公司编制项目可行性研究报告。三、项目概况1、服务范围污水处理厂的服务范围：东起(南东路)京福支线，西至龙凤河故道，北起福源道，南至京山铁路，服务面积约 13.1 平方公里，近期（2015 年）服务人口 12.4 万人，远期（2020 年）服务人口 20.6 万人。污水处理厂服务区域内主要为生活污水。2、项目选址污水处理厂选址位于新安路与前进道交口西北侧，总占地面积约为 38.48 亩。四至范围为：东至空地，南至规划前进道，西至拟建中水厂，北至规划强国道。3、建设规模本项目采用分期建设方式，近期（2015 年）建设规模为 1.5 万武清第五污水处理厂可行性研究报告第 3 页m3/d，远期（2020 年）规模为 2.5 万 m3/d，本次按近期（2015 年）1.5 万 m3/d 建设。4、工艺选择及进出水水质污水处理工艺为 A2/O+转盘滤池工艺，处理后污水达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002 ）一级 A 标准。污水处理厂出水排至龙凤河。污泥处理工艺选用机械脱水，脱水后污泥送至污泥填埋场填埋处理。进水主要指标：CODCr 350mg/LBOD5 180mg/LSS 200mg/LNH3-N 40mg/LTN 60 mg/LTP 48 mg/L出水主要指标：CODCr 50mg/LBOD5 10mg/LSS 10mg/LNH3-N 8（5）mg/LTN 15 mg/LTP 0.5 mg/L5、主要建设内容建设粗格栅间及提升泵房、细格栅及旋流沉沙池、生化组合反应池（A 2O 反应池、污泥回流泵房、二沉池、转盘滤池间） 、综合处理车间（污泥脱水间、鼓风机房变电间、配电间） 、紫外线消毒渠、综合楼等建筑物 6 座，购置安装设备 122 台（套） 。6、项目总投资及资金筹措（1）项目总投资项目总投资 2502.96 万元，其中建设投资 2470.25 万元，铺底流动资金 32.70 万元。（2）资金筹措本项目总投资 2502.96 万元，全部由天津壹帆水务有限公司在武清区注册的天津壹帆污水处理有限公司自筹解决。7、项目建设工期项目建设工期 7 月，拟于 2012 年 3 月开工建设，2012 年 9 月竣工验收。四、项目建设单位单位名称：武清区水务局单位性质：行政机关单位地址：武清区杨村新华北路武装部西楼五、编制依据室外排水设计规范GB50014-2006室外给水设计规范GB50013-2006泵站设计规范GB5026597城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002城市污水处理厂污泥排放标准CJ/T30251993武清第五污水处理厂可行性研究报告第 5 页城市排水工程规划规范GB50318-2000城市给水工程规划规范GB50282-98建筑给水排水设计规范GBJ15-88 （1997 年版）天津市武清区城乡总体规划（20082020 年） 国家相关标准和技术规定业主提供的相关资料六、可行研究报告编制单位天津天乐国际工程咨询设计有限公司咨询资格证书编号：工咨甲 10220070012七、主要技术经济指标序号 指标名称 单位 指标数量 备注一 用地指标1 污水厂处理厂总用地 亩 38.48二 技术指标1 污水厂处理建设规模 万 m3/天 1.5 出水执行一级 A 标准2 建构筑物 座 63 主要工艺设备 台（套） 122三 经济指标1 项目总投资 万元 2502.961.1 建设投资 万元 2470.251.2 铺底流动资金 万元 32.702 资金筹措2.1 天津壹帆污水处理有限公司自有资金 万元 2502.96第二章 武清新城现状及发展规划一、现状1、区域概况武清新城位于武清区中南部，是天津市规划的是一个新城之一，也是京滨发展主轴上的重要节点。规划用地范围为：北起龙凤河，南至前进道、杨北公路，东起杨崔公路、京津塘高速公路，西至龙凤河故道，总用地面积 86 平方公里。武清新城区位优势显著，交通便利：与市区及主要交通节点距离适中，距离市中心约 40 公里，距离天津站约 45 公里，距离天津滨海国际机场约 70 公里；铁路、公路交通条件良好，京山铁路、津蓟铁路、京津城际铁路环绕新城，其中京津城际铁路在新城南部设站，京福支线、京津塘高速公路、宝五公路、杨北公路等穿越新城而过，并有市域轨道 2 号线自南向北延伸入新城。图 2-1 武清新城区位示意图2、自然条件（1）地形地貌武清第五污水处理厂可行性研究报告第 7 页本地区处于华北平原东北部，海河流域下游，为微度起伏的冲击平原。地面倾斜平缓，海拔高差不大，地形相对低洼，使境内地势自西、北、南三面向东南方倾斜，地面自然坡度 1：6500。（2）工程地质本地区地处华北冲积平原下端，地势平缓，自北、西、南向东南海河入海方向倾斜，海拔高度最高 13 米，最低 2.8 米。土壤的成土母质多为永定河和北运河的冲积物，土壤均为潮土，土层深厚，具有多宜性特点。武清区地处华北沉降带的冀中凹陷，有两组影响武清区的地震断裂带。一线是北北东向断裂带即河西务断裂、梅厂断裂、汉沟断裂，一组是北西西向断裂即宝坻断裂、王辛庄断裂、赵聪庄断裂、里自沽断裂。这些断裂存在，控制着境内的地层分布、矿产形成、地震活动及地面沉降等。其基底埋深达 8000-9000 米，武清凹陷北、东、南三面为断裂线所控制，是一个长期发育的深凹陷。（3）气候武清区属温暖带半湿润大陆季风气候，年平均气温 11.6，平均风速 2.2 米/秒，主导风向为西南风。武清区年平均降水量达 578.3 毫米，年际间降水量变化较大，是造成干旱和洪涝的主要原因。（4）水文武清区内有一级河道 4 条，即永定河、北运河、龙凤河、青龙湾减河，河道总长 184.2 公里，堤防总长 314.87 公里。二级河道 7 条，即龙河、龙北新河、凤河西支、龙凤河故道、中泓故道、机场排河、狼尔窝引河，河道总长 75.6 公里，堤防总长 150.7 公里。一、二级河道技术指标见下表。全区水库有黄庄水库、南湖水库、上马台水库，总库容量 3617.1万立方米。地下水存贮条件较好，埋深浅。平均可采模数为 13 万立方米/年/平方公里。一、二级河道现状技术指标堤防长度（m）河道名称 河道长度 （km） 左堤 右堤 现状防洪 标准 行洪能力（m 3/s）永定河 25.4 21.7 24.750 年一遇2500北运河 62.3 48.14 58.4550 年一遇225龙凤河 71.1 66.5 69.410 年一遇50325一级河道青龙湾 25.4 26.3620 年一遇1330凤河西支 10 8 13.610 年一遇98149龙河 9.3 12 10.910 年一遇94龙北新河 6.7 6.7 6.710 年一遇60龙凤河故道 16.2 17.1 7.110 年一遇20二级河道机场排河 10 5.8 5.8 30武清第五污水处理厂可行性研究报告第 9 页河道名称 河道长度 （km）堤防长度（m） 现状防洪标准行洪能力（m 3/s）左堤 右堤狼尔窝引河 15.5 15.5 15.5 4350中泓故道 13 13 1310 年一遇80规划武清新城内有北运河 1 条一级河道和龙凤河、龙凤河故道、机场排河等 3 条二级河道，均为规划景观水系河。（5）土壤境内砂性土和壤质土分布交叉，但以壤质土分布最广泛。粘性土主要分布在离河较近的河间或交接平洼地中。3、排水现状目前以新兴路福源道新开路财源道京福支线为界的东部地区的道路、供排水、供热、燃气等公用设施正在日趋完善，排水方面已建成污水处理厂 4 座，日处理能力 7.5 万吨。二、武清新城发展规划1、发展规模武清新城规划总用地面积 86 平方公里。规划至 2020 年区内人口规模为 50-60 万人。2、城市性质武清新城是京津城市发展主轴上的重要新城，将建设成为京津之间的高新技术产业基地、现代服务业基地和生态宜居城市。3、城市职能 京津地区以高新技术产业和外向型加工业为主的现代加工制造业基地； 区域交通枢纽结点以及服务主导产业和京冀乃至更广阔区域的商贸物流基地； 天津联系首都方向的桥头堡（门户） ，适宜创业、居住的新兴城市； 辖区行政管理、文化教育、商贸信息服务中心。4、发展目标围绕为京津两市服务，为港口服务，大力发展高新技术产业，进一步发展保税物流、商务商贸、休闲娱乐等现代服务业，打造京津之间“ 明珠新城 ”、天津的 “第一新城”。武清新城发展规划图三、排水规划（1）排水分区根据天津市武清区城乡总体规划（20082020） ，污水排水规武清第五污水处理厂可行性研究报告第 11 页划分十一个区（不包括陆、空两军基地和逸仙园） 。具体分区如下：区：龙凤河以南，龙凤河故道、翠亨路以东，福源道、光明道以北，北运河、泉州路及泉兴路以西，污水收集面积为 23.72km2。区：光明道、财源道以南，京福支线、泉兴路以东，京山铁路以北，北运河以西，污水收集面积为 16.68km2。区：壅阳东道及陆、空军基地边界线以南，北运河以东，京山铁路以北，津蓟铁路以西，污水收集面积为 13.00km2。区：北运河以南、以西，泉州路以东，财源道以北，污水收集面积为 2.41km2。区：机场道以南，北运河以东，雍阳东道、二号道以北，机场外壕以西，污水收集面积为 2.49km2。区：京津塘高速公路以南、以西，北运河以东，机场道、空军基地边界及以北，污水收集面积为 9.24km2。区：为下朱庄地区，京山铁路以南、以西，北运河以东，规划边界以北，污水收集面积为 9.28km2。区：为牛角洼地区，边界分别为京山铁路、北运河及龙凤河故道，污水收集面积为 8.71km2。区：福源道以南，龙凤河故道以东，京山铁路以北，京福支线以西，污水收集面积为 13.1km2。区：龙凤河以南，北运河、京津塘高速公路以东，京山铁路以北，外环东路以西，污水收集面积为 11.76km2。区：西边界为津蓟铁路，东、南边界均为规划城区边界线，污水收集面积为 14.80km2。（2）本项目服务范围根据排水规划，本项目收水范围为第分区：福源道以南，龙凤河故道以东，京山铁路以北， （南东路）京福支线以西，污水收集面积为 13.1km2。本项目收水范围图武清第五污水处理厂可行性研究报告第 13 页第三章 项目建设的必要性与意义一、项目建设是进一步完善武清新基础设施，促进新城开发建设的需要根据武清区总体规划，武清新城采取自东向西逐步推进的建设模式，目前新城东部地区已建成 4 座污水处理厂，日处理能力约为 7.5万吨，收水范围基本覆盖东部大范围地区。西部地区随道路建设已开展排水管道建设，但尚未建设污水处理厂。污水处理设施是基础设施必不可少的一部分，应与西部地区开发建设同步实施。本项目实施后将建设近期处理规模 1.5 万吨/日（远期 2.5 万吨/ 日）的污水处理厂，其建成后可进一步完善武清新城基础设施，促进新城西部地区的纵深开发。二、项目建设是美化环境卫生，促进居民生活质量提高的需要城市生活污水含有大量细菌、病毒等，如不经处理直接排入受纳水体，不仅直接污染地表河流，而且随着有害物质的入渗，间接造成地下水污染，对人民身体健康产生直接危害，有些有机物还会在人体积累以致影响下一代的健康成长。本项目拟建地点位于新城西部地区，规划主要为居住区，每日有大量生活污水排放。本项目实施后，能够对污水处理厂收水范围内收集的污水实施有效处理，避免其直接曝露地表或排入水体，并减少由此产生对区域内居民身体健康产生的不利影响，不仅美化了区域环境卫生，而且有助于促进居民生活质量提高。三、项目建设保护了水资源，实现了污水资源化利用本项目近期污水处理能力 1.5 万 m3/日，远期处理能力为 2.5 万m3/日，出水水质可达到国家一级 A 标准，可减少新城内污水排放，促进地表水体水质保护，改善区域环境质量。同时污水处理厂出水排入龙凤河，为城市景观河道提供了水源，实现了污水资源化利用。武清第五污水处理厂可行性研究报告第 15 页第四章 污水处理规模与程度确定一、污水处理厂建设规模根据天津市武清区城乡总体规划（20082020） ，武清第五污水处理厂的服务范围为：东起(南东路)京福支线以西，西至龙凤河故道，北起福源道，南至京山铁路。服务面积约 13.1 平方公里，区域为主居住区，规划人口 20.6 万人，污水排放主要为生活污水。1、污水水量预测根据天津市武清区城乡总体规划（20082020） 和城市给水工程规划规范 （GB 5028298） ，2020 年区域内综合生活用水指标：200 升/ 日人，则最高日总供水量为:Q=20.6X0.20=4.12 万 m3/d。根据城市排水工程规划规范 ，城市污水量应由城市给水工程统一供水的用户和自备水源供水的用户排出的城市综合生活污水量和工业废水量组成，城市污水量宜根据城市综合用水量（平均日）乘以城市污水排放系数确定，本工程污水排放系数取 0.9，日变化系数为1.5，则总污水量为：Q=4.120.91.5=2.47 万 m3/d根据以上计算本工程排污总量确定为：2.50 万 m3/d2、污水处理厂规模的确定根据污水量预测，区域内排污量为 2.50 万 m3/d，确定污水处理厂总规模为 2.50 万 m3/d。由于受区域开发进度的影响，预计至 2014 年底区域开发面积约为总面积的 60%，即到 2015 年初区域内人口可达到 12 万人规模，排污量为 1.5 万 m3/d。因此根据计划开发进度本次建设规模确定为 1.5万 m3/d，远期预留 1.0 万 m3/d。二、污水处理程度的确定1、污水设计进水水质室外排水设计规范 （GB 500142006）中规定，城市污水处理厂的设计水质应根据调查资料或参照邻近城镇类似工业区和居住区的水质确定。我们对武清区第一污水处理厂、武清区第二污水处理厂、武清区第三污水处理厂进行了调研。武清第一污水处理厂设计规模为 3.0 万 m3/日，实际水量为2.62.7 万吨 /日，污水以工业污水为主，处理工艺为接触氧化工艺，由于污水点源处理比较好，进水水质为：COD Cr（300350mg/L） 、BOD5（150160mg/L） 、SS （160170mg/L ） 、NH 3-N（1020mg/L） 、TP（23mg/L） ，出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002一级 B 标准。武清第二污水处理厂设计规模为 1.5 万 m3/日，实际水量为 1.5万 m3/日，污水以生活污水为主，处理工艺为改良型氧化沟工艺，进水水质为：COD Cr（270340mg/L ） 、BOD 5（160180mg/L） 、SS（ 150mg/L） 、NH 3-N（60mg/L ） 、TP（48mg/L） ，出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准 GB189182002一级 B 标准。武清第三污水处理厂实际水量为 1.0 万 m3/日左右，处理工艺为改良型氧化沟工艺，进水水质为：COD Cr（ 200mg/L） 、BOD5（100mg/L） 、SS （150mg/L） 、NH 3-N（30mg/L） 、TP （44mg/L ） ，出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准 GB189182002一武清第五污水处理厂可行性研究报告第 17 页级 B 标准。由于第一污水处理厂以工业污水为主，与本项目生活污水的特点可比性较小；第三污水处理厂目前水质水量都不稳定，可比性也较差。因此，根据本项目水质特点，同时参考武清第二污水处理厂项目指标（以生活污水为主） ，最终确定污水处理厂的进水水质指标为：CODCr 350mg/LBOD5 180mg/LSS 200mg/LNH3-N 40mg/LTN 60 mg/LTP 48 mg/L2、污水设计出水水质标准污水处理厂对主要污染物（BOD、SS 、氨氮，磷）等的去除程度是确定污水处理工艺的基本依据，而处理程度可以通过城区污水系统进水中污染物的总量和受纳水体对主要污染物允许排放的总量来确定，既要达到保护水体的目的，又要充分利用受纳水体本身的环境容量，寻求合适的处理工艺，最大限度地降低污水处理厂的建设投资和运行费用。依据天津市环保政策要求污水处理厂应执行城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级 A 标准，近期污水处理厂尾水排入龙凤新河，出水的主要指标见表 4-1。表 4-1 基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）单位 mg/L序号 基本控制项目 一级A标准1 化学需氧量（ COD） 50序号 基本控制项目 一级A标准2 生化需氧量（ BOD5） 103 悬浮物（SS） 104 动植物油 15 石油类 16 阴离子表面活性剂 0.57 总氮 （以N计） 158 氨氮（以N计） 5（8）2005 年12 月31 日前建设的 19 总磷（以P计）2006 年1 月1 日起建设的 0.510 色度（稀释倍数） 3011 PH 6912 粪大肠菌群数（个/L ） 103 括号外数值为水温12时的控制指标,括号内数值为水温12时的控制指标。武清第五污水处理厂可行性研究报告第 19 页第五章 工艺方案论证一、工艺选择原则根据对污水进出水水质的分析，本工程要求污水处理程度的特点是：除对 COD、BOD 5、SS 去除率要求较高，还应具有脱氮除磷的功能。因此，对污水处理工艺的选择应根据其特点，慎重选择。本工程的污水处理工艺在选择时充分考虑污水量、污水水质、经济条件，力求做到： 工艺成熟，技术先进，对水质变化的适应能力强，出水达标且稳定，污泥易于处置。 经济合理，电耗省，造价低，占地省。 易于管理，操作方便，设备可靠。 重视环境、臭气的防护，噪声的控制。 整体工艺协调优化。 厂区景观与环境相协调，文明生产。二、污水可生化性分析污水生物处理是以污水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化的一种最经济实用同时也是首选的污水处理工艺。而对污水可生化性的判断是污水处理工艺选择的前提。BOD5 和 CODCr 是污水生物处理过程中常用的两个水质指标，采用 BOD5/COD 比值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的传统方法。一般情况下，BOD 5/COD 值越大，说明污水可生物处理性越好。目前国内外多按照下表中所列的数据来评价污水的可生物降解性能。表 5-1 污水可生化性传统评价数据BOD5/CODcr 0.45 0.30.45 0.30.25 0.25可生化性 好 较好 较难 不宜生化本工程污水处理厂设计进水水质COD=350mg/l，BOD 5=180mg/l，进水中有机污染物浓度偏高。从污水可生化性考虑，污水中 BOD5/COD=180/350=0.51，可生化性好。碳氮比本工程设计进水水质 NH4-N40mg/l ，TN60mg/l。从进水水质分析，总氮还是比较高的，因此设计上应考虑出水水质要求要求，系统必须具有足够的反硝化能力。而系统能否完成较充分的反硝化，除了外部条件，还取决于进水中的碳源是否充足。根据经验 BOD/TN在 327 之间就满足脱氮碳源，经过计算 BOD5/TN 为 3.0，碳源满足处理要求，毋需投加营养物。碳磷比污水处理厂出水标准中对磷的排放要求为：TP0.5mg/L，去除率要求较高。一般 BOD5/TP=2060 之间是比较适合生物除磷的，本工程进水水质中 BOD5/TP22.545 之间，采用生物除磷方法可去除大部分磷，剩余少部分的磷需要采用化学方法去除，另外由于出水水质对 SS 去除要求较高，因此在本工程设计中采用加药的方法以强化除磷效果和去除 SS，达到污水排放标准。根据以上分析，本工程可以通过二级生物处理的污水处理工艺（即生物脱氮除磷处理工艺）去除污水中的大部分污染物，使出水水武清第五污水处理厂可行性研究报告第 21 页质中的污染物指标达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级 B 标准。再通过深度处理使最终出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级 A 标准。三、二级生物处理工艺技术概述1、污水处理工艺技术概述在城市污水处理厂中，污染物的存在形式包括漂浮物、胶体悬浮物、溶解性污染物等，主要去除的污染物指标包括COD、 BOD、SS 、氮、磷和粪大肠杆菌数量等，主要分为物理法、生物法、化学法，漂浮物与悬浮物的去除主要依靠格栅、沉淀、过滤等物理方法解决，不能只通过物理方法去除的 COD、BOD 、氮、磷等污染物可通过生物法或化学法解决。在城市污水处理过程中，主要的去除对象是 C、N、P 污染物和病原微生物污染物。（1）C 污染物的生物处理去除污水中 C 污染物的存在是以 BOD 指标反映的，而生物处理的方法因其效果明显，经济实用而在污水处理项目得到极为广泛的应用。在生物反应过程中，污水中的含 C 有机物被活性污泥降解，这一过程一般在有氧条件下完成，最终生成稳定的分解物，可用方程式表示为： HOyxCzyxOHCzyx 2224一般城市污水处理厂二级生化反应可以去除大约 95%以上的BOD，从而完成对主要的 C 有机污染物的净化。酶（2）N 污染物的去除缺氧好氧的生物脱氮处理工艺机理：污水中氮以有机氮和氨氮为主要存在形式，传统活性污泥法能够完成将有机氮化合物转化为氨氮的过程，但对氨氮的去除及脱氮作用却极为有限。生物脱氮的基本原理即在于通过硝化反应先将污水中的氮氨化为硝酸盐，再通过反硝化反应将硝酸盐还原成气态氮从水中逸出。微生物将有机氮转化为 NH3N 的生物过程即为氨化作用。一般的异养微生物都能进行高效的氨化作用，在传统活性污泥法工艺中，伴随 BOD5 的去除，95% 以上的有机氮会被氨化成 NH3N 。生物脱氮是由硝化和反硝化两个生化过程完成的，污水先在好氧状态（oxic ）中进行硝化，使含氮有机物被细菌分解成氨，氨进一步转化成硝态氮，然后在缺氧状态（Anoxic）中进行反硝化，硝态氮还原成氮气溢出。生物硝化反应是利用化能自养微生物将氨氮氧化成硝酸盐的一种生化反应过程。硝化作用由两类化能自养细菌参与，亚硝化单胞菌首先将氨氮 NH3N 氧化成亚酸盐 NO 2N ，硝化杆菌再将 NO 2N转换为 NO 3N，由于硝化杆菌反应速度大于亚硝化菌反应速度，因而不会造成 NO 2 N 积累。在实践中可以简单地理解成硝化作用是硝化细菌将 NH3N 氧化成 NO 2N 的过程。反应式如下：NH4 2O 2NO 3-+2H+H2O式中的 NH4 系因为 NH3 在污水中 95%以上以 NH4 形式存在。硝化过程需要大量的氧。 生物脱氮技术影响因素目前在工程中广泛应用的活性污泥法生物脱氮技术的主要工艺参武清第五污水处理厂可行性研究报告第 23 页数及影响因素主要为：A：污泥负荷和泥龄生物硝化属于低负荷工艺 F/M 一般在 0.2kgBOD/kgMLSS.d 以下，负荷越低，硝化进行得越充分。与低负荷相对应，生物硝化系统的泥龄一般较长，主要是因为硝化细菌增殖速度较慢，世代周期长，如果不保证足够的 SRT（污泥泥龄） ，硝化细菌就培养不起来，得不到硝化效果。当污水温度为 10时，实际工程中 SRT 一般不少于 8d。B：回流比与水力停留时间综合考虑池容、硝化反硝化脱氮率等因素，回流比一般较传统工艺大，同时，回流比太小，活性污泥在二沉池停留时间长，容易发生反硝化，导致污泥上浮。生物硝化系统曝气池的水力停留时间 T，一般较传统工艺长，因为硝化速度较有机物的去除速率低。试验表明硝化时间根据硝化速度和需要去除的总 NH+4-N 确定，一般在 4h 以上，如果需要很高的去除率则应加长停留时间。C：溶解氧溶解氧是保证系统正常运转的先决条件，一般情况下，将每克NH3-N 转化成 NO 3 需氧 4.57g。由于硝化菌的工作以充分的好氧环境为前提条件，所以硝化工艺混合液的 DO 应控制在 2.0mg/l 以上。D：pH 和碱度对硝化的影响硝化细菌对 pH 反应很敏感。在生物硝化系统中，应尽量控制混合液的 PH 在 6.57.5 之间，否则硝化速率会明显下降。当 PH 值过低时，还需要加碱中和。反硝化菌是兼性异养菌，能利用污水中各种有机质作为电子供体，以硝酸盐代替分子氧，作为电子最终受体，进行“无氧” 呼吸，使有机质分解，同时将硝酸盐氮还原成气态氮。反硝化反应受溶解氧的影响较大，一般应保持在 0.5mg/l 以下。反硝化反应过程为：2NO3 +H2O5O+N 2+2OH有机碳CO 2H 2O总方程：4NO 35C 2H2O 反硝化菌 2N25CO 24OH 脱氮过程为零级反应，反硝化速率与水中硝态氮浓度无关，因此为充分利用水中有机质一般均采用前置缺氧脱氮流程。硝态氮由回流污泥和硝化后的混合液回流提供。 物理化学脱氮技术物理化学脱氮技术常见于给水处理和水质要求较高的回用水处理工艺中，主要有氨的吹脱去除、折点加氯和选择性离子交换法等。物理化学脱氮技术一般具有除氨效果稳定、操作简便、易于控制的优点。但也由于受到一次投资、运行费用、适用规模和遗留问题等因素的制约而限制了应用推广。例如，游离氨（NH 3）易造成二次污染，折点加氯的运行费用也远高于生物脱氮工艺，以致癌物卤代烃为代表的所谓“ 消毒副产品 ”即是在含有机污染的水中加氯消毒过程形成的。因此，在大规模水处理工程中不宜采用化学脱氮技术。（3）P 污染物的去除A：生物除磷机理除磷是通过磷的厌氧释放和好氧吸收两个过程完成的。目前其机理还不完全清楚，但一般认为主要是一种称为（Acinebacter）菌群的专性厌氧不动细菌起聚磷除磷作用。另外其它一些微生物种群如假单武清第五污水处理厂可行性研究报告第 25 页胞菌（Pseudomonas