XX县XX城市污水处理工程项目可行性研究报告.doc

XX县XX城市污水处理工程项目可行性研究报告前 言xx县位于xx盆地东北边缘，xx山南麓，东邻xx，南接xx，西接xx，北与xx省xx县接壤。xx县县城xx镇，位于县境中偏西，xx河中游，四面环山，为全县的交通枢纽，是全县的政治、经济、文化中心。xx镇是米仓古道川陕边境的商贸服务重镇，是光雾山风景名胜区的旅游服务基地，也是汉（中）渝（重庆）高级公路的重要节点，在巴中地区物质集散中有举足轻重的作用。xx县气候温和，矿产及旅游资源丰富，有待开发的“百宝箱”“xx盆地生物基因库”和“地质博物馆”之称，具有十分可观的开发前景。但由于xx县的经济基础薄弱，县城xx镇一直还没有建设城市污水处理厂，大量居民生活污水未经处理直接排入xx河，对县城的生态环境造成严重污染，而且随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，地区水环境污染情况还将日益加剧。为改善xx河流域的生态环境，提高市民生活质量，加快的xx县的城市化进程，促进社会经济发展，建设xx县城的城市污水处理工程是非常必要的。实施城市污水处理工程，对城市污水进行集中处理，达到相应排放标准后排入xx河，将对xx县产生良好的环境效益和社会效益。我们受xx县自来水有限责任公司的委托，对xx镇的污水处理工程进行可行性研究。在本可行性研究报告的编制过程中，得到了xx县自来水有限责任公司及各相关部门的大力支持，在此深表谢意！第一章 概 述1.1工程概况1 工程名称：xx县城市污水处理工程2 工程规模：总规模Q=30000m3/d，Kz=1.42。分两期实施，一期15000m3/d Kz=1.533 委托单位：xx县自来水有限责任公司1.2 编制依据、编制原则及编制范围1.2.1 编制依据xx县提供的资料xx县城市污水处理工程项目初设可研基础资料，xx县自来水有限责任公司，2003年2月28日；xx县城污水处理厂址地形图；国家有关的法规、法律、规范、标准、条例等文件中华人民共和国水污染防治法（1996.5修正）;中华人民共和国环境保护法（1989.12）；中华人民共和国环境噪声污染防治法（1996.10）;建设项目环境保护管理条例（1998.11）;城市给水工程规划规范（GB50282-98）;城市排水工程规划规范（GB50318-2000）;室外排水设计规范（GBJ14-87）;城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）;城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ31-89）;建筑给水排水设计规范（GB50016-2003）;泵站设计规范（GB/T50265-97）;工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046-95）;建筑结构荷载规范（GB50009-2001）;给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）;混凝土结构设计规范（GB50010-2002）;建筑抗震设计规范（GB50011-2001）;建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）;建筑设计防火规范（GBJ16-87,2002版）;10KV及以下变电所设计规范（GB50053-94）;供配电系统设计规范（GB50052-95）;低压配电设计规范（GB50054-95）;电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-92）;建筑物防雷设计规范（GB50057-94,2000版）;通用用电设备配电设计规范（GB50055-93）;城市污水处理工程项目建设标准（2001年）;1.2.2 编制原则1 贯彻执行国家环境保护政策，遵循有关法规、规范及标准。2 从实际出发，在服从城市总体规划的前提下，全面考虑、分期实施，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。3 根据进水水质和出水要求，选用技术成熟、处理效果好、运行稳定可靠、高效节能、经济合理的污水处理工艺。4 合理处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免产生二次污染。5 为保证处理系统的正常运行，使处理厂供电系统具有较高的可靠性（采用双回路电源），使运行设备有足够的备用率。6 在污水厂征地范围内，厂区总平面设计力求使各构筑物尽量集中，节约用地，具有足够的绿化面积，并留有发展余地。7 厂区竖向设计力求减少厂区填方量和节省污水提升费用。8 厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区周围景观相协调。1.2.3 编制范围本工程项目编制范围包括污水处理厂内污水处理、污泥处理、附属构、建筑物及厂外配套截流干管。本报告将对污水、污泥处理工艺进行可靠性、先进性、经济性及实施的可能性等方面的比较和论证，在此基础上，提出推荐方案，使所选方案技术先进、处理效果好、运行稳妥可靠、占地面积小、造价合理、运行成本低。从而使该项工程的社会效益、环境效益和经济效益达到最佳统一。第二章 项目的背景2.1 城市概况及行政规划2.1.1 城市概况xx县位于xx盆地东北边缘，米仓山南麓。地理坐标在北纬31°5332°44，东经106°26107°07之间。县域狭长，南北长84.3公里，东西宽31公里，幅员面积3417.18平方公里，东邻通江，南接巴中，西接旺苍，北与陕西省南郑县接壤。xx县县城为xx镇，位于县境中部偏西，xx河中游，四面环山，东部和南部地势陡峭、北部和西部地势较缓，山势形为“公字”，xx河从北向南曲折绕经xx镇形成“几”字，故有“公山几水”之称。县城为全县的交通枢纽，西至广元156公里，南至巴中83公里，北至陕西汉中市150公里。县城北多为单斜山，俗称旗山，县城以南为低山区，海拔在800米左右。xx镇为全县政治、经济、文化中心。是中共xx县委、县人民政府驻地。据统计资料，2000年全镇非农业人口4.6万人，聚集人口约5.2万人，城市现状建成区约2.86平方公里，人均建设用地约62.3平方米/人。城市道路为自由式路网形式，有较为齐全的市政公用工程设施和公共设施，并有联系川陕两省的101省道公路穿越而过。xx县城是巴中市二级中心城市，是米仓古道川陕边境的商贸服务重镇，是光雾山风景名胜区的旅游服务基地，也是汉（中）渝（重庆）高级公路的重要节点，在巴中地区物质集散中有举足轻重的作用。2.1.2 历史沿革xx县是历史名城，始建于公元525年梁普通六年，经西魏、北周、隋、唐、五代、前后蜀、北宁、元至肯，自明正德十一年（公元1516年），改难江县为xx县，经清、民国、沿用至今，已有1400多年的历史。 1933年红四方军解放xx城，曾更名为治城镇，至1991年再定名xx镇至今，xx镇为全县政治、经济、文化中心。2.2 自然条件2.2.1 自然概况xx县全境皆山，峰岭林立、壑谷纵横，古有“巴西外产，蜀北岩疆”之称，地势北高南低，平均海拔1100米，最高光雾山2500米，最低乐坝镇370米，相对高差2148米。地貌北部为丘切割中山地，南部为浅中丘。地质构造复杂，有“地质博物馆”之称。县域内资源丰富，矿产为铝、锌、金、银、铜、铁、煤、石墨、石棉、大理石、花岗石、石灰石、还有稀有矿铀等类，各种矿总储量17亿吨，是有待开发的“百宝箱”。xx县有500余年的皇柏林，世界少有、境内独有的巴山水青杠，县境北部还有著名的光雾山省级风景名胜区的成片的原始森林。此外各种土特产、中药材近1212种，珍禽异兽，野生动物应有尽有。xx黄羊誉满全国。大叶茶备受人们青眯。xx县地质构造复杂，生物种群及矿藏丰富，历来有“xx盆地生物基因库”和“地质博物馆”之称，也是川东北地区重要旅游区和天然绿色食品生产基地。2.2.2 气候xx属亚热带气候，年平均气温16.3，最冷月一月，平均气温5.1；最热月平均气温26.6；极端最高气温39.5，极端最低气候零下7.1，年日照数1624.1小时，日照百分比36.6%，年无霜期257天，年平均降雨量1170.4毫米，年最大降雨量510月995.2毫米，城镇主导风向西北风，静风频率43%，平均风速1.6米/秒，风向频率13%，污染系数3.7。2.2.3 旅游资源xx县是巴中市及至全省的旅游资源富集区，县域北部横贯川陕边界的光雾山风景名胜区是xx省重要的以地质、植物为特色的风景区，正在申报国家级风景名胜区；同时她也是自然保护区和xx省十大地质公园，是人类自然遗产。有纵贯县域且具500多年历史的“皇柏林”，有位于县城内的地质奇观断渠公园，还有国内独有的植物珍稀品种马虎山水青杠和小巫峡风景名胜区、龙耳山风景名胜区等休闲度假区。2.2.3 地质构造2.2.4 地形地貌xx县全境皆山，峰岭林立、壑谷纵横，古有“巴西外产，蜀北岩疆”之称，地势北高南低，平均海拔1100米，最高光雾山2500米，最低乐坝镇370米，相对高差2148米。地貌北部为丘切割中山地，南部为浅中丘。2.2.5 河流、水文xx县境内有主要河流三条，xx河、正直河、焦家河。xx河为最大河流，属嘉陵江水系，流径全县南北，历史最高水位上河街475.65米，南门大桥475.35米，下河街475.80米。xx河流域属于暴雨区，雨量充沛。根据xx气象站、关坝、xx、杨坝、上两雨量站实测资料统计，刘家坝处以上集雨面积区内多年平均降水量为1278.4毫米，年内分配不均，主要集中在5-10月，最大降雨量2154毫米（上两站），最小降雨量829毫米（xx站），集雨面积F=603平方公里，主河流长C=70.6公里,主河道平均坡降J=10.7。区内有关坝水文站（集雨面积：125平方公里），流域下游有马掌铺水文站（集雨面积1312平方公里），相邻有赶场水文站（集雨面积278平方公里）的系列资料作计算依据。关坝站24小时最大降雨量：152.3毫米（出现在1969年）3日内最大降雨量：290.2毫米（出现在1969年）7日内最大降雨量：512.9毫米（出现在1969年）马掌铺站24小小最大降雨量：202.2毫米（出现在1969年）。3日内最大降雨量：343.7毫米（出现在1969年）7日内最大降雨量：462.0毫米（出现在1969年）xx河多年平均流量8.98M3/S， 最枯流量1.36M3/S；20年一遇的最大洪峰流量Qp-5%=2896.5 M3/S,相应河段B=120米,水位768.2米,H=6.2米。50年一遇的最大洪峰流量Qp-2%=3739 M3/S,相应河段B=120米,水位769.3米,H=7.3米。2.3 现状及规划2.3.1 城市现状及规划xx县辖10区8镇65个乡，按2000年人口统计，全县总人口61.37万人，xx县城现有城区人口5.2万人。城市现有建设面积2.86平方公里。xx城市建设的目标，是充分利用xx河纵贯城区，外围青环抱的自然生态优势，依托xx河两岸的各类坡地、台地发展城市。在保护利用好台地、坡地间天然植被的基础上，形成各用地功能明确、配套完善、交通便捷，山、水、城相互交融的山水生态城市。xx镇城市各规划年限的人口规模，近期2005年6.6万人（其中非农业人口6万人），远期2020年10.7万人（其中非农业人口10万人）。与各规划年限对应的城市用地规模为：2005年4.27平均公里，2020年7.88平方公里。规划全县城镇分三级设置，其中，一级中心镇1个，即县城xx镇；二级中心镇4个，三级一般镇11个。xx县的城镇按其功能分为四类，其中，综合型城镇1个，即xx镇；旅游度假型城镇3个，工贸型城镇五个，其余为农贸型城镇。xx城市远期重点沿xx两岸台地向南延伸发展，形成以xx为轴，北、南中心城区和东榆两大组团的带状组团式城市结构。规划依城市布局结构，按组团和片区划分城市功能区。老城组团大堂坝片区：城市政治、文化及金融商贸服务中心。春场坝片区：广教科研及旅游服务、度假区。朝阳坝片区：体育中心及行政商务区。杨家河片区：矿业服务基地。崔家沟片区：绿色食品工业园业。东榆组团绿色食品工业园区。2.3.2 城市给水现状及规划城市给水普及率按100%计，预测城市近期供水规模为2.3万吨/日，远期为6.0万吨/日。水源取自xx河。规划近期保留现状水厂，远期在城市上游两河口处新建城市自来水厂一座。近期生产总规模达到2.5万吨/日，远期达到6.3万吨/日。城市供水管网采用环状和枝状相结合方式，并在各组团按需要设加压泵站及高位水池。规划消防用水与城市供水共用一个系统，城市给水支管DN150mm，并沿城市道路按规范设置消火栓，其间距120米。2.3.3 城市排水现状及规划xx镇现在基本没有排水系统，城区污水大部分依天然沟涧自流排入xx，对城市景观及水环境造成污染。规划新区采用雨污分流制；对于老城区可逐步改造为截流式完全分流制。雨水排除系统充分考虑地形条件、合理划分排水区域，按“就近、相对集中”的原则，充分利用自然沟渠，结合城市防洪合理组织雨水系统，暴雨强度公式采用广元市暴雨强度公式。污水量按城市生活和生产总用水量的85%预测，规划的城市污水量为4.2万立方米/日。在污水处理厂尚未建成之前，生活污水由化粪池处理后排放，工业污水由企业内处理设施处理达标后排放；污水处理厂建成后，经沿xx河滨河路污水主干管收集后，输至下游刘家坝污水处理厂，经二级生化处理后排入xx河。规划的城市污水处理厂规模为3.2万吨/日，占地约2.5公顷。2.4 建设污水处理厂的必要性xx县风景优美，生物种群及矿藏丰富，自来有“xx盆地生物基因库”和“地质博物馆”之美誉。这使得县城xx镇成为一座极具开发价值的旅游及商品集散中心的生态型服务城市。但目前xx镇基本没有排水系统，城区污水大部分依天然沟涧自流排入xx，对城市景观及水环境造成污染，不仅影响城区人民的生活质量，而且影响城市形象和投资环境，不利于城市经济的持续快速发展。此外，xx亦属长江-嘉陵江水系，xx水体的污染最终将导致对长江三峡库区的污染。为适应国家西部大开发和xx城镇建设的需要，为减轻长江三峡库区的污染，并从提升xx县的形象，促进xx镇的发展考虑，在xx镇建设城市污水处理厂工程是十分必要的。本项目的建设，将对加快xx县的城市建设，改善城市水环境，提高人民生活质量，特别是对当地第三产业（如旅游业等）、地方工业的发展具有重要意义。第三章 设计总则3.1 处理厂规模根据xx县城总体规划，xx县城近期（2005年）的规划人口为6.0万人，以人均综合生活用水量300升/人·日、流动人口10、污水形成率85、污水收集率85计，则近期的污水处理量为1.43万m3/日；远期（2020年）的规划人口为10.0万人，以人均综合生活用水量340升/人·日、流动人口25、污水形成率85、污水收集率85计，则远期的污水处理量将为3.07万m3/日；综上所述，xx县城市污水处理厂按两期实施，一期规模确定为1.5万m3/日（KZ=1.53）,二期规模为1.5万m3/日，终期总规模共3.0万m3/日(KZ=1.42)。对污水处理厂的进水单元（粗格栅、提升泵）、预处理单元（细格栅、沉砂池）及辅助建筑（综合楼、加氯间、污泥脱水间、车库、库房等）的土建工程，均按终期规模（即3.0万m3/日）一次建成，其中，涉及二期工程使用的设备，只预留安装位置，到实施二期工程时再行补装。对二期工程的氧化沟及其相关设施，给予预留位置，待实施二期工程时再建。3.2 设计进水水质根据xx县提供的污水水质资料，参照国内部分城市污水处理厂的水质情况（见表3-1），确定污水处理厂设计进水水质为：表3-1 国内部分污水厂的实际进水水质 序号污 水 厂 名 称BOD5（mg/L）CODcr（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）T-P（mg/L）1天津纪庄子污水厂138.834416237.16.172昆明第一污水厂78.021221230.33.363昆明第二污水厂64.9138.055232.74珠海香州污水厂862181935泰安污水厂78212212303.46广州大坦沙污水厂4610410220.227成都三瓦窑污水厂100-120180-200180-2008都江堰污水厂150300150252-49彭州市污水厂15030015030-452-410成都第二污水厂20040026025-302-311德阳污水厂150300200253-412绵阳第二污水厂200400260254CODcr 350mg/L BOD5 180mg/LSS 200mg/L NH3-N 28mg/L T-N 约40mg/L TP 3mg/LPH 6.5-8.03.3 排放标准根据受纳水体的功能及有关规定，出水水质执行污水综合排放标准（GB18918-2002）中一级标准的B级标准。其处理后出水水质为：CODcr60mg/L BOD520mg/LSS20mg/L NH3-N15mg/LT-N20mg/L PO4-3（以P计）1.5mg/LPH：6-93.5 污染物去除程度根据上述污水水质及排放标准，xx县城市污水处理厂设计的处理程度列于表3-2。表3-2 污水处理厂设计的处理程度项目CODcrBOD5SST-NNH3-NTP设计进水水质（mg/L）35018020040283.0设计出水水质（mg/L）60202020151.5处 理 程 度（ ）82.8688.8990.0050.0046.4350.003.6 污泥出路处理后污泥建议运往城市垃圾处理场集中填埋处理。或经有关部门检验确认安全无害后，也可用于农肥或土质改良。3.7 污水处理厂址选择3.7.1 选址原则污水处理厂址选择的主要原则为：符合城市总体规划和城市远期发展的要求：位于城市集中供水水源的下游：少拆迁、少占良田，有一定的卫生防护距离：净化出水及污泥排放较方便，场地不受水淹；交通、运输及供水、供电较方便。3.7.2 规划的污水厂厂址根据2003年的xx县城市总体规划，污水厂设置在城下游的刘家坝。刘家坝位于城市（规划区）下游，处于xx河一阶台地，场地东侧环山、西侧为xx河。场地从东向西倾斜，平均自然地面标高为451.00456.20m，征地红线占地约48亩。1 厂址工程地质厂址位于刘家坝河段的凸岸，有大量冲积物沉积于漫滩，物质组成为第四纪粘性土，中细砂，卵砾石和侏罗纪沙溪庙组紫红色砂岩，砂质泥岩及灰色砂岩。出露的地层有上部为第四纪粘性土，中细砂及卵石，下部为中侏罗纪沙溪庙组紫红色泥岩，砂质泥岩和灰包砂岩、岩层产状：倾向155°、倾角20°。场地地层构造属米仓山隆起带的南端，无断层及大滑坡现象。土壤承载能力：靠江边侧属冲积砂卵石复盖层，厚度16米，地表2米下地基土承能力为15-35T/m2；基岩承载能力70-100t/M2。2 厂址水文地质及地震水文地质：地下水位主要为第四纪松散层中的孔隙潜水和基岩中的裂隙潜水，均受大气降雨和地表水的补给，因临江边漫滩带常被洪水淹没，可形成河水暂时补给地下水。地震：根据1/300万中国地震烈度区划图该地区地震基本烈度小于6度。3.7.3 厂址确定刘家坝厂址位于城市及城市供水水源的下游，场地开阔，地质条件较好；市区污水管可自流进污水厂；场地位于xx河畔，距河流主河道近，有利于处理厂出水排放；场地距城区较近，在近期规范路形成后，其交通、通讯、管理均较方便；因此，在刘家坝建设污水处理厂是可行的。第四章 污水处理工艺4.1 确定处理工艺的原则城市污水处理厂是城市基础设施的重要组成部分和水污染防治的主要手段，合理确定污水处理工艺，关系到工程投资、运行费用和处理效果。因此，必须从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际情况，选择切实可行且经济合理的处理工艺。污水处理工艺的确定，一般遵循以下原则：1 处理效果稳定。保证出水水质达到国家规定的排放要求。2 基建投资和运行费用低。以尽可能少的投入取得良好的工程效益。3 运行管理方便。可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置的能力。4 与工艺配套的设备稳定、可靠。5便于实现工艺过程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和定员。4.2 水质特性分析根据xx县污水进水水质及排放标准，污水处理厂主要去除的污染物为BOD5、CODcr、SS、NH3-N及总磷。污水的BOD5/CODcr0.51表明，其生物降解特性良好，采用物理和生物方法将能有效去除CODcr、BOD5、SS等污染物质。污水的BOD5/T-N4.53也表明，采用生物硝化、脱氮将取得较好的效果。污水的BOD5/T-P=60，在生物处理过程中，将容易取得好的效果。针对本工程对BOD5、CODcr、SS、NH3-N及总磷去除程度的要求，采用生物处理工艺，将能取得良好的净化效果，可使净化出水达标排放。4.3 污染物去除机理概述4.3.1 SS的去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中较大颗粒的悬浮性污染物质，藉重力自然沉淀即可去除；较小颗粒的悬浮性污染物，其有机部分可被微生物吸附、降解而去除，而无机颗粒则往往要借助于活性污泥絮体的吸附、包络，与活性污泥絮体同时沉淀或采用混凝沉淀去除。为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采用适当的措施，例如采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的良好凝聚及沉降性能，充分利用活性污泥的吸附包络作用等。通过合理选用污水处理方案、工艺参数、优化设计，使出水SS降至20mg/L以下。4.3.2 BOD5的去除去除污水中BOD5，主要是依靠微生物的吸附和代谢作用，最后通过泥、水分离过程来完成。活性污泥或生物膜中的微生物，在供氧的条件下，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。在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等易降解物质）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被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使得处理后污水中的残余BOD5浓度很低。4.3.3 COD的去除污水中的COD去除的原理与BOD5基本相同。污水厂出水中的剩余COD的多少（COD的去除率高低），取决于原污水的可生化性，这与城市污水的组成有关。 对于那些主要以生活污水、与生活污水相似的工业废水组成的城市污水来说， BOD5/COD比值往往接近0.5甚至略大于0.5，其污水的可生化性较好，出水COD值可以控制在较低的水平。而对于以工业废水为主的城市污水，或BOD5/COD比值较小的城市污水，其污水的可生化性较差，处理后污水中剩余的COD会较高，此时，要满足出水COD60mg/L有一定的难度。 本工程服务范围内的城市污水主要以生活污水为主，其BOD5/COD比值约为0.5，其可生化性较好，采用二级生物处理工艺，完全能达到使出水CODcr60mg/L的标准。4.3.4 氮的去除氮是蛋白质不可缺少的组成部分，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，这两种形式的氮合在一起称之为凯氏氮，用TKN表示，而原污水中的NOX-N几乎为零。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重要控制指标之一。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同排除，随剩余污泥排除的氮约为所去除BOD5的5%。在有机物被氧化的同时，在溶解氧充足且泥龄足够长的情况下，污水中的氨氮被氧化成硝酸盐。脱氮菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐（NO3-N）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。因此要达到生物脱氮的目的，完全硝化是先决条件。由于硝化菌属于自养菌，其比生长率n明显小于异氧菌生长率h,生物脱氮系统维持硝化的必要条件是使系统泥龄大于维持硝化菌所需的最小泥龄。根据大量的试验数据和运转实例，设计污泥负荷在0.18kgBOD5/MLSS.d以下时，就可以达到硝化及反硝化的目的。4.3.5 磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两种方式。国内外城市污水除磷，有采用生物除磷，也有采用化学除磷。1 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（聚羟丁酸）储存起来。当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，形成高含磷量的剩余污泥，从而达到除磷的目的。据资料介绍，聚磷菌在厌氧段释放1mg的磷所吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖后，能够再吸收22.4mg的磷。因此磷的吸收量取决于磷的释放程度，而磷的释放程度又取决于污水中存在的可快速降解的有机物浓度。一般来说，有机物与磷的比值越大，除磷效果越好。一般剩余活性污泥中的含磷量为1.52%；而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23倍。在工程设计中，除磷剩余活性污泥的含磷量往往采用4%。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设置厌氧段。2 化学除磷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，也可通过初沉或二沉的排泥实现。化学除磷，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。前置沉淀的药剂投加点是原污水，形成的沉淀物与初沉淀一起排除；协同沉淀的药剂投加点包括初沉淀出水、曝气及二沉淀之前的其它位置，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（包括澄清或滤池）进行分离。化学除磷的药剂主要包括石灰、铁盐或铝盐。4.4 城市污水处理的常用工艺城市污水处理厂的污染物质以有机物为主，当前大多采用活性污泥处理工艺。活性污泥工艺除普通曝气外，尚有多种改进工艺，常用的有A/O、A/O工艺、AB工艺、氧化沟、SBR等。4.4.1 传统活性污泥工艺（普通曝气）普通曝气是国内外污水处理中应用时间最长，范围最广的一种方法。其技术可靠，运行管理方便，处理效果好，出水水质稳定，有较成熟的运行管理经验。其主要缺点是处理流程相对较复杂，耗电量大，且微生物种群及其活性污泥特性难以人为控制，对处理工业污水比例较大的城市污水，其抗冲击负荷的能力较差，且有发生污泥膨胀之虑，除磷脱氮效果也较差。传统活性污泥工艺流程示意图如下：污水处理流程城市污水粗格栅、提升泵细格栅、沉砂池初沉池曝气池二沉池消毒接触池计量排放污泥处理流程混合剩余污泥污泥浓缩机械脱水脱水污泥外运处置4.4.2 生物脱氮（A/O）工艺A/O工艺是在普通曝气的基础上，为解决传统活性污泥工艺脱氮问题（调整工艺参数后也可用于除磷）而派生的工艺。其工艺流程是在传统活性污泥工艺基础上，增加了缺氧单元和硝化液回流。污水中的氨氮在氧化池中硝化后，回流至缺氧池中进行反硝化脱氮。其优点是脱氮效果较好，但由于生物硝化必须在BOD负荷较低的条件下才能有效进行，故需要的氧化池容积较大，处理流程较长，除磷效果较差，运行管理也较复杂。A/O工艺流程示意图示如下：污水处理流程城市污水粗格栅、提升泵细格栅、沉砂池缺氧池好氧池二沉池消毒接触池计量排放污泥处理流程混合剩余污泥污泥浓缩机械脱水脱水污泥外运处置4.4.3 生物除磷、脱氮工艺（A/O）A/O工艺也是在普通曝气的基础上，为同时解决除磷、脱氮问题而派生的工艺。其工艺流程是在传统活性污泥工艺基础上，增加了厌氧、缺氧单元。废水进入厌氧池，与由二沉池回流的含磷污泥混合，含磷回流污泥在厌氧池中释放磷，同时降解污水中的部分有机物；厌氧池出水进入缺氧池，与从好氧池回流的硝化液混合，在此进行反硝化脱氮，将硝酸盐还原成氮气从水中逸出。缺氧池的出流进入好氧池（曝气池），进行降解BOD、硝化氨氮和过饱和吸磷等多项反应，最后在二沉池进行泥水分离，一部分污泥回流至厌氧反应器，上清液达标排放。A2/O工艺的优点是同时具有除磷、脱氮效果，但处理流程更长，运行管理也更复杂。A2/O工艺流程示意图如下：污水处理流程城市污水粗格栅、提升泵细格栅、沉砂池厌氧池缺氧池好氧池二沉池消毒接触池计量排放污泥处理流程混合剩余污泥污泥浓缩机械脱水脱水污泥外运处置由于A2/O工艺的基础是低负荷活性污泥法系统，技术成熟，除去BOD的效果好，运行比较稳定。但也存在一些问题，主要是：工艺流程长、构筑物较多、动力消耗较大、占地面积大且同时存在污泥回流和混合液回流等多重回流系统，因此，工艺管线较长且复杂、对运行管理的水平要求较高。脱氮、除磷的工艺条件难以协调。目前我国一些以A2/O工艺运行的污水处理厂，普遍存着脱氮和除磷效果难以兼顾的矛盾，往往当脱氮效果好时除磷效果差，而当除磷效果较好时脱氮效果又不佳。这主要是由于在一般A2/O工艺中，回流污泥全部由好氧区回流至厌氧区，当系统硝化作用良好时，随回流污泥将硝酸盐大量带到厌氧池。而除磷工艺表明，磷必须在混合液中存在快速生物降解且既无分子态氧又无结合态氧的环境中才能厌氧释放。当水中存在硝酸盐时，系统首先消耗可快速生化降解的有机物进行反硝化，脱氮充分后才能开始磷的厌氧释放过程，这就使得厌氧区实际可利用基质和有效容积都大为减少，最终表现为加强脱氮效果，使除磷效果下降。反之，如硝化不完全表现出来即为脱氮效果不好。在有机负荷方面，对除磷而言，一般希望好氧池的有机负荷至少不低于0.15kgBOD/kgmlss.d，而对于硝化而言，又希望好氧池的有机负荷最大不高于0.18kgBOD/kgmlss.d，二者运行的协调负荷空间仅0.03kgBOD/kgmlss.d，而污水的BOD浓度又处于经常变化状态，因此，导致处理系统对除磷、脱氮效果难以兼顾。4.4.4 两段曝气法（AB法）AB法是在传统活性污泥法的基础上发展起来的工艺，污水进入处理厂后，先在A段以高负荷方式运行，通过生物吸附除去大部分有机污染物；经中间沉淀后的污水，在B段以低负荷方式运行，除去剩余污染物。AB法的主要优点是充分利用了在城市污水管道中繁殖的微生物的净化作用，且A、B段形成各自独立的微生物种群，其效率较高，构筑物的容积较小，工程投资较省。AB法的主要缺点，是剩余污泥量较大、污泥稳定性很差；AB法处于两套相对独立的生物处理系统，流程较长，管理较复杂；对氮、磷的去除程度亦偏低。两段曝气法（AB法）工艺流程示意图如下：污水处理流程城市污水粗格栅、提升泵细格栅、沉砂池曝气池A中沉池曝气池B二沉池消毒接触池计量排放污泥处理流程混合剩余污泥污泥浓缩机械脱水脱水污泥外运处置4.4.5 序批式污水处理工艺（SBR）序批式工艺（SBR）又称间隙式污水处理工艺。此工艺在两个或多个生物反应池中对污水进行批次处理。SBR污水处理机制与普通曝气法完全相同，其区别在于原污水不是顺次流经各处理单元，而是在同一反应池内，按设定的时间程序实现进水、反应、沉淀、排泥、出水和闲置等过程。从污水流入开始到待机时间结束为一个周期。这种操作周期周而复始进行，达到不断进行污水处理之目的。SBR的特点是处理流程简单，构筑物少，工程投资相对较省；其缺点是各处理过程的切换完全依靠自控进行，因此，对自控系统的质量及操作管理人员的技术水平要求非常高；由于SBR为间歇运行，导致反应池和设备的利用率较低；滗水器的水头损失较大,如设计、运行控制不当，极易发生污泥流失，使出水SS超标。序批式（SBR）工艺流程示意图如下：污水处理流程城市污水粗格栅、提升泵细格栅、沉砂池SBR反应池消毒接触池计量排放污泥处理流程混合剩余污泥污泥浓缩机械脱水脱水污泥外运处置4.4.6 氧化沟工艺氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气系统呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又称“环行曝气池”。早期氧化沟是间歇运行，无二沉池，直到20世纪60年代开始才单独建造二次沉淀池，并采用连续运行方式。近年来，随着控制仪表的发展以及生物脱氮工艺的需要，转刷型氧化沟又发展成双沟和三沟交替式运行方式，可以不用单独设置二次沉淀池。因其构造简单，工作稳定可靠，易于维护管理，很快得到了广泛应用。到目前为止，氧化沟已发展成为多种形式，使用较为广泛的主要有：Carrousel(卡鲁塞尔)氧化沟、交替式氧化沟、一体化氧化沟和Orbal（奥贝尔）氧化沟。与其他生物处理工艺相比较，都具有如下技术、经济方面的特点：l 工艺流程简单，构筑物省、运行管理方便。l 曝气设备和构造形成多样化，运行灵活。l 处理效果稳定，出水水质好，并可实现除磷脱氮。l 污泥产量少，污泥性质稳定。l 基建投资省，运行费用低。l 能承受水量、水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力。1 卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟卡鲁塞尔活性污泥系统，是荷兰杜瓦尔斯-希德里克-维尔海有限公司于六十年代末研制的。当时的目的不仅是该系统保持常见的转刷曝气氧化沟的某些特点，而且要通过使用一种较深的曝气池，使该系统的能量利用的更充分，造价更低。自这种系统问世以来，已有一百多个卡鲁塞尔活性污泥系统投入了使用，其处理能力为18901140000吨/日。卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟包括垂直安装在曝气池中的低速表面曝气器，并用隔板构成连续渠道。污水和回流污泥在第一个曝气区中混合。由于曝气器的泵送作用，沟中的流速保持0.3米/秒