某别墅区4千吨每天生活生活污水处理方案(编辑修改稿)

某别墅区4千吨每天生活生活污水处理方案(编辑修改稿)内容摘要：

④ 投资和占地面积小 CASS 工艺不设初沉池、二沉池、污泥消化池等构筑物。 污泥不需回流，减少了构筑物及管道。 其投资和占地面积大大减少。 ⑤ 能耗低 CASS 技术是一种改进的延时曝气系统，运行时，曝气时间短，氧利用率高，且无污水回流设备，故其能耗较低。 CASS 池产生的剩余污泥定期排入污泥浓缩池，通过浓缩，同时投加脱磷剂固定其中的磷酸盐，避免污泥中的磷释放到污水中，上清液返回调节池处理，底泥定期吸出填埋或作堆肥。 污水脱氮工艺 按照一级排放标准，所选工艺方案必须具有脱氮除磷功能，而常规二级处理达不到这要求。 因此，必须对污水 脱氮除磷工艺进行分析。 氮的去除 污水脱氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，目前生物脱氮是主体，也是城市污水处理中经济和常用的方法。 氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城市污水之中。 在原污水中，氮以 NH3N 及有机氮的形式存在，这两种形式的氮合在一起称之为凯氏氮，用 TKN 表示，而原污水中的 NOxN(包括亚硝酸盐 NO2和硝酸盐 NO3在内 )几乎为零，故通常进水总氮即近似等于凯氏氮。 氮也是构成微生物的元素之一，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一起从水中去除。 这部分氮量占所去除的BOD5 的 5％。 在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧充足、泥龄足够长的情况下进一步氧化成硝酸盐。 因为氮在水体中是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此氮是污水处理厂出水的控制指标之一。 反硝化菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐 (NO3N)中的氮作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气 (N2)，从而完成污水的脱氮过程，生物脱氮工艺是目前广泛采用的污水处理工艺。 由此可见，要达到生物脱氮的目的，完全硝化是先决条件。 因为硝化菌属于自养菌，其比生长率 μn明显小于异养菌的生长率 μh， 生物脱氮系统维持硝化的必要条件是 μn≥μh，也就是说系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，使得系统泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。 根据大量的试验数据和运转实例，设计污泥负荷在 d 及以下时，就可以达到硝化及反硝化的目的。 污水除磷工艺 污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。 对于城市污水一般采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水的磷浓度在标准以内。 化学除磷主要是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过 固液分离将磷从污水中除去。 固液分离可单独进行，也可与初沉污泥和二沉污泥的排放相结合。 按工艺流程中化学药剂投加点的不 同，磷酸盐沉淀工艺可分成前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种类型。 前置沉淀的药剂投加点是原污水进水处，形成的沉淀物与初沉污泥一起排除；协同沉淀的药剂投加点包括初沉出水、曝气池及二沉池之前的其它位置，形成的沉淀物与剩余污泥一起排除；后置沉淀的药剂投加点是二级生物处理之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离，所括澄清池或滤池。 化学除磷的药剂主要包括石灰、铁盐和铝盐。 ☆ 投加石灰法 向污水中投加石 灰，污水中磷酸盐与石灰的化学反应可用下式表示： 3HPO42+5Ca2++4OH→Ca5(OH)(PO4)3+3H2O 污水碱度所消耗的石灰量通常比形成磷酸钙类沉淀物所需的石灰量大 几个数量级，因此石灰法除磷所需的石灰投加量基本上取决于污水的碱度， 而不是污水的含磷量，满足除磷要求的石灰投加量大致为总碳酸钙碱度的 倍。 石灰法除磷的 PH 值通常控制在 10 以上，由于过高的 PH 会抑制和破坏微生物的增殖和活性，所以石灰法不能用于协同沉淀，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷。 ☆ 投加铁盐和铝盐 以硫酸铝和三氯化 铁、硫酸亚铁混凝剂为例，金属盐与水中的磷酸盐碱度的反应可以表示如下： 硫酸亚铁混凝： 3Fe2++2PO43=Fe3(PO4)2↓ 主反应： FeCl3+PO43→FePO4↓+3Cl 副反应： 2FeCl3+3Ca(HCO3)2→2Fe(OH)3↓+3CaCl2+6CO2 硫酸铝混凝： 主反应： Al2(SO4)314H2O+2PO43→2AlPO4↓+3SO42+14H2O 副反应： Al2(SO4)314H2O+6HCO3→2Al(OH)3↓+3SO42+6CO2+14H2O 可见，铁盐和铝 盐均能与磷酸根离子 (PO43)作用生成难溶性的沉淀物，通过去除这些难溶性沉淀物去除水中的磷。 按照德国规范 ATVA131 的规定，一般去除 1kg 磷需要投加 铝。 对特定的污水，金属盐投加量需通过试验确定，进水 TP 浓度和期望的除磷率不同，相应的投加量也不同。 化学除磷方法的产泥量将增加，仅由沉淀剂与磷酸根和氢氧根结合生成的干泥量为 ，除此之外，还要考虑附带的其它沉淀物，因此，在实际应用中应按每 kg用铁量产生 kg用铝量产生 污泥来计算产泥量。 在初沉池投加化学药剂，初沉池产泥量将增加 50100%，如设后续生物处理，则全厂污泥量增加 60～ 70％；在二沉池投药，活性污泥量增加 35～ 45%，全厂污泥量将增加 10～ 25％。 化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其它设施，因此特 别适用于旧厂增加除磷设备，缺点是药剂消耗量大，剩余污泥量增加，浓度降低，体积增大，使污泥处理的难度增加，同时还要消耗水中碱度，影响氨氮硝化。 因此，在二级生物处理工艺中，仅当出水含磷要求较高时，才考虑化学法辅助除磷。 B．生物除磷 生物除磷是 污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为 PHB(聚 β羟丁酸 )存储起来。 当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的 PHB 产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。 生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低。 缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。 据资料介绍，在厌氧段释放 1mg 的磷吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖，能够吸收 2～ 的 磷。 因此磷的吸收取决于磷的释放，而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，一般来说，这种有机物与磷的比值越大，降磷效果越好。 一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为 ～ 2％，采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法的 2～ 3 倍，在设计中往往采用 3～ 5％。 生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。 因此，污水除磷的处理工艺必须在曝气池前设置厌氧段。 根据该 小区 污水处理 工程 的进水水质和要求达到的出水指标，我们认为，最佳的处理工艺 是生物除磷脱氮工艺 +后端物化处理工艺。 紫外线 消毒工艺 紫外线消毒技术是利用紫外线 C 波段破坏水体中各种病毒和细菌的 DNA结构，使其无法繁殖，达到去除水中致病菌体的目的。 其优点是杀菌效率高（ 1秒钟以内）、广谱性好、无二次污染、运行安全、占地小、费用低、性能价格比高。 目前在世界各地已有 3000 多城市污水处理厂安装了使用了紫外线消毒系统，其中 95%以上的系统采用了明渠式模块化紫外消毒系统，预计今后将成为取代传统化学消毒方法的主流。 化学消毒法一般都会产生消毒副产物，而紫外线消毒是唯一不会产生消毒副产物的方法，不会造成二次污染问题，且紫外线消毒工艺的运行成本比化学消毒工艺低（设备费用略高、土建费用节省，和液氯消毒系统的总造价相当）。 根据对以上几种消毒方式的优缺点进行综合比较，最终本工程采用运行管理经验较为成熟的紫外线消毒方式。 污泥处理工艺 污泥是水处理工程的副产物，包括筛余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。 污 泥体积约占处理水量的 %%，如污水进行深度处理，污泥量还可能增加 倍。 总之，污泥处理和处置的目的 是减量、稳定、无害化及综合利用。 脱除污泥水分，缩小污泥体积的方法主要有浓缩、调理、脱水和干化；稳定污泥中有机物主要通过消化、焚烧、氧化和消毒等。 影响污泥浓缩和脱水性能的主要因素是颗粒的大小，表面电荷水合的程度以及颗粒间的相互作用。 其中污泥颗粒大小是影响污泥脱水性能的重要因素，污泥颗粒越小，颗粒的比表面积越大，这意味着更高的水合程度和对过滤的更大阻力及改变污泥脱水性能更多的化学药剂。 污泥调理的目的就是要克服水合作用和静电排斥作用，增大污泥颗粒，使其易于浓缩和过滤。 其途径有二：一是加入混凝剂， 改变颗粒表面性质，使其脱稳并凝聚起来，二是改善污泥颗粒间的结构，减小过滤阻力，使其不堵塞过滤介质。 污泥浓缩的目的是降低污泥含水率，减少污泥体积，以利于后续处理和利用。 常用的污泥浓缩方法分：重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法，它们各有优点，可根据实际情况选用。 常用污泥浓缩方法及比较 浓缩方法 优点 缺点 适用范围 重力 浓缩法 贮泥能力强、动力消耗小、操作方便 占地面积大、浓缩效果一般、浓缩后含水率较高 主要用于浓缩初沉污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥 气浮 浓缩法 占地面积小、 浓缩效果好、浓缩后含水率低，臭气少 占地面积、运行费用小于重力浓缩法，但动力消耗、操作要求高于重力浓缩法 主要用于浓缩初沉污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥；特别适用于浓缩过程中易发生污泥膨胀、易发酵的剩余活性污泥和生物膜法污泥 离心 浓缩法 占地面积很小、处理能力大、含水率低、全封闭、无臭气 专用离心机价格高，电耗是高，操作要求高 目的主要用于难以浓缩的剩余活性污泥和场地小，卫生条件要求高，浓缩后污泥含水率很低的场合 污泥脱水主要分自然干化和机械脱水两种，其中以机械脱水应用广泛。 各种脱水方法的比较 方法 优点 缺点 适用范围 机械 脱水 板框压滤机 间歇脱水 液压过滤 泥饼含固率高 、 固体回 收率高 、 药品消耗少、 滤液清澈 间歇操作、过滤能 力较低基建设备投 资大 其他脱水设备适用的场合需要减少运输、干燥或焚烧费用，降低填埋用地的场合 带式压滤机 连续脱水 机械挤压 机器制造容易，附属设备少，投资、能耗低连续操作，管理简便、脱水能力大 聚合物价格贵，运 行费用高脱水效率 不及板框压滤机 特别适用于无机 性污泥的脱水 离心机 连续脱水 离心力作用 基建投资少、占地少、设备结 构紧凑不投加或少投加化学药剂、处理能力大且效果好，总处理费用较低自动化程度高，操作国内目前多采用进 口离心机，价格昂 贵电力消耗大，污 泥中含有沙砾，容 易磨损设备有一定 不适用于密度 差很小或液相 密度大于固相 的污泥脱水 简便 噪声 自然干化 污泥干化场 间歇运行 自然蒸发和渗滤 基建投资少、设备投资少操作方便、运行费用低、劳动强度大 占地面积大、卫生 条件差受污泥性 质和气候影响大 用于渗滤性能好的 污泥脱水气候比较 干燥的地区，多雨 地区不宜建于露天 环境条件允许的地区 污泥 经过以上浓缩、调理、脱水、干燥等处理后，可利用和处置，主要有农业利用、工业利用和最终处置。 农业利用可把污泥作为肥料或饲料，工业利用可将污泥燃烧后的灰做建筑材料，污泥消化产生的气可做动力燃料，污泥最终处置可进行填埋和投海处理。 工艺方案的选择 工艺方案的选择的水质水量依据 水量 平均总流量： 4000m3/d 平均时流量： 总变化系数： 小时最大流量： 300m3/h 污水处理工艺选择 根据综合分析，为使该废水达到排放标准则应考虑使用具有脱氮除磷 功能的生物处理工艺。 脱氮除磷处理选择以 CASS 为核心的工艺，配合其他物理化学法，能有效降低废水中的各项污染指标，从而使废水达标排放。 污泥处理工艺选择 根据综合分析，为使该废水处理产生的剩余污泥进行有效的处理和处置，应先将污泥的体积缩小，可通过浓缩和脱水来达到，该方法具有运行方便、效果好等特点。 污泥浓缩选择重力浓缩法自然浓缩，污泥脱水装置选择 带式 压滤机。 工艺流程图 混合液回流 水 洗 进水 栅渣外运 泥饼外运 气洗 反冲洗排水 达标排放 图 11 工艺流程图 工艺流程说明 生活污水自流进格栅 渠 ，通过粗细格栅去除粗大的固体杂质后汇集至集水调节池； 通过提升泵的提升进入 CASS 池 ； CASS 池是整个污水处理系统的主体部分，在这里， 污水中的悬浮固体和胶状物质被活。