1、I南京化工职业技术学院毕 业 论 文题目 曝气生物滤池处理城市污水的研究 姓 名 佟 馨 所在系部 应用化学系 专业班级 环境监测与治理技术 0822 指导教师 王 瑞 2011 年 4 月曝气生物滤池处理城市污水的研究I摘 要城市经济、社会、生态环境的协调发展对中国国民经济持续、健康地发展，建设和谐社会以及社会主义新经济有着重要意义。水作为城市环境的重要组成部分，更因为其稀缺性和在生产、生活中无可替代的地位必须得到切实的保护。随着城市经济的发展，城市化进程的推进和乡镇企业的迅速发展，城市水污染问题己经成为学术界和政府研究的热点问题。本文从分析城市水污染现状出发，根据水量水质情况，分析污染物的
2、，处理机理经过 AB 法、A/A/O 法、氧化沟法、SBR 法、曝气生物滤池法（BAF 法）等综合比较，最终采取 BAF 法作为处理污水的最佳方案，并系统介绍曝气生物滤池工艺方面的工艺流程特点、工艺试验及工艺单元设计。BAF 法处理污水具有所需基建投资少，出水水质好，运行能耗低，运行费用省等优点。关键字：水质概况 ，机理分析， 方案选择 , 曝气生物滤池AbstractUrban economic, social and ecological environment of coordinated development of Chinas national economy maintained
3、 steady and healthy development, constructing the harmonious society and socialist new economy has important significance. Water as an important part of urban environment, but also because their scarcity and in production and life, irreplaceable position must be effectively protected. With the devel
4、opment of urban economy, the urbanization advance and rapid development of township enterprises, the problem of urban water pollution already become academia and government research hot spot problems. Based on the analysis of the current situation of urban water pollution, according to the water qua
5、lity condition analysis and processing mechanism of pollutants by AB method, A/A/O method, the oxidation ditch method, SBR method, biological aerated filters method (BAF law) and other comprehensive comparison, eventually take BAF method as the optimal scheme of sewage, and systematically introduced
6、 biological aerated filters process characteristics of the technological process, process test and process unit design. BAF method with necessary sewage effluent water infrastructure investment, less good, running low energy consumption and operation cost provinces, etc. Key word: water, pollutants
7、mechanism analysis, general plan selection, biological aerated filters process 曝气生物滤池处理城市污水的研究III目 录一、概述 11.1、城市污水水质描述 .11.2、研究背景与意义 .3二、水量与水质 52.1 设计水量 52.2 设计进水水质 52.3 污泥出路 6三、工艺方案选择 73.1、污水处理工艺的功能要求 .73.2、污染物的去除机理及分析 .73.3 污水可生化性分析 .123.4 主要处理单元工艺比选 .13四、曝气生物滤池工艺 .184.1、工艺特点 184.2 具体工艺如下： .194.3
8、试验工艺流程及方法 204.4、工艺单元设计 25五、结论与建议 .28六、参考文献 .29七、致谢 .31曝气生物滤池处理城市污水的研究1一、概述1.1、城市污水水质描述城市污水的水质在主要方面具有生活污水的一切特征。但在不同的城市，因工业的规模和性质不同，城市污水的水质也受工业废水和水量的影响而明显变化。典型的生活污水水质变化大体有一定范围，可参见表 2-1。表 2-1 典型的生活污水水质示例浓度 /(mg/L) 浓度 /(mg/L)指标高 中 低指标高 中 低固体（TS ）溶解性总固体非挥发性挥发性悬浮物（SS）非挥发性挥发性可沉降物/(mg/L)生化需氧量（BOD 5）溶解性悬浮性总有
9、机碳（TOC）化学需氧量（COD）溶解性悬浮性120085052532535075275204002002002901000400600720500300200220551651020010010016040015025035025014510510020805100505080250100150可生物降解部分溶解性悬浮性总氮有机氮游离氨亚硝酸盐硝酸盐总磷有机磷无机磷氯化物（Cl -）碱度（CaCO 3）油脂7503753758535500015510200200150300150150401525008351001001002001001002081200413605050城市污水的化学指标
10、很多，它包括酸碱度（PH） 、碱度、生化需氧量（BOD） 、化学需氧量（COD） 、固体物质、氨氮（NH 3-N） 、总磷(TP)、重金属含量等。酸碱度（PH）城市污水 PH 值一般为 6.57.5。PH 值的微小降低可能是由于城市污水输送管道中的厌氧发酵。雨季时进水较低的 PH 值往往是城市酸雨造成的，这在合流系统尤其突出。PH 值的突然大幅度变化不论是升高韩式降低，通常是由于工业废水的大量排入造成的。生化需氧量（BOD）城市污水处理中，常用生化需氧量 BOD 指标反映污水中有机污染物的浓度。生化需氧量是在制定的温度和制定的时间段内，微生物在分解、氧化水中有机物的过程中所需要的样的数量，单位
11、为 mg/L。由于微生物的好氧分解速度开始很快，约 5 天后其需氧量即达到完全分解需氧量的 70%左右，因此在实际操作中常用 5d 生化需氧量（BOD 5）来衡量污水中有机物的浓度。化学需氧量（COD）化学需氧量是指用强氧化剂使被测废水中有机物进行化学氧化时所消耗的氧量。COD 测定速度快，不受水质限制，用它指导生产较方便。常用的氧化剂为 KMnO4和 K2Cr4O7。KM nO4的氧化能力较弱，往往只有一部分被氧化，因此需所测定的结果与实际情况有很大的差别，而 K2Cr4O7的氧化能力很强，能使污水中的绝大部分有机物氧化，故常用 K2Cr4O7来测定。在城市污水处理分析中，把的 BOD5/C
12、OD 比值作为可生化性指标。当BOD5/COD0.3 时，可生化性较好，适宜采用生化处理工艺。城市污水的 BOD5和 COD 的均值之间保持着一定的相关关系，通过大量的数据分析对比，可以近似地从 COD 推求 BOD5。溶解固体（DS）和悬浮固体（SS）城市污水中含有大量的固体物质，按其物理性质可分为悬浮固体 SS 和溶解固体 DS。悬浮固体（SS）简称悬浮物，是检测污水的重要指标。SS 指标的意义为：表示污水的污染情况，SS 含量的多少直接影响着水环境的外观情况，也不利于水的复氧过程；可以反映用简单沉淀法去除污染物的效果和难易程度。总氮（TN） 、氨氮（NH 3-N）和总磷(TP)氮、磷含量
13、是重要的污水水质指标之一，在污水生化处理过程中微生物的新陈代谢需要消耗一定量的氮、磷。如果氮、磷排入到水体中，将会导致水体曝气生物滤池处理城市污水的研究3中藻类的超量增长，造成富营养化为题。总氮是污水中各类有机氮和无机氮的总和。氨氮是无机氮的一种，总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。1.2、研究背景与意义中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，同时近年来江南水乡出现严重干旱，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不 断提高，中国污
14、水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。降低运营成本，提高污水处理率，一直是污水处理行业面临的最现实的问题。城市污水处理回用在替代清洁水源的同时减少了污水排放量，降低了城市排污负荷，具有水量稳定、输水距离短、制水成本低等特点，可以提供安全可靠的替代水源，是解决城市缺水问题的战略选择。推进污水处理回用工作充分体现了科学发展观以人为本的要求，反映了广大人民群众的迫切愿望，是推进城市化建设的客观需要，是实现水资源合理配置、科学保护、循环利用的重要手段，对建设资源节约型、环境友好型社会意义重大，对我国经济又好又快发展意义重大。1.3、设计原则及设计规范1.3.1 设计原则
15、贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的相关法规、政策、规范和标准。城市总体规划的原则指导下，对城市污水进行综合治理，充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。根据总体建设时序，以及基础设施统一规划、分步实施的方针，在工程方案设计的过程中充分考虑城市自身经济发展的实际情况，处理好污水处理及其排放系统对周边环境的影响，在尽量节省工程投资的基础上，合理科学的使用和节约土地，并处理好近、中、远期的衔接关系，为发展留有余地。考虑到城市发展中所排污水中工业废水占据一定比例的实际情况，在方案设计时，充分考虑水量及水质的均衡，提高系统抗冲击负荷的能力及应对水量大幅变化的适应、调节能力，可根据不同的进
16、水水量灵活调整运行方式，最大限度地发挥处理装置和处理构筑物的处理能力。采用技术先进、操作简单、易于管理、布置紧凑、高效节能、稳妥可靠的处理工艺，确保污水处理效果，出水水质稳定达标；同时最大程度地降低工程投资和运行成本，减少污水处理厂的占地面积，降低能耗。 1.3.2 设计规范及标准城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 1 89 1 82002)室外排水设计规范(GB500142006)室外给水设计规范(GB500132006)曝气生物滤池处理城市污水的研究5二、水量与水质2.1 设计水量根据盱眙经济开发区的要求，确定污水处理厂建设规模按 4 万 m3d 进行设计，分二期进行建设，一期规模 2 万
17、 m3d ，二期扩建 2m3d2.2 设计进水水质根据盱眙经济开发区污水处理厂及配套管网系统工程可行性研究报告提供的资料，并参考城市污水厂类似的水质情况，同时考虑究报告提供的资料，并参考城市污水厂类似的水质情况，同时考虑到污水处理工程具有一定超前性，因此预测本污水处理工程的污水进水水质如下：序号 项目 净水水质范围 设计指标1 生化需氧量BOD5120-200mg/l 180mg/l2 化学需氧量COD250-300mg/l 300mg/l3 悬浮固体颗粒物SS150-300mg/l 250mg/l4 氨氮 NH3-N 25-35mg/l 30mg/l5 总氮 TN 30-40mg/l 40m
18、g/l6 总磷 TP 3-3.5mg/l 4mg/l7 PH 6-9 6-9污水出水水质如下：序号 项目 出水1 生化需氧量 BOD5 10mg/ll2 化学需氧量 COD 50mg/l3 悬浮固体颗粒物 SS 10mg/l4 氨氮 NH3-N 5mg/l5 总氮 TN 15mg/l6 总磷 TP 0.5mg/l7 PH 6-98 大肠菌群数 1000 个/l2.3 污泥出路污泥处理过程中产生的剩余污泥经脱水处理，若测定成分满足农用标准要求后可用于农用肥料使用，否则送至垃圾填埋厂进行卫生填埋处理。曝气生物滤池处理城市污水的研究7三、工艺方案选择3.1、污水处理工艺的功能要求污水处理工艺的选择直
19、接关系到处理后出水的水质能否稳定可靠的达到处理要求、运行管理是否方便、建设费用和运行费用是否节省，以及占地和能耗指标是否优化，因此，污水处理工艺的选择是水处理厂运行成功与否的关键。污水处理工艺的选择应根据进水水质、处理程度的要求、用地面积和工程规模等因素，各种工艺都有其适用条件，应视工程的具体条件而定。选择合适的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，且有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的常年运行费用，保证出水水质。污水处理厂各主要污染因子去处理率见下表：表 3-3 主要污染因子去除率序号 项 目 进水范围rag1进水指标mg1出水指标rag1去除率 备注 1 生化需氧量 BODs120
20、-200 180 10 94.42 化学需氧量 CODc250-300 300 50 8333 悬浮物SS150-300 250 10 964 氨氮NH3N25-35 30 5 8335 总氮 TN 30-40 40 15 6256 总磷 TP 3-4.5 4 0.5 875求具有良好的脱氮除磷效果的二级生化处理，还要辅以物化深度处理以保证稳定出水水质。3.2、污染物的去除机理及分析污水处理的目的是去除水中的污染物，使污水得到净化，污水中的主要污染物为 BOD5、CODcr、SS、N 和 P 等。1)BOD5 的去除污水中 BOD5 的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用对有机物进行降解，利用有
21、机物合成新细胞，然后对污泥与水进行分离，从面完成 BOD5 的去除。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，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是 C02 和 H20 等稳定物质。在合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物(如低分子有机酸等)直接进入细胞内部被利用，而非溶解有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外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，因此，可以使处理后的残余 BOD5 浓度很低。2)COD 的去除污水中 COD 去除的
22、原理与 BOD5 基本相同。COD 的去除率取决于原污水的可生化性，它与污水的组成有关。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 BOD5COD比值往往大于 04，其污水的可生化性较好，出水 COD 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，由干往往含有大分子结构和难生物降解的有机物 BOD/COD 比值较小，因此必须借助厌氧等手段将大分子结构有机物分解成能生物降解的小分子有机物，同时提高 BOD5COD。比，使有机物得以降解。3)SS 的去除污水中 SS 的去除主要靠沉淀作用，污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降
23、解作用去除，而小直径的无机颗粒(包括大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒)则要靠活性污泥的吸附网捕作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水 SS 指标，出水中BOD、COD、P04P 等指标也与之有关。因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成分和含磷就很高，较高的出水悬浮物含量会使得出水 BOD5、COD、P04P 增加。因此，控制污水厂出水的 SS 指标是很重要的。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，例如，选用适当的生物处理工艺，使出水 SS 较低，对于出水要求较高的污水厂，还可在生物处理单元后设置滤池进行过滤，确保出水稳定达
24、标。4)氨氮的去除废水中的氮主要以有机氮、氨氮和氧化态氮三种方式存在，一般城市污水中，氨氮约占总氮的 6080。曝气生物滤池处理城市污水的研究9对于废水中氨氮的去除，其方法主要有物化处理法和生化处理法两种类型，在市政污水处理行业中生物法除氨氮是主流，也是城市污水处理中经济和常用的方法。物化处理法主要有折点加氯法、选择性离子交换法、空气吹脱法等；深化处理法去除氨氮工艺较多，但原理是一样的。a物化处理法物化处理法处理成本较高，一般处理小水量的污水或工业废水折点加氯法折点加氯法是通过投加足量氯气或次氯酸钠到废水中，使废水含有的氨氮氧化成氮气的化学脱氮工艺，其化学反应式可表示为：NH4+1.5HOCI
25、 0.5N2+25H +1.5C1-此外，折点加氯法还需要消耗水中碱度，理论计算 1mgLNH 4+-N 消耗143 mg L 碱度(以 CaC03计)，一般需向污水中投加 NaOH 或 Ca(OH)2来补充污水碱度的不足，另外还需对出水余氯进行脱除，以免毒害鱼类、贝类等水生生物。采用折点加氯法脱除氨氮，工艺复杂，投氯量大，再加上补充碱度。余氯脱除等工艺环节，而且加氯会产生一些新的有毒和有害物质。从经济上、运行管理上和环境保护方面均不适宜于本工程。吹脱法污水中的氨氮大多以氨离子和游离氨的形式存在，并在水中形成如下平衡：NH4+OH- NH3+H20当 pH 值升高时，平衡向右移动，污水中游离氨
26、的比例增加，当 pH 值升高到 1 1 左右时，水中的氨氮全部以 NH3的形式存在，若加以搅拌、曝气等物理作用可使氨气从水中向大气转移，即被吹脱。氨吹脱工艺的主要问题是要将废水的 pH 值提高到 105115 范围内，需要投加大量 NaOH 或 Ca(OH)2；需要大量循环空气，因此动力费用较高；尾气中含有大量的氨气，会对环境造成污染，需要进行尾气处理；环境温度对氨吹脱的影响很大，当水温低时，水中氨的溶解度增加，氨的吹脱率降低。该方法适用于氨氮含量很高的工业废水或污水，在城市污水处理中尚无使用先例，也缺少运行管理经验，因此不推荐采用。选择性离子交换法利用填料(如沸石、离子交换树脂)对氨离子的选
27、择性超过废水中的其他阳离子的特点，在废水通过填料时将氨离子截留，去除废水中的氨氮。该法存在的主要问题是进入交换柱的 SS 值不应大于 35mgL，以免增加水头损失，堵塞沸石床；吸附饱和后必须对沸石进行再生，以恢复其离子交换能力；目前尚无应用管理经验。综上所述，从经济、管理等方面考虑，物化法去除氨氮不适宜在本工程中应用，氨氮的去除应该采用生化处理的方法b生化处理法污水生化处理过程中，当有机物被分解时，污水中的有机氮被分解成氨氮，在溶解氧充足、泥龄较长的情况下，进一步被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通常称之为硝化过程。其反应方程式如下：NH4+1.5O2 N02-+2H+H20 (亚硝化过程)N02-+
28、O.502 N03-+H20 (硝化过程)因为硝化菌属于自氧菌，其生长率明显小于异养菌的生长率。生物脱氮系统维持硝化的必要条件是系统的污泥泥龄大于消化要求的泥龄，系统必须维持在较低得污泥负荷条件下运行。一般泥龄大于 57 天时，就可以达到硝化的目的。5)硝酸盐的去除氮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，总氮也是污水处理厂控制的指标之一。经过好氧硝化处理后的污水，其中大部分的氨氮都被氧化成硝酸盐(N0 3-N)，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氧作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气，从而完成污水的脱氮过程，通常称之为反硝化过程。反硝化茵需要有
29、机碳源如甲醇(CH 30H)、乙酸(CH 3COOH)、甲烷(ell4)、回流污泥(C 10H19 03N)等作为电子供体，反应方程式如下：6N03-+5CH30H 3N2+5C02+7H20+60H-8N03-+5CH3COOH 4N2+1 0C02+6H20+80H-8N03-+5CH4 4N2+5C02+6H20+80H-10N03-+C10H1903N 5N2+10C02+3H20+100H-+NH3在反硝化过程中 OH。与水中的 C02 反应生成 HC03：OH -+C02 HC03从上述硝化和反硝化过程反应方程式可以看出：曝气生物滤池处理城市污水的研究11在硝酸盐还原为氮气的反硝化
30、过程中，反硝化菌利用硝酸盐作为电子受体，而已污水中的碳源提供能量并使之氧化稳定。每转化 lkg N03H 为 N2时，需要消耗有机物(以 BODs 计)286 kg。硝化过程有 H+产生，要消耗水中的碱度，当碱度不够时，污水的 pH 值将下降至维持硝化反应正常进行所需的 pH 值之下，从而使硝化反应不能进行。每氧化 lkgNH4+-N 为 N03刊时要消耗 714 kg 碱度。而反硝化反应则伴随有 OH产生，每转化 lkgN03_N 为 N2时耍产生 375kg 碱度，即可以回收 375kg 碱度，使硝化过程消耗的部分碱度得到补充。6)磷的去除一般城市污水中，磷主要以无机盐形式存在。污水除磷主
31、要有生物除磷和化学除磷两大类，城市污水采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水磷浓度满足排放标准要求，并尽可能减少加药量，降低处理成本。化学除磷化学除磷是向污水中投加药剂，使药剂与污水中的磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀斗勿，然后通过固液分离将磷从污水中去除。固液分离可单独运行，也可在初沉池和二沉池内进行。化学除磷药剂主要有铁盐(含聚铁盐)、铝盐(含聚铝盐)和石灰。以硫酸铝和三氯化铁、硫酸亚铁混凝剂为例，金属盐与污水中的磷酸盐碱度反应可以表示如下：3Fe2+2P043-Fe 3 (PO4)2FeCl3+P043- FeP04+3C1-Al2(SO4)314H20+2P043- 2A1
32、P04+3 S042-+14H20可见，铁盐和铝盐均能与磷酸根离子反应生成难容性的沉淀物，通过去除这些难溶性的沉淀物去除水中的磷。按照有关资料，一般去除 lkg 磷需投加 27kg 铁或 13kg 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。铁盐除磷产泥量较铝盐要少，但铁盐腐蚀性强，对人员和设备安全不利。建议投加聚合铝盐除磷。采用化学除磷的优点是工艺简单，除投加设施外不需要增加其他设施。缺点是药剂消耗量大，污泥量增加，处理成本增加，而且化学药剂投加还要消耗水中的碱度。生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷
33、酸盐，产生能量以吸收快速降解有机物，并转化为 PHB(聚 p 羟基丁酸)储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内贮存的 PHB 产生能量，用于细胞合成和过量吸磷，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。因此，泥龄对脱磷效果产生影响，通常泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下优势继续增长，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须在曝气池前设置厌氧段。在厌氧段释放 lmg 的磷并吸收贮存有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖，能够吸收 224mg 的磷。因此，磷的吸收取
34、决于磷的释放，而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量(即是否有充足的碳源)，有机物与磷的比值越大，除磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为 152，采用生物除磷工艺的剩余活性污泥的含磷量可以达到传统活性污泥法的 2。3 倍。生物除磷的优点是不增加剩余污泥量，处理成本较低。缺点是为了避免剩余污泥中的磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。3.3 污水可生化性分析污水能否采用生化处理，特别是用于生物脱氮除磷工艺，对进水中各种污染物质的配比和平衡有较高的要求，因此首先应判断相关的指标能否满足要求。现将污水处理厂进水水质配比指标列表如下，并予以分析：表 34 进水水
35、质污染物配比表项目 BODsCODc BODTN BOD/TP指标 030 3 20数值 060 45 451） 、BC 比曝气生物滤池处理城市污水的研究13BOD5CODh 是污水处理过程中常用的两个水质指标，用 BOD5CODc。值评价污水的可生化性是广为采用的最为建议的方法，一般情况下，BOD5CODCr值越大，说明污水可生化性越好。城市污水处理厂项目对进水水质进行分析，其 BOD5CODc，值达到 06，可见开发区污水生物降解性能很好。考虑到开发区引进企业的不确定性及工业废水占有一定比例的情况，工程设计时应考虑进水水量波动及水质复杂性对系统带来的冲击，因此确定 BOD5CODc 值为
36、046。2)BOD5TNBODTN 指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源的条件下，污水中必须有足够的有机物(碳源)才能保证反硝化的顺利进行。一般认为BOD5TN36，即可认为污水有足够的碳源供硝化菌利用，本工程BOD5TN=45，属于碳源一般的污水，碳源的不足对反硝化和除磷都有不利影响。3)BOD/TP该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标，一般认为，较高的 BOD；负荷可以取得较好的除磷效果，进行生物除磷的低限是 BODTP：20，有机基质不同对除磷也有影响。一般低分子易降解的有机物诱导磷释放的能力较强，高分子降解的有机
37、物诱导磷释放的能力较弱。而磷释放的越充分，其摄取量也就越大，本工程 BOD；TP：45，可以采用生物除磷工艺。但由于出水对 TP 要求较高单凭生物除磷难以达到出水标准，必须辅以化学除磷。3.4 主要处理单元工艺比选近年来常用的污水生物脱氮除磷工艺（二级强化处理）主要有两大类：一类是以传统活性污泥及其他工艺有 AB 工艺、A/O 法、A/A/O 法、氧化沟法、SBR法；另一类是生物膜法通过附着在滤料或一些载体上的生物污泥净化分解污水中的有机物，通常膜法，代表工艺有生物滤池、生物转盘、接触氧化法，城市污水处理中常见的生物滤池工艺。(1)AB 法(AdsorptionBiooxidation) 该法
38、由德国 Bohuke 教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A 级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容积负荷 6kgBOD/(m3d)以上；B 级负荷低，污泥龄较长。A 级与 B 级间设中间沉淀池。二级池子 F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB 法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A 级和 B 级亦可分期建设。(2) A/A/O 法(AnaerobicAnoxicOxic)由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内 10 年前开发此厌氧缺氧好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质
39、出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O 法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO12.5)，BOD/TKN 为 1.53.5，COD/TP 为 3060，BOD/TP 为1640(一般应20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5 和 COD 为主，则可用 A/O 工艺。有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田，可将脱氮除 磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。（3）氧化沟法 本工艺 50 年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展
40、为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.53.5m，转刷动力效率 1.61.8kgO 2/(kWh)。 奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的 DO(如外环为 0，中环为 1，内环为 2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在 4.04.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用。 若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工
41、艺运行来看，水深一般在 3.0m 左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。曝气生物滤池处理城市污水的研究15三沟式氧化沟(T 型氧化沟)，此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T 型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。 氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高 20%)和动力效率达 2.53.0 kgO 2/(kWh)(4)普通曝气法及其变法 本工艺出
42、现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。 近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的目的；在普曝池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD5，在池型上有多种形式(如下文所述的氧化沟)，工程上称为普通曝气法的变法，亦可统称为普通曝气法。(5)SBR 法(Sequencing Batch Reactor) SBR 法早在 20 世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子
43、中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性 SBR 工艺，如 ICEAS 法、CASS 法、IDEA 法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂 。(6) 曝气生物滤池
44、(Biological Aerated Filter) 曝气生物滤池(Biological Aerated Filter)简称 BAF，是 80 年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除 AOX(有害物质)的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀也 f 二沉池)，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。BAF 按水流方向分上向流和下向流，上向流生物曝气滤池在进水的同时，采用水气同向的工艺路线，使介质表面形成生物膜，污水流过滤床时，污染物首先被过滤和吸附
45、，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢降解。所以生物滤池可以在降解有机物的同时，具有生物絮凝和吸附过滤的作用。而且由于生物膜附着在滤料上，活性很高，生物膜不受泥龄限制，对于污染浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，起到了进一步吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均能得到比较彻底的清除。在反应器的下部，异养型微生物为优势菌，碳污染物(CODc， 、BOD5 和 SS)主要在这里被去除，而在反应器上部，自养型细菌，如硝化菌占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部，以及部分填料之间的缝隙，蓄积的大量活性污泥中存在着兼性微生物，
46、因此在 BAF 中可发生碳污染物的去除，同时有硝化和反硝化的功能。在滤池运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜及滤料上截留的杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到定时期，需对滤料进行反冲洗。BAF 生物曝气滤池以其贮存在加氯消毒池中清澈的出水作为反冲用水，不另设反冲水池，反冲洗废水通过排水管回流到一级处理设施。BFA 工艺的优点：a)占地面积小，基建投资省，通常为常规处理工艺占地面积的l5110；b)同时发挥生物氧化与生物吸附作用，其后可省去二次沉淀池的占地和投资；c)出水水质好，总氮和氨氮去除率高；d)工艺流程短，氧的传输效率高，曝气量小，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低
47、，运行费用是一般工艺的 12；e)抗冲击负荷能力强，受气候、水量和水质变化影响小，启动快，特别适合于寒冷天气地区，并可间歇运行；f)运行方式灵活，分格分组控制，可根据来水水量及水质灵活调整运行格数。曝气生物滤池处理城市污水的研究17g)过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺；h)易挂膜，系统启动快，暂时不使用的情况下关闭时，滤料表面的生物膜并未死亡；i)曝气生物滤池采用模块化结构，便于后期改建、扩建；可建 成封闭式厂房，减少臭气、噪声对周围环境的影响；j)运行管理方便，便于维护。物的降解十分有利。随着处理过程的进行，在滤料缝隙间的悬BAF 工艺的缺点：a)曝气生物滤池对进水 SS 要求较高，
48、一般要求 SSlOOmgL，最好SS60mgL；b)曝气生物滤池水头损失较大；c)在反洗操作时，短时间内水力负荷较大；如果反冲洗水直接回流入初沉池，会对初沉池造成较大的冲击负荷。d1 阀门多，自控要求高。目前，曝气生物滤池工艺在城镇污水处理厂得到了广泛应用序号 项目名称 项目规模 质量达到标准 备注1 沈阳仙女河污水处理厂44 万吨日 一级 B 排放标准2 沙营污水处理厂12 万吨日 一级 B 排放标准3 大连马栏河污水处理厂8 万吨日 一级 A 排放标准4 淮安第二污水处理厂10 万吨日 一级 B 排放标准5 咸阳西郊污水处理厂8 万吨日 一级 A 排放标准6 安徽五河华骐水务工程3 万吨日
49、 一级 A 排放7 宜兴丁蜀污水处理厂1 万吨日 一级 A 排放标准本项目采用的工艺流程应选用先进成熟可靠、处理效率高的工艺。要求不仅能高效去除有机物和悬浮物，并能满足脱氮除磷的要求，尽可能选择占地面积小、能耗低、自动化程度高、运行费用低的工艺。故经上述全面比较之后决定采用曝气生物滤池法曝气生物滤池处理城市污水的研究19四、曝气生物滤池工艺4.1、工艺特点该厂使用的主要处理工艺为曝气生物滤池工艺，该工艺具有去除SS,COD,BOD,硝化，脱氮，除磷等作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体为一体，所需基建投资少，出水水质好，运行能耗低，运行费用省等优点。具体特点有以下几个方面:1） 、灵活运行方式特别适合于中小型水厂，尤其是像盱眙这种发展中的小城镇建设初期水量较小、浓度较低的情况。生物滤池工艺可通过调节运行格数，充分适应水量、
