污水处理厂设计方案

污水处理厂设计方案工程规模根据招标文件及该项目的可行性研究报告，xx市北部污水处理厂升级提标改造工程建设规模与现状污水处理厂运行规模一致，即40万m³/d。污水水质xx市北部污水处理厂为现状污水处理厂，已投产运行多年。本次改建工程的污水水质应根据现状进水水质情况，进行频次分析后确定。北部污水处理厂进水主要由三部分组成：1）污水厂进水暗渠收集来的城市污水——主要的进水水源；2）厂外输送入厂的垃圾渗沥液、粪便水3）厂区内部的生产废水——污泥处理区回流液等本次工程设计进水水质应根据上述三种污水来源的水质情况，进行加权平均后确定。北部污水处理厂对进水暗渠收集的城市生活污水有常年、连续监测数据。以2012年1月至2015年3月的暗渠处水质数据为基础，通过累计频率曲线分析后，确定北部污水处理厂进水暗渠90%-95%保证率下进水水质指标如下：污水处理厂进水暗渠水质指标表单位mg/L指标CODcrBOD5SSNH3-NTNTP90%保证率34514720528354.995%保证率4061562353039.55.28北部污水处理厂每日接收垃圾渗沥液及粪便废水720m³/d，同时污泥浓缩池上清液和消化处理回流液经过单独处理后也回到系统中，水量为11318.07m³/d。垃圾渗沥液和粪便废水的水质指标如下：典型垃圾渗沥液水质单位mg/L指标CODcrBOD5SSNH3-NTNTP水温实际值150008000100001200-40050典型粪便废水水质单位mg/L指标CODcrBOD5SSNH3-NTNTP水温实际值20000-280008000-12000通过对上述水质的加权平均计算，确定本次工程北部污水处理厂设计进水水质数据如下：北部污水处理厂设计进水水质指标表单位mg/L指标CODcrBOD5SSNH3-NTNTP水温设计值35015021030405≥12℃出水水质根据本项目工程可行性研究报告，本次提标后，北部污水处理厂出水水质满足国家CBl8918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定的一级A类排放标准。设计出水水质表设计指标出水水质备注CODcr(mg/L)60BOD5(mg/L)20SS(mg/L)20TN(mg/L)20NH3-N(mg/L)8TP(mg/L)1污水处理程度的确定根据污水处理厂设计进出水水质情况，xx市北部污水处理厂提标改造工程各类污染物去除率见下表：项目CODBOD5SSTNNH3-NTP类大肠菌群数进水(mg/L)35015021040305出水(mg/L)501010155（8）0.5103总去除率%88.8993.3395.2462.583.3(73.3)90.0污水处理厂设计原则根据进出水水质、水量以及受纳水体的环境容量，综合考虑芜湖市的实际情况，选用高效节能、低基建费、操作管理灵活方便、工艺成熟可靠的污水处理工艺。污水处理厂总平面布置按远期规模统一规划，分期实施。充分考虑近期与远期的协调，一期工程与二期工程的有机衔接。充分利用已建一期工程，避免废弃工程量，提高设备利用率，发挥其最大的工程效益。污水厂总平面布置力求紧凑，减少占地和投资。根据收纳水体水位和现状地质条件等边界条件，确定水力高程和厂区地面标高，使污水厂出水和厂区雨水排放能够自流排放。设备选型采用成熟、可靠、先进、规范化、标准化、备品备件充裕的系列定型产品；设备选型要求体现先进、高效、节能、可靠的系列产品。减少污水处理厂本身对环境的影响，如气味、噪音、固体废弃物等，妥善处置污水处理过程中产生的大量废气，减少二次污染。污水处理工艺方案的选择污水处理厂处理工艺的选择需根据进出水水质、水量以及受纳水体的环境容量，综合考虑xx市的实际情况，选用高效节能、低基建费、操作管理灵活方便、工艺成熟可靠的污水处理工艺。根据污水处理厂进出水水质及处理程度分析，本工程对污水的脱氮除磷要求较高，因此，应选用具有脱磷除氮效果的生物处理工艺。生物脱氮除磷工艺简介1、生物脱氮除磷工艺的进展从20世纪60年代开始，美国曾系统地进行了脱氮除磷物化方法研究，结果认为该法的主要缺点是药耗量大，产生的污泥多，特别对处理大量城市污水时，处理成本高。因此，转入研究生物脱氮除磷工艺。从20世纪70年代开始，在活性污泥法脱氮工艺（A/0工艺）逐步实现工业化，并在此基础上研究开发出了生物脱氮除磷工艺（如A2/0工艺等）。以后，随着微生物学和细胞学在污水生化处理上的新应用，又不断出现了多种变形的生物脱氮除磷工艺，如MSBR等。我国从20世纪80年代初开始生物脱氮除磷研究，80年代后期实现了工业化流程。污水脱氮除磷可供选择的工艺通常有生物处理和物理化学处理两大类。后者由于需要投加相当数量的化学药剂，存在运行费用高，残渣量大和运行管理难度大等缺陷，因此，城市污水处理中一般不推荐采用。而一般生物处理又分为活性污泥和生物膜法两种。目前对城市污水的生物脱氮除磷工艺，指的是活性污泥生物脱氮除磷工艺。目前已实用的几种生物脱氮除磷工艺有：A2/O、氧化沟、SBR工艺以及以上三种工艺的系列改良工艺。2、生物脱氮除磷的工艺原理简述（1）生物脱氮首先，污水中的蛋白质和尿素等在水解酶和尿素酶的作用下转化为氨氮，而后在有氧条件下和在硝化菌的作用下，氨氮被氧化为硝酸盐，这阶段称为硝化（即氨氮转化为硝酸盐）。再以后，在缺氮条件和反硝化菌的参与作用，并有外加碳源提供能量，硝酸盐还原成气态氮（N2）逸出，这阶段称为反硝化（即硝酸盐的氮转化为氮气）。整个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。在脱氮过程中，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，还要有充裕的碳源提供能量，才可能使反硝化作用顺利进行。除上述条件以外，影响脱氮效率的因素还有溶解氧，温度和PH值等。硝化阶段，应有足够的溶解氧，其值一般应大于2g/L。反硝化阶段为缺氧条件，溶解氧值宜为0.4mg/L左右。（2）生物除磷生物除磷分为常规除磷和生物除磷（脱磷菌除磷）。1）常规除磷磷是一种有机生物生活必须的营养元素，它是许多细胞结构和细胞能量循环中不可缺少的微量元素，健康的微生物需要的有机物和氮、磷的比例一般在100：5：1，也就是说去除100克的有机物，同时也能吸收1克的磷。这一吸收过程称之为“常规”生物除磷。2）生物除磷生物除磷这一概念的历史还没有几年。人们偶然发现微生物在一定的生长条件下能够在体内吸收远远超过在常规除磷中吸收磷的量，这一过程称为生物除磷。生物除磷是通过除磷微生物（或除磷菌）来实现的。在好氧状态下，除磷菌利用溶解性的磷合成高分子磷贮存在体内。在常规生物处理中，这种除磷菌的数量很少，因而除磷效果不够显著。生物除磷方法的目的是从工艺上加以改进，利用生物的“筛选”达到高的脱磷效果。与传统生物处理相比，由于在生物除磷过程中加了一个厌氧反应池，通过该池以达到“筛选”目的。除磷菌主要是Acinetobacter菌。这种微生物的特点是它能在体内吸收大量的有机磷，在除磷设备中可以达到60%以上。Acinetobacter菌存在于水体和土壤中，它的营养物质主要是有机酸和乙醇。在物质代谢过程中通常需要溶解氧，也有一些只需要非溶解的氧（如硝酸盐等）。实验中发现除磷菌的组成和种类与进水水质、除磷方法不同而有很大的差异。在厌氧过程中合成有机酸，有机酸供Acinetobacter菌在磷的溶解中使用。3）生物除磷过程中的能量代谢和物质交换脱磷菌存在于所有的活性污泥中。由于微生物的竞争使得除磷菌在生长过程中不具备优势，因而在常规活性污泥中除磷菌的含量很低，以致于起不到生物除磷的效应。要想达到高的磷去除效果，首先要提高除磷菌的含量。通过引入厌氧反应池可以使这一过程得以实现。除磷菌中一种好氧菌，它只有在其物质及能量代谢不被抑制下才能克服厌氧状态。由于在好氧状态下吸收了足够的磷可以作为能源，使得其在厌氧反应中（长的停留时间）能继续维持能量代谢过程。与此相反其它好氧微生物如硝化菌等在这一过程中处于生长劣势。除磷菌吸收有机酸，放出磷维持物质、能量交换，吸收的有机酸被除磷菌合成PHB（聚β羟基丁酸）作为能量贮存于体内。在好氧阶段，脱磷菌首先利用在体内吸收的PHB作为能量和碳源进行好氧呼吸。通过这一过程使得除磷菌与其他微生物相比，比较快地进入好氧阶段，比较快地吸收磷，并把磷作为能源吸收于体内，为下一阶段的厌氧反应打下基础。通过这二个阶段，除磷菌占有竞争优势，因而可以在污泥中得到繁殖，使除磷菌的数量得以增加，从而达到生物除磷的目的。4）有机酸在厌氧段对生物除磷起的决定性作用厌氧段的物质及能量交换，磷的溶解和PGB的合成对生物除磷的过程起了决定性的作用。在厌氧段，物质交换为：1.有机磷的溶解并作为总磷释放。2.有机物的吸收作为PHB。这一过程中的决定条件是有机酸的存在和在污水中有足够的易吸收的有机物，两者缺一不可。作为外界能够影响的条件是易降解物质。有机酸浓度越高，磷的释放量越多，除磷菌的比例也越高，磷的去除率亦越高。因此，高的易降解有机酸的含量事实上决定了磷的释放及磷的吸收，它对生物除磷起了决定性的作用。5）生物除磷过程的基本条件生物除磷的最基本条件是有一个厌氧反应池（没有硝酸盐和溶解氧），污泥连续地在厌氧和好氧环境中循环，如此可以增加生物污泥中脱磷细菌的比例，在厌氧池中发生磷溶解，在好氧池中发生磷吸收，厌氧池中磷的溶解是整个生物除磷的关键。生物除磷的基本条件可归纳为两类：必要条件厌氧池（区）中没有氧（含非溶解氧如硝酸盐和溶解氧O2）存在；好氧池（区）中有足够的溶解氧；缺氧化池（区）中没有溶解氧，但有足够的硝酸盐。有利条件BOD5/N>1.5～3.0;BOD5/P>20～30有机酸>100mg/L;污泥泥龄>3d足够多的剩余污泥生化处理工艺选择是否合适不仅关系到污水处理厂的处理效果，而且还将影响工程的投资、运行稳定性、运行费用和管理等方面。因此，必须根据国情和当地的实际情况，对生化处理工艺进行慎重选择，以获得最佳处理效果。城市污水二级生化除磷脱氧工艺处理通常采用A/A/0，氧化沟法、和SBR法等。（一）A/A/0污水处理工艺A/A/O工艺(Anaerbio─Anoxic─Oxic)称为厌氧──缺氧──好氧三者结合系统。早在70年代美国在生物除磷方法的基础上发展的同步除膦脱氮的污水处理工艺。A/A/O工艺生物反应池由厌氧、缺氧和好氧三段组成。污水首先进入厌氧区，兼性厌氧发酵细菌将污水中可生物降解的有机物转化为VFA（挥发性脂肪酸类）这类低分子发酵中间的产物。而聚磷菌可将其体内的存储的聚磷酸盐分解，所释放的能量可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分能量还可供聚磷菌主动吸收环境中的VFA类低分子有机物，并以PHB（聚β羟丁酸）的形式在其体内储存起来。随后污水进入缺氧区，反硝化菌就利用好氧区回流混合液带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解有机物作碳源进行反硝化，达到同时降低BOD5与脱氮的目的。接着污水进入曝气池的好氧区，聚磷菌在吸收、利用污水中残剩的可生物降解有机物的同时，主要是通过分解体内储存的PHB释放能量来维持其生长繁殖。同时过量的摄取环境中的溶解磷，并以聚磷的形式在体内储积起来，使出水中的溶解磷浓度达到最低。而有机物经厌氧区、缺氧区分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后，到达好氧区时浓度已相当低，这有利于自养型硝化菌的生长繁殖，并通过硝化作用将氨转化为硝酸盐。非除磷的好氧性异养菌虽然也能存在，但它在厌氧区中受到严重的压抑，在好氧区又得不到充足的营养，因此在与其它的生理类群的微生物竞争中处于相对劣势。排放的剩余污泥，由于含有大量能超量储积聚磷的聚磷菌，污泥含磷量可以达到6％（干重）以上。从以上分析可以看出A/A/O工艺具有同步脱氮除磷的功能。与其他工艺相比较，A/A/O工艺具有以下优缺点：（1）脱氮除磷处理效果好。A/A/O工艺是一种典型的脱氮除磷工艺，其生物反应池由厌氧、缺氧和好氧三段组成，功能明确，界线分明。可根据进水条件和出水要求，人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件，达到较稳定的脱氮除磷效果。（2）运行管理经验成熟。A/A/O工艺由于处理效果稳定，在污水处理厂中应用较早，使用较多，具有成熟的运行管理经验。（3）由于可以采用较深的池深，占地较少。（4）采用了微孔曝气管，既提高了充氧效率，降低了能耗。（5）由于采用离心鼓风机，有一定的噪声。（二）Caroussel氧化沟Carrousel氧化沟是由荷兰DHV技术咨询公司在六十年代后期发明的。与其它池型氧化沟相比，其最大的特点是采用特殊设计的立式低速表曝机作曝气设备，由于曝气设备的不同（区别于其它水平轴式曝气装置），使污水在混和曝气充氧的同时具有泵的局部水力提升作用，使混合液和原水得到彻底的混合。Carrousel氧化沟独特的叶轮曝气器设备使其具有以下的工艺特点：有极强的耐冲击负荷的能力，通过曝气区的完全混合作用使污水得到最大程度的稀释。在正常的设计流速下，渠道中混合液的流量是进水流量的50－100倍。与进水流量及回流污泥总量相当的出水连续地从出水堰排出。曝气池中的混合液平均每5到20分钟完成一次循环，具体的循环时间取决于渠道长度、渠道流速及设计负荷。这种流型不但可以防止短流，而且还通过完全混合作用产生很强的耐冲击负荷能力。在渠道中得到推流式模型的某些特征。这样带来的好处之一是经过曝气的污水在流到出水堰时会形成良好的混合液生物絮凝体。这种絮凝体可以提高二沉池内的污泥沉降速度及澄清效果。另外，推流式模型对前置缺氧池反硝化工艺也是极其重要的。反硝化工艺要求水体中没有溶解氧，此时唯一的氧源来自水中的硝酸盐氮。通过对表曝机的设计与控制，曝气区末端的溶解氧可以减少到最低程度，有效地防止前置缺氧池氧过量的问题，由于采取这种流型，当几乎没有溶解氧的混合液回流到前置缺氧池后，可以取得最好的反硝化效果，过多的氧进入前置缺氧池会对反硝化过程产生危害。若在缺氧段增加前置厌氧池，可以达到脱磷脱氮的目的。传氧效率大大提高，它的表曝机传氧效率在标准状态下可达到2.0～2.2kgO2/kw（电机功率）·hr。Carrousel系统具有很强的输入动力调节能力。当需氧量降低时，Carrousel氧化沟的一个或数个表曝机可以切换到较低的转速，同时还可以通过改变叶轮浸没深度改变动力输入。一般情况下，叶轮曝气机的输出功率可以在25％～100％的范围内调节而不影响混合搅拌功能和氧化沟渠道流速。通常污水厂的实际流量都低于设计流量，因此，立式叶轮表曝机的上述特点对降低污水厂的运行与维护费用可以起到很大作用。Carrousel的工艺设计可以使表曝机的数量达到最少，从而减少了设备投资，设备安装费用。Carrousel系统设备的管理维护工作量很少，曝气机只是每年更换一次机油，加两次润滑油。曝气区可以很方便地覆盖起来以防止可能的喷溅、水雾。Carrousel氧化沟的技术特点可以归结为：采用立式曝气机，单机功率大（可达160KW），设备数量少，系统简单。有极强的混合搅拌与耐冲击负荷能力曝气功率密度大，传氧效率平均达到2.0kgO2/kw（电机功率）.hr。与其他工艺相比较，氧化沟工艺具有以下优缺点：（1）土建费用略低。（2）运行管理比较简单。（3）由于采用曝气机充氧，能耗比鼓风曝气略高。（4）由于池深受到一定的限制，占地面积略大。二级生物处理方案比较及推荐方案根据污水处理厂的进水水量、水质，选择一套适合实情的污水处理工艺，对今后污水处理厂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，从技术合理性、运行管理、适合本地实情等综合因素考虑本工程的污水处理工艺，认为：（1）本工程总规模较大，污水处理能力达到45万吨/日，属大型污水处理厂，一般需采用占地面积小，处理效果稳定、可靠，运行管理方便的污水处理工艺。A/A/O处理工艺处理效果好，技术经验成熟可靠，具有良好的脱氮除磷功能，采用鼓风机供气，氧利用率高，能耗较低；且池深一般较深，约6m，占地面积较小，一般适用于大中型污水处理厂。氧化沟工艺也是成熟可靠的污水处理工艺，在国内外都有较多的成功应用实例，都具有良好的脱氮除磷功能。但池深较浅，占地面积较大，一般适用于中小型污水处理厂（约10万吨/日）。（2）本工程现状处理工艺中采用的为圆形好氧反应池以及圆形A/O反应池，鼓风机房等附属设施均已建成。本次工程为现状污水处理厂改造，所选用的改造工艺应能与污水处理厂现状处理设施进行有效衔接。氧化沟工艺基本不具备此改造条件。通过对现状构筑物的改造，可以实现A/A/O处理工艺流程。（3）本次工程厂区用地受限，建设用地只能在现状厂区范围内，没有向外进一步征地的条件。故污水处理工艺必须考虑占地面积较小的方案。做到技术上可行，经济上合理。根据以上综合分析可见，本次北部污水处理厂升级提标改造工程推荐采用A/A/O处理工艺作为总体改造工艺。初沉池改造方案北部污水处理厂现状设有6座初沉池。污水通过初沉可去除废水中的可沉物和漂浮物。根据初沉运行经验，污水经过初沉后，大约可去除50%左右可沉物、油脂和漂浮物，同时也去除了20%左右的BOD。对于进水SS浓度较高的污水，设置初沉能够有效降低后续生物处理段的处理压力，减少污泥产量。但是，从北部污水处理厂进水水质来看，进水中的BOD浓度不高，C/N比值较低，对于生物脱氮过程来说，存在碳源不足的问题。初沉池的保留将进一步加大后续生物处理碳源的压力，无法保证生物脱氮过程的顺利进行。因此，本次工程改造方案考虑废除现状初沉池。初沉池拆除后，多余的用地可用来对现状生化处理构筑物进行扩容，延长生物段的停留时间，提高生物段的处理效力。生物处理段流量分配方案由于北部污水处理厂现状出水用途不同，污水处理厂内目前存在两种处理工艺流程，现状处理水量一致，但二沉池直径及表面负荷不同。本次工程改造后，出水执行统一的一级A排放标准。因此需要考虑对现状二沉池进行流量分配。根据污水处理厂现状用地情况，反应池后二次配水条件不足，因此需要在反应池前直接进行流量分配。方案一：维持原流量分配情况不变，即每组生物处理池处理量为6.67万m³/d。方案二：根据二沉池的规模，对两种二沉池进行流量再分配，原SDAO系统每组处理池处理量8.33万m³/d，原CMAS系统每组处理池处理量5万m³/d。从二沉池表面负荷复算情况来看：6座46m二沉池对应水量为20万m³/d，二沉池表面积9966.36㎡，在设计规模下二沉池表面负荷0.84m/h，最大时二沉池表面负荷m³/㎡.h；6座57m二沉池对应水量为20万m³/d，二沉池表面积15302.80㎡，在设计规模下二沉池表面负荷0.54m/h，最大时二沉池表面负荷0.65m³/㎡.h。平均分配情况下，二沉池的表面负荷计算值均满足规范要求。但两个系统二沉池表面负荷的不均衡会影响系统回流污泥浓度以及出水ss的差异。因此本工程拟采用方案二，在生化池出水进入二沉池段，对二沉池出水管道进行连接，重新分配流量，调整后二沉池表面负荷均为0.86m³/㎡.h。深度处理工艺选择根据二级处理技术对城市污水所能达到的处理程度，在 其出水中一般还会含有相当数量的污染物质，如：BOD520~30mg/L、CODcr60~100mg/L、SS20~30mg/L、NH3-N15~25mg/L等。欲达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A的出水要求，还需要在原有二级生物处理的基础上，增设深度处理工艺。常用的深度处理技术主要为“混凝技术+过滤技术”。混凝技术包括混凝沉淀、混凝气浮、混凝澄清等；过滤技术包括砂滤池（虹吸滤池、无阀滤池、V型滤池、连续流砂滤池等）、纤维滤池（纤维球滤池、纤维束滤池等）。混凝技术（1）混凝技术原理混凝技术是通过向水中投加某种化学药剂，使水中的细分散颗粒和胶体物质脱稳凝聚，并进一步形成絮凝体的过程，其中包括凝聚和絮凝两个过程。各种污水都是以水为分散介质的分散体系。根据分散相粒度不同，可将其分为三类：分散相粒度在0.1~1nm之间的为真溶液；分散相粒度在1~100nm的称为胶体溶液；分散相粒度大于100nm的称谓悬浮液。就去除各种粒度不同的分散介质来讲，粒度在100μm以上的悬浮液可采用沉淀或过滤方法进行去除，粒度在0.1~1nm之间的真溶液可采用吸附法去除，而粒度在1nm~100μm之间的部分悬浮液和交替溶液可采用混凝法去除。通过混凝技术可以降低污水的浊度和色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质等，也可以去除导致水体富营养化的氮和磷等可溶性有机物。传统的混凝机理设计三方面问题：水中胶体离子（包括微小悬浮物）的性质、混凝剂在水中的水解产物以及胶体粒子与混凝剂之间的相互作用。水中的胶体粒子一般能长期保持分散悬浮状态。这种胶体保持悬浮稳定的特性可以分为两种：一种是动力学稳定，它是颗粒布朗运动对抗重力的能力，胶体粒子越小，布朗运动越强烈，其本身质量小而受重力作用小，布朗运动足以抵抗重力影响，使得动力学稳定性越高；另一种是聚集稳定性，即胶体粒子之间因表面同性电荷相斥或水化膜的阻碍作用而不能相互聚集。由于在布朗运动作用下，较小的胶体粒子由自发聚集倾向，如果胶体粒子表面电荷或水化膜消失则便会失去聚集稳定性。由于一般胶体粒子均带有电荷，天然水中过的许多胶体杂质（如粘土、细菌、藻类、腐殖质等）通常是负电荷胶体，因而水处理的混凝作用主要是破坏胶体粒子表面的这种相互稳定的带电特性，使之能相互聚集而从水中分离出来。在实际工艺中，一般通过采用投加混凝剂来实现；投入原水中的混凝剂常以它的水解产物形式出现。水解产物混凝作用机理是比较复杂的。通过胶体双电层压缩、吸附-电中和、吸附架桥以及沉析物网捕等一系列反应，形成絮凝体。此外，在对某些物质的去除过程中，还可能存在物理吸附和络合反应等。（2）混凝剂与助凝剂a.混凝剂在混凝处理中选择合适的混凝剂至关重要。合适地选用混凝剂，不仅能提供出水水质，还能达到降低运行费用的目的。混凝剂按化学成分可分为无机和有机两大类：有机混凝剂主要是高分子物质，品种较多，但由于价格较高，故在水处理中一般作为助凝剂；无机混凝剂品种较少，目前主要是铁盐和铝盐及其水解聚合物，在水处理中的应用很多，特别是随着不同类型的无机高分子混凝剂的大量出现，他的应用将更加广泛。b．助凝剂当单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加某种辅助药剂以提高混凝效果，这种药剂称为助凝剂。助凝剂通常是高分子物质。其作用往往是为了改善絮凝体结构，促使细小而松散的絮粒变得粗大而密实，作用机理是高分子物质的吸附架桥。助凝剂本身可以起混凝作用，也可以不起混凝作用，按其功能，助凝剂可以分为三种：pH值调节剂、絮体结构改良剂、氧化剂。（3）混凝单元技术a．混凝沉淀过滤混凝沉淀可以降低污水的色度和浊度，去除多种高分子物质、有机物和某些重金属物质（如汞、镉、铅）和放射性物质，也可以除磷，且效果显著。过滤可以进一步去除生物过程和混凝沉淀中未能沉淀的颗粒和胶体物质，进一步降低浊度和色度，也可以增加对磷、BOD、COD、重金属、细菌和其他物质的去除率。可以看出，采用混凝沉淀加过滤的组合工艺非常适合于杂用水的水质要求，同时还具有设备简单、易于上马、维护操作易于掌握、便于间歇性生产运行、处理效果一般良好的优点。常规的混凝沉淀、过滤工艺虽然具有上述优点，但混凝沉淀法用于分离水中的油类、纤维、藻类以及一些低密度杂质时效果欠佳；同时也具有构筑物多、工作量大的缺点，会导致处理投资过大、运行成本偏高的问题。b．混凝气浮气浮是向水中通入空气，产生大量的微细气泡，并促其粘附于杂质颗粒上，形成比重小于水的漂浮絮体，絮体上浮至水面然后被刮出，实现固液分离。气浮技术已开发出多种形式，按其产生气泡方式可以分为压力溶气气浮DAF、涡凹气浮CAF、引气气浮IAF等。DAF是将空气先压入清洁水中形成溶气水后再释放于污水中，而CAF和IAF是用叶片、轮盘等吸入空气直接分散于污水中。混凝气浮技术目前已在工业污水处理、污泥浓缩以及给水除藻上得到应用。对于城市污水经过二级处理后，水中多为粒径小、密度低的杂质，由于它们形成的夹气絮体密度小，便于上浮，故可以采用混凝气浮工艺进行固液分离。同时对于混凝沉淀法去除效果欠佳的油类、纤维、藻类以及一些低密度杂事，可采用气浮工艺进行处理。c．混凝澄清混凝澄清技术是一种将混凝反应过程与澄清分离过程综合于一体的构筑物。混凝絮体在澄清池中处于均匀分布的悬浮状态，形成高浓度稳定的活性泥渣层，当原水通过活性泥渣层时，由于接触絮凝作用，原水中的悬浮物便被活性泥渣层阻留下来，清水在澄清池上部排出。采用混凝澄清技术去除污水中的有机物，去除效果较高，但投药量较大，产生大量含水率较高的污泥，这种污泥往往较难处理。d．微絮凝过滤微絮凝-直接过滤工艺是通过在滤池前投加絮凝剂、利用在滤柱内形成的微涡旋，在滤柱内同时完成反应、沉淀和截留过程。省去了传统混凝工艺所需的反应池和沉淀池，因此，是一种高效经济的组合工艺。该工艺可以减少80%构筑物体积，同时由于铁盐等絮凝剂的加入，是水中的PO43-以沉淀形式得以去除；而且对SS和COD的去除率也明显高于普通滤池。该工艺已开始被欧美一些国家的污水处理厂采用，作为城市污水的后续深度处理单元，达到除磷和进一步提高水质的目的。过滤技术（1）过滤技术原理在水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。总的来说，有效的过滤有以下作用：去除化学沉淀或生物处理过程中未能沉降的悬浮颗粒和微絮凝体；能增加悬浮物、浊度、BOD、COD、磷、重金属、细菌、病毒和其他物质的去除效率；由于去除了悬浮物和其他干扰物质，因而提高了消毒效率，降低了消毒剂用量；有利于提供化学处理或生化处理后出水水质的可靠性，保证处理厂连续操作；利用滤池细滤料作为生物膜的载体，可以与生物脱氮作用相结合。滤池有多种型式，以石英砂作为滤料的普通快滤池使用历史最久。在此基础上，从不同的工艺角度发展了其他型式的快滤池。从冲洗方式上，还出现了有别于单纯水冲洗的气水反冲洗滤池。各种型式滤池过滤原理基本一样，基本工作过程也相同，即过滤和冲洗交替进行。用过滤来改进水质是通过减少污水中的杂质得以实现的，这个过程是通过不同机理的作用产生的，如机械筛分或过滤、沉淀、吸附、化学反应以及生物反应。污水过滤的现象主要是前处理残留的生物膜或菌胶团，是较大的絮体，其本身还具有一定的生物絮凝作用，污水过滤具有其自身的特点：有时可以不需要加药。污水中的絮体可滤性较好，过滤后SS能去除90%左右，可以达到10mg/L以下；COD的去除率约为10%~30%。污水直接过滤后虽然悬浮物大为减少，但其浊度不易去除。反冲洗困难。由于悬浮杂质大都是生物絮体，颗粒较大，主要残留在滤料层表面，交易形成一层滤膜，致使水头损失迅速增长，过滤周期大为缩短。这些絮体有的在反冲洗时不能被水力冲托起，而是附着滤料表面与滤料一起膨胀与下降，因此需要辅助冲洗。（2）过滤单元技术a．快滤池快滤池本身包括滤料层、承托层、配水系统、集水渠和洗砂排水槽等部分。快滤池管廊内有原水进水、清水出水、冲洗进水、冲洗排水等4种主要管道和与其相配的控制阀门。快滤池的运行过程主要是过滤和冲洗两个过程交替循环。过滤是产生清水过程，进水通过来水干管、洗砂排水槽流入滤池，经滤料层过滤截留水中悬浮物质，清水则经配水系统收集，由清水干管流出滤池。反冲洗时，水流逆向果果滤料层，使滤层膨胀、悬浮，借水流剪力和颗粒碰撞摩擦力清洗滤料层并将滤层内污物洗出。b．纤维球滤池纤维球滤料以合成纤维，如尼龙、涤纶等纤维加工制作而成。所用纤维丝直径5~10μm，纤维球直径为10~80mm。用其处理二级处理后出水，滤速可达20~30m/h，截污容量达4~5kg/m³。采用气水同时冲洗，能充分发挥滤层过滤作用。纤维球具有以下特性：纤维球的密实度影响着过滤效果、滤料冲洗效果。密实度越大，球越重，在过滤时滤料层可压缩性较小，水头损失较小，但滤速大时，悬浮物易穿透。纤维丝径粗细与出水水质有关，丝径细可去除各种颗粒，出水水质好，但水头损失较大。纤维球的再生需用气水反冲，气反冲起主要作用，气量控制在40~50L/（㎡.s）、水量在10L/（㎡.s）时，可冲洗干净。与石英砂、无烟煤、陶粒等滤料相比，纤维球滤料具有滤速高、截泥量大、工作周期长等优点。纤维球滤料在污水深度处理中能发挥其特点。在同样过滤水量时，采用纤维球滤料可以提高滤速，从而节省过滤设备的容量，节省投资。纤维球滤料价格较高、需用气反冲等问题。纤维球内部积泥，导致性能衰减，短纤维脱落是纤维球过滤器存在额难以克服的确定。c．高效纤维滤池高效纤维过滤技术的工作原理主要是采用了一种新型的软填料——纤维束作为滤元，其滤料单丝直径可达几十微米甚至几微米，具有巨大的比表面积，而且过滤阻力较小，打破了粒状滤料的过滤精度由于滤料粒径不能进一步缩小而提高的限制。微小的滤料直径极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污容量。由于纤维束可以完全放松清洗，恢复性能，使过滤性能不随时间衰减。由于纤维束由纤维长丝制成，滤层能承受高强度清洗，可有效防止滤料板结，而且不易掉毛，使滤料寿命达到10年以上。d.V型滤池根据工程运转经验，V型滤池的构造符合过滤机理。该滤池采用的微量调节出水阀门开启度的技术可以有效地防止滤池初滤水对滤料层的穿透；气水反冲洗和原水水平扫洗的反冲洗方式在滤料不膨胀的条件下可更有效地清洗滤池，避免在滤料层中形成泥球；加厚的均粒滤料层可以实现深层截污，延长滤池工作周期。其优点如下：1、恒水位等速过滤。出水阀随滤池水位变化不断调节开启度，使滤池水位在整个过滤周期内保持不变，滤层不出现负压。当一格滤池冲洗时，其待滤水继续进入该滤池进行表面扫洗，使其他滤池进水量和滤速基本保持不变，恒水位过滤可以提高处理效果。2、采用均粒石英砂滤料，滤层厚度比普通快滤池厚，截污能力也比普通快滤池大，所以可提高过滤速度，延长过滤周期，降低出水浊度。3、单格滤池面积大幅度提高，可以降低工程投资。4、采用空气冲洗、气水同时冲洗、水冲洗和表面扫洗，提高了冲洗效果；水洗强度较低，节约反冲洗用水，降低了水洗和反冲洗废水回收过程的动力费用。5、滤池冲洗时，滤层处于微膨胀状态，滤料流失率较低。在污水厂改扩建工程中，污水深度处理工艺的确定应根究污水厂出水的水质要求、前段二级生物处理工艺的情况、污水厂用地情况等多种因素综合选择。北部污水处理厂出水水质需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准的要求。污水厂二级生物处理工艺在原有CMAS工艺及SDAO工艺的基础上，对生化处理段进行了A/A/O处理工艺的改造，解决了出水中氮类指标的达标排放。深度处理的目标是进一步降低出水中TP、SS，因此，本工程深度处理前段需要设置用地面积较小、出水负荷较高的高效沉淀池作为混凝沉淀处理构筑物，通过投加混凝剂、助凝剂降低污水中TP的浓度。由于混凝剂、助凝剂的投加，不可避免的在出水中会出现混凝剂、助凝剂的残留，这些药剂，特别是粘性较大的助凝剂PAM，极易造成纤维转盘滤池滤布堵塞、纤维滤料粘结。因此，本工程过滤工艺拟采用运行管理经验较为成熟、出水稳定性较好的V型滤池。综上所述，本次工程深度处理推荐工艺采用“高效沉淀池+V型滤池”工艺。由于V型滤池过滤损失较大，现有的出水水头无法满足要求，在二沉池后增设中间提升泵房，对出水进行二次提升。污泥处理方案选择污泥处理要求污水生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。污泥处理要求如下：减少有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；减少污泥中有毒物质；利用污泥中可用物质，化害为利；因选用生物脱氮除磷工艺，故因尽量避免磷的二次污染。污泥处理设计原则1、根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合当地的自然环境及处置条件，选用符合实际污泥处理工艺。2、根据城市污水厂污泥排出标准，采用合适的脱水方法，脱水后污泥含固率大于20％。3、妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免二次污染。污泥处理工艺在现状污水厂中，污泥处理工艺采用污泥重力浓缩、厌氧消化、机械脱水的处理工艺。其中机械脱水采用离心脱水机。与带机比较，离心脱水具有以下优点：脱水效果好，泥饼含水率低，可达70～80％污泥固体回收率高；辅助设备少，不需要高压冲洗水泵和空压机，不需经常清洗、更换滤布，设备维护管理简便；脱水系统在全封闭状态下工作，车间环境卫生好，对周围环境影响小；脱水机体积小、安装简便、占用空间小，所需脱水机房小；投药量少，总运行费用（包括药剂费、电费和水费）较低等。此外，xx市已建有污水处理厂污泥集中处理的设施，能够解决含水率80%污泥的进一步处置要求，因此本次工程污泥处理方案中不考虑深度脱水工艺。根据以上分析可见，现状污泥处理所采用重力浓缩、厌氧消化、离心脱水效果较好，能够胜任北部污水处理厂污泥处理的需要。因此本次工程维持现状污泥处理工艺不变。处理方案推荐采用重力浓缩、厌氧消化、离心脱水。污泥浓缩液的处理北部污水处理厂初沉池排泥、生化池剩余污泥均排入污泥浓缩池，经过污泥浓缩池浓缩后进入厌氧消化后，采用离心机脱水。在污泥浓缩及污泥脱水后上清液均进入提升泵房与进水混合后进入污水处理系统。上清液中的有机物、N、P重新回到处理系统，增大了处理单元的负荷。而有机物对系统影响较小，因此上清液主要处理的对象为氮及磷酸盐，对这两种污染物可以采用投加药剂进行化学处理。为了避免污泥浓缩液中的高浓度污染物质重回系统，本报告对于污泥上清液采设置单独的沉淀池进行处理，处理后排水进入污水提升泵房与进水混合后进入生化系统进行再次处理。投加药剂的选择与除磷药剂统一考虑，本设计推荐投加聚合铝。消毒方案的选择消毒是水处理中的重要工序，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[2000]124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