某污水厂可行性研究投标书.docx

xx市xx污水处理厂及配套管网收集系统一期工程设计项目投标文件 第一篇 工程可行行研究大纲
对招标文件的响应及特点
一、我公司完全实质性响应招标文件的全部要求。
二、我公司在该项目的实施中计划采用如下措施，有利于提高工程的技术水平及经济效益，保障水质出水稳定。
1)对进水水质进行全面检测，进一步分析各类水质指标。
2)根据水质结果优化曝气、沉淀、过滤参数，保障出水水质安全，达标排放。
3)优化管网收集系统及高程设计，降低工程投资。
4）优化污泥处理系统，实现滤池反冲水与沉淀池排泥水的分别处理，降低自用水量。
5）污泥处理采用机械干化方式，污泥干化后外运，渗滤液进行循环处理后再用。
6）设置完善的监测及自动控制系统，实现科学高效管理。
7）选用经济适用、应用成熟、性能稳定的国际先进设备，水泵效率高于85%。
三、项目设计方案内容全面、科学合理，为整体的安全可靠运行提供保障。
四、工程所涉及的各专业均进行了详细的方案设计，提出了高质量、超过方案设计阶段深度的图纸。
五、根据本项目的特点，结合本公司完善的质保体系，配备专业水平高、责任心强的项目管理团队。
六、我公司高度重视本工程，为本工程配备了专业技术水平高、具有相似工程经历、工作作风严谨的高级工程师担任项目经理。
七、在工程设计、施工、调试等各阶段本公司将全力配合业主工作，这也是我公司的一贯作风，多次获得业主好评。

第一篇 工程可行性研究大纲
1.针对项目特点及难点分析
1.1项目的特点
本工程为xx市xx污水处理厂及配套管网收集系统一期工程，根据项目性质及用地条件，本项目设计有如下特点：
（1）xx镇重点投资项目
本工程是为达到《xx市xx镇总体规划（2007~2020）》及《东莞市创建国家环保模范城市规划》提出的“建设镇域污水处理厂，集中处理城镇综合污水，减少内河水污染，改善整体水环境；加强污水治理，控制流域性水污染，提高区域水环境质量。”目标的关键工程。资金筹措：镇政府及企业自筹资金投入1000 万元；申请财政专项资金投入3560 万元；银行贷款资金投入400 万元。
（2）本工程为新城规划与老城改造项目
本工程服务范围为：北至北环路，南达靖泰界河，西至西环路，东达东环路。总面积约2.31平方公里。其中服务范围内大部分都是建成区，现状道路完好，建筑临近道路两侧，道路比较狭小，地下管线复杂。因此，需探索一种新的施工方式来保证交通不影响的情况下达到雨污分流，收集好两侧居民及企业用户污水，都使本项目成为国内典型城镇污水处理工程的典范。
（3）出水水质要求高
根据《招标文件》要求，本以期工程出水水质应执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》的一级A标准。
项目名称
CODCr
BOD5
SS
TP
NH4+-N
《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
50
10
10
0.5
5（8）
本项目出水要求
50
10
10
0.5
5（8）
标准要求出水TP≤0.5mg/L。因此，为确保出水TP达标排放，推荐的改良A2/O工艺中需考虑化学除磷设施。
（4）污水处理量小
根据《招标文件》要求，拟建污水处理厂远期处理能力1.2m3/d，其中一期建设规模0.5万m3/d。局部设备按0.25万m3/d来设计。本污水处理厂由于收集范围小，因为日变化系数较大，进水量不稳定，处理效果较差，设备选型复杂。
（5）管道需穿越高速
由于污水主干管穿越现状高速公里（广靖高速），需要采取非开挖施工方式。
1.2项目的难点分析
根据项目的特点及工作内容，本项目的重点、难点及关键性技术问题主要为以下几方面：
（1）设计进水水质的确定
污水处理厂设计进水水质的确定对处理工艺，特别是设计参数的选择至关重要，最终会影响处理效果，对工程投资也有一定的影响。本项为新建污水处理工程，缺少进水水质实测资料，同时服务范围内工业结构、工业性质不同，工业污染的控制水平和实际效果也不尽一致，造成实际进水水质与预测的进水水质会有所差异。因此，设计进水水质的确定既是本工程的重点，也是难点。
（2）构筑物型式的确定
由于本工程为新建工程，可供建厂的规划用地规模小，距离高速路近，同时需避让现状构筑物，还应保证处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》的一级A标准。因此，构筑物选型是本项目的重点和难点。
（3）污泥的处理与处置
由于本污水处理厂规模较小，产生的污水量少，不具备批量处理的条件，因此污泥处理、处置的经济对比及处理方式非常关键，且本项目对污泥的处理与处置要求很高，污泥处理处置工艺的选择则显得非常关键。因此，污泥的处理与处置是项目建成后运行的重点和难点问题。
（4）除磷问题
改良A2/O工艺具有良好的脱氮除磷效果，但当进水总磷较高（超过4mg/L）时，生物除磷很难使出水总磷达到所要求的1.0mg/L以下，必须辅以化学除磷。因此，除磷问题也是本项目的重点。
（5）工程设计的进度与质量控制
本工程要求的设计周期较短，可研报告编制为10天，初步设计为15天，施工图设计为25天。为了保证整个项目的设计质量与进度，必须搞好各个专业之间的配合协调，严格控制各个单项的进度与质量，因此，设计进度与质量的控制也是本项目的重点。
（6）设备选型
污水处理厂建成后运行是否正常，关键取决于设备是否可靠。设备选用的恰当与否，还直接影响到污水处理厂的运行成本和维护管理的工作量。因此，设备选型也是本项目的重点，但不是难点。
（7）除臭问题
东xx镇污水处理厂位于镇区西侧，周边有些建筑物。为了避免污水处理厂对周边环境产生影响，在厂内应设置除臭设施。因此，除臭也是本项目的重点。
1.3关键性技术问题的设计对策和措施
针对本项目的每个重点、难点和关键性技术问题，拟采取的设计对策和解决措施如下：
（1）设计进水水质的确定
为了确定本工程合理的进水水质，拟采取以下措施：
a. 到环保部门收集各排污口的实测资料，必要时进行取样测定，掌握设计区域的实际污水水质，然后进行分析、预测。
b. 参照xx地区其他同类型污水处理厂的实际进水水质，根据总体规划和其他专项规划，合理预测本工程的设计进水水质。
（2）构筑物型式的确定
xx镇污水处理厂拟采用A2/O工艺，具体措施如下：
a. 与业主进行充分的沟通，收集范围内各种组合对对工程各构建筑物设计参数、具体影响进行排查；
b. 在江苏省内对类似工程进行走访；
c. 针对本项目特点量身定做提出设计方案；
（3）污泥的处理与处置
污泥的处理处置问题是国内外污水处理厂面临的共同难题。针对本工程对污泥处理程度高的特点，对国内外成熟的污泥处理工艺进行比选，以确定合理成熟的污泥处理工艺，使之达到稳定的处理效果。
（4）除磷问题
考虑到进水总磷较高时，采用生物除磷难以使出水总磷稳定达到1.0mg/L以下。在处理工艺中增加化学除磷设施，根据水质情况间歇加药，化学除磷的加药设施放在脱水机房内，增加投资很少。
（5）工程设计进度与质量控制
为了按照招标文件的要求，按时保质保量完成设计任务，我院将安排人员在成立一个专门的设计组，由院总工程师担任项目总负责人。制订相关的设计进度计划和质量控制的实施细则，编制各个部分的实施方案，搞好各个专业之间的协调，严格按照质量控制体系进行，使整个设计工作协调有序进行，确保设计进度和设计质量。
（6）设备选型
设备选型原则：效率高、运行成本低、价格便宜、维护管理简便。对于国产质量尚不过关的某些关键设备，考虑从国外进口，对于国产质量已经过关的设备，采用国产优质产品。如鼓风机、脱水机、污泥干化设备、潜水泵、加氯机、搅拌器及仪表、自控系统拟考虑从国外进口，其余可考虑采用国产设备。
（7）除臭问题
随着对环保要求越来越严格，污水处理厂内应考虑除臭措施。
除臭技术是污水处理工程中的一门新兴技术，它是通过对恶臭污染物的收集和处理，达到控制大气污染，保护环境的目的。本工程拟采用离子除臭技术。
1.4合理化建议
本项目对污泥处理要求比较高，建议在可研阶段对国内外实际已经运行的污泥处理处置工程进行专项考察，根据本项目的实际情况，做出切实可行的污泥处理处置方案。
2.工程可行行研究主要建议
2.1服务范围
根据《xx市城市总体规划(2005―2020)》、《xx市xx镇总体规划（2007～2020）》、《xx市xx镇镇区控制性详细规划》，位于广靖高速西侧的市区污水处理厂（又称xx镇污水处理厂）服务范围为：，北至北环路，南达靖泰界河，西至西环路，东达东环路。总面积约2.31平方公里。
2.2项目主要内容
本污水处理厂工程（总规模1.2万t/d，一期规模设计日处理污水5000m3/d、其中部分设备按2500m3/d配置）配套泵站、管网完善工程。管径范围约为400mm~600mm。管网设计规模长度为19.7km（其中一期工程约15km），采用直埋管道及顶管方案，沿线设提升泵站1座。
2.3污水厂水质确定
2.3.1进水水质
为了保证xx市xx镇污水处理工程建成后正常运行，进水水质的确定非常关键，由于目前镇区内污水为自然、无序排放，无任何现状水质监测资料，因此本工程设计进水水质按比例相关法和类比法两种方法综合预测。
（一）比例相关法
xx市xx镇污水处理工程进水水质按生活污水和工业废水分类并汇总的综合水质进行了论证，具体如下。
（1）生活污水水质
据《室外排水设计规范（GB50014-2006）》（2011年版）及近年来国内城市的污水实测资料，生活污水污染物排放指标：BOD5 为 25~50g/人·d，SS 为 40~65g/人·d，TN 为 5~11g/人·d，TP 为0.7~1.4g/ 人 ·d ， 产 污 系 数 取0.85 ， 截 污 率 取0.7 ， B/C=0.5则 生 活 污 水 水BOD5为120mg/1~240mg/1，SS 为 200~325mg/1，TN 为 25~55mg/1，TP 为 3.5~7mg/1，CODcr 为250~500mg/1。
（2）工业废水水质
xx市xx镇污水处理工程服务工业企业废水排入城市污水管道系统必须执行《污水综合排放标准》的三级标准。根据此标准，工业企业废水在排放污水处理工程的管网系统时其水质标准为：CODcr≤500mg/1，BOD5≤300mg/1，SS≤400mg/1，氨氮≤35mg/1，磷酸盐（以 P计）≤8mg/1。
综合考虑，根据比例相关法得出设计进水水质：BOD5220mg/1，SS 为 250mg/1，TN 为35mg/1，TP 为 3.0mg/1，CODcr 为 370mg/1。
（二）类比法
由于乡镇江苏周边乡镇污水处理厂较少，而杭州周围部分乡镇较为发达，都设置了污水处理厂，因此本乡镇类比的参数以杭州周围乡镇参数为参考。
杭州周围部分城镇污水处理工程的设计进水水质见表 2.3-1。从表 2.3-1 可以分析出，千岛湖南山污水处理厂目前以生活污水为主，而舒城县万佛湖以旅游业为主，与本工程有较强的地区类似性，因此对本工程有较高的参考价值。对于余杭污水处理厂、坪山污水处理厂、慈溪污水处理厂和宁波污水处理厂到有部分的工业污水，因此对本工程有一定的参考价值。

综上所述，本工程设计进水水质
CODcr ≤350mg/L
BOD5 ≤170mg/L
SS ≤200mg/L
NH3-N ≤35mg/L
TN ≤45mg/L
TP ≤4mg/L
2.3.2、出水水质标准
出水水质标准
界河作为xx市xx镇污水处理工程出水的受纳水体，出水执行一级排放标准 A 标准，具体指标如下：
CODcr ≤50mg/L
BOD5 ≤10mg/L
SS ≤10mg/L
NH3-N ≤5（8）mg/L
TN ≤15mg/L
TP ≤0.5mg/L
注：括号外数值为水温大于12℃时的控制指标，括号内数值为水温小于等于12℃时的控制指标。
2.4污水厂选址论证
2.4.1厂址选择原则
城市污水处理厂厂址选择应遵循以下原则：
1）符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求；
2）在城镇水体的下游；
3）便于处理后出水回用和安全排放；
4）便于污泥集中处理和处置；
5）在城镇夏季主导风向的下风侧；
6）有良好的工程地质条件；
7）少拆迁、少占地，根据环境影响评价要求，有一定的卫生防护距离；
8）有扩建的可能；
9）厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；
10）有方便的交通、运输和水电条件。
2.4.2厂址选择
经设计人员与建设方人员多次现场踏勘后，确定两个厂址方案，现将两个厂址方案进行比选。

1、选址一
选址一位于广靖高速西侧，陵中街以南。
优点：
○ 是xx镇预留的污水处理厂的选址位置；
○ 现状为工业用地、及便于办理土地农转非等。
○ 该选址在离镇区的下风向，同时与镇区有高速公路间隔，对镇区的生活生产没有影响。
○ 附近有现在界河支流， 符合污水处理厂排放口设置要求（水环境功能区），同时排放口设在界河下游，处理后的水，有利于对排放污水的天然自净和稀释作用。
缺点：
○ 该选址占地相对较小，不利于未来污水厂的扩建。
○ 场址距离镇区相对较远，且污水收集干管需穿越高速公路，施工困难。
2、选址二
东环路以东，陵中街以南。
优点：
○ 是xx镇总体规划污水处理厂的选址位置；
○ 用地范围大，方便扩建。
缺点：
○ 在镇区的上风向，同时靠近小学等生活区域，防护距离大，占地面积大。 ○ 在界河上游，污水处理厂出水对镇区有影响。
○ 现状非工业用地，农转非困难。
通过上述比选，考虑镇区的发展要求，并考虑具体乡镇污水处理厂的适应性，因此本工程污水处理厂位置选择选址一。
2.5管网平面布局
2.5.1管网布局原则
污水处理工程厂址确定后，污水管网布置要注意的主要问题是污水干管的位置和走向，
设计时从以下几方面综合考虑并确定设计方案。
（1）为便于管道的维护管理，污水主干管布置尽量结合城市道路建设，同时尽可能减少管网建筑对城市交通带来的影响。
（2）管道覆土深度应首先考虑满足服务范围内的收水要求、与污水管道系统的衔接以及外部荷载需要等因素，其次要考虑为其他市政管线预留适当的竖向空间。
（3）污水管道按近、远期相结合，并根据城市的建设顺序，重点主干管的先期埋设，便于分期实施。
（4）充分考虑地貌特点，合理布置管网，尽可能减少管道埋深，降低造价。
（5）尽量减少提升泵站数量和规模，减少经常性运转费用，便于建成后的运行管理。
（6）污水干管设计计算中：对排水大户按集中流量计算；对城建用地，根据现状和规划的用地性质所对应的比流量进行计算。
2.5.2 污水管道的计算及设计参数的确定
污水管道计算公式
Q=VA
V=（1/n）R2/3*i1/2
式中：Q—流量（m3/S）；
V—流速（m3/d）；
n—粗糙系统；
R—水力半径；
I—水力坡降；
A—水流断面（㎡）；
钢筋混凝土管的粗糙系数 n 为 0.014，塑料管的粗糙系数 n 为 0.01。
污水管道的最大设计流速为 5m/s，在充满度下最小设计流速为 0.6m/s。
污水管道最小管径为 DN400，DN400 管道的最小坡度为 1.5‰，其余管径最小坡度按照满足规范要求的最小流速确定。
2.5.3 排水体制
（1）根据《xx市xx镇城镇总体规划（2007-2020）》，污水处理厂的建设与城市雨污水排放体制密切相关，在进行污水处理厂设计之前必须先确定排水体制。随着城市建设的发展，城市的排水体制将经历一个逐步由雨污合流制过渡到雨污分流制的过程：建设初期雨污合流的截污方式→城市建设发展过程中的部分老城区雨污合流及新城区的雨污分流→最终实现全区域的雨污分流。
（2）污水处理工程可以根据服务范围实际的发展规模，分批分期的建设，但污水管网设计作为一套整体的系统设计，必须有宏观的考虑。因为每一块服务区都和整体收集系统有密切的联系，管网的布置必须考虑到方方面面的因素。一套完善的污水收集体系，必须在减少总投资的同时，毫无遗漏的把服务范围的所有污水输送到污水处理厂。
（3）污水干管及管网污水泵站设计
xx镇污水处理工程中的污水管网及污水提升泵站的布置详见污水管网单项设计。
2.5.4 管材选用
据资料介绍，污水中含有硫酸盐，管道底部沉积的粘泥中含有大量的细菌，在细菌的作用下硫酸盐易不定期还原成硫化物，并进一步形成硫酸。硫酸能腐蚀混凝土管道，管顶和靠近管内水面的部分受到的腐蚀较严重，即顶冠腐蚀现象。为了解决污水管道的腐蚀问题，需要对污水管道的管材进行慎重考虑。
根据工程实践和经济技术核算，埋深小于 5m 且管径小于等 DN500mm 的管道常采用HDPE双壁波纹管。HDPE 双壁波纹管用于污水管道具有以下优点：管道内壁光滑，过水能力比同管径的钢筋混凝土管大；耐腐蚀性能强，耐低温性能好；抗冲击性能强且重量轻，寿命长；施工安装方便，工期短，连接安全可靠。HDPE 双壁波纹管对施工技术要求较高。普通钢筋混凝土管在国内污水系统内被广泛使用，因期价格便宜，强度较高，对施工技术要求相对较低。缺点是小口径管道在使用时发现耐腐蚀性能不佳，由于粗糙系数与HDPE管比较大，在污水管道系统起端，流量不大的情况下，容易堵塞。
综合以上分析，由于本次工程中主干管管径≤DN500mm，因此采用 HDP管，橡胶圈承插接口；拉管采用相应的HDPE实心拉管管材。压力管采用钢管，最终根据地质勘探报告情况分析确定。
2.5.5 污水泵站
由于镇区范围较大，管线较厂，为了建设管道埋深，增加了污水提升泵站，规模为0.5万m3/d。泵站的施工方式暂定为大开挖施工，具体根据现场情况来觉得施工方式。
2.6污水处理工艺论证
2.6.1 处理程度确定
根据污水处理工程设计进水水质及出水水质要求，该污水处理工程的处理程度见下表2.6-1。污水处理工程进出水水质要求，该污水处理工程的处理程度见下表 2.6-1。
表 2.6-1 污水处理工程进出水水质及处理程度
项 目
进 水（mg/l）
出 水（mg/l）
去除率（%）
CODcr
350
≤50
≥86
BOD5
170
≤10
≥94
SS
200
≤10
≥95
TN
45
≤15
≥67
NH4-N
35
≤5（8）
≥86（77）
TP
4
≤0.5
≥88.0
污水生物处理是以污水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化的一种最经济实用、同时也是首选的污水处理工艺。而对污水可生化性的判断是污水处理工艺选择的前提，原污水中营养物比值见表 2.6-2。
表 2.6-2 污水处理工程进水营养物比值

1）BOD5/COD 比值
该指标是鉴别能否污水可生化性的最重要的指标。B/C 体现了污水中可生物降解的有机物的占总有机污染物总量的比值。一般情况下，B/C 值越大，说明污水可生物处理性越好，具体见表 2..6-3。
表 2.6-3 污水可生化性评价数据

分析进水水质，本工程 BOD5/COD=0.49，可生化性好。
2）BOD5/TP 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，并利用将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以 PHB（聚-β-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-β-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是是影响除磷效果的重要因素之一。若比值过低，积磷菌在厌氧池放磷时释放的能量不能很好地被用来吸收和贮藏溶解性有机物，影响该类细菌在好氧池的吸磷，从而使出水磷浓度升高。一般认为该值要大于 17，比值越大，生物除磷效果越明显。分析进水水质，本工程 BOD5/T 值=42.5，可以采取生物除磷工艺。
3）BOD5/TKN 比值
BOD5/TKN 比值是影响脱氮效果的重要因素之一，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，以有机基质作为电子供体，硝态氮作为电子受体，即反硝化时需消耗有机物。在不投加外来碳源条件下，污水中必须有足够的有机物（碳源），才能保证反硝化的顺利进行。一般认为，BOD5/TKN≥4 时，污水有足够的碳源供反硝化菌利用，可达到理想脱氮效果。BOD5/TKN＜4 时，脱氮效果不好，难以完全脱氮，同时会影响生物除磷的效果；BOD5/TKN 过小时，需外加碳源才能达到理想的脱氮效果。外加碳源可采用甲醇。分析本工程进水水质，BOD5/TKN=4.9，可以采取生物脱氮工艺。
根据以上分析，xx市xx污水处理厂可以采用生物法对污水进行脱氮除磷处理。
2.6.2 生物脱氮除磷基本原理
国外从六十年代开始系统地进行了脱氮除磷的物化处理方法研究，结果认为物化法的缺点是耗药量大、污泥多、运行费用高等。因此，城市污水厂一般不推荐采用。从七十年代以来，国外开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。我国从八十年代开始研究生物脱氮除磷技术，在八十年代后期逐步实现工业化流程。目前，常用的生物脱氮除磷工艺有A2/O法、氧化沟法等。
（1）生物脱氮原理
生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制，首先，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌作用变成硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH值以及硝化碳源，生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。
由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件：
硝化阶段：足够的溶解氧，DO值在2mg/L以上，合适的温度，最好20℃，不能低于10℃，足够长的污泥泥龄，合适的pH条件。
反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件DO值0.2 mg/L左右，充足碳源（能源），合适的pH条件。
生物脱氮过程如图2.6.4所示。

图2.6.4 生物脱氮过程示意图
（2）生物除磷原理
磷常以磷酸盐（H2PO4-、HPO42-和PO43-）、聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中，生物除磷就是利用聚磷菌一类的细菌，在厌氧状态释放磷，在好氧状态从外部摄取磷，并将其以聚合形态贮藏在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。
生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少将对脱磷效果产生影响，一般污泥泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有报道称，当泥龄为30d时，除磷率为40%，泥龄为17d时，除磷率为50%，而当泥龄降至5d时，除磷率达87%。
大量的试验观测资料已经完全证实，在生物除磷工艺中，经过厌氧释放磷酸盐的活性污泥，在好氧状态下有很强的吸磷能力，也就是说，磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提，但并非所有磷的厌氧释放都能增强污泥的好氧吸磷，磷的厌氧释放可以分为二部分：有效释放和无效释放，有效释放是指磷被释放的同时，有机物被吸收到细胞内，并在细胞内贮存，即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则不伴随有机物的吸收和贮存，内源损耗，pH变化，毒物作用引起的磷的释放均属无效释放。
在除磷（脱氮）系统的厌氧区中，含聚磷菌的回流污泥与污水混合后，在初始阶段出现磷的有效释放，随着时间的延长，污水中的易降解有机物被耗完以后，虽然吸收和贮存有机物的过程基本上已经停止，但微生物为了维持基础生命活动，仍将不断分解聚磷，并把分解产物（磷）释放出来，虽然此时释磷总量不断提高，但单位释磷量所产生的吸磷能力随无效释放量的加大而降低。一般来说，污水污泥混合液经过2小时厌氧后，磷的释放已甚微，在有效释放过程中，磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的相关性，在有效释放过程中，磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厌氧释放1mgP，在好氧条件下可吸收2.0～2.4 mgP，厌氧时间加长，无效释放逐渐增加，平均厌氧释放1mgP，所产生的好氧吸磷能力将降至1mgP以下，甚至达到0.5mgP。因此，生物除磷并非厌氧时间越长越好，同时在运行管理中要尽量避免pH的冲击，否则除磷能力将大幅度下降，甚至完全丧失，这主要是由于pH降低时，会导致细胞结构和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条性下被水解，从而导致磷的快速释放。
在生物除磷系统中，由于存在磷的厌氧释放，出水含磷量难以达到较低值。一般若要求出水TP达到0.5mg/L以下，需增加后续化学除磷设施。本工程要求出水TP≤0.5mg/L，采用生物除磷不能使出水TP稳定达到0.5mg/L以下，须辅以化学除磷。
2.6.3 工艺方案的比较
污水处理工艺的选择是根据进水水质情况和出水水质要求来确定的，根据上述章节分析，本工程采用生化处理，不仅投资省、运行费用低、管理方便，更主要的是处理效果较稳定。近几年，由于大量化学用剂大量用于日常生活，城镇污水中的氮磷含量大大超标，对自然水体 造成严重的污染，在《城镇污水处理厂污染物排放标准》对氮磷的排放指标也做了规定。因此，本次污水处理厂的工艺必须具有良好的除磷脱氮效果。
根据类似污水处理工程的工艺结合本工程的实际情况，采用二级强化处理（既能去污水中含碳有机物，也能脱氮除磷的二级处理）工艺，选用 A-A-O 法同步脱氮除磷工艺、氧化沟工艺和 CASS 工艺进行方案比较。
2.6.3.1 A-A-O 法同步脱氮除磷工艺
A-A-O法同步脱氮除磷工艺，即厌氧-缺氧-好氧工艺，是20世纪 70年代同美国学者Barnard 在 A-O 工艺基础上开发的三段生物脱氮除磷技术。该工艺根据活性污泥微生物在完成硝化、反硝化以及生物除磷过程对环境条件要求的不同，将不同的池子区域分别设置厌氧区、缺氧区和好氧区。A-A-O 工艺应用较为广泛，历史较长，已积累有一定的设计和运行经验，通过精心的控制和调节，一般可以获得较好的除磷脱氮效果，出水水质较稳定，在国内外的污水处理工程中常有采用。但 A-A-O 工艺也有一定的缺点，主要表现为：
（1）污泥回流需用泵提升；
（2）生物池和二沉池单独设置，占地面积较大；
（3）抗冲击负荷的能力不如 SBR 工艺和氧化沟工艺。
2.6.3.2 氧化沟工艺
目前在国内外较为流行的氧化沟有：卡罗塞尔氧化沟、奥伯尔氧化沟、双沟式氧化沟、三沟式氧化沟。
氧化沟是活性污泥法的一种改进型，具有除磷脱氮功能，其曝气池为封闭的沟渠，废水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因此氧化沟又名“连续循环曝气法”。过去由于其曝气装置动力小，使池深及充氧能力受到限制，导致占地面积大，土建费用高，使其推广及运用受到影响。近十年来由于曝气装置的不断改进、完善及池形的合理设计，弥补了氧化沟过去的缺点。
·卡罗塞尔氧化沟是荷兰DHV公司开发的。该工艺在曝气渠道端部装有低速表面曝气机。在曝气渠内用隔板分格，构成连续渠道。表曝机把水流推向曝气区，水流连续经过几个曝气区后经堰口排出。为了保证沟中流速，曝气渠的几何尺寸和表曝机的设计是至关重要的，DHV公司往往要通过水力模型才能确定工程设计。最近DHV公司又开发了卡罗塞尔2000型，把厌氧/缺氧/好氧与氧化沟循环式曝气渠巧妙的结合起来，改变了原调节性差，除磷脱氮效果低的缺点，但水力设计更为复杂。卡鲁塞尔氧化沟的缺点是池深较浅，一般为4.0m，占地面积大，土建费用高。也有将卡罗塞尔氧化沟池深设计为6m或更深的情况，但需采用潜水推流器提供额外动力。
·双沟式（DE型）氧化沟和三沟式（T型）氧化沟是丹麦克鲁格公司开发的。DE型氧化沟为双沟组成，氧化沟与二沉池分建，有独立的污泥回流系统，DE型氧化沟可按除磷脱氮（或脱氮）等多种工艺运行。双沟式氧化沟是由两个容积相同，交替进行的曝气沟组成。沟内设有转刷和水下搅拌器，实现硝化过程，由于周期性的变换进、出水方向（需启闭进出水堰门）和变换转刷和水下搅拌器的运行状态，因此必须通过计算机控制操作，对自控要求较高。三沟式氧化沟集曝气沉淀于一体，工艺更为简单。三沟交替进水，两外沟交替出水，两外沟分别作为曝气或沉淀交替运行，不需设二沉池及污泥回流设备，同DE型氧化沟相同，需要的自动化程度高。由于这两种氧化沟采用转刷曝气，池深较浅，占地面积大。双沟式和三沟式由于各沟交替进行，明显的缺点是设备利用率低，三沟式的设备利用率只有58%，设备配置多，使一次性设备投资大。
奥伯尔（orbal）氧化沟是氧化沟类型中的重要形式，此法起初是由南非的休斯曼构想，南非国家水研究所研究和发展的，该技术转让给美国的Envirex公司后得到的不断的改进及推广应用。
奥伯尔氧化沟是椭圆型的，通常有三条同心曝气渠道（也有两条或更多条渠道）。污水通过淹没式进水口从外沟进入，顺序流入下一条渠道，由内沟道排出。
奥伯尔氧化沟具有同时硝化、反硝化的特性，在氧化沟前面增加一座厌氧选择池，便构成了生物除磷脱氮系统。污水和回流污泥首先进入厌氧选择池，停留时间约1小时，在厌氧池中完成磷的释放，并改善污泥的沉降性，然后混合液进入氧化沟进行硝化、反硝化，实现除磷脱氮。
奥伯尔氧化沟的缺点是池深较浅，一般为4.3m左右，占地面积较大，因为池型为椭圆型，对地块的有效利用较差。
综上所述，氧化沟因具有池深浅，占地面积大的缺点，又因采用表面曝气，具有能耗大，经常运行费用高的缺点。
2.6.3.3 CASS工艺
CASS工艺是于1968年由澳大利亚开发的一种间歇运行的循环式活性污泥法，是SBR工艺的一种变型。1976年建成了世界上第一座CASS工艺的污水处理厂，随后，在日本、加拿大、美国和澳大利亚等得到了广泛推广应用。目前，在全世界已建成投产了300多座CASS工艺污水处理厂。1986年，美国环保局正式将该工艺列为革新技术。1988年，在计算机技术的支持下，使该工艺进一步得到发展和推广，成为目前计算机控制系统非常先进的生物脱氮除磷工艺。
CASS生物池由选择区和主反应区两部分组成。污水连续不断地进入选择区，微生物通过酶的快速转移机理，迅速吸附污水中约85%左右的可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速增长过程，对进水水质、水量、PH值和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，污水再通过隔墙底部的连接口进入主反应池，经历一个较低负荷的基质降解过程，并完成泥水分离。
CASS工艺的运行模式与传统SBR法类似，由进水、反应、沉淀和出水及必要的闲置等五个阶段组成。从进水至出水结束作为一个周期，每一过程均按所需的设定时间进行切换操作，其每一个周期的循环操作过程如下：
① 充水/曝气
在曝气时同时充分，充水/曝气时间一般占每一循环周期的50%，如采用4小时循环周期，则充分/曝气为2小时。
② 沉淀
停止进水和曝气，沉淀时间一般采用一小时，形成凝絮层，上层为清液。高水位时MLSS约为3.0～4.0g/l，沉淀后可达10 g/l。
③ 撇水
继续停止进水和曝气，用表面撇水器排水，撇水器为整个系统中的关键设备，撇水器根据事先设定的高低水位由限位开关控制，可用变频马达驱动，有防浮渣装置，使出水通过无渣区经堰板和管道排出。
④ 闲置
在实际运行中，撇水所需时间小于理论时间，在撇水器返回初始位置三分钟后即开始为闲置阶段，此阶段可充水。
在CASS系统中，一般至少设两个池子，以使整个系统能接纳连续的进水，因此在第一个池子进行沉淀和撇水时，第二个池子中进行充水/曝气过程，使两个池子交替运行。为防止进水对沉淀的干扰和出水水质的影响，一般在沉淀和撇水时须停止进水和曝气，在设有四个CASS池子的系统中，通过选择各个池子的循环过程可以产生连续的进出水。
对于四个池子的CASS工艺，若采用4小时循环周期，其循环运行的相关顺序如下：
0 1 2 3 4小时
充水/曝气
充水/曝气
沉淀
撇水
池子1
沉淀
撇水
充水/曝气
充水/曝气
池子2
撇水
充水/曝气
充水/曝气
沉淀
池子3
充水/曝气
沉淀
撇水
充水/曝气
池子4
其中每一循环周期中，始终有两个池子处于充水/曝气顺序，另两个池子分别处于沉淀和撇水顺序，沉淀和撇水顺序均需停止充水和曝气，这样的组合可以实现CASS系统的连续进出水。与传统活性污泥法相比，CASS工艺有下述特点：
① 出水水质好
当污水流入预反应区，使活性污泥在高负荷条件下强化了生物吸附作用，并促进了微生物的增殖，有效地抑制了丝状菌的繁殖。整个反应池内微生物一直可保持较高浓度，低水位时其MLSS常控制在4-5g/l左右，低食料比使处理过程较为稳定彻底。
池内污水的流速为0.03～0.05m/min。即使有一小部分水在滗水阶段后期进入主反应池。也因经过污泥沉降层的阻挡而改变了运动的方向，不会形成短路。
反应池在沉淀阶段时起沉淀池作用。由于此阶段已停止曝气，只有进而无出水，沉淀过程处于半静止状态。其水力负荷为0.3～0.5m3/m2·h，固体表面负荷值为10～15kg/m2·h。因此污泥沉淀时间充分，固液分离效率高。
系统通过控制合适的曝气、停气，为硝化细菌和反硝化细菌创造了适宜的反硝化脱氮条件。此外还利用污泥在厌氧和好氧不同环境中吸收和贮藏磷的能力不同而达到脱磷的目的。
② 抗冲击负荷能力
除具备SBR工艺一般特点外，CASS反应池兼有推流式和完全混合式活性污泥法的优点。由于存在基质浓度梯度和溶解氧浓度梯度，所以具有推流性质。因而其处理效果较好，具有抗冲击负荷的能力，适应水质的变化。
③ 活性污泥性能好
已有的运行资料表明，CASS工艺中活性污泥沉降指数SVI均小于150，已建成的处理厂中从未发生污泥膨胀的异常现象。
④ 投资和占地面积小
CASS工艺不设初沉池、二沉池、污泥消化池等构筑物。污泥不需回流，减少了构筑物及管道。其投资和占地面积大大减少。
⑤ 能耗低
CASS技术是一种改进的延时曝气系统，运行时，曝气时间短，氧利用率高，且无回流设备，故其能耗较低。
⑥ 每座池子都需安装曝气设备、沉淀的滗水器及控制系统，间歇排水，水头损失大，设备的闲置率较高、利用率低，设备投资大，要求自动化程度相当高。
2.6.3.4工艺方案比较及推荐方案
从污水处理工程项目建议书的初衷考虑，选择一套适合实情的污水处理工艺，对今后污水处理工程的建设以及正常运行都起到重要的作用。本着实事求是的态度，从技术经济的角度出发，我们对上述三个工艺进行了详细的论述比较，见表 2.6-5，从投资小、技术合理、运行管理、适合本地实情等综合考虑，推荐采用 A-A-O 法同步脱氮除磷工艺
表 4.3-1 各种污水处理工艺经济技术性指标

2.6.4 深度处理工艺选择
由于本工程要求的出水水质需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准的 A 标准。常规或强化的二级生化处理工艺不能或难以稳定地达到此要求，必须进行深度处理，通过深度处理进一步去除二级处理不能完全去除的污染物，以最终满足出水水质要求。
根据《污水再生利用工程设计规范（GB50335-2002）》，城市污水再生处理宜选用：①直接过滤工艺