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某市在1993年11月18日由国家民政部批准设置四川某市。四川某市是市域政治、经济、文化及商贸的中心，是一座新兴的工业城市。随着四川某市社会经济和城市建设的发展，99年底，市区面积达9.6km2,人口接近9.6万人。根据城市发展规划，到2010年，市区建成区面积15km2,人口接近25万人。自某市撤县建市后，城市建设及城市经济以较快的速度飞速发展，随着人口规模的扩大，人民生活水平的不断提高，工业企业的大量增加，使得城市污水量不断增加，而大部分城市污水未经处理就直接排放，对沱江的水质造成影响，使水体水质逐渐恶化，对饮用水源构成威胁，直接影响城市居民的生活和经济发展。随着城市经济建设的发展，水环境与城市发展的矛盾日益突出，为了有效的治理四川某市的水环境污染，贯彻实施四川省委、省政府制定的“碧水蓝天”计划J,使环境保护工作与经济建设协调发展，四川某市委、市政府决定在近期加快城市污水处理厂工程的建设，以大幅度削减排入河流的污染物量，促进四川某市经济的可持续发展。本院受业主委托进行四川某市污水处理厂工程的设计工作。接受委托后,本院积极组织技术力量，多次到现场踏勘，在调研城市现状、规划的基础上,编制了本项目的可行性研究报告，根据对可行性研究报告的审查意见，完成了本项目的初步设计。本设计共分三册,第一册技术说明书,第二册工程设计图纸，第三册工
1程概算。初步设计的主要内容概要(1)随着四川某市城市建设与经济的高速发展，城区人口和污水量均增加，城市污水大部分未经处理排入沱江流域水体。为加快城市基础设施建设,改善城市的投资环境，促进四川某市经济持续的协调发展，保护沱江流域水体环境，改善城市居民的生活环境质量，提高居民的健康水平，建设四川某市污水处理厂是十分必要的，而且具有实施的可能性。(2)四川某市污水处理厂建设规模3万m3/d。(3)四川某市污水处理厂厂址位于四川某市致和乡，西靠规划道路，东、南北均为农田。工程的用地面积与指标如下表。污水处理厂建设用地名称数量单位备注规划用地1.8ha市政道路0.42ha厂区用地1.38ha绿化用地0.45ha33%,用地指标0.46m2/m3(4)根据根据污水处理厂可行性研究报告的内容和本阶段对城市污水组水质项目进水出水bod5180mg/LW20mg/L
2CODCr350mg/L<60mg/LNHJ・N35〜45mg/LWlOmg/LSS200mg/L<20mg/LTP2〜4mg/LWlmg/L（磷酸盐）尾水直接排入厂址南面的人民渠六支渠，最终进入沱江。(5)污水处理工艺选择根据污水处理厂进出水水质和对污染物的处理要求确定。污水处理时有机物的去除率要求如下：水质项目BOD5CODcrSSNH4+-NTP处理程度(％)088.9》82.9》90》71〜77.805。〜75因此，污水处理主要是去除有机物、氨氮、磷。因此四川某市污水处理厂的污水处理工艺应在去除有机物的同时，能够去除氮、磷。根据污水处理工艺的基本要求，本初步设计文件对多种工艺方案进行了比较，推荐往复式活性污泥法工艺为本污水处理厂的污水处理工艺流程。往复式活性污泥法工艺能够满足对污染物去除率的要求，在去除有机物的基础上，能够利用生物作用达到生物脱氮除磷的目标，处理效果好、出水水质稳定、技术先进且成熟、能耗低，运转可靠性和灵活性高，工程投资低,而且操作、管理及维护也较简单.，尤其是适应处理污水量较小的污水处理厂。在《四川某市污水处理厂工程可行性研究报告》中，采用的是UNITANK工艺。本设计阶段，考虑到污水中含有一部分制药工业废水和对污水生物除磷
3的要求，从工程的实际变化情况出发，对污水处理工艺重新进行了分析研究,认为往复式活性污泥法（CAST工艺）对污水的生物除磷和难降解有机物的去除方面有更多的特点，而且耐水量和水质的冲击负荷，适应性强，经综合技术和经济条件，本初步设计阶段推荐采用往复式活性污泥法（CAST工艺）作为本工程的污水处理工艺。（6）城市污水处理厂的常规污泥处理工艺为污泥浓缩、消化、脱水。污泥经浓缩、机械脱水后，含水率达75%~80%左右，泥饼外运填埋，当污泥符合国家有关标准的条件下，经无害化稳定处理后可以用作农肥。由于本污水处理厂工程的建设规模较小，从技术和经济方面考虑采用污泥厌氧消化工艺单元均不适宜，因此污泥处理工艺采用直接浓缩脱水的方案。经方案比较，污泥采用机械浓缩机械脱水的方式进行处理。推荐采用带式浓缩脱水一体机对污泥进行处理，脱水污泥主要采用卫生填埋进行处置。（7）厂区平面布置综合考虑了与外部环境的协调、内部功能分区与管理、近远期工程的衔接等。污水处理厂的平面布置主要按污水处理厂内的构（建）筑物功能分别集中布置，各功能区之间用绿化带和道路分割与连接，使各功能区相对独立，又相互联系，尤其是生产区和辅助生产区之间不相互影响，便于生产管理，并创造条件改善工作人员的环境。全厂分污水处理区、污泥处理区和辅助生产区，缓建中水处理。厂区竖向布置综合考虑了尾水排放、厂区排渍、节能等要求，确定厂区地面标高565.30米。污水处理厂设置超越管线。包括厂前设事故排放口等。
4(8)本工程设计按照国家城市规划、消防、环保、劳动安全等有关标准、规定、规范的要求进行了充分论证，对项目建设和运行期间的环境影响、安全生产、消防等方面采取具体措施，能够确保工程的社会效益、环境效益、经济效益的协调统［(9)工程投资工程的建设项目总投资3886.26万元，其中：污水处理厂工程投资2840.03万元，城市污水管网工程投资1046.23万元。污水处理厂工程总投资为2840.03万元，固定资产投资2821.34万元，流动资金18.69万元。污水处理厂工程总成本为0.360元/n?污水，经营成本为0.233元/n?污水。
51.综述1.1工程名称及性质项目名称：某市污水处理厂项目建设性质：新建项目规模：3万m3/d1.2设计依据1.2.1相关文件1）设计委托书四川某市供排水公司2）设计合同四川某市供排水公司3）《四川某市污水处理厂工程可行性研究》广州市市政工程设计研究院，2003.2.4）四川某市污水处理厂工程《工程地质勘察报告书》勘察阶段：初勘四川某市建筑勘察设计研究院
62002年
71.2.2采用的主要规范、标准及相关法规(1)工艺表1.1工艺设计规定及规范序号规定标准规范编号规定、标准规范名称被代替编号实施11期1,中华人民共和国水法1988.1.212.中华人民共和国环境保护法1989.12.263.中华人民共和国水污染防治法1984.5.114.中华人民共和国环境噪声污染防治法1996.10.295.建设项目环境保护设计规定1987.3.206.中华人民共和国劳动法1995.1.17.建筑项目(工程)劳动安全卫生监察规定1996.10.178.劳字(1998)48号关于生产性建设工程项目职业安全卫生监察的暂行规定9.国务院令第253号建设项目环境保护管理条例1998.11.2910.2000年版工程建设强制性条文城乡规划部分11.2000年版工程建设强制性条文城市建设部分12.2000年版工程建设强制性条文房屋建筑部分13.城市污水处理工程项目建设标准2001.6.114.GBJ14-1987室外排水设计规范1997年局部修订条文TJ14-19741998.3.115.GBJ15-1988建筑给水排水设计规范1997年局部修订条文TJ15-19741998.1.116.GBJ16-1987建筑设计防火规范2001.5.1
82001年局部修订条文续表1.217.GBJ22-I987厂矿道路设计规范及条文说明TJ22-197718.TJ32-1978室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范19.GBJ133-1990民用建筑照明设计标准20.GBJ140-1990建筑灭火器配置设计规范1997年局部修订条文1997.9.121.GB/T50106-2001给水排水制图标准22.GB5020I-I994防洪标准1995.IJ23.GB/T50265-1997泵站设计规范1997.9.124.GB50296-1999供水管井技术规范GBJ13-661999.10.125.GB50316-2000工业金属管道设计规范2001.1.126.GBfT5O331-2002城市居民生活用水量标准2002.11.127.CECS61：94城巾.污水回用设计规范28.CECS30：91建筑中水设计规范
9（2）建筑表1.2建筑设计规定及规范序号标准编号标准规范名称备注1.GBrrsooo1-2001房屋建筑制图统•标准2.GBrr5OO33-2OOl建筑采光设计标准3.GB50037-96建筑地面设计规范4.GB50096-99住宅设计规范5.JGJ37-87民用建筑设计通则6.JGJ67-89办公建筑设计规范（附条文说明）7.JGJ100-98汽车库建筑设计规范8.GBJ16-87（2001年修订版）建筑设计防火规范9.GBJ140-90（1997版）建筑灭火器配置设计规范10.GB50084-2001自动喷水灭火系统设计规范11.GB50116-98火灾自动报警系统设计规范12.GB50222-95（99年局部修订条文）建筑内部装修设计防火规范
10(3)结构表1.3结构设计规定及规范序号标准编号标准规范名称备注1.GB5OOO3-2OO1砌体结构设计规范2.GB5OOO7-2OO2建筑地基基础设计规范3.GB50040-96动力机器基础设计规范4,GB50068-2001建筑结构可靠度设计统一标准5,GB50108-2001地下工程防水技术规范6,GB50009-200I建筑结构荷载规范7.GB50010-2002混凝上结构设计规范8.GB50011-2001建筑抗震设计规范9.GB5OO21-2001岩土工程勘察规范10.GB18306-2001中国地窟动参数区划图11.GB50046-95工业建筑防腐蚀设计规范12.GB5019I-93构筑物抗震设计规范13.GB5O223-95建筑抗震设防分类标准14.GB5O33O-2OO2建筑边坡工程技术规范15.GBJ17-88钢结构设计规范16.GBJ69-84给水排水工程结构设计规范17.GBrT50105-2001建筑结构制图标准18.CECS86:96混凝上水池软弱地基处理设计规范19.CECSI17：2000给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程20.JGJ79-91及1998年局部修订条文建筑地基处理技术规范21.JGJ120-99建筑基坑支护技术规程
1122.DL5077-1997水工建筑物荷载设计规范(4)电气表1.4电气设计规定及规范序号标准规范编号标准规范名称被代替编号实施日期1GB50052-1995供配电系统设计规范GBJ52-19831996.5.12GB50053-199410kV及以下变电所设计规范GBJ53-19831994.11.13GB50054-95低压配电设计规范GBJ54-19831996.6.14GB50055-1993通用用电设备配电设计规范GBJ55-19831994.3.15GB50056-1993电热设备电力装置设计规范GBJ56-19831994.2.16GB50057-94建筑防雷规范2001.6.17GB50059-199235~llOkV变电所设计规范GBJ59-19838GB50060-19923-110kV高压配电装置设计规范GBJ60-19839GB50062-1992电力装置的继电保护和自动装置设计规范GBJ62-198310GB50034-92匚业企业照明设计标准11GBJ63-I990电力装置的电测量仪表装置设计规范GBJ63-I98312GBJ64-1983工业与民用电力装置的过电压保护设计规范13GBJ65-1983工业与民用电力装置的接地设计规范14GBJ133-1990民用建筑照明设计标准15GB50217-1994电力工程电缆设计规范1995.7.1(5)仪表及自控表1.5仪表及自控设计规定与1:示准序号标准规范编号标准规范名称被代替编号实施日期1GB2625-8I过程检测和控制流程图图形符号和文字代号标准
122BJ131-90自动化仪衣安装工程质最检验评定标准1.2.制范围及编制目的1.3.1编制范围本工程为四川某市污水处理厂工程，编制范围为四川某市污水处理厂厂内的生产设施以及生产配套设施等。包括城市污水管道工程的投资概算。1.3.2编制目的本工程初步设计文件编制的目的是：在可行性研究报告的基础上，进一步对污水量及污水水质进行预测，对污水污泥处理工艺方案等进行技术可靠性、经济合理性及实施可能性的多方案比较和论证，在此基础上提出工程的设计文件，使工程设计科学合理、技术先进、运行稳妥可靠、占地面积小、造价省、运行成本低，使工程的社会效益、环境效益和经济效益达到最佳统一。同时，提出工程的工艺、电气、建筑结构、自动控制等方面的设计，提供采用的主要设备、工程投资概算等。1.4设计原则⑴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。
13⑵从本工程的实际情况出发，充分考虑工程的特点，工程一次设计，统筹兼顾，使之具有分期实施的可能性，满足城市污水量逐渐增加的需要，即保证工程的整体性和完整性，同时能够分期实施。⑶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。⑸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，本工程设备选型考虑采用国内先进、可靠、高效、运行维护管理简便的污水处理专用设备。(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。⑺为保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，采用双回路电源，且污水厂运行设备有足够的备用率。(8)在污水厂征地范围内，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，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地，使厂区环境和周围环境协调一致。(9)厂区竖向设计力求减少厂区土、石方量和节省污水提升费用，同时满足防洪以及与周围环境的协调。
14⑩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。(11)积极创造一个良好的生产和生活环境，把四川某市污水处理厂设计成为现代化的园林式工厂。
151.综述
162.城市概况及工程建设的必要性1.1城市概况及自然条件2.1.1城市概况四川某市，古称某市，是古蜀国的发祥地之一。唐武后垂拱二年（公元86年）置某市，明洪武十年（公元1337年）改州为县。1991年被上级批准为对外开放县。1992年被列为省委、省政府“一条线”发展之列。1993年11月18日由国家民政部批准设置四川某市。四川某市是市域政治、经济、文化及商贸的中心，是一个新兴的工业城市。随着四川某市社会经济和城市建设的发展，99年底，市区面积达9.6km2,人口接近9.6万人。根据城市发展规划，到2010年，市区建成区面积15km2,人口接近25万人。四川某市位于“天府之国”的腹心地带，地跨东径103°40'〜140°10,,北纬30°54'〜31°26'。四川某市东靠广汉、什那,南邻县、新新，西接都江堰市，北与汶川、茂县为邻，市区距成都市36公里。3.1.2自然条件（1）地质地貌四川某市地处成都平原与川西龙门山山脉的过度地带，境内有山地、丘陵、平坝，市区为平坝，地势平坦，呈西北向东南的自然坡向，平均坡降为6%00
17市区地处涌I江冲积扇中下游，上部为耕作土，下部为沙砾卵石层，地下水位较高。地震设防烈度为7度。(2)气候四川某市属四川盆地亚热带湿润气候，气候温和，雨量充沛，四季分明，无霜期长，光照较同纬度地区偏少。春季气温回暖早，但不稳定,夏无酷署，秋多阴雨，冬无严寒。年平均气温15.6C,最热月7月，月平均气温高达20.1℃,最冷月为1月，平均气温为5.rc,最低为-1.7-C,.年平均相对温度80%。历年平均降雨量为952.1毫米，年最大降雨量为1280.9毫米。(3)水文市区内有人民渠、青白江水系的六、七号支渠贯穿全境。常年地下水位4米，最高地下水位1.5米，最低地下水位9米。1.2给水、排水现状与规划概况2.2.1给水、排水现状(1)给水现状现有水厂一座，日供水能力为900001!?,厂址位于彭白公路隆丰段,源水取自西河水库，水质良好。(2)排水现状四川某市市区有较完善的雨污分流制排水管网，污水干管的总体走向是自西北向东南，依重力流，以枝状管网为主。污水处理厂一期工程已于1991年建成，日处理能力为3000m3,污水处理后排
18入青白江水系六号支渠。市区地形呈西北向东南自然坡向，对迅速排除地表径流较为有利，雨水经雨水管、沟系统就近排入六、七号支渠及三环路东北段的农灌渠。2.2.2排水规划(1)排水体制采用雨污分流制，雨水就近排入江河，污水集中进行处理。(2)管网布置及污水处理厂污水干管的水流方向主要是自西北流向东南，污水靠重力流收集，人民渠以外的污水汇集后穿越人民渠进入污水干管，靠重力流进入现有污水厂，现有污水厂已充分发挥了作用，但规模小，难以满足当前污水处理的需要，远景规划在六支渠下游三环路以外约2公里处兴建处理能力为14.0万mVd的污水处理厂一座。(3)雨水结合规划区现状地形及规划道路高程组织雨水系统，雨水汇入青白江水系的六、七号支渠及三环路东北段的农灌渠，规划区内地势平坦呈西北向东南的自然坡向，平均坡降为6%。，对迅速排除地表径流较为有利。雨水经雨水管、沟就近排放，因而可大大减小管、沟断面，减小挖方，降低工程造价。2.2.3污染现状与工程建设的必要性四川某市地处青白江、沱江上游，沱江全长634km,流域面积仅2.78万km2,约占全省总面积的5.70%,而流域人口高达2200万，约占全省人口的20%,
19流域人口密度高达790人/km?,是全省乃至全国人口密度最大的流域之一，因此如此大的人口压力对流域的水环境质量影响较大，加剧了封沱江的污染，为保护沱江的水环境质量，促进区域经济健康持续的发展，提高流域内人民群众的健康水平，新建四川某市污水处理厂工程不仅十分必要，而且也是十分紧迫的，应加快工程的实施。
203.工程总体方案3.1工程服务范围根据四川某市城市总体规划和排水专业规划，四川某市污水处理厂的服务范围为四川某市的城区部分。本工程服务范围的排水体制规划为雨、污分流制。3.2工程规模根据《总规》及《四川某市域可持续发展研究》以及《四川某市污水处理厂工程可行性研究报告》，本工程污水处理厂建设规模为3万m3/do3.3项目构成本工程项目为处理与净化污水的污水处理系统和出厂水排放以及污泥处理设施。污水处理厂主要包括：净化污水的生产构（建）筑物、污泥处理构（建）筑物、配套工程等。
213.1污水水质与处理程度3.1.1设计进水水质(1)生活污水水质表3.1四川某市城市生活污水水质CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH4+-N(mg/L)PO?-(mg/L)30015015035-452-4(2)城市污水水质根据水质监测结果，结合某市的实际情况，工业开发区医药园区污水日排放量按7000吨考虑，医药园区污水水质为CODcr500mg/L、BOD5300mg/L、SS400mg/L,而四川某市生活污水日排放量为2.3万吨，采用加权平均法计算，城市污水的水质如下：CODcr=(300X23000+500X7000)/30000=347mg/LBOD5=(150X23000+300X7000)/30000=185mg/LSS=(150X23000+400X7000)/30000=208mg/L(3)国内其它城市污水处理厂的设计进水水质国内其它城市污水处理厂设计水质如表3.2。
22表3.2国内部分城市污水厂设计进水水质（mg/L）序号名称bod5CODSSTNnh3-nTP1广州大坦沙污水处理厂（三期）120250150353042深圳罗芳污水处理厂150350150302053珠海香洲水质净水厂120250200/2534厦门市东部污水处理厂16030020035/35汕头市东区污水处理厂150300200/3036桂林市第四污水处理厂150300200/2547重庆唐家沱污水处理厂150300220352568昆明第二污水处理厂180/25045/59合肥王小郢污水处理厂15035020039/410武汉沌口污水处理厂15035025025/411荆州市红光路污水处理厂1503002003525412湖北恩施污水处理厂12025015030253综合以上因素，同时依据《四川某市污水处理厂工程环境影响报告》,确定四川某市污水处理厂的设计进水水质如下：CODcr=350mg/lNH”N=35〜45mg/lBOD5=180mg/lSS=200mg/lT—P=2〜4mg/I
233.4.2污水处理厂的出水水质根据四川某市环保局提供的水体类别，人民渠六支渠属III类水域，根据GB8978-1996,污水处理厂排水执行一级标准。国家现行的污水排放一级标准为：CODcr<60mg/1BOD5W20mg/1SSW20mg/1TPW0.5mg/lNHj-N<15mg/l根据即将出台的修订后的排放标准，本初步设计文件确定四川某市污水处理厂的出水水质如下：CODcr《60mg/1BOD5W20mg/1SSW20mg/1TPWlmg/1NH4+-N^10mg/l粪大肠菌群数VIO4个/I3.4.3处理程度根据设计进水水质和出水水质，确定本工程处理程度见表3.3。表3.3污水处理程度
24bod5CODSSnh3-nTP设计进水水质(mg/L)18035020035〜452.0〜4.0设计出水水质(mg/L)W20W60W20W10W1.0处理程度(％)288.9》82.9290271〜》50〜753.5污水处理厂厂址(1)污水处理厂厂址的选择原则：1)符合城市总体规划和排水工程规划的要求；2)位于城市主导风向的下风向；3)符合城市地形变化的规律，便于污水的收集；4)少拆迁、少占良田，有一定的卫生防护距离；5)尾水及污泥排放较方便，场地不受水淹，有良好的排水条件;6)交通、供水、供电较方便。(2)厂址确定拟建场地具有以下特点：1)符合城市总体规划及城市远期发展的要求；2)位于城市集中供水水源的下游；3)无拆迁、有一定的卫生防洪距离：4)尾水排放方便；
255）交通、运输方便，供水、供电较方便；综合考虑拟建污水处理厂的厂址特点以及污水处理厂工程可行性研究文件的选址推荐意见，本初步设计阶段的厂址确定维持可行性研究报告意见。3.6污水厂尾水排放四川某市污水处理厂工程的尾水直接排入厂址南面的人民渠六支渠，最终进入沱江。
264.污水处理厂工艺4.1污水处理工艺选择污水处理工艺需根据进厂污水水质，出厂水水质要求，处理厂规模，污泥处置方案以及当地气温、工程地质、环境等条件慎重选择。各种处理工艺都有一定的适用条件，工程设计时需因地制宜，适度引进一些新技术和新设备，把污水处理厂建设成为一个现代化的花园式工厂。污水处理厂工艺的选择力求做到：(1)工艺合理，技术先进，对水质变化适应能力强，出水达标且稳定，污泥易于处理与处置；(2)经济合理，电耗省，造价低，占地省；(3)易于管理，操作方便，设备可靠；(4)重视环境、臭气的防护以及噪声的控制；(5)厂区景观与环境相协调，文明生产。目前常用的污水处理工艺有普通曝气法(常规活性污泥法)、AB法、序批式(SBR法、MSBR法)、A2/O(包括A/O)法、氧化沟以及往复式活性污泥法等。4.1.1四川某市污水处理工艺的特点(1)工艺及处理要求四川某市污水处理厂筹建办村污水处理工艺的要求为“工艺流程先进成熟、处理效率高，操作管理方便，自动化程度高的工艺二四川某市污水处理厂的进出水水质及相应的处理程度要求见表3.3。
27根据四川某市排水要求，该厂接纳的污水现阶段主要为合流制污水，远期则为分流制排水系统的城市污水。根据四川某市污水处理厂进出水水质特点，污水处理工艺流程主要应能够去除污水中的有机物(BOD5、CODc》、氨氮和磷，因此污水处理工艺应满足时污染物处理的要求，即在去除有机物的同时，应能够降解氮和磷。(2)污水生物处理的可行性1)BOD5/CODcr比值污水BODJCODcr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/CODcr^O,45可生化性较好，BOD5/CODcr<0.3较难生化，BOD5/CODcr<0.25不易生化。四川某市污水处理厂进水水质的BOD5/CODcr=0.51,属于易生物降解的城市污水，因此本工程可以采用污水生物处理的工艺。2)BOD5/TN(即C/N)比值C/N比值是判别能否有效生物脱氮的重要指标。从理论上讲，C/N22.86就能进行脱氮，但一般认为，C/N23才能进行有效脱氮。本工程进水水质的C/N=180/45=4,污水水质满足生物脱氮的基本耍求。3)BOD5/TP比值该指标是判断污水能否进行生物除磷的主要指标。生物除磷是活性污泥中除磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP,并利用ATP
28将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB(聚-B-羟基丁酸)及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解，释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可利用聚羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排出系统，达到生物除磷的目的。进水中的BOD?是作为营养物供除磷菌的基质，故BOD5/TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20,比值越大，生物除磷效果越明显。本工程进水水质的BOD5/TP=180/4=45,水质特点满足生物除磷工艺的基本要求。(3)污水处理工艺基本特点根据以上的水质分析，四川某市的城市污水适宜采用生物处理工艺，而且满足生物脱氮除磷工艺的基本要求，因此，根据污水水质和处理程度要求,四川某市污水处理工艺应选择具有脱氮除磷功能的污水二级生物处理工艺。4.1.2出厂水水质控制项目及指标污水处理厂出水的各个水质项目的指标之间相互关联，因此分析各指标之间的内在联系和相互影响，对确定污水处理厂需要处理的重点水质项目，保证污水处理厂的出水水质达标具有重要意义。污水处理厂的工艺选择与设计应重点解决主要水质项目的达标，并以主要水质项目作为污水处理工艺选择和设计的重点。1）SS要求出水SS浓度小于20mg/L,去除率为90%。
29根据国内外现有资料，在采用生物除磷工艺时，出水SS中所含的磷可达0.02〜0.04mgP/mgSS。经工艺计算，本污水处理厂剩余污泥含磷比例为3.1%,若SS按25mg/L控制,出水SS排放的磷含量为0.78mg/L,出水溶解性磷含量要求小于0.22mg/L,不易合格，必须严格控制出水SS。若出水SS达到20mg/L,出水SS排放的磷含量为0.62mg/L,出水溶解性磷允许为0.38mg/L,故本工程SS应控制在20mg/L以内。因此，设计应保证出水SS不得超过20mg/L,相应的去除率要提高到83.3%o由于进水SS较高，因此去除率为90%才能满足SS浓度小于20mg/L的要求。1）BOD5该项目的出水BOD5指标为20mg/L,相应的去除率为88.9%,但是考虑到出水SS为20mg/L时，排放的BOD5约为5mg/L,出水溶解性BODs只允许为15mg/L,BOD5的实际去除率要求达到85%。从目前常采用的一些污水处理工艺来看，当要求对污水进行硝化或硝化与反硝化时，处理后出水BODs浓度较易达到小于20mg/L,其相应的去除率一般能够大于85%o这是因为自养型的亚硝酸菌具有很小的比增长速率，去除碳源的异养型微生物相比要小一个数量级以上，因此硝化系统比单纯去除碳源BOD5的系统具有更长的泥龄或更低的污泥负荷，在此条件下，BOD5的去除率较易得到保证。根据该项目对出水NH4+-N^10mg/L的要求，四川某市污水处理厂应采用带硝化（反硝化）的污水处理工艺，因此按一级排放标准确定的BODs出水值将不是处理工艺的重点控制指标。由此可见，BOD5不是本工程主要考虑的水质项目。2）CODcr
30采用生物除磷脱氮工艺，因为硝化过程要求系统有较长的泥龄，长泥龄可提高CODcr的去除率，只要不是难降解的工业废水，当BODW15mg/L时,出水CODcrW60mg/L很容易达到。本工程的城市污水中含有医药污水约7000m%,属于较难降解的污水，但是当污泥龄较长时，一般能够达到出水水质标准，所以CODcr不是本污水处理工艺需要重点考虑的水质项目o1）NH--N四川某市污水处理厂排除剩余污泥去除的氮约为5〜8mg/L,进水TN=45mg/L,出水TNW15mgA其余25〜30mg/L的TN主:要靠硝化和反硝化过程来去除。氨氮的硝化过程将成为控制生化处理好氧单元设计的主要因素。要满足10mg/L出水要求，几乎要达到完全硝化，出水中残余氨氮浓度也低于该项目的耍求，在设计中应控制氨氮在5mg/L以内，以保证出水的氨氮达标。在进行完全硝化的同时，碳源也被氧化，将会得到较高的BODs去除率和COD”去除率。因此，NHJ-N是木污水处理工艺重点控制的水质项目。5）磷酸盐要求出水TP浓度小于lmg/L,去除率为50〜75%。要满足出水磷浓度低于1.0mg/L的要求，污水处理工艺必须采用具有生物除磷功能或进行化学除磷。磷的去除在很大程度上依赖于所选的污水处理工艺，同时应考虑设计参数的选用，因此磷是本项目污水处理工艺重点的水质控制项目。6）TN
31从反硝化过程中可以利用no3--n氧化有机物，既可降低生物处理过程的氧消耗，又可回收部分碱度用以补充硝化反应的时碱度的需求，在采用生物除磷工艺时，脱去回流污泥中的硝酸盐氮可以提高生物除磷的效率。因此在工程设计中考虑部分反硝化有利于生产运行，也便于在增加TN的水质指标时，出水水质仍能达标，在设计中可以考虑将出水NCh-N控制在10mg/L左右、出水TN值控制在15mg/L以下，即反硝化脱氮量应达到10mg/L以上。因此同NH4+-N一样，TN也是本项目污水处理工艺重点的水质项目。综上所述，四川某市污水处理厂的处理的重点水质项目包括SS、NH4+-N,TN和TP,这些项目是需要在工艺设计中重点考虑的控制因素，只要满足以上水质项目的达标，其余水质项目必然会达到出水水质要求。在上述重点处理项目中，SS主要是靠物理方法解决（通过沉淀或过滤去除），NH/-N,TN、TP则能够用生物处理的方法或化学方法进行处理。本初步设计采用的出水设计控制指标和相应的去除率见表4.1。
32表4.1污水处理厂设计出水水质控制指标项目设计控制出水水质(mg/L)设计去除率(％)bod51591.7CODcr6082.9SS2090TN1566.7nhAn587.5TP166.71.1.3污水处理工艺简述4.1.3.1污染物去除及处理工艺要求污水处理的目的是去除水中的污染物，使污水得到净化，污水中的主要污染物有BOD5、CODcr、SS、N和P等。从表4.2中可以看出，各种污染物去除率由大到小的排列次序是：BOD5>SS>NH/-N>CODcr>TP,而污水处理工艺的选用是与要求达到的处理效率密切相关的，因此苜先需要分析各种污染物的去除机理和所能达到的去除程度。1）BOD5和SS的去除日本和我国现行《室外排水设计规范》（GBJ14-87,1997
33年版）中处理工艺和对各种常用处理单元推荐的处理效率，见表3-3。表4.2污水处理厂的处理效率名称一级处理处理效率（%）二级处理处理效率（%）备注SSbod5SSbod5日本指南30〜4025〜3565〜8065〜85二级处理：生物过滤法80〜9085〜95二级处理：活性污泥法中国规范40〜5520〜3060~9065〜90二级处理：生物膜法70〜9065〜95二级处理：活性污泥法从表4.2可以看出，二级活性污泥法的处理效率最高，生物膜法次之，生物过滤法最低。二级处理工艺能有效地去除BOD5（包括CODcr）和SS,排除剩余污泥时也同时去除了污水中部分氮和磷，氮的去除率约为10~20%,磷的去除率为12〜19%。a、SS的去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BODs、CODs
34TP等指标也与之有关。因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成份就高，而有机物本身就含磷，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、CODa和TP增加。因此，控制污水厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。因为目前采用的大多数污水处理工艺都包含有生物除磷脱氮技术，后述将要提到，生物除磷技术是靠聚磷菌对污水中磷的吸收作用，形成高含磷量的活性污泥，使磷从污水中去除。因此，采用生物除磷技术时对出水的SS指标就有较高的要求，否则因出水中高含磷量的悬浮物浓度就会引起出水总磷超标。为此水环境协会(WaterEnvironmentFederation,WEF)出版的《BiologicalandChemicalSystemsforNutrientRemoval》指出，为了满足出水总磷为1.0mg/L的限制要求，在活性污泥含磷比例为4.5%并假定出水溶解性磷(SP)含量为0.3mg/L的情况下，出水SS不能超过15mg/L。为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如选用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，选用具有微生物选择器的工艺，提高污泥的沉降性能，并防止污泥膨胀，选用高效的二沉池池型，充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在处理工艺选用恰当、工艺参数取值合理和优化单体构筑物设计的条件下，完全能够使出水SS指标满足招标文件的要求。b、BOD5的去除污水中BODs的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，对BODs降解,利用BOD5合成新细胞，然后对污泥与水进行分离，从而完成BOD5的去除。在活性污泥与污水接触的初期，就会出现很高的BOD5
35去除率，这是由于污水中的有机颗粒和胶体被絮凝和吸附在微生物表面，从而被去除所至。但是，这种吸附作用仅对污水中的悬浮物和胶体起作用，对溶解性有机物则不起作用。因此主要靠活性污泥的这种吸附作用去除BOD5的污水处理工艺，其出水中残余的BODs仍然很高，属于部分净化。对于非溶解性的有机物，微生物必须先将其吸附在表面，然后才能靠生物酶的作用时其水解和吸收，从这种意义来讲保证活性污泥具有较高的吸附性能是很有必要的。活性污泥中的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CO?和H?0等稳定物质。在合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等）直接进入细胞内部被利用，而非溶解有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用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，可以使处理后污水中的残余BODs浓度很低。根据国外有关设计资料，在污泥负荷为0.3kgBOD5/kgMLSS-d以下时，就很容易使得出水BOD5保持在20mg/L以下。但是要满足硝化要求时，污水处理系统必须有足够的泥龄，因而污泥负荷不能太高，也使得出水BODs浓度更低。1）CODa的去除污水中COD。去除的原理与BODs基本相同。污水厂CODcr的去除率，取决于进水的可生化性，它与城市污水的组成有关。对于主要以生活污水及其成份与生活污水相近的工业废水组成的城市污水，
36其BOD5/CODcr20.5,污水的可生化性较好，出水CODcr值可以控制在较低的水平，能够满足CODcrW60mg/L的要求。而成份主要以工业废水为主的城市污水，或BOD5/CODcr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CODa较高，要满足出水CODcW60mg/L,有一定难度。四川某市污水处理厂服务范围内的城市污水主要以生活污水为主，其BODs/CODcr较高（比值为0.514）,污水的可生化性较好，采用二级处理工艺能满足出水CODCr^60mg/Lo3）氨氮的去除污水去除氨氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，在市政污水处理行业中生物法去除氨氮是主流，也是城市污水处理中经济和常用的方法。物理化学去除氮主要有折点氯化法、选择性离子交换法、空气吹脱法等；生物去除氨氮工艺较多，但原理大致是一样的。a、物理化学脱氮a）折点氯化法：折点氯化法是将氯气或次氯酸钠投入污水中，将污水中NHJ-N氧化成N2的化学脱氮工艺。其化学反应可表示为：NH/+1.5HOC1f0.5N2t+2.5H++1.5Cf氯投加量与NH4+-N重量比为7.6:1,由于污水水质的不同，投加量将大于理论计算值。此外，折点氯化法还需要消耗水中碱度，理论计算1mg/LNHj-N消耗14.3mg/L碱度（以CaCCh计），一般需向污水中投加NaOH或Ca（OH）2
37来补充污水碱度的不足；另外还需对出水余氯进行脱除，以免毒害鱼类、贝类等水生生物。余氯脱除可用还原剂（二氧化硫）将余氯还原成氯离子或用活性炭床过滤吸附。采用折点氯化法脱氨氮，工艺复杂，投氯量大，再加上补充碱度、余氯脱除等工艺环节，而且投氯尚会产生一些新的有毒和有害物质。从经济上、运行管理上和环境方面来分析均不适宜于本工程。b）选择性离子交换法：阳离子交换树脂的离子交换反应可用下式表示：nR-A++Bn+<-->Rn-B"+nA"离子交换树脂对各种离子所表现的不同亲和力或选择性是离子交换的基本条件。目前在污水处理中主要采用沸石天然离子交换物质作为离子交换物质，但该法在国内尚未应用。该法存在的主要问题是进入交换柱的SS值不应大于35mg/L,以免增加水头损失，堵塞沸石床；吸附饱和后必须对沸石进行再生，以恢复其离子交换能力；目前尚无运行管理经验。因此在本项目中不推荐采用离子交换法。c）空气吹脱法污水中的氨氮大多以铁离子（NHJ）和游离氨（N%）形式存在，并在水中形成如下平衡：NHJ+OH<-->NH3+H20当pH值升高时，平衡向右移动，污水中游离氨的比例增加，当pH值升高到11左右时，水中的氨氮几乎全部以NH3
38形式存在，若加以搅拌、曝气等物理作用可使氨气从水中向大气转移，即被吹脱。氨吹脱包括三个过程：一是提高污水pH值，将污水中NH4+转变为NH3；二是吹脱塔中反复形成水滴，气一液界面不断更新，使液相N%不断向气相转移；三是通过吹脱塔大量循环空气，增加气水接触，搅动水滴。该工艺方案主要存在的问题是需调节污水pH值，投加大量石灰，药剂投加量大；另外，还产生大量的污泥，增加处理难度和污泥处理量：由于需要大量循环空气，故动力费用较高；尾气中含有大量的氨气，会对大气造成污染，因此，需要进行尾气处理。该方法适用于氨氮含量很高的工业污水或废水，在城市污水处理中尚无使用先例，也缺少运行管理经验，因此不推荐采用。综上所述，从经济、管理等方面考虑，物理化学法去除氨氮不适宜在本工程中应用。氨氮的去除应该采用生物处理的方法。b、生物去除氨氮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NH4+-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（包括亚硝酸盐和硝酸盐在内）含量很少，几乎为零。这些不同形式的氮统称为总氮（TN）。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。这部分氮量约占所去除的BODs的5%,为微生物重量的12%,
39在有机物被分解的同时，污水中的有机氮也被分解成氨氮，在溶解氧充足、泥龄较长的情况下，进一步被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通常称之为硝化过程。其反应方程式如下：NH4++1.5O2fNO2-+2H++H20N02+0.5O2TNCV第一步反应靠亚硝酸菌完成，第二步反应靠硝化菌完成，总的反应为：NH4++202->NO3-+2H++H20因为硝化菌属于自养菌，其比生长率uN明显小于异养菌的生长率Ph，生物脱氮系统维持硝化的必要条件是。。N，即系统的实际泥龄大于硝化要求的泥龄，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，在本工程的水质、水量条件下，设计污泥负荷在0.18kgBODs/kgMLSS・d及以下，污泥龄大于5〜7天时，就可以达到硝化的目的。本项目进水氨氮浓度为35mg/L,要求出水氨氮浓度小于10mg/L,需耍考虑生物硝化工艺才能满足出水要求。氨氮的处理可以采用化学方法和生物方法二类，但是从各种方法的特定条件和经济条件看，化学处理方法主要适用在工业污水和处理水量较小时，而且其运行费用较高；城市污水由于污水量大、氨氮浓度相对较低，所以城市污水的脱氮主要采用生物处理方法，而且本工程的污水水质满足生物处理的基本要求，因此，从技术和经济方面考虑污水的脱氮采用生物脱氮工艺。4)磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。城市污水采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水磷浓度满足排放标准的要求,
40并尽可能地减少加药量，降低处理成本。a、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，然后通过固液分离使磷从污水中除去。固液分离可单独进行，也可在初沉池或和二沉池内进行。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在原污水进水处，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在曝气池进水或出水位置，形成的沉淀物与剩余污泥一起在二沉池排除；后置沉淀的药剂投加点是二级生物处理(二沉池)之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离，包括澄清池或滤池。化学除磷的主要药剂有石灰、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：3HP0?*+5Ca2++40H->Ca5(OH)(PO4)3I+3H2O污水碱度所消耗的石灰量常比形成磷酸钙类的沉淀物所需的石灰量大。石灰法除磷所需的石灰量取决于污水的碱度，而不是污水含磷量，满足除磷要求的石灰投加量的为碳酸钙碱度的1.5倍。石灰法除磷的pH值通常控制在10以上，过高的pH会抑制微生物生长,并破坏微生物酶的活性。因此，石灰法不能用于协同沉淀法除磷，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷，并且需要进行pH值调节，使排放污水的pH值符合排放标准。
41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，金属盐与污水中的磷酸盐碱度进行反应。硫酸亚铁混凝：3Fe2++2PO?-=Fe3(PO4)21三氯化铁混凝：主反应为FeCl3+POL-FePO4I+3Cf副反应为2FeCb+Ca(HCO3)2/2Fe(0H)3I+3CaCl2+6CO2硫酸铝混凝：主反应为Al,(SO4)3-14H2O+2PO43-f2A1PO4I+3SO42-+14H2O副反应为Al2(SO4)314H2O+6HCO,C-2AI(0H)3I+3SO42-+6CO2+14H20可见，铁盐和铝盐均能与磷酸根离子(POL)作用生成难溶性的沉淀物,通过去除沉淀物而除水中的磷。按照德国有关资料，化学除磷所需的金属盐消耗量与要求的出水含磷量有关，当要求出水含磷小0.5mg/L时，一般去除1kg磷需要投加2.7kg铁或1.3kg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。
42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2.3kgTS/kgFe或3.6kgTS/kgA1,此外，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2.5kg污泥或每kg用铝量产生4.0kg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50-100%,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%,全厂污泥量符增加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改造。其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，在出水含磷要求较严时，才考虑以化学法辅助除磷。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B羟丁酸）储存起来。当这些聚磷菌进入好轨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，形成高浓度的含磷污泥，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2〜2.4mg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，
43这种有机物与磷的比值越大，降磷效果越好。〜般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为1.5〜2%,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4%,生物除磷」二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，污水生物除磷的处理工艺必须在生物处理的好氧段前设置厌氧段，以保证生物除磷的效果。根据本项目进水含璘量和出水含磷要求，磷的去除率要求达到50%~75%,出水含磷量为l.Omg/L,采用生物除磷工艺，特别是根据生物除磷原理对处理工艺进行优化后，是完全能够满足出水要求的。从上述的分析可以看出，本工程的污水水质满足生物除磷的基本要求，设计合理时能够满足水质标准的要求，而化学除磷的运行费用高，管理复杂,污泥量大，化学污泥的处理和处置难度大，因此本工程的污水除磷采用生物方法。5）硝酸盐的去除氮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，一般情况下总氮也是污水处理厂出水的控制指标之一，国外一般以总氮作为氮的控制指标，我国也将修改现行的以氨氮为指标的排放标准。经过好氧硝化处理后的污水，其中大部分的氨氮都被氧化成为硝酸盐（no3--n）,反硝化菌在溶解氧浓度极低或缺氧情况下可以利用硝酸盐中氧作为电子受体，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，通常称之为反硝化过程。其能量来源于甲静、乙酸、甲烷或污水中的碳源，反应方程式如下：
446NO3'+5cH30Hf3用t+5CO2+7H2O+6OH-8NO3'+5CH3COOHf4Nzt+1OC02+6H2O+8OH-8NO3-+5CH4f4冲f+5CO2+6H2O+8OH-IONO3-+Ci0H19O3Nf54t+10CO2+3H2O+NH3+10OH-在反硝化过程氢氧根离子与水中的二氧化碳反应生成重碳酸根离子：OFT+C02THCW从上述硝化和反硝化过程反应方程式可以看出：1）在硝酸盐还原为氮气的反硝化过程中，反硝化菌利用硝酸盐（NO3-）作为电子受体，而以污水中的有机物作为碳源提供能量并使之氧化稳定。每转化1kgNO3--N为N?时，需要消耗有机物（以BOD5计）2.86kg,即反硝化1kg硝酸盐可以回收2.86kg氧。2）硝化过程会产生H+,消耗水中碱度，当碱度不够时，污水的pH值将下降至维持硝化反应正常进行所需的pH值以下，从而使硝化反应不能正常进行。每氧化1kgNHJ-N为NO3--N时要消耗碱度7.14kg。而反硝化反应则伴随有OT产生，每转化1kgNO3--N为N2时要产生3.75kg碱度，即可以回收3.75kg碱度，使硝化过程消耗的部分碱度得到补充。因此，从降低能耗（利用NO「-N作为电子受体氧化有机物）、回收碱度，保证硝化进行过程以及改善生物除磷效率的角度来看，在本项目采用反硝化或部分反硝化的生物脱氮工艺是有利的。综上所述，根据四川某市污水处理厂的进水水质和要求达到的出水指标,本
45工程最佳的污水处理工艺是生物除磷脱氮工艺。4.1.3.2生物脱氮除磷工艺近年来，常用的生物脱氮除磷（二级强化处理）工艺主要有三类：第一类为按空间进行分割的连续流工艺，第二类为按时间进行分割的间歇式工艺，第三类为前两类的不同组合。1）按空间进行分割的连续流工艺按空间分割的连续流工艺是指各种功能在不同的空间（不同的池子或分隔）内完成。成熟的工艺有：A/0（厌氧/好氧）法、A/A/O法、UCT（包括MUCT）法、AB法和氧化沟等。%A/0（厌氧好氧）法A/0（Anaerobic/Oxic）工艺即厌氧/好氧工艺是厌氧区和好氧区组成的最简单的强化生物除磷工艺。其工艺流程见图4.1。图4.1A/0法工艺流程框图回流活性污泥被回流至厌氧区中，污泥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B
46羟丁基酸）储存起来。然后混合液进入好氧区，聚磷菌在好氧条件下降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到生物除磷的目的。在具有足够泥龄的条件下，BODs在好氧池内被降解的同时，NH3-N也将完成硝化反应。因为回流活性污泥被回流至厌氧区，在好氧区按硝化设计时，该系统也同时具有脱氮功能，其脱氮效率取决于活性污泥回流比。一般认为A/0工艺有硝化时存在以下缺点：a）为了避免回流活性污泥中所含硝酸盐氮破坏厌氧系统影响除磷效果,污泥回流量需要控制，因此其脱氮效率有限。也就是说该工艺的主要功能在于除磷。b）为要进行硝化反应，系统的泥龄比无硝化A/0工艺的要长，从而使除磷效率有所降低。佛山市镇安净水厂采用的即为A/0工艺，该厂的2001年的进出水水质如表4.3..表4.3镇安净水厂2001年进出水水质表项目CODbod5SSTPnh3-n进水128.677.152.12.4816.7出水16.56.36.40.614.4山于镇安污水处理厂采用A/O工艺，主要偏重于除磷，对四川某市污水处理厂这种TN达45mg/l的水质，若采用该工艺有可能NH3-N的出水达不到排放标准。b、A/A/O法A/A/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。其构造是在A/O
47工艺的厌氧区之后、好氧区之前增设一个缺氧区，好氧区具有硝化功能，并使好氧区中的混合液回流至缺氧区进行反硝化，使之脱氮。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。其流程见图4.2o进水》厌氧■池(A)缺氧池(A)好氧池(O)二沉池k1t—rr~~~।I泥含液M液回流污泥图4.2A/A/O工艺流程框图在系统上，该工艺是最简单的除磷脱氮工艺，在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下，可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，使得SVI值一般小于100,有利于泥水分离，在厌氧和缺氧段内只设搅拌机。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，脱氮除磷效果好。目前，该法在国内外广泛使用，广州市大坦沙污水厂一、二期工程即采用A/A/O工艺，运行良好。但是A/A/O工艺存在一些缺陷:a）回流活性污泥（外回流）直接回流进入庆氧池，其中夹带的大量硝酸盐氮回流至厌氧池，破坏了求氧池的厌氧状态，从而影响微生物释磷的过程也即影响了系统的除磷效果。b）内回流增加了系统的能耗和污水处理运行成本。c）研究结果表明，MLSS
48中的含磷量随污泥负荷的降低将大幅度下降。生物除磷需要高的污泥负荷，而生物脱氮则需要低的污泥负荷，在A/A/O工艺中要使二者同时达到最佳状态是困难的，一般是以生物脱氮为主，生物除磷为辅。c、氧化沟法氧化沟法工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，也可以山多个类似“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系统的基础匕DHV公司和其在美国的专利特许公司EIMCO又推出了Carrousel2000系统，如图4.3。
49回流污泥图4.3Carrousel2000工艺流程框图Carrousel2000氧化沟与传统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。实际上，Carrousel2000氧化沟的除磷脱氮原理与A/A/O工艺是一致的,只是Carrousel2000氧化沟不需设置专门的混合液回流设备而已，因此比A/A/O工艺运行费用略低，投资更省，故在我国得到了广泛的应用。山于Carrousel2000氧化沟采用的是垂直轴叶轮表面曝气机，其服务水深最大仅达4.5m,因而氧化沟的占地面积偏大，充氧动力效率偏低，这在一定程度上限制了Carrousel2000氧化沟的应用。为了解决这个问题，将垂直表面叶轮曝气机曝气改为微孔曝气，同时在池中增设潜水搅拌机推流，从而增加了服务水深，减少了占地面积，获得了比表面曝气更高的动力功率。2）按时间分割的间歇式工艺——序批式活性污泥法（SBR）序批式活性污泥法，又称间歇式活性污泥法，是在一座池中实现生物反应和沉淀的一种污水处理工艺。近年来，随着自控技术及监测仪表的发展，这种工艺越来越成为污水处理的主流工艺，已发展成为多种形式，主要有传统SBR、ICEAS、往复式活性污泥法等。
50a、传统SBR法与按空间分割的连续流工艺不同，传统SBR工艺是在同一反应器中不同的时段分别形成厌氧、缺氧、好氧生物反应过程以及沉淀、排泥、浅水、泥水分离等过程。传统SBR工艺运行程序如图4.4oSBR工艺的特点如下：a）生物反应、沉淀均在一个构筑物内完成，流程短、构筑物少，节省占地，造价低。b）承受水量、水质冲击负荷能力较强。c）污泥沉降性能好，不易发生污泥膨胀。d）对有机物和氮的去除效果好。但传统SBR工艺较难达到厌氧状态，因而除磷效果一般；需在池中增设搅拌装置，运行周期长。
51图4.4传统SBR工艺运行图b、ICEAS工艺ICEAS工艺即间隙循环延时曝气系统，该工艺是澳大利亚人Goronszy开发的，是传统SBR工艺的一种变型。与传统SBR工艺比较其不同之处为：该工艺是连续进水间隙出水，而传统SBR工艺是间隙进水间隙出水；在构造上，该工艺分预反应区和主反应区两段，其预反应区对生物具有选择作用，因而也称生物选择区。通过设置生物选择区，该工艺可有效地抑制丝状菌的生长，从而改善了污泥的沉降性能，使出水水质更好。其构造见图4.5。
52图4.5ICEAS反应器基本构造但该工艺无污泥回流，除磷脱氮时需在主反应区设置搅拌设施，设置非曝气时段，设备闲置率较高，除磷效果得不到保证。昆明第三污水处理厂采用的就是这种工艺。c.往复式活性污泥法为了解决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20%）；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4.6。
53图4.6往复式活性污泥法反应器构造图本工艺前置一道“生物选择区”，形成浓度梯度；中间设厌氧区，可使磷释放；后设主反应区，主反应区除去除BOD和脱氮外，另有一部分污泥回流至生物选择区，污泥回流量约为进水量的20%左右。通过以上改进，往复式活性污泥法既保留了传统SBR静态沉淀、出水SS低的优点，又构造了专门厌氧区和预反应区（二个区只设搅拌），使除磷效果稳定可靠；通过对鼓风量的限制，主反应DO有50%时间接近零，30%时间DO接近lmg/1,20%时间DO接近2mg/L从而造成了同步硝化与反硝化，不仅使脱氮得到保证，而且氧的利用率也显著提高。4.1.4可用于四川某市污水处理厂的工艺四川某市污水处理厂接纳的污水为分流制污水，要重点考虑的项目为SS、NH3-N和TP,因此该项目所采用的工艺应该是能保证SS、NH>N、TP被有效去除的工艺，是能够适应水质、水量变化的、成熟的、稳定的、先进
54的工艺。根据前面对第一类工艺的的叙述，A/O工艺不能保证NH3-N被有效地去除，因此不参加比选。A/A/O工艺可以同时除磷脱氮，但需大量的混合液回流及污泥回流，其能耗较高，不参加本项目的比选。将氧化沟的机械曝气设备换成微孔曝气设备，既解决了氧化沟动力效率低，满足氧化沟除磷脱氮的要求，且只需污泥回流而不需混合液回流，但由于占地面积较大，因此也不作为推荐方案。第二类工艺中，传统SBR工艺和ICEAS工艺除磷效果不够稳定，需延长周期，且需增加搅拌设施，因而不作为本项目的推荐方案。往复式活性污泥法是ICEAS工艺的改良型，正越来越受到人们的重视，它除具备SBR一般的特点外，还具备推流式特点，有基质浓度梯度和较高的污泥负荷可控制丝状菌造成的污泥膨胀，同时也具备完全混合法的特点'-耐冲击负荷、适应水质变化，尤其是适应处理污水量小的工程。4.1.5污水处理推荐工艺在《四川某市污水处理厂工程可行性研究报告》中，推荐采用UNITANK工艺。Unitank工艺是将串联的数格（最少两格）串联运行，最后一格作沉淀，运转一阶段后，再逆向运转，末格的沉淀池作为首格，带动了前批的沉淀污泥，形成了混合液，这就省去了一套回流污泥抽升设备。该工艺构造简单紧凑，占地省，不需要另设二沉池。该工艺在空间上没有明确的厌氧、缺氧、好氧功能区划分，
55而是随时间和空间不断地变化。因此对污水的生物除磷和脱氮的效果不稳定。往复活性污泥法（CAST工艺）根据进水水质及出水水质要求调整运行周期和时序，在曝气期内设置非曝气阶段（生物选择区和厌氧区），可形成厌氧、缺氧和好氧交替运行状态，功能分区明确，对污水的生物除磷脱氮效果好、稳定，运转灵活，而且可以根据水质的变化情况调整整个系统的运行参数，对水质和水量的适应性强。与Unitank相比，往复活性污泥法耐冲击负荷，可适应水质变化，生物脱氮除磷的效果好且稳定。由于进入四川某市污水处理厂的污水中有一部分工业废水以及对除磷的要求，经综合考虑本工程的水质特点和处理要求，本初步设计推荐往复式活性污泥法（CAST工艺）作为污水处理的工艺流程。4.2污泥处理工艺选择污水处理过程中一部分污染物质转化成了污泥。生污泥含水率高、有机物含量较高，不稳定，还含有致病菌和寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。因此，必须对污泥进行处理和处置。污泥处理的目的是：分解有机物，杀灭致病菌和寄生虫卵，使污泥稳定化；降低水分，减少污泥体积，便于运输和处置；尽量利用污泥中的资源；避免磷的释放和污染。城市污水处理厂传统的污泥处理流程框图如图4.7。
56图4.7污泥处理流程框图4.2..1剩余污泥量污水中悬浮物质含量越多、溶解性污染浓度越高，其产泥量就越多。污泥龄越短其产泥量也越大。根据德国ATV计算公式及国内经验，本项目在该水质、污泥龄条件下，去除每公斤BODs产泥量达1.2公斤。本项目需处理的污泥量为5760kgTs/do4.2.2污泥浓缩脱水工艺污泥浓缩有重力浓缩、机械浓缩两种。采用重力浓缩在污泥处理过程中会造成的磷的释放，需要设置专门的除磷池，从而使系统复杂化；重力浓缩效率低、占地面积大；浓缩池的臭气需要处理，增加了除臭设备的容量。因此，在本工程设计中不考虑重力浓缩，而采用机械浓缩脱水方案。常见的机械浓缩脱水机有带式和离心式污泥浓缩脱水一体化机2种，它们的比较列于表4.4中。
57从表4.4中看出，两种机型均可，从能耗，减少运行费用以及控制投资等方面考虑，应选带机。但从操作环境、冲洗水量省、管理方便、占地省等方面考虑，应选离心机。在本次方案中，采用带式浓缩一体化脱水机。表4.4带机与离心机技术经济比较表项目带式浓缩脱水一体化机械离心式浓缩脱水一体化机械操作环境较差较好噪声小较大(88dB(A))出泥干度20〜25%20〜25%反冲洗水约lOn?/h,需设加压泵连续冲洗1只需开停机时清洗，无需加压总装机容量较小较大设备费低高占用场地较大较小维护管理滤带容易走偏，但是可自动纠偏简单运行费用低高4.2.3污泥稳定工艺对本项目来说，需要实现氮的硝化，系统污泥龄较长，推荐方案基本属延时曝气系统，产生的污泥已得到部分稳定。但这种污泥经浓缩脱水后其含水率仍高达75~80%,难于处置。木项目总污泥量将达到5.7t/d,若不采取必要的稳定措施，这么大量含水率高的污泥，将是一个令人
58头痛的问题，应该深谋远虑，提前抉择。本设计就污泥稳定化设施的设计作一些探讨。污泥稳定的常用工艺有：厌氧消化、好氧消化、热处理、加热干化和加碱稳定，以下分别加以叙述，以选择合适的污泥稳定及处置工艺。1）厌氧消化厌氧消化是最为普遍的污泥稳定处理工艺，一般分为常温消化（不加热）、中温消化（消化温度约35。0和高温消化（消化温度约55。0。污泥厌氧消化的处理费用相对适中，可以产生沼气。在大型污水处理厂中产生的沼气可以用于加热消化池、驱动鼓风机和发电。厌氧消化的主要优点a）可以产生甲烷（超过消化加热所需数量），即可以回收能源。b）可以使污泥中有机物浓度降低40~60%,减少污泥体积30-50%。c）有利于污泥的脱水处理，进一步减少脱水污泥的体积。d）消化稳定后使污泥臭味减少。e）采用加热高温消化的病原体去除率高。b、厌氧消化的主要缺点a）基建费用高，机械设备多（部分是沼气利用设备）。b）需要再次处理的量大（例如对消化液需耍进行除磷处理），需要加热维持消化所需要的温度等。c）从安全角度考虑，需要设置禁火区域，使用地范围进一步加大。d）管理比较麻烦，管理水平要求高，运行费用高•
59从国内污水处理厂实际运行情况来看，山于消化产生沼气的甲烷含量不稳定，发的电亦不稳定，给并网和利用造成了困难，因此，大多数污水处理厂都不能很好地利用厌氧消化所产生的沼气。C、厌氧消化的投资和成本时四川某市污水处理厂污泥而言，按干污泥5.7t/d进行消化来测算，厌氧消化产生的沼气成本约为1元/n?左右，价格偏高。由于污水处理厂消化池沼气产量不稳定，作为商品出售，目前有一定困难，常常自用和放空（或燃烧）。研究和实测证明，中温消化对不稳定的污泥，有稳定和减量作用，但其无害化效果不明显。污泥在消化过程中产生的热量少，不能靠此来杀菌，要从外部加热消化池才能达到中温。当污泥温度大于53℃,密闭30min以上时，才能使蛔虫卵100%死亡。当保持120min左右时，大肠菌群才为阴性。我国南方城市（如深圳）多采用常温消化，常温消化无法使污泥达到无害化,也难以达到完全稳定和取得较好的减量效果。当污泥量较小时，污泥厌氧消化的经济性较差，木工程的污水处理量仅3万m3/d,因此不宜进行污泥厌氧消化。2）好氧消化好氧消化主要用于小型污水处理厂（规模小于2x104m3/d）中，与厌氧消化相比，该工艺的特点是初期投资较低，动力消耗较大，因为好氧消化需要靠充氧来维持。在污水处理厂中，好氧消化不一定是一种单独的污泥处理工艺，延时曝气工艺污水处理微生物可利用内源呼吸进行好氧消化，此时污泥已经部分达到了稳定的程度。
60堆肥亦属于好氧消化。3）污泥热处理污泥热处理是在2.76MPa的压力下，将污泥加热至150~160℃的温度进行处理（或叫“蒸煮”）的工艺。污泥在反应器内的停留时间为15~30min,处理后的污泥由反应器排至排泥罐进行重力浓缩，同时被冷却至45〜55。。然后进行后续处理。在排泥罐内将蒸汽与污泥分离，并进行除臭处理。a.污泥热处理的优点a）改善污泥的脱水性能。b）杀死病原体。c）分解有机物。b、污泥热处理的缺点a）工艺过程较为复杂。b）设备需要量较大，初期投资较大；c）能耗大。4）热干化热干化是利用热能将污泥烘干，目前所用的污泥干化器有直接干化器、间接干化器和多效蒸发干化器。干化器可以使用电力、沼气、燃油或红外装置作为热源。a、热干化可达到污泥稳定的目的
61热干化过程的高温（大于90。0灭菌效果很彻底，产品可完全达到杀菌卫生指标。根据研究，含水率在22%以下，微生物活性受到完全抑制，即达到稳定。污泥干化后的污泥呈颗粒或粉末状，体积仅为脱水污泥的1/5〜1/4,而且山于含水率在10%以下，微生物活性受到完全抑制，避免了产品因微生物作用而发霉发臭，利于储藏和运输。b、污泥干化的优点a）减量化：污泥体积显著减小至脱水污泥的1/4〜1/5。b）稳定化：干化污泥性能稳定，便于运输和储藏，易被接受。c）无害化：臭味消除，无病原物。e）资源化：能回收、利用，产品具有多种用途，如作为肥料、土壤改良剂、燃料等。c、污泥干化的投资a）按引进设备考虑，5.7t/d干泥进行热干化的投资约2000万元。b）按天然气2.2元/n?计，单位颗粒污泥的运行费约为1100元儿d、干颗粒污泥的利用a）热干化产品呈坚硬、无粉尘的颗粒，是一种优质高效的有机肥。这种有机肥具有持久缓释的肥效，为植物提供氮、磷等养分，而且污泥肥中丰富的钾、钠、钙、镁等为植物提供了生长所需的微量元素。b）
62泥肥为土壤添加了大量的有机物，使土壤结构疏松、容重降低、渗透性和保湿性增强、抗蚀能力提高，大大改善了土壤的物理、化学和生物性质，有效预防了单一使用化肥带来的土壤板结问题。c）国外普遍将污泥肥应用于农林作物、园林绿化、矿区或曾遭大火破坏的土地复耕、填埋场覆盖土、高尔夫球场草坪养护以及沙化土壤的改善等等。d）由于颗粒污泥具有较高的热值（12〜18MJ/kgLHV,接近褐煤的热值）,因而是用于燃煤电厂、垃圾发电厂或水泥窑联合燃烧的极佳燃料。在二十世纪九十年代热干化技术得到迅速发展，预计在新世纪里热干化技术将得到更大的应用。5）加碱稳定近年来，加碱稳定（即用碱性添加剂取代石灰的方法）的优点越来越受到人们的重视。加碱稳定化是在污泥中加入石灰、水泥窑灰或飞灰等碱性物质，使污泥pH值大于12,并保持一段时间，利用强碱性材料或石灰放出大量的热杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属，处理后污泥可直接施用于农地。其优点是可以消除病原体，缺点是不但不会减少污泥量，而且还会增加污泥量。加碱稳定后的产物可以进行堆肥处理,含固率60%的产品可以用于农业、园林业、改良土壤、修筑堤坝、斜坡等。碱性稳定化的两个主要处理方法是N-ViroSoil方法和Agri-Soil方法。前者在碱性稳定后通过机械翻堆或其它方法使污泥快速干燥，后者则在混合碱性物料后进行堆肥。该工艺在美国、欧洲和澳大利亚的污泥处理中得到了一定使用。上述5种稳定工艺各有特点，污泥热处理要在高温高压条件下运行，污泥好氧消化适宜于小规模（小于m3/d）污水处理厂，加碱稳定会增加污泥量，这3
63种工艺都不适合于四川某市污水处理厂。常温厌氧消化的投资与热干化接近，但是厌氧消化对污泥的无害化处理效果不如热干化好，厌氧消化后，高含水率的消化污泥仍需进一步脱水处置才能有效地利用。从无害化、稳定性和资源利用的角度出发，采用热干化工艺可以三者兼得。本工程的污泥量较小，采用的污水处理工艺的污泥龄较长，污泥已经基本稳定，因此不再考虑其它特殊的污泥稳定处理。4.2.4污泥最终处理目前我国城市污水处理厂污泥大都采用填埋方式处置，国外许多国家对污泥处置采用较多的方法是焚烧、卫生填埋、堆肥、干化利用等。1）焚烧处置对污泥进行焚烧处置，可以做到污泥的无机化和无害化。用于污泥焚烧处理的焚烧炉有多层焚烧炉、流化床焚烧炉、电红外焚烧炉、复合床焚烧炉等，常用的是多层焚烧炉和流化床焚烧炉。污泥焚烧是否需要外加燃料，取决于污泥本身的热值（如有机物含量）和污泥的含水率。含水率为70〜80%的污泥进行焚烧时一般需要添加辅助燃料，含水率为50%的污泥一般不需辅助燃料就可以焚烧。由初沉污泥和剩余活性污泥组成的混合污泥的热值一般为2.2x104kJ/kgDSo污泥焚烧的温度取决于所采用的焚烧炉类型，如多层焚烧炉干化区的温度为427~760℃,燃烧区的温度为760~927℃；流化床焚烧炉上层温度一般
64为730~760℃,最终的氧化温度可以达到840~900℃o污泥焚烧处置需要配套前处理和后续处理设施。堇要的配套处理工艺包括三方面：对于焚烧前的污泥进行干化处理，以便使污泥能够自燃，从而减少辅助燃料的消耗量，降低运行成本；需要对尾气进行处理，以便达到规定的排放标准，保护大气；对■废热进行回收利用等。a,焚烧处置优点a）对污泥处置迅速，减容量大（70〜90%）,无害化程度高。b）占地面积小。b、焚烧处置缺点a）工艺复杂，一次性投资大。b）设备数量多，操作管理复杂，能耗高，运行管理费亦高。c）有潜在的大气及二嗯英污染危险。焚烧法适于经济发达地区。2）堆肥污泥与其它填充剂混合高温堆肥，污泥腐熟程度高，病原体和寄生虫卵去除较彻底。堆肥可以使富含氮、磷等元素的污泥用作肥料或者土壤改良剂。生污泥、消化污泥或经过化学稳定处理的污泥都可以进行堆肥处理。常用的污泥堆肥方法有三种。八好氧静态堆肥
65脱水泥饼与粗的填充剂如木削混合，混合物堆放在填料床上，填料床内设有风管，采用鼓风机进行供氧，空气流动方式可以是上流式或下流式。料堆表面用一层熟料覆盖，以便隔离和吸收臭气。堆肥过程完成后，可以将堆料打碎，采用筛分机把填充剂分离出来，以便再用。b、好氧动态堆肥混合料被堆放成长条形，料堆应具有较大的比表面积，以便进行空气的对流与扩散。也可以进行强制鼓风。料堆由机械设备进行周期性的翻堆。还有一种DANO工艺，污泥在旋转的滚筒中进行好氧发酵,需氧由鼓风机供给。该法机械化程度高，周期短，环境条件好，是最先进的堆肥工艺。但动力消耗和维护工作量大。c、料仓堆肥混合料从堆肥仓的一端进入，向堆肥仓的出料端运动，达到足够的停留时间后离开堆肥仓。采用强制鼓风的方式使空气通过堆肥仓，混合料则可以以不进行扰动的推流方式或进行周期性混合的方式经过堆肥仓。在堆肥过程中，微生物活动需要氧气，产生二氧化碳、水蒸气和热量。虽然堆肥的温度可以超过70。。但是常用的堆肥温度为50~60℃,经过3~10d,堆肥温度逐渐下降。在堆肥过程中除需要供氧外，还需要除去废气、水蒸气和热量。通气量可以控制堆肥温度和干化速率。堆肥过程可以除去水分，污泥的含固率可以由40%提高到55%。堆肥最大的缺点是生产周期较长，必须严格控制污泥中的重金属等有害物，堆肥产品受市场影响较大。3）卫生填埋
66污泥卫生填埋是把脱水污泥运到卫生填埋场与城市垃圾一起，按卫生填埋操作进行处置的工艺。常见的有厌氧和兼氧卫生填埋两种。卫生填埋法处置具有处理量大、投资省、运行费低、操作简单、管理方便，对污泥适应能力强等优点。但亦具有占地大，容易堵塞渗滤液收集系统,渗滤液及臭气污染较重等缺点。卫生填埋法适宜于填埋场地容易选取、运距较近、有覆盖土的地方。迄今为止，卫生填埋法是国内外处理城市污水处理厂脱水污泥最常用的方法。4）干化利用前已述及，采用热干化工艺的产品是含水率小于10%、粒径为卜4mm的固体颗粒，污泥颗粒可直接用于农业、园林、燃料或进行填埋处置。要确定适宜的污泥处置工艺，特别是要走污泥综合利用的道路，就应知道现有污泥成份，并预测未来污泥成份，才能收到良好的效果。四川某市没有这方面的资料，只能借鉴其它城市的资料。四川某市污水处理厂接纳的污水主要为生活污水，污泥中的重金属含量不会高，因而具有综合利用的潜力。为了解决脱水污泥含水率大、易发臭、运输利用不便的矛盾，本工程考虑采用污泥干化工艺对污泥进行进一步脱水处理，产生含水率为10%的颗粒污泥。四川某市污水处理厂每天产生约23.5t/d的颗粒污泥，每年产生8577t/ao
67木工程的污泥处置首选方案为园林利用，当园林利用存在剩余时，再把剩余污泥颗粒作为垃圾发电厂的燃料，事故时和污泥干化设施尚未建成时，可将脱水泥饼就近运到污泥填埋场与垃圾一同进行卫生填埋。上述方案既把脱水污泥作为资源利用，乂解决污泥的出路和污泥单独焚烧时带来的一次性投资大、烟气处理装置复杂等问题。4.2.5污泥处理与处置工艺流程确定根据以上的论证分析，本工程的污泥处理与处置工艺采用如下流程:剩余污泥二寸污泥浓缩脱水间|泥饼外运、卫生填埋4.3中水回用与出水消毒4.3.1中水回用1）中水回用规模污水处理厂每日尾水排放量较大，中水回用可以有效利用水资源，降低运行成本，这与国家的产业政策是相符的。本工程自身需要的中水回用量为30〜400?小（主要供绿化、冲厕等），因此，从需求、水厂现阶段的供水能力、投资、实施的难度来说，本项目建设供厂外使用的中水处理设施目前是不经济的。建议本项目中水处理规模为40n?/h,仅供厂内使用。2）回用中水标准中水水质标准按《生活杂用水水质标准》执行，详见表4.5。
68表4.5生活杂用水水质标准及排放标准项目杂用水标准本工程出水指标GB8978-96二级标准浊度(NTU)5—,—悬浮性固体（mg/L）102030色度（度）308080pH值6.5-9.06.0〜9.06.0-9.0BOD5(mg/L)102030CODCr(mg/L)5060120NH3-N(mg/L)101025游禺余氯（rng/L）管网末端水20.2——总大肠菌群（个/L）3——从表4.5中可以看出，城镇二级污水处理厂出水水质标准明显低于杂用水质要求。根据国内深度二级污水厂实际运行情况，除按一级标准执行时NIUN出水通常可小于5mg/L外，其它指标均高于杂用水标准，个别指标在《综合排放标准》中并未考虑。因此，要污水回用，还需进行深度处理。3）中水处理方案选择
69污水深度处理工艺很多，主要有混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、反渗透等，除混凝沉淀和过滤外，其它工艺多用于水质要求较高的场合。混凝沉淀可以降低污水的色度和浊度，去除多种高分子物质、有机物和某些重金属毒物（如汞、镉、铅）和放射性物质，且除磷效果显著。过滤可以进一步去除生物处理和混凝沉淀中未能沉降的颗粒和胶状物质，进一步降低浊度和色度，也可以增加对磷、BODs、CODs重金属、细菌、病毒和其它物质的去除率。常规的混凝沉淀、过滤工艺虽然具有上述优点，但也具有构筑物多，工程量较大的缺点，这些缺点会增加回用水处理投资和运行成本，使污水回用不经济。深圳滨河污水厂在进行回用水处理时，采用直接过滤法，不仅处理效果好，而且构筑物少，还可实现自动化运转。所谓宜接过滤，即是污水不经常规混凝、沉淀而直接进入过滤系统。根据该厂的研究，“当不投药直接过滤时，出水水质明显比投药过滤差”，而且对溶解性有机物、色度、TP的去除率较低。根据该生产性试验装置（Q=1000m3/d）运行情况，除氨氮外，其余指标均满足杂用水标准耍求。氨氮超标的原因在于滨河污水厂是按常规二级处理工艺运行，未考虑脱氮除磷，使出水氨氮为10-20mg/L,也说明混凝沉淀、过滤工艺对氨氮的去除效果较差。考虑到生物脱氮或物理化学脱氮（如折点加氯、空气吹脱、选择性离子交换）的成本，对于那些未进行氨氮去除或去除率不高的污水厂，若仅考虑污水的自身回用而增加氨氮的去除工艺显然是不经济的。国内的污水处理厂如深圳的滨河、罗芳污水厂、大坦沙污水处理厂一、二期工程、成都三瓦窑污水处理厂均采用了直接过滤中水回用工艺，处理效果证明可以满足中水回用要求。本项目采用了生物除磷脱氮的工艺，系统有效泥龄为12d,又可确保出水NH3-N值低于10mg/L,具备采用直接过滤工艺的必要条件，
70因此，本工程推荐采用直接过滤工艺。4.3.2出水消毒方案为了有效地保护沱江及东江水源，防止传染性病原菌对人们的危害，降低水源的总大肠菌群数，对污水处理厂出水进行消毒是十分必要的。(1)消毒方法概述常用的消毒方法有氯消毒、C1O2,紫外线、臭氧、热处理、膜过滤等。0、加氯法加氯法主要是投加液氯或氯化合物。液氯是迄今为止最常用的方法，其特点是液氯成本低、工艺成熟、效果稳定可靠。由于加氯法一般要求不少于30min的接触时间，接触池容积较大；氯气是剧毒危险品，存储氯气的钢瓶属高压容器，有潜在威胁，需要按安全规定兴建氯库和加氯间；液氯消毒将生成有害的有机氯化物，在国外和我国，污水采用液氯消毒往往是应急措施,只是季节性或疫病流行时使用.含氯化合物包括次氯酸钠、漂白粉和二氧化氯等。其特点与液氯相似，但危险性小，对环境影响较小，但运行成本较高。在法国，离海岸较近的部分污水排放口和南部的几个排河二级污水处理厂采用了二氧化氯消毒。b、臭氧契化法氧化剂可以作为二级处理出水的消毒剂，最常用的是臭氧。臭氧消毒是杀
71菌彻底可靠，危险性较小，对环境基本上无副作用，接触时间比加氯法小。缺点是基建投资大，运行成本高。目前，一般只用于游泳池水和饮用水的消毒。北美个别污水处理厂采用03消毒污水，德国有几个污水厂在结合紫外线照射法做试验。c、紫外线消毒法紫外线是近十多年来发展得最快的一种方法。在一些国家，紫外线有逐步取代氯消毒、成为污水处理厂主要消毒方式的趋势。紫外线消毒的基本原理为：紫外线对微生物的遗传物质（即DNA）有畸变作用，在吸收了一定剂量的紫外线后，DNA的结合键断裂，细胞失去活力，无法进行繁殖，细菌数量大幅度减少，达到灭菌的目的。因为当紫外线的波长为254nm时，DNA对紫外线的吸收达到最大，在这一波长具有最大能量输出的低压水银弧灯被广泛使用，在水量较大时，也使用中压或高压水银弧灯。紫外线消毒的主要优点是灭菌效率高，作用时间短，危险性小，无二次污染等。并且消毒时间短，不需建造较大的接触池，建消毒渠即可，占地面积和土建费用大大减少。缺点是设备投资高，灯管寿命短，运行费用高，管理维修麻烦，抗悬浮固体干扰的能力差，对水中SS浓度有严格耍求。目前在北美，已有1000多套紫外线消毒装置在运行；在欧洲，有一些紫外线装置正在试运行中；国内已有多家污水处理厂采用或准备采用紫外线消毒。d、热处理法热处理法是最彻底的消毒方法，也是最昂贵的方法。为保证可靠的灭菌效果，废水要在高压、100C以上的条件下加热一定时间，排放前又要降低到排放要求的温度，能耗很高。运行方式常为间歇运行方式，水
72量较大时也采用连续运行方式。一般都安装了热交换器，回收余热。目前，该法只用于一些要求高、危险性大的废水。在德国，热处理法用于医院、基因工程工厂、动物尸体销毁站的废水消毒。e、膜过滤法膜过滤法主要用于饮用水和特种一匚业用水的消毒处理，用于废水消毒的只有英国和澳大利亚，各有一个厂在运行，德国有几个厂在试验中。该法的特点是除消毒外，还可去除其它杂质。由于孔易堵塞，膜易积垢且冲洗困难,能耗高，化学药昂贵，成本也高，目前无法推广。上述几种消毒法的比较列于表4.6中。
73表4.6各种消毒技术的比较类型液氯含氯化合物臭氧紫外线照射热处理膜过滤应用范围自来水和各种废水自来水和各种废水饮用水和游泳池水自来水和经二级或三级处理的废水医院、屠宰场等含病原菌的污水饮用水和特种工业用水应用国家各界各国法国北美北美和欧洲德国英国、澳大利亚、德国优点成理稳备和费艺及果设资行低工瓢效忠投运必处理效果稳定，设备投资少，对环境影响较液氯小占地面积小,杀菌效率高，并有脱色和除臭效果，对环境影响小占地面积小，杀菌效率高，危险性小，无二次污染杀菌彻底可过滤其他杂质，无危险性，无副作用缺点面有危和污地尢在件次占积潜险二染占地面积大，运行费用比液氯高，有二次污染设备投资大，运行费用高设备费用高，运行费高，灯管寿命短，受水质影响大能耗大，操作复杂效果不稳定，操作复杂，运行费用高基建投资中低高高高高运行费低中高较高高高2）四川某市污水处理厂出水消毒方案以上介绍的多种方法都可以达到消毒目的，但多数方法的运行成本太高,应用于城市污水处理厂不合适。加氯方式虽然存在占地面积大，具有第二次污染的潜在危险，但其成熟、投资低、运行费用低，因此，本工程的污水消毒推荐采用投氯消毒法。4.4除臭方案
74城市污水处理厂内的主要气味源是污水厂的进水部分和污泥处理部分。德国工程师协会对城市污水厂各个部分的气味扩散进行了调查。常用测量嗅觉法的原理是：将待测气体用无味的人造合成空气进行稀秣，直到刚好可以闻出气味（嗅阈）时为止，把此时的稀释比作为表示被测气体气味强度的量度，所需的稀释倍数越大，说明气体气味越大。这个稀释比被表示为“气味单位结果见表4.7。表4.7城市污水处理厂气味值和波动范围处理厂工序部位气味值波动范围进水4525〜80格栅8532〜136曝气沉砂池6030〜90i般负荷曝气池5021-101延时曝气池3010〜43二沉池3012〜50机械污泥脱水室40050〜770表4.7可见，污水处理厂主要产生臭气的地方是预处理部分（如：泵房）和污泥处理部分。臭气的处理措施为对容易产生气味的生产性构筑物加盖封闭。在此基础上，在厂内布置集中抽风脱臭系统。该系统的任务是将各臭气源的气体收集至排风脱臭机房，经脱臭生物滤池处理后再扩散排放。污水处理过程中产生的气味物质，主要山碳、氮和硫组成，少数气味物质是无机化合物，如氨（N%）和硫化氢等。大多数的气味物质是有机物，如低分子脂肪酸、胺类、醛类、醛类、卤代燃以及脂肪族的、芳香族、杂环的氮或硫化物。这些物质都带有活性基因，特别容易被氧化，当活性基因被氧化后气味就消失了。
75除臭的方法有吸收、吸附和燃烧。燃烧法不现实。吸附一般用活性碳，目前也不现实。只有吸收法较为经济，吸收法又分为生物法、化学法和中性洗液法。在污水处理厂多采用生物法中的生物过滤法。生物过滤法，是把收集的废气通过长满微生物的固体填料，气味物质被填料吸收，然后被微生物氧化分解，完成除臭过程。因此填料必须有足够的有机成份，以便微生物生长。在国外污水处理厂常用的填料有：干树皮、干草，纤维性泥炭或它们的混合物。本设计考虑采用干树皮、干草等的混合物。整个处理工艺包括收集和处理。为了避免气味源气味扩散，扩散源要求封闭，并使它处于负压状态。吸气量的大小可根据室内是否进人计算，一般进人的地方按2〜8次/h换气量计算，不进人的地方，按2〜3次/h,有人工作的地方，按4〜8次/h。滤池总阻力按lOkpa,过滤池表面负荷选用100m，/m2ho以下我们对两个除臭方案作经济比较：方案一：只对主要臭气源，即进水部分和污泥处理部分的气味进行收集脱臭，需要密闭的构筑物有：进水泵房及粗、细格栅间、沉砂池、脱水车间等。方案二：对•厂内所有散发气味的构筑物进行密封抽风，在方案一的构筑物基础上，再加上面积较大的生物处理池，比较结果见下表4.8。表4.8除臭方案比较表单位：万元序号项目方案一方案二1风机及其他配套设备641392管道14293生物处理池加盖01504生物滤池66124
765沉砂池加盖1101106小计153.5552通过以上比较可以看出局部脱臭处理需一次性投入153.5万元，运行费用0.05元/n?,全部脱臭处理需增加一次性投入552万元，运行费用0.14元/m3»综上所述如全部采取集中脱臭处理将使工程投资加大，运行成本提高较多。部分除臭方案，投资及运行费均较省。根据本工程的实际情况，我们认为近期仍可不建脱臭设施。其理由是：首期工程水量较小（2万m3/d）,且生产构筑物距居住区较远，有足够的隔离地带。通过合理的平面布置及绿化设计，可以使臭气对周围环境的影响降低到最低限度。考虑到远期的发展，本工程仍预留有局部脱臭设施，可根据实际运行情况决定何时建设并运行。4.4推荐工艺方案流程根据以上叙述，本项目推荐污水处理工艺为：往复式活性污泥法；污泥处理推荐采用带式浓缩脱水一体化机，污泥处置建议在污水处理厂达到远期规模后在污水处理厂内建污泥干化造粒处置设施，首期则待污泥浓缩脱水后运至填埋场卫生填埋，填埋场运距为20km,污水消毒采用加液氯消毒。完整的工艺流程如图4.8。
77图4.8往复式活性污泥法流程图
784.4往复式活性污泥法工艺简介(1)组成往复式生物池由三个区组成：生物选择区、厌氧区和主反应区。生物选择区形成浓度梯度，厌氧区可使磷释放，主反应区去除BOD和脱氮，同时有一部分污泥回流至生物选择区。如图4.9。A:生物选择区B：厌氯区C：主反应区图4.9往复式活性污泥法基本构造(2)运行往复式活性污泥法是一种循环式活性污泥法，整个工艺为一间歇式反应器，在此反应器中，活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段重复，将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行，其运行模式与传统SBR法类似，有进水、反应、沉淀和出水及必要的闲置等五个阶段组成。从进水至出水结束作为一个周期，每一个过程均按所需的设定时间进行切换操作。往复式系统每一周期的循环过程见图4.10。
79污泥回流气阶段开始（视运希情况）|最陶池」***停止・气进水一闲置阶段（视具体运行情况而定）©最高水位*f11停止・气沉淀阶段开始上清液““f*i」停止■气沉淀阶段结束一损水阶段开始图4.10往复式系统的循环操作过程•充水/曝气在曝气的同时充水，充水/曝气时间一般占每一循环周期的50%o•沉淀停止进水和曝气，沉淀时间一般采用一小时，形成絮凝层，上层为清液。•撇水继续停止进水和曝气，用表面撇水器排水。
80•闲置在实际运行中，撇水所需时间小于理论时间，在撇水器返回初始位置三分钟后即开始为闲置阶段，此阶段可充水。(3)控制往复式活性污泥法的自动控制中央控制系统在各组池子反复曝气和非曝气的循环运行基础上进行，以设定的时间顺序自动控制每一循环周期中不同运行阶段的起始和结束时间，并根据每个循环周期中各个顺序的不同要求自动控制配水井、鼓风机、曝气阀、进水阀、表面撇水器和污泥泵等的运行操作。由于各个部分互相关联，故实行连锁控制：进水控制设施本身连锁，保证进水阀不致同时都处于关闭状态；曝气阀门和进水控制设施连锁，确保启闭时间的配合：鼓风机与撇水器连锁，防止撇水器处于运行状态时进行曝气。此外尚有撇水器的自动运行控制等。(4)特点1)往复式活性污泥法与常规法比，可以不建单独沉淀池，也可省去回流污泥设施，特别是当采用生物脱氮、除磷系统，可以省大量投资与经常费用：2)根据进水水质及出水水质要求调整运行周期和时序，在曝气期内设置非曝气阶段(生物选择区和厌氧区)，可形成厌氧、缺氧和好氧交替运行状态,实现脱氮除磷功能，运转灵活。3）采用矩形池结构，生物池间共用隔墙，可在省土建费用和工程建设用地。
814）适应水质、水量变化的能力强由于往复式活性污泥法同时具备推流式和完全混合法的特点，并且可通过改变运行方式来适应高峰负荷和低负荷的变化，不仅可保证系统在高峰负荷下正常运行，而且可使系统在达不到设计水质、水量的条件下节省大量能源。4.7类似工艺应用情况自从澳大利亚MervynCGoronszy推出了往复式活性污泥法后，世界各地已有200多个工程成功地应用了该项技术，近年来由于使用模块设计和共用隔墙结构，处理规模已向大型化发展，最大规模已达20万m5/do类似工程现举例如下：(1).Michigan州Dundee污水处理厂(3066mVd)进水(mg/L)出水(mg/L)BOD1442.7ss1397NH-N13.90.31TP2.90.3
82(2)Minnesota州BloomingPrairie污水处理厂(9700m'/d)进水(mg/L)BOD90〜400TN14.4NH3-N7.0TP5.7(3)Ohio州Catawba污水处理厂(5072m：'/d)进水(mg/L)BOD300TSS300TN50TP10(4)浙江湖州东郊污水处理厂(3万//d)bod5CODcrSSnh3-nTP(PO4-P)设计进水水质200350200404.0设计出水水质W20〈60〈20W10<0.5
834.污水处理1匚艺选择
844.污水处理厂工艺选择彭州市污水处理厂工程初步设计
855.污水处理厂工程设计5.1工艺流程及处理单元分组5.1.1工艺流程根据所选用污水及污泥处理工艺，本工程采用工艺流程如下:图5-1污水处理厂工程工艺流程框图5.1.2处理单元分组四川某市污水处理厂工程设计规模为3万m7d规模的二级处理。厂内主:要处理构筑物单元分组情况为：污水进水泵房按3万m7d规模设计，设备可根据实际情况分期或一次安装。旋流沉砂池按3万m3/d规模一次设计，一次建成，共设置2座。往复式活性污泥生物处理池1万m7d规模为1座，每座可分为2
86池。接触消毒池的设置按3万m3/d规模一次建设。各处理构筑物分组后，既能适应污水量的逐步发展，又能保证在某一组或一座停产检修时，其它处理构筑物能继续运转，增加系统的可靠性。污水量总变化系数Kz=1.42。5.2污水处理厂总体设计5.2..1厂区平面设计（1）平面设计原则厂区总平面布置遵循如下原则：1）功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积。2）流程力求简短、顺畅，避免迂回重复。3）变配电中心布置在既靠近污水处理厂进线，又靠近主要用电负荷处，以便降低能耗。4）建筑物尽可能布置为南北朝向。5）厂区绿化率不低于30%,总平面布置满足消防要求。6）交通顺畅，便于管理。（2）功能分区处理厂平面按功能分为厂前区、生产区，各区之间采用道路和绿化带相隔和连接，保证良好的工作环境和方便工作。3）厂区平面设计
87a、厂前区布置厂前区设在全厂的西面，布置有厂区主出入口、综合楼、停车场、园林小品等。厂前区与生产区之间用绿化隔离带和道路分开，保证厂前区优美的环境。综合楼楼上可俯视污水厂全厂及厂区周围，，风景优美,视野开阔。b、生产区布置污水从厂区的西北面引入，处理后从南面出厂。把厂内污水提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、污水浓缩脱水车间，这些环境条件较差的构筑物布置在厂区的北面，也便于运渣、运泥，厂区内的污泥、栅渣等从厂区的侧门进出，可避免对厂前区环境的影响。污水处理的主体构筑物——往复式生物处理池，布置在厂区的中部，鼓风机房、变配电间布置在厂区的东南面，便于生物处理的供风，避免管线的迂回。加氯间布置在接触消毒池之上，减少了占地面积。加氯间、接触消毒池、中水回用设施布置在厂区的南侧。以上布置紧凑，功能分区明确，流程顺畅。3）红线退让厂区南面退让市政道路40m。4）厂区道路为便于交通运输、消防、设备的安装维护，道路布置成环状，每个建（构）筑物间均有道路相通，厂内道路宽4m,道路转弯半径大于6m,混凝土路面。5）厂区给排水a,厂区给水厂区给水在厂内自行解决，采用在厂区内打井供厂内适用，压力
880.25~0.30MPa。厂区给水主要用于生活、生产及消防等。给水干管管径DN100。b、厂区排水厂区排水为雨污分流制，厂区雨水由道路雨水口收集后汇入厂区雨水管道，并自流排出厂外南侧的沟渠：厂内生活污水、生产污水、清洗水池污水、构筑物放空水、上清液等经厂内污水管道收集后汇入污水提升泵房，与进厂污水一并处理。6）厂区主要用地指标污水处理厂主要用地指标见表5.1。表5.1主要用地指标名称数量单位备注规划用地1.80ha市政道路0.42ha厂区用地1.38ha绿化用地0.45ha33%,用地指标0.46m2/m3在规划用地1.8ha中，，围墙内为1.38ha,市政道路占0.42ha,。绿化率将达33%,用地指标为0.46m2/m3污水，指标适中。5.2.2厂区竖向设计1）设计地面高程a、现状地面高程根据厂区地形图，厂区现状高程为562〜565m,平均高程约为564m.b、路网高程
89根据业主提供的厂外道路高程为高出原地面0.95m,原地面按564m考虑，则厂外道路高程为564.95m。c.排放水体与防洪污水处理厂位于污水处理厂排放水体六支渠的东侧，污水厂的防洪主要考虑六支渠的水位，根据建设单位提供的六支渠水文资料，历史上六支渠的最高水位为564.40m,在枯水期及非灌溉时期，六支渠基本断流，按50年一遇确定，六支渠设计流量为162.87n?/s。c、厂内设计地面高程的确定综合考虑污水处理厂与外界道路的衔接、防洪要求以及污水处理厂出水的排放等因素，本设计确定污水处理厂厂址的设计地面标高为565.3m,这样即能保证污水处理厂的道路与外界的衔接及厂外污水不汇入厂区，也能保证污水处理厂的防洪安全。。2）竖向设计在保证工程设施安全的基础匕充分考虑土方平衡以及运行费用的条件，尽可能减少构建筑物的基础处理、挖填方量和节省运行费用。构筑物的设计高程根据排放水体的高程计算，保证处理后的污水重力排入水体。排放水体的高程根据调查按照564.3m计，则以次为基础计算整
9014.结论个构筑物的高程，同时核对与地质条件的关系，尽量减少基础处理的费用。如往复式生物处理池的底标高在原地面下约2.5m,相对应的地质条件较好。经计算，厂内构筑物水力损失为3.2m。全流程的标高根据排放水体的最高水位564.4m,按照出厂水能够重力排放的要求，通过水力计算确定各个水处理构筑物的设计高程。5.3污水处理生产构（建）筑物工艺设计首期主耍的生产构筑物包括进水泵房，粗细格栅、旋流沉砂池、巴式计量槽、往复式生物处理池、鼓风机房、浓缩脱水机房、接触消毒池、加氯间等。四川某市的排水体制首期为合流制，若中途提升泵站考虑合流水量，则在厂内泵房、沉砂池也要考虑合流污水流量，合流污水经过沉砂池后溢流一部分，剩余流量按旱流的最大流量进入后续处理构筑物中处理。本设计由于没有有关管网和中途泵站的资料，厂内提升泵站设备，沉砂池的设计暂按旱流最大流量设计；生物处理池按旱季平均流量计算。在污水进入污水处理厂前设置溢流井，在雨季水量较大时，直接超越污水处理厂排入水体。5.3.1粗格栅井及污水提升泵房粗格栅间与泵房深度较大，在满足流态顺畅及操作空间足够的基础
91上尽可能紧凑布置以减少投资。(1)粗格栅*功能去除污水中较粗大的漂浮物(如树叶、杂草、木块、废塑料等)，保护水泵的正常工作。•格栅选型机械格栅按驱动方式分为臂式、链式、钢索牵引式和齿条式。本工程推荐采用钢绳牵引式格栅除污机。其特点是构造简单，运动部件位于地面，维护简单，抓斗容量大，可抓捞渠底渣物，运转稳定可靠。•设计参数格栅设计规模：3万nP/d栅前水深1.05m栅条间隙：b=25mm过栅流速：v=0.6m/s格栅安装倾角：73°过栅水头损失：△h=0.2m•土建尺寸本工程设1座粗格栅井，内分2格。平面尺寸：BxL=12x2.3m,地下深度5.20m,钢筋碎结构。・主要设备采用两台机械格栅除污机，栅宽B=1.0m,栅隙宽b=25mm,安装角度a
92=73°,栅条断面宽s=10mm。设置1台无轴螺旋输送机输送栅渣。每道格栅前、后设有手电动闸板供检修和切换用。•运行方式根据格栅水位差或预设时间自动清渣，栅渣由螺旋输送机送至渣斗再装车外运。(2)提升泵房•功能提升来自厂外和厂内的污水。•设计参数泵房设计规模：3万m3/d。•选泵方案污水泵站流量变化大、扬程变化小，普遍采用多台定速泵或大小泵搭配工作形式，通过水泵数量，来适应流量的变化，简单实用。本设计不考虑采用干式泵，而选择潜水排污泵，3台大泵，2用1备，2台小泵。•运行方式水泵根据泵坑内液位信号综合控制水泵的开停，并采用先开先停、先停先开的方式轮换运行，延长水泵的使用寿命。•土建尺寸平面尺寸为BxL=5xllmo污水提升泵房地下部分深7m,地上部分高4.50m,
93地下部分为钢筋碎结构，地上部分采用框架结构。•主要设备采用潜水泵，湿式安装。Q=600mVh,//=10m,N=22kW3台£?=400m3/h,H=\Om,N=15kW2台在泵房上部安装一套MDI电动葫芦一套。5.3.2细格栅渠、旋流沉砂池细格栅、旋流沉砂池以及巴氏计量槽合建。设计规模为Q=30000m：'/d。1）细格栅•功能截除污水中较小漂浮物和悬浮物。・设计参数设计水量Q=30000m7d变化系数L42阶梯式格栅两台栅前水深：h=0.8m过栅流速V=0.8m/s栅条间隙6mm分两格，每格过流量Q=0.347n）3/s2）旋流沉砂池
94•功能去除污水中粒径》0.2mm的砂粒，使无机砂粒与有机物分离，便于
9514.结论后续生物处理的稳定运行。•每组主要设计参数设计流量：1.5万m3/d除砂效率：d（粒径）20.297mm,可295%d^0.211mm,口285%d20.149mm,r）265%•沉砂池的选择沉砂池主要有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果较好的优点：竖流式沉砂池是污水由中心管进入池内后自下向上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；曝气沉砂池则在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池可以通过调节曝气量，控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定，流量变化对除砂效果影响小。同时，由于曝气产生旋流，砂粒间产生磨擦作用，可使砂粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于砂粒和有机物的分别处理和处置；旋流式沉砂则是利用水力涡流，使泥砂和有机物分开，以达到除砂目的。该池型具有投资省，运行费用低和除砂效果好等优点。由于污水处理工艺采用生物除磷脱氮，为避免曝气沉砂池预曝气时后续厌氧池可能产生的影响，推荐选用旋流沉砂作为本工程的除砂工艺单元，避免对后续生物除磷效率的影响。每座设计规模：15000m：'/d,采用空气提砂装置排砂，砂水分离器
96洗砂，排除的砂与污泥一起外运卫生填埋，设计参数如下：停留时间：24s〜34s表面负荷：127m'/mJ,h数量：2座工艺尺寸：@2.5m配套设备规格：砂水分离器：8L/s,P=0.37kw无轴螺旋输送机P-1.Ikw立式浆叶分离机P=0.75kw空气提砂装置Q=l(W/hP=5.5kw5.3.3往复式生物处理池・功能去除污水中BOD5>CODcr、SS、N、P等污染物质•土建尺寸设计规模为30000mVd,共设三座生物处理池，每座分2个单格,净尺寸为BxL=42mx35m,水深5.0m,超高0.8m；钢筋碎结构。・每座主要设计参数设计流量：1万m3/d,分个单池。泥龄：12d
97混合液浓度MISS：3.5g/l污泥负荷：0.08kgBOD5/kgMLSSd总停留时间：17.6hour（包括沉淀时间）有效水深5.0米剩余污泥产量：5760kgSS/d（含水率99.4%）最大时需氧量：580kgOz/h供气量：6460~8400m3/h气水比：5.2~6.7:1・主要工程内容往复式生物处理池设三座，每座平面尺寸为42mx35m,总高度6.30m。内设搅拌器、滞水器、回流污泥泵、剩余污泥泵等。每座往复式生物处理池共设置曝气头2892个，潜水搅拌器8台，功率为1.5kw（厌氧区）和2.5kw（缺氧区）；剩余污泥泵流量20m3/h,扬程H=9m,功率l.lkw,回流污泥泵流量85m3/h,扬程H=7m,功率4kw。•运行方式根据溶解氧BOD5浓度控制曝气强度及时间。运行一段时间后，可根据水质情况，调节曝气时间与非曝气时间比例来改善出水水质。5.3.4接触消毒池原设计中，接触消毒池及加氯间为缓建。根据初步设计专家审查意见，接触消毒池及加氯间与其它处理构（建）筑物一起同步建设。
98・功能为本工程加氯消毒的配套构筑物，使污水与氯有足够的接触时间，保证消毒效果。・设计参数设计流量：Qmax=300000?/d水力停留时间：HRT=0.5h•土建尺寸接触池：B'LxH=9x23x3.85m,有效水深3.0m。5.3.5加氯间设加氯间1座，框架结构，置于消毒接触池上，土建规模为3万m3/do・功能设置加氯系统，贮存氯瓶，向接触池投加氯，并根据污水流量和所需投加浓度对加氯量进行调节和控制。•设计参数采用加氯消毒的方法，按最大投加量10mg/L设计加氯系统的投加能力，平均投加量为7mg/L,加氯间的储氯量按10d的投加量计算。•土建尺寸平面尺寸为BxL=9.0xl5.9m,层高6.0m。
99•主要设备加氯设备采用真空加氯成套设备，以保证加氯安全。加氯机采用全自动柜式加氯机1台，最大加氯量12.5kg/h,对处理后出水进行加氯消毒。加氯间氯库选用1000kg的氯瓶，共储存氯瓶6瓶。加氯间内设有漏氯自动检测报警仪和漏氯吸收装置1套，最大漏氯吸收量1000kg/ho加氯间通风采用轴流风机4台。5.3.6鼓风机房鼓风机房土建工程、设备规模为3万m3/d,*功能鼓风机房输送空气至往复式生物处理池主反应区，提供微生物降解有机物所需的氧。•设计参数按最大时供气量配鼓风机设备，供气量为6460〜8400m?/h・主要设备安装罗茨鼓风机，共4台，3用1备。为调节供气量，节约能耗，鼓风机设备中设置1台变频调速。鼓风机配备有消音罩，吸音型进气消声器、进气过滤器、排放阀消音器等。风量：46.5m3/min
100配套电机功率：75kW・土建尺寸鼓风机房尺寸为BXL=18.5X13m，框架结构。•运行方式根据好氧池溶解氧浓度的反馈，控制机组开停及调节风量。5.3.7污泥处理主要构（建）筑物设计（1）贮泥池•贮泥池1座，分2格，以轮换使用。•功能暂存污泥，是剩余污泥进浓缩脱水机前的缓冲池。池内设搅拌器,避免污泥沉积。•主要参数需处理的污泥量：Q=5760kgDS/d含水率：99.4%污泥体积：V=960mVd•土建尺寸单格尺寸:2.5m><2.0m,水深1.5m,钢筋碎结构。•主要设备
101搅拌器：2台功率：N=4.0kW•运行方式与系统的剩余污泥泵、浓缩脱水机、注泥泵连锁控制。2）浓缩脱水间•功能对含水率较高的剩余污泥进行浓缩脱水，得到含水率75〜80%的泥饼。•主要参数污泥量：5760kgDS/d进泥含水率：99.4%进泥体积：960m3出泥含水率：75唳80%絮凝剂：PAM絮凝剂投加量：0.0045t/tDS浓缩脱水机按12小时运行。・土建尺寸平面尺寸BxL=24'17m,框架结构，1座。絮凝剂采用5%。聚丙烯酰胺高分子絮凝剂溶液，再经稀释至1%。后投加至注泥泵的出泥管，与污泥混合后进入污泥浓缩脱水一体机。•主要设备
102选用带式浓缩脱水机2台，1用1备，每台处理能力60~80m3/h,配用电机功率2.2kw。
