南大港技术方案

1、南大港管理区污水处理厂南大港管理区污水处理厂 初初 步步 设设 计计 方方 案案 二零一一年十一月 北京美华博大环境工程有限公司 总总 目目 录录 一、公司简介. 1 二、公司资质. 2 三、工程业绩表（部分）. 14 四、初步设计技术方案17 四、初步设计技术方案四、初步设计技术方案 目 录 第 1 章 总论.19 1.1项目概况 .19 1.2工程概要 .19 1.3设计原则 .19 1.4设计范围 .20 1.5采用的主要标准及规范 .20 第 2 章 设计依据.23 2.1设计水量 .23 2.2设计水质 .23 第 3 章 废水处理工艺方案.24 3.1处理工艺选择的原则 .24 3

2、.2进水水质分析 .24 3.3处理工艺选择 .25 3.4处理工艺流程 .40 3.5处理工艺流程说明 .40 3.6处理工艺单元设计说明 .41 第 4 章 电气设计方案.54 4.1设计依据 .54 4.2设计范围 .54 4.3供电电源 .55 4.4计量方式和功率因数补偿 .55 4.5保护装置的设置 .55 4.6用电设备的控制 .56 4.7管线敷设及电缆选择 .56 4.8照明 .56 4.9防雷及接地 .56 4.10设备选型 .57 4.11负荷计算表 .57 第 5 章 自控、通风及其设计方案.60 5.1系统工程概述 .60 5.2控制系统的组成和结构 .60 5.3仪

3、表设备选型 .62 5.4通风设计 .62 5.5给排水设计 .62 第 6 章 工艺设备及管道设计.63 6.1设备 .63 6.2管道设计 .63 第 7 章 结构工程设计.64 7.1设计依据 .64 7.2建（构）筑物结构设计 .64 第 8 章 主要设备材料、构（建）筑物及总投资概算.66 8.1主要工艺设备及投资概算 .66 8.2主要构（建）筑物及投资概算 .69 8.3工程投资概算 .70 第 9 章 运行成本分析.71 9.1人工成本 .71 9.2电费 .71 9.3水费 .71 9.4运行成本 .71 第 10 章环境保护、职业卫生、安全及节能.72 10.1环境保护 .

4、72 10.2安全生产、劳动保护 .74 10.3工业卫生 .75 10.4厂区消防 .76 10.5节能 .76 第 11 章服务承诺.77 第 12 章附图.78 12.1营业工程业绩 .78 12.2工艺流程图 .78 第第 1 章章 总论总论 1.1 项目概况 项目名称：南大港管理区污水处理厂工程 项目规模： 1 万 m3/d 建设地点：沧州市南大港管理区 1.2 工程概要 我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市 化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入 水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无

5、 减，占水质污染的 51%以上。 本设计要求处理水量为 10000m3/d 的工业废水和城市生活污水的混合污水，设 计方案采用已运行稳定有效的 A2/ O 活性污泥法+曝气生物滤池工艺处理混合污水。 该工程要求出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918- 2002）一级 A 标准。 1.3 设计原则 1）符合国家关于环境保护的政策，执行国家的有关法规、规范及标准。 2）处理工艺力求先进可靠、经济合理、高效节能，为污水处理厂的建设和运 行创造良好的条件。 3）积极稳妥地采用新设备、新材料，除关键设备或部件、控制仪表外，立足 国产化。 4）采用先进可靠的控制系统，提高污水处理厂的自

6、动化水平。 5）为保证再生水处理系统正常运行，供电系统需有较高的可靠性，采用双回 路电源，并考虑污水处理厂运行设备配置适当的备用率。 6）对再生水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥等固体废弃物妥善处置，避 免造成二次污染。 7）再生水处理厂的总平面布置功能分区明确。 8）水力高程布置合理，在满足出水水质要求的前提下，最大可能的减少工程 建设投资和日常运行费用。 9）厂区建筑风格力求统一，并与周围现有景观和规划建筑群相协调。 1.4 设计范围 污水处理厂界区内的全部生产性构（建）筑物及公辅设施，构（建）筑物土 建按一期规模设计建造。 不包括外部的供水、供电、通讯线路、进厂道路的设计。同时，按照建设

7、单 位要求，界区内综合楼、围墙（含大门及门卫间） 、中心道路及其相关设施（如办 公器具、空调设备等）均不包含在本技术方案范围。 设备表中运输、化验、机修设备均为建议配置，不包含在本工程相关报价范 围中。 1.5 采用的主要标准及规范 1） 室外排水设计规范 （GB50014-2006） 2） 室外给水设计规范 （GB50013-2006） 3） 地表水环境质量标准 （GB3838-2002） 4） 污水综合排放标准 （GB8978-1996） 5） 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002） 6） 城镇污水处理厂污水污泥排放标准 （CJ3025-93） 7） 城镇污水处理厂附属

8、建筑和附属设备设计标准 （CJJ31-89） 8） 工业企业设计卫生标准 （GB50140-2005） 9） 压缩空气站设计规范 （GB50029-2003） 10） 城市给排水紫外线消毒设备 （GB/T19837-2005） 11） 城市污水再生利用景观环境用水水质 （GB/T18921-2002） 12） 生活杂用水水质标准 （CJ/T48-1999） 13） 污水再生利用工程设计规范 （GB50335-2002） 14） 城市污水回用设计规范 （CECS61:94） 15） 工业循环冷却水处理设计规范 （GB50050-2007） 16） 工业循环水冷却设计规范 （GB/T50102-2

9、003） 17） 给水排水管道工程施工及验收规范 （GB50268-2008） 18） 城市污水处理厂管道和设备色标 （CJ/T158-2002） 19） 城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程 （CJJ60-94） 20） 建筑设计防火规范 （GB50016-2006） 21） 建筑模数协调统一标准 （GBJ2-86） 22） 厂房建筑模数协调标准 （GBJ6-86） 23） 建筑采光设计标准 （GB/T50033-2001） 24） 建筑地面设计规范 （GB50037-96） 25） 民用建筑设计通则 （GB50352-2005） 26） 公共建筑节能设计标准 （GB50189-2005

10、） 27） 工业建筑防腐蚀设计规范 （GB50046-2008） 28） 建筑结构可靠度设计统一标准 （GB50068-2001） 29） 建筑结构荷载规范 （GB50009-2001） 30） 建筑抗震设计规范 （GB50011-2001） 31） 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002） 32） 砌体结构设计规范 （GB50003-2001） 33） 钢结构设计规范 （GB50017-2003） 34） 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） 35） 建筑桩基技术规范 （JGJ94-94） 36） 给水排水工程构筑物结构设计规范 （GB50069-2002） 37） 给

11、水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 （CECS138：2002） 38） 给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程 （CECS117：2000） 39） 给水排水工程管道结构设计规范 （GB50332-2002） 40） 民用建筑电气设计规范 （JGJ/T16-92） 41） 供配电系统设计规范 （GB50052-95） 42） 建筑照明设计标准 （GB50034-2004） 43） 低压配电设计规范 （GB50054-95） 44） 3-110kV 高压配电装置设计规范 （GB50060-92） 45） 10kV 及以下变电所设计规范 （GB50053-94） 46） 爆炸和火灾危险环境电力

12、装置设计规范 （GB50058-92） 47） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 （GB50062-92） 48） 建筑物防雷设计规范 （GB50057-94，2000） 49） 自动化仪表选型设计规定 （HG/T20507-2000） 50） 仪表系统接地设计规定 （HG/T20513-2000） 51） 控制室设计规定 （HG/T20508-2000） 52） 工业企业通信设计规范 （GBJ42-81） 53） 采暖通风与空气调节设计规范 （GB50019-2003） 54） 建筑给水排水设计规范 （GB50015-2009） 55） 建筑灭火器配置设计规范 （GB50140-2005

13、） 56） 锅炉房设计规范 （GB50041-2008） 57） 城镇直埋供热管道工程技术规程 （CJJ/T81-98） 58） 城市热力网设计规范 （CJJ34-2002） 59） 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 （GB50242-2002） 60） 城市供热管网施工及验收规范 （CJJ12-2004） 其他相关规范和标准。 第第 2 章章设计依据设计依据 2.1 设计水量 设计处理规模 10000m3/d。 2.2 设计水质 2.2.1 设计进水水质 一部分为化工企业排放污水，主要为石油和焦化行业的废水，约占设计排放量 的 1/2，另一部分为主要为城市生活污水，其综合污水水质指标为

14、： 本污水处理厂进水主要为城市生活污水和其他企业排放污水， 其水质指标为： 2.2.2 设计出水水质 名称名称CODcrBOD5SSNH3-NTNTP pH 指标指标 （mg/l） 45020016040503 69 名称名称CODcrBOD5SSNH3-NTN PH TP粪大肠菌群数粪大肠菌群数 指标指标(mg/l)501010515 69 0.510000个/l 第第 3 章章 废水处理工艺方案废水处理工艺方案 3.1 处理工艺选择的原则 (1)在城市总体规划的指导下，采取全面规划，分期实施的原则，使工程建设 与城市发展相协调。 (2)水处理工艺力求技术先进可靠、经济合理、高效节能，确保污

15、水处理效果， 减少工程投资、节省用地和运行费用。 (3)采用先进可靠的控制系统，做到技术可靠、经济合理。 (4)与当地的经济发展及现有条件相适应。 (5)工艺方案应便于日后扩建。 (6)污水处理排出的污泥应易于处理和处置。 (7)污泥处置得当。 3.2 进水水质分析 本工程污水主要为工业废水和部分生活污水。工业废水主要为石油和焦化行业 的废水，由于各厂均设置环保设施，大部分废水已经过初步处理，因此生化性较差， 此类废水前期约占设计水量的 1/2，远期规划约占总水量的 1/3。 综合废水的生化性较好，氨氮含量较高。 (1)BOD5/CODCr比值 污水 BOD5/CODCr值是判定污水可生化性的

16、最简便易行和最常用的方法。一般认 为 BOD5/CODCr0.45 可生化性较好，BOD5/CODCr0.3 较难生化，BOD5/CODCr0. 25 不 易生化。 本工程进水 BOD5/CODCr=0.20/0.45=0.44，属于可生化较好的污水。 (2)BOD5TN（即 C/N）比值 C/N 比值是判别能否有效脱氮的重要指标。从理论上讲，C/N2.86 就能进行 脱氮，但一般认为，C/N3.5 才能进行有效脱氮。 分析确定的进水水质，C/N=200/40=5，满足生物脱氮要求。 (3)BOD5TP 比值 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聚磷菌在厌氧 条件下分解细胞

17、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，释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可利用聚-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 BOD5TP 是衡量能否 达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于 20，比值越大，生物除磷效果越明显。 本工程进水 BOD5TP = 200/3=67，可以采用生物除磷工艺。

18、 综上所述，本工程进水水质可以采用生物脱氮除磷工艺。 3.3 处理工艺选择 由于此类考虑到此类废水的特点，在二级生物处理工艺的选择上应选择具有脱 氮除磷功能的工艺，结合我公司多年来城镇污水处理经验和国内同类型污水处理厂 运转经验考虑，本技术方案认为二级生物处理工艺无法满足其出水要求，故此推荐 在生物处理单元后，必须增设深度处理单元，严格控制出水水质指标，使本工程出 水能够稳定的达到排放要求。 综合以上，二级处理我们推荐选用改良型 A2/O 工艺，深度处理工艺选用曝气 生物滤池，通过两种工艺的有机结合能够满足针对主要污染物 SS、CODcr 、BOD5、氨氮、磷的去除，保证污水能够顺利达标。 3

19、.3.1 预处理工段预处理工段 格栅格栅 因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理 系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的 管理、孔口和损坏辅助设施。格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中 格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小 二选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣。 本设计采用粗格栅和细隔栅进行隔渣，分别设置在污水泵房前后，以去除不同 大小的废渣，由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。 旋流沉砂池旋流沉砂池 旋流沉砂池利用水力涡流，使泥沙和有机物分开，已达到除砂目的。污水从切 线方向

20、进入圆形沉砂池，进水渠道末端设一跌水堰，使可能沉积在渠道底部的砂子 向下滑入沉砂池；还设有一个挡板，使水流及砂子进入沉砂池时向池底流行，并加 强附壁效应。在沉砂池中间设有可调速的桨板，使池内的水流保持环流。桨板、挡 板和进水水流组合在一起，在沉砂池内产生螺旋状环流，在重力的作用下，使砂子 沉下，并向池中心移动，由于越靠中心水流断面越小，水流速度逐渐加快，最后将 沉砂落入砂斗；而较轻的有机物，则在沉砂池中间部分与砂子分离。池内的环流在 池壁处向下，到池中间则向上，有机物在池中心部位向上升起，并随着出水水流进 入后续构筑物初沉池中。 本设计采用了成本较低，运行较好的旋流式沉砂池，该池占地面积小，对

21、冲击 负荷和温度变化的适应能力较强。 3.3.2 二级生物处理工段二级生物处理工段 在二级处理工艺中，选用具有代表性的 A2/O 工艺和 SBR 工艺、百乐克工艺作 为比选方案，进行综合技术经济比较，从而确定推荐工艺方案并进行详细设计。 方案一方案一 ：A2/O 工艺工艺 A2/O 工艺是 Anaorobic-Anoxic-Oxic 的英文缩写，它是厌氧缺氧好氧生物 脱氮除磷工艺的简称，A2/O 工艺于 70 年代由美国专家在厌氧好氧除磷工艺 （A/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能，可以针对现今污 水特点（水体富营养化）进行有效处理。 该工艺在厌氧好氧除磷工艺（A/O）中加

22、入缺氧池，将好氧池流出的一部分 混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。 A2/O 工艺流程图如图 3-1 所示： 图 3-1 A2/O 工艺流程图 在厌氧池中，原污水及同步进入的从二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入， 本段主要功能为释放磷，使污水中 P 的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收 而使污水中 BOD 浓度下降；别外，NH3-N，因细胞的合成而被去除一部分，使 污水中 NH3-N 浓度下降，但 NO3-N 含量没有变化。 在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大 量 NO3-N 和 NO2-N 还原为 N2释放至空气，因此 BOD5浓度下降，NO

23、3-N 浓 度大幅度下降，而磷的变化很小。 在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降，有机氮被氨化继而被硝 化，使 NH3-N 浓度显著下降，但随着硝化过程使 NO3-N 浓度增加，P 随着聚 磷菌的过量摄取，也比较快的速度下降。 脱氮过程是各种形态的氮转化为 N2从水中脱除的过程。在好氧池中，污泥中 的有机氮被细菌分解成氨，硝化作用使氨进一步转化为硝态氨（主要是依靠细菌水 解氨化作用和依靠亚硝化菌与硝化菌的硝化作用） ；在缺氧池中，硝态氨进行反硝 化，硝态氨还原成 N2逸出（主要是依靠反硝化菌的反硝化作用） 。 除磷过程是使水中的磷转移到活性污泥或生物膜上，而后通过排泥或旁路工艺 加以

24、去除。在厌氧池中，使含磷化合物成溶解性磷，聚磷细菌释放出积储的磷酸盐； 在好氧池中聚磷细菌大量吸收并积储溶解性磷化物中的磷合成 ATP 与聚磷酸盐，而 这一过程是依靠好氧菌聚磷细菌。 整个工艺的关键在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸盐回流到缺氧池后， 可以从原污水得到充足的有机物，使反硝化脱氮得以充分进行，有利于降低出水的 硝酸氮，同时也可以解决利用微生物的内源代谢物质作为碳源的碳源不足问题，改 善出水水质。 所以，A2/O 工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之 厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物（CODNB）能被开环或断链，使得 N、P、有机碳被同时去除，并

25、提高对 CODNB 的去除效果。它可以同时完成有机物 的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是 NH3N 应完 全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完 成除磷功能。 A2/O 工艺优点工艺优点: : 1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合， 同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。 2）在同时脱氮除磷的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少 于同类其他工艺。 3）在厌氧缺氧好氧交替运行条件下，丝状菌不会大量繁殖，SVI 一般少于 100，污泥沉降性好。 4) 该工艺不需投药，厌氧段和缺氧段只进行缓速搅拌，以

26、不提高溶解氧含量 为度，故运行费用低。 5）开展研究及应用实间较长，工艺成熟，运行管理经验比较丰富，类型多样， 可根据不同的水质条件选择不同的类型。方便与其他工艺进行组合。 A2/O 工艺缺点工艺缺点: : 1）设备较多。由于各功能区要实现不同的作用因此需要的设备种类及数量也 相对多些。 2）对于高含氮废水，脱氮效果难以提高，污泥增长受到一定的限度，因此， 除磷效果也不易提高。 3）对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，应降低污泥的停留时间，防止产生厌 氧状态和释放磷的现象出现，但溶解氧含量也不宜过高，以防止循环液对缺氧池的 干扰。 备注：其实以上 2、3 项的问题也同样存在于其他工艺中。 方案二：

27、氧化沟方案二：氧化沟 氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的 一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循 环曝气池” 、 “无终端曝气池” 。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上 属于延时曝气系统。 现在单纯的氧化沟工艺已经很少单独使用，改良型的氧化沟也通常被视为 A/O、A2/O 工艺，但相对于传统的 A/O、A2/O 工艺，氧化沟又有其独特的池体结构及 曝气方式的特点，因此单独列出与其他两种方案作比较。 氧化沟利用连续环式反应池（Cintinuous Loop Reator,简称 CLR）作生物反应 池，混合液在该反应池中

28、一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气 条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传 递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。 氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平 面形状一般呈环形，也可以是长方形、L 形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩 形和梯形。 氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因 此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略 二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了 CLR 形式和曝 气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水

29、力学特征和工作特性： 1) 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常 在氧化沟曝气区上游安排入流，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数倍乃至数十倍）

30、，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。 氧化沟从整体上说又是完全混合的，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。 3) 氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，

31、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能。 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 中的平均流速，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。 氧化沟工艺的优点：氧化沟工艺的优点： 1）采用机械曝气池，无鼓

32、风机房，同时可以省略一定的功能区域如调节池、 初沉池等，管理操作方便。 2）具有较好的脱氮效果，由于曝气器的设置方式，在沟内形成交替的好氧和 缺氧环境，发生较高程度的硝化和反硝化。 3）耐冲击负荷能力强，易于适应多种进水情况和出水水质要求。 4）通过改变曝气机的浸水深度，转速和开停数量，可以调整从氧能力和电耗 水平。 氧化沟工艺缺点：氧化沟工艺缺点： 1）因采用机械曝气，电耗较大,且曝气效果通常不是很好。 2）受曝气设备影响池深较浅，同时由于污泥负荷较低，造成池体占地面积大、 池容积也较大，土建投资较高。 3）当废水中的碳水化合物较多，N、P 含量不平衡，pH 值偏低，氧化沟中污 泥负荷过高，

33、溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。 4）如进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富 集于污泥中，经充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。 方案三：百乐克工艺方案三：百乐克工艺 百乐克（ BIOLAK）工艺是一种具有脱氮除磷功能的多级活性污泥污水处理系 统。百乐克 BIOLAK，顾名思义，BIOLAKE 是“生化湖”的意思。即湖体内采用生 物方法处理污水、废水的工艺。它是由最初采用天然土池做反应池而发展起来的污 水处理系统。自 1972 年以来,经多年研究形成了采用土池结构，利用浮在水面的移 动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有一定特

34、色的活性污泥处理系统。 整个池体分为四个区域：厌氧区（生物磷反映区） 、曝气区、沉淀区和稳定区。 百乐克工艺流程图 粗格栅及提升泵 房 综合废水 厌氧或酸化水解池 A/O 池 终沉池 稳定池 鼓风机 污 泥 回 流 污泥处理系统 泥饼外运 剩余污泥 达标排放或回用 图 3-2：百乐克工艺流 程图 消毒池或深度处理池 细格栅（微滤机） 工艺流程 污水首先经粗格栅去除漂浮物，然后自流进入集水池。经污水泵提升至旋转细 格栅(栅条间距为 1 mm)，使杂物及砂粒分离并压缩处理。出水先进入厌氧池由搅拌 器将水和回流污泥混合进行厌氧处理，目的是去除污水中的磷；然后自流进入百乐 克(BIOLAK)生物池，悬

35、链式曝气器沿水流方向前后摆动并向水中充氧，对污水进行 交替的好氧与缺氧处理，去除污水中的 BOD 氮、磷等污染物；处理后的混合液在 澄清池(二沉池)实现固液分离，上清液经稳定池充氧稳定后流人接触池加氯消毒处 理，出水可直接排放或经深度处理后回用。 百乐克工艺的优点：百乐克工艺的优点： 1）土建费用较低：传统的百乐克工艺是因地制宜，利用天然的洼地池塘形成， 采用土地结构，上敷 HDPE 防渗透，避免污水的渗透和曝气产生的气泡蚀化土地。 这在地质条件适宜，地下水位低且有天然洼地的地方有一定的优势。 2）维修简单易行，该工艺关键设备是悬浮链曝气装置。由于曝气头特殊的结 构和运行方式，使他的氧利用效率

36、高，这意味着电能的节省；同时曝气头在复杂的 环境中运行也很少阻塞，在池底呈旋风态，池底无紧固件或预埋件。当曝气头必须 检修时，不需要排干池中的污水，运行管理方便。 百乐克工艺的缺点：百乐克工艺的缺点： 1）曝气装置布气不够均匀，且无法人工调整，国产悬挂链曝气设备的使用寿 命较短是普遍存在的问题，据调查通常膜片的使用寿命为 1-2 年，一般污水处理厂 使用寿命内的曝气装置的更换次数都为 10 次左右，而进口设备价格又普遍偏高。 2）占地面积较大，由于百乐克工艺的污泥负荷较低，因此占地面积较大。 3） 缺少沉砂预处理步骤 百乐克工艺流程中不设沉砂池，仅靠间距为 1mm 的细格栅来拦截砂粒。此细 格

37、栅间距较有沉砂池的细格栅(栅条间距一般为 56 mm)小很多，这使栅渣量增多， 且由于颗粒物质表面附着粘性有机物质而使栅渣中有机物含量较高，易造成二次污 染。同时，因细格栅无法去除粒径1 mm 的细砂，细砂进入后续生物处理池的除磷 区时，由于流速较低而易堆积，甚至板结，难以清除。 4）多级 AO 法难以保证稳定的脱氮效果 百乐克工艺的缺氧区和好氧区未严格分离且距离较近，仅靠曝气链的交替 曝气不曝气而形成缺氧区和好氧区，由于水的流动、缺氧区和好氧区距离较近及 曝气链的摆动，好氧区中的氧气易带人缺氧区，较难形成一个溶解氧浓度极低或缺 氧的环境，因此百乐克工艺虽然有一定的脱氮效果，但要达到稳定的脱氮

38、效果尚有 一定难度。特别是 2002 年城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)中 控制了 TN 的排放标准，百乐克工艺脱氮效果的稳定性问题更应引起重视。 5）二沉池沉淀效果稳定性不理想 给水排水工程快速设手册中确定的平流沉淀池设计数据为： 池子的长 宽比以 35 为宜，大型沉淀池可考虑设导流墙； 池子的长深比一般采用 812； 一般按表面负荷计算，按水平流速校核，二沉池最大水平流速为 5 mrns。百乐克工艺采用平流沉淀池，受池体一体化合建的限制，生物池出水由二 沉池长边进入，二沉池的长宽比为 0.20.5，长深比为 35，表面负荷为 0.851.0 m3 /(m2 h)，

39、最大水平流速为 1.02.0 mms。可以看出，百乐克工艺 的平流沉淀池与常规平流沉淀池的设计参数相比，除表面负荷一致外，其长宽比、 长深比、最大水平流速均低于常规平流沉淀池的设计参数，特别是长宽比相差约 10 倍。百乐克沉淀池的弗罗德数远远小于传统平流沉淀池，说明其长端进水水流的稳 定性远低于传统平流沉淀池短端进水水流的稳定性。两池雷诺数基本相当，均为紊 流。百乐克工艺的沉淀池由长端进水，使水流在整个横断面上分布较不均匀，横向 速度分布不均比竖向速度分布不均更易引起沉淀效率及沉淀池容积利用率的降低。 另外百乐克工艺沉淀池沿池子长端刮吸泥，这将引起进水水流的紊流扩散与脉动， 也使得颗粒的沉淀受

40、到干扰。 为了方便直观比较我们对三种工艺的优缺点及经济性进行了综合比较，制成表为了方便直观比较我们对三种工艺的优缺点及经济性进行了综合比较，制成表 格。格。 表表 3-23-2 技术经济比对表技术经济比对表 名称名称A A2 2/O/O 工艺工艺氧化沟工艺氧化沟工艺百乐克工艺百乐克工艺 主要优点主要优点1、开展研究及应用实间较长，工艺 成熟，运行管理经验比较丰富，类型 多样。 2、同步实现脱氮除磷，厌氧，缺氧， 好氧分别在不同的池中进行，处理效 果良好。 3、采用鼓风曝气，有效水深可达 5- 8m。 4、污泥负荷及容积负荷相比较百乐 克工艺要高，因此水力停留时间小占 地较少。 1、采用机械曝气

41、池，无鼓风机房，管理操 作方便。 2、具有较好的脱氮效果，由于曝气器的设 置方式，在沟内形成交替的好氧和缺氧环 境，发生较高程度的硝化和反硝化。 3、耐冲击负荷能力强，易于适应多种进水 情况和出水水质要求。 4、通过改变曝气机的浸水深度，转速和开 停数量，可以调整从氧能力和电耗水平。 1、百乐克工艺主体曝气区采用土池结构，有效的 降低了工程造价。 2、耐冲击负荷强，污泥量少。 3、采用鼓风曝气，氧利用效率较高，运行费用低。 4、流程简单可靠，管理人员少，维修维护方便， 池底无固定设备，勿需排空维修。 主要缺点主要缺点1、设备较多1、因采用机械曝气，电耗较大,且曝气效 果通常不是很好。 2、受曝

42、气设备影响池深较浅，造成池体占 地面积大。 3、污泥负荷较低，造成工程土建投资较大。 1、占地面积较大。 2、布气不均匀现象，悬挂链使用寿命短，更换频 繁。 3、缺少沉砂、沉淀预处理步骤，栅渣量增多后续 生化负担加重。 4.需要二沉池进行固液分离。 4、多级 AO 法难以保证稳定的脱氮效果 5、二沉池沉淀效果稳定性不理想 投资费用投资费用一般高比较低 运行费用运行费用低高低 出水水质出水水质好最好一般 运行稳定性运行稳定性好好一般 国产化程度国产化程度国产部分进口进口 设备维修设备维修少少多 技术经济比选结论 通过以上的比较可以得出如下结论： 1）采用氧化沟工艺其出水水质及稳定性均较好，但其占

43、地面积最大，投资最 高，且对曝气设备的要求较高。 2）采用百乐克工艺投资最省，但占地面积也较大，由于工艺本身的工艺特点 决定了其出水水质相对于其他工艺较差，同时由于需要频繁的对悬挂链进行维修更 换因此其对于污水处理厂的连续稳定运行会造成一定的影响，对于一些对出水水质 要求不严格的企业和地区，百乐克工艺局有一定的适用性，但由于本工程对出水水 质要求较高，因此，选用百乐克工艺不太适用。 3）A2/O 工艺投资适中，占地面积最小，出水水质较好，适用范围广且运行稳 定。 综合技术和经济综合考虑，结合本工程特点，本方案推荐采用方案一，即 A2O 工艺作为工程的二级生物处理方案，方案二、方案三作为备选工艺

44、方案。 同时由于本工程隶属于工业园区污水处理厂范畴，为防止来水水质波动范围变 化影响到整个生物处理系统的稳定性，工艺设计时考虑在最不利条件下，在生物处 理工段人工投加活性炭粉，依靠其对有机污染物的吸附能力以消减水质波动对微生 物的冲击影响，确保整个水处理工艺的稳定运行。 活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历 史。70 年代开始用于工业废水处理。生产实践表明，活性炭对水中有机污染物具有 卓越的吸附性，它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良 好的吸附效果。一般情况下，对废水中以 BOD、COD 等综合指标表示的有机物，如 合成染料、表面性剂、酚类

45、、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等，都有独特的 去除能力。 因此，活性炭吸附是整个污水处理厂工艺处理系统正常运转的重要保障，其作 为备用工艺解决手段必不可少。 3.3.33.3.3 深度处理单元深度处理单元 由于出水水质要求较为严格，常规二级生物处理工艺无法完全满足本工程实际 需要，因此设计时考虑采用曝气生物滤池工艺作为本工程的深度处理单元。 曝气生物滤池（Biological Aerated Filter， BAF）是生物接触氧化法的一 种特殊形式，即在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料，以提供微生物膜生长 的载体，在滤料层下部提供曝气，空气与污水逆向或同向接触，污水中有机污染物 与填料

46、表面生物膜通过生化反应得到降解，填料同时起到物理过滤作用。曝气生物 滤池集吸附、氧化及过滤于一体，通过周期性反冲洗，使生物膜得以更新；氧的传 输效率高，供氧动力消耗小，处理效果好，尤其是对氨氮的处理效果明显，污泥量 少，出水悬浮物低，后续可不设沉淀池。 曝气生物滤池技术是一种新型污水处理技术，与其他二级生化处理技术相比， 具有容积负荷高，抗冲击负荷能力强、处理效果好，对碳源污染物和氮源污染物都 有良好的去除作用、占地面积小，处理流程简单、基建费用、运转费用节省及管理 简单，自动化程度高等优点。曝气生物滤池相关设备可实现全部微机控制，运行数 据和参数可在微机上显示，通过计算机程序，实现运转设备的

47、自动化控制，可称作 真正意义上的机电一体化污水处理设备，便于操作和管理。目前曝气生物滤池越来 越多的被应用到城市污水处理厂的深度处理工段上来。 同时，作为深度处理工艺，曝气生物滤池工艺与混凝沉淀过滤工艺相比除了具 有物理截流作用之外，还具有通过生物降解有机污染物的能力，可以保证其他各项 指标均能稳定达到出水水质要求。 曝气生物滤池的结构与普通快滤池基本相同，不同之处在于曝气生物滤池下部 或底部增加了曝气系统。根据水流方向其可分为上向流和下向流两种，早期的曝气 生物滤池多采用下向流，如 BIOCARBON。由于下向流曝气生物滤池的纳污效率不高、 易堵塞、运行周期短，因此现在多采用上向流方式（即采

48、用气水同向流） ，使布水、 布气更加均匀。同时，在水气上升过程中可把底部截留的 SS 带入滤池中上部，增 加了滤池的纳污能力，延长了工作周期。 3.3.43.3.4 消毒处理工段消毒处理工段 国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于 2002 年 12 月 24 日颁布的 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB189182002）中首次将微生物指标列为基 本控制指标，将粪大肠杆菌群列为基本控制项目。污水处理厂二沉池出水中含有大 量的粪大肠菌等有害细菌，需进行消毒灭除细菌后才能排入水体。尤其是 2002 年 11 月爆发的非典型肺炎，使人们认识到消毒的重要性。因此，污水处理厂的尾水消 毒已成为

49、防止疫情扩散的重要防线，其对预防和控制疾病的传播意义重大。2003 年 5 月 4 日，国家环境保护总局要求“城镇污水处理厂出水应结合实际采取加氯或 紫外线、臭氧等消毒灭菌处理，出水水质粪大肠菌群数小于 10000 个/L” 。由此可 见，污水处理厂尾水消毒的必要性和紧迫性。 污水消毒的方法大体可分为两大类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加 热、冷却、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消 毒，如氯、臭氧等多种氧化剂、某些金属离子及阳离子型表面活性剂等。目前在国 内污水处理工程中得到广泛应用的消毒方法主要有液氯消毒、二氧化氯消毒和紫外 线消毒技术，以下是几种消毒方式

50、的综述。 液氯消毒液氯消毒 在水溶液中，卤素是非常有效的消毒剂，其中，氯在污水消毒中应用最广泛。 氯溶于水，生成次氯酸，次氯酸可以快速进入细胞膜，破坏细胞组织，从而起到杀 菌消毒的作用。氯消毒自 1908 年问世以来，随着水质分析技术的不断完善和发展， 科学家们对液氯消毒在水处理上的应用重新进行了评估和研究，发现以下缺点：(1) 氯与水中的腐殖酸类物质反应形成致癌的卤代烃；(2)与酚类反应形成怪味的氯酚； (3)与水中氨反应形成消毒效率低的氯胺，排入水体对鱼类有危害；(4)长期使用会 引起某些微生物的抗曲线性。 二氧化氯消毒二氧化氯消毒 二氧化氯常温下是一种黄绿色到橙色的气体,有类似于氯气的气

51、味,在见光和受 热情况下易分解,通常是在使用之前,现场制备及时使用,二氧化氯的有效氯是氯气 的 2.63 倍,在水体杀菌消毒方面速度非常快、效果非常好,同时在除铁除锰和灭藻 方面效果也非常显著，适用于有机物污染和规模相对为中小型的水厂和污水厂。 紫外线消毒紫外线消毒 紫外线消毒技术是利用紫外线-C 波段破坏水体中各种病毒和细菌的 DNA 结构， 使其无法繁殖，达到去除水中致病菌体的目的。其优点是杀菌效率高（1 秒中以内） 、 广谱性好、无二次污染、运行安全、占地小、费用低、性能价格比高。目前在世界 各地已有 3000 多城市污水处理厂安装了使用了紫外线消毒系统，其中 95%以上的系 统采用了明渠式模块化紫外消毒系统，预计今后将成为取代传统化学消毒方法的主 流。(1) 无持续杀菌能力，消毒后的水如果遇到新的污染源，会再次被污染，需与 氯配合使用；(2) 浊度及水中悬浮物对紫外杀菌有较大影响，降低消毒效果