餐厨垃圾废水处理工程设计方案001

1、深圳某再生资源发展有限公司餐饮垃圾处理工程生产废水处理项目深圳市某环保有限公司2009 4第一章概论11.1 工程概况1.1.2 编制目的、依据、原则和范围 21.3 废水水量及水质4.1.4 现场自然条件5.1.4.1 自然地理5.1.4.2 地形地貌5.1.4.3 水文条件 5.1.4.4 场地地震效应 5.第二章 工艺方案比较和选择6.2.1 污水处理方法的比较6.2.1.1 物理法6.2.1.2 化学法8.2.1.3 物理化学法9.2.1.4 生物法102.2 污水处理工艺选择242.2.1 工艺流程确定的依据 252.2.2 工艺流程的确定272.2.3 污泥处理工艺 29第三章工艺

2、装置方案设计313.1 主体建、构筑物及设备的设计 313.1.1 格栅渠及集水井 313.1.2 静置脱油沉淀罐313.1.3 斜板隔油池 .323.1.4 调节池323.1.5 混凝气浮系统 333.1.6 中间水池363.1.7 UASB反应器373.1.8 选择式接触氧化池383.1.9 二沉池（竖流式沉淀池） .403.1.10 污泥浓缩池 .413.1.11 清水池（兼作消防水池） .413.1.12 建筑物设置 .42第四章其他专业说明 434.1 建筑与结构434.1.1 建筑设计434.1.2 结构设计434.1.3 噪音治理434.1.4 通风、空调444.2 控制系统44

3、4.3 环境保护、能源节约及再利用 444.3.1 环境保护444.3.2 能源节约及再利用 444.4 消防444.5 运行操作45第五章工程概算46第六章方案图纸503 / 53第一章概论1.1 工程概况中国饮食文化源远流长，作为中华民族饮食文化的支柱行业一餐饮业，在中国民众的日常生活中占有很重要的位置，随着改革开放的不断深入，人民群众可支 配性收入的不断增加，餐饮业在地方GDP收入中越来越显现出其突出的地位，已经 成为部分地区的支柱产业。深圳市作为中国改革开放的先头兵，在各方面都取得 了娇人的成绩，更成为新兴的旅游城市，进一步推动了深圳市餐饮业的蓬勃发 展，随着2011年世界大运会的即将

4、召开，必将使深圳市餐饮业再上一个新台阶。任何事情都有其两面性，在满足广大人民群众物质文明和合理饮食的条件下，也衍生出一些与生活环境密切相关的不良产物餐饮垃圾。餐饮垃圾的大量出现，极大地危害了我们赖以生存的水土和大气环境，为了强化餐饮垃圾的集中 管理，还市民一片净土、一月蓝大，市政府特指定有处置技术和处理能力的环保 单位集中收运和科学处理。深圳市某再生资源有限公司，作为具有垃圾处理自主 知识产权的科技型企业，在激烈的市场竞争中脱颖而出，成为南山区餐饮垃圾集 中处理的受理单位。公司在南山区妈湾大道，南山垃圾发电厂南侧，建立一坐日 处理能力达200t/d的餐饮垃圾处理厂，在垃圾的收运和处理过程中，不

5、可避免的 产生了一定量的餐饮垃圾废水，废水总量为：100t/d o在这些餐饮垃圾废水中，含有大量的动植物油脂、淀粉、果蔬汁、饮料等物质，这些废水富含动植物油脂、蛋白质和氨基酸等有机物，若不经过处理直接排入水体，所含有机物将迅速被 氧化而大量消耗水体中的溶解氧，造成水体严重缺氧，同时，由于油脂类等不溶 物的存在，致使水面复氧能力严重下降，从而影响鱼类和其他水生动物的生存， 同时，废水中悬浮物在厌氧条件下极易分解产生臭气，恶化区域环境。某公司本着呵护当地民众、保护生存环境的愿望，积极响应并模范执行国家 和地方的环保政策，决定对该工程废水加以处理。受某公司的委托，我公司决定 对该垃圾废水做方案设计，

6、通过本餐饮垃圾废水处理方案设计，力求在设计理 念、处理方法、工程造价和施工方法上能达到先进、合理的优化组合。1.2 编制目的、依据、原则和范围(1)编制目的对餐饮垃圾废水处理工艺进行详细优化设计，并提出主要设备材料表，据此 编制投资估算。(2)编制依据及参考资料«中华人民共和国环境保护法污水综合排放标准室内排水设计规范给排水设计手册简明排水设计手册建筑给水排水设计规范给水排水工程结构设计规范建筑地基基础设计规范建筑抗震设计规范建筑结构可靠性设计统一标准采暖通风和空气调节设计规范建筑设计防火规范供配电系统设计规范低压配电设计规范（1998 年 12 月 26 日）GB8978-1996

7、GBJ14-87北京市市政设计院北京市市政设计院GBJ15-88GB50069-2002GB50007-2002GB50011-2001GB50068-2001GBJ19-87GBJ16-87GB50052-95GB50054-955 / 53GB50034-92GB12348-90GB3096-93GB14554-93GB50010-2002GB50003-2001电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92«民用建筑照明设计标准GBJ133-90民用建筑节能设计标准JGJ26-95工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ65-83工业企业照明设计标准 工业企业厂界噪声标

8、准 城市区域环境噪声标准 恶臭污染物排放标准 混凝土结构设计规范 砌体结构设计规范建筑结构荷载规范GB50009-2001某公司提供的水质资料（3）编制原则严格执行国家和地方有关环境保护的各项规定，确保出水指标达到国家和地 方有关污染物排放标准。1）采用技术成熟、运行可靠、投资节省的新工艺、新技术、新材料和新设备， 在严格达标的情况下，做到投资少、运行费用低。2）技术线路成熟、简单明了，操作管理方便。3）采用先进可靠的自动化控制技术，提高系统的管理水平，确保系统安全可靠 地运行。4）污水处理系统在运行上有较大的灵活性和可调性，可以适应污水水质、水量 和水温的波动。5）符合环保节能要求，设计中力

9、求系统具有良好环境，降低酸碱用量；采用低 能耗、低噪声的国内及进口优质名牌产品和节能动力设备，降低系统运行成 本，取得良好的经济效益。6）污水处理系统的设计考虑事故的排放、设备备用等保护措施。7）污水处理厂的规划布置充分考虑用地状况，各处理单元相协调。8）在工程设计中优先考虑下列三项因素：运行成本、工程投资、占地面积。9）妥善处置污水处理过程中产生的排渣、污泥、噪声，避免二次污染。（4）编制范围对100m3/d餐饮垃圾废水处理工程进行系统设计，主要包括物化前处理、厌 氧处理工艺（含UASB反应器）、好氧处理工艺系统等。本设计编制范围包括废水处理站内全部建、构筑物及配套工程。对废水站废水处理工艺

10、进行优化组合和经济技术比较；确定经济、可行、合 理的工艺技术方案。对方案进行工艺、建筑、结构、非标设备、电气、机械、自控及消防等分析 评价，提出处理站定员、操作、节能等方面说明。1.3废水水量及水质(1)进水水量及水质根据某公司提供的资料，匡算本套处理系统需要 处理生产废水水量为 100m3/d,每天分三班连续运行，运行 24小时，则小时流量为 4.2m3/h;废水中 主要污染物指标为CODCr、BOR、悬浮物SS石油类、氨氮、pH值等，根据提供 的资料，确定该生产废水的水量及水质。(见表 1-1)表1-1:废水水质及水量表污染指标生产废水设计值备注排水量m3/d100100pH4-5.65C

11、ODCr mg/L63200mg/L68000BOD5 mg/L34100mg/L34000SS (悬浮物)mg/L14200mg/L15000NH3-N （氨氮）mg/L271mg/L300C-1(氯化物)mg/L5820mg/L6000石油类2410mg/L2500(2)排放标准经处理后外排废水应执行广东省地方标准水污染物排放限值(DB44/26-2001 ),根据标准要求，本处理装置外排水质见表1-2。表3-2:水污染物排放限值(DB44/26-2001 )污染指标标准要求备注PH69CODCr mg/L<110BOD5 mg/L鼎0悬浮物mg/L<100氨氮mg/L45磷酸

12、盐<1.07 / 53石油类毛.0(3)受纳水体经过处理后的废水一部分回用于垃圾车辆的清洗，一部分进入排放口，外排 水排入市政污水管网或环保管理部门指定的受纳水体。1.4现场自然条件1.4.1 自然地理略1.4.2 地形地貌略1.4.3 水文条件略1.4.4 场地地震效应略51 / 53第二章工艺方案比较和选择根据以上叙述可知，该垃圾废水处理量为100t/d ,排放特点：每天下午和晚间集中排放，其他时间连续小量排放，节假日稍微增量，废水中主要污染物指标 为COD、BOD5、悬浮物SS动植物油脂、氨氮、pH值等，属于长周期、小水 量、高污染的排放形式。根据垃圾废水污染物的性质来分析，其特点

13、是废水中含有大量的油脂、胶体 粒子和悬浮物，主要成分为动植物油脂、无机盐分、表面活性剂、蛋白质和氨基 酸等，该类有机物废水的处理方法主要有物理法、化学法、物化法、生物法及生 化法等。针对该废水的水质水量等特点，现将各类有关方法分析如下：2.1 污水处理方法的比较2.1.1 物理法SS不仅仅是污水中悬浮物含量的指标，关键是SS和COD BOD的含量有直接的关系，不但自身可能是 COD的重要来源，还能通过自身的吸附能力携带大量 的溶解性COD,所以，物理法不但能去除 SS,而且能通过 SS的去除而降低废水 中的COD因此，对于大多数的废水来说，物理法是废水处理工艺中必不可少的 工序。物理处理法的重

14、点是去除废水中大部分固体悬浮物、油类等。物理法主要包 括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法。重力分离技术：依靠油-水比重差进行重力分离是餐饮废水治理的关键。从 油水分离的试验结果看，沉淀时间越长，从水中分离浮油的效果越好。自然沉降 除油罐、重力沉降罐、隔油池作为含油废水治理的基本手段，已被广泛采用。离心分离技术：离心分离是使装有废水的容器高速旋转，形成离心力场，因 颗粒和污水的质量不同，受到的离心力也不同。质量大的受到较大离心力作用被 甩向外侧，质量小的则停留在内侧，各自通过不同的出口排出，达到分离污染物 的目的。含油废水经离心分离后，油集中在中心部位，而废水则集中在靠外侧的

15、 器壁上。按照离心力产生的方式，离心分离可分为水力旋流分离器和离心机。其 中水力旋流器，由于具有体积小、重量轻、分离性能好、运行安全可靠等优点，而备受重视。目前在世界各油国都有应用。我国引进的数套Vortoil水力旋流器,在油田污水处理上取得了良好的效果。粗粒化：是指含油废水通过一个装有粗粒化材料的设备时，油珠粒径由小变 大的过程。目前常用的粗粒化材料有石英砂、无烟煤、蛇纹石、陶粒、树脂等材 料。粗粒化除油罐用以去除经前期治理后的含油污水中的细小油珠和乳化油。过滤法：过滤器有压力式和重力式两种，目前我国普遍采用的是压力式，有 石英砂过滤器、核桃壳过滤器、双层滤料过滤器、多层滤料过滤器等。近年来

16、， 随着纤维材料的发展，以纤维材料为滤料发展起来的深床高精度纤维球过滤器， 因其具有纤维细密、过滤时可形成上大下小的理想滤料空隙分布、纳污能力大、 反洗滤料不流失等优点，发展迅速。膜分离：膜分离技术被认为是“21世纪的水处理技术”，是一大类技术的总称。主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊 制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。 特别是超滤，在悬浮物去除领域已经有一定的应用，在除油的相关研究中取得了 一定的进展，逐渐从实验室走向实际应用阶段。膜法水处理技术的基本特征膜类型孔径大小/四m功能膜间压力微滤（MF）0.10.2去除悬浮固体1

17、.72X18 3.44X10Pa超滤（UF）0.010.1去除有机物、细菌和热原 质去除胶体物质去除悬浮 固体去除染料大分子1.72 X 506.89 X10Pa(25 100psi)纳滤（NF）0.0010.01去除病毒去除大的无机离子去除分子量在300 1000范围内的有机化合物 去除三价盐9.30 X 5015.86 X 5Pa(135230ps)反渗透（RO）去除所有有机化合物去除 所有溶解盐去除病毒、细 菌和热原质13.80 X 5068.90 X 5Pa(2001000psi)Humphery等人采用Membralox陶瓷膜进行了陆上和海上采油平台的采出水 处理研究，经过适当的预处

18、理后取得了较好的效果，悬浮物含量由73290mg/L降低到1mg/L以下，油含量由8583mg/L降低到5mg/L以下。Simms等人采用高分子股和Membralox陶瓷膜对加拿大西部的重油采出水进行了处理，悬浮物含 量由1502290mg/L降低到 1mg/L以下，油含量由1251640mg/L降低到20mg/L以下。美国在1991前后研究了一种陶瓷超滤膜处理采出水用于油田回 注，在美国路易斯安那、墨西哥湾的海上和陆上油田进行了小规模生产实验。采 出水先进行投加化学药剂和沉降分离常规处理后，出水含油为27583mg/L,经过超滤处理后降为 10mg/L以下。美国加利福尼亚的德克萨斯砂道油田位

19、于萨里 纳斯谷，气候干旱，特别是近几年来地下水位降到临界点，因此研究决定向地下 水注入高质量的水以补充水源的不足，实验以砂道油田采出水作为水源，用膜法 处理使其满足饮用或灌溉要求。Chen等对0.20.8陶瓷膜处理油田采出水进行了研究，发现经过 Fe(OH)2预处理，可使油质量分数由27X10- 6583X 10-6降低到5X10-6以下，悬浮固体由73X 10- 6350X 10- 6降低到1X10- 6以下， 通过反冲和快速冲洗，膜通量能在较长时间内达到3000L/(m2 h)。在国内，李永发等用超滤膜处理胜利油田东辛采油厂预处理过的废水，处理 后油截留率为 97.7%,能达到低渗透油田回

20、注水标准。梁立军等用中空纤维超滤 器对大庆油田的注水站的回注水进行了试验，开发的膜组件在通量上比常规的中 空纤维组件大34倍，在0.08MPa的压差下，通量最大。温建志等采用中空纤 维超滤股对油田含油废水进行了处理，研究表明，总悬浮固体质量浓度由 6.69mg/L下降为0.56mg/L,油质量浓度由 127.09mg/L下降为0.5mg/L ,达到满 意的效果。王怀林等采用南京化工大学膜科学技术研究所生产的0.2 和0.8陶瓷微滤股对江苏真武油田的采出水进行处理，效果很好。2.1.2 化学法化学法主要用于处理废水中不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶体和 溶解性物质，特别是含油废水中的乳化油

21、。化学法包括混凝沉淀、化学氧化和中 和法。混凝沉淀法：是借助混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶 体粒子脱稳，在絮凝剂的作用下，发生絮凝沉淀以去除污水中的悬浮物和可溶性 污染物。目前采用的混凝剂主要有铝盐类、铁盐类、聚丙烯酰胺(PAM)类、接枝淀粉类等。化学氧化法：是转化废水中污染物的有效方法，能将废水中呈溶解状态的无机物和有机物转化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。该法分为化 学氧化法，电解氧化法和光化学催化氧化法3类。化学氧化是指利用强氧化剂（如。2、。3、Cl2、H2O2、KMnO4、K2FeQ等）氧化分解废水中油和 COD等污染物质以 达到净化废水的一种方法。电解

22、氧化法是指在废水中插入电极，通以一定的直流 电.废水中的油和 COD等污染物在阳极发生电氧化作用或与电解产生的氧化性物 质（如C12、C1O、Fe3等）发生化学氧化还原作用，以达到净化废水的一种方 法。光化学催化氧化法是指以半导体材料 （如TiO2、F&O3、WO3等）利用太阳光能 或人造光能（如紫外灯、日光灯等）使废水中的油和 COD等污染物质降解以达到净 化废水的一种方法。目前常用的处理含油废水的方法包括超临界水氧化、湿式空 气氧化、臭氧氧化、TiO2电极氧化、Fenton试剂氧化等。总之，化学法即通过加入一定的化学试剂通过化学的方法使污染物和其发生 化学反应而生成稳定气、固、液的

23、一种方式，它能使污染物生成CC2、N2、H2O和沉淀物或其他无毒无害物质。随着生物技术的发展，在污水处理方面，化学法 已逐渐被生物法所取代，但在毒性废水和重金属废水的处理方面，化学法仍占据 着绝对的地位，在小量废水处理和间歇式废水处理工程中，由于成本和操作连续 性的原因，化学法也不适为一种首选工艺。2.1.3 物理化学法含油污水物化处理法通常包括气浮法和吸附法两种。气浮法：是将空气以微小气泡形式注入水中，使微小气泡与在水中悬浮的油 粒粘附，因其密度小于水而上浮，形成浮渣层从水中分离。常投加浮选剂提高浮 选效果，浮选剂一方面具有破乳作用和起泡作用，另一方面还有吸附架桥作用， 可以使胶体粒子聚集随

24、气泡一起上浮。张登庆等把电气浮技术应用于油田采出水处理中，研究表明电气浮工艺用于 油田采出水除油及杀菌是可行的。阳极用于除油，阴极用于杀菌，除油率为 80% 90%,电耗约为 0.1kW h/m3。吸附法：主要是利用固体吸附剂去除废水中多种污染物。根据固体表面吸附 力的不同，吸附可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附三种类型。含油污水处理中采用的吸附主要是利用亲油材料来吸附水中的油。常用的吸 附材料是活性炭，由于其吸附容量有限，且成本高，再生困难，使用受到一定的限制，故一般只用于含油废水的深度处理。因此，近年来开展了寻求新的吸油剂 方面的研究，研究主要集中在两点：一是把具有吸油性的无机填充剂与

25、交联聚合 物相结合，提高吸附容量：二是提高吸油材料的亲水性，改善其对油的吸附性 能。20世纪70年代，美国学者 Richard首次提出了超声波辐照的化学效应，随 着超声波技术的不断发展，大功率超声波设备的问世，超声波的物理化学效应逐 渐成为人们的研究热点。20世纪90年代以来，国内外学者纷纷致力于超声波降 机有机物的研究，开始将超声波应用于控制水污染，尤其是治理废水中难以降解 的有毒有机污染物，结果表明，超声波对污染水体的降解机理是声空化效应及由 空化产生的增强化学反应的活性自由基的作用。李书光等在超声波处理石油污水 的实验中探讨了时间、功率、pH值和温度的影响。另外，徐有生等取得专利并大力推

26、广的微波能水处理技术，也开始应用于含 油污水的治理。2.1.4 生物法当前的生物法主要用于有机废水的处理，其工艺过程就是通过各种生物细菌 的繁衍和生长将有机物进行降解或消化，例如，利用专有细菌的生物催化作用， 可以使有机物发生生化反应而生成其他稳定物质，或将有机物作为细菌生长繁衍 的饲料，同时将有机物转变为稳定的无机物，从而达到净化污水的目的。例如通 常所讲的活性污泥法一厌氧法和好氧法。生物法去除的污染污主要是有机物，去除的污染指标主要有COD、BOD、NH3-N和P,现将生物法去除以上污染指标的作用和效果作以下分析：2.1.4.1 BOD 的去除一般认为，组成废水中 BOD5的物质是可溶性或

27、小分子有机物，从化学和生 物学角度来看，是比较容易氧化分解的一类有机物质。其去除方法有化学法和生 物法，如化学氧化法中的折点加氯法、臭氧氧化法、二氧化氯法等，生物法中的 好氧生物法一即活性污泥法。活性污泥法是目前废水处理中应用最广泛的好氧生物处理技术，近几十年 来，其生物反应和净化机理的研究已经取得了长足的发展，工艺流程渐趋成熟、 合理，很适合大规模、浓度高的废水处理，选择活性污泥法作为废水的处理方法已成为大家的共识。污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附和代谢作用，然后对污泥与水进行分 离完成的。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

28、代谢以便获得细胞合成所需的能量，其 最终产物是CO2和H2O等稳定物质。这也就是污水中 BOD5的降解过程。在这 种合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（例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，如：f原生质（微生物）一剩余污泥（C5H7NO2）有机物+O2+微生物f|' 中间产物 f CQ、H2O、NH3、SC42-、PO43-+ 能 废水生物处理过程示意图由此可见，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，因此可以使处理水中的残余

29、 BOD5浓度降得很低。但对于不溶性有机物质如：油脂、淀粉、蛋白质等物质，采用活性污泥法就 不能完全有效的将其去除，要想达到更高的出水要求，必须用化学氧化法。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中溶解性有机物的降解非常有效， 并且代谢产物是无害的稳定物质，对非溶解性有机物的降解作用就大打折扣，因 此，在污水处理系统中往往把厌氧水解酸化作为好氧处理工艺的预处理，以便将 复杂的大分子有机物分解为好氧菌可以接受的小分子有机酸类物质，使好氧菌能 彻底降解废水中的有机物（COD）。在生物法处理工艺中，好氧工艺在去除BOD方面是不可代替的方法。但具体选择生物法或化学法，要根据处理水的量和排出水的要求来决定

30、。2.1.4.2 COD 的去除污水中的CODCr是废水生物好氧量的一个定义性指标，实际上，即使不容 易生物降解的有机物如各种油脂类、蛋白质、复杂有机物和高分子碳水化合物，使用重铭酸钾也能将其氧化，因此，我们通常所说的CODCr是易生物降解和难生物降解的COD总合。其去除方法同样有化学法和生物法，如化学氧化法中的折点加氯法、臭氧氧化法、二氧化氯法等，生物法中的厌氧生物处理法可以将活性污 泥法难降解的有机物分解，然后再进行活性污泥法处理，由于餐饮垃圾废水中普 遍含有的是可生化有机物（通过厌氧和好氧降解），因此，本章节就生物法各种 工艺作一技术性对比。废水中CODCr包括溶解性有机物和难溶性有机物

31、的氧化需氧量，其中，难溶 性有机物不容易生化处理，一般认为，BODdCODcr < 0.25不宜采用生物处理工艺；BOD5/CODcr>0.3可以生化；BOD5/CODCr >0.45的污水可生化性较好。 BOD5/CODcr指标是判别污水可生化性最简单、直接、也最为常见的方法。但以上 提及的各种油脂类、蛋白质、复杂有机物和高分子碳水化合物等在适宜的环境 下，专性微生物能够将其分解，即通常所说的水解酸化，然后在好氧环境中，好 氧菌发挥其优势，将已经分解为小分子的有机物降解，从而将废水中的CODCr基本去处。具体生化过程如下图所示：微生物对有机物的分解代谢和合成代谢及其产物示意

32、图从微生物的作用机理来讲，生化处理工艺可大致分为两类，即好氧工艺和厌 氧工艺。一、好氧生物处理好氧工艺主要是一种在提供游离氧的环境下，以好氧微生物为主，使有机物 降解、稳定的无害化处理方法。废水中存在的各种有机物，主要以胶体态、溶解 态的有机物为主，作为微生物的营养源，这些高能位的有机物质经过一系列的生 化反应逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求， 以便进一步回到自然环境或妥善处理。好氧工艺主要有活性污泥法及其变种如：常规活性污泥法、续批式活性污泥 法（SBR）、好氧塘、氧化沟、生物滤池法、生物接触氧化法、生物转盘等，近 年来又出现了活性污泥强化工艺 一MBR。用活性

33、污泥法、氧化沟、曝气稳定塘、 生物转盘、生物接触氧化法、MBR等好氧法处理高浓度有机废水都有成功的经验，好氧处理可有效地降低BODS CODCr和氨氮，还可以去除铁、钮等金属离子。1、常规活性污泥法活性污泥法因其运行费用低、效率高而得到了广泛的应用。美国和德国的几 个活性污泥法废水处理厂的运行结果表明，通过提高污泥浓度来降低污泥有机负 荷，活性污泥法可以获得令人满意的处理效果。例如美国宾州 Fall Township废水处理厂，具垃圾渗滤液进水的CODCr为6000 21000mg/l , BOD5 为 300013000mg/I ,氨氮为 2002000mg/I ,活性污 泥池的污泥浓度（M

34、LVSS讷600012000mg/l ,是一般活性污泥法污泥浓度的36 倍。在容积负荷为 1.87KgBOD5/m3 d 时，F/M 为 0.15 0.31KgBOD5/ kgMLVSSd, BOD5的去除率为97%。该厂的运行数据说明，只要适当提高活性 污泥法浓度，使 F/M 在0.030.3l KgBOD5/kgMLVSSd之间（不宜再高），采用 活性污泥法能够有效地处理高浓度的有机废水。2、缺氧-好氧活性污泥法缺氧一好氧活性污泥法（SBR氧化沟）等工艺，因其具有能维持较高运转 负荷，耗时短等特点，比常规活性污泥法更有效。最终出水的平均CODCk BOD5分别从原来的 4000 13000

35、mg/l、1600 11000mg/l 降低到 CODCr< 300mg/l、 BOD5V 50mg/l。总去除率分别为 CODCr96.4%、BOD599.6%。缺氧一好氧活性污泥法处理废水中的磷和氮也优于其它生物法。磷的平均去 除率为90.5%;氮的平均去除率为 67.5%。缺氧一好氧有效地解决了其它生物处 理方法中经常出现的 NH3-N、NHX-N含量过高对好氧段的抑制问题。3、曝气稳定塘与活性污泥法相比，曝气稳定塘体积大，有机负荷低，尽管降解进度较慢，但由于其工程简单，在土地资源丰富的地区，是最省钱的好氧生物处理方法。美 国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试、中试及生产规模的研

36、究都表明，采 用曝气稳定塘能获得较好的处理效果。4、生物膜法与活性污泥法相比，生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点，而且生物 膜上能生长世代时间较长的微生物，如硝化菌之类。但是生物膜法只能处理与城 市废水性质相近的废水，对于有机物、氨氮较高的高浓度有机废水，此方法还有 待研究。5、曝气生物滤池（BAF）曝气生物滤池又称淹没式曝气生物滤池，是在20世纪70年代末80年代初出现欧洲的一种膜法处理工艺。当时，欧洲各国出台了更严格的出水排放标准， 增加了控制出水氮、磷含量的指标。而大城市中，越来越多的污水处理厂建在城 区附近，甚至成为市区的一部分。这种出于经济考虑的新趋势，给污水处理技术 选选择带来

37、了困难。在这种情况下，BAF脱颖而出。该技术最初是用在污水处理的二级处理以后，由于其良好的处理性能，应用范围不断扩大。与传统的活性污 泥相比，BAF活性微生物的浓度要高得多。由于反应范围体积小，且不需二沉 池，其占地面积仅为活性污泥法的1/3,止匕外，还具有臭气少、具有模块化结构和便于自控制等优点。6、接触氧化工艺生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法，相当于在曝气池中 添加填料，使填料表面长满各种生物膜，生物膜的实质是使细菌和真菌微生物和 原生动物、后生动物类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁衍，并在其上 面形成一种膜状生物污泥 一生物膜，废水和生物膜接触，在生物膜的作用下，同

38、 时在废水中存在一定数量的悬浮状态的活性污泥和脱落的生物膜，废水得以净 化。生物膜随着微生物的不断增长逐渐加厚，当O2氧外层好氧菌的消耗而难以渗入到内层时，在生物膜内部形成厌氧层，厌氧代谢产生CO2、H2S、CH4 NH3等气体，使生物膜的黏附力下降，在水力的冲刷力和剪切力作用下生物膜成片脱 落，裸露的填料表面又重新挂膜，脱膜和挂膜始终形成动态平衡，使生物膜不断 得到更新，始终具有活力。接触氧化的另一个特点是污泥龄长，填料上生长着大量的硝化菌和丝状菌， 硝化效果好而不产生污泥膨胀，且由于生物反应进行的彻底，污泥的泥龄长等特 点，使得剩余污泥量小于其他处理方法。7、MBR处理工艺MBR处理工艺是

39、近年来发展起来的一种利用好氧生物处理技术和膜分离技 术的有机结合体，它处分利用了膜分离技术的优势，在反应池中有效的将水和悬 浮物分离，极大的提高了好氧系统的污泥（微生物）量，在水力停留时间 （HRT）不变的情况下，提高微生物（活性污泥）的停留时间（SRT）,在没有提高污泥负荷的前提下，较大程度的提高了容积负荷，从而使好氧系统的生物降解 能力大大提高，提高了处理装置的抗冲击能力，特别在处理高浓度有机废水方面 显现出了独特的技术优势。二、厌氧生物处理厌氧生物处理技术也是生化处理的一种方式，可利用的价值不在于其最终能 够降解多少有机物，而在于它能够将大分子、复杂的、大分子量的碳水有机物分 对为好氧污

40、泥可以降解的小分子物质，对于浓度不高而其中有机物结构复杂、难 以生化的废水，处理的目的不是降解COD,而是提高可生化性，即提高 BOD/COD。有目的地运用厌氧生物处理已有近百年的历史，近30年来，随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践的积累，新的厌氧工艺被不断开发出来， 新工艺克服了传统工艺的单位 COD水力停留时间长、有机负荷低等缺点，使厌氧 工艺在理论和实践上有了很大进步，在处理高浓度有机废水方面取得了良好效 果。厌氧生物处理有许多优点，最主要的是能耗低，操作简单，因此投资及运行 费用低廉，而且由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少。厌氧处理一般分为四个阶段：第一阶段-水解阶段

41、第二阶段-酸化阶段第三阶段-酸性衰退阶段第四阶段-甲烷化阶段在水解阶段，固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物 质；产酸阶段（酸化阶段），碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸、丁酸和丙 酸，水解和产酸进行得较快，难于把它们分开，此阶段的主要微生物是水解一产 酸菌；第三阶段是酸性衰退，有机酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的 CO2、N2、CH4、H2,在此阶段中，由于产氮细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化 还原势降低，pH值上升，pH值的变化为甲烷创造了适宜的条件，酸性衰退阶段 的副产物还有 H2s呷咪、粪臭素、和硫醇等。由此可见，使厌氧发酵带有不良 气味的过程发生在第三阶段；第

42、四阶段是由甲烷菌把有机酸转化为沼气。酸性衰 退和产甲烷阶段较难控制，且容易受到环境中有毒物质的影响。20世纪70年代以来，世界各国将开发新能源与发展高效节能的废水处理工 艺相结合，涌现出一批废以提高厌氧微生物浓度和停留时间（SRD、缩短水力停留时间（HRT）为代表的新型反应器，即所谓的第二代废水厌氧处理反应器。 其中典型的代表有：上流式厌氧污泥床反应器（UASB）,厌氧附着膜膨胀床（AAFEB）,厌氧生物滤池（AF）等，第二代厌氧反应器具有相当高的有机负荷 和水力负荷，在低温和冲击负荷、存在抑制物等不利条件下仍具有很高的稳定 性。水的厌氧生物处理，可行的方法有：厌氧接触法、厌氧生物滤池、厌氧塘

43、、 开流式厌氧污泥床、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘、厌氧挡板（折 板）式反应器、复合厌氧法、两相厌氧法等，其中研究开发得最多的是开流式厌 氧污泥床、厌氧生物滤池等，现分别论述如下：1、升流式厌氧污泥床目前发展得最快、建造的装置数目最多的厌氧处理系统是荷兰的Lettinga等人发明的开流式厌氧污泥床（简称UASB）反应器，这项技术是荷兰农业大学在19741978年开发的。升流式厌氧污泥床反应器具有构造简单、处理能力大、处 理效果好、投资少等优点，因此迅速风靡世界，广泛应用于糖厂、酒精厂、造纸 厂、乳品厂以及屠宰厂等，处理效果相当令人满意。UASB反应器近年来的迅速发展，是因为它与传统的厌

44、氧和好氧工艺相比，具有以下优点：成本低UASB工艺简单、反应器体积小、造价便宜、运行中不但能耗小于好氧工 艺、且可产生大量的生物气能源，UASB工艺在处理废水时很少或不添加化学药品，且只产生极少的沉降性能良好、容易脱水的剩余污泥，从而大大节省了污泥 处理所需的费用。由于成本低，该工艺特别适合于发展中国家，以解决资金短缺 与环境保护之间的矛盾。联合国与荷兰政府合办的国际农业中心已为此举办了数 届国际低成本废水处理技术展览向发展中国家推广这一技术。处理效率高UASB反应器污泥床内生物量多，折合浓度计算可达2030g/l;容积负荷率高，在中温发酵条件下，一般可达10KgCODCr/m3/d左右，甚至

45、能够高达 1540KgCODCr/m3/d ,污水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需用地大大缩 小。反应器体积小UASB反应器为高速厌氧反应器，单位容积负荷高，所以反应器体积相对较 小，占地较少。操作方便UASB反应器内的厌氧颗粒污泥可以在停机或放置在环境中，不加任何措施保存一年以上，不丧失其活性和沉降性能。因此，停机后，再次启动很容易。对于本工程来讲，UASB反应器的主要缺陷为：UASB工艺的稳定性和高效性在很大程度上取决于UASB反应器内能否生成大量具有优良沉降性能和很高产甲烷活性的污泥，特别是颗粒状污泥，否则， 效率将大大降低。和普通的厌氧处理工艺相比，UASB进水中所允许的难生物降

46、解的有机物 不宜过多。但本工程拟处理的废水为餐饮垃圾废水，BOD5/CODCr较高，很容易生化，再加上合理的污泥操作，极易形成沉降性能良好和高活性甲烷菌的污泥，达到预 期效果。2、厌氧生物滤池厌氧生物滤池(Anaerobic Biological Filtration Process,简称 AF)作为厌氧 生物膜法的代表性工艺，是世界上使用最早的废水厌氧生物处理技术之一。厌氧生物滤池是一种将过滤和固定膜生物转化过程相结合的系统，废水流经填料时，废水中的悬浮物被捕集、积累，最终依靠重力的作用沉降到池底；大量 的细菌及较高级的微生物可在填料表面附着生长，形成生物膜。生物膜在填料表面的形成及生长是有

47、机物在水相中多种生物化学作用的过程。水相中有机物分子与微生物，首先经过传输及黏附或吸附在填料表面；再则 细菌附着在填料表面，第一步细菌的细胞由静电引力及范德华引力的作用，很快 接近填料表面；第二步由聚合架桥及空间分子的相互作用，细胞膜开始黏附在填料表面。这个过程比较慢，生物膜的逐渐成长是微生物新陈代谢的过程。老化的生物膜可以自动脱落，可以受到水流的剪力作用而分离。厌氧滤池具有如下特点：由于厌氧微生物在厌氧生物滤池中以附着于载体表面形成生物膜和截留 在填料空隙间的形态存在，可以积累大量的厌氧活性生物体，以保持高的微生物 浓度，因此去除有机物的能力很高。 由于有较长的固体停留时间，因此生成的剩余污

48、泥量少。据有关资料报 道，生产性AF在600d的运行中没有废弃污泥。不需要专设泥水分离设施，且出 水SS较低。 厌氧生物滤池由于生物膜附着生长，故承受冲击负荷的能力较强，冲击 负荷过去后能很快自动恢复正常的工作。 由于采用了固定膜技术，废水进入反应器内，逐渐被细菌水解酸化，转 化为乙酸和甲烷，废水组成在不同反应器高度逐渐变化，微生物的种群的分布也 呈现规律性。在底部（进水处），发酵菌和产酸菌占很大比重，随反应器的升 高。产甲烷菌逐渐增多并占主导地位。 无需搅拌和回流设施，整个工艺能耗低，系统运行稳定，运行管理简 便。与其它各类厌氧处理方法相比，由于生物膜的存在，厌氧滤池去除难生物降 解有机物的

49、能力相对较强，出水水质相对较好。但厌氧滤池也有如下缺点：对高浓度高氨氮有机废水来讲，厌氧滤池的容积负荷大大低于UASB反应器，因此为达到满意的处理效果，厌氧滤池的水力停留时间需很长。厌氧滤池填料的成本较高，甚至会高于滤池池体的成本。厌氧滤池最大的缺点是不适宜处理悬浮物含量高的废水。2.1.4.3 NH4+-N 的去除大量含氮的有机工业废水排入天然水体将恶化水体质量，影响渔业发展、危 害人体健康。废水中氮污染的主要危害有：氨氮消耗水体中的溶解氧，氨氮随 废水排入水体后，可在硝化细菌作用下被氧化为硝酸盐，氧化每毫克的NH4+-N,要消耗水体的溶解氧 4.57mg。氨氮会与氯作用生成氯胺，并氧化成氮

50、，当以含有较高浓度氨氮的水体作水源，或对含氨氮量较高的废水处理厂出水进行消 毒时，要增加氯消耗量。无机氮化合物对人和生物有毒害作用，氨氮会影响鱼 鲤的氧传递，浓度较高时甚至使鱼类死亡。硝酸盐和亚硝酸盐有可能转化为亚硝 胺，而亚硝胺是致癌、致变和致畸物质，对人体有潜在威胁。加速水体的富营 养氧化过程，水体富营养化后，藻类的迅速繁殖将降低水的质量，主要表现为： 影响给水处理，造成处理设施（如滤池）易被堵塞，缩短了冲洗周期，增加水处 理费用；造成水体水流变缓，水深变浅，最终导致水体消亡；由于藻类的代谢， 使水具有色和气味，影响感观；蓝绿藻产生的毒物危害鱼和家畜；由于藻类的腐 烂引起溶解氧的大量消耗等

51、等。因此，含氮废水必须进行处理后排放。中等浓度的氨氮废水的主要处理方法有空气吹脱法、化学处理法中的折点加 氯法、选择性离子交换法、生物脱氮法、电渗析和反渗透等六种方法，其中电渗 析和反渗透方法由于处理成本很高，除特殊情况外，很少使用。生物脱氮法是废水中的含氮有机物在生物处理过程中被异养型微生物氧化分 解，转化为氨氮，然后由自养型硝化细菌将其转化为亚硝态氮和硝态氮，最后再 由反硝化细菌将亚硝态氮和硝态氮转化为气态氮，从而达到脱氮的目的。生物脱 氮工艺具有多种形式，其中工程上常见的 A/O法脱氮工艺流程。生物脱氮主要优点有：脱氮效果较好；处理费用低；温度适用范围较广；同时可去除部分的磷；无二次污染

52、。主要缺点有：对废水中的毒物比较敏感；某些生物脱氮工艺操作管理较为复杂。环境因素对硝化反应和反硝化反应的影响是不相同的，描述如下：温度温度对硝化菌的比增长速率及硝化速率有着重要影响。硝化反应的适宜温度 范围为3035C,此时硝化菌的比增长速率最大；在535c的范围内，反应速率随温度升高而加快。当温度低于 15C,硝化速率明显下降；温度低于 5c时, 硝化菌的生命活动几乎停止。对于同时去除有机物和进行硝化反应的系统，温度 低于15 c即发现硝化速率迅速降低。低温对硝化菌的抑制更为强烈，因此在 1214c时常会出现亚硝酸盐的积累。反硝化反应可在 527c范围内进行，当温度达3c时，反硝化反应将完全

53、停止。溶解氧水中溶解氧浓度对硝化菌的增殖和氧化反应存在着明显的影响，水中溶解氧 浓度降低，硝化菌的增长速率和硝化率也随之降低。研究表明，亚硝酸菌对溶解 氧的忍耐能力大于硝酸菌。据报道，在水中溶解氧浓度为 0.5mg/L时，亚硝酸菌 仍能正常活动，而硝酸菌慢被抑制，从而使系统内的亚硝酸盐浓度产生积累。值得注意的是，在活性污泥絮体以及生物膜的内部存在着氧的浓度梯度，因 此，在活性污泥和生物膜法生物硝化系统中，尽管混合液中的溶解氮浓度可能较 高，但絮体或生物膜内部溶解氧的浓度由于扩散受阻，可能已达到限制其增长和 进行硝化的浓度。因此，在实际硝化系统中，需要维持溶解氧的浓度应由反应器 内形成的絮体大小

54、、生物膜厚以及相应的混合强度来决定。絮体越大或生物股越 厚，混合强度小，则扩散能力越差，相应地混合液所需维持的溶解氧浓度就必须 越高，否则硝化过程将受到抑制。一般认为在活性污泥法硝化系统中，要维持正 常的硝化效果，混合液溶解氧浓度应大于2.0mg/l ;而在生物膜法硝化系统中，由于其混合条件差，溶解氧浓度应大于3.0mg/l。同时，一般认为溶解氧浓度为0.50.7mg/l是硝化菌可忍受的极限。溶解氧对反硝化反应亦有很大影响，主要由于氧会同硝酸盐竞争电子供体， 且会抑制硝酸菌还原酶的合成及其活性，一般认为系统中溶解氧应保持在 0.5mg/l以下，才能保持反硝化反应的正常进行，但生物膜系统中氧的传

55、递阻力 较大，可以容许较大的溶解氧浓度。pH值硝化菌对pH值的适应范围较宽，其最佳 pH值范围为8.08.4,亚硝酸的 最大硝化速率发生PH值为89时；硝酸菌的最大硝化速率发生在 PH值为6.5 7.5时。pH值向酸性和碱性方向移动，硝化速率即下降。 pH值低于6.0和高于 9.6时，硝化反应将停止进行。另一方面，由于硝化过程本身放出H+,如果系统本身的缓冲能力较低，则随着硝化过程的进行，如果废水本身的碱度消耗殆尽，pH值将下降到很不利的水平，甚至导致硝化过程完全终止。反硝化菌反应碱度的反应，反硝化菌的适宜PH值为6.57.5,不适宜的PH值会影响反硝化菌的生长速率和反硝化酶的活性。抑制物质某

56、些有机物和大多数重金属离子及其复合阴离子对硝化菌具有抑制作用。由于硝化过程是亚硝酸菌和硝酸菌两大菌群协同作用的过程，其中任何一种 菌群被抑制。硝化过程将不能正常进行。很明显，如果亚硝酸菌被抑制，硝化过 程将完全终止；如果硝酸菌受到抑制，则系统内将发生亚硝酸根的积累。污泥泥龄为使硝化菌能在连续流的反应系统中存活并维持一定数量，微生物的反应器 中的停留时间即污泥龄8 c应大于硝化菌的最小世代期，硝化菌的最小世代期即其最大比增长速率的倒数。一般应取系统的污泥龄为硝化菌最小代期的两倍以 上，并不小于3-5d,为保证一年四季度有充分的硝化反应，污泥龄应大于10d。碳源反硝化过程需要提供足够的碳源，反硝化速率除与环境因素有关外，还受碳 源种类的影响。如果废水中有充足的有机物碳源，可以直接用作反硝化的碳源。 一般认为，当废水的 BOD5/TN即C/N大于2.86时，可认为碳源充足，反硝化正 常，不需投加外碳源。反之则应投加甲醇或其他易降解的