（环境工程专业论文）天津咸阳路污水处理厂各单元工艺阶段除磷脱氮分析.pdf

ab s t r a c t ab s t r a c t t h e e x i s t e n c e o f n i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s h a s a n i m p o r t a n t i n fl u e n c e o n t h e l i f e o f h u m a n a n d e n v i r o n m e n t . s o i t r e v i e w s t h e p r e s e n t s t a t u s o f s i m u l t a n e o u s n i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s i n m u n i c i p a l w a s t e w a t e r t r e a t m e n t . f u rt h e r m o r e i t a n a l y s e s t h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f s y s t e m s , a n d p u t s f o r w a r d c o n t r o l p a r a m e t e r o f a / 0 p r o c e s s f o r n i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s r e m o v a l . 1 , a m m o n i a n i t r o g e n i s b a s i c a ll y t h e ma i n f o r m i n t h e t o t a l n i t r o t e n p r o p o rt i o n in e v e ry m o n th s s i n fl u e n t. n i tr a te n i t r o g e n h a s a l w a y s c o v e r e d a c e r t a i n p ro p o rt i o n w i t h o u t o b v i o u s c h a n g e . i t i s m a i n l y a m m o n i a n i t r o g e n r e m o v e d b y s e d i m e n t p r o c e s s . n i t r a t e n i t r o g e n w i ll b e p r o d u c e d i n a e r a t i o n p r o c e s s . a n d w i t h o u t n i t r i t e n i t r o g n a c c u m l a t e d . n i t r o g e n c o n t e n t w i l l b e l o w e r i n s u m m e r t h a n i n w i n t e r . 2 , d u r i n g e v e ry p r o c e s s a s f a r a s t h e t p r e m o v a l r a t e . t h e p r i m a ry a n d s e c o n d a r y c l a r i fi e r w i ll c o v e r 1 0 % r e s p e c t i v e l y , a e r a t i o n p r o c e s s t a k e s u p 5 0 % . e f f l u e n t q u a li t y i n s u mme r i s b e t t e r t h a n i n wi n t e r . 3 , t h i s i t e m i s i n d i c a t e d b y a s m a ll - s c a l e e x p e r i m e n t . i n o r d e r t o g e t f i n e e f f l u e n t , i t h a d b e t t e r k e e p t h e d o a t 2 - 3 m g / l in a e r a t e d t a n k a n d d o 叨% . w a t e r con t e n t i n d is c h a r g e d s l u d g e f r o m p r im a r y s e d i m e n t t a n k s h o u l d b e b e l o w 9 8 % ( b e s t a t 9 5 - 9 7 % ) . s o l u b l e o x y g e n c o n c e n t r a t i o n o f e f f l u e n t f ro m b i o l o g i c a l a e r a t e d t a n k s h o u l d b e c o n t r o ll e d a t 2 . o t 0 . 5 m g / l . 3 0 m in u t e s s e d i m e n t p r o p o rt i o n f o r s l u d g e i n a e r a t e d t a n k s h o u l d b e 1 5 % 3 5 % ( w a t e r t 1 8 c ) ; 2 0 0 0 - 4 0 0 0 m 幼 ( ( 和 a t e r t , 1 8 c) ; s l u d g e r e t u rn i n g p r o p o rt i o n i s c o n t r o ll e d a t 5 0 % - 1 0 0 % .s l u d g e l o a d i s c o n t r o ll e d a t 0 .1 - 0 .2 k g / k g . d . w a t e r c o n t e n t i n r e m a i n e d s l u d g e i s c o n t r o l l e d a t 9 9 . 2 - 9 9 . 6 % . 5 . g e n e r a l l y t h e e f fl u e n t q u a l i t y i s : b o d s s3 0 m g / l ; c o d c r 5 1 0 0 m g / i ; s s - 3 0 m g t l n h 3 - n 1 2 0c ) ; n h 3 - n s 0 % ; s s 9 0 % . k e y w o r d : m u n i c i p a l w a s t e w a t e r , r e m o v a l o f n i t r o g e n , r e m o v a l o f p h o s p h o r u s , a / o p r o c e s s , u n i t p r o c e s s 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了 解南开大学关于收集、保存、 使用学位论文的规定， 同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、 数字化或其它手段保存论文; 学校有权提供目 录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务; 学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电 子版; 在不以赢利为目 的的前 提下，学校可以 适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学 位 论 文 储 签 “ 表 譬 啊年 。 月 犷。 日 经指导教师同意， 本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名:学位论文作者签名: 解密时间:年月日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下: 内部 5 年 最长5 年， 可少于5 年) 秘密*1 0 年 ( 最长1 0 年，可少于1 0 年) 机密* 2 0 年 ( 最长2 0 年，可少于2 4 年) 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明: 所呈交的学位论文， 是本人在导师指导 下， 进行 研究工作所取得的成果。 除文中已经注明引用的内 容外， 本学 位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、 己 公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体， 均己 在文中以明确方式标明。 本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学 位 论 文 作 者 签 “ : k 笔 卿 年 r jq 1， 日 第一章 引言 第一章引言 第一节污水脱氮除磷的重要意义 城市是人类社会经济发展的 一个极 其重要的组成部分， 在城市的社会经济 活动中， 每天都要消耗大量的水， 用于 工业、 农业、商业活动以 及市民的日 常 生活。 近年来，随着工业化和城市化程度的不断 提高， 合成洗涤剂、化 肥和 农药 广泛使用， 城市污水排放总量也 在不断 增加， 使得水环境污染和水 质富营 养化 问 题日 益严重. 水体富营养化现象是一种自 然界普遍存在的 进化过 程， 但是人 类活动造成的污染大大加速了 这一过程. 水体富 营养化，藻 类异常 繁殖， 大量 消耗水中 的溶解氧，使水体呈缺氧或厌氧状态， 变黑、 变臭， 而一些藻类又会 分泌和释放毒性物质，导致鱼类、贝类等需氧生物死亡， 整个水体生态系统崩 溃。 水体富营养化严重降低了 水资源的利用价值，对城市经济、自 然环境构成 严重威胁.氮 和磷是引起水体富营养化的主要因素，我国 水体氮磷污染来自 生 活污染、农业 污染 及工业污染源，其中生活氮磷污染来自 城市人口 的排泄物、 食品废物和合 成洗 涤剂，食品加工企 业、化肥生 产企业等工业废水中也含有大 量 氮，磷化工 行业排放含磷废水等。目 前，发达国家均以氮和磷作为藻 类生 长 的限制因素， 对污染水质排 放中的 氮、磷 控制也 在逐渐加强，对污水处 理厂的 氮和磷浓度有 法定的限 制标准， 我国 最新颁布的污 水排放标准( g b 1 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 规定 污水处理 厂排放标准: 磷0 . 5 m g / 以一 级标准 ) 、1 . 0 m 澎 以二 级标准) ; 氮1 5 m g / l( 一级标准 ) 、 2 5 m g / 以 二级标 准) . 而传统的二级 处理工艺难以 达到 现行排 放标准的 要求， 因此经济有效的 控制氮磷污染已 成为当 前3 待解决的 重大环境 课题。 第一章引言 第二节污水除磷脱氮方法概述 2 . 1 污水脱氮方法概述 废水中的氮常以含氮有机物、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐等形式存在。目 前 采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点 氯化等四 种。 在目 前采用的四 种脱氯工艺中， 物理化学法由 于存 在运行成本高 、 对环境 造成二次污染等问题，实际 应用受到一定限制。而生物脱氮法能较为有 效的去除多 种含氮化合物，处理效果稳定不产生二次污染且比 较经济，因而得 到较多应用:其缺点是占地面积大，低温时效率低，易受有毒物质的影响，且 运行管理较麻烦。 生物法是目 前 运用最 广、 最有研究前景的方 法。生 物脱氮的主要原理是经 硝化一反硝化处理， 把污水中的 氮变成无害的n 2 ， 然后排除 系统。 硝化是污水 中的有机氮在生物处理过程中被异氧型微生物氧化，转化为氨氮，然后由自 养 型硝化菌将其转化为 n 0 3 一 和 n o z 的过程:反 硝化是反 硝化细菌经厌氧呼吸将 n 0 3 1 1 n 0 2 一还原 转化为从的过 程， 从而达到脱 氮的目的。 氨化菌 有机氮- 一 - - 卜 硝化过程: n o z 十 。 :硝 酸 菌n 0 3 反硝化过程: n 0 3 n03 鲤 些 垦 堕 鱼n o w - n o - - n 2 0 - - 以占 9 0 % 以 上 ) 异化 反 硝 业 n 0 2 - - x - n h 2 0 h 有 机 氮 另外沉淀过程包括:自 由 沉淀、絮凝沉淀、 成层沉淀和压 缩沉淀。 污水处 理厂中 初沉池一般情况下主 要是去除污水中的 可沉固体物质，在可沉物质沉淀 过程中 ，s s中不可 沉物质的一小 部分会粘附 到絮 体上一起沉淀下去; 另外， 可 漂浮固体的大部分也会漂浮到污水表面。沉下去的形成污泥被排除池外，漂浮 第一童 引言 上去的 作为 浮渣被清除。同时， 氮和磷、 c o d , b o d等指标也会有不同 程度的 去除。 2 . 2 污水除磷方法概述 废水中的磷由 三种存在形态， 即正 磷酸 盐、 聚磷 酸盐和有机酸。 在二级生化 处理中，有机磷和聚磷酸盐可转化为正磷酸盐。去除磷的方法主要有化学沉淀 法和生 物除磷 法两 类。 其中化学沉淀法是通过投加的化学沉淀剂能与废水中的 磷酸盐生 成难溶沉淀 物，可把磷分离去除，同时 形成的 絮凝体 对磷也有吸附作 用。常用的沉淀剂有石灰、抓化铁、明矾、石灰与氯化铁的混合物。它们与磷 酸盐的反应可表示为: 3 c a 2 十 2 p o 4 3- - - c a , ( p o o 2 备 5 c a t + 4 0 h + 3 h p 0 42- - - c a s ( o h ) ( p 0 4 ) a l+ 3 h , o a l + p 0 , -a i p 0 , 1 f e + p o 刁 卜 - f e p o , i 生物除磷过程是通过聚磷菌以 不溶性的 聚磷 酸盐的 形式将溶解性的 正磷酸 盐过量贮存于 体内、 通过排放污泥的形式 来实现的。 生物除磷过程是通过聚磷菌以 不溶性的 聚磷酸盐的 形式将溶解性的 正磷酸 盐过量贮存于体内 来实现的. 这就表明生 物除 磷的 能力与活性污泥工艺中 所含 聚磷菌的比例密切相关。污泥中聚磷菌的数量增大，除磷能力也相应增大。而 聚磷菌体内 贮存的聚磷酸盐作为能 源储备，在适宜条件下被释放，从而使聚磷 菌在与活性污泥中 非聚磷菌的竞争中 处于优势。 要成功实现生 物除磷的首要条 件是， 在完全 厌氧的 条件下 ( 既 无 n 0 3 一 也无氧) ，将活 性污泥与进水混合。 在 厌氧条 件下， 聚磷菌以 醋酸盐或其它挥发 性脂肪酸( v f a ) 的 形式吸收有机底 物， 并转化为 含碳储存物，如聚一13 一 经基丁酸盐 ( p h b ) 。 其中 醋酸盐或其它挥 发 性脂肪酸来自 于原物水或在厌氧段由 水解酸化反应生成， 而吸收 和转 化底物所 需的能 量来自 于聚磷酸盐的 水解，同 时将磷以 正磷酸盐的 形式释放到水溶 液中。 在好氧或缺氧条件 下，以p h b形式 储存的 碳源物质 被氧或硝酸盐氧 化。 此 过 程释 放的能 量被聚 磷菌用于从水溶液中吸收正 磷酸盐， 并以 聚磷酸盐的 形式 贮 存于细胞体内，以 用于生 长需要.在厌 氧或 缺氧条件下， 除聚磷菌外的 生物 体 很少或没有能力来吸收 底物 ( 醋酸盐或 v f a )以 进行生长。 最后通过排除剩 第一章 引言 余污泥将磷从系统中去除，同时也维持系统内污泥量的平衡。 2 . 3 生物脱氮与除磷机理上的冲突 城市污水中氮的去除，主要有两个生 物过程: 硝化作用和反硝化作用。 硝 化作用是由自 养型微生物亚硝化菌和硝化菌在好 氧条件下进行，而反硝化作用 则是异氧型微生物反硝化菌在缺氧条件下进行的。 要达到良 好的硝化效果， 反 应器中必须有充足的溶解氧，活性污泥的 泥龄要 长， 有机负荷要低 ( 以 使硝化 菌生长得到竞争优势) ;而要达到良好的反硝化效果，反应器中又必须保持缺氧 状 态 ( d o 9 .5 时， 基本上全部正磷 酸盐都 转化为非 溶解性的。 ( 2 ) .折点氯化 工艺 折点氯化法 同 去除 氨氮是氯 气或次 氯酸钠投入 污水， 将废水中的氨氮氧 化成 凡的 化 学 脱 氮 工 艺 。 该 工 艺 可以 使 出 水 氨 氮 浓 度 控 制 再o . l m g /l 之 内 ， 可以 对 生物脱氮工艺出水进行深度处理，从而进一步去除废水中的氮素;当 然也可以 作为一个单独的脱氮工艺。在该法的实际应用中，应考虑废水的预处理情况、 第一章 引言 p h值、 氯 化 反应 等因 素， 同 时 也 必须 考虑碱 度的 补充、 废水中 总溶 解固体 量的 增加及余氯的脱除问题。 折点氯化脱氮反应迅速，设备费用低; 但液氯的安全使用和贮存要求高， 运行中 加氯量大， 从而运行管理成本高。 此法不太适合大流量高浓度含氮废 水 的处理。 ( 3 ) .沸 石吸附 工艺 沸 石 ( z e o li t e ) 是 一 族架 状 构 成的 含 水铝硅 酸盐 矿 物， 是一种 分 布广 泛而开 采 量又高的 天然离子交换物质。 与其它多孔物 质相比， 沸石具有很大的比 表面 积， 仅次于活性炭。而沸石和活性炭吸附剂也有所不同，沸石不仅色散力大， 而且 还有较大的 静电 力，由 于其色 散力和静电 力的 加和造成沸石的吸附 力特别强。 吴 志 超、 陈 绍 伟、 麦 穗 海 1 9 !在传统习 。或s b r 工艺 基础上 投加沸 石粉 进行 强化生 物脱氮研究， 吸附饱和的沸石 粉可以利用 微生物进行再生，形成沸石强 化生 物 脱 氮工 艺。 随后 ， 曹 萍、 马 永慧110 1对 沸石 强化 生物脱 氮处理 的 研 究表明 : 采用粒径为1 8 0 - 2 0 0 目 的沸石， 搅拌速度为2 0 0 r / m i n 时， 吸附 时间仅为3 0 m i n , 其氨氮的吸附 量便可达到平 衡容量的9 0 % ， 水中的p h在6 . 4 左 右时， 对吸附 去 除 氨氮最有利。在常温下沸 石对氨氮可进 行选择 吸附，而 温度高 对氨 氮去除较 有利。 应用该工艺流程可 有效的去除 城市 污水中 的氨氮。 ().人工湿地工艺 人 工 湿地 1 1)又称 构 建 湿地 、芦苇 床系统 等， 是根据自 然 湿地生 态系统 中物 理、 化学、 生化反应的协同 作用来处理废水的 系统。与自 然湿地相比， 人工湿 地污水处理系统因具 备自 然湿地净化污水的 功能 而不影响 其生态价值， 并且 容 易对工艺过程进行优化控制与管理，因而倍受关注。 近年来， 人工湿地作为 一种低耗高效的污水处理系统正在被广泛应用于 各 种类型的 污水处理， 不仅对有机污染物有较强的 降解能力， 而且对传统的 二级 处理难以 去除的 氮磷也有较好的去除效果。 但是人工湿地污水处理系统是一个 复合生态工程系统， 其对污染的去除机理是一个错综复杂的过程，基质、 水生 植物和微生物共同 发挥着重要的作用。因此， 为提高人工湿地对氮磷高效稳定 的去除效果， 应该进一步探讨人工湿地系统复杂的机理及影响因素，建立全面 可靠的污染物去除动力学模型，特别要重视对人工湿地系统的后续运行管理研 究。 第一章 引言 第五节新型生物脱氮除磷工艺的研究 随着近代生物学的发展以及人们对生物技术的掌握，脱氮除磷技术由单纯 工艺改革向着以生物学特性促进工艺改革的方向 发展，以 达到高效低耗。 近年 来，国内 外学者对污 水生物脱氮工程实践中暴露出的问 题和现象进行了 大量理 论和试验研究，力求 缩短氮素的转化过程，并提出了 一些突破传统理论的 新认 识 及 新 发 现 181 认识一:亚硝化反应和硝化反应是由两类独立的细菌催化完成的两个不同 反应， 而参与 作用的 氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌因其世代周期、生长速率的不 同， 可以 相互分开;生 物脱氮可以 经历以n 0 2 - 为电 子受体的反 硝化反 应过程。 认识二:硝化反应 不仅由自 养菌完成， 某些异养菌也可以 进行硝化作用、 认识三: 反硝化不只在厌氧条 件下进 行， 某些细菌也 可以 在好氧条件下 进 行反硝化。 认识四:在 厌氧条 件下， 发现某些细菌 在硝化反硝化反 应中能 利用 n 0 3 一或 n 0 2 . 作电 子受体 将n f w氧化成n 2 和气态 氮化 物. 在生物脱氮理论取得新突破的基础上，废水生物脱氮新技术也取得了快速 的发展， 不仅弥补了 传统硝化反 硝化技术的 缺陷， 提高了 脱氮效率，降 低了 废 水脱氮成本。 表 1 . 1 脱氮除磷新技术的优势 序号 名称 同步硝化反硝化 2 厌氧氨氧化 相对传统脱氮 技术的优势 缩短反应时间， 节省基建投资， 无需外加碳源， 节省运费 无需外加碳源，减少供氧能耗及中和化学试 剂， 减少c 0 2 排放 3 反硝化除磷脱氮 有效降 低工程建设费用 器。oland 第一幸 引言 5 . 1 同步硝化反硝化工艺( s n d ) 同 步硝 化反 硝化生 物脱 氮技术是在同 一反应器内同 时实现硝化、 反硝化和 除 碳， 与传统生物理论 相比具 有很大的优势，具有以 下优点 1 2 -22 1 . 曝气量减少，能 耗降 低: 反硝化产生 o h 可就地中和硝化 产生的h + . s n d能有效地 保持反应器 内的p h ; 因 不需缺氧反 应池， 可以 节省基建费用， 或至少减少反 应器容 积; 能够缩短反 应时间， 节约碳源: 简化了 系统的 设计和操作等。因此 s n d系统提供了今 后降 低投资并 简 化生物除氮 技术的 可能 性。 由 此， 可以 看出同 步硝化反 硝化技术有着重要的现实意义和广阔的应用前 景。目前，国内尚无实际应用的报道，但在国外已有成功应用。1 9 9 7年， c o l liv ig n a v e ll i c 将s n d 成功 地 应 用 于 延 时 曝 气 活 性 污 泥 工 艺 来 处 理 生 活 污 水 . 我国 在2 0 0 5 年 王 春 荣 等 13 1采 用两 段 曝 气 生 物 滤 池 对 实 际 生 活 污 水 的 实 验 研 究中 得出 ， b 段反 应器具有明显的 短程同 步硝化反硝 化特性， 从 亚硝酸盐直 接进 行反硝化比从硝酸盐进行反硝化速率提高了 1 . 1 5 倍。 5 .2 厌氧氨氧化工艺 厌氧氨氧化 ( a n a m mo x ) 是指在厌氧或缺氧 条件下， 微生物 直接以n i v 为电 子供体，以n o z 为电 子受体， 将转变为n 2 的生 物氧化过程。 与传 统硝化反 硝化工艺相比， 具有许多突出 优点: 氨直接用作反硝化反应的电 子供体， 可以 免去外源有机物 ( 如甲 醇) ， 既节约运 行成本， 又可以防 止二 次污染。 硝化反 应每氧化l m o l n h a 十 耗氧2 m o l ， 而 在厌氧氨氧化中， 每氧化l m o l n h 4 只需要0 . 7 5 m o l 氧， 耗氧下降6 2 . 5 % ( 不考虑细 胞合成时) ， 所以， 可以 使 供氧能耗 大大降 低。 与 传统硝化反硝化 相比， 其生物产酸量大为 下降 ，为传 统硝化反应产酸 量的一半， 产碱量将至 零， 可以 节省中和所需的化 学试剂，降 低运行费 用。 目 前， 厌氧 氨氧化 工艺已 被公 认为高 校低 耗的 生物 脱氮 工艺2 3 4 11 ， 对 a n a mmo x的研究大都集中于高氨低碳废水的处理， 如污泥消化液、垃圾渗滤 第一章 引言 液等. 但是， 张树德、熊必 永等指出 : a n a m m o x工艺不仅适用于处 理高 氨废 水， 也可用于城市污水的 深度处理中 ，作为污水生 物处理的 最后一 道工 序。 5 .3 反硝化除磷脱氮 反 硝 化除 磷 工 艺 是 根据 反 硝 化 聚 磷 菌 ( d p b ) 的 摄磷 特 点 而 开 发的 新型 生 物 脱氮除 磷工艺 4 z 5 2 1 。 该工艺以 其特有的“ 一碳两用”和 “ 双泥系统” ， 有效解 决了常 规生物脱氮除 磷工艺的碳 源供求矛 盾和泥龄控制问 题， 可同时获得较高 的 除磷和脱氮效 率， 并具 有所需曝气量 少， 剩余污泥排放量低等 特点。 与常规生物除磷工艺 相比， 反硝化除 磷工艺在流程设计及条件控制上，力 图在厌氧段减轻或消除硝酸盐对厌氧释磷的影响，在缺氧段提供足够的硝酸盐， 强化聚磷菌的缺氧摄磷作用。目前，常见的反硝化除磷工艺主要有 b c f s ( b i o l o g i s c h c h e m i s c h f o s f a a t v e iw i j d e r i n g ) 工艺、d e p h a n o x 工艺和 a 2 1 s b r ( a n a e r o b i o- a n o x i c n i t r i fi c a t i o n s e q u e n c i n g b a t c h r e a c t o r ) 工艺. 目 前为 止， 除了 b c f s 工艺己 有实际 应用外， d e p h a n o x工艺 和a z n s b r 等采用双泥系统的 工艺均处 于实 验室研究 阶段。 对其工艺条件的 优化与 控制是 当 前研究的热点。 但是，随 着各项研究的 深入， 反硝化除磷脱 氮工艺的 可控性 及稳定性将会得到进一步的提高，为其工程化应用铺平道路。 第六节本课题的提出 生物脱氮除磷工艺处理成本低，在污水处理领域得到越来越多的 应用。 但 是， 城市污水中氮、磷的 去除是一个综合性的过程，需要全面考虑一级处理、 二级处理、深度处理的组合，从而对污水脱氮除磷工艺进行更深入的基础研究 和应用开发，优化脱氮除磷的组合工艺，最终产生高效、经济的脱氮除磷组合 技术。 由 此本课题以本人工作的咸阳路污水处理厂现行的 a / o工艺为基础，对以 活性污泥 法为核心的城市污水处理厂 各阶段工艺氮、磷的去除贡献及影响因素 进行深 入分析，从而提出改 进措施以 改善处 理效果。 第二章 咸阳路污水处理厂工艺概介 第二章咸阳路污水处理厂工艺概介 第一节咸阳路污水处理厂污水来源 天津市地处 海河 流域的 下游，是我国 直辖市 之一，已 经发展成现代化港口 城市和我国北 方重要的经济中 心。天津市 人民政 府对环境保护非常重视， 决定 建设咸阳 路污 水处理 厂，以 解决咸阳路排 水系统的 污水污染问 题，并且将咸阳 路污水处理厂工程列 为天津市利用日 本国际 协力 银行 ( j b i c )海河流域天津市 污水治理三个打捆项目 之一。 预计建设咸阳路污 水处理厂和扩建纪庄子污水处 理厂后可使天津市西 部地区的 污水 全部实 现达标 排放， 对于改善 天津市的环境 质量，开发利用水资源，保护市民健康，促进工农业生产，促进改革开放的大 好形势，将会产生重 大的 经济效益和 社会效 益。 咸阳路污水处理厂污水主要来源于咸阳 路排水系统， 此系统是天津六大排 水系统之一， 位于天津市区 西南部， 服务范围 主要包括红桥区的 北运河、丁 字 沽三号路小区以南、南开区的水上公园动物园、宾水道以北、津盐公路以及东 马路、南开三马路、 崇明 路以 西和西青区的 外环线以 东的区域。目 前， 此系 统 由四条干管系统组成。具体如下: 1 、 咸阳路 排水干管系统: 此干管系统自 海河 西岸津浦铁路 起，沿海 河、 南 运河南岸，从邵公庄闸穿至北岸，沿河西下到咸阳路折向南至与长江道交口的 咸阳 路泵站， 收水面积为1 1 3 5 公顷， 为合流制系统。 收纳子牙 河与 南运河之间、 西青道一带以 及墙子河以 西至咸阳路一带的雨污水。终点由咸阳路泵站排入污 水河。 2 、 密云 路排水千管系 统: 此千管系统由两 条主千管 构成。 其一自 北运河南 岸丁字沽居住区开始，向西沿 千里堤南下，穿过子 牙河后，收纳西站西仓库污 水，沿西横堤南下，经提升后，穿过 津浦铁路及南 运河进入密云 路干管，此区 域为 分流 制系统，只收 纳污 水: 其二为密云路千管，自 南运河以 南收纳咸阳路 以 西， 铁路陈塘庄支线以东雨 水及污 水，为 合流制系统。 两条千管位于密云路 及长江道上， 污水由 密 云路泵站排出， 经明 渠与咸阳 路泵站出 水明 渠相连。 3 、长江道压力管系 统:此系统 千管为 沿长江道 埋设的 一条污水截流管，其 北侧收纳南开五马路泵 站、 广开四 马路泵站及西南角泵站的污水， 上述泵站是 第二章 咸阳路污水处理厂工艺概介 合流制泵站， 平时 污水均排至长江道压力管，但泄洪时四马路、五马路泵站出 水均可直接排到 长江道雨水方涵进入红旗河分洪。南侧有苏堤路泵站污水及南 丰路一带污水进入压力 管，不再 经提升直接与 咸阳 路泵站出水一并 进入排污河。 4 、 迎水道干管系统: 此千管 系统是正 在建 设的 排水系统，目 前以 有复康路 泵站系统污水及王顶堤居住区污水，由陈台子排 水河的 污水千管，暂时排入 污 水河。规划将与拟建的复康路南泵站出水、迎水道干管合并，并纳入华苑高新 技术产业园区、 居住区的污水，并 在外环线旁修 建迎水道泵站， 污水 经由 泵站 提升后进入咸阳路污水处理厂。 第二节咸阳路污水处理厂设计水量和进水水质 2 . 2 . 1 设计水量 咸 阳 路 污 水 处 理 厂 咸阳 路 污 水 处 理 厂 近 期 建 设 规 模4 5 x 1 0 4t/ d . 是 以 天 津 市 排水公司多年对咸阳路排水系统各二级泵站污水量观测、统计、分析结果确定 的。 远期规 模6 3 x 1 0 4 t / d 。 是根据收水范围的 地区发展规 划、 现状和 远期的 污水比 流量、收水面积的变化值计算预测的结果。 2 . 2 . 2 . 进、出水水质 咸阳路 污水处理厂的进水为混合污水，主要包 括排入 下水道系统的各种生 活污 水、 工业废水、雪水、雨水等，受工 业废水与生活污 水比例 及气候等因素 的 影响， 进水水质并不 相同， 数据见表1 - 1 . 表 2 . 1 咸阳路污水处理厂进水水质平均值 名称 c o d c rb o d es s 洲3n t p m g / lm g / lm g / lm g / lm g / l 平均值3 1 31 3 62 2 44 64 . 7 建设标准为二级生化处理厂，同时 配套建设厂外雨 污水管道 2 1 k m及咸阳 路、密云路两座泵站。出水满足国家二级排放标准。 第二章 咸阳路污水处理厂工艺概介 第三节工艺概介 原污 水从厂区 东北侧近期 2 -0 2 . 2 m进水 管引入厂内， 经速闭闸 井至进水 泵房前池，首先经过四台回 转式固 液筛分机拦截 杂物， 然后由 进水泵房的潜污 泵提升进入沉砂池。旋流沉砂池前端即进水泵房出水渠上设六台螺旋格栅，进 一步拦截污水中的悬浮污物，两道格栅的栅渣均由螺旋输送压榨挤压脱水，干 渣运至污 泥填埋场处置。 在沉砂池，靠旋流离心作用， 污水保持螺 旋状转动， 将砂粒与附 着的 有机 物分离，砂粒沿锥形池壁沉到池底砂斗，经气提进入分砂机脱水后处置。与每 池配套各设一台螺旋砂水分离器， 为防止设备 冬季冻损影响使用，将螺旋砂水 分离机置于分砂机房内。 沉砂池水近期为 五个运行系列，单列处理水 量9 x 1 0 4 t / d 。 经五组巴氏 计量 槽计量水量后，分配到五座中心进水、 周边出 水辐流式初沉池，再分别进入五 座曝气池。如污水厂的进水有机物含量连续偏 低， 为维持曝气池的正常运转所 需有机物浓度，部分或全部可超越初沉池直接进入曝气池。 曝气池采用no厌氧除磷工艺，主要以去 除有机物， 氮、 磷为主要目 标。 曝气池出 水混合液进入 十座周 边进水、周 边出水的 辐流 式二沉池进行沉淀 分离，每座曝气池对应两座二沉池。出水经出 水泵房的潜水 轴流泵提升通过 2 一c 2 .0 m出水 管排入大沽排污 河， 在肠道传染病流 行季节， 经加氯消毒后排出。 曝气 池所需空 气来自 鼓风机房，机房内 设四 台可调进、出口 双导叶的单级 高速离心风机，可以自 动调节风量。 具体工艺流程如图2 一所示。 第二章 咸阳路污水处理厂工艺概介 污泥广门 污泥浓缩r7污泥消 化广7 机械脱水广 州 污泥干化广 州 外运 沼气利用 图2 . 1咸阳路污水处理厂工艺流程图 第四节各单元工艺原理、作用及设计参数 2 . 4 . 1 进水泵房 粗格栅采用全回 转式固 液分离机，设置在原水提升 泵之前， 用以 去除污水 中的 粗大漂浮物质，保 护水泵不受损坏，并 减轻后续处理单 元的负 荷。 原水提升泵将污水提升到沉砂池前端，往后就靠重力流经各个处理单元， 直至排入河道。主要设备为: 1 、 四套固液筛分机 单套宽2 .2 m.栅条净距 2 0 mm 粗 格栅为 全封闭 的型式。 2 、六台 潜水 泵 工 况点q = 9 6 8 1 / s . h = 1 2 .7 m ，电机 功率1 8 0 k w 3 、一台 螺旋 输送压榨 机 第二章 咸阳路污水处理厂工艺概介 传送段长度与固液筛分机配套. 4 、 六台螺 旋格栅机 每台宽 2 2 0 0 m m，栅条净距l o m m，安装角度 3 5 0 5 、一台螺 旋输送压榨机 2 . 4 . 2 . 沉砂池与计量槽 沉砂池的 功能 是去除污水中 粒 径大于0 . 2 m m的 无机砂砾， 分离附 着在砂砾 上有机物这些砂砾如果进入后边的 池子和管道， 将给污水厂的 运转造成困 难， 同时， 又会使有 机污泥和砂砾一道沉淀，使 沉砂难于处置。另 外还有一 个功能， 就是在除 砂的同时 进一步去除漂浮 在水面的浮渣。全厂 近期共设五座巴 士计量 槽， 计量每个系 列的 污水量。 主要设 备为: 1 . 五套旋流沉砂设备 每套包括鼓风机，提砂设备. 2 . 五台 分砂机 3 .六台1 2 0 0 x l 2 0 0 m m插板闸 六台2 4 0 0 x l 2 0 0 m m插板闸 一台 3 0 0 0 x 1 2 0 0 m m插板闸 4 .一 套d n 2 4 0 0 m m超 越用闸门 5 .五台计量槽出水 1 9 8 0 x 1 1 0 0 m m插板闸 2 . 4 . 3 初沉池和初沉污泥泵房 初沉池是通过重力沉淀分离， 尽可能 去除 污水中的悬浮 物 ( 以 及附 着的 有 机物) ，澄清的 污水流入生物处理 工序继续净化。 初沉污泥泵房主要用于 将初沉 池产生的初 沉污泥 ( 含水率约为 9 7 % 的污泥) 输送到浓缩污泥泵房的 污泥混合 池，之后进入浓缩池。用泵提升污泥是为了减轻长距离输送污泥带来的 管道淤 积、 堵塞问 题。 主要构 筑物为: 1 . 初沉池五 座: 直径 5 5 米， 有效水深 4米， 缓冲层 0 .5米， 表面负荷 2 m 3 / m 2 h ， 沉淀时间2 小时: 2 .初沉污泥泵房三座 全厂共设 三座初沉污泥泵房， 初 沉池1 0 4 - 1 , 1 0 4 - 2 对应初沉污泥泵房2 0 1 - 1 ; 第二章 咸阳路污水处理厂工艺概介 初沉池 1 0 4 - 4 , 1 0 4 - 5 对应初沉污泥泵房 2 0 1 - 3 ; 初沉池 1 0 4 - 3 对应初沉污泥泵房 2 01 - 2 其中2 0 1 - 1 和2 0 1 一为三台 螺旋离心泵 ( 两 用一备) ; 2 0 1 - 2 为两台螺旋离 心泵 ( 一用一备) 。 初沉污泥经d n 4 0 0 m m的管 道进入泵房前 池， 在此管道上装有污泥浓度计 和电动柱塞阀， 并配有高压冲洗水设 施，方 便疏通管道。 在前池中装有潜水搅拌 机，防 止污泥在前池中 沉降。 污 泥浓度计可测量初沉 池的出 泥浓度。 初沉污泥泵进泥管上装 有 d n 2 0 0的闸阀: 出 泥管上装有止回阀 和 d n 2 0 0 的闸阀， 多台 泵的出 泥管合为一 根 d n 4 0 0 m m的总出 泥管道， 在总出 泥管道 上 装有一个 d n 4 0 0 的闸阀。主要设备为: ( 1 ) . 五个进水闸 ( 2 ) . 五个初沉池排泥阀 ( 3 ) . 五个初沉池放空阀 ( 4 ) 。五台中心传动刮泥机 ( 5 ) .螺旋离心污泥泵 设备参数:q = 1 0 1 / s ; h = 1 5 m ; n = 5 k w 数量:共8 台 ( 5 用3 备) ( 6 ) .潜水搅拌 器 设备参数: n = 2 . 2 k w 数量:共3 台 2 . 4 . 4 生物处理单元 本单元包 括a0曝气池、 周边进水，周 边出 水二沉 池、 回流污泥泵房和鼓 风机房， 组成一个有机的整 体。 曝 气池是全厂的核心构 筑物， 污水在池中通 过经厌氧和好氧段达到降解磷 和有机物。 咸阳路 污水厂曝 气池总停留时间 为7 . 5 小时， 厌氧池的 水力停留时间为i s 小时， 确保p 0 4 - p能 从回流污泥中 释放出 来。 磷的 释放程度对除磷效果影响很 大。 一般情况下， 厌氧 池磷释 放越充分， 则在好氧池活性污泥对磷的 摄取量就 越大，但停留时间 过长 ( 超过3 小时) ， 污水中 的 硫酸盐会被还原成为硫化 氢， 第二章 咸阳路污水处理厂工艺概介 产生臭味， 影响 周围 环境。 好氧池除具备降 解有机物b o d之功能外， 还负有除 磷 和 部 分 硝 化 的 作 用。 此 外设 计 污 泥 负 荷 为0 .1 8 k g b o d 5/ k g m l v s s d ， 泥 龄 为 1 0 天 曝气池的净 化污水与 活性污 泥 ( 微生物) 的混合液 进入二 沉池沉淀分离， 澄清后的 水排出 厂外， 沉淀物 ( 即活性污泥)又 返回曝气池去降 解污水中的有 机物。 其中返回到 厌氧段和好氧段的比 例， 要 根据运行的工况调节。 活性污泥需经回流污泥泵房提升根据需要的回流比， 从二沉池返回曝气池， 多余的剩余活性污泥从回流污泥泵房排出，排往污泥浓缩池。 曝气池的 生物净化过程需大量充氧，由 鼓风 机房提供气源。 鼓风 机房内设 单级离心鼓风机对空气进行加压、过滤、向曝气 池供气。 保持 好氧段的 溶解氧 ( d o ) 维 持 在2 m g / 1 以 上， 由 于 曝 气 池 的d o 值 是 变 量 ， 所以 鼓 风 机 的 送 风 量 也必须利用 进出 风口 导引片的 角度改变调节 送出 风量。主要 构筑物为 1 .五座曝气池 ( 1 0 5 - 1 - 1 0 5 - 5 ) 单池长7 9 m ， 宽7 5 . 5 m ，水深6 m ，池 容2 7 2 0 7 . 6 m 2 . 十座辐流式二沉 池 ( 1 0 8 - 1 - 1 0 8 - 1 0 ) 单 池直径4 5 m ， 池边水深4 . 6 m ， 表面负 荷1 . 2 m 3 / m h . 3 ，五座回流污泥泵房 ( 1 0 6 - 1 - 1 0 6 - 5 ) 回流比5 0 -1 0 0 % 4 . 一座鼓 风机房 机械设备和自控仪表为: 1 . 安装在曝 气池中的 设备 ( 1 ) 9 5 台 水下 搅拌器 ( 2 ) 2 * 5 个回流污泥进泥闸门1 8 0 0 m m * 8 0 0 m m ( 3 ) 5 个曝 气池放空阀 ( 4 ) 5 个曝 气池培养驯化排上清阀 2 .安装在回流污泥泵房中的设备 ( 1 )螺旋 离心污泥泵 ( 回流污泥) 设备参数:q = 3 1 3 1 / s h = 1 0 m p = 5 5 k w 数量: 共4 x 5 台 ( 其中2 x 5 台 变频) ( 2 )螺旋 离心污泥泵 ( 剩余污泥) 设备参数: q = 1 3 . 6 1 / s h = 1 6 m p = 5 . 5 k w 第二章 咸阳路污水处理厂工艺概介 数量: 共2 x 5 台 ( 1 x 5 用1 x 5 备) ( 3 ) 设备类型: 暗 杆式铸铁闸门 设备参数:4 1 2 0 0 数量:共5 台 3 .安装在鼓风机房中的设备 ( 1 ) 4 台电 动 单级高 速离心风机。 ( 3 ) 5 台曝气 池进气管路调节阀 ( 4 ) 7 台 鼓风 机房轴流风机1 0 7 01 - 1 0 7 0 7 0 ( 5 ) 2 台自 动 卷绕式空气过滤器 4 . 安装在二 沉池中的 设备 ( 1 ) 1 0 台刮吸泥机 1 0 8 g 1 - 1 0 8 g 8 o ( 2 ) 1 0 台污泥界面计 d t 1 0 8 - 1 - d t 1 0 8 - 4 e ( 3 ) 1 0 个 二沉池放空阀 ( 4 ) 1 0 个二沉池排泥阀 第五节 关于脱氮除磷的考虑 2 . 5 . 1 工艺启动与运行时的 控制参数 a / o 法脱氮除磷的 关键在于生 物处理阶段， 为了 氮 磷均有良 好的 去除 效果， 我厂在运行时做了如下的考虑: ( 1 ) .曝气 曝气池在停止曝气之后重新开 动时 要加强曝 气， 增大曝 气量，以 便将沉淀 的污泥搅拌起来。 正常运 行 情 况下 曝 气 量 不要过大 ， 控 制溶解 氧浓度1 .8 -2 .2 m g / l ， 过量 的溶 解氧将形成小而重的易沉淀絮体，降低絮凝作用， 使出 水中的 悬浮固体 含量 增 加，水 质恶化， 并导致过量的 动力消耗。 第二章 咸阳路污水处理厂工艺概介 ( 2 ) . 污泥回流 在开 始阶段， 污泥回流比 可定为平均小时 流量的1 0 0 % ， 这是为了 避免高峰 流量时 污泥在二沉池中 堆积过多，同时可限制二 沉池底污泥的停留 时间，若 停 留时间 过长， 将导致污泥缺氧， 甚至引起反 硝化产生氮气泡使污泥上浮堵塞出 水堰。 ( 3 )污泥指数和污泥回流比的确定 污泥指数是反映活性污 泥性能的 重要指标，