猪场污水系统方案交流.doc

污水处理工程设计方案
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广州环境工程有限公司
番禺真明丽电子有限公司 生活污水处理设计方案（450吨/天）
I
广州市番禺环境工程有限公司

单位：mg/L（pH除外）
水质指标
CODcr
BOD5
SS
NH4-N
TP
排放标准
≤400
慑色挎氦观网癣赢给雇汉匆捍韧般庐已游沏早悉充九镭赦尖拎裁泉驯惦币敦部灯茄拔潭放肤校丫胯顺卵宜益三滓畦建露踌塌诛范扎开斟登玉役女珊忆观讶棋芹肛茬观杰碰疽焙蜡彝革他度彻钦老擂木脑疆筛祸儒岳墅膏屁溺崭垒庶瓣工你板悟袖邀抨旧溺擒惧湛甸抗碘眠剐收赋靳咐绎乖府育钓颗列巢贫叫瞳共亭措缚垒立椰池品井谱火嘲陇色倾晴钎邪豹戊缅智牲滁湿地呸贼柱讲私蹭阔膜纹负胯吃余南辙孪啤跟跌俯呜闯朔仔娄父则戈坡盎里工颜度灾羽帆秒婶逸她斌脸氢锨侩憎戍建粳持婶睹搽旧滇媚仁夏禽炙上藩蘸琳轮喷偏警台惦铰衡荚挤蝶娩弟窄甩岭眷肿舵形耻恃牟春赶信沾老稠撒范罗猪场污水系统方案交流闪烈库耪田堆见耕霓源亥询课昧钓拣丁爷拓右辗诗宾番容恳脊镭募钓复另沤浇肠各文骸挎次幻拖拈碰腔仕慢兼叙奇启痹劳矽捌搁份蕊蛮昏仙添黎玛惭酚睹云匠播柏猿臭喉疚惑祈汁返颠包酉愤阮痰暮腋筒判鸵棉雷箍桌离脯睬堡糖叭皇钞注敖查青泌读萍候矢励茁柑搞卢目攻坪鹊坚卉赣墒光萌淡停隘顿性绰纪钒精霞衰掐蛛退丸感攻琢谴鼻础篱区藉疚箔圆桐晴驳菱窑劫蹈渺前趁夺申坤漫掣栓扦剪项淀灼的笼效拐增舱哎码剑紊融礁癌肇拌昂跨殴饺蛊我倦保昂窿毛苍幸背帚缔女雨逗贸瞒下栓涸羹侧叮货革眨汞乱邯壮愿焰味耪尖益何作商醚引评酵纸潞匙肠甥悼赠娩切殖午肺屿韧谨搜兰悍偿燃
单位：mg/L（pH除外）
水质指标
CODcr
BOD5
SS
NH4-N
TP
排放标准
≤400
≤150
≤200
≤80
≤8

1.1 设计原则
n 遵守和执行国家和地方的环保法规和政策。
n 采用技术先进可靠，占地省、出水水质稳定，效果好的处理工艺。
n 控制能耗。工艺设计和工程设计充分考虑运行费用，尽量采用重力流及各种低能耗工艺，降低运行能耗。
n 控制占地面积。因地制宜、合理规划布置、节约废水站占地面积。
n 设备材料：优选品质优良、性能价格比高、售后服务周到的先进设备和仪器，关键仪表设备选用合资或进口产品。尽可能选择造价低、节能省电、效率高的耐用设备。
n 自控程度高。电气自控元件采用国际知名厂家产品。
n 管道配置。适当放大废水废液管道设计直径，避免堵塞而停产疏通。
n 总图设计达到美观、合理，同时考虑绿化、道路，配备相应附属设施。
1.2 设计依据及执行规范、标准
n 《温氏集团广东华农温氏畜牧股份有限公司江英猪场污水处理系统招标文件》
n 《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月)
n 《中华人民共和国水污染防治法》(1984年5月1996年5月修正)
n 《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（2000年3月）
n 《建设项目环境保护设计规定》（1987年3月）
n 《畜禽养殖业污染物排放标准》 GB 18596-2001
n 《室外排水设计规范》 GB50014-2006
n 《室外给水设计规范》 GB50013-2006
n 《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003
n 《给水排水工程构筑物结构设计规范》 GB50069-2002
n 《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-1997)
n 《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001
n 《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002
n 《砌体结构设计规范》 GB50003-2001
n 《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002
n 《工业企业噪声控制设计规范》 GBJ87-85
n 《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001
n 《建筑设计防火规范》 GBJ16-87(2001修订版)
n 《建筑制图标准》 GB/T50104-2001
n 《房屋建筑制图统一标准》 GB/T50001-2001
n 《通用用电设备配电设计规范》 GB50055-93
n 《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94
n 《供配电系统设计规范》 GB50052-92
n 《10KV及以下变电所设计规范》 GB50053-94
n 《工业与民用供配电系统设计规范》 GB50052-95
n 《低压配电装置及线路设计规范》 GB50054-95
n 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50060-92
n 《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-93)
n 《工业企业照明设计标准》(GBJ50034-92)
n 《电力工程电缆设计规范》(GB50217-94)
n 《工业自动化仪表工程施工及检验规范》(GBJ93086)
n 《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)
1.3 工程范围
n 本工程设计及报价范围包括污水处理系统的整体设计、设备制造、土建施工（不包土方）、运输、装卸、就位、安装、调试、开车、培训、售后服务、站内控制室内的电源总配电柜以及所有设备管道、阀门、仪表、备品备件的供货等交钥匙工程。废水站以外的废水、水、电力输送暂不在本方案设计和报价范围之内。
n 本方案设计和报价界面为废水站调节池进水口始，至废水站清水池出水口止；车间至废水站及废水站至排放点的管道系统暂不在本方案设计和报价范围之内。
n 电力电缆的设计和报价界面为污水处理站的主电源柜接入端始，电源柜端之前的进线电缆由业主负责接入。
n 本工程所需自来水压力0.20MPa以上，动力电源380V由业主负责提供，并送至废水站指定位置。
n 最终工程范围以双方洽谈合同为准。
第一章 工艺流程选择
2.1 废水特征分析
n 根据对本项目废水产生来源及污染物的调查分析，该类废水水质特点是COD、BOD5、NH3-N、P、SS较高，是一种较高浓度的有机废水。由于BOD5/COD>0.3，可达到0.375，属于易生物降解，该类废水可生化性好，采用生化处理方法能达到理想的处理效果。
n 固液分离是猪场废水处理的基础。由于SS较高，故需要在生化前设置预处理工艺，去除大部分的猪粪，以降低后续处理的负荷。
n 因此主体处理工艺采用“固液分离预处理+生化处理”工艺，以确保各种污染因子的稳定达标。
n 有机废水处理技术发展时间比较长，已形成多种多样的处理技术和工艺路线，一般以去除有机物为主要目的。对于经过较高浓度的猪场废水处理，较为成熟的作法是采用厌氧—缺氧—好氧处理工艺(A2-O法)，能保证较高的COD去除率，而且有一定的脱氮除磷效果。
n 氨氮的去除是本项目的重点和难点。由于原水浓度氨氮高达700mg/L，考虑到常规一级缺氧—好氧还无法达到80mg/L的排放标准，故采用两级缺氧—好氧工艺，强化氨氮的去除效果。故本工程的生化处理工艺即采用“固液分离—厌氧—缺氧—好氧—沉淀池—缺氧—好氧—加药沉淀池—pH回调池—消毒池（改良型bardenpho工艺）”。
2.2 预处理工艺
n 该项目废水中，还有含有大量的猪粪和猪毛等悬浮物，为保证主工艺-生化系统的正常运行，需要对其进行预处理。废水预处理主要是为了去除悬浮物调节，废水水质水量等，以提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，因此预处理在废水处理中具有重要的地位。本工程预处理包括固液分离、初沉、水质水量调节等。
n 固液分离：
由于本废水中含有大量的猪粪和猪毛，这些物质会对水泵造成损害，同时对主体生化处理造成影响，因此在进入泵及主体构筑物之前采用斜筛网进行拦截
n 初沉池
进一步去除细小的悬浮物。
n 调节池
由于猪场废水排放具有间断性、多变性，因此要对废水水量进行调节，均衡水质，使其能够均匀进入后续处理单元，提高处理效果。
2.3 厌氧生物处理工艺
2.3.1 厌氧生物除磷的原理
n 生物除磷的反应过程如下：
1、厌氧区
发酵作用：在没有溶解氧和硝态氧存在的厌氧状态下，兼性细菌将溶解性BOD转化为VFAS（低分子发酵产物）；(BOD（Biochemical Oxygen Demand的简写）：生化需氧量或生化耗氧量(五日化学需氧量)，表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。)
生物贮磷菌（或称除磷菌）获得VFA：这些细菌吸收厌氧区产生的或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化成胞内碳能源存贮物（PHB/PHV），所需的能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，并导致磷酸盐的释放。
2、好氧区
磷的吸收：细菌以聚磷的形式存贮超出生长需求的磷量，通过PHB/PHV的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕积存贮，磷酸盐从液相去除；合成新的贮磷菌细胞，产生富磷污泥，在某些条件下，贮磷菌合成和存贮细胞内糖。
3、除磷系统
剩余污泥排放：通过剩余污泥排放，将磷从系统中除去。
n 好氧吸收磷的前提条件是混合液必须经过磷的厌氧释放，在有效释放过程中，磷的厌氧释放可使微生物的好氧吸磷能力大大提高。好氧吸磷速度的不同是由厌氧放磷速度不同引起的。厌氧段放磷速度大，磷释放量大，合成的PHB就多，那么在好氧段时由于分解PHB而合成的聚酸盐速度就较大，所以表现出来的好氧吸磷速度也就大；磷吸收对磷释放也有影响，磷吸收完成得越彻底、聚磷量越大，相应厌氧状态下磷的有效释放也越有保证。
2.3.2 厌氧工艺的优缺点
n 与废水的好氧生物处理工艺相比，废水的厌氧生物处理工艺具有以下主要优点：
（1）生物除磷。在污水生物除磷工艺中，通过厌氧段和好氧段的交替操作，利用活性污泥的超量磷吸收现象，使细胞含磷量相当高的细菌群体能在处理系统的基质竞争中取得优势，剩余污泥的含磷量可达到3%-7%，进入剩余污泥的总磷量增大，处理出水的磷浓度明显降低。
（2）能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）。因为厌氧生物处理工艺无需为微生物提供氧气，所以不需要鼓风曝气，减少了能耗，而且厌氧生物处理工艺在大量降低废水中的有机物的同时，还会产生大量的沼气，其中主要的有效成分是甲烷，是一种可以燃烧的气体，具有很高的利用价值，可以用于锅炉燃烧或发电；
（3）污泥产量很低。这是由于在厌氧生物处理过程中废水中的大部分有机污染物都所以可以说厌氧产气，好氧产泥，泥即系细菌来的，所以好氧中的细菌繁殖速度极快，也即物质守恒中，厌氧中变成气体走了，好氧中细菌合成，变成泥走了）
被用来产生沼气——甲烷和二氧化碳了，用于细胞合成的有机物相对来说要少得多；同时，厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，产酸菌的产率Y为0.15~0.34kgVSS/kg
COD，产甲烷菌的产率Y为0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的产率约为0.25~0.6kgVSS/kgCOD。（
（4）厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解；因此，对于某些含有难降解有机物的废水，利用厌氧工艺进行处理可以获得更好的处理效果，或者可以利用厌氧工艺作为预处理工艺，可以提高废水的可生化性，提高后续好氧处理工艺的处理效果。（所以厌氧工艺一般在好氧之前，预处理，见上处理P的原理）
n 与废水的好氧生物处理工艺相比，废水厌氧生物处理工艺也存在着以下的明显缺点：
（1）厌氧生物处理过程中所涉及到的生化反应过程较为复杂，因为厌氧消化过程是由多种不同性质、不同功能的厌氧微生物协同工作的一个连续的生化过程，不同种属间细菌的相互配合或平衡较难控制，因此在运行厌氧反应器的过程中需要很高的技术要求；
（2）厌氧微生物特别是其中的产甲烷细菌对温度、pH等环境因素非常敏感，也使得厌氧反应器的运行和应用受到很多限制和困难；
（3）虽然厌氧生物处理工艺在处理高浓度的工业废水时常常可以达到很高的处理效率，但其出水水质仍通常较差，一般需要利用好氧工艺进行进一步的处理。
（4）厌氧生物处理的气味较大。
n 我国当前的水体污染物还主要是有机污染物以及营养元素N、P的污染。目前的形势是：能源昂贵、土地价格剧增、剩余污泥的处理费用也越来越高，因此，厌氧工艺的突出优点是：① 能将有机污染物转变成沼气并加以利用；② 运行能耗低；③ 有机负荷高，占地面积少；④ 污泥产量少，剩余污泥处理费用低；等等。厌氧工艺的综合效益表现在环境、能源、生态三个方面。
2.3.3 厌氧过程的阶段
n 厌氧生物处理法按照厌氧程度分为酸化水解法和深度厌氧法。深度厌氧法将有机物分解为甲烷，分解有机物和去除有机物的程度和效果上均优于酸化水解法。
n 在废水的厌氧生物处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中，不同的微生物的代谢过程相互影响、制约，形成复杂的生态系统。有机物在废水中以悬浮物或胶体的形式存在，它们的厌氧降解过程可分为四个阶段：
（1）水解阶段，微生物利用酶将大分子切割成小分子；
（2）发酵（或酸化）阶段，小分子有机物被发酵菌利用，在细胞内转化为简单的化合物，这一阶段的主要产物有挥发酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨和硫化氢等；
（3）产乙酸阶段，此阶段中上一阶段的产物被进一步转化为乙酸等物质；
（4）产甲烷阶段，在此阶段产甲烷菌把乙酸、氢气、CO2等转化为甲烷。
n 上述四个阶段的进行，大分子有机物被转化为无机物，水质变好，同时微生物得到了生长。
n （大分子（酶）-------小分子（细胞内）---------挥发酸等--------乙酸（产甲烷菌）--------甲烷）
2.3.4 厌氧工艺的类型
n 厌氧技术具有处理能耗低、剩余污泥产生量少、对营养物需求低、可回收沼气等优点。到目前为止，厌氧生物处理技术已历经了三代的发展历程。
n 早期的厌氧氧化塘、普通厌氧消化池、厌氧接触工艺反应器等被称为第一代厌氧反应器。由于厌氧微生物生长缓慢，世代时间长，而厌氧消化池无法将水力停留时间和污泥停留时间分离，由此造成水力停留时间必须较长，一般来讲厌氧反应器处理废水的停留时间至少需要20 ~ 30天。早期的低负荷厌氧系统使人们认为厌氧系统的运行结果不理想是本质上不及好氧系统。以上这些特点使得人们对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大降低，而且此时利用活性污泥法或生物膜法处理城市污水已经十分成功。
n 当进入上世纪50、60年代，特别是70年代的中后期，相继出现了一批被称为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，从此厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理，真正成为一种可以与好氧生物处理工艺相提并论的废水生物处理工艺。这些被称为现代高速厌氧消化反应器的厌氧生物处理工艺又被统一称为“第二代厌氧生物反应器”，它们的主要特点有：① HRT大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率大大提高；② 主要包括：厌氧接触法、厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）反应器、厌氧流化床（AFB）、AAFEB、厌氧生物转盘（ARBC）和挡板式厌氧反应器等；③ HRT与SRT分离，SRT相对很长，HRT则可以较短，反应器内生物量很高。以上这些特点彻底改变了原来人们对厌氧生物过程的认识，因此其实际应用也越来越广泛。
n 在厌氧生物反应器中污泥和废水的混合是影响到去除效果地重要因素。合理的布水系统和反应器中液体表面上升流速、生产沼气的搅动等因素对污泥和废水的混合起着极其重要的作用。在UASB等第二代厌氧生物反应器中，处理中低浓度有机废水时，由于不可能产生大量沼气的搅动，反应器中的混合效果差，如果提高反应器的水力负荷来改善混合状态，又会出现污泥流失。所以，为了解决这一问题，20世纪90年代在国际上提出了以颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器、厌氧内循环（IC）反应器为代表的第三代厌氧生物反应器。
n 目前，应用得最广泛最成熟的主要有第二代反应器中的UASB、第三代反应器中的EGSB、IC。
2.3.5 厌氧工艺的比选
n 上流式厌氧污泥床（UASB）反应器主体分为上下两个区域，即反应区和气、液、固三相分离区。在下部的反应区内是沉淀性能良好的厌氧污泥床，废水通过池底布水系统进入反应器底部，向上流过厌氧污泥床，与厌氧污泥充分接触反应，在顶部三相分离器进行气、液、固三相分离。
n 颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器实际上是改进的UASB反应器，区别在于前者具有更高的液体上升流速，使整个颗粒污泥床处于膨胀状态。通过设计较大的高径比，同时采用出水循环，来提高反应器的上升流速，使颗粒污泥的膨胀流化，更好改善了泥水接触效果及传质效果。克服了UASB反应器所存在的在处理中低浓度废水时，因有机负荷较低，产气量少而存在的泥水混合不良、容积利用率低及处理效果波动大等问题。
n 厌氧内循环（IC）反应器可看作是由两个UASB 反应器上下叠加串联构成，高度可达16～25m，高径比一般为4～8。该工艺解决了UASB反应器所存在的在处理中的浓度的废水时，为利于污泥颗粒化而控制较高的上升流速以及在处理高浓度废水时因较高的负荷及大量产气所造成的污泥流失的问题。水力负荷和产气负荷为UASB的2～5倍。
n 几种厌氧处理工艺的比较：
厌氧工艺
指标
第二代
第三代厌氧反应器
UASB
IC
EGSB
容积负荷（kgCOD/m3·d）
5～10
15～35
10～25
占地面积
最大
小
较大
投资费用
最省
最贵
较贵
运行费用
较省
较贵
最贵
n 由以上数据可以看出，第三代反应器容积负荷比第二代反应器UASB高，具有更高的COD去处效率。但第三代反应器IC和EGSB过大的高径比必将导致其建设费用的提高，EGSB的高效能（即极短的HRT）是以强制的外循环所耗的大量的运行费用为代价的，而IC反应器独特的内循环则是以其比UASB更为复杂的结构为代价的。
n 所以，在本项目中厌氧工艺选用具有构造简单、施工简便、造价低，运行稳定等优点的上流式厌氧污泥床（UASB）工艺。
2.4 缺氧生物处理工艺
2.4.1 生物脱氮的原理
n 污水生物脱氮的基本原理是在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过缺氧条件下（溶解氧不存在或浓度很低）的反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮从水中除去。因此所有的生物脱氮工艺都包含缺氧段和好氧段池。（处理氮是先好氧，后缺氧，因为要生成硝酸盐，再变成氮气。与磷处理相反）
n 生物脱氮的反应过程是：
n 1、氨化与硝化
在未经处理的新鲜废水中，含氮化合物存在的主要形式有：
①有机氮：如蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物等；
②氨态氮（NH3、NH4+），一般以前者为主。
含氮化合物在微生物作用下，相继产生下列反应：
（1）氨化反应：有机氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、转化为氨态氮，这一过程称之为“氨化反应”。
（2）硝化反应：在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化，就此分两个阶段进行，首先在硝化菌的作用下，使氨（NH4）转化为亚硝酸氨，继之，亚硝酸氨在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝酸氨。
n 2、反硝化反应
反硝化反应是指硝酸氮（NO3-N）和亚硝酸氮（NO2-N）在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮（N2）的过程。
反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌的细菌。在厌氧菌（缺氧）条件下，以硝酸氮（NO3-N）为电子受体，以有机物（有机碳）为电子供体。在反硝化过程中，硝酸氮通过反硝化菌的代谢活动，可能有两种转化途径，一种途径是同化反硝化（合成），最终形成有机氮化合物，成为菌体的组成部分，另一种途径是异化反硝化（分解），最终产物是气态氮。
2.4.2 缺氧工艺控制条件
n 反硝化反应影响因素：
n 碳源进入缺氧池之废水中，BOD5/TN＞3~5，即认为碳源充足，本系统内碳源充足；
n pH在6.5~7.5为宜，原本项目废水满足要求；
n 水中溶解氧＜0.5mg/L；
n 适宜温度20～40℃；
n 硝化混合液回流率100～400%。
n 缺氧池回流入大量的曝气池的沉淀污泥，使缺氧池和好氧池组合为A-O工艺，具有较好的脱氮效果；(因先好氧好缺，污水味道是什么成份?)
n 在缺氧过程中溶解氧控制在0.5mg/L一下，兼性脱氮菌利用进水中的COD作为氢供给体，将好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气排入大气，同时利用厌氧生物处理反应过程中的产酸过程，把一些复杂的大分子稠环化合物分解成低分子有机物。
2.5 好氧生物处理工艺
n 经缺氧处理的出水含有较多的还原性物质和未充分降解的有机物，需要进一步的处理。好氧生物处理能让缺氧出水稳定的达到排放标准。
n 好氧生化处理根据微生物生存的状态一般可以分为活性污泥法和生物膜法(接触氧化)。根据本项目的实际情况设计将采用投药式活性污泥法，投药式活性污泥与传统的接触氧化法相比具有不可比拟的优点。传统接触氧化法的优点是运行管理较简单，但缺点是填料支架需定期停产维护，填料2～3年需要更换，不仅维护复杂、成本高，而且更换时需停产10天以上，更换后需重新培菌，其处理效果不如活性污泥法。
n 而在传统、投药、悬浮载体的活性污泥法的三种工艺中，投药、悬浮载体的活性污泥法是传统活性污泥法的改进工艺，基本上克服了传统活性污泥法工艺中较常出现污泥膨胀等运行障碍，悬浮载体活性污泥法属于开发改进的阶段工艺，悬浮载体的材料还未定型，成功运行的工程实例很少；而投药活性污泥法，即在活性污泥池中投加絮凝剂，除刺激污泥活性、提高污泥浓度、增加处理效果、克服污泥膨胀的作用外，还考虑了较高浓度的有机废水，在好氧生物处理达不到要求时，可通过化学絮凝作用提高处理效率。
n 投药式活性污泥法与接触氧化法优缺点对比表：
项 目
投药活性污泥法
接触氧化法
处理效果
效果好
较好
可恢复性
好，外源性接种，启动快，易修复
差，内源性接种，多任其自然，难修复
污泥膨胀
可能污泥膨胀，投加混凝剂可以控制污泥膨胀
无
污泥产量
稍多
较少
污泥回流
有，回流泵常开，自动切换
无
填料
无
有，填料支架防腐要求高
微生物的活性控制
通过排泥及外源性接种，控制微生物的活性
失去活性的微生物无法及时脱落，附着在在填料上，影响微生物更新
运行管理
简单
繁琐
维护检修
基本无检修
2～3年更换一次填料，维修费用很高，劳动强度很大
检修停产
基本无
更换填料时需停止生产20-30天，污水外排造成严重污染
投资
投资较低
投资较高
适用水量
适用于较大水量工程
适用于较小水量工程
n 所以，本设计好氧工艺选用效果好且运行稳定的“投药式活性污泥法”。
n 本设计中微生物生长所需的氧气由鼓风机供气，并采用氧利用率高、防堵塞的高效球冠型微孔曝气方式供氧，曝气头材质为ABS，膜片材质为进口三元乙丙橡胶（EPDM）。为好氧微生物的新陈代谢提供足够的氧气，同时搅拌污水，使污水与好氧微生物充分接触。
2.6 关于氨氮的强化处理
n 氨氮的去除是本项目的重点和难点。由于原水浓度氨氮高达700mg/L，考虑到常规一级缺氧—好氧还无法达到80mg/L的排放标准，故采用两级缺氧—好氧工艺，强化氨氮的去除效果。
2.7 化学除磷工艺
n 磷是藻类繁殖所需各种成分中的限制性因素之一，水体中磷含量的高低与水体富营养化程度有密切的关系。同时，对于引发水体富营养化而言，磷的作用远大于氮的作用，水体中磷的浓度达到一定数值时就可以引起水体的富营养化。因此，在污水处理中进行除磷是必要的。
n 污水中的磷可以通过化学和生物两种方法去除。生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于现阶段生物除磷工艺还无法保证出水总磷稳定达到排放标准的要求，所以常需要采用或辅助以化学除磷措施。
n 化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类（如磷酸盐）反应生成颗粒状、非溶解性的物质。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅是沉析反应，同时还发生着化学絮凝作用，即形成的细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的絮凝体。
n 为了生成非溶解性的磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙。许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物，但出于经济原因考虑，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐，这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。除金属盐药剂外，Ca(OH)2也用作沉析药剂，反应生成不溶于水的磷酸钙。
n 化学除磷工艺可按化学药剂的投加地点来分类，实际中常采用的有：前置除磷、同步除磷和后置除磷。
n 前置除磷：
前置除磷工艺的特点是化学药剂投加在沉砂池中、初沉池的进水渠（管）中、或者文丘里渠（利用涡流）中。其一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要。相应产生的沉析产物（大块状的絮凝体）在初沉池中通过沉淀被分离。如果生物段采用的是生物滤池，则不允许使用铁盐药剂，以防止对填料产生危害（产生黄锈）。
前置除磷工艺由于仅在现有工艺前端增加化学除磷措施，比较适合于现有污水处理厂的改建，通过这一工艺步骤不仅可以除磷，而且可以减少生物处理设施的负荷。常用的化学药剂主要是石灰和金属盐药剂。前置除磷后控制剩余磷酸盐的含量为1.5-2.5mg/L，完全能满足后续生物处理对磷的需要。
n 同步除磷：
同步除磷是目前使用最广泛的化学除磷工艺，在国外约占所有化学除磷工艺的50%。其工艺是将化学药剂投加在曝气池出水或二沉池进水中，个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠（管）中。目前已确定对于活性污泥法工艺和生物转盘工艺可采用同步化学除磷方法，但对于生物滤池工艺能否将药剂投加在二次沉淀池进水中尚值得探讨。
n 后置除磷：
后置除磷是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物处理相分离的设施中进行，因此也叫二段法工艺。一般将化学药剂投加到二沉池后的一个混合池中，并在其后设置絮凝池和沉淀池（或气浮池）。
对于要求不严的受纳水体，在后置除磷工艺中可采用铝盐或钙盐药剂，但必须对出水pH值加以控制。
n 三种除磷工艺的优缺点汇总见下表：

表 各种化学除磷工艺比较
工艺类型
优点
缺点
前置除磷工艺
1）能降低生物处理构筑物负荷，平衡负荷的波动变化，从而降低能耗；
2）与同步除磷相比，活性污泥中有机成分不会增加；
3）现有污水厂易于实施改造。
1）总污泥产量增加；
2）影响反硝化反应（底物分解过多）；
3）对改善污泥指数不利。
同步除磷工艺
1）通过污泥回流可以充分利用除磷药剂；
2）如果将药剂投加到曝气池中，可采用价格较便宜的二价铁盐药剂；
3）金属盐药剂会使活性污泥重量增加，从而可以避免污泥膨胀；
4）同步除磷设施的工程量较小。
1）采用同步除磷工艺会增加污泥产量；
2）采用酸性金属盐药剂会使pH值下降到最佳范围以下，对硝化反应不利；
3）硝酸盐污泥和剩余污泥混合在一起，回收磷酸盐较为困难，此外在厌氧状态下污泥中磷会再释放；
4）回流泵会破坏絮体，但可通过投加高分子絮凝助凝剂减轻这种危害。
后置除磷工艺
1）硝酸盐的沉淀与生物处理过程相分离，互不影响；
2）药剂投加可以按磷负荷的变化进行控制；
3）产生的磷酸盐污泥可以单独排放，并可以加以利用。
后置除磷工艺所需投资大、运行费用高，但当新建污水处理厂时，采用后置除磷工艺可以减小生物处理二沉池的尺寸。
n 从上表可以看出，本项目属新建污水厂，适合采用后置除磷工艺，除磷剂选用高效经济、广泛易得的铝盐或钙盐。
2.8 消毒处理
n 污水进过活性污泥法粪大肠杆菌只能除去90-95%。为了防止疾病的传播，污水（废水）一般经机械、生化二级处理后，仍需要进行消毒处理，常用的消毒处理方法有：加氯消毒，臭氧法消毒，次氯酸钠法、二氧化氯法消毒等。
n 加氯消毒：虽加氯消毒的消毒性好，早期用在大型的污水处理厂，且消毒投资较大，运行安全性较差，也会产生二次污染。
n 臭氧消毒：有非常强的氧化性，但存在投资大，运行费用高的缺点。
n 二氧化氯消毒：有很强的细菌灭活能力，但需要投资设备；
n 次氯酸钠消毒：投资少，运行安全，灭菌能力强，能达到持续消毒的目的。
n 本方案选用造价较低、运行安全、灭菌能力强的次氯酸钠消毒。
2.9 整体工艺选择
n 本项目废水总体上讲是一种高浓度的有机废水，处理主工艺采用生物法为主，再辅以预处理，可达到良好的处理效果，整体工艺流程如下：
预处理系统（固液分离+初沉池+调节池）—厌氧—缺氧—好氧—沉淀池—缺氧—好氧—加药除磷—沉淀池—pH回调池—消毒（改良型bardenpho工艺）
2.10 预计处理效果
n 水质处理预测效果：
项 目
处理单元
化学需氧量CODCr
生化需氧量BOD5
悬浮物
SS
氨氮
NH4-N
总磷
TP
粪大肠杆菌（个/100ml）
进水浓度
≤8000
≤3000
≤10000
≤700
≤400

预处理单元（固液分离+初沉池+调节池）
去 除 率
～30%
～10%
～90%
～30%
～10%

出水浓度
～5600
～2700
～1000
～490
～360

厌氧＋缺氧I+好氧I＋二沉
去 除 率
～70%
～80%
～90%
～60%
～60%

出水浓度
～1680
～540
～100
～196
～140

缺氧II+好氧II＋化学除磷＋物化沉淀
去 除 率
～80%
～80%
——
～60%
～95%

出水浓度
～336
～110
～100
～78
～6

消毒
出水浓度
～
～
～
～
～
≤1000
排放标准
≤400
≤150
≤200
≤80
≤8
≤1000
2.11 污泥处理
n 斜筛网拦截下来的悬浮物，经固液分离后直接外运，妥善处理。
n 厌氧池、活性污泥池排出的剩余污泥进入污泥池，经污泥泵送到污泥脱水机进行脱水，滤液回调节池，干泥至政府认可的安全的处置机构处置。
n 污泥处理系统包括污泥池及污泥泵、厢式脱水机等设施设备。
2.12 应急处理及节假日运作
n 应急处理：污水处理站遇到突发事故在系统不能运作的情况下，必须考虑原水旁路溢流或停止生产。一般重要设备都有备用，同时损坏的情况较少，但运行管理必须考虑易损件的备用。
n 节假日运作：采用好氧生物法，要维持生物的活性，必须考虑节假日的运作。一般节假日，废水排放量少或无，可间断开启鼓风机向接触氧化池供氧，保持微生物活性即可。

第二章 关于沼气利用
n 建议一：
本项目在厌氧段会有沼气产生，可以考虑综合利用，由业主认可实施。
由于源头进行了固液分离，污水浓度不算太高，且考虑到本工程水量不大，厌氧段产气量较小，从经济上考虑，本方案设计暂按沼气收集后高空排放的方法处理。
如需沼气利用，另外还需增加如下内容：
1、在厌氧池增加三相分离装置，收集沼气；
2、对收集的沼气进行脱硫、脱水预处理；
3、建设沼气储气罐；
4、建设沼气综合利用设备，如发电机等。
n 建议二：
由业主建设沼气池，沼气统一收集及利用。
n 以上内容暂不在本次方案设计及报价范围内，业主如有需要，我们可以另行设计报价。

第三章 工艺参数设计
4.1 集水池
n 集水池

设计规模：
300m3/d

结构型式：
地下式钢筋混凝土

停留时间：
~60min

规格尺寸：
6m2×3.0m

有效水深：
2.5m

数 量：
1座

n
配置设备及仪表

u
液位装置

功能：
自动控制废水提升泵的启停

型号：
电极

材质：
不锈钢

数量：
1套

u 集水池提升泵

功能：
提升废水至斜筛网

型式：
污泥泵

参数：
Q=16.3m3/h，H=17.8mH2O

功率：
1.5kW

厂家：
上海川源（台资）

数量：
2台，1用1备

4.2 斜筛网
n 斜筛网

设计规模：
15m3/h

结构型式：
0.3~0.5mm

数 量：
1台

4.3 初沉池
n 初沉池

设计规模：
300m3/d

结构型式：
地上式钢筋混凝土

沉淀形式：
竖流式

表面负荷：
0.5 m3/m2·h

规格尺寸：
25m2×4.5m

有效水深：
4.0m

数 量：
1座

n
配置设备及仪表

u 排泥泵

功能：
排除初沉池污泥

型式：
污泥泵

参数：
Q=10m3/h，H=10mH2O

功率：
0.75kW

厂家：
上海川源（台资）

数量：
2台，1用1备

4.4 调节池
n 调节池

设计规模：
300m3/d

结构型式：
地上式钢筋混凝土

停留时间：
~8h

有效容积：
100m3

规格尺寸：
25m2×4.5m

有效水深：
4.0m

搅拌形式：
提升泵水力反冲搅拌

数 量：
1座

n
配置设备及仪表

u
浮球液位计

功能：
自动控制废水提升泵的启停

型号：
KEY

厂家：
大连玛赫（中意合资）

数量：
1套

u 废水提升泵

功能：
提升废水至厌氧池

型式：
离心泵

参数：
Q=16.3m3/h，H=17.8mH2O

功率：
1.5kW

厂家：
上海川源（台资）

数量：
2台，1用1备（其中一台与集水池提升泵共用）

u
转子流量计

功能：
测量提升流量，安装在提升管路上

型式：
塑料转子式

数量：
1台

4.5 厌氧池（UASB）
n 厌氧池（UASB）

设计规模：
300m3/d

结构型式：
地上式钢筋混凝土

容积负荷：
~6.0kgCOD/m3·d

停留时间：
48h

有效容积：
600m3

规格尺寸：
120m2×5.5m

有效水深：
5.0m

数 量：
1座

n
配置设备及仪表

u 脉冲布水装置

功能：
采用脉冲布水，形成有效厌氧悬浮污泥床

参数：
15m3/h

材质：
钢制防腐

数量：
1套

u 三相分离斜板（业主自选，如不需回收沼气可不安装）

功能：
固液气三相分离，收集沼气

材质：
玻璃钢

数量：
120m2