万吨污水处理厂可研

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。万吨污水处理厂可研目 录目 录第一章 总论- 1 -1.1 项目编制- 1 -1.2 编制目的、依据、原则及范围- 2 -1.3项目建设的重要性和必要性- 3 -1.4 采用的规范和标准- 5 -第二章 概况- 8 -2.1自然概况- 8 -2.2社会经济概况- 8 -2.3总体规划概况- 8 -第三章 污水水质、水量- 9 -3.1污水进厂水质- 9 -3.2 出水水质- 11 -第四章 污水系统工程- 12 -4.1 污水处理厂厂址选择- 12 -第五章 污水处理厂工艺- 14 -5.1污水处理工艺

2、选择原则- 14 -5.2污水处理程度及重点处理项目- 14 -5.3污水处理厂工艺流程的确定- 34 -5.4 污泥处置方案- 39 -5.5污水消毒方案- 42 -5.6污水站中水回用- 44 -第六章 推荐工艺方案工程设计- 45 -6.1设计规模及进出水水质- 45 -6.2污水处理厂总平面布置- 45 -6.3主要构筑物工艺设计- 46 -6.4建筑及结构设计- 52 -6.5电气设计- 55 -6.6仪表控制设计- 57 -6.7机械设计- 61 -6.8通风设计- 61 -6.9公用工程设计- 61 -6.10绿化设计- 62 -第七章 项目的环境影响及对策- 63 -7.1工程

3、施工期对环境的影响- 63 -7.2施工期环境影响的缓解措施- 63 -7.3工程建成后对环境的影响- 64 -7.4 污染防治对策- 69 -第八章 工程风险分析- 72 -8.1污水处理厂风险影响预测- 72 -8.2污水处理系统维修风险分析- 72 -8.3污水管网的风险事故及对策- 73 -第九章 项目的管理及实施计划- 74 -9.1 实施原则与步骤- 74 -9.2 项目建设的管理机构- 74 -9.3项目运行的管理机构- 76 -9.4 工程进展- 77 -9.5设计施工及安装- 78 -9.6调试与试运转- 80 -9.7运行的技术管理- 80 -第十章 安全生产- 82 -1

4、0.1环境保护- 82 -10.2劳动保护- 82 -10.3防火- 83 -第十一章 节能- 85 -11.1节能的目的- 85 -11.2节能措施- 85 -第十二章 工程效益及经济评价- 86 -12.1环境效益- 86 -12.2 社会效益- 86 -12.3 经济效益- 87 -第十三章 工程投资估算- 88 -13.1 工程总投资- 88 -13.2污水处理成本- 88 -第十四章 结论和建议- 89 -14.1 结论- 89 -14.2 建议- 90 - 2 -第一章 总论1.1 项目编制1.1.1 项目名称5万吨污水处理厂建设工程1.1.2 建设单位1.1.3 编制单位可研编制

5、单位为北京汇清源水务科技有限公司，负责环境保护区域环境问题、环境标准、建设项目环境影响评价、环境污染治理工程研究； 负责污染治理、废物资源化、清洁生产工艺等环保实用技术的研究、开发与推广；承担各类环境工程设计及咨询服务工作。 1.1.4 项目地点1.1.5建设年限及规模建设规模：5.0万m3/d1.1.6 服务范围1.1.7 工程内容本污水处理厂建设工程内容包括污水处理系统工程以及污废水处理中产生的污泥干化处理和运输，不包括生活污水及工业区生产废水收集输送系统。1.2 编制目的、依据、原则及范围1.2.1 编制目的(1) 论证工程建设的必要性和紧迫性。(2) 对项目相关因素进行技术、经济和环境

6、保护方面的综合分析论证，并进行方案比较。在此基础上，提出工程建设的可行性方案，为项目决策提高科学依据。1.2.2 编制依据及主要资料（1）室外排水设计规范GB50014-2006；（2）城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 18918-2002 ；（3）城市排水工程规划规范GB50318-2000；（4）给水排水制图标准(GBJ106-87)；（5）污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999)；（6）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(CJJ31-89)；（7）城市污水水质检验方法标准(CJ26.129-91)；（8）污水综合排放标准(GB8978-1996)；（9）城市生活垃圾填

7、埋技术规范(CJJ17-2001)；（10）生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-1997)；（11）总图制图标准(GBJ103-87)。1.2.3 编制原则(1) 执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准； (2) 在总体规划的指导下，采取近远期分期实施的原则，使工程建设与开发区的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。(3) 坚持可持续发展的道路，坚持清洁生产和总量控制的原则。(4) 采用工艺先进、稳定可靠、管理方便的污水处理技术，以节约投资，降低运行费用。(5) 设备选型做到合理、可靠、先进、高效节能。(6) 妥善处理污水处理厂产生的沉渣和污泥，避免二次污

8、染，并在远期考虑部分处理出水回用与污泥的综合利用。(7) 污水管网的布置和污水处理厂厂址的选择，充分结合规划区内的地形地貌，尽量采用重力流，减少提升次数，降低投资和运行费用。另外，污水处理厂厂址的选择尽量远离环境敏感点。1.2.4 编制范围本污水处理工程可行性研究范围包括污水处理系统工程以及污废水处理中产生的污泥干化处理和运输，不包括生活污水及工业区生产废水收集输送系统。具体内容有：污水水质水量的论证、建设规模和处理程度的确定、污水处理方案的分析论证、处理出水的排放、污泥处置、工程投资估算等。1.3项目建设的重要性和必要性1.3.1项目建设的重要性排水工程是基础设施的必要组成部分，直接影响到开

9、发区各种功能的发挥。排水系统不仅服务于工业，还服务于居民生活，和人民的生活息息相关。开发区的环境保护也是开发区发展不可或缺的重要之一。开发区环境不但是经济发展的基础，也是生活水平高低的标志。环境质量应与经济发展和小康生活水平相适应。水环境保护是开发区环境保护的重要组成部分。本污水处理工程实施后，新建和改造开发区排污体系使得废水集中处理，大大减少对开发区环境污染，有利于开发区环境保护目标的实现。随着人口规模、用地规模的不断增长以及工业企业的进驻，开发区的排水量日益增大，因此，加快完善污水处理设施，提高污水处理能力，对于实现可持续发展，提高区域环境质量，改善地表水的水质，促进开发区的建设和社会经济

10、的发展，具有重要意义。必须尽快建设和完善开发区的污水管网，建设开发区污水处理工程。综上所述，本项目实施是开发区排水规划和环境保护规划实施的重要组成部分，是实现水污染控制和保证水环境质量的有效手段，是改善开发区基础设施的重要途径之一。因此，本项目在城市建设中的地位是十分重要的。1.3.2项目建设的必要性（1）国家政策要求和形势的需要城市污水处理及污染防治技术政策指出：“2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50%，设市城市的污水处理率不低于60%，重点城市的污水处理率不低于70%”，“设市城市和重点流域及水资源保护区的建制镇，必须建设二级污水处理厂，可分期分批实施”。（2）实现可持

11、续发展的需要随着开发区的发展，开发区人口规模、用地规模的不断增长，开发区污水的排放量日益增大，因此必须对未经处理的污废水加以处理以确保当地居民生产生活的健康良性发展。基础设施的严重滞后，给人民生活水平的提高、工业的进一步发展造成不利影响。更为严重的是，大部分污水不加处理直接排入水体，严重污染了水系的水质，污染给经济开发区人民的健康带来不可忽视的危害，也给下游地区的工、农业生产及人民生活造成不利影响。因此，为实现可持续发展，完成省政府的限期治理目标，必须尽快建设和完善城市的污水管网，建设城市污水处理工程。（3）加快城市化进程，提高人民生活质量，构建和谐社会的需要。本工程的建设可以使工业、生活污水

12、达标排放，去除大部分有机物和N、P、SS等污染物，净化，开发区的水环境质量将有明显改善，促进开发区社会和经济的持续发展，加快城市化进程，提高居民的生活质量，有利于构建和谐社会。1.4 采用的规范和标准1.室外排水设计规范 GB5001420062.城市给水工程规划规范 GB50282-983.城市排水工程规划规范 GB50318-20004.地表水环境质量标准 GB3838-20025.污水综合排放标准 GB8978-19966.电力工程电缆设计规范 GB50217-947.城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-20028.污水排入城市下水道水质标准 CJ3082-19999.大气污染

13、物综合排放标准 GB16297-199610.恶臭污染物排放标准 GB14554-9311.城市区域环境噪声标准 GB3096-9312.城市污水处理工程项目技术标准（修订） 2001年 13.城市污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准JJ31-89 14.城市污水处理厂污水污泥排放标准 CJ3025-9315.构筑物抗震设计规范 GBJ50191-9316.钢筋砼结构设计规范 GBJ17-8817.水工混凝土结构设计规范 SDJ20-7818.建筑结构设计统一标准 GBJ68-8419.工业企业设计卫生标准 TJ36-7921.建筑设计防火规范 GBJ16-8722.基坑工程设计规程 DBJ0

14、8-61-9723.混凝土水池软弱地基处理设计规范 CECS86:9624.建筑桩基技术规范 JGJ94-9425.地下工程防水技术规范 GBJ108-8726.给水排水工程构筑物结构设计规范 GB 50069-200227.砌体结构设计规范 GB 50003-200128.建筑地基基础设计规范 GB 50007-200229.混凝土结构设计规范 GB 50010-200230.建筑抗震设计规范 GB 50011-200131.工业与民用供配电系统设计规范 GB50052-9232.供配电系统设计规范 GB50052-9533.10kV及以下变电所设计规范 GB50053-9434.低压配电装

15、置及线路设计规范 GB50054-9235.低压配电设计规范 GB50054-9536.建筑防雷设计规范（2000版） GB50057-9437.3kV110kV高压配电装置设计规范 GB50060-9238.35kV110kV变电所设计规范 GB50059-9239.电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-9240.工业与民用电力装置的接地设计规范 GBJ65-8341.工业企业照明设计规范 GB50034-9242.城市污水处理及污染防治技术政策建城【2000】120号- 31 -第二章 概况2.1自然概况2.1.1地理位置、面积、人口基本情况。2.1.2 气象状况。2.1.3

16、 地质地貌。 2.1.4 水系水文。 2.1.5 土壤与植被。2.2社会经济概况。2.3总体规划概况第三章 污水水质、水量3.1污水进厂水质3.1.1污水进网水质管理要求 GB8978-1996污水综合排放标准和CJ3082-1999污水排入城市下水道水质标准均对排入城市污水系统的污水水质提出要求，提出以下实施意见。GB8978-1996污水综合排放标准中的第一类有毒、有害污染物一律在厂内处理（或车间处理），执行相关标准后达标排放。按总量控制和浓度控制相结合的原则，污水处理厂进水水质执行污水综合排放标准（GB8978-1996）中三级标准：CODcr500mg/l；BOD5300 mg/l；S

17、S400 mg/l；NH3-N25 mg/l。并向各排污单位提出允许排放总量，实行总量控制。严禁向污水管道排放剧毒物质、易燃易爆物质和有害气体。医院和兽医院等有病原体的污水必须进行无害化处理，并执行有关标准。排放污水的pH值控制在69范围内，防止腐蚀城市污水管网系统或者污水处理设施。污水系统建成后，生活污水可不经处理（包括化粪池）就直接排入。（但餐饮厨房污水必须经过拦截沉渣及除油装置。）严禁向污水管道倾倒垃圾、粪便、积雪、废渣和排入易于凝集，造成管道堵塞的物质。重点污染工厂污水出口处要安装计量和水质在线监控装置。污水进入污水收集管道的水质具体执行污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-199

18、9）,具体指标如下： 表3.3-1 排入下水道污水水质 （mg/l）污染物排放浓度（mg/l）污染物排放浓度（mg/l）污染物排放浓度（mg/l）PH值6.09.0溶解性固体2000六价铬0.5悬浮物400有机磷0.5总铬1.0易沉固体10苯胺5总硒2油脂100氟化物20总砷0.5矿物油类20总汞0.05总铜2苯系物2.5总镉0.1硫酸盐600氰化物0.5总铅1硝基苯类5硫化物1总锌2阴离子表面活性剂20挥发性酚1总镍1氨氮35温度35总锰5.0磷酸盐8.0BOD5300总铁10色度80CODcr500总锑1对第一类污染物尤其要严格控制，为污泥综合利用作好准备。3.1.2 进厂水量水质的确定本

19、项目设计进水5万吨/天，进水水质如下：项目BOD5 （mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）TN（mg/L）pH（mg/L）水质25050022025335693.2 出水水质综合考虑地表水环境的功能区划、环境容量和总量控制的原则，要求处理出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002中的一级A标准，具体指标为：污水处理厂出水水质标准 单位：mg/l指 标pHCODcrBOD5SS氨氮TNTP粪大肠杆菌群数浓 度6.0-9.05010105（8）150.5 1.0×103个/L第四章 污水系统工程 4.1 污水处理厂厂址选择4

20、.1.1污水处理厂设置原则（1）污水处理厂设置应根据总体规划、污水量以及地形地势等综合因素来确定。（2）根据水体的纳污能力和作为受纳水体的可能性，考虑污水处理厂设置的位置。受纳水体应有足够的环境容量，以减少处理水对水域的污染。厂址应尽可能设在开发区边缘，并要求出水管线短，靠近受纳水体。（3）污水处理厂尽可能设在开发区或生活居住区的下风向及远离生活居住区，以减少对城市的环境影响。（4）厂址所在地的地势较低，有利于污水自流，减少污水提升次数，节省投资和运行成本。（5）厂址没有或很少建构筑物，可节省拆迁费用。建设场地足够大，便于污水处理工程的扩建。（6）自来水水厂取水口下游，且有一定的防护距离；地势

21、较高，满足防洪要求。4.1.2污水处理厂的设置方案 污水处理厂厂址应具有： 污水收集方便； 污水处理厂配套管网建设简捷、经济； 不影响工业园其它企业规划布局； 位于下风向，附近没有居民区的优良条件。 厂区周围二百米范围内无居住区和敏感点。第五章 污水处理厂工艺5.1污水处理工艺选择原则(1) 根据收集区域污水水质与水量，受纳水体的环境容量和利用情况，选择污水处理的处理工艺必需考虑工业废水占污水比重大、处理难度高的现实，确保水体规划及综合利用的目标功能，提高环境效益。(2) 经技术经济比较，优先采用技术先进、经济合理、稳妥可靠的工艺技术，既确保污水达标排放，又尽量降低建设投资和运行成本。(3)

22、选择的处理工艺应确保出水水质满足国家和地方现行的有关规定，符合环境影响评价报告的要求。(4) 对工业废水强调源头控制，确保污水的达标排放。(5) 总平面布置力求流程顺畅，合理紧凑，减少占地，土方平衡并考虑防洪、预留远期处理用地。(6) 对工程系统进行深入的技术经济分析，选用效果好、投资省、能耗低、占地少、操作管理方便、技术成熟的处理工艺，为工程建成后的运行管理体制提供可靠的依据。5.2污水处理程度及重点处理项目5.2.1处理程度及要求污水处理厂处理到GB18918-2002中一级A标准，相应的标准值及去除率见表5. 1。表5.1 进出水水质及去除率表项 目pHCODcrBOD5SS氨氮TP设计

23、进厂污水水质(mg/l)69500250220253GB18918一级A标准(mg/l)695010105（8）0.5去除率(%)/90.096.095.480.083.35.2.2污水处理重点项目5.2.2.1污水处理工艺几个问题的讨论1、BOD5/CODcr该指标是鉴定污水可生化性的最简单易行和最常用的方法，一般认为BOD5/CODcr0.45时可生化性较好。本项目该项指标值为0.50，适合采用生物处理方法。2、BOD5/TN该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，由于生物脱氮系统主要利用原污水中的基质作为反硝化的氢供体，该比值越大，反硝化进行越快。理论上BOD5/TN2.86时反硝化才能

24、进行，实际运行资料表明BOD5/TN3才能使反硝化过程正常进行，BOD5/TN=45时，氮的去除率60%，本项目BOD5/TN为8.3。故可采用生物脱氮工艺。3、BOD5/TP该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标，该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。生物除磷是活性污泥中除磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB(聚-羟基丁酸)及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解而 释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可利用聚-B-羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经

25、沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排出系统，达到生物除磷的目的。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD5/TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值应大于20。比值越大，除磷效果越明显，本项目 BOD5/TP为83，可以采用生物除磷工艺。根据以上分析，本工程采用生物法除磷脱氮工艺可行。5.2.2.2污水处理重点处理项目污水处理厂的各个出水水质指标之间并不是彼此无关而是相互联系的，我们需要采用系统分析的方式，分析各指标之间的内在联系和相互影响，确定污水处理厂需要重点处理的项目。所谓重点处理项目就是该项出水指标达标了，其他一些出水指标也同时能满足排放的要求的项目。抓住主要矛盾、解决

26、主要矛盾，其他问题就可以迎刃而解。因此污水处理厂的工艺选择与设计主要是围绕着重点处理项目来进行的。（1）BOD5排放标准要求的出水BOD5指标为10mg/L，满足一级排放标准要求相应去除率为96.0。 从目前常采用的一些污水处理工艺来看，该项指标要求较高。当要求对污水进行硝化或者硝化及反硝化时，处理后出水BOD5浓度低于10mg/L，其相应的去除率能够大于90。这是因为自养型的亚硝酸菌具有很小的比增长速率N，与去除碳源的异养型生物相比要小一个数量级以上，因此需要硝化系统比单纯去除碳源BOD5的系统具有更长的泥龄或更低的污泥负荷，在此条件下，BOD5的去除率不难达到排放标准要求。根据对出水NH3

27、-N的要求，污水处理厂必须采用带硝化（反硝化）的污水处理工艺，因此BOD5出水值不是处理工艺的重点控制指标。由此可见，BOD5不是本工程的重点处理项目。（2）CODcr根据要求的出水CODcr指标为50mg/l相应的去除率为90，应满足GB18918-2002一级A排放标准。采用生物脱氮除磷工艺，因此硝化所需的泥龄较长，长泥龄可提高CODcr的去除率。出水CODcr50mg/L能够达到。（3）SS要求出水SS浓度小于10mg/L，去除率为95.4%，要求达到的去除率较高。根据国外现有资料，在采用生物除磷工艺时，出水SS中所含的磷将占1.0mg/L磷排放指标中的大部分。SS是本工程的重点处理项目

28、。（4）NH3-N要求出水NH3-N小于5（8）mg/L，不考虑进水有机氮、出水有机氮等影响因素，其去除率要求大于80.0。污水处理厂进水氨氮的去除主要靠硝化过程来完成，氨氮的硝化过程将成为控制生化处理好氧单元设计的主要因素。要满足5（8）mg/L出水要求，实际上需要进行完全硝化，出水中残余氨氮浓度要低于排放标准规定的要求，在设计中至少应控制在5mg/L以内。在进行完全硝化的同时，碳源也被氧化，将会得到较高的BOD5去除率，出水的BOD5将低于10mg/L。因此，NH3-N是污水处理厂的重点处理项目。（5）磷酸盐（即TP）要求出水TP浓度小于0.5mg/L，去除率为83.3，要求很高。要满足出

29、水磷浓度低于0.5mg/L的要求，采用具有生物除磷功能的污水处理工艺或者进行化学除磷。磷的去除将在很大程度上决定所选污水处理工艺的类型。磷也是本工程的重点处理项目。 综上所述，污水处理厂的重点处理项目包括NH3-N、SS和TP，这些项目是需要在工艺设计中重点考虑的控制因素，其余指标BOD5、CODcr等则需要兼顾考虑。在上述重点处理项目中，SS主要是靠物理方法解决（通过沉淀或过滤去除），而CODcr、NH3-N和TP则主要靠生物处理的方法解决。5.2.3污水生化处理工艺论述5.2.3.1污染物去除及处理工艺要求污水处理的目的是去除水中的污染物，污水中的主要污染物有BOO5、CODcr、SS、N

30、和P等，而污水处理工艺的选用是与要求达到的处理效率密切相关的，因此首先需要分析各种污染物的去除机理和所能达到的去除程度。（1）SS的去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小粒径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，小粒径的无机颗粒（包括大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、CODcr、TP等指标也与之有关因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成份就高，而有机物本身就含磷，因此较高的出水悬浮物含量会使

31、得出水的BOD5、CODcr和TP增加。因此，控制污水厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。（2）BOD5的去除污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，对BOD5降解，利用BOD5合成新细胞，然后对污泥与水进行分离，从而完成BOD5的去除。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。在合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物(如低分子有机酸等)直接进入细胞内部被利用，而非溶解有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生

32、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，可以使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。根据国外有关设计资料，在污泥负荷为0.3kg BOD5/kgMLSS·d以下时，就很容易使得出水BOD5保持在20mg/L以下。但是要满足硝化要求时，污水处理系统必须有足够的泥龄，因而污泥负荷不能太高，也使得出水BOD5浓度较低，也就是说，设计BOD5去除率不单与排放标准对单项污染物去除率的要求有关，也与排放标准对污染物去除率的总体要求有关。(3）CODcr的去除污水中CODcr去除的原理与BOD5基本相同。污水厂CODcr的去除率，取决于进水

33、的可生化性，它与城市污水的组成有关。对于主要以生活污水及其成份与生活污水相近的工业废水组成的城市污水，其BOD5/CODcr0.5，污水的可生化性较好，出水CODcr值可以控制在较低的水平，能够满足CODcr50 mg/L的要求。 (4）氨氮的去除污水去除氨氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，在市政污水处理行业中生物法去除氨氮是主流，也是城市污水处理中经济和常用的方法。物理化学去除氮主要有折点氯化法、选择性离子交换法、空气吹脱法等；生物去除氨氮工艺较多，但原理是一样的。从经济、管理等方面考虑，物理化学法去除氨氮不适宜在本工程中应用。氨氮的去除应该采用生物处理的方法。生物去除氨氮氮是蛋白质不可

34、缺少的组成部分，因此广泛存在于各类污水之中。在原污水中，氮以NH4+-N及有机氮的形式存在，这两种形式的氮合在一起称之为凯氏氮，用TKN表示。而原污水中的NOx-N(包括亚硝酸盐和硝酸盐在内)含量很少，几乎为零。这些不同形式的氮统称为总氮（TN）。氮也是构成微生物的元素之一，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥起从水中去除。这部分氮量约为所去除的BOD5的5，为微生物重量的12，约占污水处理厂剩余活性污泥量的4。在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，在溶解氧充足、泥龄较长的情况下，进一步被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通常称之为硝化过程。其反应方程式如下： NH4+1.5O2 NO2-+

35、2H+H2O N02-+0.5 O2 N03-第一步反应靠亚硝酸菌完成，第二步反应靠硝化菌完成，总的反应为：NH4+2O2 NO3-+2H+H2O 因为硝化菌属于自养菌，其比生长率N明显小于异养菌的生长率h，生物脱氮系统维持硝化的必要条件是N，即系统的实际泥龄大于硝化要求的泥龄，也就是说系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，使得系统泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。根据大量的试验数据和运转实例，设计污泥负荷在0.18kg BOD5kg/MLSS·d及以下时，就可以达到硝化的目的。污水处理厂进水氨氮浓度为30 mg/L，要求出水氨氮浓度小于5(8)mg/L，需要采用硝化工艺才能满足排放

36、标准的要求。（5）磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。城市污水采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水磷浓度满足排放标准的要求，并尽可能地减少加药量，降低处理成本。生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放身体内的磷酸盐，产生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。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低。缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的

37、限制。据资料介绍，在厌氧段释放1 mg的磷吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖，能够吸收22.4 mg的磷。因此磷的吸收取决于磷的释放，而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，般来说，这种有机物与磷的比值越大，降磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为1.52，采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法的23倍，在设计中往往采用4。生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，而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在曝气池前设置厌氧段。化学除磷化学除磷的主要药剂有石灰、铁盐和铝盐。化学除磷的

38、优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其它设施，因此特别适用于旧厂改选。其缺点是药剂消耗量大，剩余污泥量增加，浓度降低，体积增大，使污泥处理的难度增加，同时还要消耗水中碱度，影响氨氮硝化。（6）硝酸盐的去除氮是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体富营养化，因此，一般情况下总氮（主要为硝酸盐）也是污水处理厂出水控制指标之一。经过好氧生物处理后的污水，其中大部分的氨氮都被氧化成为硝酸盐（NO3-N），反硝化菌在溶解氧浓度极低或缺氧情况下可以利用硝酸盐中氮作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气（N2），从而完成污水的脱氮过程，通常称之为反硝化过程。其能量来源于甲醇、乙酸、甲烷或污水中的碳

39、源，反应方程式如下： 6N03-+5CH30H 3N2+5C02+7H2O+60H- 8N03-+5CH3COOH 4N2+10CO2+6H20+80H- 8N03-+5CH4 4N2+5CO2+6H20+80H- 10N03-+C10H1903N 5N2+10CO2+3H2O+NH3+10OH-在反硝化过程氢氧根离子水中的二氧化碳反应生成重碳酸根离子： OH-+CO2 HC03-从上述硝化和反硝化过程反应方程式可以看出：1）在硝酸盐还原为氮气的反硝化过程中，反硝化菌利用硝酸盐（NO3-）作为电子受体，而以污水中的有机物作为碳源提供能量并使之氧化稳定。每转化lgN03-N为N2时，需要消耗有机

40、物（以BOD5计）2.86g，即反硝化1g硝酸盐可以回收2.86g氧。2）硝化过程有H+产生，要消耗水中碱度，当碱度不够时，污水的pH值将下降至维持硝化反应正常进行所需的pH值之下，从而使硝化反应不能正常进行。每氧化1gNH4-N为N03-N时要消耗碱度7.14g。而反硝化反应则伴随有OH-产生，每转化1gN03-N为N2时要产生3.75g碱度，即可以回收3.75g碱度，使硝化过程消耗的部分碱度得到补充。因此，从降低能耗（利用N03-N作为电子受体氧化有机物）、回收碱度保证硝化进行过程以及改善生物除磷效率的角度来看，采用反硝化或部分反硝化的生物脱氮工艺是有利的。 建设部、国家环境保护总局及科技

41、部印发的城市污水处理及污染防治技术政策（建城2000124号），对处理工艺选择政策为：“处理能力在10万m3/d以下的污水处理设施，可选用氧化沟、SBR法、水解好氧法、AB法和生物滤池法等技术，也可选用常规活性污泥法”。综上所述，根据污水处理厂的进水水质和要求达到的出水指标，我们认为，最佳的处理工艺是生物除磷脱氮工艺，即二级强化处理工艺。针对污水处理厂建设规模，选用活性污泥法、氧化沟、A2-HCR等生物除磷脱氮（即二级强化处理）工艺，可实现环境效益和经济效益的最佳统一。5.2.3.4可用污水处理厂的污水处理工艺根据污水处理厂建设工程排放标准要求，本项目所采用的水处理工艺体现以下几方面优势：l

42、该工艺和设备应以被成功应用，且能符合本工程的性能要求；l 处理效果好，运行安全可靠；l 能耗低、易维护、运行成本低；l 设备价格合理；l 调节、控制、运行操作方便；l 设备运行寿命长；l 其他配套工程的造价低；根据排放标准确定的进、出水水质，以及由此确定污水处理厂重点去除项目的特征，其中SS主要靠物理方法（例如沉淀或过滤）去除，由此可见，主要是氨氮和磷的去除决定了可选择的污水二级生化处理工艺，因此，除磷和硝化作用是所选工艺必备的性能。因此根据排放标准对进出水指标的要求，结合用地特点，污水处理厂污水处理工艺应该选择成熟、可靠、高效、管理方便、运行费用低和占地面积小的工艺。根据两部一局印发的城市污

43、水处理及污染防治技术政策（建城2000124号），对于本项目规模5万m3/d的污水处理设施，处理工艺优选氧化沟法、SBR法等技术，也可选用常规活性污泥法”。结合前面对目前常用的具有除磷脱氮功能的污水处理工艺所作的分析，我们选用3种（活性污泥法工艺、生物膜法工艺和新技术工艺）比较有代表性的工艺进行比较，即方案一：氧化沟工艺方案二：A/O（ABFT）方案三：A/O（MBR）5.2.4污水二级处理工艺选择（1）方案一（氧化沟工艺）氧化沟工艺是我院近年来应用较多，并且具有良好运行效果的一种污水处理工艺。具有以下特点：1、氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于客服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上

44、游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的倍数及至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。2、氧化沟具

45、有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化-反硝化生物处理工艺。氧化沟从整天上又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化-反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。3、氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般仅为2030瓦/米3，平均速度

46、梯度G大于100秒-1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒-1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性。4、氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟内的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%30%。氧化沟在国内外都发展很快。欧洲的氧化沟污水厂已有上千座，在国内，从20世纪80年代末开始在城市污水和工业废水中引进国外氧化沟

47、的先进技术，从原来的日处理量3000立方米到目前10万吨以上的污水处理厂已比较普遍，氧化沟工艺已成为我国城市污水处理的主要工艺。目前国内外很多设计单位已开发出微孔曝气氧化沟工艺。 微孔曝气氧化沟工艺采用微孔曝气（供氧设备为鼓风机），微孔曝气器可产生大量直径为1mm左右的微小气泡，这大大提高了气泡的表面积，使得在池容积一定的情况下氧转移总量增大（如池深增加则其传质效率将更高）。根据目前鼓风机生产厂家的技术能力，池的有效水深最大可达17m，因此可根据不同的工艺要求选取合适的水深。传统氧化沟的推流是利用转刷、转碟或倒伞型表曝机实现的，其设备利用率低、动力消耗大。微孔曝气氧化沟则采用了水下推流的方式，

48、即把潜水推进器叶轮产生的推动力直接作用于水体，在起推流作用的同时又可有效防止污泥的沉降。因而，采用潜水推进器既降低了动力消耗，又使泥水得到了充分地混合。（2）方案二（ABFT）ABFT (曝气生物流化池)，是改进的A/O法，是微生物细胞与载体自固定化技术的好氧生物反应器，固定化微生物后的载体平均密度与水的密度十分接近，载体在水中呈悬浮状。与固定床相比，该流化床具有比表面积大、接触均匀、传质速度快、压损低等许多突出的特点。ABFT工艺还具有在高负荷进水下出水水质稳定的优点，污染物去除量及去除率均随进水浓度的提高而增加，表现出ABFT适应处理高浓度废水的能力，尤其在脱氮方面有其独特的优势，但除磷效

49、果不如改良A2/O活性污泥工艺，需化学除磷。其工艺原理：在ABFT反应器中投加占曝气池有效容积的1050的高效微生物载体，特效微生物大量的附着并固定于其上，ABFT反应器实际上是综合传统活性污泥法与生物膜法优点的双生物反应器。各级ABFT反应器中，通过培养不同特效菌种，提高目标污染物的降解效果；载体材料表面所生长的生物量通常为18-25g/L，最高达到40g/L，是普通生物膜法的1.52.0倍，是传统活性污泥法的1020倍，并且微生物与载体结合牢固，不易脱落，不易流失，高负载的生物量保证了ABFT反应器去除污染物的高效和稳定；运行过程中载体内部存在着良好的厌氧区微环境，使其内部形成无数个微型的

50、反硝化反应器，故而造成在同一个反应器当中同时发生氨氧化、硝化和反硝化联合作用，有力的保证了氨氮的高效去除。微生物载体的年损失率不超过8%、固定化后的微生物年流失不超过10%。（3）方案三（MBR）MBR工艺就是膜生物反应器处理的工艺，根据本项目污染物去除要求的特点，采用A/O形式的MBR工艺。膜生物反应器MBR是微滤或超滤膜代替生化反应工艺中的污泥收集系统（如沉淀池）而形成一种新形式的生化反应工艺。按照其所处位置可以分为内置式和外置式。MBR反应器最大的特点就是由于其高效的截留作用，可以使生化反应器的污泥浓度可以高达10000mg/l，远远大于传统生化反应器的3000mg/l。基于这个最大的特

51、点，其优点还表现为： 污泥浓度高，污泥负荷低，处理效率高，耐冲击负荷； 水力停留时间短，高容积负荷，占地面积小； 高效固液分离，出水悬浮物浓度接近于零，优于中水标准； 水力停留时间和污泥龄完全分离，运行控制灵活； 微生物完全截流在反应器内，有利于世代较长微生物的生长； 泥龄长，大大提高了难降解有机物的降解效率； 可以滤除细菌、病毒等有害物质； 低污泥负荷、长泥龄下运行，可以基本实现无剩余污泥排放； 流程简单。从以上三个方案的工艺特点看，在工艺可行性角度，三个方案均能满足本项目要求。但三个方案的经济性方面有较大差别。5.2.5方案比较根据以上三种方案，以日处理5万吨城市污水处理厂为例，从投资、管

52、理、污泥量、用电、药耗等几方面进行了比较，详见下表。污水处理方案综合比较表比较内容方案一(氧化沟工艺)方案二(ABFT)方案三(MBR)工艺特点具有较好的脱氮和去除有机物效果，经生化工艺和二沉处理后氮、磷可较稳定达标，COD和SS需视实际情况增加强化处理工艺具有良好的脱氮功能，对高浓度废水有一定耐冲击负荷，经生化工艺和加药二沉处理后氮、磷可较稳定达标，COD和SS需视实际情况增加强化处理工艺污泥浓度高，具有良好的去除有机物和SS效果，经MBR处理各项指标达标的稳定性较高运行管理控制要求高，维护管理简单控制要求高，维护管理较为复杂控制要求高，管理水平要求高工程投资一般高高药耗较低较高较低电耗一般

53、一般较高运行费用一般较高高构筑物占地面积一般稍小较小污泥量较少稍少较少对周围环境影响一般一般一般总体评价推荐不推荐不推荐- 32 -5.2.6污水深度处理工艺选择本工程要求出水SS10mg/L、TP0.5mg/L，污水厂二级处理出水一般都很难达到这一标准，需进一步深度处理。污水的深度处理（三级处理），目的在于进一步除去二级处理所未能去除的污染物质，其中包含微生物未能降解的有机物，以及氮、磷等能加速水体富营养化过程的可溶解性有机物等。三级处理的方法是多种多样的，化学处理法生物处理法的许多处理单元都可以用于三级处理，如生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法、电渗析法和反渗透法等。通过三级处理，BOD5可从2030mg/L降至5mg/L以下，同事能够去除大部分的氮和磷。混凝沉淀、过滤处理法二级处理加混凝沉淀、过滤、消毒工艺，通过投加混凝剂，沉淀过滤后去除处理水中残存的悬浮物（包括活性污