污水处理及管网建设项目工艺方案分析与确定方案

1、污水处理及管网建设项目工艺方案分析与确定方案1.1 处理工艺选择1.1.1 工艺方案选择的原则本项目需要建设 2 个污水处理厂，分别为 1 县城西污水处 理厂和锁营污水处理厂。 2 个污水处理厂采用相同的污水处 理工艺。 选择合适的污水处理工艺， 不仅可以降低工程投资， 且有利于项目的运行管理以及减少其常年运行费用，保证出 水水质。污水处理工艺应遵循以下原则：1、应能满足本项目进、出水水质的要求，适应污水量变 化和水质冲击负荷的影响，确保处理效果；2、采用低能耗、低运行费、低基建费、出水水质好、运 行管理方便的成熟处理工艺；3、积极、慎重地采用经实践证明是行之有效的新技术、 新工艺；4、便于全

2、面规划，近远期合理衔接，根据发展情况分段 逐步实施，更好的发挥投资效益。1.1.2 工艺选择所考虑的因素 在污水处理工艺选择时，需要考虑以下因素：l、进水水质 污水的有机物浓度对工艺选择有很大影响。当有机物浓 度高时，选用厌氧一好氧工艺比较有利， A 段只需较小的池 容和电耗就可去除较多的有机物，节省了基建费和电耗，污 水的有机物浓度越高，节省的费用就越多。厌氧处理多用于 大幅削减高浓度有机污染。2、处理规模和当地条件 处理规模大小对处理工艺选择影响较大。厂区的环境条 件也是确定处理工艺的重要因素，在大城市、人口稠密地区 等环境质量要求高的地区，宜采用占地少、卫生条件好的工 艺。1.2 主体工

3、艺比选 根据本次工程确定的进水水质特点和出水水质要求，处 理工艺采用生物处理段 +深度处理段。1.2.1 生物处理段工艺选择 根据本次工程确定的进水水质和出水水质要求，处理工 艺拟采用生物脱氮除磷处理工艺。按照构筑物的组成形式、 运行性能以及运行操作方式的不同，可以分为活性污泥工 艺、生物膜工艺及膜生物反应器三大类。活性污泥法活性污泥处理工艺主要有三个系列：(1)A 2/0 系列； (2)序批式反应器 (SBR) 系列：(3)氧化沟系列。1、A2/0 工艺A2/0 工艺即厌氧 - 缺氧 -好氧活性污泥法。污水在流经三 个不同功能分区的过程中，使污水中的有机物、氮、磷得以去除。该工艺在系统上是同

4、步除磷脱氮工艺， 在厌氧（缺氧）、 好氧交替运行的条件下可有抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨 胀， SVI 值一般小于 100，有利于处理后污水与污泥的分离， 运行中在厌氧和缺氧段内只需轻微搅拌。由于厌氧、缺氧和 好氧三个区严格区分，有利于不同微生物的繁殖生长。因此 脱氮除磷效果好。目前该法在国内外使用广泛。2、 SBR 法SBR 是在单一反应池内， 按时间顺序实现不同目的的操 作达到处理要求的处理系统，其操作过程是周期性的，一个 周期的进水、反应、沉淀、出水和待机的过程全在一个设有 曝气或搅拌装置的反应池内进行，这种操作周面复始进行， 达到不间断处理污水之目的，因而不需沉淀池和回流污泥设 备，但

5、由于 SBR 法是严格按时间顺序运行的， 其所需装备造 价高，控制管理水平要求严格，操作不当将导致污泥随出水 流失，造成二次污染，此外该方法总容积利用率低，一般小 于 50% ，仅适用于较小污水量场合。3、氧化沟法 氧化沟最初于五十年代出现于荷兰，主要由环形曝气池 组成， 具有出水水质、 处理效率稳定、 操作管理方便等优点， 同时也能满足生物脱氮要求。氧化沟布置有多种形式，除了 常用的转刷型氧化沟外，还采用垂直轴表面曝气叶轮的 Carrousel 氧化沟以及转盘型曝气器的奥贝尔氧化沟。生物膜法1、生物滤池生物滤池使用的生物载体是小块料（如碎石块、塑料填 料）或塑料型块，堆放或叠放成滤床，故常称

6、滤料。与水处 理中的一般滤池不同，生物滤池的滤床暴露在空气中，废水 洒到滤床上。布水器有多种形式，其中回转式布水器使用最 广。回转式以两根或多根对称布置的水平穿孔管为主体，能 绕池心旋转。穿孔管贴近滤床表面，水从孔中流出。布水器 的工作是连续的，但对局部床面的施水是间歇的，这承继了 污水灌溉间歇灌水的概念。滤床的下面有用砖或特制陶块、 混凝土块铺成的集水层， 再下面是池底。 集水层和池外相通， 既排水又通风。 工作时， 废水沿载体表面从上向下流过滤床， 和生长在载体表面上的大量微生物和附着水密切接触进行 物质交换。污染物进入生物膜，代谢产物进入水流，出水带 有剥落的生物膜碎屑，需用沉淀池分离。

7、生物膜所需要的溶 解氧直接或通过水流从空气中取得。生物滤池的占地面积较 大。2、生物转盘 生物转盘是随着塑料的普及而出现的。数十片、近百片 塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串，平放在一个断面呈半圆形的条 形槽的槽面上。盘径一般不超过 4 米，槽径约大几厘米。有 电动机和减速装置转动盘轴，转速1.53转/分左右，决定于盘径，盘的周边线速度在 15 米分左右。废水从槽的一 端流向另一端。盘轴高出水面，盘面约40%浸在水中， 60%暴露在空气中。盘轴转动时，盘面交替与废水 和空气接触。盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖，生物 膜交替地与废水和空气充分接触，不断地取得污染物和氧 气，净化废水。膜和盘面之间因转动

8、而产生切应力，随着膜 的厚度的增加而增大，到一定程度，膜从盘面脱落，随水流 走。生物转盘无堵塞现象，盘面积利用率高， 比生物滤池占地小。但生物转盘受气候影响大，污水中的挥 发性污染物影响环境。膜生物反应器 (MBR) 膜生物反应器集生物反应器的生物降解和膜的高效分 离于一体，是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的新 型高效污水生物处理工艺。其工作原理是利用反应器的好氧 微生物降解污水中的有机污染物。同时，利用反应器内的硝 化细菌转化污水中的氨氮，以去除污水中产生的异味(污水 中的异味主要由氨氮产生) 。最后，通过超滤 膜进行高效的固液分离出水。膜生物反应器工艺通过膜分离 技术大大强化了生物反

9、应器的功能，与传统的生物处理方法 相比， 具有生化效率高、 抗负荷冲击能力强、 出水水质稳定、 占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前 最有前途的污水回用处理技术之一。污水经气浮、过滤工艺 处理后，可直接由过滤泵送至 MBR反应器处理，出水进入 储水池消毒即可回用或排放。 MBR反应器的少量排泥可委 托具有危险废物处置资质的企业处置。MBR的优缺点：1）出水水质良好稳定，可直接回用。2）占地面积小，容积负荷高，水力停留时间短。3）排泥周期长，在生物自解下污泥量少，操作运行费用低，低能耗且易于自动化控制。4）MBR设备结构简单，可以一体化组装，实现了集约 化、小型化、自动化，并可就

10、地处理、回用中水。5）膜堵塞问题，给操作管理带来不便； 膜制造成本偏高，膜生物反应器的基建投资较高。通过以上论述，各处理工艺系列特点比较详见下表各生物处理工艺系特点比较表项目A2/0 工-艺SBR氧化沟生物滤池生物转盘MBR氮处理效果好较好较好般较好好运行可靠性好好好较好较好好工艺可控性好般般较好般较好耐冲击负荷较好好最好好般好构筑物占地较小较小大较大较小很小基建投资般较咼较大般较咼高运行费用般较咼较咼般低高规模适用性各种规模中小型中小型中小型中小型中小型通过上表比较，结合本工程实际情况，选择A2/0工艺作为污水主处理工艺。深度处理段工艺选择深度处理阶段是污水处理的重要环节，其工艺目的是进 一

11、步去除污水中经生物处理段一一生物脱氮除磷处理后剩 余的污染物质，工艺的选择取决于生物处理段出水的水质和 所需达到的水质标准。生物处理段出水中污染物物质为有机 物和无机物的混合体，主要包括悬浮物、细菌、藻类等。根 据生物段出水水质特点，推荐滤布过滤器和V型滤池工艺。滤布过滤器滤布过滤器技术是上世纪九十年代发展起来的，能有效 代替传统滤池或其它絮凝滤池的新型污水深度处理回用技 术，与传统的工艺相比，无需混凝、絮凝、砂滤，工艺过程 简单，易控制，其过滤出水水质高于传统工艺。适用于规模 化地表水的进一步净化、废水的深度处理与中水回用。在用 于污水处理厂深度处理工艺中的过滤工段时，二级生物处理 出水后经

12、混凝沉淀进入滤布过滤器系统，水中的飘泥、悬浮 物、细小颗粒等物质均能被有效地截除，出水 SS 浓度小于 10mg/L 。滤布过滤器与其它过滤器相比具有以下特点和优势，最 主要的特点是运行稳定、抗冲击负荷能力强、出水水质好、 占地少、运行管理简单、一般情况下无需加药。1、出水水质好并且水质和水量稳定。2、设计新颖，耐冲击负荷，适应性强。3、设备简单紧凑，附属设备少，整个过滤系统的投资 低。4、设备闲置率低，总装机功率低。5、运行自动化，因而运行和维护简单、方便。6、水头损失比砂滤池小很多。7、运行费用低。8、占地面积比其他滤池小很多。9、设计周期和施工周期短。10、滤前处理系统的事故对滤布滤池的

13、影响较小，并且 恢复较快。 V 型滤池工艺V型滤池是一种高效、稳定的过滤技术。V型滤池是快滤池的一种形式，因为其进水槽形状呈 V字形而得名，因为 其滤料采用均质滤料，即均粒径滤料，所以也叫做均粒滤料 滤池，整个滤料层在深度方向的粒径分布基本均匀；在底部 采用带长柄滤头底板的排水系统，不用设砾石承托层。V型进水槽和排水槽分别设于滤池两侧，池子 可沿着长的方向发展，布水均匀。V型滤池的优缺点优点：采用的是均粒滤料，含污能力很高；气水反洗、表面冲洗结合，反冲洗的效果比其它滤池的好；反冲洗布气布水均匀；单个池子的面积很大；可适用于各种水厂，特别是大型中型的水厂。缺点：池体的结构复杂，滤料较贵；增加了反

14、冲洗的供气系统；产水量大时，比同规模的普通快滤池基建投资造价要深度处理段工艺特点比较表项目滤布过滤器V型滤池工艺氮处理效果好好磷处理效果较好般运行可靠性好好工艺可控性较好较好耐冲击负荷较好较好操作管理方便最复杂设备数量般较多构筑物占地般小基建投资般般运行费用较低般规模适用性各种规模各种规模通过上表比较，结合本工程实际情况，选择滤布过滤器工艺 1.3污泥处置方案比选污泥处置方案简介污水处理厂剩余污泥脱水后，运送至附近的垃圾填埋场 进行处置。污泥处置方案比较城市污水处理厂在进行处理的过程中都要产生各种污 泥，污泥中有的是截留下来的悬浮物质，有的是由生物处理 系统排出的生物污泥。本次污水处理工程的污

15、泥主要是沉淀 池产生的剩余污泥。本工程的污泥产生量虽然不大，但是如不稳妥处理，将造成二次污染。污泥在未经过浓缩前含水率较高，达99.2%99.6%，体积很大，所以污水处理厂需要对污泥进行适当的 浓缩处理，以减少污泥体积，满足污泥脱水的要求。1、污泥浓缩 污泥浓缩一般有重力浓缩、气浮浓缩及机械浓缩三种方 式。重力浓缩的缺点是卫生条件差，占地面积大，效率低， 污泥停留时间长，易厌氧化。在北方寒冷地区，还应特别注 意保温措施，否则将影响其运行效果。气浮浓缩适用于浓缩轻质污泥，可将含水率99.5%的活性污泥浓缩到9496%。其含水率低于采用重力浓缩所达到 的含水率，但运行费用较高，系统复杂。机械浓缩是

16、新近发展的污泥浓缩方式，通过将污泥化学 絮凝后，以机械方式降低污泥含水率，因此适合各类污泥。 可将含水率 99.5%的活性污泥浓缩到 94 %以下，因此可大量 减少污泥体积，减少污泥脱水设备的容量，处理效率高，占 地省，卫生条件好，其缺点是需要投加化学药剂，同时投资 较大。2、污泥脱水污泥一般采用机械脱水，常用的污泥脱水机型主要有带 式压滤机、离心脱水机、板框压滤机和螺压脱水机，其中板 框压滤机由于受到设备的限制，一般仅应用于小型污水处理 厂；螺压脱水机是一种低转速、全封闭、可连续运行的新型脱水机，目前应用较少，设备造价较高带式压滤机主要有带压型和挤压型。带式压滤机的特点 是：滤带可以回旋，脱

17、水效率高，噪音小，能源消耗省，附 属设备少，操作管理维修方便，但必须正碗选用有机高分子 混凝剂。污泥必须预先进行充分的絮疑，以便加强过滤段的 自由脱水，并能适应进一步逐渐加压脱水巴脱水后泥饼的含 水率一般在 80% 。离心脱水机的优点是结构紧凑，附属设备少，在密闭状 况下运行，臭味小，不需要过滤介质，维护较为方便，能长 期自动连续运转。但离心脱水机工作噪音较大，当固液比重 差很小时不易分离。将泥中若含有砂砾，易磨损设备。脱水 后污泥含水率一般在 7080%。同时离心脱水耗电量大，运 行费用高。1.3.3 污泥处置方案确定综上所述，带预浓缩的带式压滤机和离心脱水机都能满 足要求。考虑本工程污水处

18、理厂规模较小，污泥部分运行成 本对项目污水处理成本的计算产生很大影响，因此确定本工 程采用带预浓缩的带式压滤机。1.4 消毒工艺比选1.4.1 消毒工艺比较消毒是城市污水处理的必要环节，早在 2000 年 6 月 5 日由建设部、国家环境保护总局、科技部联合发出的“关于印发城市污水处理及污染防治技术政策的通知建城2000124 号”中规定 “为保证公共卫生安全， 防治传染性疾 病传播，城市污水处理设施应设置消毒设施” 。新排放标准 对污水厂尾水消毒有了更严格的规定，根据出水水质要求， 必须采用适当的消毒方式杀灭污水中含有大量细菌及病毒。目前，国内外污水处理厂普遍采用的出水消毒技术有液 氯消毒、

19、二氧化氯消毒、紫外线消毒等方法，从工艺的经济 性、运行管理的难易、消毒可靠性等方面，这些工艺都各有 优缺点。1、液氯消毒 液氯消毒技术的加氯操作过程简单，价格较低，且在管 网中有持续消毒杀菌作用，作为一种成熟的消毒剂，其已有 百年的应用历史。但由于氯和有机物反应可生成对健康有害 的物质，近年来，氯消毒所引发的环境、安全问题越来越引 起人们的重视，有被其他消毒技术取代的趋势。2、二氧化氯消毒 二氧化氯是新一代广普强力杀菌剂，并可做氧化剂和漂 白剂。在可选用的消毒剂中，二氧化氯被认为是其中性价比 最优的一种。鉴于二氧化氯独特的消毒优势，目前，欧洲已有数千家 水厂采用二氧化氯作为消毒剂，美国也有 4

20、00 余家水厂在消 毒工艺中增加了二氧化氯。我国从 90 年代以后，二氧化氯发生器才开始在一些中小型水厂中加以应用目前为改善水厂氯消毒所带来的一些问题，尤其是氯气 泄漏事件的不断发生，许多城市己停止或准备停止使用氯气 进行消毒。二氧化氯发生器的优势逐渐引起人们的关注，一 些新建水厂已开始直接选用二氧化氯发生器取代加氯机，另 外一些存在氯消毒问题的老水厂也在考虑用二氧化氯对氯 气进行改造。3、紫外线消毒紫外线消毒是利用波长为 2.0 TO-7 m2.95粕-7 m紫外 线的杀菌作用进行消毒的技术，尤其是波长在2.6x 10-7m的紫外线。紫外线消毒技术的主要优点是可省去药剂，不增加水的 臭味。消

21、毒方案的比较详见下表。项目液氯一氧化氯臭氧紫外线消毒效果较好好好较好水中溶解度高很高较低无水中停留时间长长短短消毒效果般般最好好处理水量大大较小大操作管理较简便较复杂复杂较复杂操作安全性不安全安全不安全投资低般高般电耗低般高般占地大较大大小消毒技术确定经过上述对比，臭氧和紫外线消毒投资成本较高且消毒效果的持续时间短，相比而言，二氧化氯消毒和液氯消毒投 资低、消毒效果持续时间也较长。但是，液氯消毒操作安全 性很低，所以本工程消毒工艺推荐使用虽然占地面积较大， 但投资省、运行费用低的二氧化氯消毒技术。1.5工艺流程处理工艺的选择直接关系到处理后出水水质指标能否稳定可靠地达到设计要求、建设投资和运行成本是否节省、运行管理及维护是否方便及占地指标是否较低，综合上述工 艺方案比选，确定污水处理的选定工艺路线为：一级A水质：预处理+A 2/0+沉淀池+絮凝反应+滤