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第一篇：城鎮生活污水處理廠深度處理工藝分析

摘要：針對低 C/N 城鎮污水及工業廢水的深度脫氮處理。通過將富集馴化的低溶解氧硝化反應器與短程反硝化厭氧氨氧化工藝相結合，在無外加碳源條件下，通過優化工藝參數及進水流量分配實現該裝置的深度脫氮同時降低處理能耗，運行穩定可靠，便于推廣。

關鍵詞：生活污水；深度處理；短程反硝化；厭氧氨氧化

1引言

活性污泥法廣泛用于各類污水中的氮磷等污染物的去除，利用活性污泥法進行的傳統生物脫氮過程是在好氧條件下將氨氮轉化為硝態氮，缺氧階段利用有機物作為電子供體將硝態氮還原為氮氣實現氮的去除。但城市生活污水普遍存在碳源不足的問題，在使用傳統活性污泥處理工藝時會導致碳源不足引起的脫氮效率較低，難以達標排放[1]。若增加深度處理則會提高運行成本高、增加占地面積。因此，如何通過耦合污水脫氮處理的關鍵技術開發出節能降耗污水深度脫氮工藝，提高低 C/N 比生活污水中碳源的有效利用，在保證廢水高效脫氮基礎上降低處理成本及運行費用，實現節能、高效深度脫氮技術于一體的組合系統，已成為現階段污水處理領域的重大需求。

2工藝思路

針對處理低 C/N 城市污水面臨處理效率低和運行能耗高的兩大技術難題，結合馴化富集低溶解氧硝化污泥、同步硝化反硝化和短程反硝化厭氧氨氧化聯用等關鍵技術，提出一種節能降耗深度處理低C/N 生活污水的裝置及方法，即生活污水分為兩股依次進入兩個 SBR中，在第一個 SBR 中，富集馴化低溶解氧全程硝化污泥，同時通過優化進水方式充分利用第一股進水中的有機碳源，強化系統的同步硝化反硝化效果；在第二個 SBR 中，首先利用第二股生活污水中的有機碳源將第一個 SBR 反應器出水中的硝態氮還原為亞硝態氮，隨后厭氧氨氧化菌以還原產物亞硝態氮和進水中的氨氮為底物進行自養脫氮，厭氧氨氧化反應產生的部分硝態氮可以在下一個周期中被還原為亞硝態氮而得到去除，使系統中不會發生硝態氮的積累，提高總氮去除率。

3技術方案

一種低氧硝化耦合短程反硝化厭氧氨氧化處理生活污水的裝置，主要由污水水箱、SND-SBR 反應器、中間水箱、A-SBR 反應器和出水箱組成；污水水箱經進水管由 SND-SBR 進水泵和 A-SBR 進水泵分別連接到 SND-SBR 反應器和 A-SBR 反應器，SND-SBR 反應器通過中間水箱及回流泵與 A-SBR 反應器連接，A-SBR 反應器經過排水閥與出水箱連接。其特征在于：SND-SBR 反應器和 A-SBR 反應器中均安裝有攪拌器；SND-SBR 反應器中設有曝氣裝置；SND-SBR 反應器中安裝有溶解氧測定儀，在線對曝氣裝置的曝氣量進行實時監控，保證SND-SBR 反應器反應過程中的 DO 濃度在 0.2-0.4mg/L 范圍內；SND-SBR 反應器和 A-SBR 反應器中均填充有聚氨酯泡沫懸浮生物填料。在SND-SBR 反應器中，填料的體積填充比為 40％ -50％，全部功能微生物均附著生長在泡沫填料上，以省去泥水分離環節，在增加排水比的同時防止污泥流失。

低氧硝化耦合短程反硝化厭氧氨氧化處理生活污水的方法，該方法的具體步驟為：

（1）反應器的啟動運行：在 SND-SBR 反應器中，接種取自傳統污水處理廠的回流污泥，接種后混合液污泥濃度為 4200-5500mg/L。利用含 NH4+-N 濃度為 45-55mg/L 人工配水馴化富集低溶解氧硝化細菌。NH4+-N 硝化反應過程中，控制較低的曝氣量使 DO 濃度維持在 0.15-0.35mg/L 濃度范圍內。在進水曝氣 2.5h 內，混合液中 NH4+-N<4.5mg/L 時，認為 SND-SBR 反應器低溶解氧硝化細菌富集完成。此時，向 SND-SBR 反應器中投加懸浮生物填料，填料的體積填充比為 35％ -45％，同時 SND-SBR 的進水由人工配水改為實際生活污水，當 混 合 液 中 NH4+-N<4.5mg/L，NO3--N<30mg/L 時， 確 認 SND-SBR反應器啟動完成，進入平穩運行階段；在 A-SBR 反應器中，接種已經掛好短程反硝化生物膜的懸浮生物填料和厭氧氨氧化顆粒，A-SBR 反應器中填料的體積填充比為 20％ -25％，厭氧氨氧化顆粒污泥濃度為3000-4000mg/L。

（2）當 SND-SBR 反應器啟動結束之后，生活污水分為兩部分經SND-SBR 進水泵和 A-SBR 進水泵進入 SND-SBR 反應器和 A-SBR 反應器。第一股原水通過脈沖進水方式進入 SND-SBR 反應器，在 DO 濃度為 0.2-0.4mg/L 條件下連續曝氣 3-4.5h，附著生長在填料外部的低溶解氧硝化菌通過硝化作用將原水中的氨氮轉換為硝態氮，附著在填料內部的異養菌利用原水中的有機物將產生的硝態氮進行反硝化脫氮處理。

（3）曝氣結束后，富含硝態氮的出水排入到中間水箱，后與第二股原水體積比按 3：1 分別經回流泵和 A-SBR 進水泵進入 A-SBR 反應器，A-SBR 反應器進水混合后的硝態氮和氨氮質量濃度比在 1.5-1.7范圍內。缺氧攪拌 2-3h，附著生長在填料上的短程反硝化菌以原水中有機物為電子供體，將硝態氮還原至亞硝態氮，厭氧氨氧化顆粒將產生的亞硝態氮和原水中的氨氮轉換為氮氣。厭氧氨氧化顆粒污泥濃度 2000-3000mg/L。反應結束后，出水經排水閥排入出水箱，排水比75％。

4運行實例

在該運行條件下，以南京某小區實際生活污水為處理對象 (COD＝ 160-320mg/L，TN ＝ 45-68mg/L)。在調試完成連續運行的 3 個月中，COD 和 TN 的平均去除率分別為 91％和 87％，在未排泥的情況下，污泥濃度維持穩定，系統具有良好的處理效果和污泥減量作用。

5小結

通過將馴化富集低溶解氧硝化污泥、同步硝化反硝化和短程反硝化厭氧氨氧化聯用等關鍵技術有機結合并對進水方式和工藝運行參數進行合理優化，最大限度利用原水中有機碳源，實現低能耗、深度脫氮于一體的組合系統。（1）馴化富集的低溶解氧硝化污泥在低溶解氧 (DO ＝ 0.2-0.4mg/L) 條件下，以相對穩定的硝化速率實現氨氮的高效氧化。與傳統硝化污泥相比，節省曝氣量，降低運行成本；（2）最大限度的利用了原水中的有機碳源，用于反硝化脫氮和短程反硝化為厭氧氨氧化反應提供底物，在無需額外投加有機碳源條件下，實現低 C/N 比污水的深度脫氮；（3）通過投加懸浮填料的方式使功能微生物附著生長在填料上，增加系統中的生物量，同時創造有利于異養反硝化菌生長的微環境，提高脫氮效率，減少泥水分離時間；（4）工藝啟動運行簡單易控，能夠快速實現穩定脫氮。

參考文獻：

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[2] 桂雙林 , 麥兆環 , 付嘉琦 , 王歆 , 吳九九 . 基于厭氧氨氧化技術的新型生物脫氮工藝研究進展 [J]. 能源研究與管理 ,2017(02):29-33.

作者：苗紅霞 單位：江蘇省嘉慶水務發展有限公司

第二篇：城鎮生活污水處理廠預處理工藝探究

摘要：隨著我國社會經濟的高速發展，城鎮化進程不斷加深，城鎮生活污水處理廠數量和規模上不斷擴大，處理工藝也越發成熟。其中作為傳統污水處理廠的預處理環節，在污水處理工藝的迭代和改良中繼續發揮著作用的同時，也存在著一些不同意見，筆者對此進行了相關探討。

關鍵詞：城鎮生活污水處理廠；預處理；初沉池

1前言

污水預處理是污水進入傳統生化處理之前根據后續處理流程對水質的要求而設置的預處理設施，一直以來都是污水處理廠的重要處理單元，特別是在工業廢水的處理方面發揮著十分重要的作用。城鎮生活污水處理廠雖然較工業污水處理廠對預處理的要求有所降低，但在很多污水處理廠的設計中依然是必不可少的處理環節。

2工藝組成及作用

城鎮生活污水處理廠的預處理工藝通常和一級處理有較大程度的重疊，不需要做過細區分，主要包括格柵、調節池、沉砂池和初沉池。

（1）格柵。格柵是城鎮生活污水處理廠的必設處理環節，用來去除可能阻塞水泵、管道閥門等設施的粗大懸浮物，以保證設施正常運轉。通常設計成粗、細格柵兩個單元，采用機械清渣方式。

（2）調節池。調節池從廣義講就是調節進、出水流量的構筑物，主要起到調節和緩沖來水的作用，可對水量、水質、水溫以及PH進行調節，從而更好地適應后續處理。功能單一的調節池僅起到混合以均衡污水的作用，可以選擇與其他處理單元如沉砂池和沉淀池合建，減少投資和占地的同時兼有沉淀、混合、加藥、中和和預酸化等功能。此外，調節池還可以在污水處理廠出現運行事故和緊急情況的時候，作為事故水池使用。調節池是大部分工業廢水處理的必要環節，但城鎮生活污水處理廠一般不設調節池，特別是大型城鎮生活污水處理廠。主要原因是大型城鎮生活污水處理廠通常由市政管網和泵站進行水量調節，因其服務區域大，區域內各種不同類型建筑物的排水變化規律不同，有互補作用，再加上污水管網對水量水質的均衡作用，所以城市污水處理廠可以不設調節池。

（3）沉砂池。沉砂池是大多數城鎮生活污水處理廠會采用的預處理環節，主要是為去除相對密度為2.65、粒徑在0.2mm以上的砂粒，去除率一般要求達到80%以上。主要作用是預先將污水中的泥砂去除，避免其影響后續處理設施的運行，達到減少運行事故發生和延長設施使用壽命的目的。城鎮生活污水處理廠一般采用曝氣沉砂池。

（4）初沉池。初沉池是預處理工藝中較為核心的處理環節，其作用是去除懸浮物以及一定的有機負荷，對膠體也有一定的吸附作用。在一定程度上，初沉池也可以起到調節池的作用，均衡水質，減緩對后續生化系統的沖擊。經初沉池處理后， COD約可去除30%左右，SS可去除50~60%，BOD可去除20%左右，按去除單位質量BOD或固體物計算，初沉池是經濟上最為節省的凈化步驟，對于生活污水和懸浮物較高的工業污水均宜采用初沉池預處理。

3工藝分析

在城鎮生活污水預處理工藝中，格柵是所有污水處理廠均會采用的處理環節，而調節池、沉砂池和初沉池均會因不同的處理工藝有所取舍，甚至完全不被采用。特別是在調節池和初沉池的設計和使用上還存在著一定的爭議，因此，在預處理工藝的選擇和設計上同樣需要認真地分析與考慮。

（1）調節池。城鎮生活污水處理廠不設調節池的首要原因是城鎮生活污水處理廠一般可通過市政管網和泵站對進水有較好的調節，同時生活污水的污染物成分相對簡單和穩定，污水處理廠的進水水量和水質均較為平穩；其次是調節池通常占地面積較大，取消調節池可以節省建設用地以及工程建設費用，對于一些用地面積緊張的污水處理廠顯得尤為重要；三是調節池被初沉池取代，或者將幾個構筑物的功能合而為一，不以功能單一的調節池存在。但是，部分城鎮生活污水處理廠依然需要設調節池，如一些規模較小、位置較為偏遠的城鎮生活污水處理廠由于當地排水量波動較大，市政管網調節能力有限，需要建設調節池以減少污水處理廠的運行壓力；另外，有一些城鎮生活污水處理廠雖然以處理生活污水為主，但同時承擔一部分工業廢水，為防止工業廢水對生化系統的沖擊，需建設調節池。對于己建設調節池的城鎮生活污水處理廠，可以對調節池進行改造使其發揮更大的作用，比如在調節池內加設填料，改善生化性，若設計得當還可代替水解池或者預曝氣池，但需要注意預防調節池因水位高度變化導致填料垮塌。

（2）沉砂池/初沉池。在傳統生化處理工藝中，初沉池對水中COD和懸浮物的去除有著較明顯的效果，對減輕后續生化處理的有機物和SS負荷有重要作用，但對于沉砂池或者初沉池是否需要保留，依然存在著一定爭議。一方面認為，沉砂池/初沉池造價較高，且占地面積大，將其取消可在較大程度上緩解土地和資金緊張[1]。同時，沉砂池/沉淀池在預處理過程中會減少污水中的有機物，有可能影響后續對氮和磷的去除，因此應該取消沉砂池/初沉池。另一方面認為，沒有沉砂池/初沉池的前期處理，勢必增加后續處理負荷，導致曝氣費用增加和停留時間延長[2]，因此不應該取消沉砂池/初沉池。除此之外，可以利用初沉池的污泥發酵補充一定的碳源，強化生物反硝化反應；強化前段預處理，降低活性污泥惰性組成分量，以提高反硝化能力。

（3）筆者觀點。在筆者所接觸城鎮生活污水處理廠中，調節池和初沉池對保證系統穩定運行作用明顯，在污水處理廠的提標改造過程中起到了積極作用，并且成為由傳統曝氣裝置升級改造為微孔曝氣的重要前提保障。因此，筆者觀點傾向于在結合實際的前提下，保留調節池和沉砂池/初沉池。

4結語

隨著對城鎮生活污水處理廠的出水排放標準越來越高，一些運行壓力大的污水處理廠在設計和運行過程中應加大對預處理環節的重視程度。預處理在工業改進方面變化較小，但在整個生化系統中依然起著重要作用，認真對預處理進行分析設計，對城鎮生活污水處理廠的達標排放起到重要保障作用。

參考文獻：

[1]劉志強,苗群,張建.城市污水脫氮除磷應用技術[J].青島建筑工程學院學報,2004,24(03):64-68.

[2]戴愛臨,吳大為.關于城市污水處理中初沉池作用的探討[J].給水排水,1994,20(05):22-25.

作者：殷琴 單位：江蘇省嘉慶水務發展有限公司

第三篇：某城鎮污水處理廠提標工程的設計要點探析

【摘要】隨著出水標準的提高，提標改造目前已成為許多大型污水處理廠亟待解決的問題。本文以某城鎮污水處理廠為工程背景，從進出水水質、深度處理工藝選擇、提標工藝設計等方面進行分析，對提標設計方案提出建議。

【關鍵詞】城市污水處理廠提標；水質分析；深度處理；活性砂濾池

1引言

國家環境保護總局環發[2005]110號“關于嚴格執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的通知”中第一次提出，“為防止水域發生富營養化，城鎮生活污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉式、半封閉水域時，應執行《標準》中一級標準的A標準”。2006年第21號公告提出再次重申了這個問題，這實際上在法規層面上將GB18918-2002一級標準A標準的適用范圍直接擴大到絕大多數城鎮污水處理廠，我國大量污水處理廠是在“九五”、“十五”期間建成的，排放標準要求相對較低，這決定了城鎮污水處理廠一級A提標改造在許多流域和省市大量實施。本文根據某城鎮污水處理廠的實際運行情況，對進出水水質、現狀單體的運行情況進行分析，最終確定提標改造的方案。

2工程概況

某城鎮污水處理廠位于廣東省惠州市，污水處理規模為2.0萬m3/d，原處理工藝為：預處理———CASS———紫外消毒。該城鎮污水處理廠已竣工并投入生產數年，出水水質能穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準。然而，隨著該市區域水環境規劃與綜合整治的要求的提高，根據當地環保局的要求，業主需對該污水處理廠的處理系統進行升級改造，改造后出水水質要求達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級A標準與廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中較嚴者。

3現狀進、出水水質分析

3.1現狀進水水質分析

根據2013年度、2015年度、2016年度的污水廠運行數據記錄分析，進水水質明顯低于設計值：（1）進水COD值的月均值約90～130mg/L的區間，最高值極少超過200mg/L，最低值在60mg/L左右，總體來說，進水COD值較穩定；（2）進水BOD值的監測數據較少，一般在50～70mg/L區間，僅是設計值的50%左右，B/C約0.5，可生化性較好；（3）進水SS值的的監測數據較少，月均值在70～100mg/L區間，不到設計值的50%；（4）進水NH3-N均值15～25mg/L的區間，比較接近設計值；（5）進水TN均值15～25mg/L的區間，約為設計值的70%；（6）進水TP數值在1～2.5mg/L之間，處于較低水平。進水水質濃度偏低是珠三角地區污水廠普遍存在的情況，只要不至于碳源不足，影響生化系統正常運行，亦無大礙。同時，水質低于設計值，處理系統的實際處理能力會更強。

3.2現狀出水水質分析

根據監測數據分析，可得出下列結論：（1）出水COD值的年均值低于26mg/L，遠低于國標一級B標準，已達到國標一級A標準及地標的較嚴值；（2）出水氨氮年均值3mg/L左右，基本可達到國標一級A標準；（3）出水TN年均值13mg/L左右，基本可達到國標一級A標準；（4）出水TP年均值0.9mg/L左右，基本達到國標一級B標準。對比兩年的數據，得出現狀出水水質基本可以穩定達到國標一級B標準，部分指標可達到一級A標準，且2015-2016年出水水質要優于2013年。

4深度處理工藝選擇

按照現狀進水水質，原處理系統出水中的總氮尚能達到一級A排放標準，但不太穩定，如進水水質接近或達到設計進水水質，根據CASS池的運行狀況，生物脫氮效能并無太多余量，因此，本提標工程選址深度處理技術時，還需要考慮工藝是否具有反硝化的功能。通過技術經濟綜合比較，深度處理工藝采用“活性砂濾池”工藝。

5工藝設計流程

6主要工藝設計參數

（1）設計水量：20000m3/d（833m3/h）；

（2）工程變化系數：KZ=1.4。

6.1集水池

由于該污水處理廠是采用間歇式活性污泥法，具有連續進水、間歇排水的周期運行特點，且CASS池與消毒池之間預留的水位差較少。綜合考慮，提標改造系統宜設置為連續進水+連續出水方式。因此，提標改造系統需設置集水池進行水量調節，并采用提升泵連續出水進入深度處理系統。CASS池出水進入集水池，由集水池內提升泵將水提升進入自帶混凝、澄清功能的活性砂濾池。由運營臺賬整理得，CASS池現狀出水最大流量900L/s（3240m3/h），持續20min，平均流量2000m3/h，潷水時間約1h。集水池有效尺寸L×B×H=14.4×20.8×4.5m，總容量約1200m3，停留時間約40min。提升泵選取2用1備潛水泵，進水總管設流量計對提升泵進行變頻控制。

6.2活性砂濾池

6.2.1混合池

原水經提升后進入機械混合池進行微絮凝反應。混合池為矩形構筑物，內設快速攪拌機，用于進水混凝的快速混合反應。投加的藥劑可以混凝污水中懸浮固體，使廢水中的污染物質脫穩形成細小的礬花，為后續絮凝反應提供有利的條件。污水混凝后以重力流方式進入活性砂濾池進行微絮凝過濾。混合池有效尺寸為2.0m×2.0m×4.1m（有效水深2.7m）。混合時間：45s。

6.2.2活性砂濾池主體

活性砂濾池為并聯設計，分為4個獨立的過濾單元，每單元內包括6套連續砂過濾器，共計24套過濾設備。整個砂濾工藝段即從砂濾進水到砂濾出水，設計極限水頭損失為1.7m。每套過濾器的過濾面積不得小于6m2，安裝在預先按照要求設計好的混凝土濾池中。濾池上應有鋪設全密閉的蓋板，以防止污染物落入濾池，造成二次污染。每個濾池單元設有1個空氣控制柜，現場共設有4套空氣控制柜，這些空氣控制柜連接到1套電氣控制柜，由其進行低壓配電和自控。（1）安裝位置：混凝土過濾池內。（2）工作環境及溫度：環境溫度0~40°C，介質為經過二級處理后的污水。（3）工作方式：連續運行，連續自動沖洗。（4）進水水質：SS≤20mg/L；TP≤1.0mg/L；TN≤20。（5）出水水質：SS≤10mg/L；TP≤0.5mg/L；TN≤15（見表2）。

6.3反沖洗沉淀池

反沖洗水經收集后排至豎流式沉淀池進行沉淀。出水進入廠區污水管網，回流至預處理系統。污泥經污泥泵輸送至原有儲泥池，經污泥脫水后，泥餅外運。為達到出水標準，需要對SS及TP進一步降解，考慮到運行時需要實現常態化投加混凝劑的情況，為防止混凝后污泥于生化系統中積聚，需要對活性砂濾池的反沖洗水進行沉淀分離。反洗水流量約為83.3m3/h。數量：2格；沉淀時間：1.5h；表面負荷：1.5m3/m2•h；池體尺寸：L×B×H=5.3×5.3×6.20m（有效水深2.25m）；出水堰負荷：0.57L/s•m。7結論活性砂濾池作為城市污水處理廠一級B至一級A升級改造方案是合適的，該工藝采用深層過濾，控制簡單，使用壽命長，加藥量少，在除磷、除SS、脫氮效果等方面具有優勢，值得推廣應用。

參考文獻

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[3]陳秋紅，吳雪才，何海亞，孫伊露.提標改造一級A標準工程在某城鎮污水處理廠的應用.污染防治技術，2010，23（4）：128~130.

作者：周浩嫦 單位：廣東省建科建筑設計院有限公司