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生物脫氮除磷

污水脫氮除磷可供選擇的處理方法通常有生物處理法及物理化學法兩大類。從七十年代以來，國外開始研究并逐步采用活性污泥法生物脫氮除磷。我國從八十年代初開始研究生物脫氮除磷技術，在八十年代后期逐步實現工業化流程，目前，國內新建及改擴建的污水處理工程大多數都采用活性污泥法生物脫氮除磷工藝。

生物脫氮基本原理：污水中的有機氮、蛋白氮等在好氧或無氧條件下首先被氧化或水解轉化為氨氮，然后在好氧自養硝化菌的作用下氧化為硝酸鹽氮，此階段稱為好氧硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并由存在的碳源提供電子及質子，硝態氮作為電子受體，使硝態氮還原成氮氣從污水中逸出，此階段稱為缺氧反硝化。

在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源濃度。生物脫氮系統中，硝化菌增長速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進行，并且要有充足的碳源作為電子供體，才可促使反硝化作用的順利進行。

按照上述原理，要進行污水的生物脫氮，必須具有缺氧/好氧過程，可組成缺氧池和好氧池；也可在一座生物池的不同階段創造缺氧、好氧環境；即都需要有缺氧/好氧（A_N/O）系統。系統設計中需要控制的幾個主要參數就是足夠長的污泥齡和進水的碳氮比。

生物除磷基本原理：生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內的磷酸鹽，產生能量用以吸收快速降解有機物（VFA），并轉化為PHB（聚B羥丁酸）儲存起來。當這些聚磷菌進入好氧條件時就降解體內儲存的PHB產生能量，用于細胞的合成和過量吸收污水中溶解的磷以儲存能量，形成含磷量高的污泥，隨剩余污泥一起排出系統，從而達到除磷的目的。

影響生物除磷的因素是要有厭氧條件（混合液中既無溶解氧DO=0，也無結合氧－如硝酸鹽），同時要有可快速降解的有機物，BOD₅/P比值恰當。生物除磷系統一般要求較短的污泥齡，以便使含磷污泥快速排出系統。

按照上述原理，要進行生物除磷必須具備厭氧過程，如在生物脫氮系統前設置一個厭氧池，這樣就形成A²/O系統，即厭氧-缺氧-好氧生物脫氮系統。

本項目生物脫氮除磷的可行性：根據進水水質及出水水質要求可知，本工程有較高的除磷脫氮要求，因此，分析進廠污水生物脫氮除磷的可行性是十分必要的。

BOD₅：N：P的比值是影響生物脫氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率隨著BOD₅/N和BOD₅/P比值的增加而增加。

BOD₅/TN值是鑒別能否采用生物硝化工藝的主要指標。因為，只有經過生物硝化以后，將污水中的氨氮通過生物硝化反應轉化為硝酸氮，才能進行后續的生物反硝化（脫氮）反應。對于活性污泥系統，由于硝化菌的比增長速率低，世代期長，如果泥齡較短，將使硝化菌來不及大量增殖，就從系統中排出。為使活性污泥系統得到良好的硝化效果，就必須有較長的泥齡。活性污泥中硝化菌的比例與污水的BOD₅/TN值有關，這是因為產率不同，以及在活性污泥系統中異養菌與硝化菌競爭底物和溶解氧，使硝化菌的生長受到抑制。

推薦工藝

A/O膜-生物反應器（Membrane Bioreactor，MBR）是將膜分離技術與生物處理單元相結合的水處理新技術。整個反應系統主要由核心膜組件、主體反應器、出水系統、曝氣系統、清洗系統等組成。它以膜分離代替傳統活性污泥法工藝中的二沉池，省卻了傳統活性污泥法中二沉池濃縮后剩余污泥的回流，相比于傳統工藝MBR還具有以下優點：

膜組件能地實現固液分離，分離效果好于傳統的沉淀池，無需顧慮污泥膨脹，出水水質良好且穩定，以城市污水為進水時，膜出水可以直接回用；

 由于膜的截留作用，可使微生物*截留在生物反應器內，實現反應器水力停留時間和污泥齡的*分離，使運行控制更加靈活穩定；

膜-生物反應器能在高的污泥濃度下運行，抗水質波動能力強，容積負荷高，占地面積小；

長污泥齡有利于增殖緩慢的微生物的截留和生長，系統硝化效率得以提高。也可增加一些難降解有機物在系統中的水力停留時間，有效地將分解難降解有機物的微生物滯留在反應器內，有利于難降解有機物降解效率提高；

膜-生物反應器可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產量低，降低了污泥處理費用；

建設周期短，施工費用省，安裝靈活，并且根據不同處理規模可以靈活調整，易于標準化和設備化。同時，普通生物處理工藝改造為MBR也較為方便；

易實現自動控制，操作管理方便。

膜-生物反應器相較于傳統工藝，具有上述7大優勢，但傳統概念上認為MBR的投資建設成本較高。然而，隨著土地價格增長、膜組件價格的下降、膜性能的改善，膜-生物反應器的投資已經和常規工藝相當，當應用在現有工藝的升級改造上，投資甚至還可低于常規工藝。

目前，膜-生物反應器在小規模污水處理上也已經得到了廣泛的應用在出水水質要求高、占地面積小的地區更是體現處理常規工藝無法替代的優勢。

在除磷方面，如前文所提，根據本工程的出水要求，生物除磷很難達到，同時對于MBR工藝又考慮一下幾方面因素：

由于出水水質較高，出水總磷需要達到1mg/L以下，因此單靠生物除磷較難穩定滿足要求。

由于場地受限，因此應盡量減小占地。

生物除磷效率高低的主要影響因素是整個系統的泥齡，除磷效果好，則需要選擇相對較短的泥齡，這與冬季低溫時，需要延長泥齡來確保硝化效果相矛盾。

處理規模較小，整體的藥劑投加量也相對較小。

因此，統籌考慮整個系統的穩定運行及技術經濟可行性，工藝選擇采用化學除磷。

綜上，從水質達標的穩定度、占地面積、施工及運行管理角度而言，A/O MBR工藝更適合用于“一級B”達標工藝。

污水處理核心工藝介紹

1、工藝原理

在一種流體相內或兩種流體相之間，有一薄層凝聚相物質將流體相分隔成兩部分。該薄層物質就是所謂的“薄膜”，簡稱“膜”。當一定的推動力作用于膜兩側時，膜能按照物質物理化學性質使物質進行分離。

膜-生物反應器是一種膜技術和污水生物處理技術有機結合產生的廢水處理新工藝，與傳統工藝相比具有如下優點：

1、置于MBR池內的平板膜組件取代了傳統的沉淀池，達到泥水分離的效果。此外，膜組件不僅能夠地進行固液分離，而且出水性質不再依賴于活性污泥的沉降特性，克服了常規活性污泥法中容易發生污泥膨脹的弊端，系統的操作比常規污水處理工藝大為簡化。出水水質明顯優于傳統工藝，出水懸浮物和濁度接近于零，可以直接排放或進行回用。

2、生物反應器內能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負荷高，占地面積小。

3、有利于增殖緩慢的微生物的截留和生長，系統硝化效率得以提高。也可增加一些難降解有機物在系統中的水力停留時間，有效地將分解難降解有機物的微生物滯留在反應器內，有利于難降解有機物降解效率提高。

4、膜-生物反應器一般都在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產量低，降低了污泥處理費用。

5、采用化學加藥除磷方式，針對除磷問題，將化學除磷和膜分離原理進行優化組合，強化了除磷效果，減少了化學藥劑投加量，有效克服了吸附法和化學法的缺點，減少了排泥量。

6、易實現自動控制，操作管理方便。

工藝設計

設計流程

工藝流程介紹

本污水處理設備自調節池進水至膜出水。

其中各處理單元的功能如下：

調節池：均勻水質和水量，抵御水質、水量對處理設備造成的沖擊負荷。

缺氧池：利用微生物降解有機物，同時進行反硝化，達到去除總氮的目的。

MBR池：通過微生物代謝活動，去除水中有機污染物；設置曝氣管，除供給微生物活動所需要的氧氣，還對膜面進行沖刷，有效控制膜污染；

膜單元：進行分離作用，去除懸浮顆粒物、病菌等有害微生物；

除磷系統：通過投加化學藥劑，達到去除總磷的目的；

化學清洗系統：當平板膜組件受到污染時對其進行在線化學清洗；

加藥消毒系統：對膜出水進行加藥消毒，保證出水達到排放標準；

污泥處理：污泥經濃縮脫水后排放至化糞池。

污泥處理工藝選擇

傳統污泥處理工藝一般都適用于具有一定規模的污水處理廠或配套大型污水處理設施，由于本項目處理規模較小，且MBR工藝本身污泥產率系數低，污泥產量少，因此選擇占地面積小，處理效果好的平板膜污泥同步濃縮消化（MSTD）技術，配套主體MBR工藝，實現污泥減量90%以上。

MSTD技術，是將每日產生的剩余污泥全部集中在反應器內，通過膜將剩余污泥中的水分過濾，實現污泥的體積減量；同時利用微生物和后生動物的活動，實現污泥的消化和減量，zui終實現污泥的總量消減。

配電及設備控制

設計原則

為確保安全，本設計為三相五線制線路(采用TN-S系統)，電源進線側接零線N與接地線PE相連。所有水處理系統的設備金屬外殼均與PE線相連。

為使污水設備調試后正常運行，確保出水水質，本系統的低壓供電系統采用雙進線，即設置一路備用電源，采用人工切換。

控制方式

根據工藝要求，對水泵、鼓風機等系統中的主要環節進行集中控制，有關水池采用液位開關計傳遞訊號，以達到自動控制目的。

所有加藥設備配套加藥量控制設備，可根據實際情況調整加藥量。

一旦自動控制失靈或變更使用工藝所需時，本系統可進行手動控制，以信號燈觀察運行正常與否。

為了減少操作的勞動強度，并實行操作自動化、機械化，要求水泵、鼓風機能定時自動切換；當其中一臺發生故障時，能進行聲、光報警，并自動切換至另一臺工作。當水池內水位達到zui低水位以下時，水泵會自動停止工作。

1）根據監測儀表傳遞的信號，自動控制相應設備的動作。

2）備用設備之間可定時自動切換。

3）對于間歇運行的設備，通過繼電器控制定時運行。

4）相關設備實現聯動功能。

配電管線

動力線管采用厚壁焊接鋼管。管子聯接必須焊跨接，良好接地。所有配出線用BV塑銅線。

環境保護

1、施工過程中對環境的影響

1）施工揚塵的影響

工程施工期間運輸的泥土通常堆放在施工現場，直到施工結束，長達數月。堆土裸露，以致車輛過往，漫天塵土，揚塵使得附近的建筑物、植物等蒙上厚厚的塵土，嚴重影響市容和景觀。陰雨天由于雨水的沖刷及車輛的碾壓，使施工現場泥濘不堪。

2）生活垃圾的影響

工程施工時，施工區內的大量的勞動力的食宿將會安排在工作區域內，產生的生活垃圾將會嚴重影響施工區的環境衛生，尤其在夏天，輕則蚊蠅孳生，重則臭氣熏天，導致疾病。

3）廢棄物的影響

施工期間將產生許多廢棄物，這些廢棄物在運輸、處置過程中都能對環境產生影響。廢棄物處置無規劃，亂丟亂放，將影響土地利用，河流流暢，影響環境衛生。廢棄物的運輸需要大量車輛，必將影響該地區的交通。

4）施工噪音的影響

施工期間的噪音主要來源于施工機械和施工樁基處理，特別是夜間，施工噪音將產生嚴重的擾民問題，影響附近居民的工作和休息。

2、施工中對環境影響的防治措施

1）施工揚塵的防治措施

施工場地內運輸通道及時清掃、沖洗，以減少汽車行駛揚塵；運輸車輛進入施工場地應低速行駛，或限速行駛，減少產塵量。

施工場地設立圍擋，用以阻擋施工揚塵。

定期灑水，防止浮塵產生，在大風日加大灑水量及灑水次數。

灰渣、水泥等建筑材料在運輸時應采用密閉式槽車通過封閉系統運送到水泥臨時倉庫中。

所有來往于施工場地的多塵物料均應用帆布覆蓋。

避免起塵原材料的露天堆放。

盡量采用商品（濕）水泥和水泥預制件，少用干水泥。

混凝土攪拌站應設于工棚內。

2）噪音的控制

合理安排施工時間

首先，制訂施工計劃時，應盡可能避免大量高噪聲設備同時施工。除此之外，高噪聲設備施工時間盡量安排在日間，減少夜間施工量。

合理布局施工現場

避免在同一地點安排大量動力機械設備，以避免局部聲級過高。

降低設備聲級

設備選型上盡量采用低噪聲設備，如以液壓機械代替燃油機械，振搗器采用高頻振搗器等。

固定機械設備與挖土、運土機械，如挖土機、推土機等，可以通過排氣管消音器和隔離發動機振動部件的方法降低噪聲。

由于機械設備會由于松動部件的振動或消聲器的損壞而增加其工作時聲級，因此對動力機械設備應進行定期的維修、養護。

閑置不用的設備應立即關閉，運輸車輛進入現場應減速、慢行，并減少鳴笛。

降低人為噪音

按規定操作機械設備，在擋板、支架拆卸過程中，應遵守作業規定，減少碰撞噪音。

盡量少用哨子、鐘、笛等指揮作業，而代以現代化設備。

建立臨時聲障

對位置相對固定的機械設備，能在棚內操作的盡量進入操作間，不能入棚的，可適當建立單面聲障。

3）施工現場廢棄物處理

項目單位應于當地環保部門，及時清理施工現場的廢棄物；同時應加強對施工人員的教育，不隨意亂丟廢棄物，倡導文明施工。

制定廢棄物處置與運輸計劃

工程建設單位應與施工單位制定廢棄物處置計劃，教育駕駛員按規定路線運輸。

3、項目建成后對環境的影響及防治措施

1、廠內產生異味較大和噪音的工段，如污水進水泵房、沉砂池、鼓風機房、污泥濃縮脫水機房等在總體布置上均盡量遠離廠前區或用綠化帶進行分隔。進水泵房、曝氣沉砂池、脫水機房設脫臭裝置一套。

2、廠區綠化利用道路兩側的空地、構（建）筑物周圍和其他空地見縫插針進行。沿廠區圍墻內側種植寬帶綠葉喬木，加強廠內平面和垂直綠化，形成隔離帶，減少噪音和異味對環境的影響。在不擴大用地的情況下盡量增加綠化面積。

3、進水泵房、鼓風機房、MBR設備間等噪聲源的控制參照“GBJ87-85工業企業噪聲控制設計規范”的有關規定。除選用低噪音設備外，鼓風機房進出風管設置消聲器等有效的隔聲消音措施，同時在泵房、鼓風機房和MBR設備間布置上將機器間與值班室隔開，使操作人員在低噪音的值班室內工作。

4、污水處理廠內均采用分流制排水，雨水有組織排放，zui終進入廠外市政雨水管道系統。廠、站內部產生的生產、生活污水均進入返回系統，經生化處理后排放，不會對環境造成影響。同時，污水處理廠建成以后，樹立了地區的新形象，提高了城市基礎設施的水平，改善了投資環境，增強了招商力度，促進了第三產業的發展，所環境效益與社會效益也是十分巨大的。