泰州污水处理厂设计文献综述
摘要：污水处理厂是从污染源排出的污（废）水，因含污染物总量或浓度较高，达不到排放标准要求或不符合环境容量要求，从而降低水环境质量和功能目标时，必需经过人工强化处理的场所。
关键词：生物除磷，生物膜处理法，活性污泥法
Abstract: sewage treatment plant is the place where the sewage (waste water) is discharged from the source of pollution. Because of the high total amount or concentration of pollutants, it can not meet the requirements of the discharge standard or the requirements of the environmental capacity, so as to reduce the water environment quality and functional objectives. Key words: biological phosphorus removal, Biofilm treatment，Activated sludge process
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1.1城市污水处理技术
污水处理所采用的工艺技术是污水处理厂的核心部分，与进水水质、出水要求、处理量、投资大小等等因素密切相关。由于城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国内外大多采用生物处理技术处理城市污水，又可分为活性污泥法和生物膜法两大类。其中，由于生物膜法的处理效率不高，卫生条件较差，我国只有少数几座生物膜法城市污水处理厂；而活性污泥法污水处理厂占绝大多数，其中使用最广泛的主要有四种类型：①传统活性污泥工艺和其改进型A／O、Asup2;／O工艺；②AB工艺；③SBR及其改进工艺；④ 氧化沟及其改进工艺。本文将简要介绍这四类污水处理工艺，同时介绍一种新型的污水生物处理技术，并对泰州市城市污水处理技术做出了分析与展望。
1.1.1传统活性污泥工艺和其改进型A/O、A2 /0(1)传统活性污泥工艺
传统活性污泥法是目前应用最早的工艺13.81,它去除有机物和悬浮物的效率很高，对于城镇污水，可确保出水BOD3和ss达到30mg/L以下， 因此，在1996年前在我国尚未要求去除氮磷，该工艺是城镇污水处理厂的主体工艺。随着《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918- -2002)的颁布实施，我国对城镇污水处理厂的出水水质，尤其是对出水的氮、磷指标要求更加严格。传统的活性污泥工艺已经不能满足国家标准对氮、磷的去除要求，必须加以改造，于是出现了活性污泥法的改进型A/O法和A2 /0法。A/O法有两种，一种是用于除磷的厌氧—好氧工艺(A/0)，一种是用于脱氮的缺氧一-: A 1 O法则是既脱氮又除磷的工艺间。天津纪庄子30万mamp;apos; /d污水处理厂、北京高碑店100万mamp;apos; /d污水处理厂、沈阳北部污水处理厂40万mamp;apos; /d污水中的20万mamp;apos; / d采用的均是活性污泥污水处理技术[2.8]。
(2) A/O工艺
A/ O(缺氧/好氧)法对于大型活性污泥法污水处理厂来说，处理效果较稳定，且实现了脱氫或除磷的目标，能耗和运营费用也较低:其缺点是处理单元多，管理较复杂，且不能同步脱氮和除磷。用于除磷的A/ 0工艺的最主要特征是高负荷运行、泥龄短、水力停留时间短:用于脱氮的A/ 0工艺的负荷很低，泥龄长、水力停留时间长16-8]。沈阳北部污水处理厂设计处理的40万m2amp;apos; / d污水中的20万mamp;apos; /d采用的是A/ O脱氮的污水处理技术21。(3)A /0工艺
A2 10(厌氧 /缺氧 1好氧)工 艺同时具有脱氮除磷的效果，其工艺原理是磷在厌氧区被释放，在好氧区被吸收，达到除磷目的;污染物在好氧区被氧化降解，去除COD和BODs,同时在硝化菌作用下，有机氮转化的氨氯继续转化为亚硝酸氨和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮(61。 该工艺主要优点是对COD、BOD3、ss等具有较高的去除率，对脱氮除磷也具有较高的去除效果，具有运行费用低、占地少，出水水质好等特点:其缺点是运行管理要求较高，投资较大，节能差[7~9]。 我国许多城市的污水处理厂，如广州大坦沙污水处理厂、保定鲁岗污水处理厂采用了该工艺791。1.3.2 AB法工艺
AB 法是吸附生物降解法的简称，是联邦德国亚琛大学B. Bohnke教授于20世纪70年代中期，在传统两段活性污泥法和高负荷活性污泥法基础上开发的一种新工艺，属超高负荷活性污泥法，在技术上有所突破101。
该工艺不设初沉池， 由污泥负荷较高的A段和污泥负荷较低的B段串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。该工艺从80年代开始应用于生产实践，由于具有技术成熟、处理高浓度生活污水效果好，出水稳定、水质高的特点，越来越受到污水处理界的青睐。但A/ B法也存在污泥量大、构筑物及设备较多，运行管理复杂，脱氮除磷效果不理想的缺点训。青岛海泊河8~12万mamp;apos; /d污水处理厂采用了该工艺切
1.3.3 SBR及其改进工艺(1) SBR工艺
SBR工艺也叫序批式活性污泥法，其最根本的特点是处理工序不是连续的，而是间歇的、周期的，污水-批- 批地经过进水、曝气、沉淀、排水，然后又周而复始4.4.2]。 SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于-池，无污泥回流系统，该工艺具有以下优点:出水水质稳定、水质好:耐冲击负荷:运行管理简单、自控水平高;占地面积小、造价低、操作灵活。但SBR法存在的曝气系统易堵塞，故障率高，人工操作管理繁琐，监测手段要求高等缺点也影响了其使用。美国Cnmdy3000mamp;apos; / d污水处理厂和澳大利亚的Tmmwqdth污水厂采用了该工艺切。(2) ICEAS工艺
传统 SBR是问歇进水，切换频繁，并且至少需要两池以上来回倒换，很不方便，于是出现了连续进水的ICEAS工艺。该工艺的主要改进是在反应池中增加一-道隔墙，| 将反应池分隔为小体积的预反应区和大体积的主反应区，污水连续流人预反应区，然后通过隔墙下端的小孔以层流速度进人主反应区B.41。 在保持传统的SBR工艺特点的同时，该工艺省去了问歇进水的麻烦8。但该工艺设备造价偏高，技术全部进口，操作运行要求严格。昆明市15万m。/d第三污水处理厂是我国第- -个ICEAS污水处理厂，也是我国最早采用SBR工艺的污水处理厂之一7。(3) CAST工艺
CAST 工艺是SBR工艺中脱氮除磷效率最好的一-种，它对SBR工艺最大的改进是在反应池前段增加一个选择段， 污水首先进入选择段，与来自主反应区的回流混合液混合，在厌氧条件下，选择段相当于前置厌氧池，为高效除磷创造了有利条件
该工艺的另一个特点是利用同步硝化反硝化原理脱氮，在主反应区，反应时段前期控制溶解氧不大于0.5mg/L，处于缺氧工况，利用池中原有的硝态氮反硝化，然后利用同步硝化产生的硝态氨反硝化;到反应时段后期。加大充氧量，使主反应区处于好氧工况，完成生物除磷反应，并保证出水有足够的溶解氧(45。
CAST工艺设计和运行管理简单，处理效果稳定，已被多座中小型污水处理厂所采用，规模8万mamp;apos; / d的贵阳市小河污水处理厂以及深圳、天津及云南的一些污水处理厂都采用了该工艺8)。(4) UNITANK工艺
UNITANK工艺是20世纪90年代比利时西格斯公司在三沟式氧化沟的基础上开发出来的。它由3个矩形池组成，其中外边两侧的矩形池既可做曝气池，又可做沉淀池，中问一一个矩形池只做曝气池。该工艺连续进水、连续出水、常水位运行，具有脱氮功能及流程简单的特点，同时还有容积利用率低、设备闲置率高、除磷功能差等不足，要求除磷时则需要化学除磷13.4。我国石家庄高新区10万mamp;apos; /d污水处理厂、上海石洞口40万mamp;apos; /d污水处理厂及广西梧州污水处理厂均采用此工艺15.8]。
(5) MSBR工艺
MSBR即改良型的SBR(Modifed SBR), 是A/ O法和SBR法工艺组合合成的工艺系统，它具有二者的一些优点，因而出水水质稳定问。
MSBR 是一种可连续进水、高效的污水处理工艺，且简单、容积小、单池，易于实现计算机自动控制。在较低的投资和运行费用下，能有效地处理含高浓度
BODs, TSS、氮和磷的污水。但MSBR的结构复杂，各种设备较多，操作管理也比较麻烦，这些都有待进一-步优化改进5-8.15 1。 加拿大的Estevan污水处理厂、深圳市盐田污水处理厂、北京海淀区某医院污水处理项目均采用了该工艺5B81。1.3.4氧化沟工艺
氧化沟又 称循环曝气池、无终端曝气池，是活性污泥法的一种变型，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定处理。常见的氧化沟有氧化沟、交替工作式氧化沟、Orbal 氧化沟、- 体化氧化沟等14-71。与活性污泥法相比，它具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消化池(一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统)、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等特点:但也存在着负荷低、占地大的缺点B-8.161。 邯郸市东污水厂处理水量为10万mamp;apos; / d污水处理厂采用了该工艺(51。1.3.5曄气生物滤池工艺
曝气生物滤池是当前发展较快的一一种新到生物处理技术，具有占地面积小、出水水质高、投资省、运行灵活方便、易于管理、抗冲击能力强等特点B,在污水的| 有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氮、除磷以及微污染水源水的预处理过程中有着较好的应用前景。
曝气生物滤池的基本原理是:在一级强化的基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，实现污染物在同一单元反应器内除.省去了二次沉淀设备。反应器内存在着不刚的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化和反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的07。
该工艺存在的主要问题包括; 进水一股要求进行预处理，增加了工艺的复杂性;进水悬浮物较多时，运行周期短，反冲洗频繁:产生的污泥稳定性差，进一步处理比较困难:同步生物除磷效果不好，一般多采用化学法进行，增加了药剂的使用量等等。在我国，目前曝气生物滤池正处于推广阶段，大连市马栏河污水处理厂采用了该工艺。
1.2国内外发展趋势
生物处理法是目前研究得较多、新技术层出不穷的方法，无论是好氧生物处理技术，还是厌氧生物处理技术都引起了研究人员的极大兴趣。因为用生物法利用的是微生物的新陈代谢作用，以污染物质为食料， 将其代谢成诸如 CO2、H2O、 NH3、SO2等稳定的小分子，它的二次污染小，对处理生活污水及与之性质相近的有机污水有其独特的优势。生物处理法自从问世以来,其技术已获得了极大的发展，随着人们生活水平的日益提高,生活污水中的成也日益复杂，因此用生物处理方法的目的也从以前能处理降解蛋白质、脂肪、碳水化合物等-类物质增加到也能处理合成洗涤剂、脱氮、脱磷及其它一-些难降解的复杂有机物。这也就必然要求人们改革工艺，过去由于厌氧生物处理的效率不尽人意，处理时间也较慢， 所以未引起人们的重视，仅仅用来处理污泥或高浓度有机污水的预处理，但现在由于能源紧张，厌氧生物处理由于能产生能源物质一甲烷而越来越引起人们的青睐，由此也出现了许多新的工艺。
(1)活性污泥法的新发展
到目前为止，对活性污泥法在运行方式 上还没有大的突破，往往所作的是一 些局部的改进，但在曝气方式上确取得了较大的成果，如纯氧曝气、 深井曝气、射流曝气，采用微气泡扩散器等，这些都增大了氧转移率提高了氧的利用率使曝气池中氧的浓度增加。如美日等国研制出的- -种超微气泡扩散器，气泡直径 50Lm，氧吸收率达90%，Reid Engneering Company of Frederick shurg 等研制的氧化沟下表面曝气也是一种曝气方式的改进，把冲刷曝气(Brush Aeration) 改进透平曝气(TurbineAeration)避免了产生气溶胶、飞溅、结冰等问题。活性污泥法的另一-个发展趋势就是朝多功能方向发展，采用的方法有培养驯化专用细菌，使活性污泥处理对象不局限于生活污水，还 可以处理如酚一类难降解的有毒有机物，甚至驯化可以处理象氰一类有剧毒的无机物;把活性污泥与其它处理方法结合起来，如活性炭一活性污泥法，它实际上是-种以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的综合处理法;固定活性污泥法是提供微生物附着的表面，如合成纤维、塑料、细沙、粘土焦炭等，使曝气池同时存在附着相和悬浮相的生物:这些都提高了活性污泥的净化效率，提高了抗有毒物质等冲击负荷的能力，还具有脱色、脱氮、削诚泡沫的效果，国外已 用于合成纤维、化工印染、炼油、炼焦等工业生产的污水处理;活性污泥法与厌氧工艺结合来脱氮、脱磷等,最典型的工艺是A-O(anaerobic-oxzic)流程。活性污泥法还可和化学法结合，提高净化多氯联苯、有机磷的去除效果。
(2)生物膜处理法的新进展
生物膜法最早出现的工艺是1893 年在英国出现的将污水喷撒在粗滤料上而得以净化的普通生物滤池，它是最早出现而至今仍在不断改进和发展的人工生物处理设备在它的基础上，出现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。近二三十年来，又出现了一些新型的生物膜法处理技术，如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等颗粒材料作为载体，其载体表面附着生长着生物膜，,充氧后的污水以一定流速 自下而上流动使载处于流化状态，载体上的生物膜可以充分地和污水接触，使净化效率提高，它的工艺有空气流床、纯氧流动床、三相流化床和厌氧兼型流化床工艺等。活性生物滤池是将生物滤池、曝气池及沉池结合为- -体的新型污水处理工艺，它的特点是将生物滤池的部分出水回流汇同二沉池的回流污泥一起进入生物滤池用活性生物滤池处理生活污水和食品加工废水的试验结果表明:该 系统具有处理效果好、效率高、BOD容积负荷大、不发生污泥膨胀和耐冲击负荷等优点。另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结合、藻类转盘等。由于生物膜法的生态环境与活性污泥法的不同，生物膜法生态系统中可以生长藻类、后生动物等，甚至可以生长硝化菌及反硝化菌等，因此可 以用来脱氮等。
(3)厌氧生物处理法的新发展
厌氧生物处理法也有一百多年的历史,它是利用厌氧微生物在无氧的条件下对有机物进行分解的技术。由于处理效率低、速度慢、且甲烷菌对环境要求严格不易控制等缺点，厌氧生物处理法长期以来一般仅用于污泥处理，它的主要工艺是化粪池、消;化池等。但是由于近年来能源危机及环境污染加重，厌氧生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视，一-大批新的厌氧生物处理法技术相继诞生，为了提高厌氧微生物的浓度,有使厌氧微生物附着在载体表面的厌氧生物膜处理方法如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧膨胀床、厌氧接触氧化、厌氧档板反应器、厌氧流化床法，以及象上流式厌氧污泥床反应器(UASB)依靠微生物之间凝聚造粒而形成的自己固定法方法。还有人为地固定微生物包埋固定化法，它是人为地把增殖速度缓慢的厌氧微生物高浓度地保持在处理系统中，提高处理速度、缩小处理设备并可用于处理低浓度的有机污水。如日本本田等人1988年采用包埋固定厌氧微生物处理TOC为150mgL 的人工配水，TOC的去除率可达95%以上。在厌氧处理中,甲烷的增殖速度慢成为产气的决定步骤，因此为 了保持甲烷发酵中高浓度的微生物，出现了利用膜的固液分离法，如柏分等人1988年利用超滤膜UF)进行甲烷发酵试验，结果表明提高了反应器内甲烷的浓度，TOC 的容积负荷为2g/L 日，其去除率可达98.4%以上。厌氧生物处理法目前的发展趋势是和其它生物处理方法联用，如厌氧-好氧复合工艺等,具有节约投资、节省能源、污泥产量少、出水水质好等一系列优点。 厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱磷脱氮且运行维护方便经济等方面发展。
2.课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题
通过毕业设计，使我们熟悉并掌握城市污水厂的设计原理、方法、内容和步骤，能根据设计原始设计资料正确地选定设计方案，掌握污水处理厂工程设计的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并能够熟练和规范的绘制工程图纸。
具体内容如下: (1)污水厂处理方案的比较和优化: (2) 各主要构筑物结构设计与参数计算，主要设备造型包括格栅、鼓风机、曝气器等; (3)平面 布置和高程计算; (4)根据所确定的工 艺和计算结果，绘制城市污水处理厂的总平面布置图、高程布置图、工艺流程图及各主要构筑物图。
