2023年西部发达地区某水质净化厂设计项目建议书

1.1处理水量

污水量1.2万m3/do

1.2设计水质及标准

(1)设计进水水质

1)晴天进水水质

晴天时水质净化厂进水均来自于污水管涵收集的污水，参照周边污水厂资料

以及相关工程，确定设计进水水质如表4.3-4所示。

表4.3-4晴天进水水质分析表单位：mg/L

污水厂名进水

CODcrBODSSTNNH3-NTP备注

称类别5

设计一、二、三期

30015022035256

**污水处进水设计进水

理厂实际一、二期2009

33820825546325

进水年实际进水

设计三期设计进

35015035040303

**污水处进水水

理厂实际一、二期2015

28913422332203

进水年实际进水

平均值31916126238274

本工程选取设计值32016025035255

2)雨后进水水质

雨后水质净化厂进水主要包括从污水管涵分流的污水及调蓄设施收集的雨

季混流水。

根据前述截流调蓄规模分析及处理水源分析，本设施雨后进水水源组成及水

质如下表所示：

表4.3-7**水质净化厂雨后进水水质分析表单位：mg/L

进水水量水量

单位CODcrBOD5SSTNNH3-NTP备注

来源类别规模

各水质指标参

初小考重庆地区雨

调蓄4500m312060400630.5

雨水水径流污染物

池

指标均值

溢流195m332016025035255各水质指标根

污水据晴天进水水

质分析表

提升

至设调蓄池水量按

4695m3/d12864394740.7

施的Id处理完

水体

各水质指标根

污水生活

7305m3/d32016025035255据晴天进水水

干管污水

质分析表

设施预处理

12000m3/d24512330624173

总进水

考虑当前甚至将来一段时间水质净化厂实际进水中部分水来自库尾调蓄池

截流的初小雨混流水，水质波动幅度较大（19%~39%）,因此核心处理工艺应选

择耐冲击负荷的工艺，确保出水水质稳定达标。远期随着片区正本清源工程的进

行，水质浓度会适当提高。

（2）设计出水水质

水质净化厂排放水体及出水水质要求由受纳水体的功能区划决定。水体功能

区划是区域水资源和水环境保护的宏观控制指导性准则。

本水质净化厂出厂水一部分作为再生水，用于市政用途（待将来市政再生水

管网完善后，同时有再生水使用需求），大部分通过管道作为盘溪河流域河湖的

景观补充水。根据本工程目标：项目的各水系化学需氧量（CODcr）、氨氮（NH3-N）、

总磷（TP）、溶解氧（DO）均达到《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》的IV

类标准，本水质净化厂设计出水水质目标为：主要指标能够达到IV类水标准（TN

除外〉见表4.3-8。

表4.3-8出水水质表（单位：mg/L）

粪大肠菌

项目溶解氧

CODcrBOD5SSTNNH3-NTP

群数（个/L）

出水标准30610151.50.33500

IV类标准306—1.51.50.332xl04

（3）去除率

本次设计进出水水质及去除率见下表4.3-11：

表4.3-11设计进出水水质表mg/L

项目

CODcrBOD5SSTNNH3-NTPDO

晴天设计进水水质32016025035255—

雨后设计进水水质24512330624173—

设计出水水质30610151.50.33

晴天去除率(%)>91.00>96.00>96.00>57.00>94.00>94,00一

雨后去除率(％)>88.00>95.00>97.00>38.00>91.00>91.00—

(4)污泥处理标准

污泥处理以减量化为主，每万吨污水产生污泥应不高于全市污泥处理厂平均

污泥产量，污泥经脱水至含水率60%后外运，由特许经营者进行无害化处置。

(5)臭气处理标准

根据本项目环评要求，大气污染物排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标

准》(GB18918-2002)二级标准。

表4.3-12厂界废气排放最高允许浓度

示甲烷

氨硫化氢臭气(无量纲)

排放】

(厂区最高体积浓度%)

废气浓度(mg/L)1.50.06201

(6)环境保护标准

厂区绿化覆盖率N45%,减少对周边环境的影响；在施工期间噪声执行《建

筑施工场界环境噪声排放标准》(GB12523-2011)的排放限值：昼间S70分贝，

夜间W55分贝；运营期间厂界噪音执行《工业企业厂界环境噪音排放标准》

(GB12348-2008)中的2类标准，白天二60分贝，夜间W50分贝，采取有效措施

确保厂界噪声达标。

1.3设施布置形式分析

(1)地下布置的优越性分析

目前，随着污水处理技术和地下空间开发技术的发展，特别是地下连续墙挖

槽机、大型混凝土输送泵、大型钻孔机的使用，地下水质净化厂建造规模、质量

及施工速度不断提高，现代科技发展为地下水质净化厂的建设提供了强大的技术

保障。地下水质净化厂的投资成本较高，但针对可利用土地资源日趋减少的城市,

地下水质净化厂建设优势凸显。一般来说，若综合考虑水质净化厂建设成本和周

边土地价值，地下和地面水质净化厂的造价可能相差无几；同时地下建筑还具有

受气候影响较小、节能效果好、运营费用低的经济优势；如果再考虑环境价值，

地下水质净化厂的“性价比”明显要高于地面水质净化厂。经分析，地下水质

净化厂相比地上水质净化厂，具有如下优点：

1）二次环境污染几乎消除

由于处于地下全封闭管理，地下式水质净化厂对产生的臭气进行全面处理，

对环境和城市居民生活基本不产生影响。地下式水质净化厂的主要设备均处于地

下，机械的振动和噪声对地面建筑和居民不会产生影响，有效避免噪声对周围居

民生活与工作的影响。

2）结构紧凑、节省土地资源

在地下水质净化厂设计中，考虑到地下空间和投资的限制，构（建）筑物设计

都比较紧凑，技术上也尽量选用占地面积小的处理工艺。此外，地下式水质净化

厂无需考虑过多的绿化及隔离带等要求，节约占地面积。根据现有工程经验，地

下水质净化厂的用地指标一般控制在0.4n?/t左右，而同等出水标准的地面水质

净化厂则达到0.8m2/t。土地资源的节约在土地紧缺的城市尤显重要。

3）有利于水质净化厂稳定运行

水质净化厂二级生物处理工艺的最佳温度为20~35℃,但地上水质净化厂的

水温会随着环境温度变化而变化，尤其是我国北方地区水质净化厂在冬天会受气

温影响。地下式水质净化厂由于池体下沉并密封，除受污水水质条件的影响以外，

基本不受外部环境因素的影响，特别是地下常年温差较地面温差小，水温比较恒

定，有利于各种污水生物处理工艺的稳定运行。

4）上部空间利用方式灵活

土地利用效率高，环境友好。地下式水质净化厂由于只有部分辅助建筑物建

在地面，占用土地资源很少，节省城市开阔空间，不会使周边土地贬值，确保周

边区域的未来发展。地下式水质净化厂上部空间，可用于绿化、公园等公益事业，

也可用于商业开发，还可为市民提供一个环境保护科普及参观的示范基地。

（2）地下布置的可行性分析

1）地形地质可行性

重庆市主城是著名的山城，地形复杂，高差较大，尤其是在山地或沿江区域

难以找到平坦的用地，本工程建设范围内亦是如此。因此，结合流域内山地地形，

采用地下或半地下的方式进行建设,可有效减少土石方量，减小施工难度。同时，

结合地形错落有致地布置各级污水处理构筑物，还可有效减少水质净化厂运行过

程中的动力消耗。另外，充分利用地形,在顶部错落有致布局配套建设公共绿地、

绿化工程或建筑小品，还可改善水质净化厂周边总体风貌，丰富城市景观。

另一方面，流域内地层多为红色砂页岩，其次为三叠系和古生介二叠系砂页

岩，强度均较高，在流域内建立地下式水质净化厂具有有利的地质条件。

2）用地规划可行性

地下式水质净化厂具有占地小优点。广州京溪污水处理厂采用占地小的全地

下式，只需常规污水处理厂用地的1/5,昆明市第九、第十污水处理厂只需常规

污水处理厂用地的1/3o占地小的地下式方案最终能够在寸土寸金的盘溪河流域

城市居住区内落实水质净化厂的选址，实现用地规划调整和污水规划调整的可行

性。

3）居民接受可行性

地下式环境友好性易于获得周边居民的接受和支持。地下式水质净化厂能最

大可能地兼顾“治污”与“污染”的矛盾，在治理区域污水的同时，保持良好的

厂区地面环境，同时也让紧邻小区远离臭气、噪音等污染，清澈的尾水又补充河

道，全方位地创造更好的环境。我国已建成的许多地下式水质净化厂地面作为厂

区绿化、小区花园、城市公园、休闲健身场地、停车场、道路、活水公园等多种

用途。

4）企业支持可行性

地下式水质净化厂理念更好地契合周边地块开发建设理念，与周边小区环境

兼容，易于获得周边开发企业的支持，实现多赢及利益共享。如位于中心城区的

昆明市第九、第十污水处理厂周边建筑密集，因地下式方案用地节省、地面景观

与周边地产开发的地面环境相协调等显著优点，最终促成昆明市政府、业主与房

产商的成功谈判合作，打破多年用地僵局问题，实质性地推动了两座地下式水质

净化厂建设。如今，这两座地下式水质净化厂建成后的地面为城市公园，成为周

边居民小区花园和休闲场所。

5）技术支持可行性

现有污水处理技术、地下空间建造技术和管理技术已完全满足地下式水质净

化厂的设计、建设、运行。例如，广州市京溪污水处理厂已投产6年多，运行良

好，社会反响较好。目前，我国数十座地下式水质净化厂相继成功建设和运行，

均表明地下式水质净化厂相关技术方面不存在壁垒。而且，随着技术不断进步，

地下式水质净化厂将越来越体现更好的经济可行性。

（3）地下布置的适应性分析

1）与盘溪河流域城市发展需求的适应性

自两江新区成立以来，盘溪河流域城区建设迅猛发展，造成污水量剧增，已

接近规划控制容量。已有盘溪河沿河污水转输系统远远不能满足城市扩张的要求,

经常发生污水溢流污染盘溪河的情况，严重影响盘溪河流域城市环境；而流域下

游污水干管和污水处理厂均已满负荷且难以扩容，与城市继续发展的矛盾越来越

尖锐；急需在流域上游新建分散式水质净化厂，单独处理上游城市污水，以大大

减轻难以改造的下游污水收集和处理系统负荷。但上游新增污水处理设施受土地

紧缺与居民强烈反对的双重约束；此时，为突破土地紧缺与居民强烈反对的双重

约束，建设占地小、环境好的全地下污水处理厂成为被动选择，甚至是唯一选择。

2）与盘溪河流域经济发展水平的适应性

预期未来，地下式水质净化厂将从一种技术选择发展为一种发展趋势，是前

瞻性建设高标准污水处理厂的体现。对于经济条件较好的两江新区盘溪河流域，

将地下式水质净化厂的建设从“被动”转变为“主动”，是从城市规划层面超前

谋划地下污水处理设施的体现，可提前实现地下污水处理设施建设与城市发展和

周边居民宜居生活环境打造等多种需求的共赢。

3）与流域内公共设施结合开发的适应性

地下式水质净化厂除了常规的治污价值外，其综合功能也大大升级，包括土

地价值、环境价值、艺术价值、公共空间价值、外延城市综合体价值等。地下、

地面土地利用效率提升，大大加强了人的参与性、亲和性，进而改善厂外周边环

境，盘活周边土地价值。现有地下式水质净化厂的成功应用已充分表明，地下式

水质净化厂可以完全融入城市开发，与城市公园、市民休闲娱乐、运动场地、市

政公交、社会停车等设施有机结合，彻底改变人们过去对水质净化厂避之不及的

固有观念，利于城市区域整体开发，其综合价值远远超过传统水质净化厂本身的

治污价值。其打造的综合功能“市政设施群”，有利于实现城市用地性质的跨界

和融合，是未来“城市精细化设计”的一个方向。

(4)地下布置的形式比较

地下式水质净化厂根据厂房的布置形式，可分为半地下式与地下式两种。其

中半地下式可分为单层加盖半地下式、双层覆盖半地下式，地下式可分为全地下

式及洞穴式。各种布置形式典型图如下图所示，各种布置形式比较如下表所示:

上盖层

单层加盖半地下式

全地下式洞穴式

图4312地下式水质净化厂可供布置形式

表4.3-13半地下式、地下式结构布置形式分析比较表

比较项目单层加盖半地下式双层覆盖半地下式全地下式洞穴式

结构形特征建于地下，部分露出建于地下，操作平顶部双层加盖并全将部分或全部污

比较项目单层加盖半地下式双层覆盖半地下式全地下式洞穴式

式特点地面。对主要构筑物台基本与地面持部埋于地面以下。水主体处理构筑

顶部单层加盖平。顶部双层加盖，地面利用方便，可物设置在开挖或

上部空间可充分利绿化或其他设施建己有的山体隧洞

用设内，适合多山城市

仅对部分池体进行对上部进行整体加地下空间和地面得

有效利用岩洞的

土地利加盖，竖向空间利用盖，竖向空间得到到有效利用，土地

内部空间，土地资

用有限，土地资源的效有效利用，土地资资源效益显

源效益显著

益不显著源效益显著著

设备、构筑物位于设备、构筑物位于

设备、构筑物位于室内，操作管理工室内，操作管理工

构筑物顶部加盖后室内，操作管理工作条件好。设有工作条件较好。设有

土地利

操作管设工作平台，设备在作条件好。上盖屋作平台和起吊设工作平台和起吊

用及操

理露天检修、维护、安顶设起吊设备，便施，但受地下空间设施，但洞穴空间

作管理

装于检修、维护、安限制，设备的检修、受限，设备的检

装维护、安装受到一修、维护、安装受

定影响到一定影响

虽然空间受限，但

人员和厂区设有道路和楼厂区设有道路和楼设有地下通道，下

洞穴内设有专门

车辆出梯，构筑物顶部局部梯，构筑物顶部设部空间设有道路和

通道，供人员和车

入设通道有通道楼梯

辆进出

仅厂区地面扣除构厂区地面扣除构

可绿化（建）筑物区域及加（建）筑物区域及厂区地面可用面积外部山体自然区

区域盖构筑物的部分区污水厂上部加盖区多域，可用面积一般

海绵城域，可用面积一般域，可用面积多

市建设海绵元厂区地面和局部构构筑物上部整体加

厂区地面充分利处理设施位于山

素运用筑物顶部有绿化景盖覆土绿化，海绵

用，海绵元素运用体洞穴内，外部景

及景观观，配合海绵元素，元素运用多，景观

多，景观效果好观取决于山体

效果效果稍好效果好

比较项目单层加盖半地下式双层覆盖半地下式全地下式洞穴式

需采用专用的风

构筑物部分位于地需采用专用的风道

道及通风口进行

通风换部分位于地面上，通面上，上盖四周敞及通风口对地下空

通风换气，要求

气风换气较容易开，通风换气较容间进行通风换气，

高，设备设施较复

易设备设施较复杂

杂

通风采构筑物部分位于地构筑物位于地下，构筑物位于洞穴

采光照

光及除自然采光面上，利用自然光需配置一定的人工内，需配置一定的

明

臭进行照明照明人工照明

构筑物建于地下，

除臭及进行密闭除臭，厂

进行密闭除臭,但仍对周边环境基本无构筑物建于洞穴

对周边区上部加盖后覆土

对周边环境有一定影响，厂区及周边内，对周边环境基

环境的绿化，对周边环境

影响环境改善带来土地本无影响

影响基本无影响

增值效益显著

深基坑开挖，施工山体隧洞内施工，

工程施施工要开挖不深，施工相

常规施工复杂，对设计和施施工复杂，对设计

工及投求对容易

工要求高和施工要求高

资

总投资一般较高高高

运用案在建或国内在建1座，

多较多较多

例已运行香港和国外较多

综上分析，地下式水质净化厂具有对周围环境影响小、环境协调性强、节约

土地资源等诸多优点，通常在对用地、出水水质、环境影响等要求较高的地方采

用。地下式污水处理厂还具有良好的密闭性和稳定的温度环境、有较强的防灾减

灾优越性；但另一方面，地下式水质净化厂对设备性能、质量要求较高，施工难

度一般也较大且复杂;对采光、通风、除臭、消防、防洪（涝）、防潮等要求也较高，

因此地下式水质净化厂往往一次性投资较高，但其使用寿命较长。

因此，本工程水质净化厂采用地上式或地下式方案，应综合考虑地区经济发

展水平、城市发展需求、设施标准定位、土地制约因素、环境约束条件等各个方

面，在各个因素中寻求特定区域、特定时期的“平衡点”。总之，应贯彻“因地制宜”

原则，结合流域的特点选择。

从土地利用效益、环境友好性、生态海绵性方面考虑，暂时推荐本工程水质

净化厂可考虑全地下式及双层覆盖半地下式两种布置形式，具体布置形式结合各

设施的布置条件确定。

1.4工艺比较及论证

（5）工艺设计原则

1）对所需去除的污染物有较高的处理效率，具有国内外先进水平的工艺；

2）具有很强的抗冲击负荷能力，出水水质稳定性高；

3）工艺成熟，具有足够的设计及运行经验以资借鉴；

4）基建投资省和运行费用低、占地面积少、管理简单、污泥量少，以较少

的投入取得较大的效益；

5）处理工艺应是运行管理方便，运行灵活，可根据不同的进水水质调整运

行方式和参数。应选择适宜的自动化程度，提高管理水平，最大限度地发挥处理

装置和构筑物的功能；

6）根据实际情况，在合理、经济、积极、慎重的原则下，力求采用先进的

工艺、设备、材料等。

（6）水质水量特性分析

1）本工程污水处理特点

污水处理工艺的选择应根据设计进水水质、处理程度要求、用地面积、工程

规模和污水流入工况等多因素进行综合考虑，各种工艺都有其适用条件，应视工

程的具体条件而定。本工程污水处理具有以下特点：

①水量变化大

流域内需要处理的包括生活污水、工业废水和部分河道基流，水量波动较大。

因此污水处理工艺要能够长时间适应来水量的波动。

②水质变化大

需要处理的污水包括生活污水，工业废水和部分河道基流，由于工业废水污

染物变化大，且截流的河道基流及初雨雨水的污染物分布不均，因此所选的污水

处理设施需具备对水质变化适应性好的污水处理工艺。

③受纳水体水质要求高

本工程建成后，处理后的尾水排入盘溪河及沿途湖库，作为景观环境用水，

因此水质要求比较高。

2）污水可生化性分析

污水处理工艺的选择需在分析进水水质和处理要求的基础上进行，本工程采

用脱氮除磷生物处理工艺，对进水污染物中营养物质的配比和平衡有较高的要求,

现将本工程设计进水水质中营养物的配比指标列表4.3-13如下，并作进一步的分

析。

表4.3-13进水营养物配置比指标

项目BOD5/CODCrBOD5/TNBOD5/TP

实际数值0.504.5732.00

脱氮除磷指标目标值>0.303.0〜5.0>17.00

水质评价较好碳源较充足除磷效率较好

①B0D5与CODCr

污水中有机污染物主要体现为BOD5与CODCr,从降解性能的角度，有机

物可分为易生物降解和难生物降解两类；从溶解性能角度，有机物可分为溶解性

和非溶解性两类。有机物的去除依靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后对污泥

与水进行分离来完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分

有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所

需的能量，其最终产物是C02和H20等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢

过程中，易降解的有机物首先被微生物吸收、利用、降解，溶解性易降解的有机

物（如低分子有机酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性易

降解的有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用,

但对于难生物降解的有机物去除则较为困难。

根据多座污水处理厂的运行经验，CODCr、BOD5的稳定达标除了与生化处

理段的设计有关外还与进水有机物的组成有关。对于那些主要以生活污水和成分

与生活污水相近的工业废水组成的城市污水由于进水中有机物成分较为简单，采

用传统二级生物处理工艺进行处理，二级处理出水再结合深度处理基本能够保障

出水CODcr、BOD5达到地表水IV类标准。

本次工程设计进水水质中，BOD5/CODCr=0.5,可生化性较好，本工程要

求出水CODcr和BOD5执行地表水IV类标准，分别需要稳定在30mg/L和6mg/L

以下，去除率分别高达90%、96%o

对于BOD5,在生化段设计时适当加大好氧段池容以及确保供氧量充足，也

能进一步降低出水BOD5,保障出水BOD5W6mg/L,因此，BOD5可作为一般关

注的指标。

对于CODCr,尤其是难生物降解的CODCr的进一步去除可能存在一定难度,

并且CODCr是国家节能减排考核的指标，是去除重点，因此将CODCr列为重

点控制项目。

②NH3-N与TN

本工程设计进水NH3-N=25mg/L,TN=35mg/L,本工程出水指标为：

NH3-N<1.5mg/L,TN<10mg/Lo自2007年太湖流域率先进行一级A改造开始,

越来越多的污水厂在生产运行中发现N的去除和稳定达标难度较高，而工艺系

统能否完成较彻底的脱氮，应该具备以下条件：

A生化处理段设有硝化和反硝化单元，且硝化和反硝化单元的池容应保证充

足；

B对生化段的供氧量应能保障硝化反应的正常运行；

C进入生化段污水中碳源和碱度充足。

NH3-N的去除主要靠硝化过程来完成,氨氮的硝化过程是控制生化处理好氧

单元设计的主要因素。在曝气量充足,泥龄足够的条件下,NH3-N能够得到降解，

并且氨氮也是国家水污染物总量控制因子之一，是环保监测考核的指标。需要把

氨氮作为重点控制项目。

目前有脱氮要求的污水处理厂均设有硝化和反硝化单元，且在设计时根据进

出水水质要求池容、供氧量基本都能满足;一般情况下只要进水pH值在7左右，

碱度也不是影响脱氮的主要因素，难度较大的就是多数污水厂的进厂污水中的碳

源不充足。从理论上讲，BOD5/TN>2.86才能有效地进行脱氮，实际运行资料表

明，BOD5/TN>3时才有能使反硝化正常运行，在BOD5/TN=4〜5时，氮的去除

率可大于60%o

本工程设计进水水质中，BOD5/TN=160/35=4.57,碳源较充足，但设计进

水水质是按远期水质考虑，目前，有机污染物浓度低，可利用碳源较少，近期进

水可能存在碳源不足的情况，影响反硝化效果。因此将TN作为本次设计重点控

制项目。考虑到实际运行中的水质波动及碳源不足情况，本工程需配置碳源投加

系统，确保出水TN稳定达标。

③TP

从经济和节省运行成本的角度，磷的去除主要依靠生物处理，一般认为实现

生物除磷，BOD5/TP需大于17（规范建议）。本工程设计进水TP=5Qmg/L,

BOD5/TP=32>17,基本可以采用生物除磷工艺完成除磷过程，但要求出水

TP<0.3mg/L,去除率达到94%,同时考虑到磷的释放问题，单纯依靠生物除磷

难以满足如此严格的去除要求，因此，本方案考虑采用生物除磷与化学除磷两者

相结合的方法强化除磷效果，以保证出水TP达标，目前多数污水处理厂采用以

生物除磷为主，化学除磷为辅的除磷措施，已取得较为理想的去除效果，并且深

度处理单元对TP的去除效果可靠，但由于磷是造成水体富营养化的主要元素之

一，因此将TP为本工程的一般控制项目。

④SS

一般进厂污水中均含有大量悬浮物，对于无机颗粒杂质和大粒径的有机颗粒

依靠粗、细格栅和沉砂池的自然沉淀作用就能去除，而对于小粒径的有机颗粒则

要依靠活性污泥微生物的吸附降解作用去除，一般可满足二级出水的要求，但要

取得更高的悬浮物去除率，就得借助于深度过滤处理措施。污水处理厂对悬浮物

的去除作用不仅仅体现在SS指标上，因为CODcr、BOD5等指标本身就与SS相

关，SS含量高，则CODcr和BOD5的浓度也会增加，因此，去除SS的同时也就

是在进一步降低出水的有机污染物含量。本工程设计进水SS浓度为250mg/L,

出水SS要求不得高于10mg/L,去除率达96%,为此，须借助深度处理措施，

保障出水悬浮物达标。根据多座污水厂的运行经验，在深度处理段能有效降低出

水SS,但考虑到磷的释放问题和远期再次提标的可能，因此选择合理的工艺能

够确保出水SS的稳定达标显得更为关键。因此SS可作为一般控制指标。

综上所述，本工程的处理项目可分为三类：第一类：重点控制指标，包括

CODcr、TN、NH3-N,处理难度大，需要采取针对性工程措施。第二类：一般控

制指标，包括TP、SS、粪大肠杆菌，该类指标只需采取化学除磷、深度处理或

消毒措施即可达标。第三类：一般关注指标，主要指BOD5,该类指标只需保证

污水厂正常运行即可达标。各项控制指标的重要性详见下表4.3-14：

表4.3-14污水水质各项控制指标重要性及针对措施

项目重点控制优先次序对策与措施

CODcr①处理工艺应有针对性

TN①保证硝化与反硝化条件，有其他保障措施

①保证微生物正常活性功能，适当延长泥龄、充分曝气

NH3-N

TP②辅以化学除磷

SS②需要进行深度处理

③保证系统正常运行适当延长泥龄、充分曝气

BOD5

根据我国现行《室外排水设计规范》和大量的污水厂实际运行经验来看，对

于有机物、氨氮、总磷和总氮的去除，积极稳妥的处理方法是将其在二级生物处

理系统中去除。通过对本工程进水水质的特性分析，大部分污染物指标（如BOD5、

TN、NH3-N）均可通过脱氮除磷的二级处理工艺去除，污水再经深度处理，进

一步去除二级处理不能完全达标去除的污染物（粪大肠菌群数和略有超标的

CODcr、SS、TP）,最终使出水水质达到设计值的要求。

3）处理工艺选择的分析

污水处理工艺的选择直接关系到处理后出水的各项水质指标能否稳定可靠

地达到排放标准的要求'占地指标是否较低、建设投资和运行成本是否节省、运

行管理及维护是否方便。因此，污水处理工艺方案的选定是污水处理厂成功与否

的关键。

从前面论述我们可以看出，本水质净化厂进水大部分是生活污水，规模为中

等规模，在污水处理工艺的选择上必须考虑这些因素，同时在安全稳妥的前提下

选择出经济合理的技术方案。

在传统上城市综合污水处理厂一般都采用好氧生物处理技术，如传统活性污

泥法、延时曝气法、氧化沟、各种类型的生物膜法等；对除磷脱氮有要求的城市

污水，应采用二级强化处理，如A2/0工艺，A/0工艺，SBR及其改良工艺，氧

化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。

对城市综合污水采用好氧生物处理技术，具有一定的优越性，好氧生物处理

工艺技术成熟，运行管理经验丰富，正常运行时，COD值可降至100mg/L以下。

通过上述章节对水质净化厂进水水质的预测，得知其水质特性：

①污水的B/C=0.5,可生化性较好，可以采用以生化为主体的处理工艺；

②城市综合水质净化厂要考虑工艺具备去NH3-N效果，可采用以硝化反硝

化的强化脱氮工艺解决；

③要考虑工艺具备除磷效果，在此工艺的选择上要采用去磷工艺。

根据本工程的进出水水质要求，本水质净化厂对氮、磷的去除有一定要求,

因此选用的处理工艺必须具有较强的脱氮除磷功效，才能达到排放标准。

目前，污水去脱氮的处理方法通常采用生物处理法，除磷通常采用生化为主、

物化为辅的处理方法。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》及国内外工程

实例和设计院的经验，比较成熟的具有除磷、脱氮的工艺有：A2/O工艺，A/O

工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、A?/。工艺、各种

氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的比较实用的脱氮除磷工艺，

其工艺特点都是为不同功能的微生物菌种创造有利于生长的厌氧、缺氧、好氧三

种不同的环境条件从而实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合。

现将几种常见具有脱氮除磷工艺例举、分析、比较。

(7)污水生物处理工艺简介

1)A?/。工艺

①A/A/O法

A/A/O法也称A2/O法，即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。其构造是在A/O工

艺的厌氧区之后、好氧区之前增设一个缺氧区。

A厌氧反应池，原污水进入，同步进入的还有从沉淀池排除的含磷回流污泥，

本反应池的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。

B污水经第一厌氧反应池进入缺氧反应池，本反应迟的首要功能是脱氮，硝

态氮是通过内循环由好氧反应池送来的0

C混合液从缺氧反应池进入好氧反应池，这一反应池是多功能的，去除BOD,

硝化和吸收磷等反应都在本反应池内进行。

N2

<内循环

原水“厌氧反应池>上反;池…f氧反应池彳二沉池）——.出水

!_____________________

回流污泥（含磷污泥）।

剩余污泥

图4.3-12A2/O脱氮除磷工艺流程

污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污

水中的有机物、氮和磷得到去除，达到同时进行生物除磷和生物除氮的目的。

见下图。

同时，该系统还存在以下一些特点：

A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。

B在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨

胀之虞，SVI值一般均小于100。

C污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。

D运行中两个A段只用轻微搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低。

②改良A?/。工艺

为了解决A?/。工艺中存在的问题，即由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸

盐对厌氧区产生不利影响，改良A2/O工艺在厌氧池之前增设厌氧/缺氧调节池,

来自二沉池的回流污泥和10%〜30%左右的进水进入调节池，停留时间为20~

30min,微生物利用约10%〜30%进水中有机物去除回流硝态氮，消除硝态氮对

厌氧池的不利影响，从而保证厌氧池的稳定性。该工艺简易运行，在厌氧池中分

出一格作回流污泥反硝化池即可。

70~90%Q混合液内回流

进水'选择区|厌氧区|缺氧区好氧区>二沉池，出水

t-

।।

面标凝'7爸标标5,

剩余污泥

图4.3-13改良A2/O工艺流程图

该工艺与其他活性污泥法相比，具有以下显著特点：

A污水分点进入厌氧区和选择区，可以在运行中根据实际情况对碳源进行合

理分配，使两个区域都能够获得恰当的营养物，碳源分配的合理性有较大提高,

具体到本工程可以保证反硝化所需碳源，为脱氮达标创造有利条件；

B回流污泥首先进入选择区，增加了污泥脱氮效果，消除了回流污泥中硝态

氮对厌氧池放磷的不利影响，进一步增强了除磷效果。

C混合液与污泥分别独立回流，既节省了能耗，同时也为二沉池的沉淀创造

了良好条件。

D在池型方面，优先考虑借鉴氧化沟兼有完全混合和推流的独特之处，结合

工艺布置需要，将缺氧池与好氧硝化区设计成无终端循环的氧化沟池型。

E随着新型曝气设备的开发利用，氧化沟水深可达6〜8m,采用鼓风微孔曝

气方式，充氧动力效率高，能耗较低，占地面积较采用表面曝气方式时小了很多。

改良A2/0工艺是将活性污泥法中的改良A2/0工艺与氧化沟池型的有机结

合，具有明显的高效性、针对性、适应性，适合本工程水质水量变化大的特点。

2）SBR工艺系列

①MSBR（改良型SBR）

MSBR是连续进水、连续出水的反应器，其实质是A?/。系统后接SBR,因

此具有A?/。的生物除磷脱氮功能和SBR的一体化、流程简洁、控制灵活等优点，

是具有同时进行生物除磷及生物脱氮的污水处理工艺。

图4.3-14MSBR工艺流程图

②CASS工艺

为了解决ICEAS工艺除磷效果不稳定及沉淀时为动态沉淀易使出水水质超

标的缺点，Goronszy对ICEAS工艺作了如下调整：

改单池的连续进水间歇出水的运行方式为间隙进水、间隙排水（整个污水处

理厂系统仍然为连续进出水）；增加主反应与生物选择区的污泥回流（回流比

20%）；曝气时对鼓风量加以限制。这即是往复式活性污泥法，其反应器构造见

图。

图4.3-15CASS反应器构造图

CASS工艺的一个重要特性是在工艺过程中不设缺氧混合阶段的条件下，高

效地进行硝化和反硝化，从而达到深度去除氮的目的。在CASS工艺工艺中，硝

化和反硝化在曝气阶段同时进行。运行时通过控制供氧强度以及曝气池中溶解氧

浓度，使絮体的外部能保证有一个好氧环境进行硝化，由于溶解氧浓度得到控制,

氧在污泥絮体内部的渗透传递作用受到限制，而较高的硝酸盐浓度（梯度）则能

较好地渗透到絮体的内部，因此在絮体内部能有效地进行反硝化过程。大量运行

中的循环式活性污泥法污水处理厂在曝气阶段结束时，氨氮和硝酸盐浓度均很低,

表明系统具有很好的同步硝化反硝化功能。

CASS工艺通过将活性污泥从主曝气区（好氧）回流到选择器（厌氧）以及

系统间歇曝气的运行方式可以使活性污泥不断地经历好氧和厌氧的循环，这些反

应条件将有利于聚磷菌在系统中的生长和积累。因此循环式活性污泥法系统具有

生物除磷的功能。在曝气阶段完成磷的吸收过程，在生物选择区中或在非曝气阶

段完成磷的释放过程。生物除磷的效果很大程度上取决于进水中所含有的易降解

基质的含量。由于在选择器中基质浓度梯度较大，有利于提高整个系统的生物除

磷效果。其活性污泥对磷的吸收高达进水B0D5浓度的4%（常规仅为1%左右）。

从中可以看出该工艺的优异的生物除磷效果。

3）氧化沟系列

氧化沟系列工艺是五十年代初期发展起来的一种污水处理工艺形式，是传统

活性污泥工艺的一种变形。与传统工艺相比，其特点是：将“池”改为“沟”，氧化

沟为封闭的环状沟，也称为连续循环曝气池，其流态具备推流式和完全混合式的

双重特点，因而抗冲击负荷能力强。氧化沟的曝气形式主要以表曝为主，常见的

曝气设备有水平轴转刷、转碟、垂直轴叶轮表爆机等。除此以外，氧化沟工艺还

具备构造简单、操作管理简便、出水水质好、处理效率稳定等特点。

氧化沟工艺从五十年代发展至今已有多种形式。从运行方式上，可分成三大

类：连续工作式、交替工作式和半交替工作式。

较典型的连续工作式氧化沟有Carrousel及Orbal氧化沟，较典型的交替工

作式氧化沟为T型氧化沟，DE型氧化沟为半交替工作式氧化沟。

Carrousel氧化沟是1967年由荷兰DHV公司发明的一种污水处理技术。其

形状可以是“田径跑道”式，也可以由多个类似“跑道”串联而成，一般采用垂直轴

叶轮表面曝气机。

传统的Carrousel氧化沟没有明显的缺氧区，反硝化主要靠同步反硝化，混

合液的回流比也无法控制，因而脱氮效率不高。

在原Carrousel系统的基础上进行了改进增加缺氧区，叫改良型氧化沟。

改良化沟与传统Carrousel氧化沟的不同之处在于沟内增设了预反硝化区

（占氧化沟体积的15%）,这种设计使系统中有了专门的缺氧区，并且混合液的

量可通过回流调节门予以控制，因而脱氮效果得以明显地改善。

实际上，改良型氧化沟的除磷脱氮原理与A/A/O工艺是一致的，只是改良

型氧化沟不需设置专门的混合液回流设备。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。氧化沟具有池深浅，占地面积大的缺点；又因采用表面曝气，具有充氧

效率较低的缺点。

4）曝气生物滤池（BAF）工艺

曝气生物滤池（BAF）是上世纪80年代末在欧美发展起来的一种新型污水

处理技术，凭借良好的工作性能，其在污水处理领域受到了广泛重视。在国外,

BAF的建设已初具规模，而观其国内的发展正方兴未艾。

图4.3-16曝气生物滤池结构示意图

BAF工艺属生物膜法,生物膜法的主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面,

形成生物膜,污水同生物膜接触后，溶解的有