（完整版）2023年最新版西部川渝地区某水质净化厂设计说明书.doc

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1、(一) 设施厂址选择根据前述分析，*支流需补充水量为0.50万m3/d。为满足*支流*水库及上游明渠的补水需求，水质净化厂应尽量建设在上游。结合片区用地规划及现状用地分析，*支流水质净化厂可建设在*水库北侧绿地下及*水库东侧下游明渠立交桥下。以下主要对该两种选址布置方案进行比选。 图8.1-6 *支流水质净化厂可供布置位置示意图 图8.1-7 *支流水质净化厂可供布置位置规划用地性质示意图表8.1-1 *支流水质净化厂厂址位置比选表对比项选址一选址二厂区位置水库北侧水库东侧库尾收集范围1#排口及周边污水管网1#排口及周边污水管网，需新建DN1000管网约0.5km地质情况良好良好厂区地貌坡度较

2、大，高差约10m坡度较大，高差约15m交通情况良好/地面高程280300m282295m厂区挖方量大较大规划用地公园绿地道路用地拆迁量/两座建筑物约340m2主要不利因素距离市勘测院相对较近位于高速公路用地范围内，协调难度大 综上分析，从减少用地协调方面考虑，本工程推荐在选址一布置*支流水质净化设施，命名为*水质净化厂。(二) 设计水质及标准1. 设计进水水质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。远期随着片区正本清源及雨污分流工程的进行，水质浓度会适当提高。同时，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8.2-1所示。

3、表8.2-1 进水水质分析表污水厂名称进水类别CODcr (mg/l)BOD5 (mg/l)SS（mg/l)TN(mg/l)NH3-N(mg/l)TP(mg/l)备注*污水处理厂设计进水30015022035256一、二、三期设计进水实际进水33820825546325一、二期2009年实际进水*污水处理厂设计进水35015035040303三期设计进水实际进水28913422332203一、二期2015年实际进水平均值31916126238274本工程选取设计值320160250352552. 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

4、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：主要指标能够达到类水标准（TN除外）。见表8.2-2。表8.2-2 出水水质表（单位：mg/L）项目CODCrBOD5SSTNNH3-NTP溶解氧大肠杆菌出水标准30610151.50.33103类标准3061.51.50.33

5、21043. 设计去除率本次设计进出水水质及去除率见下表8.2-3：表8.2-3 设计进出水水质表 mg/L项目CODcrBOD5SSTNNH3NTPDO设计进水水质32016025035255-设计出水水质30610151.50.33去除率(%)91.0096.0096.0057.0094.0094.00-4. 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%以下后外运，由特许经营者进行无害化处置。5. 臭气处理标准本厂位于居住区，环境敏感，执行环境空气质量标准（GB3095-2012）一类环境功能区，大气污染物排放执行城镇污水

6、处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准。表8.2-4 厂界废气排放最高允许浓度废气指标排放浓度氨硫化氢臭气（无量纲）甲烷（厂区最高体积浓度）废气浓度（mg/L）1.00.03100.56. 环境保护标准厂区绿化覆盖率45%，减少对周边环境的影响；在施工期间噪声执行GB12523-2011建筑施工场界环境噪声排放标准类标准；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）中的类标准，白天60分贝，夜间50分贝，采取有效促使确保厂界噪声达标。(三) 工艺比较及论证1. 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

7、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。2. 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

8、程的具体条件而定。本工程污水处理具有以下特点：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。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。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

9、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8.3-1如下，并作进一步的分析。表8.3-1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0.303.05.017.00水质评价较好碳源较充足除磷效率较好BOD5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

10、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。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

11、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达到地表水类标准。本次工程设计进水水质中，BOD5/CODCr0.5，可生化性较好，本工程要求出水CODCr和BOD5执行地表水类标准，分别需要稳定在30mg/L和6mg/L以下，去除率分别高达90%、96%。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BOD56mg/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

12、此将CODCr列为重点控制项目。NH3-N与TN本工程设计进水NH3-N25mg/L，TN35mg/L，本工程出水指标为：NH3-N1.5mg/L，TN10mg/L。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-

13、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/TN2.86才能有效地进行脱氮，实际运行资料表明，BOD5/TN3时才有能使反硝化正常运行，在BOD5/TN=45时，氮的去除率可大于60%。本工程设计进水水质中，BOD5/TN160/354.57，碳源较充足，但设计进水水质是按远期水质考虑，目前，有

14、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。TP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=5.0mg/L，BOD5/TP3217，基本可以采用生物除磷工艺完成除磷过程，但要求出水TP0.3mg/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

15、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。SS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

16、，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

17、，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8.3-2：表8.3-2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CODCr处理工艺应有针对性TN保证硝化与反硝化条件，有其他保障措施NH3-N保证微生物正常活性功能，适当延长泥龄、充分曝气TP辅以化学除磷SS需要进行深度处理BOD5保证系统正常运行适当延长泥龄、充分曝气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

18、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

19、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/O工艺，A/O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：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；城市综合水质净化厂

20、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；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、A2/O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

21、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。3. 污水生物处理工艺简介1）A2/O工艺A/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。C混合液从缺氧反应池进

22、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。图8.3-1 A2/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。改良A2/O工艺为了解

23、决A2/O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2030min，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。图8.3-2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

24、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68m，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/O工艺是将活性污泥法中的改良A2/O工艺与氧化沟池型的有机结合，具有明显

25、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MSBR（改良型SBR）MSBR是连续进水、连续出水的反应器，其实质是A2/O系统后接SBR，因此具有A2/O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8.3-3 MSBR工艺流程图CASS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2

26、0%）；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8.3-4 CASS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

27、，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BOD5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

28、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

29、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

30、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

31、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8.3-5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，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质，污水得到净化。工艺采用鼓风曝气系统为污水充氧，随着工艺的运行，溶解的有机污染物转化成生物膜，生物膜经反冲洗脱落下来，从系统中去除。5）活性污泥-生物膜复合工艺（HYBAS）复合式工艺（Hybas）工艺是一种生物膜与活性污泥的复合（集成）工艺。复合式生物处理系统的

32、研究在国外已有20多年的历史，该工艺将生物膜工艺与活性污泥工艺有机地融合于同一池中，它兼有AAO活性污泥工艺和流动床生物膜（MBBR）工艺两者的优点，将两者有机地结合在同一工艺池中，据有污泥龄长、池容小、占地省、出水水质好和运行稳定的特点。其典型方式是向活性污泥曝气池中投加悬浮型填料作为附着生长微生物的载体。由于填料的加入，使污水处理的机理和效能都大为改变。在这种系统中，微生物生存的基础环境由原来的气、液两相转变为气、液、固三相，这种转变为微生物创造了更丰富的存在形式，形成了一个更复杂的复合式生态系统。载体表面的生物膜与液相中的悬浮污泥共同发挥作用，各自发挥自己的降解优势。大量吸附生长在生物填

33、料上的生物膜使曝气池中的活性生物量大大增加，在提高系统抗冲击负荷能力的同时，使系统具有脱氮除磷的能力。其工艺流程见下图：图8.3-6复合式工艺流程图6）膜生物反应器（MBR）工艺该工艺是近几年才开始广泛应用的新型污水处理工艺，它将膜过滤和生物反应器有机的结合在一起，发挥了单独的生物反应器或单独的膜过滤不能发挥的功能，对难降解有机污染物和悬浮物有一定的处理效果。传统工艺的泥水分离采用沉淀池来实现的，而MBR工艺则采用膜分离工艺代替传统的活性污泥法中的二沉池，起着把生物处理工艺所依赖的微生物从生物培养液（混合液）中分离出来的作用，从而微生物得以在生化反应池内保留下来，同时保证出水中含较少的微生物和

34、其他悬浮物。MBR的最大特点就是可以将生物反应器中的水力停留时间和污泥龄完全分离，在较小停留时间的情况下保证很高的污泥龄，这为有机污染物、氮污染物的降解创造了有利条件。MBR工艺特点是把专用的膜组件浸泡在混合液之中，在水泵的抽吸作用或者水位差的推动下把水（透过微孔膜）排到生化反应池之外，微生物、细胞和其他颗粒物被拦截在生化反应池之内。淹没式MBR的最大特点是操作压力特别低，跨膜阻力一般不超过50kPa。MBR工艺采用低压差、低渗透通量设计，膜表面的浓差极化作用弱，对膜表面的施加一定的扰动就能够有效地延缓这个过程，通常的做法是在膜表面鼓气，从而使膜表面接受气液两相的剧烈扰动。目前已经投入大规模应

35、用的MBR膜只有PVDF材质的中空纤维膜和平板膜两种，中空纤维膜元件专为大规模污水处理用途设计，具有良好的透水性能、优异的膜机械强度、优良的膜化学稳定性。膜生物反应器具有出水水质好、占地面积省的特点。该技术通过膜的高效分离作用，大大提高了泥水分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中优势菌的出现，提高了生化反应速率。同时，该工艺能大大减少剩余污泥的产量，从而基本解决了传统生物方法存在的剩余污泥产量大、占地面积大、运行效率低等突出问题。膜生物反应器缺点是一次性投资高，运行费用稍高。7）反应沉淀一体式矩形环流生物反应器（RPIR）RPIR 是针对传统活性污泥法而开发的一种高效生物反应器。

36、在原理上，RPIR 通过导流装置的设置，将生化污水处理技术中的生化反应区和污泥沉淀区整合，并在底部设置污泥斗。污水由底部反应器底部进入，经环流运动与反应器内活性污泥充分混合，之后在沉淀区进行泥水分离，最终上清液由沉淀区上部溢流排出，污泥自动沉降并回流至反应区，剩余污泥由经污泥斗定期排出。反应区下部设有微孔曝气器，由罗茨风机供气用于提供溶解氧及反应器内液体循环流动的动力。RPIR 实现了反应、沉淀、出水的一体化，能达到优化结构，降低能耗，节省投资，减少占地，稳定运行，出水水质优异的效果。RPIR 能够实现高效快速污水处理效果的核心原理在于：（1）利用曝气产生的气升动力，完成污水与污泥的充分混合和

37、接触，并实现环流；（2）利用经典化工传质理论，提高了氧的传质效率；（3）污泥无动力全回流，高效截留微生物，使活性污泥的浓度和活性更高；（4）水力停留时间与污泥停留时间的完全分离。图8.3-7 RPIR原理机制及快速生化模块RPIR 快速生化技术的核心原理为经典化工传质理论，并通过巧妙的结构设计，集生化反应和沉淀于一体，显著地提高了生化反应的效率。RPIR 是一种对污染物的生化降解效果可与MBR 相媲美，同时，又因其巧妙的全不锈钢导流结构，可有效提高氧的传质效率而无易损部件，不存在堵塞问题，全寿命免维护。RPIR 的 “ 低成本，高效率，简管理，优出水，少占地”的特点。现将几种常见具有脱氮除磷工

38、艺例举、分析、比较。4. 污水生物处理工艺比较上述每种处理工艺各有特点，在国内外均有工程案例，从处理效果上看，以上工艺系列均可满足处理要求，但每种工艺均有侧重，在基建投资、运行成本、占地、运行管理等方面存在一定的差异。具体到本工程项目，污水处理工艺的选择应充分考虑技术的先进性、可达性、稳定性、经济的合理性，处理重点的针对性，对污水水质水量的适应性，运行的稳定性等多种因素。各处理工艺系列的特点比较详见下表8.3-3及表8.3-4。表8.3-3 各处理工艺系列主要特点说明处理工艺主要优点主要缺点A2/O工艺工艺成熟设置单独厌氧、缺氧区，可达到稳定的脱氮除磷效果采用鼓风曝气，供氧效率较高。鼓风风机按

39、曝气池溶解氧自控，易于控制，时时供氧量调节灵活运行管理成熟可靠运行费用低，占地少抗水质水量的冲击负荷能力稍差由于厌氧区居前，故外回流污泥中硝酸盐对系统除磷产生不利影响由于内回流直接进入缺氧池，故剩余污泥未经历完整的放磷过程，对系统除磷不利运行管理要求较高投资较大SBR系统工艺工艺流程简单，CASS池集曝气、沉淀于一体，池子较深，节省占地；整体结构简单，无需复杂管线输送，构筑物数量少具有完全混合式和推流曝气池的双重优势，对水量、水质具有较强抗冲击负荷能力，处理效果稳定；SVI值低、沉降性能好，有抑制丝状菌生长的特性可脱氮除磷反应池的进水、曝气、排水、排泥变化频繁，且必须按时操作，自动化控制，要求

40、设备仪表可靠性高由于自动化水平高，要求管理人员有较高的技术水平由于是间歇式运行，故设备利用率较低，设备闲置率高，而且设备启动频繁，对设备的损害较大，维修量也较大投资适中氧化沟系列工艺工艺流程简单，构筑物和设备少，不设初沉池、调节池和单独的二沉池。污泥自动回流，占地面积相对于单独设置二沉池的延时曝气工艺较小好氧区应用延时曝气原理，产生的剩余污泥量少，污泥不需消化，污泥性质稳定，易脱水，不会带来二次污染具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、不易发生污泥膨胀、硝化和脱氮作用明显，并有一定除磷效果、便于自动化控制造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少污水停留时间长，泥龄长，电耗相对较高固液分离器内

41、易出现污泥上浮等问题，需设置刮沫机循环式，运行工况可以调节，管理相对复杂投资适中BAF曝气生物滤池占地面积小，基建投资省出水水质高，可满足回用要求工艺流程短，氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低抗冲击负荷能力强，受气候、水量和水质变化影响小曝气生物滤池采用模块化结构，便于后期改建、扩建运行管理方便、便于维护进水的SS要有所控制，若进水的SS较高，易使滤池发生堵塞，从而导致颇繁的反冲洗，增加了运行费用与管理的不便运行时水头损失较大，水的总提升高度大产泥量稍大，污泥稳定性稍差生物除磷效果不好，多采用化学法进行，增加了药剂的使用量MBR工艺出水水质优质稳定剩余污泥产量少占地面积小，不

42、受设置场合限制可去除氨氮及难降解有机物操作管理方便，易于实现自动控制基建投资高于传统污水处理工艺HYBAS工艺出水水质好，运行稳定污泥龄长占地面积小系统设计复杂，运行管理复杂，初期填料投资较高RPIR工艺混合液流态稳定，污泥性状好，沉降性能优异反应沉淀一体化，污泥浓度高，水力停留时间短，占地面积小，设备投资省。硝化反硝化作用强，脱氮效果优异。污泥无动力全回流，节能效果明显，运行费用低。启动快、运行稳定、抗冲击负荷能力强、管理方便。生物相丰富，系统稳定性强。设备竖向高度较大，用于全地下式导致基坑开挖深度偏大生物除磷效果不好，需辅助采用化学法除磷，增加了药剂的使用量，导致产泥量较大表8.3-4 各

43、处理工艺系列特点比较表项目A2/O系列工艺SBR系列工艺氧化沟系列工艺BAF系列工艺MBR工艺HYBAS工艺RPIR工艺氮处理效果好较好较好最好好好好磷处理效果好好好一般一般好一般运行可靠性好好好好好好好工艺可控性好一般一般较好较好较好较好忍受冲击负荷能力较好好最好较好好好好操作管理方便复杂方便最复杂复杂较好好设备数量一般较少较少较多较多较多一般构筑物占地较小较小较大小很小较小最小初期投资最小一般较大较大很大较大最大运行费用较小较高较少一般最高较高较高对自控要求较低高较低高高一般高工程实例最多较多多一般少一般少规模适用性大、中、小型中、小型中、小型大、中、小型中、小型大、中、小型中、小型综合评

44、价好较好好较好较好好较好5. 污水处理工艺确定上述每种处理工艺各有特点，在国内外均有很多工程案例，但每种工艺均有侧重，在基建投资、运行成本、占地、运行管理等方面存在一定的差异。具体到本工程项目，污水处理工艺的选择应充分考虑技术的可行性、经济的合理性，处理重点的针对性，对污水水质水量的适应性，运行的稳定性等多种因素。在传统二级生物处理工艺中，AAO系列工艺和氧化沟系列工艺是目前国内外大型污水处理厂应用业绩最多的处理工艺。但氧化沟工艺由于占地较大，池子呈跑道状，不易和其他构筑物衔接，并不适宜在全地下式污水处理厂使用。因此，本方案不推荐氧化沟工艺。深度处理工艺应用最广泛的主要有混凝沉淀+过滤和膜法等

45、。根据本工程水质净化厂的进水水质和出水水质要求，从上述诸多的工艺中筛选出二个方案作为本工程的备选方案：方案一：改良型A2 /OMBR处理工艺以动步水质净化厂1.2万m3/d的设计规模为例，其组合工艺方案流程及平面布置图如下：工艺流程包括预处理单元、生物处理单元、膜处理单元、消毒及污泥处理单元。污水经外部收集管网送至厂区，进入提升泵房前设置粗格栅截留污水中的悬浮污染物，以保护后续处理系统正常运行。污水经提升后依次进入细格栅、曝气沉砂池，去除污水中的无机性砂粒。为了保护膜处理单元，细格栅沉砂池后的污水要再经过一道膜格栅（内进流网板格栅），进一步降低水中SS的含量和纤维状物质，而后再依次进入厌氧池、缺氧池，好氧池进行生物处理。最后由膜池进行泥水分离。部分污泥作为剩余污泥排放。生化处理单元的缺氧区回流污泥经潜水回流泵提升至厌氧区，与厌氧区进水混合；生化处理单元的好氧区回流混合液通过潜水回流泵回流到缺氧区，与厌氧区出水混合；膜处理单元的回流污泥通过潜水回流泵回流到生化处理单元的好氧区，与缺氧区出水混合。工艺流程见下图8.3-8。图8.3-8 A/A/OMBR工艺流程图图8.3-9 A/A/OMBR工艺平面布置图