1.5万吨每天生活污水处理.doc

10000m3/d生活污水处理项目 方案设计 黑龙江鸿运通公司二二二年七月 目 录第一章 概述71.1项目概述71.1.1.项目名称：71.1.2.项目性质71.1.3.项目建设地点71.2主要建设项目及技术经济指标71.3编制依据81.3.1主要设计资料依据81.3.2规范与标准91.4编制原则101.5编制范围101.6工程设计年限111.7现状规划概况111.7.1自然概况111.7.2性质与规模121.8排水设施现状及存在的问题131.8.1排水工程现状131.8.2存在问题131.9规划概况141.10项目建设的必要性和可行性151.10.1项目建设的必要性151.10.2项目建设的可行性16第二章 方案论证172.1排水体制论证172.2排水系统布局论证192.2.1污水系统布局192.3污水量的预测及工程规模的确定212.3.1平均日用水量计算212.3.2平均日污水量计算222.3.3工程规模222.4污水水质论证222.4.1污水水质222.4.2水质目标232.5环境污染治理论证24第三章设计基础253.1设计依据及资料253.2设计范围253.3设计原则253.4工程建设规模263.5设计进出水水质263.5.1设计进水水质263.5.2设计出水水质26第四章工艺设计274.1污染物的去除对处理流程的影响274.1.1 悬浮物(SS)的去除274.1.2 BOD5的去除274.1.3 COD的去除284.1.4 氮的去除284.1.5 磷的去除294.2污水二级生化处理工艺的选择294.2.1 活性污泥法294.2.2生物膜法314.2.3泥膜共生法324.2.4工艺选择334.3污水消毒方案344.3.1二氧化氯与紫外线消毒的对比344.3.2二氧化氯与液氯消毒方式的对比354.4污泥处理工艺354. 4.1 剩余污泥的特征354.4.2污泥处理工艺的确定354.5污水处理站工艺流程384.6工艺流程说明38第五章工艺单元设计395.1工艺构成395.2单体构筑物设计395.2.1粗格栅渠及调节池395.2.2 平流沉砂池（含细格栅）405.2.3 EH处理系统415.2.4絮凝反应池425.2.5污泥泵池425.2.6二次沉淀池435.2.7消毒池445.2.8设备间445.3.9保温措施465.3.10除臭装置46第六章建筑设计486.1概述486.2设计依据486.3建筑设计说明486.3.1平面功能布置486.3.2立面造型设计486.3.3建筑物装修标准496.3.4消防设计49第七章电气设计507.1设计依据507.2供电原则507.3设备控制507.4防雷、防静电及接地51第八章机械设计528.1设备选型原则528.2设备选型52第九章 给排水539.1给水539.2排水53第十章 环保设计5410.1 臭味5410.2 噪声防治5410.3 厂区污水5410.4 固体废弃物54第十一章 主要（构筑物）设备材料表5511.1主要构筑物表5511.2工艺主要设备及材料表55第十二章 经济分析5812.1动力费用5812.2药剂费5812.3吨水运行费用59第十三章 质量及售后服务承诺60第一章 概述1.1项目概述1.1.1.项目名称：污水处理工程1.1.2.项目性质新建1.1.3.项目建设地点1.1.4.项目建设单位：1.1.5.项目主管部门：1.1.6.设计单位：1.2主要建设项目及技术经济指标排水工程建设项目主要技术经济指标序号项目数量单位备注1局址规划人数60000人2015年75000人2030年2污水量10000立方米/天2015年15000立方米/天2030年3污水管道26975米管径DN300DN6004总投资9506万元中央政府投资4266万元1.3编制依据1.3.1主要设计资料依据 1、黑龙江省发展和改革委员会文件黑发改地区【2010】686号关于上报黑龙江省“十二五”城镇污水处理及再生利用设施建设规划选项目的通知 2、设计委托书 3、中相关文本及规划图 4、地形图(1：10000) 5、总体规划一污水、雨水排放工程规划图(1：5000) 6、排水现状资料7、建设厅关于组织编制百镇第二批试点镇“三供两治”近期建设规划的通知8、建设单位提供及现地调查资料1.3.2规范与标准1、建筑设计防火规范GB50016-20062、室外给水设计规范GB50013-20063、室外排水设计规范GB50014-20064、污水综合排放标准GB897819965、中华人民共和国水法6、中华人民共和国环境保护法7、中华人民共和国水污染防治法8、中华人民共和国水污染防治法实施细则9、地表水环境质量标准(GB38382002)10、城市污水处理厂污染物排放标准(GBl89182002)11、城市污水处理工程项目建设标准12、恶臭污染物排放标准(GBl455493)13、工业企业厂界噪声标准(GBl23482008)14、大气污染物综合排放标准(GBl62971996)1 5、城市区域环境噪声标准(GB30962008)16、环境空气质量标准(GB30951996)17、城市给排水紫外线消毒设备(GB/T198372005)18、混凝土和钢筋混凝土排水管(GB/T118362009)1.4编制原则 1、根据国家相关政策、法规、标准的要求和水质排放标准，结合总体规划，对排水系统进行统一规划和设计。从保护资源、改善水域环境的角度出发，合理确定污水处理程度，力求经济效益、社会效益和生态效益的和谐统一。 2、根据总体规划要求和项目区域现有给排水现状，结合排水现状，从实际出发，统筹考虑，合理布局保证满足项目区域今后可持续发展的要求的前提下，确定污水治理方案。 3、设计中污水处理既要积极稳妥地采取先进的污水处理工艺流程、提高自动化水平、节约能源，又要保证技术可靠、经济合理、节约占地、减少运行费用。 4、充分考虑寒冷地区的特殊性，解决好低温污水处理问题，确保污水处理设施安全运行。达到保护环境、保护水源，最大限度地减少污染。 5、制定的方案做到当前使用与今后发展密切结合，污水处理厂与污水管道敷设及使用应尽可能同步进行，避免重复建设，以满足污水排放的要求，达到今后可持续发展的需要。 6、合理利用城区现有排水设施，在技术可靠、经济合理的前提下，采用新技术、新工艺、新材料、力争节能减耗达到节约投资降低运行成本的目的，取得最佳的经济效益、社会效益和环境效益。1.5编制范围本项目设计为污水处理及配套设施建设项目，其范围是。具体包括： 1、项目区域排水管道系统设计(不含雨水管道)； 2、污水处理厂设计，包括污水处理规模确定、系统设计，污泥处理系统设计，除臭处理系统设计，厂区建筑、结构、电气仪表、自动控制、采暖等工程设计。 3、提供可行性研究报告、项目总投资估算及运行费用分析。1.6工程设计年限 本项目可行性研究设计年限为：近期2015年、远期2030年规划年限进行设计。1.7现状规划概况1.7.1自然概况 1、地理位置 2、地形地貌 3、气象 4、水文、地质 1.7.2性质与规模 l、历史 1.8排水设施现状及存在的问题1.8.1排水工程现状 1、排水工程现状 上述的排水方式都直接污染环境、污染地下水，严重的威胁到人民的身体健康，渗入地下浅层的污水致使地下浅层水源受到严重污染。1.8.2存在问题1、 水环境污染2、排水普及率低、污染城镇环境，制约城镇发展3、 生态环境破坏1.9规划概况本次设计根据总体规划和排水现状以及规划人数、工业产值，预测城镇污水量，确定污水处理厂规模。污水厂按近期规模建设，污水管线按远期规模建设。规划将完善城区排水管网，敷设污水截流干管，把城镇污水引至城镇北部的污水处理厂，将城镇污水进行三级生化处理，达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl89182002)中的一级排放标准B标准后，再排入河。1.10项目建设的必要性和可行性1.10.1项目建设的必要性 1、污水排放的需要由于排水工程建设初期仅考虑到项目区域办公用楼房的生活污水的排放，即楼房设化粪池，每天采用污水车外运的方式，由于运力不足，污水由化粪池溢出，污水均渗入地下。随着项目区域城镇建设的发展，近几年每年新增住宅面积逾十几万平方米，居民生活用水量的不断增加，项目区域的排水量也日趋加大。现有排水系统既不能满足现在更不能适应未来排水量增加的需要。 2、居住环境改善的需要 项目区域平房区至今无任何排水设施，居民生活污水只能随意泼放。由于排水的无组织性，使得夏季平房区脏水遍地、臭气熏天；冬季冰包随处可见，天冷路滑时行人摔伤事故时有发生。而在雨水量较大时，平房居住区即成为“烂泥塘”。 3、环境保护及污水综合排放标准的需要 项目区域的污水排入城区北侧的拉林河，最终进入松花江。根据中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国水污染防治法等有关法令法规，直接污染取用地下水做为水源的居民生活饮用水，因浅层地下水回补于拉林河，因此渗入地下的污水还要污染地表水，而项目区域的自来水水源地即取自浅层地下水，若不建设污水排水系统，则拟建水源地的水源水质从长远看，也不乐观。项目区域污水必须经过污水处理厂进行处理后方可排入河流。 根据环保部门的有关规定，项目区域的污水处理厂的出水水质应执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl89182002)的一级B标准。 综上所述，在项目区域进行该项目建设是十分必要的。 1.10.2项目建设的可行性 1、目前，由于我国经济的发展速度较快，随之带来的环境污染也日益加剧，因此，国家将进一步提高对环境治理、保护水资源、控制水污染的重视程度，并在政策与资金方面给予大力支持，有利于该工程的尽早实施。 2、山河镇、山河屯林业局总体规划己完成修编，为本工程设计及实施提供了科学依据和可靠保证。 3、本工程污水处理采用先进的工艺，降低了工程造价，并合理地确定工程规模，分期建设，可使有限的资金充分发挥其工程效益。 4、本项目以被列入黑龙江省城镇污水处理及配套设施建设规划之内，建设资金来源全部为中央资金，可以确保项目顺利实施。因此建设排水及污水治理工程的基础条件良好，政策、技术、资金方面均有保障，工程建设是可行的。第二章 方案论证2.1排水体制论证合理选择排水体制是城市排水规划和设计的关键。排水体制的选择应根据城市总体规划、环境保护的要求、现有的排水设施、地形、水质、水量、气候、污水处理程度及受纳水体等条件，从全局出发，在满足环境保护要求的前提下，综合考虑后确定。排水体制，一般分为合流制和分流制两种，合流制排水系统是将生活污水，工业废水和雨水混合在一条管道内排除。分流制是将生活污水、工业废水、雨水分别在两个或两个以上各自独立的管道(渠)中分别排除。排除生活污水或工业废水的系统称为污水排水系统，排除雨水自系统称为雨水排水系统。方案一：采用分流制方案二：采用合流制 方案一的优点 a、污水、雨水分别排放，这种排放方式便于污水处理厂的建设，使污水处理厂及污水提升泵站的规模较合流制要小，符合现代化的城镇排水要求。同时，这种排放方式便于污水处理厂的运行管理。 b、无论旱季或雨季污水全部进入污水处理厂，经处理后的出水达到国家污水综合排放标准后再排入受纳水体。 方案一的缺点： a、采用分流制，则排水管道要分两套设置，所以分流制的排水管道比合流制的排水管道工程造价要高，且其管道的维护费用较高。则分流制排水系统的总造价比合流制要高1015。 b、采用分流制，雨水未经任何处理即排入受纳水体，特别是初降雨水的经流对水体有一定程度的污染。 c、分流制管线所占线路宽度比合流制多一条管线位，若在道路红线较窄的街道上可能无法规划出管线位置。 方案二的优点： a、合流制只设一套管道排水系统，其管道的基本建设投资较低，维护费用较低。 b、初降雨水进入污水处理厂经处理厂排入受纳水体，能减少初降雨水对水体污染。 c、管线占位宽度小，比分流制少占一条线位，适用于旧城区较窄街道的改造工程。 方案二的缺点： a、合流制排水系统如经污水处理厂处理后排放，污水处理厂只能处理初降雨水及污水，随着降雨量的增大，大部分雨水与污水混合后未经处理就通过溢流井直接排入水体，造成水体的污染。 b、晴天和雨天时流入污水处理厂水量，水质变化很大，增加了合流制污水处理厂运行管理的复杂性。 如果采用分流制，生活生产水单独收集，排到城镇的河流下游，既可避免污水对城镇及对地下水的污染，从长远角度看又利于污水处理厂的建设，可以避免以后重复建设污水截流干管，有利于城镇的发展；如果采用合流制排水系统，则全部管道需按雨水所需的管径暗管深埋，而且每年大部分时间管内流量为旱季污水量，水量小，流速低，管道内易沉积淤塞，维护清理的工作量较大。 项目区域地势比较平坦，雨、污水多能重力排放，从环境保护要求出发，宜采用分流制排水系统。 目前项目区域不具有完善的雨、污排水系统，另外国家室外排水设计规范明确规定：新建排水系统宜采用分流制。通过对分流制、合流制两个方案的比较，选择方案一，即采用分流制排水体制。2.2排水系统布局论证 拉林河在项目区域东侧由南向北流过，再经过项目区域北侧约5公里处由东向西，最后汇入松花江。项目区域内地势东北高西北低，坡向拉林，东、西高坡向铁路。因此项目区域污水截流干线沿着平行于拉林河敷设，形成污水的低边截流系统，将城区污水引至规划区西北部的城镇污水处理厂。在项目区域内有条南壕沟白东南向西北经过项目区域，然后向北汇入拉林河。本次项目经处理达标的污水，排入南壕沟，经拉林河，最后进入松花江。2.2.1污水系统布局 污水系统按地势及铁路城市污水系统分为四个系统。项目区域总占地面积为778.56公顷，污水管线工程量按近期2015年统计(由于道路名称未确定，暂定为规划路)。方案一：l、铁路以西污水系统：规划二路和规划一路区域构成该地区的污水系统，该系统有三段原有管线，经校核后满足使用要求，继续使用。其该区占地面积为17.67km2，污水截流干线沿规划一路敷设至规划七路，进入污水处理厂。2、铁路以西污水系统：规划二路和铁路所围成的区域构成该地区的污水系统，该系统有三段原有管线，经校核后满足使用要求，继续使用。其该区占地面积为17.95km2，污水截流干线沿铁路西侧敷设，最后进入污水处理厂。3、铁路以东污水系统：规划五路和铁路以东所围成的区域以及东南侧一块独立区域构成该地区的污水系统，其该区占地面积为25.64km2，污水截流干线沿铁路东侧敷设，最后进入污水处理厂。铁路以东污水系统：规划五路和用地界线所围成的区域以构成该地区的污水系统，其该区占地面积为6.76km2，污水截流干线沿规划六路敷设，经规划七路汇入铁路东侧主截流干管，最后进入污水处理厂。方案二：1、铁路以西污水系统：铁路西北的项目区域构成该地区的污水系统，其该区占地面积为41.51公顷，污水截流干线沿规划二路敷设至规划七路，最后进入污水处理厂。2、铁路以东污水系统：铁路东南的项目区域构成该地区的污水系统，其该区占地面积为30.44km2，污水截流干线沿规划五路敷设，最后进入污水处理厂。上述两个排水布置方案中，方案一优点： (1) 污水管线按照地势敷设，埋深较浅。 (2)工程周期较短，施工难度较小。 (3)施工期间对周边环境影响小。 缺点：管线长度增加，投资费用增加。 方案一优点： 管线长度短，可以降低投资 缺点： (1)管线局部埋深较大，需要增设两处中途提升泵站。 (2)由于埋深大，施工难度增加，施工周期增加。 (3)增加污水提升泵站的日常运行费用。 综合比较：方案一虽然较方案二增加管线投资，但是在施工难易度，建成后的日常维护管理等方面有一定的优势。 因此本工程污水管线采用方案一的布置路线。2.3污水量的预测及工程规模的确定根据山河镇、山河屯林业局局址总体规划，2015年人口为6万人，2030年人口为7.5万人。由于项目区域工业企业的生产废水将进入污水处理厂统一处理，因此污水量预测中应包括工业生产废水量。根据国家有关规定，在可行性研究阶段，工业生产用水量应按工业企业的万元产值用水量计算。根据产业发展规划，项目区域内工业企业2015年工业产值为72亿元/年，2030年工业产值为21亿元/年2.3.1平均日用水量计算 1、平均日综合生活用水量根据室外给水设计规范GB500132006及项目区域居民生活条件、城镇区基础设施等情况，20l5年平均日综合生活用水定额为110L/car.d计，总人口6万人，2015年供水普及率采用100，则2015年平均日综合生活用水量6600m3/d。2030年平均日综合生活用水定额为120L/car.d计，总人口7.5万人，2030年供水普及率采用100，则2030年平均日综合生活用水量9000m3/d。2、 工业企业用水量项目区域2015年规划年工业产值为7.2亿元/年，工业用水重复利用率按50计算，工业产值用水量按万元产值20m3计，由此计算出的工业生产用水量为1973.1m3/d。项目区域2030年规划年工业产值为2l亿元/年，工业用水重复利用率按60计算，工业产值用水量按万元产值18m3计，由此计算出的工业生产用水量为4142.2m3/d。3、未预见水量未预见水量按综合生活用水量按综合生活用水和工业生产用水之和的20计算，则未预见用水量2015年为1714.62m3/d，2030年为2628.44m3/d。4、平均日总用水量项目区域平均日用水量为上述三项用水量之和，即2015年为10287.72m3/d，2030年为15770.64m3/d。 2.3.2平均日污水量计算项目区域污水量按平均日用水量的90计，则局址2015年污水量为925895m3/d,2030年污水量为14193.58m3/d。2.3.3工程规模根据对项目区域的污水量预测，本次项目规模确定为：近期(2015年)10000m3/d，远期(2030年)15000m3/d。2.4污水水质论证2.4.1污水水质由于目前项目区域无排水水质监测数据，根据室外排水设计规范GB500142006中的有关规定，计算本工程的生活污水水质，同时参照相关城镇的排水水质，确定本项目的污水排放至污水处理厂的污水水质如下表所示。城镇排水出口水质现状水质指标BOD5CODSS NH3NTPTN监测结果200mg/L350 mg/L300 mg/L25 mg/L4 mg/L40 mg/L2.4.2水质目标污水处理厂的受纳水体是拉林河，汇入松花江。根据黑龙江省环境保护厅的要求，该污水处理厂水质应执行城镇污水处理污染物排放标准（GB18918-2002）的一级标准B标准。污水处理厂出水水质目标序号指标出水水质(mg/L)1化学需氧量COD602生化需氧量BOD5203悬浮物 SS204总氮量TN255氨氮量NH3N8（15）6阳离子表面活性剂TP17PH值69 注：表中括号外数值为水温>12时的控制指标，括号内数值为水温12时的控制指标。2.5环境污染治理论证 目前项目区域排水系统不完善，没有建设污水处理厂，污水未经处理经南壕沟直接排入拉林河，造成了对项目区域环境和拉林河水域的严重污染，因此，必须对其进行治理。 本次设计将完善项目区域排水系统，并将污水收集至污水处理厂，经三级生化处理后，达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl89182002)中的一级标准B标准后排入拉林河。这样可以减少拉林河水体环境的污染，改善区域的生态环境。 为了保证污水处理厂的正常运行，排入城镇排水系统的污水水质必须符合现行的污水综合排放标准(GB89782002)、污水排入城市下水道水质标准(GB3432010)及行业排放标准。 生活污水需经化粪池处理后再排入下水道。 有毒有害工业废水应在厂内进行预处理，达到各种工业废水排放的有关标准并满足污水综合排放标准(GB89782002)、污水排入城市下水道水质标准(GB3432010)的要求后方可排入下水道。 医院污水排放标准除执行污水综合排放标准(GB89782002)外，还需符合医院污水排放标准(GBJl84662005)中的规定要求。环保部门应对各排放口定期监测，控制出水水质。第三章设计基础3.1设计依据及资料 Ø 中华人民共和国环境保护法(1989.12.26)Ø 中华人民共和国水污染防治法(1996.5.15)Ø 中华人民共和国水污染防治法实施细则(HJ/T338-2007)Ø 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)Ø 室外排水设计规范(GB50014-2006)Ø 室外给水设计规范(GB50013-2006)Ø 建设方提供的基础资料3.2设计范围污水处理项目范围包括格栅渠至接触消毒池出水之间的工艺、设备及电气控制。污水处理项目范围以外的管网收集、土建、消防、厂区绿化、道路、围墙、脱水污泥外运处理、出水外排、化验、总电源引线等由业主负责实施。3.3设计原则（1）贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准；（2）从实际情况出发，在城市总体规划的指导下，根据城市总体规划布局，结合地形条件和环境要求，充分利用现有排水设施，近远期相结合，合理确定工程的分期和规模，统一规划设计污水处理设施，使有限资金充分发挥作用，充分发挥建设项目的社会效益和环境效益；（3）根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用；（4）妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染；（5）为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件；（6）采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理；（7）厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地，使厂区环境与周围环境协调一致。3.4工程建设规模根据建设方提供的资料，污水处理站设计处理水量为15000m3/d。3.5设计进出水水质3.5.1设计进水水质根据业主方提供的水质资料，进水水质如下：污染因子设计进水水质BOD5（mg/L）200COD（mg/L）350SS（mg/L）300TP（mg/L）4NH3-N（mg/L）25TN（mg/L）403.5.2设计出水水质出水水质参照国家环保总局发布的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B，主要出水指标为：污染因子设计出水水质（一级B）BOD5（mg/L）20COD（mg/L）60SS （mg/L）20TP（mg/L）1.0NH3-N（mg/L）8(15)TN20粪大肠菌群(个/L)10421 10000m3/d 生活污水处理项目第四章工艺设计4.1污染物的去除对处理流程的影响在采用二级生物处理工艺的污水处理工程中，不同的污染物是以不同的方式去除的。污染物的去除决定了污水处理工艺的流程。4.1.1 悬浮物(SS)的去除污水中悬浮物（SS）的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大尺度的有机颗粒靠自然沉淀作用就可以去除，小尺度的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小尺度的无机颗粒（包括尺度大概在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠脱落的生物膜絮体同时沉淀被去除。污水处理出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，还因为组成出水悬浮物的主要是脱落的生物膜絮体，其本身的有机成分就很高，因此对出水的BOD5、COD等指标也有很大影响，所以控制污水处理出水的悬浮物（SS）指标是最基本的，也是很重要的。为了降低出水中的悬浮物浓度，需要在工程中采用适当的措施，例如选用适当的容积负荷以保持脱落的生物膜的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀池的表面负荷，采用较低的出水堰负荷，充分利用脱落的生物膜悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理方案选用合理，工艺参数取值合理，单体设计优化的前提下，完全能够使出水指标达到排放要求。4.1.2 BOD5的去除污水中BOD5的去除是靠活性污泥或生物膜的吸附作用、微生物分解作用以及微生物的代谢作用，然后对污泥与水进行分离完成的。活性污泥或生物膜中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CO2和H2O等稳定物质。这也就是污水中BOD5的降解过程。在这种合成代谢和分解代谢过程中，溶解性有机物（例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。由此可见，微生物的耗氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此可以使处理污水中的参与BOD5浓度很低。根据国外有关设计手册资料和我们的设计经验，采用生物膜法时，在容积负荷0.8 kgBOD5/kg MISS·d时（采用活性污泥法时，其值一般为0.05-0.15BOD5/kg MISS·d），就很容易做到出水BOD5保持在20mg/L以下。4.1.3 COD的去除污水中COD去除的原理与BOD5基本相同。COD的去除率取决于原污水的可生化性，它与处理污水的组成有关。对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相似的工业废水组成的城市污水中BOD5/COD比值往往接近0.5 甚至大于0.5，其污水的可生化性较好，出水中COD值可以控制在较低的水平。4.1.4 氮的去除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中，在原污水中，氮以NH3-N及有机氮的形式存在，这两种形式的氮和在一起成为凯式氮，用TKN表示。而原污水中的NO2-N和NO3-N量很少。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、停留时间足够长的情况下被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。脱氮菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐NO3-N中的氧作为电子受体，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，完成硝化是先决条件。因此硝化菌属于自养菌，其比生长率s明显小于异养菌的比生长率h，生物脱氮系统维持硝化的必要条件sh即系统必须维持在较低的容积负荷条件下运行，使得系统的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行实例，设计容积负荷在0.22.0kgBOD5/(m3·d)，时，就可以达到硝化及反硝化的目的。4.1.5 磷的去除将磷从污水中除去，可以采用化学法，也可以采用生物法。化学除磷是向污水中投加三价盐(一般是铝盐或铁盐，二价铁应保证在曝气池内被氧化成三价铁)，使之与污水中的磷酸盐形成难溶化合物，经过沉淀从水中去除。采用化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其他设备。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（聚烃丁酸）储存起来。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，形成高磷浓度污泥，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。采用生物除磷时还需要严格控制系统中厌氧池的厌氧环境，同时需要加大污泥回流量和剩余污泥排放量，这样就会增加系统的运行费用，污泥排放量增加就会减少系统的污泥浓度，影响污水的生化处理效率。据此，本工程除磷推荐采用生物法为主，辅以化学除磷的方法，这样除磷效果很好，工艺流程简单，节省工程造价和占地面积。4.2污水二级生化处理工艺的选择目前污水处理常采用生化法，主要工艺有活性污泥法、生物膜法以及较为新颖的泥膜共生法等。活性污泥法以A2O工艺、氧化沟和SBR为代表形式；生物膜法可分为生物接触氧化、生物转盘、生物滤池等工艺；泥膜共生法则主要有EH和MBBR等。4.2.1 活性污泥法Ø A2O工艺A2O工艺属于传统活性污泥法中较为常见的一种工艺，它是70年代在AO工艺上开发出来的同步脱氮除磷工艺，因此具有生物除磷和脱氮的能力。A2O工艺的优点是可以充分利用硝化液中的硝态氮来氧化BOD5，回收了部分硝化反应的需氧量，反硝化反应所产生的碱度可以部分补偿硝化反应消耗的碱度，因此对含氮浓度不高的城市污水可以不另外加碱来调节pH。本工艺在系统上是最简单的脱氮除磷工艺，总的水力停留时间小于其它同类工艺（如巴登甫脱氮除磷工艺）；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀，SVI 值小于100，利于处理后污水与污泥分离；运行中在厌氧和缺氧段内只需轻搅，运行费用低。A2O工艺由于具有相对于其他同步脱氮除磷工艺构造简单、总水力停留时间短、运行费用低、控制复杂性小和不易产生污泥膨胀等优点，并作为将传统活性污泥污水处理厂改建为具有脱氮除磷功能的污水处理厂时最易改造成的工艺，目前已经成为我国城市污水处理厂中主流的同步脱氮除磷工艺。对现有的城市污水处理厂处理水量和采用工艺的调查统计发现，A2O工艺的处理水量占总处理水量的70%以上。但由于氮、磷的去除比较复杂，脱氮需要涉及硝化、反硝化过程，除磷则有吸磷和释磷等多个生化反应过程。上述每一个过程的目的不同，其微生物的组成、基质类型及环境条件的要求也各不相同。因此要在一个系统中同时完成脱氮和除磷过程，不可避免地产生了各过程间的矛盾关系，如碳源、泥龄、回流硝酸盐、硝化和反硝化容量以及厌氧释磷和好氧吸磷的容量等问题。A2O工艺作为活性污泥法的代表工艺，能适用于各种规模的污水处理厂，但由于活性污泥法运行控制水平要求相对较高，本项目不考虑此工艺。Ø 氧化沟工艺氧化沟工艺有A2O氧化沟、T型氧化沟等多种形式，氧化沟在城市污水处理中应用比较普遍，以下T型氧化沟为例进行比较。T型氧化沟又称为三沟式氧化沟，融缺氧、好氧及沉淀池于一体（其中的两条边沟交替进行反应及沉淀）。流程简洁，具有生物脱氮功能，采用连续进水、连续出水的方式运行。自1990年邯郸污水处理厂的T型氧化沟投产并被建设部、国家环保总局列为示范厂后，国内采用这种工艺流程的污水厂较多。T型氧化沟的优点在于一体化，能较好的利用土地面积，特别是采取加大沟体深度的措施后，节约用地的效果更为明显；不需混合液回流及活性污泥回流，流程简单、利于管理；采用序批式控制，不同的循环时间设定值可以得到不同的处理效果，根据实际进水水质进行优化，适应性较强；序批式控制，易于实现处理过程的自动控制。其缺点是设备台数多，增加了设备的维护工作量；设备利用率低，装机容量大；因为不设专门的沉淀池，排除的剩余污泥浓度低，不利于污泥处理；无专门的厌氧区域，因此生物除磷效果差；因为无回流设施，因此造成连续曝气的中沟的MLSS较边沟低（中沟MLSS浓度的设计值只为边沟的77%，实际运行中还更低），使得整个系统的利用效率低。氧化沟工艺具有良好的抗冲击负荷，适用于大中型污水处理厂。本项目水量较小，且无工业废水，水质较稳定，不考虑采用氧化沟工艺。Ø SBR法序批式（sequencing batch reactor）法是相对常用的过流式而言的。过流式是一种空间顺序的处理方式，污水在流经不同功能的构筑物过程中逐步净化，最终达到排放标准。SBR法是一种时间顺序的处理方式，进水、曝气、沉淀、出水等处理过程同一周期不多时段，在同一个池子中完成，但进水水连续的。设计上常需若干座池子组成一组，轮换运转。目前国内已有多处采用SBR工艺，SBR法适用于水量、水质排放不均匀的工业废水处理。此外，国内使用的工艺还有CASS、UNITANK、MSBR等一些改良型的SBR处理工艺。但考虑到其自控要求较高，不适合本项目需求。4.2.2生物膜法生物膜法是与活性污泥法并列的另一种生物处理工艺，其原理是利用污水与填料上的生物膜接触，在生物膜中细菌的分解作用下，污水得到净化。常用的生物膜法有生物接触氧化、生物转盘等工艺。Ø 生物接触氧化生物接触氧化是由浸没在污水中的填料和人工曝气系统构成的生物处理工艺。在有氧的条件下，污水与填料表面的生物膜反复接触，使污