污水二级处理工艺.doc

3.2.3污水二级处理工艺方案3.2.3.1主要处理工艺综述目前，用于城市污水处理、具有一定脱氮除磷效果的强化二级污水处理工艺主要有：A2O工艺、氧化沟工艺及SBR工艺。（1）A2O 工艺在系统上，该工艺是最简单的除磷脱氮工艺，在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下，可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，使得SV I值一般小于100，有利于泥水分离。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，脱氮除磷效果好。目前，该法在国内外广泛使用，运行良好。但是A2O工艺存在一些缺陷。生物除磷需要较高的污泥负荷，而生物脱氮则需要较低的污泥负荷，在A2O工艺中要使二者同时达到最佳状态是困难的，一般宜以生物脱氮为主，生物除磷为辅。为了解决A2O法回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷的影响，又产生了改良型A2O、倒置A2O和UCT等工艺。 （2）氧化沟工艺目前在国内外较为流行的氧化沟有：卡罗塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、双沟式氧化沟、三沟式氧化沟等。氧化沟的曝气池为封闭的沟渠，废水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因此氧化沟又名“连续循环曝气法。过去由于其曝气装置动力小，使池深及充氧能力受到限制，导致占地面积大，土建费用高，使其推广及运用受到影响。近十年来由于曝气装置的不断改进、完善及池形的合理设计，在一定程度上弥补了氧化沟过去的缺点，但一般用于中小规模的污水厂。 （3）SBR工艺SBR工艺也称序批式活性污泥法，传统的SBR工艺进水、曝气、沉淀、排水、排泥都是间歇的，后来出现各种改型，有的改为连续进水，有的改为部分连续曝气。一般说来，间歇处理不如连续处理简单、方便，但它只需用一个反应池就能完成全部反应、沉淀工序，省去了连续工艺中的二沉池和回流污泥设施，使处理构筑物大大简化，从而节省占地，降低基建投资。目前在传统SBR工艺的基础上又逐步发展了许多改良工艺，如ICEAS、DAT-IAT、CASS、三沟式氧化沟、UNTANK等。3.2.3.2二级污水处理工艺确定恩施市红庙污水处理厂近期设计规模为3万m3d，远期处理规模为6万m3d，处理规模较大，为节约用地面积，按照国家产业政策，不宜采用表面曝气氧化沟工艺。初步拟定了A2O和CAS S（SBR）两种工艺进行了详细比较。两种工艺的二级强化处理主要技术经济比较结果详见下表：表3.2-1 处理工艺技术经济比较表序 号项 目CASS工艺A2O工艺1处理效果较好较好2抗冲击负荷能力和稳定性较弱较强3对自控系统的要求较高一般4维护工作量较大较小5构筑物数量较少较多6单位水量电耗(kw.hm3)0.390.357占地面积(远期)84.8亩95.6亩8经营成本0.69元m30.64元m39工程投资(污水厂直接费)8141万元8102万元由上表可见，两种工艺处理效果均较好，出水水质均能满足设计要求。CASS工艺流程简单，处理构筑物较少，占地面积小，但该工艺出水水质稳定性较差，滗水器滗水到较低水位时，出水水质明显变差；整个工艺过程必须完全依赖自动化控制，年电耗量比A2O工艺多约55万元，工程直接费比A2O工艺多约39万元。且对相关电气设备及自控仪表的质量要求较高，维护工作量较大；抗冲击负荷能力弱，且需经常调整运行工况，管理较麻烦。A2O工艺尽管流程较复杂，构筑物较多，占地较大、造价较高，但处理效果好，耐冲击负荷能力强，出水水质稳定；可根据进水水质的变化及出水水质要求，灵活调整运行方式，强化脱氮或除磷；对自控系统的要求一般，系统可靠性好，维护工作量少。国内外大中型污水处理厂大多采用A2O工艺，相比CASS工艺在运行的稳定性和维护管理方面有一定的优势。本报告不推荐CASS(SBR)工艺。因此，综合一次投资与常年运行费用比较，A2O工艺较经济。同时，采用A2O工艺，设计上可通过灵活调整运行方式，更好地适应进出水水质的变化，而且深度处理设施的建设和运行更具灵活性。因此，建议恩施市红庙污水处理厂强化二级处理工艺采用A2O工艺。二级强化处理工艺流程：粗格栅及进水泵房细格栅及旋流沉砂池A2O生物池初次沉淀池二沉池深度处理提升泵房投药进水图3.2-1 二级强化处理工艺流程图3.2.4 污水深度处理工艺方案采用常规A2O脱氮除磷工艺出水水质标准是一级B标准，本项目要求的出水水质要求很高，总体上须达到或优于国家现行的城镇污水处理厂污染物排放标准之一级A标准，特别是出水总磷要求达到0.5mgL。由于原污水中的碳源难以同时满足很高的脱氮除磷要求，因此强化二级处理后的TN特别是TP以及BOD5、SS的出水水质均难以稳定地达到本项目的设计要求，必须在二级强化处理后再进行深度处理工艺。本项目污水处理工艺选择的主要思路是适当调整污水厂的运行方式，强化生物脱氮效果，重点去除氮和有机物，然后，在强化二级生化系统后增加深度处理工艺重点去除磷、悬浮物和粪大肠菌群，使各项指标稳定地达到设计出水水质指标。1、悬浮物深度处理根据污水再生利用工程设计规范(GB 50335-2002)，城市污水再生处理宜选用下列工艺：A.混凝、沉淀、过滤法B.直接过滤法C.微絮凝过滤法本设计选用混凝-沉淀-过滤工艺(A方案)和直接过滤工艺(B方案)进行比较，从中确定本项目污水深度处理的推荐工艺方案。两种工艺方案共同点：两者均属常规处理工艺，污染物去除目的和去除机理基本相同。两者均不属于生物处理的范畴，都是通过对污水中悬浮物(SS)的去除，同时去除其携带的部分有机污染物。这些常规处理工艺对原水浊度、SS的去除效率较高一般可达7080，对BOD5、TP去除效率为60左右，对COD的去除效率较低在3040之间，对TN、氨氮的去除效率约为10左右。作为污水处理系统的一部分，均要求与污水二级处理协调运行，以确保出水水质合格。(2)不同点以上两方案的主要不同点有以下几点：表3.2-2 悬浮物深度处理工艺方案比较表A方案B方案构筑物多，运行管理较复杂构筑物少，运行管理简单有沉淀池无沉淀池污水经沉淀后的过滤负荷相对较低污水直接过滤，过滤负荷较高由于本工程污水处理思路是在工艺上保证出水满足国家一级A排放标准，因此我们推荐采用出水水质稳定的混凝沉淀过滤工艺。具体工艺流程如下：紫外消毒池清江二级处理出水反应沉淀池D型滤池深度处理提升泵房投药图3.2-2 深度处理工艺流程图3.2.5化学除磷工艺方案本工程设计进水TP=3mgL，要求出水TP(以P计)0.5mgL。根据生物除磷原理，尽管采用了A2O生物除磷工艺，但要求稳定达到出水TP0.5mgL的处理要求是不可能的。因此，在设计中须考虑增加辅助化学除磷措施，以确保出水TP稳定地达到0.5mgL以下。1、化学除磷工艺的选择化学除磷基本上都与生物处理工艺相结合。生物处理工艺与化学处理工艺的先后位置，对化学除磷效果有重要的影响，基排列顺序有3种：化学单元在生物单元之前的化学预沉方案(化学强化一级处理)、化学单元在生物单元之后的化学后沉方案(三级处理)、生物单元与化学单元合并的方案(生物化学联合处理，协同沉淀)。由于本工程项目在二级强化生物处理后采用了设置混凝沉淀池的深度处理工艺，可以将药剂投加在混合池，可以保证充分的混合和足够的混凝剂水解絮凝时间，沉淀效果最佳。因此本工程推荐采用化学后沉方案。2、化学除磷药剂的选择在药剂选择方面，磷酸铁沉淀物最低溶解度的pH值为5.5，磷酸铝沉淀物最低溶解度的pH值为6.5。本工程设计污水进水pH值69，因此，铝盐和铁盐均可使用。但铁盐的腐蚀性强、处理出水色度较高。硫酸亚铁(或酸洗废液)需要氧化预处理(加氧)转化成高铁，才能发挥絮凝沉淀作用。因此一般采用铝盐。铝盐中应用较广泛的有硫酸铝(明矾)和碱式氯化铝(PAC)，两者比较如下：碱式氯化铝溶解性好，易于配置，配制时产渣量少。碱式氯化铝是一种无机高分子化合物，絮凝体较硫酸铝的致密度大，形成快，易于沉降。碱式氯化铝含Al 2O3成分高，投药量少，节省药耗，单价虽较硫酸铝稍贵，但综合价格与硫酸铝相似。碱式氯化铝在水行业应用广泛，积累经验丰富，产品来源广。因此推荐采用碱式氯化铝作为附加化学除磷药剂。3.2.6 污水消毒工艺方案1、尾水消毒的必要性 本项目污水处理厂一级A标准出水粪大肠菌群数不得超过103个L。为了有效地防止水媒性传染病对人们的危害，降低水源的总大肠菌群数，对污水处理厂出水进行消毒是十分必要的。2、尾水消毒技术方案简述消毒方法大体可分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。但目前最常用的还是用化学试剂的化学方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂的化学剂有多种氧化剂(氯、臭氧、溴、碘、高锰酸钾等)、某些重金属离子(银、铜等)及阳离子型表面活性剂等。其中，氯价格便宜，消毒可靠又有成熟经验，是应用最广的消毒剂。但最近人们发现采用加氯消毒也可以引起一些不良的副作用。如废水中含酚一类有机物质时，有可能形成致癌化合物如氯代酚或氯仿等，水中病毒对氯化消毒也有较大的抗性，因此，目前还展开了对其他废水消毒手段的研究，如二氧化氯消毒，紫外线消毒等。在给水处理中，臭氧被认为是可代替氯的有前途的消毒剂。紫外线消毒由于不产生二次污染，已越来越受到广泛重视。3、消毒方案比较消毒方案主要有液氯消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒，三种常用的消毒技术的优缺点比较见下表表3.2-3 消毒方案比较表项 目液氯消毒二氧化氯消毒紫外线消毒消毒效果良好良好优消毒成本低中较高消毒副产物多少无使用安全性较差良优设备投资、运行成本低低高适应的处理规模大、中中、小中、小操作、维护管理较复杂简单简单占地面积大大小4、消毒方案的确定通过以上几种消毒技术的分析和比较，综合考虑消毒效果、使用的频率、安全性、可靠性、操作管理、二次污染、运行成本、工程投资及占地面积等因素，结合本工程的情况，消毒采用紫外线消毒工艺。3.2.7 污泥处理处置工艺方案污泥处理总的要求是稳定化、减量化、无害化与资源化。1、污泥处理工艺比选污泥浓缩、脱水一般有以下二种方式：重力浓缩、机械脱水和机械浓缩、脱水。两种方案的优缺点比较见下表：表3.2-4 污泥处理方案比较项目重力浓缩、机械脱水方案机械浓缩、脱水方案构筑物数量污泥浓缩池、储泥池、脱水机房储泥池、污泥浓缩脱水车间主要设备浓缩机、脱水机、加药装置潜水搅拌机、浓缩脱水机、加药装置装机功率小大絮凝剂用量3.5kgT.DS3.0-5.0kgT.DS臭气对环境的影响对周围环境影响大对周围环境影响小总土建费用较高较高总设备费用较低较高总造价略高略低优点装机功率较小，絮凝剂用量较小，泥饼含固率较高占地省、造价低，全封闭式、操作环境好，不会发生污泥厌气放磷现象缺点占地大、造价高，浓缩池与储泥池散发臭味，对环境影响大。装机功率、絮凝剂用量较大，运行费用较高。磷的二次释放较多较少从上表可看出，机械浓缩、机械脱水在占地面积、环境保护、避免污泥中磷的二次释放等方面明显较优。采用重力浓缩、机械脱水运行费用低、脱水效果较好；但重力浓缩效率低、占地面积大，有可能发生污泥中磷的二次释放，臭气对环境影响较大，因此，原则上应采用机械浓缩、脱水方案。因此，本工程推荐采用机械浓缩、脱水方案。2、污泥处置与最终出路城市污水厂污泥的处置方法主要有：堆肥还田、卫生填埋、干化与焚烧、材料化。污泥用于还田的关键是污泥中重金属和致病菌含量问题。目前恩施主城区各污水厂污泥中重金属和致病菌含量尚不清楚，因此大规模堆肥还田还缺乏足够的依据；而且市场风险较大。限于目前的经济实力，还不可能投入大量的资金用于污泥焚烧。因此污泥填埋是一种折衷的选择，它投资少，容量大，见效快，通过将污泥与周围环境的隔绝，可以最大限度地避免污泥对公众健康和环境安全造成的威胁，既解决了污泥的出路，又可以增加城市建设用地，是目前比较可行的处置途径。污泥干化逐步成为能够大规模减量、无害化和资源化处置的有效工艺之一，同焚烧溶融工艺相比，干化耗能少，处理费用低；同填埋和农用处置相比，体积减少了4至5倍，储存方便，运输费大幅降低，生物相也相当稳定，基本达到无恶臭、无病原菌，容易得到接受。污泥焚烧工艺虽然减量效果明显，且占地少，但其工程投资和运行费用相对较高。材料化利用是近年来一种新兴的污泥利用方法，较农业利用、能源化利用具有经济效益明显、无处置残留物等优势，是污泥资源化处置的一个重要发展方向。但目前尚处于试验阶段。目前我国污泥处理处置方法中，污泥农用约占44.8、陆地填埋约占31、其它处置约10.5，没有处置约13.7。污水厂污泥的处置问题虽开始得到关注，但仍然停留在技术层次。自2003年开始，我国主要大城市，开始尝试进行污泥处理处置规划，如广州市近期采取无害化处理后制砖，远期将用于农肥；深圳市已完成污泥专项规划，拟采用热干化加焚烧工艺；上海市则根据不同情况，采取处理分散化、处置集约化，技术多元化的方针；天津市规划建设3座污泥处理场，采用污泥消化发电工艺，但尚无污泥最终处置的方法；北京市污泥处理处置专项规划还未经审批，土地利用将是主要发展趋势。从长远考虑，污泥干化、焚烧应是污泥处置的最终选择。为进一步降低工程投资，减少运行费用，可考虑与城市垃圾焚烧场合并建设的可能性。污泥的焚烧处置是最终选择，但是垃圾焚烧发电厂的建设需要一定的周期，在此之前，未经妥善处理与处置的大量污泥量有可能造成相当的危害，因此污泥的卫生填埋作为一种过渡性措施仍是必须的，技术上也是可行的。本工程选择的污泥处理处置工艺路线如下：污泥干化或焚烧城市公用设施污泥浓缩脱水车间填埋污泥均质池本工程污泥泵房来泥图3.2-3 污泥处理处置工艺流程图3.2.8脱臭处理工艺论证污水处理厂营运期产生的废气主要是恶臭物质，主要来源于格栅及进水泵房、沉砂池、初沉池等工序中伴随微生物、原生动物等新陈代谢产生过程产生的H2S、NH3、CH4等复合臭气，排放方式多为无组织排放。臭气的扩散对室内外空气环境影响严重，直接影响到工人的身体健康和工作效率，并对周围居民的生活产生影响。因此，有必要对恶臭量较大的污水处理及污泥处理设施考虑除臭措施。1、常见除臭工艺简介常见的除臭方法有下面几种：化学除臭法、生物除臭法、离子除臭法。在我国，采用化学法对污水厂进行除臭处理的历史较长，并有很多先例，但由于种种原因，如需要消耗大量的水、化学溶液和动力；产生二次污染物；对装备、管道腐蚀严重等，对臭气的处理效果和运行状态不甚理想，近年来，已经渐渐被新兴的生物法所取代。 (1)生物除臭工艺生物除臭工艺是一种安全可靠的除臭方法，除臭效率可达到95。其原理是采用以生物载体吸附法的处理工艺，使臭气通过湿润、多孔和充满活性微生物的填料层进行吸滤，利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，活性微生物细胞具有个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点，能将恶臭污染物质吸附后并最终分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无害的无机物，消除致臭成份，净化后排放大气。生物除臭产品工艺流程图如下：生物滤床过滤净化排出前级洗涤预处理（加湿器）风机臭气集气系统图3.2-4 生物除臭产品工艺流程图(2)离子氧除臭工艺离子氧除臭工艺是一种运行费用低、占地小、操作维护简便、安全可靠的除臭方法，除臭效率90-95，较生物除臭工艺稍低。其原理是采用离子氧的极强氧化作用在常温常压下的处理工艺，当臭气通过离子氧发生器的瞬间，能将恶臭污染物质最终分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无害的无机物，消除致臭成份，净化后排放大气。2、除臭工艺比选 (1)生物除臭工艺特点处