方案比选与确定工艺流程

1）设计 方 案 的 比 较 与 确 定 根据城市污水处理及污染防治技术政策，日处理能力在 10 万立方米以 下的污水处理设施，可选用活性污泥法、氧化沟法、A/0法、A2/0法、SBR 法、水解好氧法、 AB 法和生物滤池法等污水处理工艺。 根据进水有机物负荷选择处理工艺进水BOD负荷较高（如250mg/L）或生化性能较差时，可以采用AB法或水解-5生物接触氧化法、水解-SBR法等；进水BOD负荷较低时可以采用SBR法或5常规活性污泥法等；进水BOD负荷一般时，可采用A/O工艺等。本次课程设5计进水BOD5为150mg/L,负荷一般，所以建议采用A/O工艺。 根据处理级别选择工艺二级处理工艺可选用氧化沟法、 SBR 法、水解-好氧法、 AB 法和生物滤池法 等成熟工艺技术，也可以选用常规活性污泥法：而二级强化处理要求脱磷除 氮，工艺流程除可以选用 A/O 工艺、 A2/O 工艺外，可选用具有脱氮除磷效果 的氧化沟、 CASS 法和水解-接触氧化法等。本次课程设计由于要求采用脱氮 除磷，所以建议采用 A/O 工艺。 根据气候条件选择处理工艺 冰冻期长的寒冷地区应选用水下曝气装置，而不能采用表面曝气；生物处理 设施需建在室内时，应采用占地面积小的工艺，如SBR等；水解池对水温变 化有较好的适应性，在低水温条件下运行稳定，北方寒冷地区可选择水解池 进行预处理；较温暖的地区可选择各种 A/O 工艺、 A2/O 工艺、氧化沟和 SBR。 本次设计年平均水温 20 摄氏度，所以建议采用 A/O 工艺。总之，从技术上各项指标来看：A/O工艺先进而成熟，对水质变化适应性强， 出水达标且稳定性高，污泥易于处理，脱氮除磷效果好，因此，污水处理工 艺方案的选择是合理的。(2) 设计方案及工艺流程的确定根据技术、经济的定性、定量比较、筛选出以下几个可比工艺：氧化沟、SBR、A2/O 工艺进行优缺点类比。(1) A/0工艺，也叫厌氧-好氧工艺法，A是厌氧段，用于脱氮除磷；O是好 氧段，用于去除水中有机物。污水中的氨氮，在充氧的条件下，被硝化菌硝 化为硝化氮，大量硝化氮回流至A段，在厌氧条件下，通过兼性厌氧反硝化 菌的作用，以污水中有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，使硝态氮 还原为无污染的氮气，逸入大气从而达到最终脱氮的目的。硝化反应：NH4+20 NO -+2H+H O2 3 2反硝化反应：6NO-+5CHOH-(有机物)一5CO f+7H O+6OH-+3N f33222A段DO不大于0.2mg/L, O段DO=24mg/L。在厌氧段，异养菌将水中的淀粉、 纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解成有机酸，使大分子有 机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经 厌氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的 效率；在缺氧段，异氧菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化游离出氨，在充 足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-还原为分子态 氮(N2)，完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。( 2)氧化沟工艺氧化沟利用连续环式反应池(CLR)作生物反应池，混合液在该反应池中 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，是氧化沟具有独特水力学特征和 工作特性。氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利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。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。氧 化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟工艺缺点：尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除 磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实 际的运行过程中，仍存在一系列的问题，如污泥膨胀问题、泡沫问题、污泥 上浮问题、流速不均及污泥沉积问题。（3）SBR 工艺SBR 是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污 泥污水处理技术。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的 核心是 SBR 反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无 污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。在大多数情况 下（包括工业废水处理），无需设置调节池；SVI值较低，污泥易于沉淀， 一般情况下，不产生污泥膨胀现象；通过对运行方式的调节，在单一的曝气 池内能够进行脱氮和除磷反应；应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程 序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室 控制；运行管理得当，处理水水质优于连续式；加深池深时，与同样的 BOD-SS 负荷的其它方式相比较，占地面积较小；耐冲击负荷，处理有毒或高浓度有 机废水的能力强。SBR 工艺缺点：自动化控制要求高；排水时间短（间歇排水时），并且排 水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备；后处理设备要求大； 由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。（4）A2/O 工艺A2/O工艺，是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，本工艺应为厌氧-缺氧-好氧法生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到： BOD 和5SS 为 90%95%，总氮为 70%以上，磷为 90%左右，一般适用于要求脱氮除磷 的大中型城市污水厂。但 A2/O 工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥 法，运行管理要求高。所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭 性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时 间少于其他同类工艺；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能 大量增殖，无污泥膨胀之虞， SVI 值一般均小于 100；污泥中含磷浓度高， 具有很高的肥效；运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解 氧为度，运行费用低。A2/O 工艺缺点：反应池容积比 A/O 脱氮工艺还要大；污泥内回流量大，能耗较高；用于中小型污水厂费用偏高；沼气回收利用经济效益差；污泥渗 出液需化学除磷。本设计日处理水量50000m3/d，污水中含有COD、BOD、SS等污染物以及 较高浓度的氮、磷污染物，鉴于城市污水经二级处理后对氮、磷污染物指标 的达标控制要求，结合水量、水质特点，不难看出， A/O 工艺能够既满足去 除 COD 等有机污染物又能达到脱氮除磷的效果，使出水各项指标稳定达标。 因此，本设计50000m3/d污水处理工艺推荐采用A/O工艺。A/O工艺具有以 下特点： 效率高：该工艺对废水中有机物、氨氮等均有较好的去除效果。当总 停留时间达到一定数值，由生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值 降至100mg/L以下，其他指标也达到了排放指标，总氮去除率在70%以上。 流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反 硝化的碳源，所以不需要另加甲醇等昂贵的碳源。尤其是反硝化反应产生的 碱度可以补偿好氧化池中进行硝化反应对碱度的需求。 缺氧反硝化过程对污染物的具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN- 在缺氧段中去除率分别为 67%、 38%、 59%，酚和有机物的去除率分别为 62% 和 36%，故反硝化反应为最经济的节能型降解过程。 A段搅拌，只起使污泥悬浮从而避免DO增加的作用。O段的前段采用 强曝气，后段减少气量，使内循环液的 DO 含量降低，以保证 A 段的缺氧状 态。内循环工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其他指 标也达到了排放标准。 A/O工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。确定的工艺流程如图出污泥浓缩I 1外运处A/O 工艺：内循原废缺氧池好氧池沉淀池处理-回流污剩余污