城市生活污水处理工程项目可行性研究报告

内容摘要1工程名称XX城市生活污水处理工程。2建设单位XX拓新实业有限公司3工程规模城市污水处理厂总规模3万M3/D，分二期建设。一期规模为15万M3/D。4处理工艺曝气生物滤池（BAF）生物处理工艺5污水处理厂（近期）工程估算投资序号工程费用名称投资（万元）备注一厂内工程投资257022执行189182002一级A标1建设投资24914411第一部分工程费用20630312第二部分工程其他费用3097813基本预备费118632建设期利息61383铺底流动资金1741二厂外截流干管工程投资82530施工条件差，部分管道需在河槽敷设。概算总投资3395526污水处理厂一期（2010年）处理成本7总装机容量KW,有功功率KW8耗电量年耗电量万度，单位水量耗电度；9污水厂定员12人；10污水厂占地面积1555亩。第一章概述11工程概况工程名称XX城市生活污水处理工程；工程规模污水处理厂总规模3万M3/D，分二期实施；近期按（2010年）实施15万M3/D（KZ153）设计，预留远期发展用地；处理工艺曝气生物滤池（BAF）生物处理工艺；建设（业主）单位XX拓新实业有限公司；建设地点XX锁江桥下游3500M处。12设计依据121相关文件1XX污水处理工程项目基础资料,XX建设,2002年11月15日；2污水处理厂征地涉及的相关税费，XX国土资源局,200211153XX污水处理厂岩土工程鉴定说明，XX水利电力勘测设计队，2002114XX提供的相关地形图及规划图5XX城市总体规划,重庆建筑大学城市规划与设计研究院，2001年6月6XX污水厂行洪论证报告,XX水利电力勘测设计队2007年3月122相关法规、规范、标准中华人民共和国环境保护法（198912）；中华人民共和国大气污染防治法（20004修正）；中华人民共和国水污染防治法（19965修正）中华人民共和国环境噪声污染防治法（19973）；建设项目环境保护管理条例（199811）；建设项目环境保护设计规定（19873）；室外给水设计规范（GB500132006）；室外排水设计规范（GB500142006）；城市污水生物脱氮除磷处理设计规程（CECS1492003）；污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）；城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准（CJJ3189）；建筑给水排水设计规范（GBJ1588）；给水排水工程结构设计规范（GBJ6984）；混凝土结构设计规范（GBJ1089）；建筑地基基础设计规范（GBJ789）；水工砼结构设计规范（SDJ2078）；工业企业噪声控制设计规范（GBJ8785）；10KV及以下变电所设计规范（GB5005394）；工业与民用供配电系统设计规范（GB5005295）；低压配电装置及线路设计规范（GB5005495）；通用用电设备配电设计规范（GB5005593）；混凝土和钢筋混凝土排水管（GB/T118361999）；全国通用给排水标准图集（合定本）S1S3，2002；城市污水处理工程项目建设标准（1994年）；13设计原则1贯彻执行国家有关环境保护的政策和法令，遵循国家有关法规、规范及标准，；2从实际情况出发，在城市总体规划的指导下，采取全面规划、分期实施的原则，既考虑近期建设又考虑远期发展，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益；3根据设计进水水质和出水水质要求，选择技术先进、运行稳定可靠、经济合理的污水处理工艺，确保污水处理效果，减少工程投资及运行费用4妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免产生二次污染；5在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工和维修的前提下，使各构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地，使厂区环境和周围环境协调一致；6厂区竖向设计力求减少厂区填方量和节省污水提升费用；7厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区周围景观相协调。14设计范围根据XX城市总体规划（20002020）和业主的委托，本可行性研究设计范围为近期（2010年）污水处理厂范围内的污水处理、污泥处理构建筑物及其附属设施；厂外配套污水截流干管。15项目建设的必要性XX目前尚无完善的排水系统，大部分污水未经任何处理，任其自然排放，致使水环境遭受严重污染，生态环境受到破坏。这不仅影响XX的城市形象，而且影响了居民的身心健康，不利于城市建设的可持续发展。因此，新建污水处理厂是十分必要的。第二章城市及地域概况21地理位置及行政区划XX位于四川盆地南部,地跨东径10403031044015,北纬290841293826。东邻自贡，西接键为、井研，南连宜宾，北靠仁寿、威远、境内多丘陵，西北高，东南低，平均海拔在320米至450米之间，县境南北宽551公里,东西长602公里全县辖7区,27个镇,21个乡,幅员面积1954平方公里,全县人口8866万人,人口密度454人/KM2,非农业人口999万人,城市化水平为1126。县城XX镇是XX的卫星城市之一，是XX历史名城的重要组成部分，是集生态、文化、旅游特色于一体的川南水城。XX城市的定位是全县的的政治、经济、文化中心；区域农副产平品科研信息基地与加工配送中心；发展食品、轻工、建材工业的县域基地县域及周边区域无污染高新工业推广基地；区域旅游休闲度假名胜区。22自然条件1气候条件XX年平均气温176，最冷月平均气温103,最热月平均气温311,极端最低气温27，极端最高气温390，全年无积雪。年降雨量9628毫米，年蒸发量11881毫米。冬季为西北风和东风,夏季为东南风,平均风速16米/秒境内大小河流80余条,分属沱江、岷江两个水系XX地区全年无积雪,最冷月气温均在0C以上,故不存冰冻和冻土层。2地形地貌XX境内多丘陵，西北高，东南低，平均海拔在320米至450米之间，县境南北宽551公里,东西长602公里。XX地处威远穹隆背斜西南段,以中浅丘为主,兼有部分低山地,最高点在同心乡铁矿凹,海拔高度为901米,最低点位于在王乡蒙子湾,海拔高度为2882米3山川河流全流域有4公里以上的一二级溪河沟25条,总长394公里,占地面积10678亩,流域溪河沟平均密度0505/KM2旭水河为山区季节性河流,水位变化大,陡涨陡落,夏秋季洪峰常在1000M3/S以上,冬春季仅为05M3/S,甚至断流,洪枯水位差在712米,且无集中落差,利用也少,干流高差36米,据理论计算,水能蕴藏量为035万KW。4工程地质状况场地位于威远穹隆背斜南东翼,岩石较少裂隙发育,强风化厚度0815米,未见断层及大型褶皱形迹23城市现状及规划231城市现状及规划县城XX2001年的城市人口767万人（其中非农业人口562万人，居住在县城农业人口与暂住一年以上流动人口205万人）。建成区面积54833公顷，按XX城市总体规划（20002020），县城XX的近期（2010年）规划人口12万人，远期（2020年）规划人口16万人，远景（2050年）规划人口人口为25万人。其中，远期（2020年）规划城区面积1425平方公里。232给水现状及规划县城XX城区内现有水厂一座，日供水能力15万吨天，占地面积6300M2，水源为双溪水库。主要供XX老城居民生活用水和公建市政用水以及部分工业用水。按XX城市总体规划（20002020），现有水厂1座，供水能力4万吨/日；规划建新水厂1座，水源为双溪水库，规模为6万吨/日，规划用的5公顷；远期（2020年）采用2座水厂向城市联合供水。233排水现状及规划1排水现状XX县城现状无污水处理设施，除工业废水简易处理排放外，城市生活污水和雨水沿合流暗沟直接排入河内，严重污染了河水，影响了城市的生态环境。2排水规划按XX城市总体规划（20002020），在城区东南方向，旭水河下游处设污水处理厂1座，采用二级生化处理工艺处理XX的城市污水，处理后的水就近排入水体或灌溉农田。3排水体制按XX城市总体规划（20002020），XX县城排水体制采用雨、污分流制。对于老城区已形成的合流制系统，将根据实际情况逐步改造；新城区新建时要求全部采用雨、污分流体制。4污水管网布置沿梧桐河、东川河、旭水河两侧分别布置污水截流干管，收集河东西两侧污水。污水经汇合后，在旭水河下游设置污水处理厂。城区内污水全部重力排放，不设置污水提升泵站。5雨水系统规划XX县城为丘陵地形，旭水河沿岸地形最低。城区可以接纳雨水和泄洪的河道主要是旭水河。雨水排放遵循就近排放的原则，充分合理利用现有沟壑进行排水，以减少暗管长度。暴雨强度公式采用自贡地区暴雨强度公式，设计重现期P取115年（重要地段取上限）。24受纳水体污水厂位于XX城琐江桥下游约3500米处的旭水河右岸（背向琐江桥而言）河边,该处河床高度为3318米,常年水位33385米。经处理处理后的污水，通过排水管排入旭水河。第三章工程设计方案31排水体制城镇采用不同型式的管、渠系统，排除城镇污水、雨水的方式称为排水系统体制（简称“排水体制”）。一般的城镇排水体制，大致可分为“合流制”和“分流制”两种类型。所谓“合流制排水系统”，是将城镇生活污水、工业废水和雨水混合在同一管渠内排出的系统；“分流制排水系统”，则是将生活污水，工业废水和雨水分别由两个或两个以上的系统独立排出的系统。合理选择排水体制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题，它不仅关系到排水系统的工程设计、施工和维护管理，而且还影响排水系统的工程投资和维护管理等费用；通常，排水体制的选择，应在满足环境保护的要求、并根据当地条件，进行技术经济比较的基础上确定。采用合流制将城镇生活污水、工业废水和雨水全面截流后，送往污水厂进行处理，然后排放，这从水污染控制来看，虽似合理，但合流制排水管道的尺寸过大，污水厂的处理规模也需随之增加，导致建设费用相应增高；而当采用截流式合流制时，雨天将有部分雨、污混合水通过溢流井直接排入河流，对水体仍会造成一定程度的污染；分流制则是将城镇污水单独截留，送往污水厂进行处理；雨水另设排水系统收集后，就近排放；但降雨初期的径流雨水仍受到一定污染。直接通过雨水管道排入水体，也会对河流造成不同程度的污染，此乃分流制系统的不足之处。经对排水系统的经济分析认为，分流制容易适应社会发展的需要，又符合当前城市卫生的要求，因此，目前在国内获得广泛采用，是目前我国城市排水体制发展的主要方向。总之，在工程设计中，排水系统的型式，需根据城镇规划、城镇排水系统的现状、环境条件、城镇地形、接纳水体等因素，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑确定。根据XX的城市规划和实际情况，本可研对XXXX的城市排水系统按以下原则考虑对于污水对规划新区采用雨污分流制系统；对旧城区，由于已形成的排水管渠改造困难，可采用不完全分流制系统（截流式合流制），今后逐步过渡到完全分流制；对于雨水充分考虑当地的地形条件，合理划分区域，就近集中排放。充分利用自然沟渠，结合城市防洪，统一布置雨水系统；暴雨强度采用自贡市暴雨强度公式,即Q43921059LGP/T1930804。32污水处理厂规模XX城市污水排放量根据城市总用水量来确定。城市用水量受城市地理位置，居民生活习惯、城市发展规划，现有工业结构，产业政策等多种因素的影响，其中存在许多不确定因素。对于城市用水量，采用通常的预测方法并参考国内、外相似地区的经验，在现有资料的基础上，对城市未来一段时期内的用水量进行预测，并以此作为确定城市污水处理规模的基础。根据2001年重庆建筑大学城市规划与设计研究院编制的XX城市总体规划（20002020），XX城市规划人口为近期2010年12万人；远期2020年16万人；按照室外给水设计规范（GB500132006），取平均日综合生活用水量指标进行水量测算，能形成污水的城市用水量为1城市综合生活用水量Q1本初设对于XX的人均平均日综合生活用水量，近期（2010年）取150L/人D，远期（2020年）取018L/人D（规范为110180L/人D），因此，城市近、远期的综合生活用水量为Q1近1201518万M3/D；Q1远16018288万M3/D；2工业用水量Q2根据业主提供资料，城市污水中工业污水所占比为1015，则工业用水量为近期Q2近1800M3/D远期Q2远2880M3/D3未预见水量Q3城市未预见水量，取上述水量之和的10（规范为812）近期Q3M3/D远期Q3远（2880288）010317万M3/D4能形成污水的城市总用水量QG近期QG近180180198218万M3/D远期QG远（28802880317）3485万M3/D根据XX城市排水规划和室外排水设计规范（GB500142006），对污水形成系数和污水收集率分别按以下取值污水形成系数（规范为8090）近期取83，和远期取87；污水收集率近期取80，远期取90。则城市（XX）近、远期的污水处理量分别为近期（2010年）的污水处理量QW近QW近2188380145万M3/D远期（2020年）的污水处理量QW远QW远34858790273万M3/D。根据上述对XXXX近、远期污水处理量的预测，其近、远期的污水处理规模分别确定为近期（2010年）15万M3/D；远期（2020年）30万M3/D。本可研对污水厂按近期规模（15万M3/D）设计，适当预留远期发展用地。33污水水质及处理要求331原污水水质污水处理厂实际进水水质直接关系到污水处理工艺流程的选择和处理构筑物和设备容量的确定。设计水质确定过高，将造成工艺的不合理或设备的闲置和浪费，增加工程投资和运行费用；水质确定过低，则满足不了出水水质要求，不能达到工程建设的目的。一般情况下，污水进水水质应根据当地的实测数据和相关因素，通过统计分析确定。在国内城市中，由于经济发展水平的高低不同、生活习惯存在差异，工业产业结构各异等因数，其城市污水的水质特征也各有不同。但就国内多数城市而言，其城市污水中生活污水所占比例多在总排水量的7090之间。工业废水因生产工艺的不同其成分组成差别较大，但生活污水水质的规律性较强，尤其是相同地域，经济水平发展相当，工业结构差别不大的城市，由于居民生活习惯，城市生活布局、行为方式等相近，其城市生活污水成份及水质也基本相似。四川省部分污水处理厂的设计及运行实际原水水质列于表31。表31四川省部分污水厂的设计进水水质序号工程名称BOD5（MG/L）CODCR（MG/L）SS（MG/L）NH3N（MG/L）TP（MG/L）1阆中污水处理厂20030020024402彭山县污水厂1503001503033彭州污水处理厂15030015030454峨眉污水处理厂1503002253035眉山污水处理厂1602601802016西昌污水处理厂1802601803537德阳污水厂15040020025308绵阳污水厂200300260259攀枝花污水处理厂1603002502510成都三瓦窑污水厂100200200180200表31中的数据表明，大多数污水厂的设计进水水质多处于中、低浓度，BOD5为150200MG/L，CODCR为260400MG/L，SS为150250MG/L，NH3N为2530MG/L。而许多实际运行工程的进水水质往往低于设计水质。究其原因，可能是在设计时，考虑了对水质变化留有一定安全因素所致。据有关资料介绍，污水厂设计水质高于实际进水水质的现象普遍存在。另外，在国内城市中，由于经济发展水平的高低不同、生活习惯存在差异，工业产业结构各异等因数，其城市污水的水质特征也各有不同。但就国内多数城市而言，其城市污水中生活污水所占比例多在总排水量的5080之间。工业废水因生产工艺的不同其成分组成差别较大，但生活污水水质的规律性较强，尤其是相同地域，经济水平发展相当，工业结构差别不大的城市，由于居民生活习惯，城市生活布局、行为方式等相近，其城市生活污水成份及水质也基本相似。鉴于以上考虑，本可研根据业主2002年11月提供的水质报告，并在参考四川省部分污水处理厂的设计、运行实际水质（表31）基础上，将XX污水厂的设计进水水质确定为CODCR250MG/LBOD5150MG/LSS180MG/LTN40MG/LNH3N30MG/LTP30MG/LPH69332污水处理要求根据国家关于城镇污水处理厂污水排放的有关要求,XX城市生活污水处理厂处理后的出水应满足城镇污水厂污染物排放标准GB188192002中的一级（A）标准，即BOD510MG/LCODCR50MG/LSS10MG/LTN15MG/LNH3N5MG/LTP05MG/LPH69332处理程度根据上述污水水质及排放标准，对XX污水处理厂的设计处理程度列于表32。表32污水处理设计程度水质指标BOD5CODCRSSNH3NTNTPPH设计原污水水质（MG/L）1502501803040369出水水质要求（MG/L）1050105150569设计处理程度（）9333809444833362508333注表中的“出水水质要求”为“国家GB189182002一级A标准”34污水厂厂址341选址原则污水处理厂厂址的选择应符合城市建设总体规划，综合考虑城市及厂址附近乡镇的发展、工程建设、环境保护、运行管理、防汛抗震等方面的要求。确定污水处理厂厂址，一般需遵循以下原则，即1污水厂厂址应符合城市总体规划，能满足城市远期发展要求；2污水厂址需位于城市集中供水水源的下游；并保证场地没有被洪水淹没的危险；3尽量减少拆迁、少占良田，且具有一定的卫生防护距离；4有利于净化出水及剩余污泥外排（运），交通、运输及供水、供电较方便；342厂址方案1方案1锁江桥下游4500M处此厂址在县城南部旭水河畔，属XX新农村九社，小地名刘家坝，有村道相通，距县城约5公里。此厂址属耕地，无拆迁户。原始地坪处于3391535041M，地势较平坦开阔。旭水河在此处的二十年一遇的洪水位高程为33819M。污水厂的设计地坪标高为3990M，比洪水位标高高071M。2方案2锁江桥下游3500M处此厂址位于XX新星村原附南酒厂边的河滩地，于旭水河锁江桥下游3500M河右岸，即王家坝对面的河漫滩地，距县城约4公里。此处的原始地坪处于3349033880M。根据业主提供的XX城市污水处理厂行洪论证报告，拟建河堤护岸高程为33861M，可满足二十年一遇设计洪水位的要求。3推荐厂址根据上述比较，两个厂址都有位于城市下游便于接纳城市污水；厂区基本无住户；厂址有机耕到相邻，交通较方便的特点。本次可研推荐厂址2。与厂址1相比，厂址二属河漫滩地，虽有挖填方量较大于厂址1的特点，但厂址2有以下特点，即符合城市总体规划的要求；距离XX旧城和规划城区较近，节省工程总投资；场坪的有利于实现截污干管重力流入厂内。35污水收集系统根据城市的总体规划和均连镇的地形，城市污水收集系统，对旧城区采用截流式合流制，规划新城为雨、污分流制。污水管网按规划分区设置，全部为重力系统。城市污水经截流后自流进入城市污水处理厂。第四章污水、污泥处理工艺41处理工艺设计原则合理的污水处理工艺，不仅应当在保证其具有优良处理效果的前提下，运行稳定、管理方便、并尽可能降低工程投资和日常运行费用，确保污水处理厂出水水质稳定达标，而且还应顾及今后对污水厂出水水质要求进一步提高的适应性，使污水厂可能仅通过调整运行条件而毋需进行工程改造来满足进一步提高的出水水质要求。因此，本可研在考虑污水水处理工艺时，遵循以下原则。1遵循国家和地方的各项法规、政策、因地制宜，合理实施。2根据城市总体规划，结合城市实际地形条件，全面规划、合理布局，节约用地；3采用先进、可靠的处理工艺，高效节能的设备，适合国情的控制方案，经济合理的构造型式，使污水厂具有处理效果优越，运行可靠，管理方便、节省工程投资、降低运行成本。逐步实现污水资源化，发挥较好的工程投资效益；42污水处理工艺421城市污水污染物去除概述1SS的去除污水中SS的去除主要依靠沉淀去除。污水中较大颗粒的悬浮性污染物质，借重力自然沉淀即可去除；较小颗粒的悬浮性污染物，其有机部分可被微生物吸附、降解而去除，而无机颗粒则往往要借助于活性污泥絮体的吸附、网络，与活性污泥同时沉淀去除。为降低出水中的悬浮物浓度，可在工程中采用适当的措施，比如，采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的良好凝聚及沉降性能，充分利用活性污泥的吸附网络作用等。通过合理选用污水处理方案、工艺参数和合理设计，使出水SS降至10MG/L以下。2BOD5的去除去除污水中的BOD5，主要是依靠微生物的吸附和代谢作用，最后通过泥、水分离过程来完成。活性污泥或生物膜中的微生物，在供氧的条件下，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获得细胞合成所需的能量，其最终产物为CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等易降解物质）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，微生物的好氧代谢对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都能起到作用，其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BOD5浓度达到很低水平。3COD的去除污水中的COD去除原理与BOD5基本相同。污水厂COD的去除率取决于原污水的可生化性，这与城市污水的组成有关。对于主要以生活污水和与生活污水性质相似的工业废水组成的城市污水来说，BOD5/CODCR比值一般在05左右，其污水的可生化性较好，出水COD值可以控制在较低的水平。而对于以工业废水为主的城市污水，其BOD5/CODCR比值可能较小，可生化性较差，处理后污水中的剩余COD可能较高，此时，要使出水COD浓度小于排放标准将存在一定的难度。XX污水厂处理以生活污水为主的城市污水，其BOD5/COD比值约047，可生化性较好，采用适宜的生物处理工艺，完全可使出水满足CODCR40MG/L的要求。4氮的去除氮是蛋白质不可缺少的组成部分，广泛存在于城市污水中。在原污水中，氮以氨态氮及有机氮的形式存在，这两种形式的氮统称为凯氏氮，用TKN表示，而原污水中的硝态氮几乎为零。氮在水体中是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此，氮是污水处理厂出水的重要控制指标之一。氮也是构成微生物的元素之一，在生物处理过程中，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一同排除，随剩余污泥排除的氮一般约为所去除BOD5的5。在有机物被生物氧化的同时，在溶解氧充足、且泥龄足够长的情况下，污水中的氨氮将被氧化成硝酸盐。脱氮菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐（NO3N）中的氮作为电子受体来氧化污水中的有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气（N2）从水中逸出，从而完成污水的脱氮过程；因此要达到生物脱氮的目的，氨氮的完全硝化是先决条件；由于硝化菌属于自养菌，其比生长率N明显小于异氧菌的比生长率H，因此，生物脱氮系统维持硝化的必要条件，是使生物处理系统的泥龄大于维持硝化菌所需的最小泥龄；大量的试验数据和运转资料表明，完成氨氮硝化的污泥负荷不应超过018KGBOD5/MLVSSD。5磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两种方式，国内、外城市污水除磷，有采用生物除磷，也有采用化学除磷；如果城市污水总磷浓度偏高，生物除磷一般难以达到排放要求，此时，多采用补充化学除磷。1生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生的能量用以吸收、快速降解有机物，并转化为PHB（聚羟丁酸）储存起来。当聚磷菌进入好氧条件下时，则降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和过量吸磷，形成高含磷量的剩余污泥，并通过排除高含磷剩余污泥来达到除磷的目的。据有关资料介绍，聚磷菌在厌氧段释放1MG的磷所吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖后，可再吸收224MG的磷。因此，聚磷菌在好氧条件下对磷的过量吸收程度，取决于聚磷菌在厌氧条件下释放磷的程度，而磷的释放程度又取决于进水中存在的可快速降解有机物含量。一般来说，有机物与磷的比值越大，除磷效果越好。常规剩余活性污泥的含磷量约152，而采用生物除磷工艺的剩余活性污泥磷含量可以达到常规活性污泥的23倍。在工程设计中，除磷剩余活性污泥的含磷量一般采用4。生物除磷工艺的前提条件之一，是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，然后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的处理工艺必须设置厌氧段。由于生物除磷最终是通过排出高含磷量的剩余污泥实现，因此，除磷程度取决于最终的剩余污泥排出量。而要维持一定数量的剩余污泥产量，就需要处理系统保持在相对较高的污泥负荷（即较短的泥龄）条件下运行。有关资料介绍，生物除磷的污泥负荷不应小于015KGBOD5/MLVSSD。这也是生物除磷工艺的第二个前提条件。2化学除磷化学除磷主要是通过向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中除去。固液分离可单独进行，也可通过初沉或二沉的排泥实现。化学除磷，按工艺流程中化学药剂投加点的不同，磷酸盐沉淀工艺可分成前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种。前置沉淀的药剂投加点是原污水，形成的沉淀物与初沉淀一起排除；协同沉淀的药剂投加点包括初沉淀出水、曝气及二沉淀之前的其它位置，形成的沉淀物与剩余污泥一起排除；后置沉淀的药剂投加点在二级生物处理之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置（包括澄清或过滤）进行分离。化学除磷的药剂主要有石灰、铁盐或铝盐。XX污水厂进水的总磷浓度为3MG/L，其出水水质要求严格，总磷浓度需05MG/L,其污水处理工艺的设置，必须适应这一水质特点。452几种常用的城市污水处理工艺城市污水处理厂的污染物质以有机物为主，以往大多采用活性污泥处理工艺。活性污泥工艺除普通曝气外，尚有多种改进型式，常用的有传统活性污泥工艺有A/O、A/O、氧化沟、SBR及其改进型工艺（如CASS、UNITANK）等。当前，随着污水排放标准对氮、磷指标的要求的提高，国内在城市污水处理的活性污泥工艺中，较多采用A/O及CASS工艺。但自上世纪末/本世纪初以来，国外新型的生物膜技术曝气生物滤池工艺（BAF）进入了国内污水处理市场，由于BAF工艺所具有的优越性，使其在城市污水处理领域中的应用得到了迅速发展，BAF城市污水处理厂日益增多。1生物除磷、脱氮（A/O）工艺A/O工艺也是在普通曝气的基础上，企图同时解决除磷、脱氮问题而派生的工艺。其工艺流程是在传统活性污泥工艺基础上，增加了厌氧、缺氧单元。其主体工艺流程为城市污水粗格栅、提升泵站细格栅、沉砂池（初沉池）厌氧池缺氧池曝气池二沉池消毒接触池出水排放城市污水首先通过格栅、沉砂、初沉（有的不设初沉）预处理后，进入厌氧池，与由二沉池回流的含磷污泥混合，含磷回流污泥在厌氧池中释放磷，同时降解污水中的部分有机物；厌氧池出水进入缺氧池，与从好氧池回流的硝化液混合，进行反硝化脱氮，将硝酸盐还原成氮气从水中逸出；缺氧池的出流进入好氧池（曝气池），在此发生降解BOD、硝化氨氮、过量吸磷等多项反应，最后在二沉池进行泥水分离，一部分污泥回流至厌氧池，上清液达标排放。由于A2/O工艺的基础是低负荷活性污泥法系统，技术成熟，除去BOD的效果好。但也存在一些显著的问题，主要有一是工艺流程长、构筑物较多、动力消耗较大；占地面积大；同时存在污泥回流和混合液回流等多重回流系统，工艺管线较长且复杂；对运行管理的水平要求较高；工程投资大，运行成本也也相对较高。二是脱氮、除磷的工艺条难以协调。虽然理论上A2/O工艺同时具有除磷、脱氮效果，但实际运行结果却很难如此，我国一些以A2/O工艺运行的污水处理厂，普遍存着脱氮和除磷效果难以兼顾的矛盾，往往当脱氮效果好时除磷效果差，而当除磷效果较好时脱氮效果又不能满足要求。在环境条件方面，一般的A2/O工艺，回流污泥全部由好氧区回流至厌氧区，当系统硝化作用良好时，随回流污泥将硝酸盐大量带入厌氧池；除磷工艺要求必须在混合液中存在能快速生物降解且既无分子态氧又无结合态氧的绝对厌氧环境中，聚磷菌才能释放磷；当水中存在硝酸盐时，系统首先消耗可快速生化降解的有机物进行反硝化，充分脱氮后才能开始磷的厌氧释放过程，这就使得厌氧区实际可利用基质和有效容积都大为减少，最终表现为脱氮效果好而除磷效果差；反之，如系统硝化不完全，则表现为除磷效果改善而脱氮效果下降。在有机负荷方面，对除磷而言，一般要求好氧池的有机负荷至少不低于015KGBOD/KGMLVSSD，而对于硝化而言，又要求好氧池的有机负荷最大不高于018KGBOD/KGMLSSD，二者运行的协调负荷空间仅003KGBOD/KGMLSSD。而污水的BOD浓度又处于经常变化状态，导致处理系统对除磷、脱氮效果难以兼顾。2CASS（序批式）污水处理工艺CASS工艺又称序批式污水处理工艺。此工艺在两个或多个生物反应池中对污水进行批次处理。CASS工艺的污水处理机制与普通曝气法完全相同，其区别在于原污水不是顺次流经各处理单元，而是在同一反应池内，按设定的时间程序实现进水、曝气、沉淀、排水和闲置等过程。从污水进入开始到闲置时间结束为一个周期。这种操作周期周而复始循环进行，达到不断进行污水处理的目的。CASS工艺的主体流程为城市污水粗格栅、提升泵站细格栅、沉砂池CASS池（选择区缺氧区主反应区滗水）消毒接触池出水排放序批式（SBR、CASS等）工艺的特点是处理流程简单，构筑物较少，工程投资相对较省；其缺点是各处理过程的切换完全依靠自控进行，因此，对自控系统的质量及操作管理人员的技术水平要求非常高，一旦自控系统出现故障，将立即导致处理系统运行紊乱，且无法以人工替（哪怕是短时间替代）运行；由于SBR为间歇运行，导致反应池和设备的利用率较低；滗水器不仅水头损失大（根据水量不同，一般2535M），如设计、运行控制不当，极易发生污泥流失，影响出水超标和系统稳定。3曝气生物滤池（BAF）工艺曝气生物滤池（简称BAF）是在生物接触氧化工艺的基础上，引入给水净化过滤机制而形成的一种新型的污水生物处理工艺。其突出的特点，是在一级处理的基础上，将生物氧化和过滤结合在一起（滤池后不设二沉淀池），通过反冲洗再生实现滤池的周期性运行。曝气生物滤池集生物氧化、生物絮凝、过滤、反冲洗更新等处理功能于一体，通过滤料上生长的高浓度生物膜对污染物的生物降解以及滤层的机械拦截和生物絮凝对悬浮物的综合截留作用，实现对污水中污染物的有效去除。BAF工艺于80年代初出现在欧洲，由于它具有良好的性能，其应用范围不断扩大。在经历了80年代中、后期的较大发展后，到90年代初，这种工艺已基本成熟。在污水的二级或三级处理中，BAF体现出处理负荷高、出水水质好，占地面积省等特点，因此，在90年代及其以后，BAF得到了很快发展。BAF的池形类似于给水处理的V型滤池。滤板均匀安装布水（兼冲洗布气）滤头，装填比重略大于水的“下沉式”滤料；在滤料底层设置以曝气头（或穿孔管）曝气的布气系统，向上依次装填垫层和生物滤料（滤料层厚度一般为304M）；在滤池底部设置污水进水管、滤池冲洗水管和冲洗空气管。BAF的运行方式多采用水、气同向的上流式。经沉淀预处理后的污水由BAF下部进入池内，通过滤头均匀布水，同时通过曝气头或穿孔管曝气，水、气自下而上穿过滤层，实现对污水中含碳有机物（BOD）的降解、硝化氨氮、截留随污水进入的SS和脱落的生物膜，使最终出水满足排放或回用要求。BAF的冲洗，采用先下向水洗（速降），继而气、水上向冲洗的方式，冲洗时滤料呈向上膨胀状态，冲洗（污）出水通过污水回收池和回收泵送入预处理沉淀池。BAF处理城市污水的主体工艺流程为城市污水粗格栅提升泵站细格栅沉砂池缺氧沉淀池超细格栅BAF滤池消毒出水回用或排放1BAF工艺的特点曝气生物滤池以其独特的结构特征和运行特点，在对城市污水及其它多种工业废水处理工程的实践过程中，取得了优异的效果，显示出其独特的优越性，主要表现在处理构筑物容积小，占地面积省BAF所采用的高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可积聚多达1015G/L的微生物量，高浓度的生物量导致BAF可承受相当高的容积负荷，其BOD5的填料容积负荷，几乎是常规活性污泥法的510倍，大大减小了池容和占地面积。BAF对悬浮物的综合截留作用，可将出水中的SS控制在很低水平，能满足排放标准而不需设置二沉池和污泥回流系统；再加上BAF所采用的集成式布置方式，紧密地集滤池、鼓风机房、泵房、反冲洗清水池、污水回收池等于一体，又进一步节省了相关处理构筑物的占地面积。出水水质优越、运行稳定，抗冲击负荷能力强BAF滤料层中存在的高浓度微生物菌群，具有较高的生化反应速率，处理系统的出水水质十分优越；同时，BAF属于微生物固定生长体系，高浓度的微生物以生物膜的形式固定在滤料上，无污泥膨胀之患，亦不会因受有机负荷或水力负荷的冲击而造成微生物流失，因此，BAF不仅具有较强的耐冲击负荷能力，而且运行十分稳定。有关资料指出，BAF可在比正常负荷高23倍的短期冲击负荷下运行，而其出水水质变化很小。国内的实际工程运行数据表明，采用BAF处理城市污水，其出水SS、CODCR、BOD5、氨氮等指标的浓度，均大大低于国家一级排放标准值，出水清澈透明，无异味，基本达到城市生活杂用水的标准，可直接回用于场地绿化或市政杂用水。氧利用率高，节省空气量和电耗BAF所采用的专用曝气系统以及在曝气过程中，藉助于粒状滤料对微小气泡的阻挡和反复切割作用，空气泡在滤层中进一步被细碎，增加了滤层内的微生物与空气的接触面积和时间，强化了气、液传质效应，从而使得BAF的氧利用率高达30以上，大大高于常规曝气系统（采用微孔曝气器的常规曝气系统，一般设计的氧利用率为1518）。众所周知，在城市污水二级生物处理系统中，生物处理单元的电耗约占总电耗的70左右，氧利用率的高低，是决定污水处理能耗的关键性因素。有专家根据大连马栏河污水厂BAF工程的运行资料进行过测算，大连马栏河BAF污水厂去除1公斤BOD5的耗电量仅约08度，大大低于常规曝气去除1公斤BOD5耗电量约1518度的水平。我国新的室外排水设计规范，GB50014亦指出，曝气生物滤池的充氧量比一般活性污泥法低3040，这都充分表明了BAF节能的优越性。处理流程简单，工程投资及运转费用相对较低由于BAF所具有的诸如紧密集成布置方式、无二沉池和污泥回流系统、氧利率高等特点，使处理流程得以简化，在很大程度上节省了占地面积，使工程投资和运行费用都比常规活性污泥法要低。污水处理厂的规模越大，BAF在减少占地、降低工程费用、节约能耗、降低运行成本等方面的优势就越显著。BAF工艺采用化学除磷，除磷效果有保证BAF工艺采用化学预处理除磷，其除磷程度可根据实际水质，通过调整除磷药剂的投加量进行控制，运行方便，效果可靠；BAF具有一定的同程反硝化（脱氮）功能国内外的试验研究和工程运行资料表明，在BAF运行过程中，存在同程硝化、反硝化作用，这是由于在BAF滤池布满微生物的滤料凹面孔间隙内部，存在一定的缺氧环境，为反硝化细菌的脱氮提供了条件。在适宜的水力负荷、供氧量等运行条件下，其脱氮效果可达50左右。清华大学的试验资料表明，在进水总氮为255MG/L时，生物滤池对总氮的去除率可达5027；哈尔滨工业大学等单位在“曝气生物滤池的短程硝化、反硝化机理研究”中指出，曝气生物滤池具有较强的同步脱氮、除碳效果，对总氮的去除能力可达018042KG/M3滤料D。法国OTV公司的BAF工艺运行资料也认为，以好氧条件运行的BAF滤层中，仍存在着若干厌氧缺氧微环境以及相当数量的厌氧兼氧微生物，使得BAF滤池在发生硝化作用的同时，还伴有反硝化作用发生。国内大连马栏河污水厂的实际运行资料也证明了BAF存在同步脱氮的效果。马栏河污水厂2003年曾对总氮进行过检测，其平均去除效果亦达到56（原水总氮494MG/L）。由于上述同程反硝化（脱氮）的效果有一定限度，因此，在进水总氮浓度较高，导致要求取得较高脱氮效果的情况下，尚需通过设置不同功能的单元组合（如设置前置缺氧池）或在同一滤池中设置不同的功能分区（如设置下部缺氧层）来满足较高程度的脱氮要求。对环境影响小BAF系统之所以对环境（包括处理厂区及周边环境）影响小，其一是BAF系统采用了封闭的上流式流程，原污水通过管道从BAF底部进入，原污水的臭味被封闭在BAF系统之中，待污水通过滤料层上升至BAF上层水面时，已是经过充分净化、清澈透明、无任何厌恶感的清水层；其二是BAF系统采用了集成式布置，将产生噪音的主要机、泵等设备及冲洗污水回收池集中设置在集成构筑物内（地下），避免了噪音外泄，对外界环境的影响甚微。BAF“占地少、对环境影响小”的优点，使之在市郊甚至市区内建设城市污水厂成为可能。比如，大连马栏河污水厂就建在市区，过往行人完全不知道围墙内是一座污水处理厂；四川西昌琼海污水厂也建在交通繁忙、店铺及住宅林立的近郊，住户和过往路人完全感觉不到臭味和噪音的干扰，由于污水厂绿化甚密，建筑美观，周围老百姓甚至误以为是新建的“疗养中心”。由此，BAF污水厂对周围环境影响之小，已可见一斑，这实为其它活性污泥污水处理厂所不能及。自动化程度高，运行管理简单随着相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如传感器、各种在线测定仪表、定时器、变频器及微电脑等产品的普及，使BAF系统的自动化得以顺利实现。通过对处理系统水质、水量及相关工艺参数的在线检测，自控系统可方便地对相关设备和工艺运行参数进行调整和优化，使BAF处理系统始终处于最佳运行状态。如此，BAF的运行管理变得简单易行，可最大限度地减少处理厂定员和降低运行成本。对较大规模的污水处理厂，此举的优越性更显突出。BAF系统设置自控系统的目的，是为优化运行参数，减轻工人劳动强度，简化管理，它需要自控，但决不依赖自控，当自控系统故障时，仍可切换为人工手动操作，不致影响处理系统的正常运行，不象序批式工艺那样必须完全依赖自控系统才能运行。处理设施初期启动极其方便、容易由于BAF属于生物膜处理工艺，当处理设施建成后，不需采取任何“接种”措施，只要按设计要求连续进（污）水并曝气，连续运行一个月左右生物膜即可培养成功，此时的BAF出水已能基本达到排放标准。整个培养过程极其简单方便，不需给予任何特殊维护，实可称其为“傻瓜系统”。对气温变化及间歇运行的适应性强由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面，微生物不易流失；如果需要在一段时间内停止运行或间歇运行，只要使滤料处于水浸没状态，就能保持其微生物的活性，可随时恢复运行，且在几小时内即可取得良好的出水水质；如在较长时间停止不用后再恢复运行，亦可在进水、供气后的几天之内恢复正常运行。也正是由于滤池所持有的高微生物量、鼓风曝气的方式以及池体大部分处于地下的型式，使得BAF对低气温以及气温变化的适应性较强。活性污泥系统则不然，如果系统处于间歇运行状态，则不可能获得正常出水水质；如果停止一段时间后再恢复运行，则需相当长的时间才能使其恢复正常；如果由于污泥膨胀而使处理系统遭到破坏，则需要重新培养活性污泥，其难度不言而喻。BAF的构造形式，能较好地适应污水量逐步增加的要求新建的城市的污水处理厂，建成初期的污水量往往不能达到设计的处理规模，而曝气生物滤池的单元式构造，却能较好地适应这种初期污水量不足的情况，只需运行BAF的部分单元，既能满足处理较少污水量的要求，不致浪费能耗。BAF可立足于国内生产的设备和器材随着我国的技术进步，曝气生物滤池所需的主要设备和器材，国内目前均可配套生产，基本不需进口。只有少量自控检测仪表和执行机构可能需要进口或采用合资企业的产品。BAF的不足之处，其一是设备装机容量较大，主要是由于滤池冲洗系统的设备（反冲洗鼓风机、反冲洗水泵、反冲洗污水回收泵等）的设备容量较大（约占总装机容量的3540），但这些设备每日运行的时间很短（滤池一般24小时冲洗一次，每次约30分钟），并不导致耗电相应增大；其二BAF滤池对施工要求较高，需精心施工，确保施工质量。2BAF池应用概况BAF工艺在欧美应用较为普遍，目前，在欧、美和日本等国家已有百余座大小各异的污水处理厂采用了这种工艺，用来处理城市污水和工业废水，而且，许多处理厂是建在用地紧张、出水水质要求高的地方。在法国、丹麦、美国也有不少采用BAF的工程实例。BAF工艺的突出优越性，引起了国内污水处理界的极大关注，不少城市污水和工业废水已经或正准备采用BAF工艺。比如，大连市马兰河污水厂（12万吨/日）采用BAF工艺运行已达5年，效果良好；沈阳市已于2003年建成24万吨/日的BAF污水厂已运行2年；广东新会市采用BAF处理4万吨/日的城市污水厂已运行5年以上；河北邯郸市正在建设10万吨/日的BAF城市污水厂；鞍山钢铁公司已于2005年设计完成10万吨BAF污水处理厂，其出水将直接回用于循环冷却水系统的补充水等等。2001年以来，四川省部分市、县已设计、建设了20余座规模1050万M3/D的中、小型BAF（BIOFOR）城市污水处理厂，这些污水厂均位于四川省西部，处于长江上游水系流域，是国家为保护三峡库区及长江中上游水环境而资助兴建的污染治理工程。2003年以来，已有十多座BAF污水处理厂先后投入工程建设，现已建成7座，其中5座已调试完毕投入运行，处理效果十分优异。其它用于处理工业污水的小型BAF处理厂（站）更多不胜数。3BAF实际工程的处理效果1大连马兰河污水处理厂采用BAF处理工艺，于2000年建成投入运行，日处理污水12万M3/D,采用串联运行方式,处理效果良好，运行稳定。其2002年46月份的实际运行效果列于表342四川西昌琼海污水处理厂亦采用BAF处理工艺，于2003年建成投入运行，日处理污水10万M3/D,采用并联运行方式,处理效果优异，运行稳定，出水已被用作喷洒城市道路用水。其2003年35月份的实际运行效果列于表34。表34中的数据表明，BAF处理系统在调试期间显示出十分优越的水质净化效果，相关水质指标均达到国家“GB189182002一级”排放标准的要求。BAF平均出水的COD小于30MG/L，BOD、SS均在10MG/L以下，氨氮小于5MG/L，已达到城市生活杂用水（厕所便器冲洗、城市绿化、洗车，扫除等）的水质标准，在需要时可直接予以回用。表34BAF工艺处理城市污水的实际效果大连马兰河污水处理厂12万M3/D，12组BAF，串联运行四川西昌琼海污水处理厂10万M3/D，4组BAF，并联运行水质项目原水（MG/L）BAF出水（MG/L去除原水（MG/L）BAF出水（MG/L去除CODCR48040916714602870194124051028978508BOD521610953749069059305009668198619SS35010971457017801175010014006619437TKN36524330400123616005928520NH3N40587502700412035621904502539290TP3004503790562101466148353污水处理工艺