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类型陕西某污水处理厂可行性研究报告.doc

  • 上传人:您的文秘员
  • 文档编号:1665716
  • 上传时间:2018-08-16
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    陕西某污水处理厂可行性研究报告.doc
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    1、陕西省某市污水处理厂可行性研究报告编者 某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告2陕西省某市城市污水处理厂可行性研究报告一 前言某市地处陕西省关中平原中部,介于东经 10801749”1080377”,北纬 3401215”3402653”。东依咸阳市秦都区,南接周至县、户县,西邻武功县,北靠礼泉县。全市东西最大距离 28.8 公里,南北最大距离为 22.9 公里,国土面积为 508.5 平方公里。从地理位置上看某市是通向周边各个县市的重要通道,在未来必定有很好的发展潜力,同时在不断的促进周边各县市经济的发展的。改革开放以来,某市随着改革开放政府政策的不断完善和扶持,某市整体经济发展水平有了很大

    2、的提高。然而城市基础设施的建设却赶不上经济发展的步伐,城市现状污水系统不完善,有些地段还没有敷设排水管道,给居民生活带来不便。已建管道,遇有管理不善,局部排水存在不通畅。已建排水明渠,由于缺乏必要的防渗处理和合理的规划管理,造成对城市地下水有一定的污染,同时地表收集的污水又直接排入渭河内,污染了渭河的水质,影响了整个城市的环境。 根据某市政府及环保部门的相关规定,某市兴建污水处理厂后,完成某市的污水处理任务,最终出水排放到渭河的水质达到国家 GB89781996污水综合排放标准的二级标准。应实现的水环境目标:全市水污染问题有所改善,流域水体质量明显提高。为了提高环境质量,保护居民身体健康、改善

    3、投资环境,努力形成环境优美,人与自然和谐相处的城市生态环境,促进某市的城市环境、经济和社会持续、协调发展,实现某市国民经济和社会发展“十一五”计划和远景目标。省、市两级政府高瞻远瞩,决定兴建某市污水处理厂,特编制本可行性研究报告。深圳市某环保科技有限公司对某市污水处理厂工程进行可行性研究。本研究通过对某市水环境现状与发展趋势的分析,提出适宜某市城市发展规划的城市污水厂建设方案,以期控制水环境污染,保障经济可持续发展。某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告3本研究报告在编制过程中得到了陕西省水污染治理指挥部办公室、某市环保局、某市水务局等有关部门及单位的大力支持和协助,在此表示衷心感谢。2 概述

    4、2.1 项目名称和建设单位 项目名称:某市污水处理厂建设工程 建设地点: 委托单位:陕西省某市水污染治理办公室 编制单位: 2.2 项目目的、任务、设计依据、设计资料和设计范围2.2.1 项目目的深圳市某环保科技有限公司对某市污水处理厂工程进行可行性研究。本研究通过对某市水环境现状与发展趋势的分析,提出适宜某市城市发展规划的城市污水厂建设方案,以期控制水环境污染,保障经济可持续发展。 处理目标执行污水综合排放标准的二级标准。 工程目标构筑物设计使用年限不低于 50 年,主要工艺设备设计使用年限不低于 20年;污水处理厂技术先进、高效、能耗低、运行稳定可靠、维修次数少;在设计使用年限内,所选处理

    5、方案的建设投资成本及将来的运行维护成本的折现值最低。 财务目标从使用者身上收取的污水处理费能满足污水处理厂的建设、维持保本微利及将来的可持续性服务。 社会目标通过消减服务区域内的污染物从而改善和提高人们的生活环境质量,并且改善城市水体景观,同时消减经济发展与水环境污染的矛盾。2.2.2 任务参照建设部颁发的市政工程设计技术管理标准的要求,本可行性研究报告的主要任务是:某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告4 某市污水处理厂工程服务区现状资料调查分析 污水处理厂工程服务区范围内污水量预测 分期建设规模的确定 设计进水水质和处理出水水质的设定 污水处理厂厂址论述 污水、污泥处理工艺选择 污水处理处

    6、理厂设计 管理机构、劳动定员及建设进度的构想 投资估算及资金筹措 经济评价2.2.3 编制原则 贯彻之行国家关于环境保护的政策,符合国家的有关法规、规范及标准。 采取分部实施,近期、远期结合的方针,充分发挥建设项目的社会效益,环境效益和经济效益。 根据设计进水水质和出厂水质要求,所选污水处理工艺力求技术先进、可靠、处理效果好、节省投资的处理新工艺、新技术、新设备和新材料,确保污水处理效果,减少工程投资及日常运行费用。 采用先进的节能技术,降低工程基础建设投资,降低能耗和生产成本,提高管理水平。 妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉沙和污泥,避免造成二次污染。 确保工程的可靠性及有效性,提

    7、高自动化水平,降低运行费用,减少日常维护检修工作量,改善工人操作条件。 采用双回路电源保证污水处理系统正常运行,且污水厂运行设备有足够的备用率。 在污水厂征地范围内,厂区总平面布置力求便于施工、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一致。 积极创造一个良好的生产和生活环境,把速水处理厂设计成为现代化的园某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告5林式工厂。 按现行有关规定,结合地方实际情况进行投资估算和经济分析。2.2.4 编制依据资料 某市城市总体规划说明书 ,陕西省城乡规划设计院,2002 年 12 月编制。 关于某市城

    8、市污水厂处理项目建议书的批复 ,陕西省发展计划委员会文件,陕计投资:(2002)655,2002 年 7 月。2.2.5 设计范围2.2.5.1 编制范围根据委托书的要求,本可行性研究报告由深圳市某环保科技有限公司公司负责编制,工程服务范围为陕西省某市城区污水渭河流域。编制内容主要为: 污水处理厂厂址选择; 污水处理厂污水量预测及规模确定 某市污水处理厂污水污泥工艺流程选择与论证; 某市污水处理厂近期建设工程工艺方案设计及相关专业方案设计; 某市污水处理厂近期建设工程投资估算及经济评价;2.2.5.1 编制年限编制年限为:近期 2010 年,远期 2020 年。2.3 城市概况2.3.1 区位

    9、与自然条件2.3.1.1 地理位置某市地处陕西省关中平原中部,介于东经 10801749”1080377”,北纬 3401215”3402653”。东依咸阳市秦都区,南接周至县、户县,西邻武功县,北靠礼泉县。全市东西最大距离 28.8 公里,南北最大距离为 22.9 公里,总国土面积为 508.5 平方公里。从地理位置上看某市是通向周边各个县市的重要通道,在未来必定有很好的发展潜力,同时在不断的促进周边各县市经济的发展的。某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告62.3.1.2 地形地貌某市市域地势北高男低,由渭河平原和渭北黄土台塬两大部分组成,其中平原占总土地面积的 63.9%。海拔高度为 3

    10、90541.8m;渭河平原因渭河干流切割而形成一、二、三级阶地。阶地发育完整,阶面平坦、宽阔,呈梯形倾向渭河,渭北黄土台塬高地向南呈微倾斜与三级阶地相接。台塬塬面平整,南缘因水土流失侵蚀左右而形成一些狭小的沟壑。2.3.1.3 气候特征某市属于暖温带主湿润、半干旱大陆性季风气候,四季分明,雨热同季、日照充足;年平均气温 13.1,七月份平均气温 26.4,极端气温为 42.2,元月平均气温为0.9,极端最低气温为19.9。年日照数为 2065.2 小时。无霜期平均为 218 天,年平均降水量 588mm,多集中在 79 月份。主要灾害性天气有干旱、连阴雨、暴雨等。2.3.1.4 境内水系渭河沿

    11、南端流经某市域,全长 30.5km。地下水属渭河水洗。沿黄土台塬坡下,东西有地层断裂缝涌出泉水八处。北部店张凹地属泾河流域,全境为低产径流区。地下水主要类型为潜水,含水量甚为丰富,北部黄土台塬区水位埋深3065m,单位涌水量 1.52.5m3/h.m;渭河河谷二级阶地水位埋深约 618m,三级阶地水位埋深 1530m,单位涌水量 2040m3/h.m;地下水主要受大气降水补给,流向为西北东南,与地形相吻合,含水岩组厚度由南向北渐减,水量也渐减,水质良好、矿化度 0.51g/L,PH 值 7.37.5,硬度 2030,主要为HCO3NaMg 类型水,对混凝土无侵蚀作用。地下水的另一类型为承压水,

    12、北部黄土台塬区水位埋深 3065m,单位涌水量 28m3/h.m;渭河河谷阶地水位埋深约为 414m,单位用水量1026m3/h.m;流向平行渭河,主要是受渭河补给,其次是大气降水补给,埋深由南向北加深,含水岩组一样,且厚度递减,矿化度 0.20.3g/L,属 HCO3NaMg 类型水,对混凝土无侵蚀作用。工程所在地属黄河流域渭河水系。某市具有地热资源,储量丰富,现已有部分单位计划开采地下热水。2.3.2 区域社会经济概况某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告7改革开放以来,特别是进入“九五”时期以来,某市的经济和社会发展取得了很大的成就,2002 年某市实现的国内生产总值为 25.5 亿元(

    13、当年价,下同),2002 年底人均国内生产总值为 4594 元,财政支出 1.6456 亿元,社会消费品零售总额为 4 亿元,农民人均纯收入为 1931 元,乡镇企业总产值为 44.91 亿元,2002年全市有普通中学 30 所,在校学生 4.14 万人,职业中学 11 所,在校学生2975 人,小学 232 所,在校学生 6.96 万人,少年儿童入学率 97.8%。全市域共有医院 28 所,拥有病床 1367 张,专业卫生技术人员 1350 人,其中医生 448 人。2.3.3 人口情况2002 底某市域人口 554933 人,人口密度为 1091 人/平方公里,其中非农业人口 114723

    14、 人,占 20.7%,农业人口 440210 人,占 79.3%。市域管辖 7 个镇四个乡,3 个街道办事处。2.4 项目背景水是生命之源,也是人类活动和经济发展的支持要素。当今世界,水在某种程度上限制和决定地区的性质、规模、产业结构、布局与发展方向,自然界及社会对水的依存度越来越高。进入 21 世纪以后,某市以前所未有的速度推进城市化,与所有发展城市同步,近几年明显加大了土地开发的力度,频频引进各种建设项目,随之人口的增加,大量未经处理的污水直接排入河流,致使渭河水系的水质遭受严重的污染,这种状况必需要改变。随着未来某市的经济、社会、环境、人口、生活需求的不断发展,城市排水系统和污水治理将承

    15、受更大的压力,主要表现有:城市生活污水处理率低,而污水总量却在不断增加;地区饮用水水质下降,对人的健康造成潜在危险;城市排水系统工程和污水处理工程建设远落后于城市的发展;城市化水平的提高,使城市自然滞洪能力和保水功能降低,洪涝灾害、水污染日趋严重。在我国,包括水环境的环境保护已经为一项基本国策加以贯彻,得到了全社会和各级人民政府的高度重视,保护环境和控制污染对城市的经济繁荣、社某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告8会稳定具有重要意义。为此,国务院有关部委颁布了有关的法律和法规,以保证这项基本国策的贯彻和执行。我国早在 1989 年颁布的中华人民共和国环境保护法 ,是各项有关环境保护法规的基础

    16、和依据,其要点如下: 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。 环境保护与污染防治各级政府必需制定工业排污的程序和制度,并提供各种环境保护措施。 法律责任授权给各级政府环保部门采取适当的法律程序来警告和惩罚污染者。2.5 区域排水现状以及存在的问题2.5.1 污水排放现状某市现状污水排放体系基本为合流制。污水全部排入渭河,最终排入黄河,排入渭河的排水管渠系统大多数都是合流制的。城市生活污水及工业废水混合流入水渠内后直接流向河流内,这就造成了某市污水水质复杂、水量浮动大的特点。某市现状污水排水

    17、大致分为两种情况: 工业企业:某地区在“五一”期间工业有了很大的发展,但城市基础设施相对落后,受到当时苏联模式的影响,企业办社会,各个企业自成体系,自给自足,所以,某市区企业大都拥有自备井水源,以供生产和职工生活需要。在当时的确解决了地方基础建设资金不足的问题,但是同时也给后期对于水资源的管理带来了很多负面影响。从用水量来看,某市工业企业日均用水量占规划日均用水量的 84%,其万元产值耗水量为 228.5 吨,比全省工业企业平均万元耗水量 150 吨要高很多,原因是因为某市地区自给井水源供水水价是企业内部自定,工业企业自备井的水价由水资源费(0.05 元/吨) ,供水电费(0.17 元 /吨)

    18、 ,人工工资(0.05 元/吨) ,构成成本价(约 0.27 元/吨) ,且大都没有安装计量设备。低廉的水成本和管理某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告9的漏洞造成企业用水无节制,水回用率偏低,生产和生活用水浪费严重。所以按照全省工业企业平均万元产值耗水量计算,某市工业企业节水量在 3 万吨/ 日左右。 居民用水:城区居民大多使用自来水,但仍有相当多的居民、营业浴池、洗车行使用自备井,还有部分单位开采地热水用于营业,数目多,涌水量大,又难以计量,水成本价格更低,这也是造成某市用水量和排水量大的主要原因之一。综上所述,自备井管理体质方面存在的漏洞和水成本价格的偏低,是造成某市用水量和排水量最大

    19、的主要原因。通过以上分析,某市目前的节水空间 3 万吨,其排水量应该为 6.7 万吨/日。因此,污水处理规模设计为 10 万吨/日是比较合理的。2.5.2 存在的主要问题某市大中型企业多,工业废水排放量大,为保护城市生态环境,规划提出某市排水体制宜采用雨污分流制。但是由于诸多因素限制,很难成行,故目前仍以雨污合流制考虑。城市排水系统尚不完善,有些地段还没有敷设排水管道,每逢雨季,给居民生活带来不便。已建管道,由于管理不善,局部排水不畅通。已建排水明渠,由于缺乏必要的防渗处理,对城市地下水造成一定的污染,影响了城市的环境质量。2.6 项目实施的必要性和可能性2.6.1 实施本项目的必要性某市现状

    20、污水排放体系基本为合流制。城市生活污水及工业废水混合流入水渠内后直接流向渭河内,根据某市环境监测站在 2003 年元月 27元月 29 日对某市排放的污水进行了连续监测,监测数据见表 21。在 2004 年 9 月 20元月 22 日又对某市排放的污水进行了连续监测,监测数据见表 22。2003 年元月 27元月 29 日 某市排放污水水质(单位:mg/L) 表 21 时间 地点 PH SS 挥发酚 NH3-N COD BOD5东西口汇合区 6.90 764 0.027 85.5 333 134.62003.1.27总排放口 6.59 511 0.028 101 317 130.1某市污水处理

    21、厂建设工程 可行性研究报告10渭惠渠 6.71 236 0.030 30.8 238 141.1东西口汇合区 6.95 328 0.022 57.2 416 123.6总排放口 6.80 404 0.026 65.8 320 120.32003.1.28渭惠渠 6.93 88 0.027 33 192 31.9东西口汇合区 6.70 252 0.018 65.5 285 120.7总排放口 6.93 192 0.025 82.5 190 118.42003.1.29渭惠渠 6.90 64 0.026 9.5 158 103.9东西口汇合区6.70-6.95252-7640.018-0.0275

    22、7.2-85.5285-416120.7-134.6总排放口6.59-6.93192-5110.025-0.02865.8-101190-320118.4-130.1范围渭惠渠6.71-6.9364-2360.026-0.0309.5-33158-23831.9-141.1东西口汇合区 6.85 448 0.022 69.4 345 126.2总排放口 6.77 369 0.026 83.1 276 122.9平均值渭惠渠 6.85 129.3 0.028 24.4 196 92.3扣除渭惠渠后总排放口净均值 6.76 404.4 0.026 91.76 288 127.42004 年 9 月

    23、 20元月 22 日 某市排放污水水质(单位:mg/L) 表 22时间 地点 PH SS NH3-N COD BOD5二水厂北桥口 7.46 15 1.67 204 30.5小阜村桥口 8.66 17 27.24 430 133.92004.9.20渭惠渠(兴化西桥口)8.00 14 6.97 59 13.4二水厂北桥口 7.40 18 1.12 168 49.2小阜村桥口 8.42 28 54.30 906 124.82004.9.21渭惠渠(兴化西桥口)8.45 18 15.84 256 21.92004.9.22 二水厂北桥口 8.79 11 1.08 123 27.6某市污水处理厂建设

    24、工程 可行性研究报告11小阜村桥口 8.46 79 36.95 353 138.1渭惠渠(兴化西桥口)8.16 10 12.45 128 40.0说明:二水厂北桥口代表西城区过来的污水水质,小阜村桥口代表现状流经污水处理厂的所有的污水情况,包括某城区污水,渭惠渠污水及兴化厂部分的污水。由上面水质监测数据可知排入渭河水体的污水水质污染程度比较严重。而原来某市污水通过水渠管网等未经处理就全部直接排放到渭河水体中,严重污染了渭河水体的水质。某市现状污水系统不完善,因此,应加快污水处理厂、污水收集系统的建设进度,早日将污水通道打通,减少直接排入水体的污水数量。2.6.2 工程建设的可能性 工程服务范围

    25、内经济保持高速发展,经济实力雄厚,各级政府高度重视,为本工程提供了强有力的政策和经济支持。 某市污水处理厂厂址位置及占地面积已经在市政详规、污水系统布局规划中得到控制,并留有发展余地。污水厂建设的供水、供电均有来源,交通便利,为本工程的建设与投产创造了外部实施条件。 服务范围内的污水收集官网工程有部分已实施,部分也已开展设计工作,污水处理厂建成后即可发挥作用。3 工程规模、进出水水质及污水厂厂址3.1 工程规模3.1.1 规划概况近年来,我国城市缺水问题已经非常集中、突出地表现出来,水的供需矛盾日益尖锐,水的问题已经成为制约城市建设和发展的主要因素。随着城市化率的不断提高及大中型基础设施的建设

    26、,城市污水排放量也以每年 7.7%的速率在增加,这样,大量的城市污水浪费流失,既浪费了资源,又污染了环境。因此,某市污水处理厂从节约水资源、减少水污染的角度考虑,决定对处理后的部分污水进行不同程度的深度处理,使其达到生活杂用水的水质标准和其他回用水的水质标准,实行中水回用。某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告12回用水主要用于工业、市政和农业方面,下面分别叙述: 工业回用水兴化厂用,回用水水质和水量分为 A 类水质和 B 类水质。其中 A 类水质是指循环水的补充水,B 类水质是指工业锅炉用水。详细见表 31表 31A 类水 项目水量t/h温度 K+Mmol/lCa2+Mmol/l正硬Mmol

    27、/l负硬Mmol/lPHHCO3-+CO32-+SO42-+C l-指标 100 30 0.45 时可生化性较好,BOD 5/CODcr0.3 时为可生化,BOD5/CODcr0.3 时为较难生化, BOD5/CODcr0.25 时为不易生化。 BOD5/TN(即 C/N)C/N 比值是判定能否有效生物脱氮的重要指标。从理论上讲,C/N2.86就能进行脱氮,但一般认为,C/N3.0 时才能有较高的脱氮效率。 BOD5/TPBOD5/TP 比值是判别能否生物除磷的主要指标。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,一般某市污水处理厂建设

    28、工程 可行性研究报告23认为该值要大于 20,比值越大,除磷效果就越明显。根据进水水质预测,某市污水厂进水水质有关指标比值与判别标准比较如下:表 52 进水水质可生化判别表序号 进水水质 判别指标 判别结果进水: 0.451 BOD5=150mg/L BOD5/CODcr标准:0.45满足较好生化反应的条件进水: 4.52 CODcr=280mg/L BOD5/TN标准:3.0满足条件进水:363 TN=40mg/L BOD5/TP标准:20满足条件4 TP=4.0mg/L由表 52 可以看出,某市污水处理厂污水处理方法选用生化法是可行的。5.2.1 污水生化处理级数的选择根据预测的进水水质可

    29、见,某市污水处理厂不仅需要对BOD5、CODcr、SS 有较高的去除率,同时还对 NH3-N、TN、TP 提出了较高的要求,也即要求在去除常规污染的基础上增加脱氮除磷。我国现行室外排水设计规范 (GB50014-2006)给处理污水厂采用常规不同处理级数时对有关污染物的去除率,将某市污水处理厂要求的处理效率与之对比可得表 5-3.表 5-3 某市污水处理厂需要效率与规范效率比较表序号 SS、 BOD5 去除率1处理级别 主要工艺SS BOD5 本次要求比较结果2 一级处理 沉淀法 40-55 20-30 不满足要求生物膜法 60-90 65-90 接近要求3 二级处理活性污泥法 70-90 6

    30、5-9588% 83.3%接近要求由表中可以看出,常规二级处理工艺能有效地去除 BOD5、CODcr 和 SS,但对氮和磷的去除是有一定限度的,仅从剩余污泥中排除氮和磷,氮的去除率约为 1020%,磷的去除率约为 1219%,达不到本工程对氮和磷去除率的要求。某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告24因此,需要采用污水脱氮除磷工艺。在常规二级处理工艺上除磷脱氮,对 BOD5 的去除将进一步提高,大量具备除磷脱氮功能的二级处理工艺工程实践也表明对 BOD5 的去除可以达到 95%以上,因此,对于 BOD5 而言,具备除磷脱氮功能的二级处理工艺可以满足其去除要求。综上分析,本工程污水处理工艺须以具

    31、有脱氮除磷的二级活性污泥法或生物膜法为基础,增加进一步的高效或深度处理,方能保证出水水质稳定达标。活性污泥法在处理城市污水方面具有处理效果好、出水水质稳定、运转经验丰富等优点。是目前国内外大多数城市污水处理厂所普遍采用的方法。5.2.2 处理重点及难点分析污水处理厂的工艺选择与设计主要围绕重点处理项目进行。 BOD5某市污水处理厂要求的出水 BOD5 指标为30mg/L ,相应的最低去除率为83.3%。从目前采用的一些污水处理工艺来看,处理后 BOD5 浓度可消减 90%以上,再加上本工程由于除磷脱氮高效处理过程对 BOD5 的进一步消减,完全能够保证 BOD5 出水浓度低于 30mg/L,因

    32、此,BOD 5 不是本工程的重点处理项目。 CODcrCODcr 与 BOD5 的去除基本同步,在本工程中,出水 CODcr 达到要求值100mg/L 以下,去除率为 75%,实现容易,因此 CODcr 的去除不是本工程的处理重点。 SS本工程要求出水 SS 浓度小于 30mg/L,相应去除率为 88%。常规的二级处理一般就能使出水 SS 浓度达到低于 20mg/L,但是难以达到稳定在 10mg/L 以下,但是,出水 SS 的浓度高低直接影响到出水水质的 CODcr、BOD 5、P 等,因此,SS 是本工程的重点处理项目。 NH3-N 由于该工程出水按照二级出水标准执行,即 NH3-N 出水浓

    33、度小于20mg/L。某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告25不考虑进水有机氮、出水有机氮等影响因素,其去除率要求大于 33.3%。污水处理厂进水氨氮的去除主要靠消化过程来完成,由于氨氮的硝化过程远比碳的氧化过程缓慢,硝化将成为生化处理好氧单元设计的控制因素。对于本工程而言,氨氮基本上要求比较完全硝化才能达到出水标准,但是本工程要求不是很高,因此,NH 3-N 不是本工程的重点难点处理项目。 TN本工程要求出水 TN 小于 30mg/L,相应的去除率为 25%,要求相对不是很高。污水处理厂进水 TN 的去除主要在硝化充分的基础上靠反硝化过程来完成,工程上通过缺氧阶段来实现,反硝化成为缺氧池设计

    34、的控制因素,但是 25%的去除率在常规生化反映中就可以达到,因此,TN 也不是本工程的重点处理项目。 TP本工程要求出水 TP 浓度为小于 3.0mg/L,相应的去除率为 40%。一般而言,通过具有脱氮除磷效果的生化处理后,出厂水质中磷含量可以达到接近1mg/L,但是难以稳定在 0.5mg/L 以下,而本工程要求在 3.0mg/L 即可,因此,TP 也不是本工程的重点处理项目。综上所述,根据某市污水处理厂进出水水质,处理率要求较高的为CODcr、BOD 5 以及 SS,即重点处理项目为 CODcr、BOD 5、SS。5.2.3 污染物的去除 SS 的去除污水中 SS 的大部分去除主要靠沉淀作用

    35、,进一步的去除靠过滤。污水中的无机颗粒和大尺度的有机颗粒靠自然沉淀左右就可以去除,小尺度的有机颗粒靠微生物降解左右去除,而小尺度的无机颗粒(包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒)则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用,与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水处理厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水 SS 指标,还因为组成出水悬浮物的主要是活性污泥絮体,其本身的有机成分就很高,因此对出水的BOD5、 COD 等指标也有着很大的影响,所以控制污水处理厂出水的 SS 指标是最基本的,也是很重要的。某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告26为了降低出水中的悬浮物浓度,应在工程中采取适当的措施,如采用适当的污泥

    36、负荷(F/M 值)以保保持性污泥的凝聚及沉降性能,投加药剂,采用较小的沉淀池表面负荷、采用较低的出水堰负荷,充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用以及增加过滤环节等。在污水处理方案选用合理、工艺参数取值合理,单体设计优化的条件下,完全能够使出水 SS 达到设计要求。 BOD5 的去除污水中 BOD5 的去除是靠微生物的吸附和代谢作用,然后对污泥和水进行分离来完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞,将另外一部分有机物进行分解代谢以便或得细胞合成所需的能量,其最终产物是 CO2 和 H2O 等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢的过程中,溶解性有机物(如低分子有

    37、机酸等易讲解有机物)直接进入细胞内被利用,而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面,然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见,微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用,并且代谢产物是无害的稳定物质。根据有关资料,在污泥负荷 0.15kgBOD5/kgMLSS.d 以下且同时生化除磷脱氮时,就很容易使得出水BOD5 达到要求。 CODcr 的去除污水中 CODcr 去除的原理与 BOD5 基本相同。CODcr 的去除率取决于塬污水的可生化性,它与城市污水的组成有关。对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水,这种城市污水的 BOD5/CODc

    38、r 比值往往接近 0.5 甚至大于 0.5,其污水的可生化性较好,出水 CODcr 值可以控制在较低水平。而成分主要以工业废水为主的城市污水,或 BOD5/CODcr 比值较小的城市污水,其污水的可生化性较差,处理后污水中剩余的 CODcr 会较高,要满足出水 CODcr100mg/L 有一定难度。某市污水处理厂进水 BOD5/CODcr=0.45,污水的可生化性较好,采用二级处理工艺完全能满足 CODcr100mg/L 设计排放的要求。 氮的去除某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告27氮在水体中是藻类生长所需的营养物质,容易引起水体的富营养化,因此氮是污水处理厂出水的控制指标之一。污水脱氮

    39、方法主要有生物脱氮和物理化学脱氮两大类。目前生物脱氮是主体,也是城市污水处理中经济和常用的方法。物理化学脱氮主要是折点氯化法、选择性离子交换法、空气吹脱法等。国外从六十年代开始对污水脱氮的方法进行了大量的研究,结果认为物理化学法脱氮从经济、管理等方面均不适宜在大中型城市污水处理厂中使用,因此,本工程以生物脱氮法为主。氮是蛋白质不可缺少的组成部分,因此广泛存在于城市污水中。在原污水中,氮以 NH3-N 及有机氮的型式存在,这两种形势的氮合在一起称为凯氏氮,用 TKN 表示。而污水中的 NO3和 NO2量很少。氮也是构成微生物的元素之一,一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一起从水中去除,这部分氮量

    40、占所去除的 BOD5 的 5%。生物除氮是通过硝化、反硝化过程实现。硝化过程为好氧过程,在有机物贝氧化的同时,污水中的有机氮也被氧化成氨氮,并且在溶解氧充足、泥龄足够厂的情况下被进一步氧化成硝酸盐,其反应方程式如下:NH4+1.5O2 NO2+2H+H2ONO2+0.5O2 NO3第一步反应靠亚硝酸菌完成,第二步反应靠硝化菌完成,总的反应为:NH4+2O2 NO3+2H+H2O经过好氧生物处理后的污水,其中大部分的凯氏氮都被氧化成为硝酸盐(NO 3) ,反硝化菌在溶解氧浓度极低或缺氧情况下可以利用硝酸盐中氮作为电子受体,氧化有机物,将硝酸盐中的氮还原成氮气(N 2) ,从而完成污水的脱氮过程,

    41、通常称之为反硝化过程。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行,并且要有充足的碳源提供能量,才可以促使反硝化作用顺利进行。由此可见,要达到生物脱氮的目的,完成硝化是先决条件。因为硝化菌属于自养菌,其生长率 s 明显小于异养菌的生长率 h,生物脱氮系统维持硝化的必要条件 s h,即系统必需维持在较低的污泥负荷条件下运行,使得污泥的泥龄大于维持硝化所需要的最小泥龄。根据大量的实验数据和运转实例,设计某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告28污泥负荷0.15kgBOD 5/kgMLSS.d 时,就可以达到硝化及反硝化的目的;污泥负荷0.11kgBOD 5/kgMLSS.d 时,就可以使出水氨氮浓度不高于

    42、5mg/L,TN浓度不高于 15mg/L。 磷的去除将磷从污水中去除,可以采用化学法,也可以采用生物法。常规二级处理工艺磷的去除率仅为 1219%,达不到本工程的要求。化学除磷主要是向污水中投加药剂,使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物,然后通过固液分离将磷从污水中去除。固液分离可以单独进行,也可以与除沉污泥和二沉污泥的排入相结合。按工艺流程中化学药剂投加点的不同,化学沉淀除磷工艺可分为前置沉淀、同步沉淀和后置沉淀三种类型。前置沉淀的药剂投加点是除池前,形成的沉淀物与除沉污泥一起排除;同步沉淀的药剂投加点在曝气池中,曝气池出水处或在二沉池的进水处,形成的沉淀物与剩余污泥一起排除;后置

    43、沉淀的药剂投加点设在二沉池之后的混合池中,形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离。化学除磷的药剂主要有铁盐、铝盐和石灰。以硫酸铝和三氯化铁、硫酸亚铁混凝剂为例,金属盐与水中的磷酸盐的反应可以表示如下:硫酸亚铁混凝剂:3Fe2+2PO43-=Fe(PO4)2三氯化铁混凝剂:主反应:FeCl 3+PO43- FePO4 +3Cl-副反应:2FeCl 3+3Ca(HCO3) 2 2 Fe(OH)3 +3CaCl2 + 6CO2硫酸铝混凝剂:主反应:Al 2+(HSO4) 3.14H2O +2PO43- 2 AlPO4 +3SO42- + 14H2O副反应:Al 2+(HSO4) 3.14H2O

    44、+6HCO3- 2 Al(OH)3 +3SO42- + 14H2O +6CO2可见,铁盐和铝盐均能与磷酸跟离子(PO 43-)作用生成难溶性的沉淀物,通过去除这些难溶性沉淀物去除水中的磷。按照德国规范 ATV-A131 的规定,一般去除 1kg 的磷需要投加 2.7kg 铁或某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告291.3kg 铝。对特定的污水,金属盐投加量需通过试验确定,进水 TP 浓度和期望的除磷率不同,相应的投加量也不同。化学除磷方法的泥产量将增加,仅由沉淀剂与磷酸根和氢氧根结合生成的干泥量为 2.3kgTs/kgFe 或 3.6kgTs/kgAl,除此之外,还要考虑附带的其他沉淀物,因

    45、此,在实际应用中按每 kg 用铁量产生 2.5kg 污泥或每 kg 用铝量产生4.0kg 污泥来计算泥量。在初沉池投加化学药剂,初沉池产泥量将增加 50100%,如设后续生物处理,则全厂污泥量增加 6070%;在二沉池投药,活性污泥量增加 3545%,全厂污泥量将增加 1025%。因此,化学药剂的投加使沉淀污泥的产量增加、浓度降低、污泥体积增大,使污泥处理的难度增加。采用化学除磷时还应考虑污泥处理与处置的费用。生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧环境并有充足营养的条件下,受到压抑而释放出体内的磷酸盐,产生能量以吸收快速降解有机物,并转化为 PHB(聚 烃丁酸)储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就

    46、讲解体内储存的 PHB产生能量,用于细胞的合成和过量吸磷,形成高磷浓度污泥,随剩余污泥一起排出系统,从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量,处理成本较低。缺点是未了避免剩余污泥中的磷再次释放,对污泥处理工艺的选择有一定的限制。在厌氧阶段释放 1mg 的磷吸收储存的有机物,经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖,能够吸收 22.4mg 的磷。因此磷的吸收取决于磷的释放,而磷的释放取决于污水中存在的课快速降解的有机物的含量,有机物与磷的比值越大,除磷效果就越好。一般的活性污泥法,其剩余污泥中的含磷量为 1.52%,采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法 2

    47、3 倍,在设计中往往采用 24%。生物除磷工艺的前提是聚磷菌必需在厌氧条件下优势增长,而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此,污水除磷的处理工艺必需在曝气池前段设置厌氧段,并对污泥中糖的含量进行控制。生物除磷工艺对磷的去除可以达到出水含磷 1.0mg/L 以下;辅以化学除磷的话,可以保证出水水中磷浓度不高于0.5mg/L。5.3 生物脱氮除磷基本原理某市污水处理厂建设工程 可行性研究报告30国外从六十年代开始系统地进行了脱氮除磷的物理处理方法研究,结果认为物理法的缺点是耗药量打、污泥多、运行费用高等。因此,城市污水处理厂一般不推荐采用。从七十年代以来,国外开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。我国从八十年代开始研究生物脱氮除磷技术,在八十年代后期逐步实现工业化流程。目前,常用的生物脱氮除磷工艺有 A2/O 法、SBR 法、氧化沟法等。 生物脱氮原理生物脱氮是利用自然界氮的循环原理,采用人工方法予以控制,首先,污水中的含氮有机物转化成氨氮,而后在好氧条件下,由硝化菌左右变成硝酸盐氮,这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下,由反硝化菌作用,

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