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污水处理厂工艺设计

一、工艺方案确定原则

1、方案选择

②分离并驯化能分解某些高分子化合物及有毒物质的微生物;

③发挥生化处理与预处理(物化段)的协同作用,提高生化处理的适应性及处理能力;

④必要时,增加碳源,保证微生物活性,提高生物处理效率;

⑤采取提高污水可生化性的厌氧工艺或具有一定厌氧水解功能的工艺。

(1)符合设计委托的各项规定和要求。

(2)认真贯彻国家关于环境保护的方针和政策,使设计符合国家的有关法规、规范。经处理后排放的污水水质符合国家和地方的有关排放标准和规定,符合环境影响评价的要求。

(3)积极稳妥地引进、采用先进的污水处理的新工艺、新技术和新材料。

(4)近、远期结合,统筹兼顾,全面设计,分期建设。

(5)采用先进、可靠并符合国情的自动化控制技术,尽可能减轻工人的劳动强度,提高污水处理厂的管理水平,促进污水处理科学、经济、安全运行。

(6)工艺流程的选择遵循技术合理,经济合算,运转稳定,管理简便的原则。

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污水处理厂

二、进水水质技术性能分析

1、关于污水可生化性

污水生物处理是以污水中所含有污染物作为营养源,利用微生物的代谢作用使污染物被降解,污水得以净化的一种最经济实用同时也是首选的污水处理工艺。而对污水可生化性的判断是污水处理工艺选择的前提。

2、BOD5/CODCr比值

污水BOD5/CODCr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>0.45可生化性较好,BOD5/CODCr>0.3可生化,BOD5/CODCr<0.3较难生化,BOD5/CODCr<0.25不易生化。

本工程大部分乡镇为综合生活污水,当工业企业废水达标排放后,所有乡镇BOD5/CODCr>0.45,可生化性较好。

针对可生化性较差的进水水质,为保证生物池处理效果,提高污水可生化性,解决办法有以下几种途径:

3、BOD5/TN(即C/N)比值

C/N比值是判别能否有效脱氮的重要指标。从理论上讲,C/N≥2.86就能进行脱氮,但一般认为,C/N≥3.5才能进行有效脱氮。本工程进水水质C/N表明生物脱氮碳源充足,满足生物脱氮要求,能有效脱氮。

4、BOD5/TP比值

该指标是鉴别能否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将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞,以PHB(聚-β-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-β-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BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质,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BOD5/TP表明可以采用生物除磷工艺。

但根据污水处理的实际情况及产业区污水排放的特点,在TP要求较严格时,应在处理工艺中考虑化学除磷的措施。

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污水处理厂

三、碳源投加

碳是构成活性污泥微生物群体的重要元素,是细胞的骨架,细菌体内各种元素所占比例的通式为C5H7NO2,从通式可以看出,碳可占细菌重量的53%,含碳有机物是细菌的重要能源,我们通常用BOD5来表示废水中可被微生物利用的碳源数量,如果进水中的碳源BOD5太低将会影响到生化系统的正常运行和处理效果,应投加碳源提高污水中BOD5值满足微生物生长进行反硝化。

根据前面对县污水处理厂进水水质分析,进厂污水中碳氮比BOD5/TN=4.(0实测值为3.30)。

1、采取强化预处理工艺,去除有碍于微生物降解的某些高分子化合物及有毒物质或降低其浓度;

理论上讲,当污水的BOD5/TN>2.86时,有机物即可满足需要,但由于BOD5中的一些有机物并不能被反硝化细菌利用或迅速利用,因此实际运行中控制BOD5/TN>4,因此本项目需补充碳源。所以除了强化生物除磷脱氮系统对内部碳源的利用效率和提高反硝化效率之外,外部投加碳源进行反硝化已经成为一级A稳定达标的必要把关措施。

按照碳源对反硝化速率的影响,碳源通常可以分为以下三种类型:第一类是易于生物降解的有机物(如甲醇、蔗糖、醋酸、葡萄糖等);第二类为可慢速生物降解的有机物(如淀粉、蛋白质等);第三类为细胞物质,细菌会利用细胞成分进行内源反硝化。这三类碳源的反硝化速率各不相同,一般来说,在反硝化过程中,易于生物降解的有机物是最好的电子供体,不仅其反硝化速率最快,且还能够提高生物处理装置的能力和效率,使反硝化过程稳定可靠;但相对来说,细胞物质由于其生物降解比较困难,故反硝化速率是最慢的。

糖类物质作为碳源其处理效果是比较理想的,但也有一定的缺陷。以蔗糖作为碳源时,会产生亚硝酸盐的积累,另外两种碳源几乎没有积累现象;同时发现,以甲醇和乙醇作碳源的体系中,溶解氧的影响要远远低于蔗糖体系中溶解氧的影响。另外,其作为高碳化合物,微生物生长量相对要高于醇类物质,这样在反应体系中,就易引起堵塞。目前可行和通行的外部碳源补充时投加甲醇和醋酸,甲醇的投加量比较小,购买价格低,是降低运行成本的首选;但甲醇属于易爆高危化学品,在运输、贮存等方面要求较高,出于安全运行的角度国内污水处理厂已经越来越少的投加甲醇作为外加碳源。虑到甲醇的安全性问题,本方案推荐采用投加醋酸钠作为外部碳源补充以达到脱氮的目的。

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碳源投加装置

2、本项目通过综合水处理池的缺氧段实现反硝化工段。具体是通过将水中的NO3-N还原为N2从而达到去除TN的目的,而这部分碳源首先会消耗水中的溶解氧,然后再与NO3-N反应生成N2。

因此根据进水池在线监测的溶解氧(DO)和硝基氮(NO3-N)数据,调控需要向水中投加碳源的量,这部分碳源首先会消耗水中的溶解氧,然后再与NO3-N反应生成N2。进水溶解氧(DO)和硝基氮(NO3-N)的测量值和水量的变化可与碳源投加泵进行联锁,可以更精确地控制水中碳源的投加量,防止出水COD超标。

由于本项目管网正同步建设实施中,考虑到雨污分流制和收水管网的的逐步完善,污水的量会逐渐增加,而且污水的进水指标会逐渐增加,相应的碳源量也会逐渐增加,系统运行暂不需要另外进行碳源投加,因此,本次设计预留碳源投加系统,待生化系统不能有效脱氮除磷时再启用该系统。综上所述,本工程包含子项较多,根据近期水质,不仅适宜于采用二级生化处理工艺,而且可以采用生物脱氮除磷工艺。均可采用常规脱氮除磷生物处理工艺。

四、结论

本设计要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)规定的一级A标准,根据国内大量污水处理厂的运行情况,完全依靠生物除磷脱氮工艺出水水质要稳定达到的一级A排放标准,难度很大。因此通常做法是结合污水资源化要求,在二级生物处理系统后增加深度处理工艺,进一步去除磷和悬浮物,使各项指标稳定达到标准要求。

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污水处理厂

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