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處理工藝的選擇

1、污水水量與水質(zhì)情況分析

1）本項(xiàng)目污水來(lái)水不均勻程度較高，水質(zhì)、水量變化較大，由于水量與水質(zhì)具有較大的不均勻性，因此必須考慮設(shè)置均質(zhì)均量的調(diào)節(jié)池。

2）本類(lèi)污水BOD/COD值約0.5，可生化性較高。

3）根據(jù)環(huán)保部門(mén)對(duì)污水排放的要求，本污水處理工藝除了去除有機(jī)物外還應(yīng)能去除氨氮，使出水達(dá)到排放要求。

2、選擇思路

根據(jù)上述進(jìn)出水水量和水質(zhì)的情況，投標(biāo)方考慮污水處理工藝的選擇必須依照如下思路：

1）總體思路采用成熟可靠的A/O生物接觸氧化法為處理工藝，同時(shí)輔以格柵攔截、沉淀池澄清等物化處理手段；

2）首先通過(guò)格柵攔截，對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理，目的是初步降低無(wú)機(jī)顆粒物質(zhì)的含量，以免磨損及堵塞提升泵；污水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，經(jīng)調(diào)節(jié)后的污水由提升泵定量提升通過(guò)缺氧好氧A/O生物接觸氧化法，利用生物膜的作用使有機(jī)污染物首先轉(zhuǎn)化為氨氮，同時(shí)通過(guò)好氧硝化和缺氧反硝化過(guò)程既去除有機(jī)物又去除了氨氮。生化池配以新型的組合填料，該填料具有負(fù)荷高、施工簡(jiǎn)易、體積小、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、管理方便、維修更換方便等優(yōu)點(diǎn)；生化池的出水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行固液分離，沉淀池具有固液分離效果好、投資省、沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力強(qiáng)、施工簡(jiǎn)易等特點(diǎn)；沉淀池出水后能確保污水經(jīng)處理后各項(xiàng)指標(biāo)全面達(dá)標(biāo)。

3）工藝流程簡(jiǎn)捷、工程造價(jià)低、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、便于管理。

3、污水處理技術(shù)

3.1、攔污設(shè)施

本工程原水中固體雜質(zhì)含量較高，為確保提升泵等設(shè)備正常工作和保證后續(xù)處理構(gòu)筑物正常運(yùn)行，擬在處理主體工藝的前段設(shè)置攔污設(shè)施。

本工程生物處理擬采用A/O生物接觸氧化法。

采用A/O生物處理工藝是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外環(huán)保工作用以解決污水脫氮的主要方法，該方法具有如下特點(diǎn)：

利用系統(tǒng)中培養(yǎng)的硝化菌及脫氮菌，同時(shí)達(dá)到去除污水中含碳有機(jī)物及氨氮的目的，與經(jīng)普通活性污泥法處理后再增加脫氮三級(jí)處理系統(tǒng)相比，基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、電耗低、占地面積少。

A/O生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較一般生物處理系統(tǒng)少，而且污泥沉降性能好，易于脫水。

A/O生物法較一般生物處理系統(tǒng)相比耐沖擊負(fù)荷高，運(yùn)行穩(wěn)定。

A/O生物處理系統(tǒng)因?qū)?/span>NO2-N轉(zhuǎn)化成N2，因此不會(huì)出現(xiàn)硝化過(guò)程中產(chǎn)生NO2-N的積累，而1mg/ NO2-N會(huì)引起1.14mgCOD值，因此只硝化時(shí)，雖然氨氮濃度可能達(dá)標(biāo)，但COD濃度卻往往超標(biāo)嚴(yán)重。采用A/O生物處理系統(tǒng)不僅能解決有機(jī)污染，而且還能解決氮和磷的污染，使氨氮的出水指標(biāo)小于5mg/l。總之，經(jīng)過(guò)本工藝流程，出水的各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB18918-2002一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

污水處理系統(tǒng)的功能要求

污水處理系統(tǒng)的主要功能是完成對(duì)城市污水的凈化的作用，將城市中排除的污水通過(guò)該系統(tǒng)處理后，輸出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)。*以來(lái)，工業(yè)污水處理技術(shù)雖然經(jīng)過(guò)了迅速發(fā)展，但仍滯后于城市發(fā)展的需要，工業(yè)污水處理率低、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率低等*地影響了城市發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)工業(yè)污水處理技術(shù)的簡(jiǎn)易、高效、低能耗的功能，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制過(guò)程，采用PLC作為核心控制器是個(gè)較好的方案。

PLC作為工業(yè)污水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)使得設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)的功能變得更多。與各類(lèi)人機(jī)界面的通信可完成PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)視，同時(shí)使用戶(hù)可通過(guò)操作界面功能控制PLC系統(tǒng)。由于PLC的CPU強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，使得工業(yè)污水處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與通信變得可能，并且也可實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程監(jiān)控。

利用PLC作為控制器的工業(yè)污水處理系統(tǒng)主要涉及兩個(gè)方面：一是信號(hào)輸入；二是控制輸出信號(hào)。

1、信號(hào)輸入

工業(yè)污水處理系統(tǒng)信號(hào)輸入檢測(cè)方面主要涉及四類(lèi)信號(hào)的監(jiān)測(cè)，主要包括：按鈕的輸入檢測(cè)、液位差的輸入檢測(cè)、液位高低的輸入檢測(cè)，以及曝氣池中含氧量的輸入檢測(cè)。

（1）按鈕輸入檢測(cè)。大多數(shù)為人工方式控制的輸入檢測(cè)，主要有自動(dòng)按鈕、手動(dòng)按鈕、格柵機(jī)啟動(dòng)按鈕、清污機(jī)啟動(dòng)按鈕、潛水泵啟動(dòng)按鈕、潛水?dāng)嚢铏C(jī)啟動(dòng)按鈕、污泥回流泵按鈕、曝氣機(jī)工頻、變頻按鈕，以及變頻加速減速按鈕等。

（2）液位差輸入檢測(cè)。檢測(cè)粗細(xì)格柵兩側(cè)液位差，用來(lái)控制清污機(jī)的啟動(dòng)與停止。

（3）液位高低輸入檢測(cè)。檢測(cè)進(jìn)水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用來(lái)控制潛水泵或污泥回流泵的啟動(dòng)和停止，以及投入運(yùn)行的潛水泵的數(shù)量。

（4）含氧量輸入檢測(cè)。以上三種都為數(shù)字量輸入，該輸入為模擬量輸入。曝氣過(guò)程是工業(yè)污水處理系統(tǒng)中zui重要的環(huán)節(jié)，為了保證微生物所需要的氧氣，必須檢測(cè)污水中的含氧量，并通過(guò)曝氣機(jī)增加或減少其含氧量。通過(guò)將溶解氧儀設(shè)置在適當(dāng)位置上，將檢測(cè)值反饋到PLC中，通過(guò)運(yùn)算輸出控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)。當(dāng)溶解氧值偏低時(shí)，降低了微生物分解的效果，延長(zhǎng)了處理時(shí)間，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致處理失效，因此需要增加曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速以增加供氧量；當(dāng)溶解氧值偏高時(shí)，導(dǎo)致微生物過(guò)氧化，降低了其活性，也不利于處理，因此減小曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速以減少供氧量，zui終使污水中的溶解氧保持在一定的范圍內(nèi)。

2、控制輸出信號(hào)

信號(hào)輸出部分主要包括兩個(gè)方面：一個(gè)是數(shù)字量輸出，即各類(lèi)設(shè)備的接觸器；另外一個(gè)是模擬量輸出，用來(lái)控制曝氣機(jī)變頻器。

（1）數(shù)字量輸出。控制各類(lèi)設(shè)備的啟動(dòng)和停止，包括：格柵機(jī)啟停、清污機(jī)啟停、潛水泵啟停、潛水?dāng)嚢杵鲉⑼！⑽勰嗷亓鞅玫仍O(shè)備。

（2）模擬量輸出通過(guò)PLC中PID運(yùn)算后的數(shù)據(jù)，通過(guò)其功能模塊輸出控制信號(hào)，該控制信號(hào)輸入到變頻器的控制端子上，改變變頻器的輸出頻率，從而控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，zui后達(dá)到控制污水中含氧量的要求。

廠家主要組成部分

污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備較多，在氧化溝中其控制過(guò)程及原理大致相同，都是通過(guò)控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)污水中的含氧量。

(1）進(jìn)水系統(tǒng)。進(jìn)水系統(tǒng)主要有進(jìn)水管道和進(jìn)水泵房組成，進(jìn)水管道主要由粗格柵機(jī)和清污機(jī)組成，進(jìn)水泵房主要有兩臺(tái)潛水泵組成。進(jìn)水管道的主要功能是將污水中的大塊物體排除，其中的粗格柵是根據(jù)程序設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行間歇工作，而清污機(jī)的運(yùn)行和停止是根據(jù)粗格柵兩側(cè)的液位差來(lái)決定的，當(dāng)液位差超過(guò)某個(gè)值時(shí)，啟動(dòng)清污機(jī)；當(dāng)液位差小于某個(gè)值時(shí)停止清污機(jī)的運(yùn)行。進(jìn)水泵房中的潛水泵運(yùn)行及停止是通過(guò)安裝在泵房?jī)?nèi)的液位傳感器來(lái)決定的，當(dāng)液位較低時(shí)只啟動(dòng)一臺(tái)潛水泵，當(dāng)液位較高時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)潛水泵，若液位持續(xù)升高時(shí)，則輸出報(bào)警以示意有故障發(fā)生。

(2）除砂系統(tǒng)。除砂系統(tǒng)主要由細(xì)格柵系統(tǒng)和沉砂池組成，細(xì)格柵系統(tǒng)是由細(xì)格柵機(jī)和轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)組成，沉砂池的主要設(shè)備是分離機(jī)。細(xì)格柵系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)一步凈化污水中的顆粒物體，將污水中細(xì)小的沙粒濾除，其中的細(xì)格柵機(jī)是根據(jù)程序設(shè)定時(shí)間進(jìn)行間歇工作，而轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)的運(yùn)行和停止則根據(jù)細(xì)格柵兩側(cè)的液位差來(lái)決定，當(dāng)液位差超過(guò)某個(gè)值時(shí)，啟動(dòng)清污機(jī)；當(dāng)液位差小于某個(gè)值時(shí)停止清污機(jī)的運(yùn)行，這和粗格柵系統(tǒng)的運(yùn)行方式*。沉砂池中分離機(jī)的運(yùn)行和后續(xù)處理中的轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的運(yùn)行同步，即啟動(dòng)轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的時(shí)候同時(shí)啟動(dòng)分離機(jī)，對(duì)沉砂池中的沙粒進(jìn)行排除。

(3）氧化溝系統(tǒng)。氧化溝系統(tǒng)由氧化溝和污泥回流系統(tǒng)構(gòu)成，氧化溝是工業(yè)污水處理系統(tǒng)中zui重要的環(huán)節(jié)，因此控制量較多，控制過(guò)程叫復(fù)雜，包括轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)和潛水?dāng)嚢铏C(jī)，污水回流系統(tǒng)主要有污泥回流泵構(gòu)成。氧化溝的功能是對(duì)污水進(jìn)行生化處理，分解污水中的有害物質(zhì)，使其達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中是轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)是關(guān)鍵設(shè)備，在氧化溝中設(shè)置有溶解氧儀對(duì)污水中的含氧量進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)其反饋到PLC的值來(lái)控制曝氣機(jī)變頻器的運(yùn)行，改變污水中溶解氧的含量。潛水?dāng)嚢铏C(jī)的作用是推進(jìn)水流，同時(shí)使氧化溝的污水和活性污泥處于劇烈的攪拌狀態(tài)，使他們充分混合接觸。使活性污泥的生化反應(yīng)更加充分，這樣才能zui大程度地分解污水中的有害成分。污水回流系統(tǒng)的污泥回流泵將剩余的污泥及使用過(guò)的污泥進(jìn)行處理，該設(shè)備的運(yùn)行與停止主要根據(jù)泵房?jī)?nèi)液位傳感器的狀態(tài)，當(dāng)液位低于某個(gè)值時(shí)停止回流泵的運(yùn)行；當(dāng)液位持續(xù)高于某個(gè)高位時(shí)，回流泵停止運(yùn)行同時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)；液位處于正常狀態(tài)時(shí)，回流泵正常運(yùn)行。

(4）沉淀系統(tǒng)。沉淀系統(tǒng)主要設(shè)備為刮泥機(jī)，其功能是對(duì)進(jìn)行氧化溝處理后的污水進(jìn)行物理沉淀，將污泥和清水分離，刮泥機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)后就開(kāi)始持續(xù)運(yùn)行。在該系統(tǒng)中用到一定化學(xué)藥劑主要包括混凝劑、絮凝劑、復(fù)合堿等，主要用來(lái)調(diào)節(jié)改善混凝條件及絮凝體結(jié)構(gòu)，利用高分子助凝劑的強(qiáng)烈吸附架橋作用，使細(xì)小松散的絮凝體變的粗大而緊密，容易發(fā)生沉降。

(5）污泥脫水環(huán)節(jié)。污泥脫水系統(tǒng)主要包括離心式脫水機(jī)，其主要功能是對(duì)氧化池中處理過(guò)污水的活性污泥進(jìn)行脫水處理，由于對(duì)污水進(jìn)行處理后，活性污泥中有新的微生物及其他雜質(zhì)，因此需要先對(duì)活性污泥添加一定量的藥物，便于污泥脫水。離心式脫水機(jī)主要有聚合物泵、污泥機(jī)和切割機(jī)構(gòu)成，以上設(shè)備按照順序控制的方式啟動(dòng)，依次啟動(dòng)聚合物泵、污泥機(jī)和切割機(jī)，完成對(duì)污泥的脫水處理。

工藝流程說(shuō)明

一體化設(shè)備以好氧生化法為主要處理工藝，設(shè)備本體包括格柵、調(diào)節(jié)池、酸化池、BFBR生物流化池和消毒池。設(shè)備本體之前一般須設(shè)置調(diào)節(jié)池，以均化水質(zhì)和水量，調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間6h。BFBR生物流化池采用流化生物膜法，鼓風(fēng)曝氣，設(shè)計(jì)停留時(shí)間2～3h。BFBR生物流化池出水經(jīng)過(guò)濾后進(jìn)入消毒池，按規(guī)范設(shè)計(jì)接觸時(shí)間1～2h。

一體化設(shè)備主體工藝采用生物膜法。生物膜法污泥濃度高、容積負(fù)荷大、耐沖擊能力強(qiáng)，處理效率高。早期設(shè)備主要采用生物轉(zhuǎn)盤(pán)，體積龐大，生物膜難控制，盤(pán)軸易損壞。目前，一體化設(shè)備逐漸發(fā)展為接觸氧化法和生物流化床工藝。尤其是生物流化床成為近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。相比接觸氧化法，生物流化床污泥濃度更高、耐沖擊能力排放更強(qiáng)、剩余污泥率更低，且無(wú)堵塞、混合均勻，具有較好的脫氮效果，配置形式也較接觸氧化法更為靈活。

普通的生物流化床是在污水中投加懸浮填料，給微生物提供一種良好的載體，提高了微生物濃度；填料在水流和氣流的推動(dòng)下呈流化狀態(tài)，兼有生物膜和活性污泥的雙重特點(diǎn)。隨著研究的進(jìn)展，生物半流化床、BASE三相生物流化床、Circox氣提式生物流化床等新的型式不斷涌現(xiàn)，流化床的充氧特性、水流狀態(tài)、污泥濃度、脫氮效果得到較大的改進(jìn)。新型流化床的處理效率更高，占地面積進(jìn)一步減小，但是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，設(shè)備高度相應(yīng)增加。因此，這些新型流化床應(yīng)用于一體化設(shè)備還有待時(shí)日。

近年來(lái)，MHR、SBR、DAT—IAT等作為主體工藝的一體化設(shè)備也見(jiàn)諸報(bào)道。MBR法具有較高的處理效率，而且不需要二沉池；但是投資和運(yùn)

行費(fèi)用較高，管理相對(duì)復(fù)雜。DAT—IAT和SBR法屬于間歇式活性污泥法，處理效率較低。因此，作為一體化設(shè)備工藝應(yīng)用并不廣泛。

早期一體化設(shè)備的工藝流程的特點(diǎn)是“麻雀雖小，五臟俱全”，顯得比較臃腫。隨著一體化設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展，其工藝流程不斷得以改進(jìn)，變得更加緊湊，提高了處理效率。

本工藝流程的改進(jìn)主要著眼于提高處理效率、減少占地和降低能耗。流程的改進(jìn)主要包括三個(gè)方面：

(1)以酸化池代替原來(lái)的初沉池和污泥池，酸化池和調(diào)節(jié)池可以倒置。一體化設(shè)備的產(chǎn)泥量較少，沉淀池(過(guò)濾池)的污泥可以回流到酸化池中。

酸化池的作用包括三個(gè)方面：其一，污水中的大分子有機(jī)物經(jīng)過(guò)水解酸化可以分解為小分子有機(jī)物，提高可生化性；生化池的停留時(shí)間可以減少為3h左右；酸化池中也可設(shè)置填料，以提高酸化細(xì)菌的濃度；其二，回流污泥既可以提高酸化池的微生物濃度，又具有一定的生物絮凝功能，初步絮凝沉淀部分懸浮或膠體污染物，降低后續(xù)生化池的負(fù)荷；

其三，回流污泥在水力自重作用下壓縮，同時(shí)污泥在酸化池中可以得到一定的消化，進(jìn)一步減少污泥體積；酸化池中的污泥一般定期(1年)抽吸。酸化池、初沉池和污泥池三位一體，大大減小的占地面積，提高了處理效率。

(2)由原來(lái)的普通沉淀池改為在BFBR生物流化池上設(shè)置高效兩相分離器，增加了分離效果，并使活性污泥及生物載體不向外流失，提高內(nèi)循環(huán)延長(zhǎng)了污泥泥齡，提高了生化處理效果，降低了出水懸浮物SS的含量，為后續(xù)過(guò)濾環(huán)節(jié)減輕了負(fù)擔(dān)。過(guò)濾池可以采用輕質(zhì)濾料，如采用輕質(zhì)泡沫濾珠，設(shè)計(jì)濾速可以達(dá)到7～8m／h，進(jìn)一步提高了處理效率。相比普通沉淀和斜管沉淀，過(guò)濾則利用生化池出水中的污泥的絮凝性，通過(guò)接觸吸附在濾料表面上或者在濾料孔隙中沉積，實(shí)際上起到了絮凝吸附和淺池沉淀的雙重作用 。

(3)近年來(lái)，高效絮凝劑的不斷發(fā)展促進(jìn)了物化工藝在污水處理中的應(yīng)用，污水處理趨于物化與生化工藝相結(jié)合。化學(xué)絮凝劑可以強(qiáng)烈吸附水中的懸浮物與膠體，可以進(jìn)一步減少生化處理時(shí)間(0.5～2h)，從而更大限度減少占地面積。已有部分單位開(kāi)始了物化／生化相結(jié)合的一體化設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用，并且，也有*采用物化方法的處理設(shè)備見(jiàn)諸報(bào)道，如SPR設(shè)備等。但是，物化方式存在的一個(gè)缺點(diǎn)是產(chǎn)泥量相對(duì)較大，增加了管理上的困難。