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；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)濟指標(biāo)等方面。

（2）適用性原則

主要體現(xiàn)在：同項目的生產(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)投資和運行成本是否節(jié)省、運行管理及維護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)。一般也稱為機械處理法。例如：格柵、篩濾、沉淀、隔油、氣浮、過濾和反滲透等。

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)的有機性污染物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(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，對項目污水水質(zhì)、水量及其變化規(guī)律進行全面的調(diào)查，必要時進行分析測試，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，并按照國家對環(huán)境保護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。

一般情況下，污水處理廠的工藝流程包括預(yù)處理段、一級處理段、二級生物處理段、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。污水中的無機顆粒和直徑較大的有機顆?？啃跄恋碜饔萌コ?，小直徑的有機顆粒主要靠微生物的降解作用去除，而小直徑的無機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)。這是因為組成出水懸浮物的主體是活性污泥絮體，其本身的有機成分就很高，因此較高的出水懸浮物含量會使出水的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，然后對污泥與水體進行分離來完成的。

微生物在有氧條件下將廢水中一部分有機物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分的有機物進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程中，溶解性有機物直接進入細(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污水中的溶解性有機物和非溶解性有機物都有去除作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(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)濟和常用的方法；物理化學(xué)脫氮主要有折點氯化法、選擇性離子交換法、空氣吹脫法等。從經(jīng)濟、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氣從污水中逸出，此階段稱為缺氧反硝化。

在硝化與反硝化過程中，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，硝化菌增長速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使硝化作用順利進行。

（2）本工程污水處理主要工藝選擇

1）預(yù)處理及一級處理方案

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)過格柵，去除污水中較大的懸浮物、漂浮物等，然后進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，調(diào)節(jié)池出水提升進入二級處理階段。

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。柵渣外運處理。

2）二級處理方案

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，可直接進行生化處理。生化處理具有運行費用低和二次污染少等優(yōu)點；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物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉(zhuǎn)化成可溶性有機物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進入好氧池進行好氧處理時，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)、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的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)，實現(xiàn)污水無害化處理。

② A/O內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝特點

    根據(jù)以上對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，我們總結(jié)出(A/O)生物脫氮流程具有以下優(yōu)點：

A、效率高。該工藝對廢水中的有機物，氨氮等均有較高的去除效果。

B、流程簡單，投資省，操作費用低。該工藝是以廢水中的有機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，在反硝化過程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過程需要的堿耗。

C、缺氧反硝化過程對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%，酚和有機物的去除率分別為62%和36%，故反硝化反應(yīng)是為經(jīng)濟的節(jié)能型降解過程。

D、容積負(fù)荷高。由于硝化階段采用了強化生化，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。當(dāng)進水水質(zhì)波動較大或污染物濃度較高時，本工藝均能維持正常運行，故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較，不難看出，生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時，也降解酚、氰、COD等有機物。結(jié)合水量、水質(zhì)特點，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,而且具有污水三級處理傳統(tǒng)工藝不可比擬的優(yōu)點:

① 高效地進行固液分離,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),實現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的*分離,運行控制靈活穩(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。通過運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,從而大大提高難降解有機物的降解效率。

⑥ 反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長泥齡下運行,剩余污泥產(chǎn)量極低,由于泥齡可無限長,理論上可實現(xiàn)零污泥排放。

⑦ 系統(tǒng)實現(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，不易滲漏，所以無需擔(dān)心造成二次污染，采用紫外線消毒可節(jié)省運行維護費，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