汕头市某污水处理厂工程设计毕业设计.doc

汕头市东区污水处理厂工程设计1 选题背景1.1 课题来源题目来源：生产题目类型：设计1.2 课题目的及意义 随着国民经济的发展，我国环境问题日益突出，环境问题已经成为我国经济社会的发展的主要制约因素之一。伴随着一批批环保法规的出台，人们的环保意识也越来越强，一系列发生在我们身边的环境问题引起了人们的注意。淡水是人类生存和社会发展不可或缺和不可替代的宝贵资源，也是自然环境的重要组成部分。我国水资源总量2.8万亿,居世界第6位；我国人均水资源仅为世界人均水平的1/4，居世界第109位。而且，水资源在我国时空分布极不均匀，北方许多城市和地区缺水严重。由此可见，中国是世界上比较缺水的国家。 中国也是世界上污染比较严重的国家。自1985年以来，我国废水年排放总量一直维持在350亿-400亿左右。1997年废水排放量达到最高值416亿，其中工业废水排放量227亿，市政污水排放量189亿。资料统计显示，在我国七大河流流域中，普遍存在水质恶化的问题，其中淮河流域由于工业污染和城市污染导致水质在旱季极度恶化1。近20年来，淡水资源的日益短缺和水污染的日益加剧严重制约了人类社会和经济的可持续发展，严重威胁着人类的生存、生产与生活。首先，淡水资源数量的不断减少会导致全国各大城市居民生活用水和企业工业用水供给困难，农业灌溉出现紧缺，直接影响人民生活质量和国民经济发展。其次，淡水资源质量的下降，大量生活污水和工业废水未经处理排入湖泊、河流、水库，使其水质恶化。这引起了人们的关注和我国政府的高度重视，相继建立了各级环保机构，院校也陆续设置了环境工程专业，对污水处理技术进行研究。1984年建成的天津市纪庄子污水处理厂是我国第一座大型城市污水处理厂，它为我国城市综合污水处理厂的建设起到了示范作用，并为以后污水处理事业的大规模发展奠定了基础。至上世纪末和本世纪初，国家在污水处理方面取得的各项科研成果，使我国的污水处理技术水平大大提高，某些项目已达到国际先进水平，国外先进的污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到国内，在活性污泥法工艺应用的同时，A/O法、A2/O法、SBR法、CASS法、氧化沟法等处理工艺在污水处理工程建设中得到应用，一批大型城市污水处理厂相继建成并运行，我国污水处理事业发展到一个崭新的阶段。 1.3 国内研究状况及发展趋势目前我国新建及在建的城市污水处理厂所采用的工艺中，各种类型的活性污泥法仍为主流，占90以上，其余则为一级处理、强化一级处理、生物膜法及与其他处理工艺相结合的自然生态净化法等污水处理工艺技术5。 “七五”、“八五”、“九五”国家科技攻关课题的建立与完成，使我国在污水处理新技术、污水再生利用新技术、污泥处理新技术等方面都取得了可喜的科研成果，某些研究成果达到国际先进水平。同时，借助于外贷城市污水处理工程项目的建设，国外许多新技术、新工艺、新设备被引进到我国，AB法、氧化沟法、A/O工艺、A/A/O工艺、SBR法在我国城市污水处理厂中均得到应用。污水处理工艺技术由过去只注重去除有机物发展为具有除磷脱氮功能。国外一些先进、高效的污水处理专用设备也进入了我国污水处理行业市场，如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备与装置。 我国80年代以前建设的城市污水处理厂大部分采用普通曝气法活性污泥处理工艺，由于该工艺主要以去除BOD和SS为主要目标，对氮磷的去除率非常低。为了适应水环境及排放要求，一些污水处理厂正在进行改造，增加或强化脱氮和除磷功能。 AB法污水处理工艺于80年代初开始在我国应用于工程实践。由于其具有抗冲击负荷能力强、对pH值变化和有毒物质具有明显缓冲作用的特点，故主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大，特别是工业污水所占比例较高的城市污水处理厂。 目前氧化沟工艺是我国采用较多的污水处理工艺技术之一。应用较多的有奥贝尔氧化沟工艺，由我国自行设计、全套设备国产化，已有成功实例。DE型氧化沟和三沟式氧化沟在中高浓度的中小型城市污水处理中也有应用。采用卡罗塞尔氧化沟工艺的城市污水处理厂大部分为外贷项目。多种类型的SBR工艺在我国均有应用，如属第二代SBR工艺的ICEAS工艺，属第三代的CAST工艺、UNITANK工艺等。从国情出发，我国城市污水处理发展趋势：(1)氮、磷营养物质的去除仍为重点也是难点；(2)工业废水治理开始转向全过程控制；(3)单独分散处理转为城市污水集中处理；(4)水质控制指标越来越严；(5)由单纯工艺技术研究转向工艺、设备、工程的综合集成与产业化及经济、政策、标准的综合性研究；(6)污水再生利用提上日程；(7)中小城镇污水污染与治理问题开始受到重视。下面介绍一些国内外城市污水处理的各种工艺及其原理。1.3.1 城市污水处理技术的发展现状及趋势活性污泥法1.活性污泥法的基本工艺流程剩余活性污泥二次沉淀池废水曝气池初次沉淀池出水空气图 活性污泥工艺流程图2.活性污泥法的基本组成 曝气池：反应主体 二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。 回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。 剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。 供氧系统： 提供足够的溶解氧3.活性污泥法的分类及演化（1）传统推流式活性污泥法：主要优点：1) 处理效果好：BOD5的去除率可达90-95%；2) 对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。主要问题：1) 为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，因而池容较大，占地面积较大；2) 在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会浪费了动力费用；3) 对冲击负荷的适应性较弱。（2）完全混合活性污泥法 主要特点：a.可以方便地通过对F/M的调节，使反应器内的有机物降解反应控制在最佳状态；b.进水一进入曝气池，就立即被大量混合液所稀释，所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；c.适合于处理较高浓度的有机工业废水。 主要结构形式：a.合建式（曝气沉淀池）：b.分建式（3）阶段曝气活性污泥法又称分段进水活性污泥法或多点进水活性污泥法主要特点：a.废水沿池长分段注入曝气池，有机物负荷分布较均衡，改善了供养速率与需氧速率间的矛盾，有利于降低能耗；b.废水分段注入，提高了曝气池对冲击负荷的适应能力；（4）吸附再生活性污泥法又称生物吸附法或接触稳定法。主要特点是将活性污泥法对有机污染物降解的两个过程吸附、代谢稳定，分别在各自的反应器内进行。主要优点：a.废水与活性污泥在吸附池的接触时间较短，吸附池容积较小，再生池接纳的仅是浓度较高的回流污泥，因此，再生池的容积也较小。吸附池与再生池容积之和低于传统法曝气池的容积，基建费用较低；b.具有一定的承受冲击负荷的能力，当吸附池的活性污泥遭到破坏时，可由再生池的污泥予以补充。主要缺点：处理效果低于传统法，特别是对于溶解性有机物含量较高的废水，处理效果更差。（5）延时曝气活性污泥法完全氧化活性污泥法 主要特点：a.有机负荷率非常低，污泥持续处于内源代谢状态，剩余污泥少且稳定，勿需再进行处理；b.处理出水出水水质稳定性较好，对废水冲击负荷有较强的适应性；c.在某些情况下，可以不设初次沉淀池。 主要缺点：池容大、曝气时间长，建设费用和运行费用都较高，而且占地大；一般适用于处理水质要求高的小型城镇污水和工业污水，水量一般在1000m3/d以下。（6）纯氧曝气活性污泥法 主要特点：a.纯氧中氧的分压比空气约高5倍，纯氧曝气可大大提高氧的转移效率；b.氧的转移率可提高到8090%，而一般的鼓风曝气仅为10%左右；c.可使曝气池内活性污泥浓度高达40007000mg/L，能够大大提高曝气池的容积负荷；d.剩余污泥产量少，SVI值也低，一般无污泥膨胀之虑。（7）浅层低压曝气法 理论基础：只有在气泡形成和破碎的瞬间，氧的转移率最高，因此，没有必要延长气泡在水中的上升距离； 其曝气装置一般安装在水下0.80.9米处，因此可以采用风压在1米以下的低压风机，动力效率较高，可达1.802.60kgO2/KW.h； 其氧转移率较低，一般只有2.5%； 池中设有导流板，可使混合液呈循环流动状态。（8）深水曝气活性污泥法 主要特点：a.曝气池水深在78m以上，b.由于水压较大，洋的转移率可以提高，相应也能加快有机物的降解速率；c.占地面积较小。 一般有两种形式：a.深水中层曝气法：b.深水深层曝气法：（9）AB法(AdsorptionBiooxidation)AB法是吸附生物降解法（Absorption Bio-degradation）的简称，是原联邦德国亚深工业大学宾克（Bohnke）教授于20世纪70年代中期所开发的一种新工艺。该工艺不设初沉池，由污泥负荷率很高的A段和污泥负荷率较低的B段二级活性污泥系统串联组成并分别有独立的污泥回流系统。AB工艺可不设初沉池，曝气池的体积较小，基建费用相应降低污泥不易膨胀，达到一定的脱氮除磷效果。常用AB工艺，BOD5去除率为90%以上，TP去除率约为50-70%，TN的去除率约为30-40%，但不能达到防止水体富营养化的排放标准。AB工艺比普通活性污泥法的基建费用降低约15%-20%，运行费用降低约10%-15%，特别有利于污水厂的分期分级建设。但该工艺的产泥量增加20%，故增加了污泥处理处置的费用，同时运行管理较复杂。该工艺适合于进水浓度高的城市污水处理厂。具有很强的抗冲击能力，但污泥产生量较多。（10）SBR法(Sequencing Batch Reactor)序批式活性污泥法（SBRSequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的CuLwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。 由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。 间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEASIntermittent CycLic Extended System）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。 （11）A/A/O法(AnaerobicAnoxicOxic) 由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧缺氧好氧组 成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。 二是脱氮，缺氧段要控制DO12.5)，BOD/TKN为1.53.5，COD/TP为3060，BOD/TP为1640(一般应20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O 工艺。粗格栅集水池提升泵房细格栅曝气沉砂池巴氏计量槽接触消毒池污泥浓缩池污泥调节池格栅打包机格栅打包机砂水分离机厌氧缺氧好氧二沉池污泥脱水机房渣包外运进水出水回流污泥砂外运剩余污泥泥饼外运回流有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田，可将脱氮除磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。图2 A2/O法工艺流程图（12）氧化沟法氧化沟（oxidation ditch） 又称循环曝气池，是一种改良的活性污泥法，其曝气池呈封闭的渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动。氧化沟的水力停留时间和污泥龄较长，有机负荷很低0.050.15kgBOD5/（kgMLSSd），实质上相当于延时曝气活性污泥系统。氧化沟的出水质好，一般情况下，BOD5去除率可达到 95%99%，脱氮率可达到90%，除磷效率在50%左右，如在处理过程中，适量的投加铁盐，则除磷效率可达到95%。目前常用于生物脱氮的氧化沟工艺主要有卡鲁塞尔式和三沟交替工作式。本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟式,表面曝气采用转刷曝气,水深一般在2.53.5m,转刷动力效率1.61.8kgO2/(KWh)。 奥式(OrbaL)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.04.5m,动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用 。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系 统的城市污水处理尤为适用。卡鲁塞尔(CarrouseL)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和 曝气池。T型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如 在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率达2.53.0 kgO2/(KWh)。粗格栅和提升泵房细格栅曝气沉砂池氧化沟沉淀池污泥浓缩池污泥脱水机房污泥外运出水接触池城市污水沉砂外运渣去城市处理厂图3 氧化沟工艺流程图（13）UNITANK工艺 UNITANK工艺和类似的TCBS工艺、MSBR工艺一样，都是SBR法新的变型和发展。它集“序批法”、“普通曝气池法”及“三沟式氧化沟法”的优点，克服了“序批法”间歇进水、“三沟式氧化沟法”占地面积大、“普通曝气池法”设备多的缺点。 典型的UNITANK工艺是三个水池，三池之间水力连通，每池都设有曝气系统，外侧的两池设有出水堰及污泥排放口，它们交替作为曝气池和沉淀池。污水可以进入三池中的任意一个， 采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各池处在好氧、缺氧及厌氧状态，以完 成有机物和氮磷的去除。 UNITANK工艺由比利时Seghers公司首先建在我国的澳门特区，处理水量14104m3/d(不下雨时平均处理水量为7104m3/d)，池型封闭，设计采用的容积负荷为0.58kgBOD/(m3d)，总的反应池体积为46800m3，曝气池水力停留时间为8h，出水的BOD5、SS20mg/L。 这类一体化工艺是传统活性污泥工艺的变形，可以采用活性污泥工艺的设计方法对不同的污染物加以去除，如考虑硝化，其负荷一般在0.050.10 kgBOD5/(kgMLSSd)，硝化率视污水温度而异。而要求污泥稳定化，其污泥负荷和污泥龄要远远超过硝化时的数值。 容积利用率低是此类一体化工艺共同的主要问题，就是说在一个较长停留时间的曝气系统内,有50%左右的池容用于沉淀。 UNITANK工艺的成功与否有赖于系统采用稳定可靠的仪表及设备，因此引进技术，消化、吸 收和开发先进的自控系统是应用此工艺的关键问题。一般认为，UNITANK工艺不太适生物滤池法（1）生物滤池法工艺流程初沉池生物滤池 池二沉池出水回流出水进水剩余污泥图4 生物滤池的基本流程（2）生物滤池法工艺原理含有污染物的废水从上而下从长有丰富生物膜的滤料的空隙间流过，与生物膜中的微生物充分接触，其中的有机污染物被微生物吸附并进一步降解，使得废水得以净化；主要的净化功能是依靠滤料表面的生物膜对废水中有机物的吸附氧化作用。（3）生物滤池法的基本组成生物滤池一般主要由滤床(池体与滤料)、布水装置和排水系统等三部分组成，下面将分别予以说明。池体在20世纪30、40年代以前，生物滤池的池体多为方形或矩形；在出现了旋转布水器之后，则大多数的生物滤池均采用圆形池体，主要是便于运行；高负荷生物滤池通常是圆形；池壁可有孔洞或不带孔洞的两种：有孔洞的池壁有利于滤料的内部通风，但在冬季易受低气温的影响；一般要求池壁高于滤料0.5m；在寒冷地区，有时需要考虑防冻、采暖、或防蝇等措施。滤料生物滤池中的滤料是生物膜赖以生长的载体，其主要特性有： 大的表面积，有利于微生物的附着； 能使废水以液膜状均匀分布于其表面； 有足够大的孔隙率，使脱落的生物膜能随水流到池底，同时保证良好的通风； 适合于生物膜的形成与粘附，且应该既不被微生物分解，又不抑制微生物的生长； 有较好的机械强度，不易变形和破碎。布水装置布水装置的目的是将废水均匀地喷洒在滤料上；主要有两种：固定式布水装置、旋转式布水装置；普通生物滤池多采用固定式布水装置；高负荷生物滤池和塔式生物滤池则常用旋转布水装置排水系统排水系统处于滤床的底部，其作用是收集、排出处理后的废水和保证良好的通风；一般由渗水顶板、集水沟和排水渠所组成；渗水顶板用于支撑滤料，其排水孔的总面积应不小于滤池表面积的20%；渗水顶板的下底与池底之间的净空高度一般应在0.6m以上，以利通风，一般在出水区的四周池壁均匀布置进风孔。（4）生物滤池法的分类及演化1普通生物滤池 工作层填料的粒径为2540mm，厚度为1.31.8m；承托层填料的粒径为70100mm，厚度为0.2m。 在正常气温条件下，处理城市废水时，表面水力负荷为13 m3/m2.d，BOD5容积负荷为0.150.30kgBOD5/m3.d，BOD5的去除率一般为8595%； 池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的1%； 滤池数不应小于2座。2高负荷生物滤池 以碎石为滤料时，工作层滤料的粒径应为4070mm，厚度不大于1.8m，承托层的粒径为70100mm，厚度为0.2m；当以塑料为滤料时，滤床高度可达4m； 正常气温下，处理城市废水时，表面水力负荷为1030 m3/m2.d，BOD5容积负荷不大于1.2kgBOD5/m3.d，单级滤池的BOD5的去除率一般为7585%；两级串联时，BOD5的去除率一般为9095%； 进水BOD5大于200mg/L时，应采取回流措施； 池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的2%； 滤池数不应小于2座。3塔式生物滤池 一般常用塑料滤料，滤池总高度为812m，也可更高；每层滤料的厚度不应大于2.5m，径高比为1：68； 容积负荷为1.03.0kgBOD5/m3.d，表面水力负荷为80200 m3/m2.d，BOD5的去除率一般为6585%； 自然通风时，塔滤四周通风口的面积不应小于滤池横截面积的7.510%；机械通风时，风机容量一般按气水比为100150：1来设计； 塔滤数不应小于2座。3曝气生物滤池 曝气生物滤池实质上是常说的生物接触氧化池，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填 (滤)料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起 源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。由于选用的填料 不同，以及是否有脱氮要求，设计的工艺参数是不同的,如要求处理出水BOD5、SS20mg/L,去除BOD5达90%以上的工艺，其容积负荷为0.73.0 kgBOD5/(m3d)，水力停留时间12h；以硝化(90%以上)为主的工艺，其容积负荷为0.52.0kgBOD5/(m3d)，水力停留时间23h。1.3.2 城市污水处理设备的发展现状及趋势目前，我国生产的水污染治理设备大约有110个类别，5000余个品种。其主导产品主要有城市污水处理机械设备与生活污不处理成套装置、各种用于工业废水处理的分离设备、过滤设备、化学氧化与消毒设备、生物处理设备以及用于工业供水处理和特种工业用水处理设备等。从目前我国市场情况来看，普通型水污染治理设备的生产能力已大于国内市场需求，少量高技术含量产品国内尚不能生产。另外，随着国家对中水的重视，各类中水处理设备的需求也将提高。 （1）对于城市污水处理设备：为了贯彻加强集中治理的原则，近几年已有大量投资用于建设城市污水处理厂，将来处理能力在550万m3/d的城市污水处理设备将有较大的市场空间，并重点发展成套化、自动化和节能设备。在城市污水处理中，除了传统的以普曝为代表的活性污泥法外，根据市场需要，要发展氧化沟活性污泥法、A2/O活性污泥法、SBR活性污泥法、AB活性污泥法的技术及相应的设备。另外将来对旋流式除砂设备、螺旋式砂水分离器、螺旋输送器、各种曝气装置、自动溶剂投加装置等设备的需求量也较大。 （2）在污泥处置中，要结合不同处理规模，提出不同的污泥处理和处置的技术和装备，如开发污泥浓缩脱水一体化设备。有的污泥要消化，有的沼气要利用，都涉及大量的设备和仪表。1.3.3 污泥处理与处置技术的现状及发展趋势随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水厂的污泥产生量将有较大的增长，由此引起的二次污染问题已不容忽视。因此如何合理地处理、处置污泥，已成为城市污水厂和相关部门必需引起重视的问题。例如上海正在建设的竹园和白龙港两个大型污水处理厂，每天将产生约700t干污泥或2000m3脱水后含水率为65的污泥。即每年产生255500t干污泥或含水率65的污泥730000m3。如何处置这么大量的污泥，这是许多大城市都将面临的问题。国内外污泥处理与处置的方法很多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(多为农用)、填埋及焚烧等，或用其中几个方法组合处置。应该说，对污水厂污泥的处理和处置，我们与先进国家相比，差距较大。 城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，含有大量的有机物、重金属以及致病菌和病原菌等，不加处理任意排放，会对环境造成严重的污染。对污泥处理总的要求是稳定化、无害化和减量化。 1、污泥的处理 污泥稳定处理有好氧稳定和厌氧稳定，好氧稳定有很多优点，但能耗很高，只有当污泥量较少时才采用。污泥厌氧稳定处理通常采用中温(35)厌氧消化方法。国内已有十几座大型污水处理厂采用此方法，污泥经消化后，有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，污泥消化过程中还产生大量沼气(消化降解1kgCOD可产生350L沼气)可以回收利用。 但由于消化装置工艺复杂，一次性投资大，运行有难度。污泥厌氧消化和沼气利用装置费用，约占污水处理厂投资和运行费的30左右，而且大多需进口技术和设备。从调查已建消化池的实际运行看，只有少数达到预期的效果。有管理、设计问题，亦有沼气利用的经济性和安全性问题。比较好的如天津市东郊污水处理厂，该厂设计规模为处理城市污水40万m3/d，污泥日产2460m3(含水率96)，产生沼气13300m3，供4台248KW发电机发电，日可发电27000度，并与市电并网。 污泥的稳定问题，除了采取污泥厌氧消化外，还应结合污水处理工艺中考虑少产生污泥和稳定泥质的方案。例如污水处理工艺设计中采用延长污水曝气时间，减少污泥的产量；设计参数中增加污泥泥龄(如泥龄20天以上)，尽量使污泥趋向稳定的污水处理工艺。对中小型污水处理厂来说，采用带有延时曝气功能处理工艺(如氧化沟等处理工艺)是可取的。有的污水处理工艺投资低(如AB法的A段)，而污泥量较多，增加了污泥的处理成本。故应当把污水处理和污泥处理统一考虑，一并计算投资和运行费用。 污泥的稳定并不等于污泥无害，用于农田还需要符合国家标准中关于污泥农用时污染物控制标准限值。见下表。其中对镉、汞、砷、苯并芘、多氯联苯的要求是比较高的，应该通过严格控制工业废水源头的排放，来控制污泥的性质。 国外在污泥稳定方面，除了用生物法(包括中温消化、高温消化及利用微生物和某些添加剂)外，还采用了化学法，有的将脱水后的污泥加盐酸调pH值至23，反应60分钟再加硝酸钠；有的对脱水污泥添加石灰。后者在欧洲应用较多。 2、污泥的处置 （1）制复合肥 按我国目前的经济条件，对多数污水厂(特别是大量小型污水厂)来说，污泥用于农田是比较可行和现实的方案。污泥中的氮、磷、钾和微量元素，对农作物有增产作用；污泥中的有机质、腐殖质是良好的土壤改良剂。污泥经适当浓缩、脱水后运至市郊或邻近省份作为农肥，是许多污水厂采用的方法。但农田施肥有季节性，不需要泥肥时，污水厂会泥满为患，影响正常运行。于是一些污水厂支付费用，让农民把污泥拉走，而不问其去向，这会造成二次污染。 北京市环境科学研究院和北京市农业科学院合作，对北京市密云县污水处理厂的污泥，通过堆肥加工成复合肥，进行了用于农田的试验。该厂每天处理15000m3城镇污水，污泥产量56t/d(含水率80)，由于采用酸化好氧污水处理工艺，污泥质量不错。添加一定数量的N、P、K做成复合肥，并直接造粒为污泥颗粒肥。通过在北京市大兴县庞各庄冬小麦田试验以及在温室内进行的油菜和玉米苗期盆栽施肥试验，均取得可喜的结果。由于是制成颗粒状污泥肥料，便于运输和贮存。 （2）卫生填埋 上海市对污水厂的污泥处置提出“处理一点，填埋一点，利用一点”的原则，上海市水务局正组织对污泥处理、处置和利用的专题研究，提出污泥用作农田、卫生填埋和污泥焚烧点的布局和具体的分期实施方案，防止产生二次污染。这无疑是正确的举措。 上海白龙港大型污水厂，正在按卫生填埋要求建设污泥填埋场，根据污泥性质、含水率及力学特性等因素进行设计。填埋厂使用期为七年，填埋场底部设有盲管将渗滤液再回到污水厂处理。此法占地大，运行工作量大，遇雨季污泥更难以压实，到使用期限后仍需另选场址。对大型污水厂采用污泥卫生填埋，是不得已的权宜之计。卫生填埋场的造价不低，国外对卫生填埋场还要有沼气安全收集系统，对分层复盖的泥土和排水、绿化有专门的要求。鉴于地价上升和填埋场有臭味，近几年来，无论欧盟国家或美国、日本，污泥卫生填埋的比例越来越小，美国已有的填埋场还将逐步关闭。 有些城市(如成都市)拟将污水厂污泥运至城市垃圾填埋场一并处置，这存在两个实际问题：一是管理体制上的问题。垃圾的中转站和填埋场的布点、设计和投资，属环卫局管理，而污水厂的污泥属市政系统管理，设计垃圾填埋场使用年限和布点距离未考虑接纳污水厂污泥；二是脱水污泥含水率过高。运往垃圾填埋场的污泥，要求含水率不大于30，而目前污水厂的脱水污泥含水率在7080，这类污泥不易碾压填埋，除非将污泥作适当干化或加石灰、絮凝剂处理。无论作何种填埋，污泥宜采取高干度脱水方案。 1.3.4 我国城市污水处理的管理体制与政策法规(一) 管理体制我国城市水环境污染控制体制是依据国务院各部门分工和城市规划法、水法、环境保护法、水污染防治法的规定，采取分级和分部门管理体制，即中央、省、自治区、直辖市和县、镇三级分设行政主管部门；城市的独立工矿企业单位的水污染处理设施由各自行政部门管理，但业务、技术上受同级城市环保、建设部门的指导。相关部门责任如下：（1）环境保护部门负责审查。直接或者间接向水体排放污染物的新建、扩建、改建项目和其他设施，应遵守国家有关建设项目环保管理规定；建设项目环境影响报告书应对建设项目可能产生的水污染和对生态环境的影响做出评价，规定防治的措施，经环保和建设主管部门审查批准方可进行设计和施工。其防治水污染的设施，必须与主体工程“三同时”。企事业单位应按规定申报有关防治水污染方面的资料，并保持正常使用，达标排放。（2）建设部负责建设行政管理。其主要职责是：指导全国城市建设；研究拟定城市市政公用、环境卫生和园林风景事业的发展战略、中长期规划、改革措施、规章；指导城市供水节水和排水工作；指导城市规划区内地下水的开发利用与保护等；会同国家发展计划管理部门审批重大城市市政工程和公用工程等建设项目。有关供水的水资源调配、水污染防护和治理、饮水卫生与健康，则分别由水利部、国家环保总局和卫生部协同管理。（3）水利部门按照国家资源与环境保护的有关法律法规和标准，组织水功能区的划分和向饮用水源区等水域排污的控制，监测江河湖库的水质，审定水域纳污能力，提出限制排污总量的意见。（二）政策法规1991年制定了城市排水当前产业政策实施办法，规定城市排水的发展要“以国家当前产业政策为导向，加快城市公共排水设施建设的速度，逐步建立起与城市发展相协调的城市排水体系”，“城市排水应统一规划，纳入国家和各级人民政府的建设规划，与城市建设协调发展”的基本原则及排污单位应执行“节水、减污、净化、再用”的技术政策，同时对发展序列、保障政策和实施措施等也做了明确规定。为推动产业发展，实施颁发了关于加快城市污水集中处理工程建设的若干规定。为确保排水设施安全正常运行，进一步控制超标污水进入排水设施造成人员伤亡事故和排水设施的损坏，制定了相应运行管理标准和城市排水许可管理办法、城市污水水质检验方法标准、城市排水监测工作管理规定，同时为加大对污水的监测力度，建立了国家城市排水监测网，并对监测网的成员单位进行了国家级城市排水监测计量认证。中华人民共和国水污染防治法要求建设、完善城市排水管网和污水处理设施，建立建设项目的环境影响评价及报告制度、排污收费制度。全国开始征收排污费和城市排水设施有偿使用费，明确要求城市排水设施有偿使用费做到专款专用于排水设施的维修养护、运行和建设。关于防治水污染技术政策的规定和水污染防治法实施细则等文件中规定，除少数大型企业或远离城镇的企业，可自行处理达标利用或排放外，其他能排入城市排水管网的，应由以企业单独治理为主逐步过渡到以城市汇水区为单元、区域综合治理为主。与城市污水处理相关的现行法律法规及政策如下：1、中华人民共和国水法(1988年1月)2、中华人民共和国水污染防治法(1984年5月)3、中华人民共和国水污染防治法实施细则(2000年3月)4、中华人民共和国环境保护法(1989年12月)5、中华人民共和国环境污染防治法(2000年3月)6、城市污水处理及污染防治技术政策(2000年5月)7、建设项目环境保护管理条例(1998年4月)8、饮用水水源保护区污染防治管理规定(1989年7月)9、城市排水许可管理办法(1994年)10、污水处理设施环境保护监督管理办法(1988年5月)11、城市供水价格管理办法(1998年9月)12、关于加大污水处理费征收力度建立城市污水排放和集中处理良性运行机制的通知(1999年9月)1.4 国外研究状况及发展趋势1.4.1 城市污水与工业废水处理厂的分合1城市污水厂过去提倡建大厂,如纽约污水处理厂的处理能力为610万m3/d,伦敦为420万m3/d,莫斯科为380万m3/d,东京127万m3/d,巴黎120万m3/d.大厂污水的水质水量波动小,而且可以配备较高级的设备、技术、管理人员,提高出水水质,降低处理成本,但投资大,上马慢。现在许多发达国家的人们,下班后多居住在市区外分散的别墅,我国新兴的乡镇企业及小城镇星罗棋布,针对这种形势,专家又主张多建小厂。看来不应拘泥一格,应因地制宜定大小05。2工业废水处理厂20世纪70年代以来,我国环保机构对工业废水处理给予很大重视和优待,各工厂都纷纷建起独立的厂属废水处理厂(站)。这往往在技术、经济上都不尽合理。应在选厂时,不忘比选下列两种形式:a.合并处理,即邻近厂的污水,合并于一个处理厂进行处理;b.联合处理,即工业废水在厂内对特殊污染物作必要处理后,排入城市污水厂与城市污水一道联合处理。1.4.2 多功能处理工艺和设备的开发为了迎合复杂水质的多种处理要求,近年出现了一种新的趋势,即力求扩展传统处理工艺设备的功能或开发新的多功能水处理器。这在经济、占地管理等方面无疑是有其优越性的。下面略举几例。1 SBR工艺181516SBR(SequencingBatchReactor)即序批式反应器。在自动控制下,使同一个池子在不同的时间内依次完成集水、曝气、生化、沉淀、溢流等多种功能。近年国内外发展很快。2 多功能生物处理工艺1)扩展好氧生物处理功能。在去除BOD和进行硝化这类传统功能之外,也设法去除重金属及氰化物这类无机有毒物质。其机理主要包括:生物絮团对可沉淀金属的裹挟作用,这与水的pH值及絮团大小有关;可溶性金属与细菌胞外酶结合。这与泥龄及有机负荷率有关;可溶性金属集聚于微生物细胞内;对氰化物的生物降解及挥发。2)好氧与厌氧相结合。出现了具有除磷和脱氮工能的AO法及A2O法等。3)活性污泥法与生物膜法相融合。出现了接触氧化法,好氧及厌氧生物转盘、流化床等。4)生物处理与物理化学处理相结合。出现了各种加料生物法,如生化-混凝,生化-过滤,吸附-生化(生物炭床、PACT法),O3-生化等等,以提高处理效率、扩展处理功能除磷,去除重金属,去除微量有机物,去除多氯联苯等有毒物质等。5)生物选择器的加入。当用完全混合活性污泥法处理容易降解的废水时,往往引起污泥膨胀,为此,在曝气池前增加一个“生物选择器”,将二沉池污泥回流其中,并使之保持厌氧或缺氧状态,使丝状菌难以生存,使后续处理不再产生污泥膨胀的困扰。3 多功能电化学反应器4 处理与利用相结合例如山西针织厂印染车间排出的废水,pH达1011,先将其利用于锅炉消烟除尘,避免了设备腐蚀、节约了清水,其间因与CO2,SO2等酸性气体结合,废水pH