1、中国污水处理工程网四川污水处理厂随着我国市场经济的繁荣发展和城市化进度的加快，现代化工业不可避免造成了大量水资源的严重污染，包括城市生活用水和工业用水的污染。因此如何治理污染、政府采取何种合适的融资模式以及如何吸引社会力量投资城市污水处理，逐渐成为环境治理中的焦点。四川从产业化方面考虑，可以对新建污水处理厂项目，采用 BOT 投融资方式。它是一种“交易双赢”的思路：政府以未来市场高速增长的收益来换取资本对基础设施建设大规模的投入，加快城市发展步伐。一、污水处理厂工程厂址的选定污水处理厂址的选定是城市和工业区的总体规划的组成部分。厂址的选择同城市和工业区排水管道的布置、处理后污水出路密切相关，应
2、进行深入的调查研究和技术经济比较，并应考虑以下原则： 1、厂址必须位于给水水源的下游；如果城镇、工业区和生活区位于河流附近，厂址必须在它们的下游，而且要在夏季主风向的下风向，并应同城镇、工业区、生活区以及农村居民点保持一定的距离,但又不宜太远,以免增加管道的长度。 2、厂址应尽可能与处理后出水的主要去向（如灌溉农田）或受纳水体靠近。 3、充分利用地形，选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物和设备高程布置的需要，节省能源和动力。4、尽可能少占和不占农田，并考虑有发展的可能性。二、污水处理厂工程工艺流程污水处理厂的处理工艺流程以及处理构筑物和设备型式的选定是污水处理厂设计的重要环节。确定污水处
3、理工艺流程的主要依据是污水所需要达到的处理程度，而处理程度则取决于处理后出水的去向。处理后的出水如果排入水体，则污水的处理程度既要能够充分利用水体自净能力，又要防止水体遭到污染。不考虑水体自净能力，而任意采用高级处理方法是不经济的，但也不宜将水体自净能力耗尽，要留有余地。处理后污水如用于灌溉农田，污水水质应达到所要求的标准。处理后的出水如果回用于工业企业或城市建设，要考虑两种情况：直接回用；作某些补充处理后再行回用。污水处理厂一般是以去除 BOD（生化需氧量）物质作为主要目标。在大型污水处理厂中多采用以沉淀为中心的污水一级处理和以生物处理为中心的污水二级处理。有时为了去除氮、磷等物质，还在生物
4、处理后，进行污水三级处理。 污水处理的产物初级沉淀池产生的污泥，由污泥处理系统处理。污泥处理系统是污水处理厂的组成部分，污中国污水处理工程网泥采用需氧消化和厌氧消化两种方法处理。需氧消化多用于服务人口在 5 万以下的小型污水处理厂；而厌氧消化则普遍用于大中型污水处理厂。污泥处理的程序是：污泥浓缩、污泥厌氧消化、污泥干化、焚烧。工业污水处理工艺流程的确定较为复杂，应综合考虑各方面的因素，如去除的主要对象，对处理出水水质的要求，污水的水量、水质的变化等。对各种污染物可以采用的处理单元如表：处理工艺流程的排列顺序，是先简单后复杂；从去除对象考虑，则先去除悬浮的污染物，然后去除胶体物质和溶解性物质。三
5、、污水处理厂设计1 提升泵房的设计与运行提升泵房的电耗一般占污水处理厂总电耗的 10%20%，是污水厂节能的重点。提升泵房的节能首先要从设计入手，尤其是水泵的选型要科学；在实际运行中也要使水泵常在高效区运行，科学合理地创造最佳运行工况。1.1 污水提升泵的选型应以平均时低水位确定水泵的扬程在常规设计中，一般取极限最低水位和最高水位作为确定水泵扬程的选型依据。这就造成除在最低水位以外的绝大多数工况下，实际扬程低于设计扬程，导致水泵的运行工况在平时大部分时间里都偏离水泵运行的高效区以外，从而水泵运行效率较低，造成能量的浪费。更有甚者，如果按最低水位和最高水位确定水泵扬程所选水泵的所配电机的运行功率
6、随水泵实际流量的增大而升高的曲线时，由于在平时的运行中水泵的实际扬程比设计扬程小，固其实际流量增大，由此引起电机的实际运行功率上升而超负荷运行，从而导致电机的经常跳闸停机，这种频繁的启停对于电机和水泵造成极大的损坏。如图 1 所示，实线表示选定的型号及参数，箭头表示实际运行情况。中国污水处理工程网所以必须采取科学的水泵选型方法，在设计和运行中总结出的经验如下：（1）以平均时低水位作为确定水泵扬程的选择依据，再以极限最低水位对其校核，如此则能满足实际需求，且能保证水泵在其高效区范围内运行，节省能耗（一般污水处理厂的提升泵房后为沉砂池，其水位相对恒定，所以提升泵的扬程取决于提升泵房集水井的水位）；
7、（2）选择功率曲线比较平缓的全扬程水泵，这样可以保证在实际扬程与设计扬程不符时电机仍能正常运行，避免频繁启停对电机和水泵的损害，并节省能耗（电机和水泵的启动电流远大于正常运行时的电流）。如图 2 所示，实线表示选定的型号及参数，箭头表示实际运行情况。1.2 提升水泵应在高水位时启动以保证其在正常水位内高效运行由于污水厂的进水流量变化较大，使水泵井的水位变化较大。如果在水泵井的水位达到水泵的设计运行水位时即启动，则由于污水从管道中来水的速度远小于水泵的抽水速度，这样水泵井的水位就会下降很快，当低于设计水位时，水泵就要停止运行以等待来水，到设计水位时再行启动。由此造成水泵和电机的频繁启停，对其造成
8、严重损害，并增加了能耗。通过在实际运行中总结的经验，提倡水泵要在水泵井处于高水位（可以达到最高水位）时方才启动，这样即使来水速度远小于抽水速度，由于在最高水位启动相当于储备了备用水量，这样就可以保证水泵在其正常水位内高效运行，节省能耗，并避免频繁的启停对水泵和电机的损害。同时由于在高水位下管道中为满流，提高了污水在管道中的流速，避免了管道淤积，减少了大量管道疏通的工作量。2 沉砂池的设计与运行沉砂池的功能是去除比重较大（其相对密度约为 2.65）、粒径大于 0.2mm 的无机颗粒如泥砂、煤渣等。沉砂池一般设于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可以设于初次沉淀池前，以减轻沉淀
9、池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。沉砂池的效率对于后续处理效果有很大的影响，然而大多污水厂在建成后没有严格校核其沉砂效率，以至于运行后发现沉砂池的沉砂效果不佳，对后续的水泵及二级生化处理造成不良影响。如采用 CAST 工艺的污水处理厂，其旋流沉砂池的后续构筑物为曝气池，如果沉砂池沉砂效果不理想，则砂粒会在曝气池内逐渐累积，对活性污泥或生物膜的正常生长、繁殖及其对污染物的降解产生一定的破坏，影响曝气池的处理效果；另外，会造成沉淀污泥中国污水处理工程网中无机颗粒比重超标，影响污泥的进一步处理效果，如脱水对污泥脱水机的损害或影响污泥堆肥的效果和污泥的肥力。所以，污水处理厂建成后，在工艺调试的单机
10、调试和设备联动调试阶段有必要对沉砂池的沉砂效果作严格的校核。以下根据实际经验对沉砂池沉砂效果的检测校核方法作一说明。以采用 CAST 工艺的某污水处理厂的旋流沉砂池为例。旋流沉砂池是替代传统沉砂池及其刮砂设备的新型装置。旋流沉砂器通过水力旋流作用，并依靠机械搅拌辅助加强旋流而产生离心力，达到离心分离污水中固体颗粒的作用。其检测校核方法如下：启动 CAST 池回流泵（利用清水试验后的曝气池中的清水回流入沉砂池）和搅拌机，使沉砂池处于工作状态。从沉砂池进水口处投入砂砾（细格栅后），并采取水样（沉砂池进口闸板后），测定进水中 0.2mm 的砂砾重量；在沉砂池出口处（巴氏槽处）采取水样，测定出水中 0
11、.2mm 砂砾重量，以此计算沉砂池对粒径 0.2mm 以上的砂砾去除率。计算方法为：P（W1W2）/W1100其中：P沉砂池对 0.2mm 以上的砂砾去除率；W1进水水样中 0.2mm 的砂砾重量；W2出水水样中 0.2mm 的砂砾重量。当砂粒直径 0.30mm 时，除砂效率 P95；当砂粒直径 0.20mm 时，除砂效率 P85；当砂粒直径 0.15mm 时，除砂效率 P60。一般情况下，沉砂池对于粒径 0.2mm 以上砂粒的去除率需要达到 85方能满足要求。3 在生物脱氮除磷工艺中优先选择 A/O(+化学除磷)工艺中国污水处理工程网当前能够进行脱氮除磷的工艺很多，其中使用最为广泛的是 A/
12、O 工艺（早期）、A2/O 工艺（近期）。由于当前对氮和磷的指标必须兼顾，A/O 工艺虽然在脱氮或除磷中有很好的效果，但是不能同时脱氮除磷，所以近年来能够同时进行生物脱氮除磷的 A2/O 工艺更是为大多设计者所采用，而 A/O 工艺应用越来越少。按传统生物脱氮除磷机理，要达到同时脱氮除磷的效果，则必须创造相对独立的厌氧、缺氧和好氧环境，并让各反应必须具备的因素（一定量的细菌，反应物如氨氮、硝酸盐、作为碳源或能源的有机物，O2 等）在该环境下实现。常规 A2/O 工艺（厌氧-缺氧-好氧）及其各种改良型工艺（增设预缺氧池的两点进水 A2/O 工艺和两点进泥A2/O 工艺，缺氧池前置的倒置 A2/O
13、 工艺，以 UCT 工艺为代表的其它工艺）的流程是设立三个独立的反应区以分别实现厌氧、缺氧和好氧环境，通过污泥回流和混合液的回流使各反应的细菌和对应的反应物在各环境下完成各自功能。以下就 A2/O 工艺的缺陷及其各种改良型工艺的不足和 A/O(+化学除磷)工艺的相对优势做一番有益的探讨：（1）常规 A2/O 工艺的缺陷1）污泥龄方面不可调和的矛盾。硝化菌的世代周期较长，则脱氮必须具有较长的污泥龄；除磷是利用聚磷菌将磷贮存在体内然后通过排出剩余污泥的方式排出系统的，所以除磷要求较短的污泥龄。这是一对不可调和的矛盾，工艺中所能采取的一切措施皆只能在其间找到一个合适的平衡点，不能取得两者俱佳的效果。
14、另外，硝化需要长泥龄以保证硝化菌的数量，而反硝化则需较短泥龄，以促进反硝化菌的更新并保持高活性。所以，在硝化和反硝化容量的配置间存在着泥龄的矛盾。2）混合液回流方面的矛盾。好氧池位于流程的末端，氨氮基本上完全氧化，出水中氮的主要形式是硝酸盐氮。从理论上说，好氧池混合液回流比越大，则出水硝酸盐氮越少，去除总氮的效果越好。但是过大的回流比会使硝酸盐混合液中携带的溶解氧对缺氧环境的破坏愈趋明显，而在有分子氧条件下，脱氮菌优先利用游离氧而不是硝酸盐氮作为电子受体，从而反硝化受到阻碍。在运行中有时要保持好氧池末端低溶解氧浓度以保证脱氮除磷的效果，但是这引起另一个问题：即较低的溶解氧浓度使二沉池容易处于厌
15、氧状态，沉淀的污泥会重新将磷释放到水体中，而且会发生内源反硝化，造成高磷污泥上浮，影响出水水质，尤其是总磷。同时，高回流比使动力消耗增加，运行费用升高。中国污水处理工程网3）污泥回流方面的矛盾。污泥回流是为了保证各反应池中有一定数量的完成各自功能的细菌。理论上说，参与释磷吸磷的聚磷菌越多，参与反硝化和和硝化的细菌越多，则除磷脱氮效果越好。但是，除磷是通过排出高磷污泥来实现的。这样剩余污泥的排放量就和污泥回流量发生了矛盾。并且，回流污泥中携带的硝酸盐氮会对厌氧释磷效率产生抑制，导致好氧吸磷动力不足，从而降低除磷效率。4）在碳源竞争方面的矛盾。碳是微生物生长需要要最大的营养元素。在脱氮除磷系统中，
16、碳源大致上消耗于释磷、反硝化和异养菌正常代谢等方面。从上述脱氮除磷机理可以看出，释磷和反硝化的反应速率都与进水碳源中的易降解部分，尤其是挥发性有机脂肪酸（VFA）的数量关系很大。一般来说，城市污水中易降解碳源有机物的数量是十分有限的。以脱氮来说，只有当进水中 C/N 比达到 8 时，其中的易降解碳源有机物部分才能保证高反硝化效率所需的碳源是充足的。所以，在 A2/O 工艺中（尤其是进水 C/N 比较低时）的释磷和反硝化之间，存在着因碳源不足而引发的竞争性矛盾。5）对水质、水量变化很敏感（2）各种改良型 A2/O 工艺的不足之处常规 A2/O 工艺中的缺陷在各种改良型 A2/O 工艺中仍然存在。
17、除此之外，各种改良型 A2/O 工艺还存在如下问题：1）两点进水改良型 A2/O 工艺在常规型的厌氧池前增设了预缺氧池，虽然可以消除回流污泥中的硝态氮对后续厌氧池聚磷菌释磷的影响，同时也能保证厌氧池严格的厌氧环境以提高释磷效率。然而，其增设预缺氧池要求两套配水系统，基建投资加大，运行管理趋于复杂；且使整体流程更长，水力停留时间增大，处理效率和运行费用提高。2）两点进泥改良型 A2/O 工艺也增设预缺氧池，并将大部分回流污泥回流至缺氧池，将少部分污泥回流至预缺氧池。这种方式只能减轻回流污泥中的硝态氮对厌氧释磷效率的影响，而且使参与厌氧释磷的污泥量减少，影响最终的除磷效率。3）缺氧区前置的倒置 A
18、2/O 工艺使回流混合液和回流污泥中的硝态氮优先利用进水中的有机物进行反硝化，保证很高的脱氮效率，同时也消除了硝态氮对厌氧释磷的影响，并使后续厌氧池能够形成严格厌氧环境。但是先进行中国污水处理工程网反硝化将进水中易降解有机物消耗殆尽，使后续厌氧池中聚磷菌的厌氧释磷过程由于缺少碳源而释磷不充分甚至不释磷（只降解贮存的糖原获得能量），则后续的好氧吸磷动力严重不足，影响最终的除磷效率。4）UCT 工艺把常规 A2/O 工艺的缺氧区分为前后两个部分，将硝化混合液回流至缺氧区，再将缺氧区前部的混合液回流至厌氧区；回流污泥先进入缺氧区前部。这种作法实际上是划出一个小的缺氧区专门消耗回流污泥中的硝酸盐，故避
19、免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧区的冲击，改善了聚磷菌的释磷环境。但是，进入缺氧区前部的回流污泥只有一小部分进入厌氧池经历了释磷过程，其实际除磷效果因此显著降低。（3）A/O(+化学除磷)工艺的相对优势1）A/O(+化学除磷)工艺不必在生物脱氮除磷系统中同时兼顾脱氮和除磷二者都具有很高的去除率，只用考虑脱氮取得高去除率同时有一定的除磷效果（一般可以达到 50）即可，再通过设置化学除磷系统保证磷的去除率。所以在 A2/O 工艺及其各种改良型工艺中存在的缺陷和不足都可以得到很好的解决：脱氮和除磷的污泥龄方面的矛盾基本不存在，混合液回流和污泥回流中的硝态氮对聚磷菌释磷的影响可以通过化学除磷来解决，混合液
20、回流中携带的溶解氧对缺氧环境的破坏可以通过降低好氧池末端的溶解氧达到降到最低，脱氮和除磷对碳源的竞争导致的碳源不足问题基本不存在。所以，A/O(+化学除磷)工艺在保证脱氮除磷效果的前提下，具有流程简单、占地少、运行管理方便、投资和运转费用较低的优点。2）西方国家在生物脱氮除磷方面的理论研究比国内深入，运行经验比国内丰富。当氮、磷要求严格时，鉴于传统脱氮除磷理论下二者的矛盾，普遍采用生物脱氮+化学除磷的工艺。所以我们国内的污水处理厂在工艺的选择上不能不深入分析，能用工艺流程精简、能耗较低、运行管理比较方便的 A/O(+化学除磷)工艺，就不用 A2/O 工艺及其各种改良型工艺。3）当前在脱氮和除磷
21、研究发面发现了很多新现象，由此产生了很多新理论如：短程反硝化（亚硝酸盐型反硝化）理论、厌氧氨氧化理论（氨氮和亚硝酸盐氮直接反应转化为氮气）、好氧反硝化（在好氧条件下，由异养型硝化菌和好氧反硝化菌同时完成硝化和反硝化）理论、DPB 菌（反硝化除磷菌）在缺氧条件下的同时反硝化除磷理论。在这些新理论基础上开发出的新工艺表现出的共同点在于工艺流程精简，能耗较小，运行管理方便。所以采用A/O(+化学除磷)工艺在流程上更接近于新工艺，只需变换运行参数和适当变化即可，有利于新工艺应用后的改造或者扩建。中国污水处理工程网选择污水厂的处理工艺是一件复杂的事情，目前的各种处理工艺，都各有优缺点，只有最适合某个工程
22、的工艺，并不存在最先进的工艺。设计者应该优先选择运行管理简单、运转费用低的工艺。根据设计经验和对当前众多使用 A2/O 工艺及其各种改良型工艺的污水处理厂的实际运行情况的总结和研究，我们认为：A2/O 工艺及其各种改良型工艺在理论上虽然可以达到很好的同时脱氮除磷的效果，但是其流程长，运行管理复杂，能耗大，运转费用高，且在实际运行中很难实现最佳运行条件，往往是脱氮与除磷的效果不能两全。而相比来说，A/O(+化学除磷)工艺流程精简、占地少，投资和运转费用较低，运行管理比较方便，并且便于在新理论基础上开发的工艺应用到工程实践后的改造。所以我们推荐使用 A/O(+化学除磷)工艺。4 二沉池的设计与运行
23、二次沉淀池的主要功能是进行泥水分离以及污泥的贮存和浓缩，它处于整个生化处理系统的末端，其设计和运行的效果对出水水质具有直接而重大的影响。尤其是当前对总磷的排放标准愈趋严格的情况下，其设计和运行的效果对总磷指标影响很大。因为除磷是通过排出高磷剩余污泥实现的，若二沉池设计运行不善，则出水 SS 升高，而SS 实际上是高磷污泥，严重影响出水总磷指标。所以，更应该深入研究实际情况，使二沉池的设计更科学。活性污泥的特点是质轻，易被出水带走，并容易产生二次流和异重流。而进出水方式以及进水的布水均匀性和出水堰口负荷是影响二沉池运行效果的重要因素。根据我们的在设计和运行中的经验，我们推荐使用周边进水和周边出水
24、的方式，进水要做到均匀布水，出水堰口负荷应尽可能小，当实际出水流量达不到设计出水流量时可以考虑多加几周出水堰的方式解决。阐述如下：（1）进水出方式图 3 为中心进水周边出水（A）和周边进水周边出水（B）的沉淀池示意图。可以看出，周边进水周边出水方式与中心进水周边出水方式相比，出水的流程更长，有更长的时间完成泥水分离的过程，且二次流、异重流的影响相对较小，沉淀效果更好。污水处理方法1.物理处理法通过物理作用分离、回收污水中不溶解的呈悬浮状态的污染物（包括油膜和油珠）的污水处理法，可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。以热交换原理为基础的处理法也属于物理处理法。中国污水处理工程网2.化学处理
25、法通过化学反应和传质作用来分离、去除污水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的污水处理法。在化学处理法中，以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元是：混凝、中和、氧化还原等；而以传质作用为基础的处理单元则有：萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。后两种处理单元又合称为膜分离技术。其中运用传质作用的处理单元既具有化学作用，又有与之相关的物理作用，所以也可从化学处理法中分出来 ，成为另一类处理方法，称为物理化学法。3.生物处理法通过微生物的代谢作用，使污水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质的污水处理法。根据作用微生物的不同，生物处理法又可分为
26、需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。污水生物处理广泛使用的是需氧生物处理法，按传统，需氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元，它有多种运行方式。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及最近发展起来的生物流化床等。生物氧化塘法又称自然生物处理法 。厌氧生物处理法，又名生物还原处理法，主要用于处理高浓度有机污水和污泥。使用的处理设备主要为消化池。4.特殊方法：生物接触氧化法 用生物接触氧化法处理污水，即用生物接触氧化工艺在生物反应池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生
27、物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。最后,处理过的污水排入生物接触氧化处理系统与生活污水混合后进行处理,氯消毒后达标排放。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷,这种曝气装置称谓鼓风曝气。二、分级按处理程度，污水处理（主要是城市生活污水和某些工业污水）一般可分为三级。一级处理的任务是从污水中去除呈悬浮状态的固体污染物。为此，多采用物理处理法。一般经过一级处理后，悬浮固体的
28、去除率为 7080，而生化需氧量（ BOD）的去除率只有 2540左右，污水的净化程度不高。二级处理的任务是大幅度地去除污水中的有机污染物 ，以 BOD 为例 ，一般通过二级处理后 ，污水中的 BOD可去除 8090，如城市污水处理后水中的 BOD 含量可低于 30 毫克升。需氧生物处理法的各种处理单元大多能够达到这种要求。三级处理的任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有机物、磷、氮和可溶性无机物。三级处理是高级处理的同义语，但两者又不完全一致 。三级处理是经二级处理后，为了从污水中去除某种特定的污染物，如磷、氮等，而补充增加的一项或几项处理单元；高级处理则往往是
29、以污水回收、复用为目的，在二级处理后所增设的处理单元或系统。三级处理耗资较大，管理也较复杂，但能充分利用水资源。有少数国家建成了一些污水三级处理厂。污水处理级别的确定中国污水处理工程网选择污水处理工艺流程时首先应按受纳水体的性质确定出水水质要求, 并依此确定处理级别, 排水应达到国家排放标准(GB8978- 1996)。设市城市和重点流域及水资源保护区的建制镇必须建设二级污水处理设施；受纳水体为封闭或半封闭水体时, 为防治富营养化, 城市污水应进行二级强化处理, 增强除磷脱氮的效果；非重点流域和非水源保护区的建制镇, 根据当地的经济条件和水污染控制要求, 可先行一级强化处理, 分期实现二级处理
30、。工艺流程选择应考虑的因素技术因素处理规模；进水水质特性，重点考虑有机物负荷、氮磷含量；出水水质要求, 重点考虑对氮磷的要求以及回用要求；各种污染物的去除率；气候等自然条件, 北方地区应考虑低温条件下稳定运行；污泥的特性和用途。经济因素批准的占地面积, 征地价格；基建投资；运行成本；自动化水平, 操作难易程度, 当地运行管理能力。三、工艺流程选择的原则保证出水水质达到要求；处理效果稳定, 技术成熟可靠、先进适用；降低基建投资和运行费用, 节省电耗；减小占地面积；运行管理方便, 运转灵活；污泥需达到稳定；适应当地的具体情况；可积极稳妥地选用污水处理新技术。污水处理工程工艺流程的比较和选择方法3.
31、1 技术比较在方案初选时可以采用定性的技术比较, 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、排放方式和水质要求、受纳水体的环境功能以及当地的用地、气候、经济等实际情况和要求, 经全面的技术比较和初步经济比较后优选确定。方案选择比较时需要考虑的主要技术经济指标包括: 处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和成本、削减单位污染物电耗和成本、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程度、总体环境效益等。定性比较时可以采用有定论的结论和经验值等, 而不必进行详细计算。几种常用生物处理方法的比较见表 1。中国污水处理工程网3.2 经济比较在选定最终采用的工艺流程时, 应选择 2 3 种工艺
32、流程进行全面的定量化的经济比较。可以采用年成本法或净现值法进行比较。年成本法。将各方案的基建投资和年经营费用按标准投资收益率, 考虑复利因素后, 换算成使用年限内每年年末等额偿付的成本- 年成本, 比较年成本最低者为经济可取的方案。净现值法。将工程使用整个年限内的收益和成本(包括投资和经营费) 按照适当的贴现率折算为基准年的现值, 收益与成本现行总值的差额即净现值, 净现值大的方案较优。多目标决策法。多目标决策是根据模糊决策的概念, 采用定性和定量相结合的系统评价法。按工程特点确定评价指标, 一般可以采用 5 分制评分, 效益最好的为 5 分, 最差的为 1 分。同时, 按评价指标的重要性进行
33、级差量化处理(加权) , 分为极重要、很重要、重要、应考虑、意义不大五级。取意义不大权重为 1 级, 依次按 2n- 1 进级, 再按加权数算出评价总分, 总分最高的为多目标系统的最佳方案。评价指标项目及权重应根据项目具体情况合理确定。进行工艺流程选择时, 可以先根据污水处理厂的建设规模, 进水水质特点和排放所要求的处理程度, 排除不适用的处理工艺, 初选 2 3 种流程, 然后再针对初选的处理工艺进行全面的技术经济对比后确定最终的工艺流程。四、典型的污水处理方法中国污水处理工程网含酚污水含酚污水主要来自焦化厂、煤气厂、石油化工厂、绝缘材料厂等工业部门以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酰胺纤维、
34、合成染料、有机农药和酚醛树脂生产过程。含酚污水中主要含有酚基化合物，如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。酚基化合物是一种原生质毒物，可使蛋白质凝固。水中酚的质量浓度达到 01 一 02mg/L 时，鱼肉即有异味，不能食用；质量浓度增加到 1mg/L，会影响鱼类产卵，含酚 510mg/L，鱼类就会大量死亡。饮用水中含酚能影响人体健康，即使水中含酚质量浓度只有 0.002mgL，用氯消毒也会产生氯酚恶臭。通常将质量浓度为 1000mg/L 的含酚污水称为高浓度含酚污水，这种污水须回收酚后，再进行处理。质量浓度小于 1000mg/L的含酚污水，称为低浓度含酚污水。通常将这类污水循环使用，将酚浓缩回收后
35、处理。回收酚的方法有溶剂萃取法、蒸汽吹脱法、吸附法、封闭循环法等。含酚质量浓度在 300mg/L 以下的污水可用生物氧化、化学氧化、物理化学氧化等方法进行处理后排放或回收。含汞污水含汞污水主要来源于有色金属冶炼厂、化工厂、农药厂、造纸厂、染料厂及热工仪器仪表厂等。从污水中去除无机汞的方法有硫化物沉淀法、化学凝聚法、活性炭吸附怯、金属还原法、离子交换法和微生物法等。一般偏碱性含汞污水通常采用化学凝聚法或硫化物沉淀法处理。偏酸性的含汞污水可用金属还原法处理。低浓度的含汞污水可用活性炭吸附法、化学凝聚法或活性污泥法处理，有机汞污水较难处理，通常先将有机汞氧化为无机汞，而后进行处理。各种汞化合物的毒性
36、差别很大。元素汞基本无毒；无机汞中的升汞是剧毒物质，有机汞中的苯基汞分解较快，毒性不大；甲基汞进入人体很容易被吸收，不易降解，排泄很慢，特别是容易在脑中积累。毒性最大，如水俣病就是由甲基汞中毒造成的。含油污水 含油污水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业部门。污水中油类污染物质，除重焦油的相对密度为 11 以上外，其余的相对密度都小于 1。油类物质在污水中通常以三种状态存在。(1)浮上油，油滴粒径大于 100m，易于从污水中分离出来。(2)分散油油滴粒径介于 10 一 100m 之间，恳浮于水中。(3)乳化油，油滴粒径小于 10m，不易从污水中分离出来。由于不同工业
37、部门排出的污水中含油浓度差异很大，如炼油过程中产生污水，含油量约为 150 一 1000mg/L，焦化污水中焦油含量约为 500 一 800mg/L，煤气发生站排出污水中的焦油含量可达 2000 一 3000mg/L。因此，含油污水的治理应首先利用隔油池，回收浮油或重油，处理效率为 60一 80，出水中含油量约为 100 一 200mg/L；污水中的乳化油和分散油较难处理，故应防止或减轻乳化现象。方法之一，是在生产过程中注意减轻污水中油的乳化；其二，是在处理过程中，尽量减少用泵提升污水的次数、以免增加乳化程度。处理方法通常采用气浮法和破乳法。重金属污水中国污水处理工程网重金属污水主要来自矿山、
38、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的污水。污水中重金属的种类、含量及存在形态随不同生产企业而异。由于重金属不能分解破坏，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。例如，经化学沉淀处理后，污水中的重金属从溶解的离子形态转变成难溶性化台物而沉淀下来，从水中转移到污泥中；经离子交换处理后，污水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。因此，重金属污水处理原则是：首先，最根本的是改革生产工艺不用或少用毒性大的重金属；其次是采用合理的工艺流程、科学的管理和操作，减少重金属用量和随污水流失量，尽量减少外排污水量。重金属污水应当在产生地点就地处
39、理，不同其他污水混合，以免使处理复杂化。更不应当不经处理直接排入城市下水道，以免扩大重金属污染。对重金属污水的处理，通常可分为两类；一是使污水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的金属化合物或元素，经沉淀和上浮从污水中去除可应用方法如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、电解沉淀(或上浮)法、隔膜电解法等；二是将污水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，可应用方法有反渗透法、电渗析法、蒸发法和离子交换法等。这些方法应根据污水水质、水量等情况单独或组合使用。含氰污水含氰污水主要来自电镀、煤气、焦化、冶金、金属加工、化纤、塑料、农药、化工等部门。含氰污水是一种毒性较大的工业污水，在水中不稳
40、定，较易于分解，无机氰和有机氰化物皆为剧毒性物质，人食入可引起急性中毒。氰化物对人体致死量为 018，氰化钾为 012g，水体中氰化物对鱼致死的质量浓度为 004 一 01mg/L。含氰污水治理措施主要有：(1)改革工艺，减少或消除外排含氰污水，如采用无氰电镀法可消除电镀车间工业污水。(2)含氰量高的污水，应采用回收利用，含氰量低的污水应净化处理方可排放。回收方法有酸化曝气碱液吸收法、蒸汽解吸法等。治理方法有碱性氯化法、电解氧化法、加压水解法、生物化学法、生物铁法、硫酸亚铁法、空气吹脱法等。其中碱性氯化法应用较广，硫酸亚铁法处理不彻底亦不稳定，空气吹脱法既污染大气，出水又达不到排放标准较少采用
41、。农药污水农药品种繁多，农药污水水质复杂其主要特点是(1)污染物浓度较高，化学需氧量(COD)可达每升数万mg;(2)毒性大，污水中除含有农药和中间体外，还含有酚、砷、汞等有毒物质以及许多生物难以降解的物质；(3)有恶臭，对人的呼吸道和粘膜有刺激性；(4)水质、水量不稳定。因此，农药污水对环境的污染非常严重。农药污水处理的目的是降低农药生产污水中污染物浓度，提高回收利用率，力求达到无害化。农药污水的处理方法有活性炭吸附法、湿式氧化法、溶剂萃取法、蒸馏法和活性污泥法等。但是，研制高效、低毒、低残留的新农药，这是农药发展方向。一些国家已禁止生产六六六等有机氯、有机汞农药，积极研究和使用微生物农药，
42、这是一条从根本上防止农药污水污染环境的新途径。食品工业污水食品工业原料广泛，制品种类繁多，排出污水的水量、水质差异很大。污水中主要污染物有(1)漂浮在污水中固体物质，如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等；(2)悬浮在污水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等；(3)溶中国污水处理工程网解在污水中的酸、碱、盐、糖类等：(4)原料夹带的泥砂及其他有机物等；(5)致病菌毒等。食品工业污水的特点是有机物质和悬浮物含量高，易腐败，一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化，以致引起水生动物和鱼类死亡，促使水底沉积的有机物产生臭味，恶化水质，污染环境。有污水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污
43、水处理经验的企业。食品工业污水处理除按水质特点进行适当预处理外，一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因污水中有机物含量很高，可采用两级曝气池或两级生物滤池，或多级生物转盘或联合使用两种生物处理装置，也可采用厌氧需氧串联的生物处理系统。造纸工业污水造纸污水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来，制成浆料，再经漂白；抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干，制成纸张。这两项工艺都排出大量污水。制浆产生的污水，污染最为严重。洗浆时排出污水呈黑褐色，称为黑水，黑水中污染物浓度很高，BOD 高达 540g/L，含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的污水也含
44、有大量的酸碱物质。抄纸机排出的污水，称为白水，其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。造纸工业污水的处理应着重于提高循环用水率，减少用水量和污水排放量，同时也应积极探索各种可靠、经济和能够充分利用污水中有用资源的处理方法。例如浮选法可回收白水中纤维性固体物质，回收率可达 95%，澄清水可回用；燃烧法可回收黑水中氢氧化纳、硫化钠、硫酸钠以及同有机物结合的其他钠盐。中和法调节污水 pH 值；混凝沉淀或浮选法可去除污水中悬浮固体；化学沉淀法可脱色；生物处理法可去除 BOD，对牛皮纸污水较有效；湿式氧化法处理亚硫酸纸浆污水较为成功。此外，国内外也有采用反渗透、超过滤、电渗析等处理方法。印染工业
45、污水印染工业用水量大，通常每印染加工 1t 纺织品耗水 100 一 200t其中 80一 90以印染污水排出。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。回收利用：(1)污水可按水质特点分别回收利用，如漂白煮炼污水和染色印花污水的分流，前者可以对流洗涤一水多用，减少排放量；(2)碱液回收利用，通常采用蒸发法回收，如碱液量大，可用三效蒸发回收，碱液量小，可用薄膜蒸发回收；(3)染料回收如士林染料可酸化成为隐巴酸，呈胶体微粒悬浮于残液中，经沉淀过滤后回收利用。无害化处理可分：(1)物理处理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除污水中悬浮物；吸附法主要是去除污水中溶解的污染物和脱色。(2)化学处理法有中和法
46、、混凝法和氧化法等。中和法在于调节污水中的酸碱度，还可降低污水的色度；混凝法在于去除污水中分散染料和胶体物质；氧化法在于氧化污水中还原性物质，使硫化染料和还原染料沉淀下来。(3)生物处理法有活性污泥、生物转盘、生物转筒和生物接触氧化法等。为了提高出水水质，达到排放标准或回收要求往往需要采用几种方法联合处理。中国污水处理工程网染料生产污水染料生产污水含有酸、碱、盐、卤素、烃、胺类、硝基物和染料及其中间体等物质，有的还含有吡啶、氰、酚、联苯胺以及重金属汞、镉、铬等。这些污水成分复杂具有毒性，较难处理。因此染料生产污水的处理应根据污水的特性和对它的排放要求选用适当的处理方法。例如：去除固体杂质和无机
47、物，可采用混凝法和过滤法；去除有机物和有毒物质主要采用化学氧化法、生物法和反渗透法等；脱色一般可采用混凝法和吸附法组成的工艺流程，去除重金属可采用离子交换法等。化学工业污水化学工业污水主要来自石油化学工业、煤炭化学工业、酸碱工业、化肥工业、塑料工业、制药工业、染料工业、橡胶工业等排出的生产污水。化工污水污染防治的主要措施是：首先应改革生产工艺和设备，减少污染物，防止污水外排，进行综合利用和回收；必须外排的污水，其处理程度应根据水质和要求选择。一级处理主要分离水中的悬浮固体物、胶体物、浮油或重油等。可采用水质水量调节、自然沉淀、上浮和隔油等方法。二级处理主要是去除可用生物降解的有机溶解物和部分胶
48、体物，减少污水中的生化需氧量和部分化学需氧量，通常采用生物法处理。经生物处理后的污水中，还残存相当数量的 COD，有时有较高的色、嗅、味，或因环境卫生标准要求高，则需采用三级处理方法进一步净化。三级处理主要是去除污水中难以生物降解的有机污染物和溶解性无机污染物。常用的方法有活性炭吸附法和臭氧氧化法，也可采用离子交换和膜分离技术等。各种化学工业污水可根据不同的水质、水量和处理后外排水质的要求，选用不同的处理方法。酸碱污水酸性污水主要来自钢铁厂、化工厂、染料厂、电镀厂和矿山等，其中含有各种有害物质或重金属盐类。酸的质量分数差别很大，低的小于 1，高的大于 10。碱性污水主要来自印染厂、皮革厂、造纸厂、炼油厂等。其中有的含有机碱或含无机碱。碱的质量分数有的高于 5，有的低于 1。酸碱污水中，除含有酸碱外，常含有酸式盐、碱式盐以及其他无机物和有机物。酸碱污水具有较强的腐蚀性，需经适当治理方可外排。治理酸碱污水一股原则是：(1)高浓度酸碱污水，应优先考虑回收利用，根据水质、水量和不同工艺要求，进行厂区或地区性调度，尽量重复使用：如重复使用有困难，或浓度偏低，水量较大，可采用浓缩的方法回收酸碱。(2)低浓度的酸碱污水，如酸洗槽的清洗水，碱洗槽的漂洗水，应进行中和处理。对于中和处理，应首先考虑以废治废的原则。如酸、碱污水相互中和或利用废碱(渣)中和酸性污水，利用废酸中和碱性污水。在
