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1、XX城镇污水处理厂工程设计方案1 主要污染物现状工程原水水质指标如表1所示。表1 污水进水水质项目CODCrBOD5SSNH3-NT-NT-PpH指标值/（mg/L）250130200203536-92 设计规模与水质本方案设计水量为40000m3/d，出水水质要求符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）中的一级A标准，见表2。表2 处理出水指标项目CODCrBOD5SSNH3-NT-NT-PpH指标值/（mg/L）5010105（8）150.56-93 设计的依据和原则本设计方案依据如下所列：城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）；室外排水设计规范(
2、GB50014-2006)；水污染控制工程（第三册）下册（高等教育出版社）；小城镇污水处理技术装备实用指南（化学工业出版社）；环境工程专业毕业设计指南（化学工业出版社）。4 处理工艺的选择水中某些物质含量异常升高，并且可能对生态构成危害的水体，叫污水。污水按其来源可分为生活污水、工业废水及初期污染雨水。生活污水是人类在日常生活中使用过的，并被生活废料所污染的水。主要来自家庭、商业、机关学校、医院、城镇公共设施及工厂的餐饮、卫生间、浴室、洗衣房房等。其水质、水量随季节而变化，一般夏季用水相对较多，浓度低；冬季相应量少，浓度高。生活污水的主要成分为纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机物质，氮、磷
3、、硫等无机盐类及泥沙等杂质。生活污水一般不含有毒物质，但是它有适合微生物繁殖的条件，含有大量的病原体，从卫生角度来看有一定的危害性。工业废水是在工矿生产活动中产生的废水。工业废水可分为生产污水与生产废水。生产污水是指在生产过程中形成，并被生产原料、半成品或成品等原料所污染，也包括热污染（指生产过程中产生的、水温超过60的水）的水体；生产废水是指在生产过程中形成，但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品等原料所污染或只是温度少有上升的水。生产污水需要进行净化处理；生产废水不需要净化处理或仅需做简单的处理，如冷却处理。工业废水往往含有有毒物质，有的含有易燃、易爆、腐蚀性强的污染物。初期雨水
4、主要指雨雪降至地面形成的初期地表径流，大气中若含有污染物，则在降水过程中有污染初期雨水的可能性，并且初期雨水冲刷了地表的各种污染物后也会受到污染，某些工业废渣或城镇垃圾堆放场经雨水冲淋后产生的污水更具危害性。初期污染雨水的水质水量随区域环境、季节和时间的变化、成分比较复杂。城镇污水包括生活污水，经局部处理达到要求后的工业废水，在合流制排水系统中包括雨水，在分流制排水系统中包括初期雨水。城镇污水的性质特征主要与人们的生活习惯、环境气候条件、生活污水与工业废水的特点与比例、所采用的排水体制以及国家、地方部门对水质的要求等有关。城镇污水成分比较复杂，不仅各城镇间不同，同一城市中的不同区域也有差异，需
5、进行全面细致的调查研究，才能确定成分及特点，但同一区域的城镇污水水质、水量一般较为稳定。我国城镇污水处理工艺技术众多，按作用原理可分为：物理法，化学法、物理化学法、生物法等，各种处理方法的典型单元工艺如表3所示。表3 污废水处理方法的典型单元工艺基本方法单元工艺物理法调节、过滤、沉淀、离心分离、上浮等化学法中和、氧化还原、分解、混凝、化学沉淀等物理化学法吸附、离子交换、萃取、膜分离、气提、吹脱等生物法活性污泥法、生物膜法、氧化塘、厌氧消化等4.1 污水的物理处理通过物理方面的重力或机械作用使城镇污水水质发生变化的处理过程称为污水的物理处理，主要用于分离污水中呈悬浮状态的固体物质，物理处理可以单
6、独使用，也可与生物处理或化学处理联合使用。4.1.1格栅格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿沟或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大的漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。格栅按栅条净间隙，可分为粗格栅（50100mm）、中格栅（1040mm）、细格栅（1.510mm）三种，按格栅形状可分为平面格栅和曲面格栅，曲面格栅又可分为固定曲面格栅和旋转鼓式格栅两种。被格栅截留的物质称为栅渣，栅渣的数量与服务地区的情况、污水排放系统
7、的类型，污水流量以及栅条的间隙等因素有关。栅渣的清理方式可分为人工清渣和机械清渣两种，处理小流量或能截留的污染物量较少时可采用人工清渣，每天的栅渣量大于0.2m3时，为改善劳动和卫生条件，都应采用机械清渣方式。4.1.2沉砂池沉砂池的作用是出去污水中的泥沙、煤渣等相对密度大的无机颗粒，以免无机颗粒磨损设备和管道，降低活性污泥活性，影响后续处理构筑物的正常运行。常用的沉砂池形式有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池等。平流式沉砂池是早期污水处理常用的一种形式，沉砂池的主题部分实际是一个加宽加深了的明渠，由入流渠、沉沙区、出流渠、沉砂斗等部分组成，渠的两端设有闸板以控制水流，在池底部设置贮砂斗，
8、贮砂斗下部设带有闸门的排砂管，以排出贮砂斗内的积砂，也可以用射流泵或螺旋泵排砂。沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，即控制进入沉砂池的污水流速，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。平流式沉砂池具有截留无机颗粒效果好、构造简单等优点，但也存在流速不易控制、沉砂中有机性颗粒含量较高、排砂需要洗砂处理等缺点。曝气沉砂池从20世纪50年代开始使用，沉砂池呈矩形，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底60-90cm处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底另一侧有i=0.1-0.5的坡度，以保证砂粒滑入。由于曝气作用，沉砂中含有有机物的量低于5%，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并
9、承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。在旋流的离心力作用下，这些密度较大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度较小的有机物随水流向前流动被带到下一处理单元。由于池中设有曝气设备，它具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离作用，对后续的沉淀池、曝气池、污泥消化池的正常运行及对沉沙的最终处置提供了有利条件。但是曝气作用要消耗能量，对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段的运行存在不利影响。旋流沉砂池由流入口，流出口，沉砂区，砂斗、涡轮驱动装置以及排沙系统等组成。污水由流入口切线方向流入沉砂区，旋转的涡轮叶片使砂粒呈螺旋形流动，促进有机物和砂粒的分离，由于
10、所受离心力不同，相对密度较大的砂粒背甩向池壁，在重力作用下沉入砂斗，有机物随出水旋流带出池外。通过调整转速，可以达到最佳的沉砂效果。砂斗内沉砂可以采用空气提升、排沙泵排沙等方式排除，再经过砂水分离达到清洁排沙的标准。旋流沉砂池的相关特点包括占地面积少、除砂效率高、有机物分离率高等。4.1.2沉淀池沉淀池是分离SS的一种常用处理构筑物，按工艺布置的不同，可分为初沉池和二沉池。初沉池是一级污水处理系统的主要构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物；二沉池设在生物处理构筑物后面，用于沉淀分离活性污泥或除去生物膜法中脱落的生物膜。 沉淀池按池内水流方向不同分为平流式、竖流式和辐流式三种。平流式沉淀池呈
11、长方形，由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。污水从池子一端流入，水平方向流过池子，从池子的另一端流出，悬浮物在重力作用下沉降入污泥斗中排出。平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。竖流式沉淀池多为圆形，亦有方形或多角边形的。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升，悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也可设浮渣槽和挡板，保证出水水质。这种池占地面积小，但深度大，池底为锥形，施工较困难。辐流式沉淀池池体平面多为圆形，也有方形的。直
12、径较大而深度较小，直径为20100米，池中心水深不大于4米，周边斜板沉淀池水深不小于1.5米。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。三种沉淀池的特点如表4所示。表4 沉淀池的特点池型优点缺点平流式对冲击负荷和温度变化适应能力较强；施工简单，造价低采用多斗排泥时，每个泥斗需要单独设排泥管各自操作；采用机械排泥时，基建设备和驱动件均浸于水中，易锈蚀竖流式排泥方便，管理简单；占地面积较小 池子深度大，施工困难； 对冲击负荷及温度变化的适应能力较差； 造价较高； 池径不宜太大辐流式采用机械排泥，运行较好，管理亦较简单；排
13、泥设备已有定型产品池水水流速度不稳定；机械排泥设备复杂，对施工质量要求较高4.2 污水的化学处理和物理化学处理污水的化学处理是利用化学反应的作用去除水中的杂质。它的处理对象主要是污水中的无机或有机溶解物质或胶体物质。污水也可利用物理化学的原理和化工单元操作以去除水中杂质，它的处理对象与化学处理相似，尤其适用于杂质浓度很高的污水（通常用作物质的回收利用）或是杂质浓度很低的污水（通常作为污水的深度处理）。4.2.1中和法 酸性和碱性废水的处理，除予以利用外，常用的就是中和法。所用的参数就是pH值，用碱或碱性物质中和酸性废水时，把废水的pH值调升到7；用酸或酸性物质中和碱性废水时，把废水的pH值调低
14、到7。常用的碱性中和剂有石灰、电石渣和石灰石、白云石。常用的酸性中和剂有废酸、粗制酸和烟道气4.2.2化学混凝法 化学混凝处理的对象，主要是水中的微小悬浮固体和胶体杂质。通过混凝剂对杂质的混凝作用，使得杂质从水体中沉淀清除。混凝剂种类较多，归纳起来有无机盐类（主要有硫酸铝、明矾等）和高分子类，高分子混凝剂又可分为无机（如聚合氯化铝、聚合硫酸铁）和有机（如聚丙烯酰胺）4.2.3化学沉淀法 化学沉淀发是向污水中投加某种法学物质，使与水中的一些离子发生反应，生成难溶的沉淀物而从水中析出，以达到降低水中溶解污染物的目的，常用于去除的阳离子如Hg2+、Ca2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr2+等，
15、阴离子如SO42-、PO43-等。4.2.4吸附法 当气体或液体与固体接触时，在固体表面上某些成分被富集的过程称为吸附。所有的固体表面都或多或少具有吸附作用，而作为工业用的吸附剂必须具有选择性、耐磨耐酸，经济等特点，常用的工业吸附剂有活性白土、漂白土、硅藻土等天然矿物质，活性炭，硅胶，活性氧化铝，沸石分子筛，吸附树脂，腐植酸类吸附剂。4.2.5离子交换法 离子交换法在污水处理中，主要用去除污水中的金属离子。离子交换是一种可逆性的化学吸附，是不溶性离子化合物（离子交换剂）上的交换离子与溶液中其他同性离子的交换反应。常用的离子交换剂主要有磺化煤和离子交换树脂。4.2.6膜析法 膜析法是利用天然或人
16、工合成膜以外界能量或化学位差作为推动力对水溶液中某些物质进行分离、分级、提纯和富集的方法的统称。如渗析法，反渗透法等。4.3 污水的生物处理污水的生物处理是利用微生物的新陈代谢作用，去除污水中某些污染物质处理方。按微生物新陈代谢作用对溶解氧需求的不同，污水生物处理分为好氧生物处理（水中存在分子氧）、缺氧生物处理（水中无分子氧但存在化合态氧）和厌氧生物处理（水中既无分子氧又无化合态氧）。好氧生物处理的反应速率较快，构筑物容积较小且处理过程中散发的臭气较少，适用于中、低浓度或BOD52000mg/L的高浓度有机污水均可采用厌氧生物处理，近年来随着氮磷等物质去除要求的提高，好氧、缺氧、厌氧等处理方法
17、也结合使用。按微生物生长方式的不同，污水生物处理又分为悬浮生长法和附着生长法两类，悬浮生长法是指微生物在生物处理构筑物中保持悬浮状态，并于污水中有机物充分接触，完成对有机物的降解，附着生长法是指微生物附着在某种固体上生长并形成生物膜，污水流经生物膜时，微生物与污水中的有机物充分接触，完成对有机物的降解。悬浮生长法的典型代表是活性污泥法，而附着生长法则主要指生物膜法。中小规模城市污水厂适用的方法主要有AB法、SBR法、氧化沟法、A 2O 法、生物转盘、生物滤池和生物接触氧化法等。4.3.1吸附-生物降解工艺（AB法）AB法工艺由德国Boehnke教授首先开发，整个污水处理系统共分为预处理段、A段
18、、B段。在预处理段只设格栅、沉砂等处理设备，不设初沉池。A段由吸附池和中间沉淀池组成，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，去除BOD 50以上。B段由曝气池和二沉池组成，以生物降解作用为主。A段以高负荷或超高负荷运行，其负荷率通常为普通活性污泥法的50100倍，污水停留时间只有3060min，污泥龄仅为0.30.5d，高污泥负荷使得真核生物无法生存，只有某些世代短的原核细菌才能适应生存并得以生长繁殖。由于不设初沉池，污水中的微生物在A段得到充分利用，并连续不断的更新，使A段形成一个开放性的、不断由原污水中生物补充的生物动态系统，微生物活性强、世代期短、具有很强的吸附能力。A段中的短
19、世代周期的微生物在高负荷条件下处于对数增殖期，同时也产生大量的粘性物质，使其与污水中的悬浮物、颗粒以及游离的细菌等产生吸附絮凝，形成较密实的絮凝体，然后通过沉淀去除；通过生物氧化去除的比例较小。B段对有机物的去除机制与常规活性污泥相似，可在很低的负荷下运行，负荷范围一般为0.15kgBOD/(kgMLSS.d)水力停留时间为25h，污泥龄较长，且一般为1520d。在B段曝气池中生长的微生物除菌胶团微生物外，有相当数量的高级真核微生物，这些微生物世代期比较长，并适宜在有机物含量比较低的情况下生存和繁殖。当A段以兼氧的方式运行时，由于供氧较低，高活性微生物为了满足自身代谢能量的要求，被迫对在好氧条
20、件下把不易分解的有机物进行初步分解，起到大分子断链的作用，使其转化为较小分子的易降解有机物，从而在后续的B段好氧曝气中易于被去除。B段主要是世代期长的真核微生物，能够保证出水水质。A段与B段各自拥有独立的污泥回流系统，相互隔离，保证了各自独立的生物反应过程和不同的微生物生态反应系统，人为地设定了A和B的明确分工。AB法流程如图1所示。图1 AB法流程图AB法工艺的优点：有机物去除效率高；系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能；比传统活性污泥法有较好的脱氮除磷效果；节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。AB法工艺的缺点：A段在运行中如果控制不
21、好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体；当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除BOD55%60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脱氮；污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。4.3.2序批式活性污泥法（SBR法）SBR技术与传统污水处理工艺不同，采用分批式操作，间歇式曝气、静置理想沉淀方式来运行的活性污泥污水处理技术。操作过程包括五
22、个阶段：进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期，如图2所示。图2 SRB运行周期进水期是指从向反应器进水开始，至反应器进水达到最大容积时的一段时间，运行时可根据不同微生物的生长特点、废水的特性和要达到的处理目标，采用非限制曝气、半限制曝气、限制曝气方式进水。反应期是在反应器内最大水量的情况下，完成进水期已开始的反应，根据反应的目的决定进行曝气或搅拌，即进行好氧反应或缺氧反应，在反应阶段通过改变反应条件，不仅可以达到有机物降解的目的，而且可以取得脱氮、除磷的效果，通过控制进水阶段的环境，实现在反应器不变情况下，完成多种处理功能。沉淀期的目的是达到固液分离，本程序相当于二沉池，停止曝气搅拌，污
23、泥絮体和上清液分离，由于在沉淀期反应器内是完全静止的，所以，系统中这个过程比在连续流活性污泥法中效率好，沉淀过程是由时间控制的，沉淀时间一般在0.51h之间，有时可能达到2h。排水期的目的是从反应器中排除污泥的澄清液，一般要将水排到循环开始时的最低水位，但离污泥层要有一定的保护高度。反应器底部沉降下来的污泥大部分作为下一个周期的回流污泥，过剩的污泥可在排水阶段排除，也可在待机阶段排除。沉淀之后到下个周期开始的期间称为待机程序。根据需要可进行搅拌或曝气。在多池系统中，待机的目的是在转向另一个单元前为一个反应器提供时间以完成它的整个周期。待机不是一个必需的步骤，可以去掉。SBR技术采用时间分割的操
24、作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。SBR所有反应都是在一个SBR池中进行，通过时间控制来实现各阶段的操作目的，在流态上属于完全混合式，却实现了时间上的推流，有机污染物随时间的推移而降解。通过时间顺序上的控制，SBR工艺也具有同时脱氮除磷功能。如进水后进行一定时间的缺氧搅拌，好氧菌利用进水携带的有机物和溶解氧进行好氧分解，水中溶解氧急剧降低甚至至零，这时反硝化菌进行脱氮；然后池体进入厌氧状态，聚磷菌释放磷；接着进行曝气，硝化菌进行硝化反应，聚磷菌进行磷的吸收；一定反应时间后停止曝气，静置沉淀；当污泥沉淀下来后，滗出上部清水，然后再进入下
25、一个周期循环。SBR法工艺优点：工艺流程简单，运行灵活，基建费用低；处理效果好，出水可靠；具有较好的脱氮除磷效果；污泥沉淀性能良好；对水质水量变化的适应性强。SBR法工艺缺点：反应器容积利用率低；水头损失大；不连续出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力；峰值需氧量高；设备利用率低；管理人员技术素质要求较高。4.3.3循环活性污泥工艺（CASS工艺）CASS工艺是SBR工艺的一种变形，应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个好氧/缺氧/厌氧
26、交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。CASS工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成。充水-曝气阶段曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的充分混合与接触，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解，同时，污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转变为硝态氮。沉淀阶段停止曝气，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。随着反应池内溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转变，并发生一定的反硝化作用。与此同时，活性污泥在几乎静止的条件下进行沉淀分离，活
27、性污泥沉至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后的水位于污泥层上部，静置沉淀使泥水分离。沉淀阶段完成后进入滗水阶段，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液，排水结束后滗水器自动复位。滗水期间，污泥回流系统照常工作，其目的是提高缺氧区的污泥浓度，随污泥回流至该区内的污泥中的硝态氮进一步进行反硝化，并进行磷的释放。闲置阶段的时间一般比较短，主要保证滗水器在此阶段内上升至原始位置，防止污泥流失。实际滗水时间往往比设计时间短，其剩余时间用于反应器内污泥的闲置以及恢复污泥的吸附能力。CASS工艺结构如图3所示。CASS工艺优点：工艺流程简单，占地面积小，投资较低；生化反应推动力大；沉淀效果
28、好；运行灵活，抗冲击能力强；不易发生污泥膨胀；适用范围广，适合分期建设；剩余污泥量小，性质稳定。CASS工艺缺点：微生物种群之间的复杂关系有待研究；生物脱氮除磷效率难以提高；控制方式较为单一，污水的水质不是一成不变的，因此采用固定不变的反应时间必然不是最佳选择。图3 CASS工艺结构简图4.3.4氧化沟法1954年荷兰建成了世界上第一座氧化沟污水处理厂，其原型为一个环状跑道斜坡池壁式的间歇运行反应池，白天用作曝气池，晚上用作沉淀池，其生化需氧量(BOD)去除率可达97%。由于其结构简单，处理效果好，从而引起了世界各国广泛的兴趣和关注，如今在池型、结构、曝气方式等方面更为多样化，以适用于多种规模
29、、水质的处理工程。氧化沟是活性污泥法的一种变型，其反应池呈封闭的沟渠型，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，一般采用圆形廊道，池体狭长，池身较浅，在沟槽中设有机械曝气和推进装置，近年来也采用局部区域鼓风曝气外加水下推进器的运行方式。污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成。它通常采用延时曝气，连续进出水，所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。它既有完全混合式又有推流式特征，水利停留时间和污泥龄较一般生物处理法长，沟内循环水量远远大于进水量，沟类存在不同的溶解氧环境，可发挥各种微生物的作用，污水渗入其中得到
30、净化，当污水离开曝气区后，溶解氧浓度降低，有可能发生反硝化反应图4为一种氧化沟的形式。图4 氧化沟氧化沟工艺优点：处理流程简单，操作管理方便、灵活；抗冲击负荷能力很强，能处理高浓度有机废水；污泥稳定性较好，剩余污泥量少；处理效率稳定，并可实现脱氮功能；污泥沉降性能好，出水较澄清氧化沟工艺缺点：单纯氧化沟工艺的除磷效率很低，需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率；虽然污泥产量低，但这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的，且要求处理构筑物内水深要浅，而这又决定了处理相同水质、水量污水的情况下、该工艺是最占土地的，也即增加了基建费用。4.3.5厌氧-缺氧-好氧工艺（A2O工艺）A2O工艺是在厌氧除磷工艺的
31、基础上加入缺氧段，并将好氧段的一部分混合液回流至缺氧段，同时达到反硝化脱氮的目的。该工艺活性污泥中的菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成。厌氧段主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，污水中的聚磷菌在溶解氧0.3mg/L的厌氧状态释放磷，并吸收挥发性脂肪酸等易降解的有机物；在后续好氧阶段聚磷菌能超量吸收磷，最后磷随剩余污泥一起排除系统。缺氧段的功能是脱氮，控制溶解氧0.45，易选用生物法进行处理，中心处理单元为生化池，同时结合物理等处理方法。工艺流程分为一级处理（预处理），二级处理（生物处理）、三级处理。4.4.1一级处理阶段一级处理阶段的处理的
32、任务是去除污水中的较大漂浮物和砂粒，主要设施有格栅和沉砂池。格栅选用中格栅，设在提升泵前，拦截较大的漂浮物或其他杂质，防止水泵机组收到损害。栅渣采用机械清渣的方式。沉砂池用于去除污水中自重较大的无机砂粒。本方案选用曝气沉砂池，原因如下：与平流式沉砂池比较，平流式沉砂池因其沉砂中有机物含量较高，沉淀后的沉砂需经后续处理去除有机物，且占地面积大，增加了后续处理费用以及土建费用，因此本设计不使用。与旋流沉砂池比较，旋流沉砂池与曝气沉砂池沉砂效率相当的情况下旋流沉砂池的占地面积较小，但为防止涡轮装置受损，需在池前再设一道细格栅，且由于专利保护，关于旋流沉砂池的一些运行和设计参数很难的找到，尤其是运行时
33、，如涡轮以多大转速旋转才能即节能又能达到很好沉降效率。在污水厂的运行中，若沉砂池无法正常或有效的工作，则后续处理均会无法正常工作。一些资料指出曝气沉砂池会对脱氮除磷产生影响，主要原因一是曝气使水中溶解氧升高影响厌氧池，二是曝气不利于挥发性脂肪酸生成而影响聚磷菌有效聚磷，但本方案中沉砂池的曝气仅用于沉砂作用，曝气量不需要很高，对脱氮除磷的影响不大，并且曝气沉砂池在我国的脱氮除磷工艺的城镇污水厂中也有广泛应用，脱氮除磷效果依然很好。综上所述，本方案选用曝气生物滤池。4.4.2生物处理阶段生物处理阶段的任务是去除水中的有机污染物以及进行脱氮除磷，主要设施是生物反应器。城镇污水处理厂常用的生物处理工艺
34、都有其利弊，本方案综合考虑各工艺优缺点在传统A2O工艺基础上进行改进，使用同济大学研究开发的倒置A2O工艺，具体原因如下：活性污泥法与生物膜法比较，生物膜法更适用于低浓度污水处理和要求优质出水的场合，但生物膜法多数是好氧工艺，这样必然很难达到脱氮除磷的效果，若要追求高的脱氮除磷效率，则需对生物膜工艺进行改进，这势必怎加研究费用以及运行调试费用，而活性污泥在城镇污水处理中已有很长的历史，且有多种工艺能同时进行脱氮除磷。生物膜法虽然剩余污泥产量低，但BOD的去除率不如活性污泥法，生物膜法若运行不当导致填料堵塞，严重的的甚至会导致怎个处理系统崩溃，这在活性污泥法中是几乎不会发生的，因此本方案不选用生
35、物膜法。与AB法比较，AB法可以具有比传统活性污泥法更好的脱氮除磷效率，但出水也很难达到对磷的排放标准的要求。生物脱氮过程包括硝化和反硝化两个部分，最终使氮以气态的形式释放到大气中而达到从污水中去除的目的。由于A段对BOD的去除率高而对氨氮去除的很少，使得进入B段的BOD/N值降低，这样有利于硝化菌的生长，使B段充分完成硝化过程；由于常规的AB工艺没有反硝化过程，虽然氨氮得到去除，但是导致了硝态氮的增加，硝态氮的存在使出水依然难以达到污水排放对氮含量的要求。其次，对于磷来说，传统的AB法工艺不能为聚磷菌提供优势生长的厌氧/好氧条件，因此不能充分发挥生物除磷的作用。磷的去除主要是利用A段的吸附絮
36、凝作用，主要去除的也是以悬浮态存在的磷。但城市污水中以悬浮态存在的磷的比例有限，因此磷的去除率也有限。虽然AB法表现出比普通活性污泥法好的除磷效果，但出水也很难达到对磷的排放标准的要求。与SRB以及CASS工艺比较，CASS工艺为SRB工艺的变形，在继承了SRB优点的基础下又表现出了诸如连续进水等的优点，但CASS与SRB因其间歇运行方式，处理量不如A2O，处理相同规模的污水，SRB与CASS的体积要远远大于A2O工艺，经简要计算，处理本工程的原水，令SRB反应时间、沉淀时间与排水时间都为1h，闲置时间为0，污泥负荷为0.2，充水比为0.5，则所需池的体积为21000m3。与氧化沟比较，传统的
37、氧化沟无法满足脱氮除磷效果的，随着科技的发展，工艺的创新，现在也有很多氧化沟工艺能够进行脱氮除磷，但要达到较好的除磷效果，氧化沟前需设加厌氧池，这势必更怎加了占地面积以及工程基建费用。同济大学研究开发的倒置A2O工艺改进了传统A2O工艺部分污泥不能经历完整的厌氧-好氧阶段，有利于聚磷菌的厌氧释磷，且缺氧段设于厌氧段之前，也能降低曝气沉砂池的曝气影响。综上所述，本方案选择A2O工艺为生物处理单元。另外，考虑到原水中SS的量是特别多，且生物反应器在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下，污泥沉降性好，因此不设置初沉池，污水经沉砂池后直接进入生物反应池。4.4.3三级处理阶段三级处理的任务是对沉砂进行处理、
38、对出水进行消毒、对剩余污泥进行处理，以防产生二次污染。沉砂以及栅渣由于几乎不含有机物，可经压榨机压榨减少体积后，车运至填埋场填埋。 经处理的出水需经消毒后才能排放，波长200290nm的紫外线能穿透细菌、病毒的细胞膜，给核酸（DNA）以损伤，使细胞失去繁殖能力，达到快速杀菌的效果。波长200nm以下的短波长紫外线能分解O2分子，生成的氧自由基与O2结合产生臭氧O3。紫外线和臭氧具有强的氧化分解包括恶臭在内的有机分子的能力，UV/O3并用的相乘作用在空气净化处理中发挥强大威力。因此选用明渠紫外消毒仪进行消毒处理。二沉池的排放的剩余污泥不仅含有大量有机物，还含有被聚磷菌吸收的磷，因此需对污泥进行处
39、理。离心浓缩不但效率高、时间短、占地少，而且卫生条件好，因此选用次法进行污泥浓缩。污泥的稳定由厌氧接触消化法完成，因为起效率高。5 工艺设计工艺流程图如图8所示。进水经中格栅去除大型漂浮物后由提升泵泵入曝气沉砂池，经曝气沉砂后去除无机颗粒，污水进入A2O生物处理系统。部分污水依次经过缺氧段、厌氧段、好氧段，而部分污水直接进入厌氧段以提供足够的碳源。缺氧段用于部分氨化、反硝化作用、部分有机无的去除以及大分子有机物水解为小分子有机物，厌氧段用于氨化作用、聚磷菌有效释磷以及部分有机物的去除，好氧段用于大部分有机物的去除，氨化、硝化作用，聚磷菌过量吸磷，A2O池的混合液经二沉池沉淀，由于含有NO3-N部分上清液回流至缺氧段进行反硝化反应脱氮，而沉淀的污泥由于含有聚磷菌，以及其它活性污泥一部分回流至缺氧段继续参与污水净化。二沉池上部称清水流入明渠，经紫外消毒后排出。二沉池的污泥经浓缩、厌氧消化稳定、脱水后与经压榨机压缩的栅渣以及沉砂一起车运至填埋场。6 设计计算Q=40000m3/d=1667 m3/h=0.463 m3/s；总变化系数KZ由表5计算=KZ=1.41Qmax= Q KZ =400001.41=56400m3/d=2350 m3/h=0.653 m3/s；表5 生活污水量总变化系数污水平均日流量（L/s）515407010
