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1、XX市XX镇3000m3/d污水处理厂可行性研究方案XXXX(北京)科技有限公司2011年4月22日123目 录前 言1第一章 总 论31.1 编制依据31.1.1 项目背景31.1.2 依据文件31.1.3 规范标准31.2 编制原则51.3 编制内容61.4 研究结论71.5 镇区域概况及自然条件71.5.1 城镇概况71.5.2 自然条件71.6 供水现状及规划81.6.1 供水现状81.6.2 净水厂规划81.6.3 水厂供水范围91.7 排水现状及规划91.7.1 排水现状91.7.2 排水规划101.7.3 污染现状101.8 工程建设必要性101.9 环境保护的法律背景11第二章
2、 污水量与工程规模132.1 工程服务范围132.2 污水水量预测132.3 污水处理厂规模的确定142.4 污水处理厂厂址的选择142.5 尾水受纳水体与排放标准的确定142.5.1 受纳水体142.5.2 排放方式14第三章 污水处理工艺选择153.1 进出水质与处理程度153.1.1 设计进水水质153.1.2 设计出水水质173.1.3 设计处理程度193.1.4 水质特性分析193.2 污水处理工艺的比较193.2.1 常规污水处理工艺193.2.2 常用除磷脱氮工艺213.2.3 “硅藻纳米微孔污水深度处理专利技术”工艺353.3 污水处理工艺的确定403.3.1 处理工艺分析40
3、3.3.2 工艺方案比选443.4 污泥处理工艺的选择473.4.1 污泥处理目的473.4.2 污泥特性分析483.4.3 污泥处理工艺483.4.4 污泥最终处置503.4.5 沉渣回收再利用503.5 出水消毒51第四章 推荐方案工程设计554.1 设计原则554.1.1 总体布局原则554.2 总体设计554.2.1 厂区总平面布置554.2.2 厂区竖向设计564.2.3 基础设施设计574.2.4 厂区绿化设计574.3 工艺设计584.3.1 工艺流程设计584.3.2 工艺单体设计584.4 主要指标644.4.1 总平面技术经济指标表644.4.2 主要建、构筑物654.4.
4、3 污水厂主要设备一览表654.5 建筑设计664.5.1 设计原则664.5.2 单体设计664.5.3 装修标准664.5.4 建筑防火674.6 结构设计674.6.1 设计原则674.6.2 设计依据674.6.3 结构类型684.6.4 抗震类型684.7 电气设计684.7.1 设计范围684.7.2 供电电源694.7.3 计算负荷694.7.4 变、配电系统694.7.5 继电保护及控制704.7.6 操作电源704.7.7 电动机启动及控制714.7.8 电缆敷设714.7.9 防雷及接地714.8 仪表及自控设计714.8.1 自控系统714.8.2 仪 表734.9 机械
5、及通风设计744.9.1 设备选型及机械设计744.9.2 通风设计754.10 节能设计764.10.1 节能措施764.10.2 节能效果78第五章 环境保护795.1 主要污染物及污染物分析795.1.1 施工期污染源分析805.1.2 营运期污染源分析815.2 项目实施工程中的环境影响及对策825.2.1 工程建设对环境的影响825.2.2 建设中环境影响的缓解措施835.3 项目建成后的环境影响及对策845.3.1 污水处理厂对周围的环境影响845.3.2 对环境影响的对策85第六章 安全生产与消防876.1 劳动安全卫生876.1.1 主要危害因素分析876.1.2 安全卫生防范
6、措施896.2 消 防936.2.1 防火等级936.2.2 消防措施93第七章 污水厂运行风险分析977.1 地震及不可抗力造成的影响977.2 机械故障及停电造成的影响977.3 有毒污染物质的冲击负荷影响97第八章 工程实施与运行管理998.1 实施原则及步骤998.2 组织结构998.2.1 项目实施阶段998.2.2 项目运营阶段1008.3 实施计划与安排1008.4 主要履行单位的选择1008.5 设计、施工与安装1018.6 调试与试运行1018.7 运行管理1018.7.1 运营方式1018.7.2 组织管理1028.7.3 技术管理1028.8 人员培训1028.9 人员编
7、制103第九章 投资估算1059.1 工程概况1059.2 编制依据1059.3 建设项目总投资及单位投资1069.4 价格取定及有关取费标准1099.5 资金筹措110第十章 财务评价11110.1 评价依据11110.2 评价原则和评价参数11110.2.1 财务计算期11110.2.2 项目支出费用111第十一章 工程效益分析11711.1 环境效益11711.2 社会效益11711.3 国民经济利益118第十二章 结论与建议119附 件：120营业执照、税务登记证、组织机构代码证、专利证书、资质证书、2006年国家重点推广技术证书、工艺设计图、效果图、实景照片、联营体设计院资料、业绩等
8、。前 言XX镇所辖11个村农村污水排放是传统的污水排水方式，污水无序排放问题长期困扰村民，为了充分保障地下水水质，避免农业上遭受损失，提高村民的生活质量，XX镇计划建设一座污水处理站及配套管网。污水出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。针对XX市XX镇考察的具体情况及污水的特点，对污水管网及污水处理方案的技术论证和经济分析，推荐污水管网采用雨污合流的方式，污水处理厂采用“硅藻纳米微孔污水深度处理专利技术”工艺，出水排入就近水体。本设计方案中选用了现今实用的“硅藻纳米微孔污水深度处理专利技术”工艺，工程总投资仅为550万元， 一期3000吨/d主体工程仅
9、占地仅为1.22亩，直接运行费不超过0.4元/吨水。本工程建成运行后将给XX市XX镇地区带来良好的环境、社会和经济效益。本可研报告在充分调查研究、掌握现状和必要的试验、勘察工作的基础上，对本项目的建设必要性、技术可行性、经济合理性、实施可能性以及工程的规模、标准、工艺、投资等进行综合性的研究和论证，对不同方案进行比选，提出推荐方案，以作为有关领导部门决策的参考，以及项目环境评价、初步设计和施工图设计的依据。在可行性研究报告文件的编制过程中，得到了XX市XX镇政府、XX市环境保护局等相关部门的大力支持、配合和指导，在此表示诚挚的谢意。第一章 总 论1.1 编制依据1.1.1 项目背景.项目名称：
10、XX市XX镇污水处理厂.项目地点：XX市XX镇XX村高速公路南.项目承办单位：XX市XX镇.主管部门：XX市XX镇人民政府1.1.2 依据文件1.设计委托书及设计合同 2.中华人民共和国水污染防治法（2008年2月）3、中华人民共和国环境保护法（1989年12月）4、中华人民共和国水污染防治实施细则（2000年3月）5、XX市XX镇地形新路网图1:11.1.3 规范标准1.市政工程设计技术管理标准1993；2.城市污水处理工程项目建设标准（修订）(2001年版)；3.城市给水工程规划规范GB50282-98；4.城市排水工程规划规范GB50318-2000；5.室外给水设计规范GBJ13-86
11、(1997年版)；6.室外排水设计规范GBJ14-87(1997年版)；7.建筑给水排水设计规范GB50015-2003；8.城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002；9.污水综合排放标准GB8978-1996；10.污水排入城市下水道水质标准CJ3082-1999；11.地表水环境质量标准GB3838-2002；12.环境空气质量标准GB3095-1996；13.水污染物排放标准GB4426-89；14.城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ3025-93；15.农用污泥中污染物控制标准GB4284-84；16.鼓风曝气系统设计规程CECS97:97；17.城市污水生物脱氮除磷处理设
12、计规程CECS149:2003；18.城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ31-89；19.城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程CJJ60-94；20.城市污水水质检验方法CJ/T51-1999CJ/T79-1999；21.泵站设计规范GB/T50265-97；22.厂矿道路设计规范GBJ22-87；23.工业企业噪音控制设计规范GBJ87-85；24.工业企业总平面图设计规范GB50187-93；25.建筑设计防火规范GBJ16-87(2001年版)；26.给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069-2002；27.给水排水工程管道结构设计规范GB50332-2002；28.
13、室外给水排水和热力工程抗震设计规范TJ32-78；29.建筑抗震设计规范GB50011-2001；30.构筑物抗震设计规范GB50191-93；31.建筑结构设计统一标准GBJ68-89；32.建筑结构荷载规范GBJ9-87；33.混凝土结构设计规范GB50010-2002；34.砌体结构设计规范GB50003-2001；35.建筑桩基技术规范JGJ94-94；36.建筑地基基础设计规范GB50007-2002；37.3110kv高压配电装置设计规范GB50060-92；38.工业建筑防腐蚀设计规范GB50046-95；39.电动装置的继电保护和自动装置设计规范GB5006-92；40.供配电
14、系统设计规范GB50052-95；41.10kv及以下变电所设计规范GB50053-94；42.低压配电装置及线路设计规范GB50054-95；43.民用建筑电气设计规范JGJ/T-92；44.建筑防雷设计规范GB50057-94；45.爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92；46.其它相关的国家标准、规范、规程、文件、手册及文献资料。1.2 编制原则1.执行国家环境保护的政策，符合国家有关法规、规范及标准；2.从实际情况出发，在区域总体规划的指导下，采取全面规划、分期实施的原则，既考虑近期建设又考虑远期发展，使工程建设与区域的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。
15、3.充分利用已建的排水设施；4.根据设计进水水质和出厂水质要求，选用技术先进成熟、处理效果好、运行稳定可靠、高效节能、经济合理的污水处理工艺，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。5.妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免二次污染；6.选择国内外先进、可靠、高效，运行管理方便，维修简便的排水专用设备；7.采用现代化技术手段，实现科学自动化管理，做到技术可靠，经济合理。8.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.积极创造一个良好的生产和生活环境，把污水处理厂设计成现代
16、化的园林式污水处理厂。10.珍惜宝贵的城市建设用地，在保证绿化面积和管理区用地的情况下，尽量少占面积，为处理厂的扩建留有余地。1.3 编制内容本可行性研究报告编制内容为XX市XX镇生活污水处理厂（一期规模3000吨/日）厂区工艺设计、总图设计、建筑设计、结构设计、电气设计、自控设计、给排水设计、通风设计及投资估算、资金筹措、经济评价。1.4 研究结论本设计方案在调查研究的基础上，对本项目的建设必要性、实施可能性以及工程的规模、投资等进行综合研究、论证。规划区内主要用水为处理镇区内及周边地区规划范围内的污水，预测污水量为3000m3/d。3000m3/d污水厂工程总投资仅为550万元，经财务评价
17、，有较强的抗风险能力。项目技术先进，经济合理，有良好的社会效益和环境效益，项目可行。1.5 镇区域概况及自然条件1.5.1 城镇概况XX镇位于石家庄市区东部，紧邻石家庄市经济技术开发区。镇区西距石家庄市中心15公里， 307国道、石德铁路、石黄高速公路分别从镇区通过，石黄高速在镇域东部设有出入口。全镇辖11个行政村，镇域面积3.4平方公里，耕地4.1万亩，人口3.3万。我镇是河北省文明乡镇，镇政府驻地XX村先后三次被中央文明委授予“全国文明村”称号。2009年，全镇实现工农业总产值71.6亿元，同比增长17.8%；农民人均收入达到7560元，增长8.0%；财政收入达到5500万元，同比增长32
18、.5%。1.5.2 自然条件1、地形位置XX镇境内河流属海河流域子牙河水系，过境河流主要有滹沱河、石津总干渠以及排水沟渠汪洋沟。2、气象条件XX镇属暖温带，半湿润季风大陆性气候。3、气 温年平均气温12.9，极端最高气温42.7，最低气温-26.5，1月最冷，平均气温-2.7-4.6；7月最热，平均气温26.526.9。无霜期平均194天，最大冻土厚度0.53米。4、降 水 量 年平均降水量537mm，年最大降水量1044mm，降水多集中在7、8月份，占全年总量降水量的59%。5、风 向 主导风向为东南风（夏季），主导风向频率12%，次为西北风（冬季），次风向频率10%。6、地质及地震根据中国
19、地震参数区划图（GB18306-2001）及建筑抗震设计规范（GB50011-2001），XX市XX镇抗震设防烈度为7度。1.6 供水现状及规划1.6.1 供水现状供水现状2009年XX镇总人口48010人，其中镇区15300人，用水普及率达100，人均用水指标：150L/d。1.6.2 净水厂规划供水量预测根据城市给水工程规范及相规范，给合现状用水情况确定用水指标，镇用水量预测采用综合人均水用指标，镇区人均用水量200L/人d，镇域人均用水指标120L/人d，镇区及镇区外居民点日用水量达到0.96万m3，至规划期末XX镇日用水量达5.45万m3。1.6.3 水厂供水范围满足近期和远期，城镇内
20、及周边地区居民生活用水和工业用水量，保障人民和企业的用水需求。1.7 排水现状及规划1.7.1 排水现状生活污水排放量预测根据现状调查，目前居民用水量约为80 L/人d，今后随城镇生活条件的提高，人均生活用水量将逐步提高。根据镇区人口、用水量、排水系数计算生活污水排放量预测，计算公式如下， 预测结果见表。W生排= W0.p.t.x /107式中：W生排镇区生活污水排放量，单位：万t/ aW0用水指标，单位：L/人d， p镇区人口，单位：人， t计算时间，取365天， x污水排放系数，取用水量的80% XX镇镇区生活污水排放预测 单位：万t/a年 份用水指标镇区人口污水排放系数污水排放量2010
21、801900080%44.38420151002400080%70.0820201203000080%105.121.7.2 排水规划XX镇生活污水处理项目设计XX村、小丰村、XX村、台西村、庄合村、故献村、双庙村7个村项目。管网工程全长37700米，其中村外排水主管网工程全长6600米，全部采用D=1000钢筋混凝土管；村内管网铺设工程全长31100米，全部采用D=700钢筋混凝土管。1.7.3 污染现状由于XX市XX镇没有完善的污水收集系统，生活污水直接排入道路边沟、天然溪流、河里。部分生活污水长期随意排放，导致部分街区地域生活环境较差，已经严重影响了镇容和环境卫生，对人民的身心健康带来了
22、不利影响。污染重点是城镇生活污水的排放。水资源污染给水环境带来了较严重的影响，河道污染增加了开发利用当地地表水资源的难度。随着经济的发展，人口的增加，生活污水水量不断增加，污水中的污染物质，若不经处理直接排入水体，势必造成环境污染。1.8 工程建设必要性随着XX市XX镇经济建设的快速发展、人口的不断增加，人民用水量也不断增加，污染负荷随之加剧。长期以来，一些污水未经处理直接排放必定造成周围受纳水体的污染日趋严重。尽快减轻和消除污水对周围河流的污染，尽早建设XX市XX镇污水处理厂工程，是改善镇区水环境质量状况的当务之急。总之，XX市XX镇污水处理厂工程的兴建将明显改善城镇生态环境，极大促进XX镇
23、地区的污水治理力度，有利于树立XX市XX镇的整体形象，推进城镇化进程的步伐，并且具有良好的环境效益和社会经济效益。因此，建设本工程是十分必要的。1.9 环境保护的法律背景随着人类文明的进步和社会经济的发展，人类已逐步认识到环境保护和污染控制对繁荣经济、稳定社会的重要性。在我国，环境保护已作为一项基本国策，受到了全社会和各级人民政府的重视。中央人民政府和相关的管理部门颁布了一系列的法律、法规及政策，以保证这项基本国策的执行。与城市污水处理相关的现行法律、法规及政策如下：1.中华人民共和国水法(1988年1月)2.中华人民共和国水污染防治法(1984年5月)3.中华人民共和国水污染防治法实施细则(
24、2000年3月)4.中华人民共和国环境保护法(1989年12月)5.中华人民共和国环境污染防治法(2000年3月)6.城市污水处理及污染防治技术政策(2000年5月)7.建设项目环境保护管理条例(1998年4月)8.饮用水水源保护区污染防治管理规定(1989年7月)9.城市排水许可管理办法(1994年)10.污水处理设施环境保护监督管理办法(1988年5月)11.城市供水价格管理办法(1998年9月)12.关于加大污水处理费征收力度建立城市污水排放和集中处理良性运行机制的通知(1999年9月)1989年12月26日颁布的中华人民共和国环境保护法作为母法，是各项有关环境保护法的基本依据，其要点如
25、下：（1）环境监督和管理规定了各级政府在制定环境质量标准和环境监督大纲方面的职责，由中央政府制定国家环境标准，各省、市级政府可根据地方条件补充项目和指标。（2）环境保护与污染防治各级政府必须制定工业排污的程序和制度，并提供各种环境保护措施。（3）污染责任授权给各级环保部门采取适当的法律程序来警告和惩罚污染者。第二章 污水量与工程规模2.1 工程服务范围本工程服务范围为XX市XX镇及周边地区。近期和远期的服务人口分别为23000人和48000人。2.2 污水水量预测1、生活污水（1）综合生活用水标准近期：130L/人d远期：140L/人d （2）生活用水量近期：Q生=13012300010001
26、0000=0.299104m3/d远期：Q生=140148000100010000=0.672104m3/d（3）生活污水量近期：Q生=0.2990.9=0.269104m3/d远期：Q生=0.6720.9=0.605104m3/d2、工业废水 工业废水由企业自建的污水处理厂处理，出水不进入本污水处理厂。3、综合生活污水近期：Q综= Q生Q工=0.269104m3/d远期：Q综= Q生Q工=0.605104m3/d4、总水量本可研报告中间近期规模0.30104m3/d本可研报告中间远期规模0.60104m3/d本次设计只针对一期日处理3000吨规模。2.3 污水处理厂规模的确定根据上述XX市X
27、X镇污水处理厂的预测结果，污水处理厂的近期处理规模拟定为：3000m3/d。2.4 污水处理厂厂址的选择污水处理厂厂址的选择与城市总体规划、污水管网的布局、污水的走向、地形地貌及处理后污水的出路等因素均有密切的关系。XX市XX镇污水厂拟建于镇区东部，处理XX市XX镇及周边地区污水。征地面积0.7公顷。2.5 尾水受纳水体与排放标准的确定2.5.1 受纳水体本工程处理处理后的尾水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A标准，尾水经排水沟直接排入石津灌渠。2.5.2 排放方式由于XX镇地处北方，年降水量及降水时间较短，单独设置雨水管道，实施雨污分流，从经济上讲导致
28、投资提高，但雨水管道使用效率偏低，总体上讲是不可取。采用合流制管道投资少，成本低，管道常年使用。本工程针对XX市XX镇实际，因地制宜，采用合流制管道设计，可满足要求。第三章 污水处理工艺选择3.1 进出水质与处理程度本设计方案中除特殊说明外，水质指标中均以COD代表CODcr、BOD代表BOD5、TN代表TKN。3.1.1 设计进水水质1、现状污水水质分析 XX市XX镇范围小，人口相对较少，生活污水排放量也较少，再加上各项技术水平和工作条件有限，不具备长期跟踪测量水质的条件。因此，无法提供详细的水质实测资料。现根据设计规范提供的每人每天主要污染负荷量，再参考XX市XX镇实测生活污水水质，分析近
29、、远期城镇生活污水水质。就可得出近、远期城市污水进厂污水水质，确定本工程设计进厂污水水质。2、典型生活污水的水质参照给水排水设计手册（第五册），典型城镇污水个污染物浓度值为SS：100350mg/l；CODcr：150350mg/l；BOD5:100300mg/l；NH3-N：2050mg/l。XX市XX镇经济迅猛发展，人民生活水平较高，镇区内没有矿工企业。设计中可考虑XX市XX镇污水处理厂的进水水质为典型的生活污水。3、周边地区污水处理厂进水水质由于XX市XX镇水质监测资料较少，而XX市XX镇人民的生活水平、生活习惯于周边经济发展较好的城镇相近，周边城镇污水处理厂进水水质资料可以借鉴和参考。
30、所以本设计根据周边城镇污水处理厂实测数据并结合国内类似城市的污水水质情况进行预测。周边已运行的部分污水厂实际进水水质见表3-1。表3-1数据表明，我国北方城市污水处理厂进水浓度普遍较低，BOD5普遍低于100mg/L，即使污水处理厂已运行多年也不例外。表3-1 周边部分污水厂进水水质表 项 目污染指标污水厂BOD5(mg/L)COD(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH4-N(mg/L)TP(mg/L)天津市东郊污水处理厂30050040055458天津市咸阳路污水处理厂220400230403迁西县污水处理厂1503302503544、污水处理厂进水水质拟定根据工程前期调研情况，本
31、次工程的进水水质暂未进行监测，具有极大的不确定性。具体原因是：管网尚未完善，目前没有正式的监测资料及运行资料，建议对镇区污水水质进行进一步的检测。鉴于工程实施的紧迫性，参照国家设计规范、相类似污水处理厂设计经验结合现有的水质监测数据，推测XX市XX镇污水处理厂进水水质。主要依据为生活污水处理厂进水水质。根据污水设计水质标准，参照典型生活污水的水质及周边城市已建污水处理厂进水水质情况，考虑到XX市XX镇属于经济发达地区，生活水平较高。按此原则确定XX市XX镇污水处理厂的进水水质如下：（由业主核对是否正确）项 目指 标CODGr350mg/LBOD5200mg/LSS200mg/LNH3N35mg
32、/LTP4mg/LTN40mg/L3.1.2 设计出水水质污水处理厂对污水中主要污染物的处理程度是确定污水处理工艺的基本依据，其确定方法大致可分二种：其一，是通过受纳水体的环境容量求的合理的主要污染物质排放控制参数，依次制定地方或水域的排放标准，再依据上述标准计算确定污水中主要污染物质的处理程度。这种方法可以合理充分的利用水体本身的环境容量资源，寻求与之相适宜的处理途径，获得最为经济的工程建设方案，最大限度的降低污水处理成本。其二，是根据国家颁布的有关水体环境质量标准和相应的污水排放标准确定处理程度。对于本工程而言，污水处理后排入就近水体石津灌渠，虽然石津灌渠相对来说具有较大的环境容量，但是石
33、津灌渠是沿岸居民的水源地，必须加强保护。因此，不符合使用上述第一种方法的条件，故采用第二种方法进行污水处理程度的确定。根据GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准要求和2006年5月8日，国家环境保护总局公告2006年第21号，关于发布城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）修改单的公告。4.1.2.2修改为：城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准，排入GB3838地表水三类功能水域（划定的饮用水源保护区和游泳区除外）、GB3079海水二类功能水域时，执行一级标准的B标准。本厂出水排入就近水体石津灌渠，石津
34、灌渠属重点流域。因此确定XX市XX镇污水处理厂出水水质为一级A标准。一级A标准要求城镇污水处理厂基本控制项目最高允许排放浓度为： 项 目指 标CODGr50mg/LBOD510mg/LSS10mg/LNH3N5（8）mg/LTP（以P计）0.5mg/LTN15mg/L 注：括号外数字为水温12时的控制指标，括号内数字为水温12时的控制指标。 综上所述，结合国家规范和标准，确定XX市XX镇污水处理厂出水主要污染物水质指标为：项 目指 标CODGr50mg/LBOD510mg/LSS10mg/LNH3N5（8）mg/LTP（以P计）0.5mg/LTN15mg/LpH693.1.3 设计处理程度根据
35、污水处理厂进水污染物浓度和要求出水水质指标，XX市XX镇污水处理厂的污水进出水水质及污染物去除率如表3-2所示：表3-2 设计进、出水水质及处理程度对照表项目水质控制项目(mg/L)设计进水水质 设计出水水质设计处理程度(%)1化学需氧量(COD)3505085.72生化需氧量(BOD)20010953悬浮物(SS)20010964氨氮(以NH3-N计)355（8）85.7(77.2)5总磷(以P计)40.587.56总氮（以N计）401562.57pH(无量纲)69_8大肠菌群个/L1033.1.4 水质特性分析污水采用生物法处理工艺，特别是具有脱氮除磷功能的工艺，对进水中污染物质的配比和平
36、衡有较高的要求，水质特性的分析确定对工艺设计有很大的影响。3.2 污水处理工艺的比较3.2.1 常规污水处理工艺污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法，活性污泥法主要分为以下几大类：（1）传活性污泥法及其改进型，（2）氧化沟法及其改进型，（3）AB法及其改进型，（4）A/O法及其改进型，（5）SBR法及其改进型，（6）其它类型，如水解好氧生物法等。对于大部分城市污水，就满足排放标准来说，所需要的处理程度为具有除磷和部分硝化功能的城市
37、污水二级处理。由于硝化作用主要受硝化菌比增长速率、泥龄和温度控制。活性污泥中的硝化分成不硝化、部分硝化和完全硝化三种情况，其中部分硝化属于不可控制的高度不稳定过程，因此活性污泥系统中硝化作用只能按完全硝化或不硝化这两种方式设计，不能按部分硝化的方式设计。当处理系统按硝化设计时，从生物除磷角度及降低能耗角度考虑，处理系统都必须具备反硝化能力，但反硝化程度应根据具体情况确定。出水总氮和总磷有要求时，根据总额及除磷要求综合考虑反硝化程度。出水总氮无要求但出水总磷控制较严时，可根据除磷要求考虑反硝化程度，主要目的是消除回流污泥硝酸盐对生物除磷的不利影响。根据室外排水设计规范GBJ14-87(1997年
38、版)，城市污水处理厂所采用的常规污水处理工艺的处理效率见下表：表3-3 污水处理厂常规污水处理工艺的处理效率表处理级别处理方法主要工艺处理效率(%)SSBOD一级沉淀法沉 淀40-5520-30二级生物膜法初次沉淀，生物膜法，二次沉淀60-9065-90活性污泥法初次沉淀，曝气，二次沉淀70-9065-95从上表可见，以二级污水处理厂采用活性污泥法工艺的处理效率最高，但常规二级污水处理工艺一般只能有效去除BOD、COD和SS，而氮和磷的去除是通过剩余污泥排放实现的，因此对氮和磷的去除是很有限的，一般氮的去除率约为1020%，磷的去除约为1219%，达不到对氮和磷去除率的要求，由于氮和磷过量排放
39、，导致了受纳水体的富营养化。目前国家新的排放标准对氮和磷提出了更高的要求，因此，拟建和正在建设的城市污水厂必须要考虑了具有脱氮除磷功能的污水处理工艺。生物脱氮除磷技术由于具有同时脱除C、N、P且处理成本低等优点而得到广泛应用。各国学者根据厌氧、缺氧、好氧等池子的大小、排列、数量增减以及混合液循环和回流方式的变化，开发出了一系列生物除磷工艺和技术，其中有很多工艺是由A2/O工艺改进而来，如VIP工艺、UCT工艺以及JHB等。另外，还有通过对曝气供氧的控制在空间和时间上形成厌氧与缺氧环境的氧化沟工艺和SBR工艺。在这些生物除磷脱氮工艺中，目前发展并应用于工程实践的有： A/O系列工艺、SBR系列工
40、艺和氧化沟系列工艺等。3.2.2 常用除磷脱氮工艺3.2.2.1 A2/O工艺A2/O脱氮除磷工艺即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法，是从Bardenpho生物脱氮工艺发展而来，增加了前置厌氧段，使聚磷菌在厌氧条件下进行磷的释放。在传统的A2/O工艺中，污水首先进入厌氧池与回流污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下部分易生物降解大分子有机物被转化为小分子的挥发性脂肪酸(VFA)，聚磷菌吸收这些小分子有机物合成pHB并储存在细胞内，同时将细胞内的聚磷水解成正磷酸盐，释放到水中，释放的能量可供专性好氧的聚磷菌在厌氧的压抑环境下维持生存；随后污水进入缺氧池，反硝化菌利用污水中的有机物和回流混合液中的硝酸盐进行
41、反硝化，可同时去碳脱氮；当污水进入好氧池时，有机物浓度已很低，聚磷菌主要是靠分解体内储存的pHB来获得能量供自身生长繁殖，同时超量吸收水中的溶解性磷以聚磷酸盐的形式储存在体内，经过沉淀，将含磷高的污泥从水中分离出来，达到除磷的效果。由于在好氧池中有机物浓度很低，十分有利于自养型硝化细菌的生长繁殖，具有较好的硝化效果。A2/O工艺在系统上是同步除磷脱氮工艺，在厌氧(缺氧)、好氧交替运行的条件下可有效抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般小于100，有利于处理后污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需轻微搅拌。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格区分，有利于不同微生物的繁殖生长。此工艺具有较好
42、的脱氮除磷效果。A2/O工艺的脱氮能力是依靠回流比来保证的，为了达到较高的总氮去除率，就必须要有较高的污泥及混合液回流比(一般为34)。但人们在生产实际运行中发现，提高回流比不仅大大增加动力消耗和运行成本，而且根据污水水质的不同，并不一定能够提高总氮的去除能力。特别是在COD/TKN值较低时，提高回流比却会使出水中的NO3-N增加。目前该法在国内外使用广泛。但由于增设内回流系统，增加了投资和运行费用，操作复杂，故一般仅适用于大型污水处理厂，A2/O法对小水量、小规模的污水处理厂不宜考虑。3.2.2.2 改良A2/O工艺为了解决A2/O工艺中存在的问题，即由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧
43、区产生不利影响，改良A2/O工艺在厌氧池之前增设厌氧/缺氧调节池，改良A2/O工艺工艺流程如下图所示，来自二沉池的回流污泥和10左右的进水进入调节池，停留时间为2030min，微生物利用约10进水中有机物去除回流硝态氮，消除硝态氮对厌氧池的不利影响，从而保证厌氧池的稳定性。该工艺简易运行，在厌氧池中分出一格作回流污泥反硝化池即可。3.2.2.3 分点进水倒置A2/O工艺为避免传统A2/O工艺回流硝酸盐对厌氧池放磷的影响，通过吸收改良 A2/O工艺优点，将缺氧池置于厌氧池前面，来自二沉池的回流污泥和3050的进水，50150的混合液回流均进入缺氧段，停留时间为13h。回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氧，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，污泥浓缩可较好氧段高出50。单位池容的反硝化速率明显提高，反硝化作用能够得到有效保证。再根据不同进水水质，不同季节情况下，生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配至缺氧段和厌氧段的进水比例，反硝化作用能够得到有效保证，系统中的除磷效果也有保证。分点进水倒置A2/O工艺采用矩形的生物池，设缺氧段、厌氧段及好氧段，用隔墙分开，为推流式。缺氧段、厌氧段