表1    污染物濃度一覽表

（2）出水水質(zhì)

根據(jù)甲方要求，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）。

出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見下表：  

表2    污染物濃度一覽表

（3）污水處理程度

基本控制項(xiàng)目的處理程度，見下表：

表3    污水處理程度

（4）固體廢棄物處置

該污水處理站固體廢棄物主要有格柵產(chǎn)生的柵渣和MBR膜池內(nèi)的污泥。經(jīng)考慮，處置方法如下：格柵池定期清理外運(yùn)；膜池內(nèi)由排泥泵打入化糞池，隨抽糞車外排。

三、處理工藝

1、方案選擇的原則

（1）性原則

主要體現(xiàn)在：工藝水平、裝備水平、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面。

（2）適用性原則

主要體現(xiàn)在：同項(xiàng)目的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)條件相匹配，與設(shè)備、員工素質(zhì)、管理水平及環(huán)保要求相適應(yīng)等方面。

（3）可靠性原則

技術(shù)必須成熟、可靠。

（4）經(jīng)濟(jì)合理性原則

主要體現(xiàn)在：工藝流程、設(shè)備配置、生產(chǎn)線能力、自動(dòng)化程度等要合理；工序要緊湊、均衡、協(xié)調(diào)；達(dá)到提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面的要求。

污水處理工藝的選擇直接關(guān)系到處理后出水的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)能否穩(wěn)定可靠的達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求、建設(shè)投資和運(yùn)行成本是否節(jié)省、運(yùn)行管理及維護(hù)是否方便及占地指標(biāo)是否較低，因此，污水處理工藝方案的選定是污水處理廠成功與否的關(guān)鍵。

2、污水處理概述

按作用原理，現(xiàn)代污水處理技術(shù)可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三種，但也可以把化學(xué)處理法或物理處理法中的某些處理法，統(tǒng)稱為物理化學(xué)處理法。

（1）污水處理方法

1）物理處理法

系利用物理原理，分離和回收污水中不溶解的、呈懸浮固體狀態(tài)的污染物質(zhì)。一般也稱為機(jī)械處理法。例如：格柵、篩濾、沉淀、隔油、氣浮、過(guò)濾和反滲透等。

2）化學(xué)處理法

系利用化學(xué)反應(yīng)原理，分離和回收污水中呈溶解的、膠狀狀態(tài)的污染物，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。例如：中和、混凝、電解、氧化還原、氣提、萃取、吸附以及離子交換、電滲析等。

3）生物處理法

系利用微生物的代謝原理，使污水中呈溶解、膠體以及微細(xì)懸浮固體狀態(tài)的有機(jī)性污染物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無(wú)害的物質(zhì)。根據(jù)微生物作用的不同，生物處理法又分為厭氧生物處理法和好氧生物處理法兩種類型。厭氧生物處理法例如：厭氧消化法、UASB法、厭氧塘、水解酸化法等。好氧生物處理法例如：活性污泥法、生物膜法、好氧氧化塘、MBBR法等。

本工程污水處理工藝的選擇以節(jié)能減排、穩(wěn)定連續(xù)達(dá)標(biāo)排放為前提，對(duì)項(xiàng)目污水水質(zhì)、水量及其變化規(guī)律進(jìn)行全面的調(diào)查，必要時(shí)進(jìn)行分析測(cè)試，以確定相關(guān)的工藝參數(shù)；綜合考慮污水的水量、水質(zhì)特征、處理后尾水的去向、排放標(biāo)準(zhǔn)及管理水平等因素后確定具體處理工藝；由于污水可生化性好（BOD₅/ COD≥0.3），應(yīng)采用生化處理為主、物化處理為輔的綜合處理工藝，并按照國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)及城市污水治理的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，完成方案設(shè)計(jì)。

一般情況下，污水處理廠的工藝流程包括預(yù)處理段、一級(jí)處理段、二級(jí)生物處理段、深度處理及污泥處理段。

表4    污水處理與利用的基本方法

下面討論污水中各種污染物的去除方法：

① SS的去除

污水中的SS去除主要靠沉淀去除。污水中的無(wú)機(jī)顆粒和直徑較大的有機(jī)顆粒靠絮凝沉淀作用去除，小直徑的有機(jī)顆粒主要靠微生物的降解作用去除，而小直徑的無(wú)機(jī)顆粒則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡(luò)作用，與活性污泥絮體同時(shí)沉淀被去除。

污水站出水懸浮物濃度不僅涉及到出水SS指標(biāo)，也與出水COD和BOD₅等指標(biāo)有關(guān)。這是因?yàn)榻M成出水懸浮物的主體是活性污泥絮體，其本身的有機(jī)成分就很高，因此較高的出水懸浮物含量會(huì)使出水的COD、BOD₅、氮均增加。因此，控制污水廠出水的SS指標(biāo)是基本的，也是重要的。

為了降低出水中的懸浮物濃度，應(yīng)在工程中采取適當(dāng)?shù)拇胧?，例如采用適當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用較小的二次沉淀表面負(fù)荷、采用較低的出水堰負(fù)荷、充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)作用等。

② BOD₅的去除

BOD₅的去除是微生物的吸附作用和代謝作用，然后對(duì)污泥與水體進(jìn)行分離來(lái)完成的。

微生物在有氧條件下將廢水中一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分的有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其終產(chǎn)物是二氧化碳和水等穩(wěn)定物質(zhì)。在這種合成代謝與分解代謝的過(guò)程中，溶解性有機(jī)物直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部從而被利用。由此可見，微生物的好氧代謝作用對(duì)污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都有去除作用，并且代謝產(chǎn)物是無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此，可以使處理后污水中殘余BOD₅的濃度很低。

③ COD的去除

污水中COD去除的原理與BOD₅基本相同。

污水站出水中的剩余COD，即COD的去除率，取決于原水的可生化性，本污水的可生化性較好，BOD₅/ COD比值為0.6，出水COD值可控制在較低的水平。

④ 污水脫氮

污水脫氮方法主要有生物脫氮和物理化學(xué)脫氮兩大類，目前生物脫氮是主體，也是污水處理中較經(jīng)濟(jì)和常用的方法；物理化學(xué)脫氮主要有折點(diǎn)氯化法、選擇性離子交換法、空氣吹脫法等。從經(jīng)濟(jì)、管理等方面考慮，本工程主要以生物脫氮法為主。

生物脫氮的基本原理：

污水中的有機(jī)氮、蛋白質(zhì)氮等在好氧條件下首先被氨化菌轉(zhuǎn)化為氨氮，而后在硝化菌的作用下變成硝酸鹽氮，此階段稱為好氧硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮還原成氮?dú)鈴奈鬯幸莩?，此階段稱為缺氧反硝化。

在硝化與反硝化過(guò)程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解度、pH值以及反硝化碳源。生物脫氮系統(tǒng)中，硝化菌增長(zhǎng)速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥齡。反硝化菌的生長(zhǎng)主要在缺氧條件下進(jìn)行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使硝化作用順利進(jìn)行。

（2）本工程污水處理主要工藝選擇

1）預(yù)處理及一級(jí)處理方案

預(yù)處理段通常包括粗、細(xì)格柵、提升泵房、沉砂池和氣浮等，這是污水處理廠必要的工段。通常，不同的預(yù)處理構(gòu)筑物和設(shè)備選擇可以滿足不同類型的生物處理工藝的預(yù)處理要求。

在本工藝方案選擇中，主要考慮污水懸浮物濃度不高，但體積大，由化糞池出的污水可能含有破碎的懸浮物固體，在預(yù)處理階段我們選擇在化糞池后置一格柵池+調(diào)節(jié)池，攔截較大的懸浮物、漂浮物等。污水經(jīng)此設(shè)備后，可降低化糞池廢水對(duì)生化反應(yīng)的影響，減少后續(xù)污水處理系統(tǒng)負(fù)荷和設(shè)備的故障。

即污水經(jīng)過(guò)格柵，去除污水中較大的懸浮物、漂浮物等，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，調(diào)節(jié)池出水提升進(jìn)入二級(jí)處理階段。

本工程以衛(wèi)生間廢水為主。且污水量和懸浮物的量不大，故宜采用人工格柵。根據(jù)產(chǎn)生的柵渣多少，可定期清理。柵渣外運(yùn)處理。

2）二級(jí)處理方案

本工程處理的污水屬于生產(chǎn)和生活污水，BOD₅/ COD大于0.3，可生化性好，可直接進(jìn)行生化處理。生化處理具有運(yùn)行費(fèi)用低和二次污染少等優(yōu)點(diǎn)；生化處理方法包括生物膜處理和活性污泥處理法，好氧工藝有SBR工藝、A/O工藝、生物接觸氧化工藝、MBBR工藝和MBR等。

表5  幾種工藝類型綜合比較

3）二級(jí)處理工藝

A/O工藝

① 基本原理   

    A/O是Anoxic/Oxic的縮寫，它的*性是除了使有機(jī)污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將缺氧水解技術(shù)用為活性污泥的前處理，所以A/O法是改進(jìn)的活性污泥法。

A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時(shí)，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化（有機(jī)鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過(guò)回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水無(wú)害化處理。

② A/O內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝特點(diǎn)

    根據(jù)以上對(duì)生物脫氮基本流程的敘述，結(jié)合多年的衛(wèi)生間廢水脫氮的經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)出(A/O)生物脫氮流程具有以下優(yōu)點(diǎn)：

A、效率高。該工藝對(duì)廢水中的有機(jī)物，氨氮等均有較高的去除效果。

B、流程簡(jiǎn)單，投資省，操作費(fèi)用低。該工藝是以廢水中的有機(jī)物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后，碳氮比有所提高，在反硝化過(guò)程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過(guò)程需要的堿耗。

C、缺氧反硝化過(guò)程對(duì)污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有機(jī)物的去除率分別為62%和36%，故反硝化反應(yīng)是為經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型降解過(guò)程。

D、容積負(fù)荷高。由于硝化階段采用了強(qiáng)化生化，反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術(shù)，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度，與國(guó)外同類工藝相比，具有較高的容積負(fù)荷。

E、缺氧/好氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大或污染物濃度較高時(shí)，本工藝均能維持正常運(yùn)行，故操作管理也很簡(jiǎn)單。通過(guò)以上流程的比較，不難看出，生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時(shí)，也降解酚、氰、COD等有機(jī)物。結(jié)合水量、水質(zhì)特點(diǎn)，我們采用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮 (內(nèi)循環(huán)) 工藝流程，使污水處理裝置不但能達(dá)到脫氮的要求，而且其它指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

4）深化處理工藝

MBR工藝介紹

MBR是膜分離技術(shù)與生物處理法的高效結(jié)合,其起源是用膜分離技術(shù)取代活性污泥法中的二沉池,進(jìn)行固液分離。這種工藝不僅有效地達(dá)到了泥水分離的目的,而且具有污水三級(jí)處理傳統(tǒng)工藝不可比擬的優(yōu)點(diǎn):

① 高效地進(jìn)行固液分離,其分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池,出水水質(zhì)良好,出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水資源化。

② 膜的高效截留作用,使微生物*截留在生物反應(yīng)器內(nèi),實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時(shí)間(HRT)和污泥齡(SRT)的*分離,運(yùn)行控制靈活穩(wěn)定。

③ 由于MBR將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二沉池合二為一,并取代了三級(jí)處理的全部工藝設(shè)施,因此可大幅減少占地面積,節(jié)省土建投資。

④ 利于硝化細(xì)菌的截留和繁殖,系統(tǒng)硝化效率高。通過(guò)運(yùn)行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能。

⑤ 由于泥齡可以非常長(zhǎng),從而大大提高難降解有機(jī)物的降解效率。

⑥ 反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡下運(yùn)行,剩余污泥產(chǎn)量極低,由于泥齡可無(wú)限長(zhǎng),理論上可實(shí)現(xiàn)零污泥排放。

⑦ 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PLC控制,操作管理方便

紫外線消毒器

由于污水處理后的清水回用灌溉林地，故需要在工藝中增加消毒裝置。紫外線的滅菌作用只在其輻照期間有效，安裝在自吸泵出水管上，由于UPVC管抗壓抗腐蝕性強(qiáng)，不易滲漏，所以無(wú)需擔(dān)心造成二次污染，采用紫外線消毒可節(jié)省運(yùn)行維護(hù)費(fèi)，在廢水達(dá)標(biāo)排放中能起到很好的作用。

方案：“A²/O+MBR組合處理工藝”

污水→化糞池→格柵→調(diào)節(jié)池→厭氧池→缺氧池→好氧池→混凝沉淀池→MBR膜池→次氯酸鈉消毒→排放