《污水处理可行性研究报告》讲义（共十章）

水兔下研 研说明 厂进水水质比较符合黄羊镇的实际情况,污水处理厂进水水质参照国 内同性质的城市污水水质确定。 国内部分城市污水厂设计进水水质表 项目 CoDcr E0D5 SS NH3-N TP PH 污水厂 (mg/L)I(mg/L)(mg/L)(mg/L)I(mg/L) 西安北石桥污水厂 400 180 255 32 7.5 西安邓家村污水厂450 220 300 8.5 白银污水厂 350 150 300 30 7.5 天水秦城污水厂 300 180 200 7.23 嘉峪关污水处理厂 300 250 临夏污水厂 300 150 200 3442 庆阳污水厂 350 180 250 乌鲁木齐河东污水500 200 300 包头污水厂 500 230 300 平均值 383 188 262 30 从总体上讲,上述几个污水处理厂的进水水质基本属于城市污水 范畴,但指标均偏髙。这与上述市属缺水城市密切相关,但与更严重 缺水的城市如天津、青岛相比要好的多 根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002),处理 后排向大沙河滩的污水水质应达到标准二级标准;设计进出水水质详 见表2-3 设计进出水水质(日均值) 表2-3 COD BOD5 NH3-N 项目 L)(mg/L)(mg/L)(mg/L) 进水水质 350 140 200 级标准 出水 100 30 25 中国分工觀北为研完肥 CHNANORTHWEST MUNOPAL ENGNEERINGDESGN&RESEARCHINSIIUIE

黄羊污水处理工程可行性研究 中国市政工程西北设计研究院 CHINA NORTHWEST MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN & RESEARCH INSTITUTE 第一卷 可研说明 15 厂进水水质比较符合黄羊镇的实际情况，污水处理厂进水水质参照国 内同性质的城市污水水质确定。 国内部分城市污水厂设计进水水质表 表 2－1 项目 污水厂 CODcr (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) NH3 -N (mg/L) TP (mg/L) PH 西安北石桥污水厂 400 180 255 32 7.5 西安邓家村污水厂 450 220 300 26 8.5 白银污水厂 350 150 300 30 7.5 天水秦城污水厂 300 180 200 3 7.23 嘉峪关污水处理厂 300 200 250 4 临夏污水厂 300 150 200 30 4 庆阳污水厂 350 180 250 30 2 7 乌鲁木齐河东污水 厂 500 200 300 包头污水厂 500 230 300 平均值 383 188 262 30 4 7.3 从总体上讲，上述几个污水处理厂的进水水质基本属于城市污水 范畴，但指标均偏高。这与上述市属缺水城市密切相关，但与更严重 缺水的城市如天津、青岛相比要好的多。 根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），处理 后排向大沙河滩的污水水质应达到标准二级标准；设计进出水水质详 见表 2－3。 设计进出水水质（日均值） 表 2－3 项 目 CODcr (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) NH3-N (mg/L) TN (mg/L) TP (mg/L) 进水水质 350 140 200 30 35 5 二级标准 出水 100 30 30 25 30 3

水兔下研 2.4污水处理工艺 2.4.1污水的特性及二级强化处理系统 污水的特性指标 (1)BOD/COD=200/400=0.5>0.45,可生化性较好 (2)BOD/TN=200/35=5.71>3.0,满足反硝化要求 (3)BOD/TP=200/5=40>20,生物除磷效果较好。 因此,污水特性完全满足生物除磷脱氮的基本要求。 根据确定的出水水质指标,应采用二级标准处理。 二级标准处理是指在去除污水中有机污染的同时,去除导致水体 富营养化的氮磷物质,使有机物和氮磷污染指标均达到较髙的排放标 准。二级标准处理可采用物理化学法,也可采用生物法,当采用生物 法时称作生物除磷脱氮工艺。国内目前采用的生物除磷脱氮工艺,比 较公认的一般有:A0法、A2/0法、卡鲁塞尔氧化沟、CASS工艺等。 A/O法和A/O法是采用较早且最成熟的污水生物除磷脱氮工艺,但 系统复杂、投资较髙,现已有逐步被氧化沟、CASS法等取代的趋势 但无论氧化沟还是序批式活性污泥法(CASS),其实现生物除磷脱氮的 基本过程还是厌氧、缺氧、好氧过程,即AA/O过程。其间的区别,只 在于这些基本过程间的过渡方式为顺序或是交替,污泥负荷的高或低。 氧化沟工艺方法很多,由于沟内缺氧段和好氧段的存在,均有 定的脱氮功能,但要除磷必须增加厌氧段一生物选择区。在所有的氧 化沟工艺中,带有生物选择区的卡鲁塞尔氧化沟,除磷脱氮效果较佳。 CASS是序批式反应器的简写,本意是进出水和曝气间歇运行的污 水处理系统。近年来变型较多,进出水系统有间歇运行的也有连续运 行的,但其核心是供氧系统间歇运行,以营造活性污泥厌氧、缺氧、 好氧的阶段性环境,达到除磷脱氮的目标。 中国分工觀北为研完肥 CHNANORTHWEST MUNOPAL ENGNEERINGDESGN&RESEARCHINSIIUIE

黄羊污水处理工程可行性研究 中国市政工程西北设计研究院 CHINA NORTHWEST MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN & RESEARCH INSTITUTE 第一卷 可研说明 16 2.4 污水处理工艺 2.4.1 污水的特性及二级强化处理系统 污水的特性指标： （1）BOD5/CODCr＝200/400＝0.5＞0.45，可生化性较好； （2）BOD5/TN ＝200/35 ＝5.71＞3.0，满足反硝化要求； （3）BOD5/TP＝200/5＝40＞20，生物除磷效果较好。 因此，污水特性完全满足生物除磷脱氮的基本要求。 根据确定的出水水质指标，应采用二级标准处理。 二级标准处理是指在去除污水中有机污染的同时，去除导致水体 富营养化的氮磷物质，使有机物和氮磷污染指标均达到较高的排放标 准。二级标准处理可采用物理化学法，也可采用生物法，当采用生物 法时称作生物除磷脱氮工艺。国内目前采用的生物除磷脱氮工艺，比 较公认的一般有：A/O法、A 2 /O法、卡鲁塞尔氧化沟、CASS工艺等。 A/O法和A 2 /O法是采用较早且最成熟的污水生物除磷脱氮工艺，但 系统复杂、投资较高，现已有逐步被氧化沟、CASS法等取代的趋势。 但无论氧化沟还是序批式活性污泥法（CASS），其实现生物除磷脱氮的 基本过程还是厌氧、缺氧、好氧过程，即A/A/O过程。其间的区别，只 在于这些基本过程间的过渡方式为顺序或是交替，污泥负荷的高或低。 氧化沟工艺方法很多，由于沟内缺氧段和好氧段的存在，均有一 定的脱氮功能，但要除磷必须增加厌氧段－生物选择区。在所有的氧 化沟工艺中，带有生物选择区的卡鲁塞尔氧化沟，除磷脱氮效果较佳。 CASS是序批式反应器的简写，本意是进出水和曝气间歇运行的污 水处理系统。近年来变型较多，进出水系统有间歇运行的也有连续运 行的，但其核心是供氧系统间歇运行，以营造活性污泥厌氧、缺氧、 好氧的阶段性环境，达到除磷脱氮的目标

水兔下研 开说明 针对武威市凉州区污水处理厂的污水水质及处理后出水水质要 求,结合处理厂规模,资金等情况,参照国内外的研究成果及污水处 理厂的运行实践,选择卡鲁塞尔氧化沟和改良CASS工艺两种生物除磷 脱氮工艺方案进行初步研究。 2.4.2改良CASS工艺(方案一) 本方案定义的改良CASS工艺是在原CASS工艺的基础上,按连续进 水运行。 CASS工艺( Cyclic Activated sludge System)是在SBR基础上发 展起来的一种循环式活性污泥法。主体部分为生物反应池,它集曝气 沉淀于一体,以连续进水间断出水为主要特征,工艺过程是:进水/曝 气一进水/沉淀一进水/滗水一进水/闲置;共四个阶段,循环运行。 CASS工艺在反应池进水端设置了一个生物选择区,根据运行需要 可少量曝气(缺氧)或不曝气(厌氧)。设置生物选择器的作用与卡鲁 塞尔氧化沟的生物选择区基本相同。不同之处是该生物选择区可在厌 氧或缺氧条件下运行;活性污泥可回流可不回流,回流污泥量比卡鲁 塞尔型氧化沟小的多。总之,运行方式和参数可根据需要调节优化。 生物脱氮是CASS反应池本身的特殊运行方式中进行硝化和反硝化 过程而完成的,而除磷作用是利用设置在CASS反应池前的选择区形成 厌氧环境和反应池中的好氧环境交替实现的。污水经过厌氧、缺氧、 好氧阶段达到脱氮除磷的目的。 改良CASS工艺主要特点: (1)无初沉池及二沉池,占地少、投资省。 (2)静态沉淀,有机物去除率高、出水水质好。 (3)周期性曝气,活性污泥处于厌氧、缺氧、好氧交替的环境中, 除磷脱氮功能较强 中国分工觀北为研完肥 CHNANORTHWEST MUNOPAL ENGNEERINGDESGN&RESEARCHINSIIUIE

黄羊污水处理工程可行性研究 中国市政工程西北设计研究院 CHINA NORTHWEST MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN & RESEARCH INSTITUTE 第一卷 可研说明 17 针对武威市凉州区污水处理厂的污水水质及处理后出水水质要 求，结合处理厂规模，资金等情况，参照国内外的研究成果及污水处 理厂的运行实践，选择卡鲁塞尔氧化沟和改良CASS工艺两种生物除磷 脱氮工艺方案进行初步研究。 2.4.2 改良 CASS 工艺（方案一） 本方案定义的改良CASS工艺是在原CASS工艺的基础上，按连续进 水运行。 CASS工艺（Cyclic Activated Sludge System）是在SBR基础上发 展起来的一种循环式活性污泥法。主体部分为生物反应池，它集曝气、 沉淀于一体，以连续进水间断出水为主要特征，工艺过程是：进水/曝 气—进水/沉淀—进水/滗水—进水/闲置；共四个阶段，循环运行。 CASS工艺在反应池进水端设置了一个生物选择区，根据运行需要 可少量曝气（缺氧）或不曝气（厌氧）。设置生物选择器的作用与卡鲁 塞尔氧化沟的生物选择区基本相同。不同之处是该生物选择区可在厌 氧或缺氧条件下运行；活性污泥可回流可不回流，回流污泥量比卡鲁 塞尔型氧化沟小的多。总之，运行方式和参数可根据需要调节优化。 生物脱氮是CASS反应池本身的特殊运行方式中进行硝化和反硝化 过程而完成的，而除磷作用是利用设置在CASS反应池前的选择区形成 厌氧环境和反应池中的好氧环境交替实现的。污水经过厌氧、缺氧、 好氧阶段达到脱氮除磷的目的。 改良CASS工艺主要特点： （1）无初沉池及二沉池，占地少、投资省。 （2）静态沉淀，有机物去除率高、出水水质好。 （3）周期性曝气，活性污泥处于厌氧、缺氧、好氧交替的环境中， 除磷脱氮功能较强

水兔下研 厂研说明 (4)由于“改良CASS工艺”进水的连续性,取消了水力切换设备 比传统的SBR工艺降低了控制复杂性,容积利用率提高。实 践证明沉淀阶段连续进水不会恶化出水水质。 (5)低污泥负荷,剩余有机污泥量较少。污泥基本稳定,不需再 进行稳定化处理,可直接浓缩脱水。 (6)系统能耗低于卡鲁塞尔氧化沟 (7)多用于中小型污水处理厂,用于大型污水处理厂的较少见 控制系统较复杂,除磷脱氮效果比卡鲁塞尔氧化沟稍差。 CASS工艺流程: 进水闸室→粗格栅及污水提升泵站→细格栅→旋流沉砂池→CASS 反应池(带生物选择区)→接触消毒池→计量出水。 2.4.3卡鲁塞尔氧化沟工艺(方案二) 本方案定义的卡鲁塞尔氧化沟是在标准的卡鲁塞尔氧化沟的上游 增加前置厌氧池及前置缺氧池,氧化沟与终沉池分建,并有独立的污 泥回流装置 卡鲁塞尔氧化沟生物脱氮作用是通过氧化沟本身特殊的运行方 式,创造一定条件使硝化和反硝化反应在氧化沟中交替发生而完成的 由于氧化沟系统的污泥泥龄较长,一般为10~20d,池中硝化作用进行 得比较充分,污水中氨氮基本上可完全氧化成硝酸盐氮。为了进一步 脱氮,就要使反硝化作用得以进行,其主要条件是维持缺氧条件和有 机碳源,使反硝化菌繁殖,卡鲁塞尔氧化沟生物脱氮工艺就是按此原 理操作运行的。 为了利用卡鲁塞尔氧化沟进行生物除磷,必须在卡鲁塞尔氧化沟 之前设置厌氧池(亦称生物选择池),其作用一是抑制丝状菌的增长, 防止污泥膨胀,改善污泥的沉淀性能;二是聚磷细菌在厌氧段把磷从 中国分工觀北为研完肥 CHNANORTHWEST MUNOPAL ENGNEERINGDESGN&RESEARCHINSIIUIE

黄羊污水处理工程可行性研究 中国市政工程西北设计研究院 CHINA NORTHWEST MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN & RESEARCH INSTITUTE 第一卷 可研说明 18 （4）由于“改良 CASS 工艺”进水的连续性，取消了水力切换设备， 比传统的 SBR 工艺降低了控制复杂性，容积利用率提高。实 践证明沉淀阶段连续进水不会恶化出水水质。 （5）低污泥负荷，剩余有机污泥量较少。污泥基本稳定，不需再 进行稳定化处理，可直接浓缩脱水。 （6）系统能耗低于卡鲁塞尔氧化沟。 （7）多用于中小型污水处理厂，用于大型污水处理厂的较少见。 控制系统较复杂，除磷脱氮效果比卡鲁塞尔氧化沟稍差。 CASS工艺流程： 进水闸室→粗格栅及污水提升泵站→细格栅→旋流沉砂池→CASS 反应池（带生物选择区）→接触消毒池→计量出水。 2.4.3 卡鲁塞尔氧化沟工艺（方案二） 本方案定义的卡鲁塞尔氧化沟是在标准的卡鲁塞尔氧化沟的上游 增加前置厌氧池及前置缺氧池，氧化沟与终沉池分建，并有独立的污 泥回流装置。 卡鲁塞尔氧化沟生物脱氮作用是通过氧化沟本身特殊的运行方 式，创造一定条件使硝化和反硝化反应在氧化沟中交替发生而完成的。 由于氧化沟系统的污泥泥龄较长，一般为10～20d，池中硝化作用进行 得比较充分，污水中氨氮基本上可完全氧化成硝酸盐氮。为了进一步 脱氮，就要使反硝化作用得以进行，其主要条件是维持缺氧条件和有 机碳源，使反硝化菌繁殖，卡鲁塞尔氧化沟生物脱氮工艺就是按此原 理操作运行的。 为了利用卡鲁塞尔氧化沟进行生物除磷，必须在卡鲁塞尔氧化沟 之前设置厌氧池（亦称生物选择池），其作用一是抑制丝状菌的增长， 防止污泥膨胀，改善污泥的沉淀性能；二是聚磷细菌在厌氧段把磷从

水兔下研 化合状态下从体内释放出来,污水中BOD浓度下降,而磷含量上升。随 后在好氧段内聚磷细菌超量吸收在厌氧段释放出的磷和原污水中的 磷,形成高含量磷污泥,利用排除剩余活性污泥达到降低出水中磷的 目的。 污水经过厌氧、好氧段达到除磷目的,而缺氧、好氧段联合达到 脱氮目的。 卡鲁塞尔氧化沟是在普通氧化沟基础上加以改进的,氧化沟作为 整个工艺的核心,通过控制表曝机的转速和开停,创造了好氧和缺氧 两个对氮、磷转化至关重要的生化环境。也就是说,氧化沟已经将曝 气池和缺氧池、厌氧池有机融合在一起,池容得到了更充分的利用。 卡鲁塞尔氧化沟的优化组合,使其在占地和基建投资方面,与一般的 脱氮除磷工艺相比显得比较优越。 卡鲁塞尔氧化沟的主要特点 (1)抵抗因水量和水质变化所引起的冲击负荷能力强 (2)具有不同菌群的生物特性,处理效果稳定,不仅满足SS和BD 的去除,而且脱氮除磷效果好。 (3)反应状态易于控制,运行方式灵活,可调节性强 (4)运行可靠,管理简便,易于实现自动化操作。 (5)污泥生成量少,且已在污水处理过程中基本得到了好氧稳定, 般不需作厌氧消化处理。 6)表曝系统调节维修性能较底曝系统好。 卡鲁塞尔氧化沟工艺流程 进水闸室→粗格栅及污水提升泵站→细格栅→旋流沉砂池→生物 选择池→卡鲁塞尔氧化沟→最终沉淀池→接触消毒池→计量出水。 2.4.4工艺方案比较 中国分工觀北为研完肥 CHNANORTHWEST MUNOPAL ENGNEERINGDESGN&RESEARCHINSIIUIE

黄羊污水处理工程可行性研究 中国市政工程西北设计研究院 CHINA NORTHWEST MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN & RESEARCH INSTITUTE 第一卷 可研说明 19 化合状态下从体内释放出来，污水中BOD5浓度下降，而磷含量上升。随 后在好氧段内聚磷细菌超量吸收在厌氧段释放出的磷和原污水中的 磷，形成高含量磷污泥，利用排除剩余活性污泥达到降低出水中磷的 目的。 污水经过厌氧、好氧段达到除磷目的，而缺氧、好氧段联合达到 脱氮目的。 卡鲁塞尔氧化沟是在普通氧化沟基础上加以改进的，氧化沟作为 整个工艺的核心，通过控制表曝机的转速和开停，创造了好氧和缺氧 两个对氮、磷转化至关重要的生化环境。也就是说，氧化沟已经将曝 气池和缺氧池、厌氧池有机融合在一起，池容得到了更充分的利用。 卡鲁塞尔氧化沟的优化组合，使其在占地和基建投资方面，与一般的 脱氮除磷工艺相比显得比较优越。 卡鲁塞尔氧化沟的主要特点： （1）抵抗因水量和水质变化所引起的冲击负荷能力强。 （2）具有不同菌群的生物特性，处理效果稳定，不仅满足SS和BOD 的去除，而且脱氮除磷效果好。 （3）反应状态易于控制，运行方式灵活，可调节性强。 （4）运行可靠，管理简便，易于实现自动化操作。 （5）污泥生成量少，且已在污水处理过程中基本得到了好氧稳定， 一般不需作厌氧消化处理。 （6）表曝系统调节维修性能较底曝系统好。 卡鲁塞尔氧化沟工艺流程： 进水闸室→粗格栅及污水提升泵站→细格栅→旋流沉砂池→生物 选择池→卡鲁塞尔氧化沟→最终沉淀池→接触消毒池→计量出水。 2.4.4 工艺方案比较