广州大坦沙污水处理厂实习报告

广州大坦沙污水处理厂实习报告）成绩:评语:学院环境科学与工程学院专业环境科学指导教师袁斌、吕松2008 年 11 月 19 日广州大坦沙污水处理厂实习报告实习性质：通过参观污水处理工艺运行操作流程、仪器设备、厂房设备布置等一线实际工程 了解污水处理厂的操作、管理全过程。加强对污水处理的相关工艺的全面认识与了解。 实习地点：广州大坦沙污水处理厂实习方式：班集体参观污水处理厂实习具体内容：（一） 大坦沙污水处理厂（三期工程）实习时间：2008-11-18上午1. 污水厂概况：大坦沙污水处理厂位于广州市西郊大坦沙岛，占地面积 25 公顷，是广州市政府制 定的全市污水治理总体规划中建成的第一座大型城市污水处理厂。该厂主要收集广州市 荔湾区、白云区石井河流域、越秀区局部区域、金沙洲及大坦沙岛的污水，纳污面积 105 平方公里，服务人口207万。目前全厂设计处理污水能力为55 万吨，污水收集面积达 10436 公顷，收益人口约 150 万人。由于这一流域的管道系统多为合流制，在雨季，污 水流量大，污染物浓度低；在枯水期，污染物浓度会明显提高。广州市大坦沙污水处理厂（三期）厂区工程主要包括污水处理（设计规模为22 万m3/d）中水处理、污泥处理、附加化学污水处理、截流污水处理和通风脱臭处理等内容。 按照使用功能厂区分六大区：厂区前、预留中水区、处理尾水区、污水处理区、中水处 理区、污泥区。厂区建筑物主要包括污水泵房、细格栅旋流沉砂池、生化池、二沉池、鼓风机房、 加药间、污泥脱水机房、滤布滤池、办公楼等以及鼓风机、脱水机、吸泥机、自动加氧 装置等设备配套。2. 处理工艺：大坦沙三期工程采用分点进水可调节的倒置A2/O工艺，其流程图如下：栅渣外运处置沉砂外运处苴鼓凤机房优学剂内回流*配水沉一井池浓縮池剩余污泥外回流回流污泥及剩余污泥泵房氯接触池出水AA常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧（Anaerobic）/缺氧（Anoxic）/好氧（Oxic）的布置形式。该布置 在理论上基于这样一种认识，即：聚磷微生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统 的除磷能力具有极端重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充 分释磷。但是，由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际上只有一少 部分经历了完整的释磷、吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好 氧区，这对于除磷是不利的；由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不 利地位，因而影响了系统的脱氮效果；由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧 区产生不利影响。三期工程将厌氧池和缺氧池的顺序进行倒置，反应池分缺氧/厌氧/好 氧三段，并对回流污泥的比例进行调整。较好地解决了传统A2/O工艺的各项缺点，取 得了良好的脱氮除磷效果。工艺流程说明：城市污水经过厂外泵站输送至细格栅和旋流式沉沙池进行预处理。处理 后的污水采用分点进水进入生物反应池，其中 30%水量进入缺氧区，70%水量进入厌氧区， 目的是为了解决两个过程中微生物对易降解有机物的需求矛盾。缺氧区位于厌氧区之 前，使硝酸盐在缺氧区消耗殆尽，有利于厌氧区微生物形成吸磷动力。同时微生物厌氧 释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，其在厌氧条件下形成吸磷动力可以得到充分 利用。同时通过分点入水，使缺氧区有足够的碳源进行反硝化脱氮。污水经生物反应池处理后由配水井分配至二沉池进行固液分离，二沉池出水进入加 氯接触池消毒后，中水回用，灌溉处理；剩余污泥流入浓缩池，经脱水后外运。3. 主要污水处理设备及参数：1.细格栅 作用：将污水中的大块污物拦截，防止堵塞后续单元的机泵或工艺管线。 工艺：转鼓式台数：4 台主要设备：转鼓式格栅，转鼓直径D=2m、栅宽B=5mm2. 旋流沉沙池作用：采用涡流原理，较重的沙粒在靠近池心的一个环形孔口落入集沙区，而较轻的 有机物由于螺旋桨的作用而与沙粒分离，最终引向出水渠。形式： 360 度比氏旋流沉沙池池数： 4 组主要设备：每组吃均配有一台立式桨叶分离器、输沙泵、沙水分离器主要参数：池直径 D=5m水力停留时间： 25.8 秒3. 生物反应池作用：利用生物降解水体有机污染物并除磷脱氮。工艺：（分点进水）倒置A2/O工艺主要设备：立式搅拌机、曝气管主要参数：有效容积37218.75m3水力停留时间： 8.12h4. 二沉池 作用：沉淀、去除生物处理过程中产生的污泥及浮游杂物，获得澄清处理水。工艺：周进周出幅流式 主要设备：水平管式吸泥机 主要参数：直径D=42m,水深H=4m,体积V=5542m?水力停留时间： 3.63h5. 加氯间、接触池作用：在污水中加入液氯，杀灭其中的病菌及病毒。工艺：液氯消毒工艺主要设备：加氯机，氯瓶水力停留时间： 0.5h6. 浓缩池作用：沉淀池剩余污泥含水率99%，经混合浓缩后，含水率为94%97%。主要参数：单池直径D=18m,池深H=4m主要设备：半径式刮泥机污水停留时间：16h4. 三期倒置A2/O工艺运行参数表:三期倒置三期倒置A2/O工艺运行参数工艺参数数值（单位）好氧段溶解氧（DO）前段24mg/L中段24mg/L末段0.5lmg/L污泥浓度（MLSS）夏天3.53.8g/L冬天4.04.3g/L内回流不50%150%外回流比35%100%气水比2 3： 1二） 污水处理技术的最新前景 目前污水处理方法分类：物理处理法：是利用物理作用分离、回收污水中不溶解的呈悬浮状态的污染物质（包括油膜 和油珠），在处理过程中不改变物质的化学性质。包括调节、截留、沉降、隔油、筛分、过 滤和离心分离等。化学处理法：通过使用化学试剂或通过其他化学反应手段，将污水中的溶解物质或者胶粒物 质予以除去或转化为无害的物质。保包括混凝、中和、氧化还原、电解等方法。物化处理法：利用物理化学作用取出污水中的污染物。主要方法有吸附、离子交换、浮选、 萃取、气提、吹脱和膜分离等。生化处理法（本文主要介绍）：它分好氧生物处理和厌氧生物处理二类。好氧生物处理是在游离氧存在的条件下，好氧微生物降解有机物、使其稳定、无害化的 处理方法。在污水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。它适合处 理中、低浓度的有机污水，或者说BOD浓度小于500mg/L的有机污水。5厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理法。对于有机污泥和高浓度的有机污水（一般BOD 22000mg/L）可采用厌氧生物处5理法。生物膜法1.高负荷生物滤池/固体接触（TF/SC）工艺高负荷生物滤池/固体接触（TF/SC）是美国在80年代初根据其城市污水处理厂70%为高负荷生物滤池，其出水达不到提高后的出水水质标准而开发出来的新工艺。我国于1990年 由中国市政工程西北设计研究院和兰州铁道学院合作进行试验室、中间试验和工程生产试 验，获得了完整的设计参数。国内设计公司据此成果进行了两座污水量为10X104m3/d规模 处理厂设计建设。 TF/SC 的典型工艺流程如图1 。m 1 TF/SC的典毘工若流極IW怵按煥漕亠生物滤池可以是卵石填料高负荷生物滤池，也可以是塑料填料的深式或塔式滤池。TF/SC工艺中生物滤池系按不完全处理设计，采用了较一般高负荷生物滤池还要高的负荷， 美国采用的负荷为0.41.4 kgBOD5/(m3d)(填料体积)，最终出水BOD5可达10 mg/L以下。 我国的研究结果是卵石填料的负荷在3.5 kgBOD5/(m3d)时最终出水BODg可在30 mg/L以 下。生物滤池设计的BOD去除率以50%左右较为经济，其主要功能是去除溶解性BOD55和将大分子等难降解的物质降解为易降解物质。在我国采用卵石填料比较经济，因塑料填料 的价格要高 20 倍以上。固体接触池是TF/SC工艺高效的关键之一，它是将回流污泥与生物滤池出水混合曝气， 进行生物絮凝和生物吸附，将废水中细小颗粒和凝聚性差的生物膜絮凝成易于沉淀的絮体， 同时吸附和降解污水中的有机污染物，因而污水在固体接触池中的停留时间一般都较短(美 国典型TF/SC处理厂最短的仅2.0min，般为30min左右)，我国设计的停留时间较长，多 在 45min 左右，因滤池负荷较美国高。固体接触池的污泥负荷比一般活性污泥法高1 倍， 若出水BODs要求低于30mg/L，污泥负荷为0.40.8kgBOD5/(kgMLSSd)。絮凝沉淀池与一般二沉池最大的不同之处是设有进水絮凝区，借助于外力进行再絮凝。 它是根据生物可以再絮凝原理设计的，从而较大幅度提高了表面负荷并使细小不易絮凝沉淀 的生物膜得以去除，出水悬浮物可达10mg/L。从以上TF/SC工艺的单元特性讨论中说明了 TF/SC工艺具有以下优点： 出水水质好。美国的数处工程实例和我国示范工程都说明出水悬浮物和BOD均可达5到10mg/L以下。一般活性污泥法出水悬浮物和BOD 达到20 mg/L已是高水准，尤其是悬 浮物达到20 mg/L以下是很困难的。所以，有人称之为“二级处理工艺，三级出水标准”。 TF/SC的工艺单元-生物滤池、固体接触池和絮凝沉淀池均是高效设施，负荷高、停 留时间短，因而工程造价低，运行能耗少。研究结果说明 TF/SC 工艺污水处理厂工程总投 资和运行费用均较传统活性污泥法低约20%(未包括污泥处理，TF/SC工艺污泥量少1/4)。 美国Corvallis市政污水处理厂(Oregon州)改造为TF/SC工艺后，节约用电20%，鼓风机所 需动力由186.4kW降至44.7kW，尤为重要的是污泥量减少了24%，大幅度减少了污泥处理 费用。 具有生物膜法的特点，耐冲击、运行稳定、操作比较简单。2. 生物曝气滤池生物曝气滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆，在90年代初已发展成法国、英国、奥 地利和澳大利亚等国设备制造公司的技术和设备产品。使用BAF的污水处理厂规模也已扩大到&0 X104m3/d。同时发展为可以脱氮除磷的工艺。采用生物曝气滤池的市政污水处理厂流程有两类，见图2。初沉苗誚產卜-出水初 沉 池出A预反冲炭攜木污泥址理AB1反冲铁推水叱匚空代1污诧監理圈2采崩生斓耳气建施的市政污水处理厂瀛程瞬一BAF的构造基本上与污水三级处理的滤池相同，只是滤料不同，BAF 一般用单一均粒 滤料，其构造见图 3。BAF 有两种运行方式，一种是从池上进水，水流与空气逆向运行，称之为逆向流或向 下流。另一种是池底进水，与空气流同向运行，即同向流或向上流。同向流负荷高，出水水 质略差，必须设二沉池。而逆向流在流速较小时，可不设二沉池。出啟S 3 生掬气速池1BA眄的樹逍丄一+-冲映用一 “哉叩国内主要是研究逆向流BAF,国外厂商提供的工艺设备也主要是逆向流。中国市政工程西北 设计研究院和兰州铁道学院合作研究提出的工艺设计参数见表1。表1 BAF工艺设计参数处理程 度容积负荷kgB0D5(m3.d)水力停 留时间(h)设计出水 水质 (mg/L)BOD去除590%0.7 2.812BOD W205SSW20硝化(90% 以上)0.5 2.023BOD W205SSW20NH -NW53TKNW10表1中的进水浓度为一般城市的市政污水浓度,BOD为150200mg/L。所列设计参数为5BAF流程1的参数，即采用此参数可不设二沉池。表1清楚说明BAF是高效处理设施，其容积负荷高出一般活性污泥法12倍，出水可 以完全满足“污水综合排放标准”二级标准。BAF的空气量仅为一般活性污泥法的1/2，其 水气比为1：21：3，运行能耗较低。BAF前可设置有填料的厌氧滤池而形成AA/0工艺膜法，也可在BAF流程2中二沉池前 投加铁盐絮凝剂成为除磷脱氮工艺。3. 生物膜法与传统活性污泥法比较现将生物膜法与活性污泥法的两类代表工艺比较列于表2。表2说明膜法的负荷均远高于活性污泥法，因而工程总造价也要低很多，TF/SC工艺研 究专题依托工程的经济分析说明TF/SC工艺的总造价比标准活性污泥法低20%。另外近年来 我国所设计的两个10X1053/d规模的市政污水处理厂均采用TF/SC工艺，其处理1.0 m3 污水的工程造价一项为900元，另一项为1 015元(工程包括污泥消化与污泥处理)。由于这 项工程利用了有利地形，其电耗分别为0.1 kWh/m3水和0.05 kWh/m3水(完全自流无须 提升)。一般传统活性污泥法的工程总造价为1 2001500元/m3水，运行电耗超过0.2 kWh /m3 水。表2膜法与传统活性污泥法比较工艺构筑物负荷初沉池表面 负荷 m3/(m2.h)生物处理构筑物 容积负荷 kgBOD /(m3.d)二沉池表面 负荷 m3/(m2.h)总去 除率 (%)标准 活性 污泥 法污 泥法1.50.62451.090阶段 曝气1.50.81.08590TF/SC1.52.781.590BAF1.51.25无904. 生物膜法在我国城市污水处理中的前景生物膜法在我国城市污水处理中应用的前景是十分广阔的，将会与活性污泥法一样成为 城市污水处理厂的主要工艺。我国城市污水处理厂现仅 160 座，污水处理率也仅为 10%，需要建设大量的城市污水处 理厂，但我国城市建设资金远不能满足这方面的需求。解决资金的途径，一条是拓宽资金来 源；另一条是采用新的技术降低工程造价节约资金。上述两生物膜法工艺显然是可以较大幅 度降低工程造价的新技术，因而也正是城市污水处理所需要的技术。5. 物膜法需要研究改进的技术问题生物膜法从开始研究至今不足20 年，在我国研究的时间更短，还不到10 年，建设的工 程也很少，因而必然存在许多需要改进的地方，需主要研究的内容如下： 不论是tf/sc工艺还是baf技术，工艺的理论研究还很不够，如果在理论研究上有所 发展，必然会极大地推 动生物膜法的发展。 需要研究工艺设计的优化，如tf/sc工艺各单元处理程度的优化、baf工艺投配负荷 与反冲洗关系的优化 等。 需要研究tf/sc和baf适用的轻质高强、价廉、使用寿命长的滤池滤料，这是两种工 艺的关键问题。 BAF存在一个大型滤池的均匀布水布气问题，它既关系其工程造价，也关系此技术的 适用规模。 随着对环境质量要求的提高，污水脱氮除磷也一定会在我国得到加强。tf/sc和baf 工艺的脱氮除磷技术在 国外已有一些技术方案和成功的流程，但在我国还未很好地开展这 方面的研究，需要规划安排和加强工作。SPR 高浊度污水处理技术在天然淡水资源已被充分开发、自然灾害日益频繁暴发的今天，缺水已经对世界各国众 多城市的经济和市民生活构成了十分严重的威胁，缺水危机已经是我们面临的现实，解决城 市缺水问题的重要途径应该是将城市污水变为城市供水水源。城市污水就近可得，来源稳定， 容易收集，是可靠且稳定的供水水源。城市污水经净化后回用主要可作为市政绿化、景观用 水和工业用水。城市污水再生回用工程包括污水收集系统、污水净化处理技术及其系统、出水输配系统、 回用水应用技术和监测系统。其中污水净化再生技术及其系统是关键，污水净化处理的流程 要简单可靠，投资和运行费用要为该城市经济实力所能承受，处理后出水的水质要满足回用 的要求。沿用了许多年的传统的“一级处理”及“二级处理”水处理工艺技术和设备已经难以适应当 今的高浊度和高浓度污水的净化处理要求，处理后出水更不能满足城市对水回用的水质要 求。沿着传统的工艺技术路线只能进一步附加传统的“三级处理”设备系统，既回避不了庞大 复杂的传统二级生化处理系统，也回避不了投资和运行费用都十分昂贵的传统三级过滤吸附 处理系统。这些恰恰是实现污水回用的忌讳之处。所以，环保市场十分迫切需要净化效率更 高、处理后出水能满足现有环保标准并且能回用于城市，投资和运行费用又要为现有城市的 经济实力所能接受的污水处理新技术和新设备。最新发明的“SPR高浊度污水净化系统”（美国发明专利）将污水的“一级处理”和“三级 处理”程序合并设计在一个SPR污水净化器罐体内，在30分钟流程里快速完成。它容许 直接吸入悬浮物（浊度）高达500毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水，处理后出水的悬 浮物（浊度）低于3毫克/升（度）；它容许直接吸入CODcr为200毫克/升至800毫克/升 的高浓度有机污水，处理后出水CODcr可降为40毫克/升以下。只需用相当于常规的一、 二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用 ，就能够获得三级处理水平的 效果 ，实现城市污水的再生和回用。SPR 污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出，形成 具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒；选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从 污水中分离出来；然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的 絮体；再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器内 使絮体与水快速分离；清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后，达到三级处理 的水准，出水实现回用；污泥则在浓缩室内高度浓缩，定期靠压力排出，由于污泥含水率低， 且脱水性能良好，可以直接送入机械脱水装置，经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道 地砖，免除了二次污染。最新发明的 SPR 污水净化技术以其流程简单可靠、投资和运行费用低、占地少、净化 效果好的众多优势将为当今世界的城市污水的再利用开创一条新路。城市污水实现再利用之 后，为城市提供了第二淡水水源，为城市的可持续发展提供了必不可少的条件，其经济效益 和社会效益是不可估量的.活性污泥法连续循环曝气系统工艺(CCAS)是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR (Sequencing Batch Reactor，序 批式处理法)的基础上改进而成。SBR工艺早于1914年即研究开发成功，但由于人工操作 管理太烦琐、监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用。 SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂。进入60年代后，自动控制技术和监测技 术有了飞速发展，新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功，为广泛采用间歇式处理法创造了条 件。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“采用间歇反应器体系的 连续进水，周期排水，延时曝气好氧活性污泥工艺”。1986年美国国家环保局正式承认CCAS 工艺属于革新代用技术(I/A),成为目前最先进的电脑控制的生物除磷、脱氮处理工艺oCCAS 工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS 反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池，在该区内污水中的大部分可溶 性 BOD 被活性污泥微生物吸附，并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速 (0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气(Aeration)、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、 排水(Decant)”程序周期运行，使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮，和在“好 氧-厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制，并可调整的 程序，由计算机集中自控。CCAS 工艺的独特结构和运行模式使其在工艺上具有独特的优势：(1) 曝气时，污水和污泥处于完全理想混合状态，保证了 BOD、 COD 的去除率，去 除率高达 95%。(2) “好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用， 使氮、磷去除率达80%以上，保证了出水指标合格。(3) 沉淀时，整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态，使出水悬浮物(SS)极低， 低的 SS 值也保证了磷的去除效果。CCAS 工艺的缺点是各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能，全赖电脑控制，对处 理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。（三）实习体会与自我评价此次在广州大坦沙污水处理厂的实习，使我深入了解倒置A2/0 （活性污泥法）处理工艺. 倒置 A2/O 工艺是目前处理城市和工业污水普遍采用的生化处理技术.其工艺流程较为简单, 处理成本低,而处理效果好,BOD/COD去除率高，因而能得到广泛的青睐。随着工艺技术的提 高,各种处理系统的工艺相继投入生产，目前，国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一 级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中 大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟，差别不大。二级处理则是采用生 化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性，溶解性有机物以及氮、 磷等营养盐。目前，这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工艺主要有传统活性 污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。其中序批式活性污泥法（SBR） 得到越来越多的重视和应用.SBR法电气化和自动化要求程度高，并具有超常的处理效率和 处理难生化污水的能力,极大地节约劳力和用地面积,是较为先进且前景较好的处理工艺。