兴化市中堡镇生活污水处理工程可行性研究报告书.doc

兴化市中堡镇生活污水处理工程可行性研究报告兴化市中堡镇污水处理工程可行性研究报告 兴化市中堡镇生活污水处理工程可行性研究报告目录第1章 概述11.1 项目名称、地点及建设单位11.2 编制原则及依据11.3 镇域概况、现状分析及规划41.4 工程建设必要性和可能性7第2章 建设规模及厂址选择82.1 工程服务范围和设计年限82.2 污水处理厂工程规模82.3 厂址选择9第3章 进出水水质及处理程度103.1 进水水质103.2 出水水质113.3 污水处理程度12第4章 污水处理工艺方案134.1 进水可生化性分析134.2 污水处理工艺方案论述154.3 污水处理工艺方案选择274.4 污泥处理工艺方案论述314.5 污水消毒方案论述324.6 污水深度处理34第5章 污水处理厂工程设计365.1 生产构筑物设计365.2 污泥处理构筑物设计405.3 深度处理构筑物设计41第6章 污水厂总体设计436.1 平面布置436.2 高程布置466.3 厂内公共工程476.4 建筑设计486.5 结构设计496.6 变配电及通讯设计536.7 仪表自控设计56第7章 项目环境影响及对策597.1 项目实施过程中的环境影响及对策597.2 项目建成后的环境影响及对策61第8章 节能、消防与安全卫生及建设用地评述648.1 节能648.2 消防658.3 安全生产668.4 建设用地评述68第9章 建设管理机构、人员编制及建设进度安排709.1 建设管理机构、人员编制709.2 建设进度安排729.3 招投标计划74第10章 投资估算和资金筹措7610.1 投资估算7610.2 资金筹措与运用79第11章 结论与建议8011.1 结论8011.2 建议81第1章 概述1.1 项目名称、地点及建设单位项目名称：兴化市中堡镇污水处理厂项目地点：兴化市中堡镇建设规模：污水厂设计水量1.0 万m3/d占地面积：32000m2（约48亩）污水厂址：兴化市中堡镇区域中心的工业集中区总投资： 1956.98万元1.2 编制原则及依据1.2.1 编制原则1）贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。2）从镇区的实际情况出发，在总体规划的指导下采取全面规划、分步实施的原则，使工程建设与城镇的发展相协调，既保护环境，又最大程度的发挥工程效益。3）采用技术先进成熟、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理的污水处理工艺，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。4）妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。5）设备选型立足选用国产成熟、可靠的设备，适当引进部分先进产品，确保整个处理系统能够长期高效稳定运行。6）采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件。做到技术可靠、经济合理。7）为保证污水处理系统正常运转，供电系统采用双回路电源，且污水厂的运行设备有适当的备用率。8）在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在方便施工，便于安装和维护的前提下使各处理构筑物尽量集中; 节约用地并留有发展扩建余地。9）厂区竖向设计力求减少厂区填方量和节省污水提升费用。10）建（构）筑物设计力求美观大方、简洁明快，与开发区的建筑风格相协调。1.2.2 编制依据1）兴化市中堡镇生活污水处理工程项目建议书兴化市中堡镇人民政府 2011.51.2.3 编制范围本工程项目编制范围包括污水处理工程（1万m3/d）的污水处理、污泥处理、尾水排放及其它附属构（建）筑物。1.2.4 采用的主要规范标准1）城市给水工程规划规范（GB50282-1998）2）城市排水工程规划规范（GB50318-2000）3）室外排水设计规范（GBJ14-87）1997年版4）泵站设计规范（GB/T50265-97）5）地面水环境质量标准（GB3838-2002）6）污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-99）7）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJ31-89）8）城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-93）9）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）10）城市污水处理及污染防治技术政策（建成2000124号文）11）城市污水处理厂工程项目建设标准建设建标2001号12）建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）13）给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）14）给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS138：2002）15）室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规程（GB50032-2003）16）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）17）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）18）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）19）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）20）建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）21）砌体结构设计规范（GB50003-2001）22）建筑桩基技术规范（JGJ94-94）23）供配电系统设计规范（GB20052-95）24）10KV及以下变电所设计规范（GB5053-94）25）低压配电设计规范（GBJ108-87）26）民用建筑电气设计规范（JGJ/T16）27）通用用电设备配电设计规范（GB50055）28）电力工程电缆设计规范（GB50217）29）3110kV高压配电装置设计规范（GB50060-92）30）工业与民用电力装置的接地设计规范（GBJ65-83）31）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（50062-92）32）电力装置的电测量仪表装置设计规范（GBJ63-90）33）工业企业照明设计标准（GB50034-92）34）自动化仪表工程施工及验收规范（GB50093-2002）1.3 镇域概况、现状分析及规划1.3.1 镇域概况1、地理区位中堡镇位于兴化市域西北部，距城区27公里，属苏北里下河腹部地区，北有大纵湖，南有蜈蚣湖，处于两湖相拥之地。东与大邹镇、钓鱼镇相连，南与西鲍乡交界，西与周奋乡、缸顾乡为邻，北与盐城市郊区大纵湖乡和义丰镇隔大纵湖相望。镇域东西宽8km，南北长约12 km，总面积约84.1Km2。中心地理坐标：东经11921，北纬339。2、四周概况、社会环境概况、交通状况所建的污水处理厂位于中堡镇区域中心的工业集中区，南面为穿境而过的省道大兴金公路和沟通中庄河、上官河的洋叉河，东西两面为空地，北边是生产河。境内河道纵横交错，有鲤鱼河、中庄河、大溪河等主要河流，水系十分发达。省二级公路S332（大兴金）及新建的一级公路S231公路穿境而过，东距宁靖盐高速约15公里、西距京沪高速约18公里。中堡镇社会经济发展水平一般，2010年完成生产总值（GDP）4.67亿元，人均国内生产总值13368.4元，财政收入1597.3万元，农民人均纯收入9056元。中堡镇生活污水处理厂位于高里庄村，距镇区2.5公里，东临园区路，西与兴泰公路接壤，旁边就是河流。1.3.2 自然条件中堡镇气候温和，日照正常，雨量充沛，四季分明，属亚热带湿润气候与温带过渡地区，兼受大陆与海洋气候影响。自然资源丰富，土质肥沃，平均年日照时数2307.7小时，年平均气温为38.2，最高达38.2，最低为-14.9，年平均雨日为100-125天，历年平均降雨量为106mm，夏季盛行东南风，冬季多为北风，年平均风速3.9m/s，最冻土深度为18cm（1980年2月10日）。1991年最高水位3.34m,枯水位1953年0.31m，地面平均真高不足2米，地基真高2.5-3.8米不等，土地承载力为7-8T/m2。境内自然灾害易发区，非常适合农作物的生长。1.3.3 镇域规划1、镇域人口预测中堡镇镇区建设已初具规模，现有镇区常住人口包括镇区的一个居委会及周围部分自然村的常住人口以及非在册常驻人口总计是7800人，现状建设总用地约0.75平方公里。2、供水现状及规划目前中堡镇由泰州市区域供水干管供水，区域供水干管将清水引入镇区水厂，经加压后供应全镇区及周边村庄。3、污水现状及规划（1）污水现状中堡镇是一个农业化的城镇，三大产业的比重为：50.4821.6827.84，仍处于农业经济发达期，全年水产养殖业总产量16966T，农业总产值（现行价）达33266万元。镇区污水仍以生活污水为主。（2）污水规划实行雨污分流制。结合中堡镇现状及发展规划，地理位置，现状河道，综合考虑到充分发挥基础设施的规模效应以及环保要求等因素，决定采用集中式污水处理系统，在中堡镇设置一座集中式污水处理厂，污水处理厂设置镇区北部。根据中堡镇发展规划，结合道路骨架的实施，敷设排水管网，各片区内生活及工业污水分别截流后汇集至污水处理厂处理，然后通过泵排入地表水体。结合污水管线布置和地理自然条件布置镇区污水提升泵站，污水提升泵站采用检查井式，全自动控制装置。1.4 工程建设必要性和可能性1.4.1 建设必要性兴化市中堡镇目前尚无污水处理设施，工业企业及生活的污水排放对环境造成污染；提升开发区综合配套能力，改善居住和投资环境；促进中堡镇社会和经济可持续发展。因此，当前中堡镇污水处理厂的兴建刻不容缓。1.4.2 建设可能性随着国家一系列环保政策和文件的颁布、水污染治理工作的开展和逐步落实，在全国各地一大批工艺较为先进的污水处理厂已建成并投入运行，各科研院校及设计部门对国内外一些先进的工艺进行了研究并取得了一定的成果，这些都为中堡镇污水处理厂采用可靠的先进工艺与运行管理提供了技术上的保证。本工程作为兴化市中堡镇的重要基础设施规划之一，受到了中堡镇人民政府的高度重视，并已列入中堡镇的总体规划中。目前，工程项目的各项前期准备工作已经开展，建设污水处理厂的时机已成熟，具备可行性。该项目的实施在经济和技术上都是可行的，对地区的经济可持续发展具有重要的意义，也十分必要。项目的建成将有效地改善本地区的自然水环境和集镇形象，保证生活、工业、农业用水的水源水质，促进经济的发展，取得环境保护和经济建设的双赢。第2章 建设规模及厂址选择2.1 工程服务范围和设计年限中堡镇污水处理厂处理规模1万吨/日。管网总长度近15公里，服务面积约10平方公里，服务人口2万人。污水处理工程计划于2013年内完成，全部管网计划于“十二五”期间完成。2.2 污水处理厂工程规模2.2.1 工程规模确定原则1）排水体制为雨污分流制。2）规划区内的规划人口、建设规模、工业用地、人均综合生活用水量标准等指标根据规划确定的数据。 3）规划区内工业废水先进行点源预处理，处理尾水按下水道接入指标排入城市市政管网，与生活污水一同进入污水处理厂。2.2.2 污水量预测1）污水量的组成污水量包括以下内容：生活污水：指从住宅、商业、公共设施类以及类似设施排出的污水。工业废水：指以工业废水为主要成分的废水。其它：地下渗水量等不可预见水量。2）污水量预测本工程中，根据兴化市中堡镇总体规划文本，并综合考虑供水现状、污水收集状况及地方财力情况后，确定污水厂（20102030年）实施规模为1万m3/d。2.3 厂址选择城市污水处理厂厂址的选择应满足以下原则：1、充分利用现有的污水干管，减少管道的投资。2、位于城镇边缘地带，符合环境保护要求。3、处理后的水有较好的出路。4、考虑汛期厂址不受洪水的威胁。5、尽可能少占农田或不占良田，且便于农田灌溉和消纳污泥。6、尽可能设在城镇和工厂夏季主导风向的下方。7、应结合城镇总体规划，考虑远景发展，并留有充分的扩建余地。根据兴化市中堡镇总体规划文本，将污水处理厂厂址选在兴化市中堡镇区域中心的工业集中区。第3章 进出水水质及处理程度3.1 进水水质1）根据排放指标确定的污水进厂水水质根据污水量的组成情况分析，进厂水质主要是受两个方面因素影响，一是生活排放污水，二是接入市政管道的工业废水。（1）生活污水排放指标按照室外排水设计规范（GB50014-2006），我国生活污水污染物排放指标：BOD5为2550g/人d，SS为4065g/人d，TN为511g/人d，TP为0.71.4g/人d。设计取生活污水各项指标为： BOD5 = 35g/人d ， SS = 45g/人d TN = 9g/人d ， TP = 1.2g/人d生活污水中BOD5：CODcr按1：2考虑，所以CODcr70g/人d（2）工业废水排放指标根据污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-99），工业企业应在车间附近设置局部处理设施，预处理后尾水排入市政管道，接管最高允许排放浓度：BOD5max300mg/lSSmax 400mg/lCODcr max500mg/l（3）设计采用的进水水质综合以上水质预测方法，同时参考同类工程水质资料数据，本阶段污水处理厂进水水质采用如下：BOD5 200mg/lCODcr 300mg/lSS 320mg/lTN 40mg/lNH3-N 35mg/lTP 5mg/l3.2 出水水质根据污染物负荷及总量控制要求本工程出水指标按城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级A标准进行设计。BOD5 10mg/lCODcr 50mg/lSS 10mg/lNH3-N 5mg/l（水温12时为8mg/l）TN 15mg/lTP 0.5mg/l3.3 污水处理程度根据污水处理厂设计进水水质及出水水质要求，中堡镇污水处理厂处理程度见表3-1。污水厂进出水水质及处理程度 表3-1指标进水（mg/L）出水（mg/L）去除率（%）BOD52001095.0CODCr3005083.3SS3201096.8NH4+-N40587.5TN351557.1TP50.590.0第4章 污水处理工艺方案4.1 进水可生化性分析根据“二部一局”颁布的城市污水处理及污染防治技术政策（建城2000124号）第2.3条的规定：“设置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，可分期分批实施。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，根据当地经济条件和水污染控制要求，可先实行一级强化处理，分期实现二级”。因此本可研报告的污水处理工艺选择只考虑二级生物处理或二级强化生物处理方案。原污水能否采用生化处理，特别是是否适用于生物除磷脱氮工艺，取决于原污水中各种营养成分的含量及其比例能否满足生物生长的需要，因此首先应判断相关的指标能否满足要求。1）BOD5/CODcr比值污水BOD5/CODcr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/CODcr0.45可生化性好，BOD5/CODcr0.3较难生化，BOD5/CODcrBOD5TPNH4+-NCODcrTN。污水处理工艺的选用是与要求达到的处理效率密切相关的，因此首先需要分析各种污染物的去除机理和所能达到的去除程度。要求达到的污染物去除率 表4-2指标进水（mg/L）出水（mg/L）去除率（%）BOD52001095.0CODCr3005083.3SS3201096.8NH4+-N40587.5TN351557.1TP50.590.02）SS和BOD5去除我国现行室外排水设计规范（GB50014-2006）中处理工艺或对各种常用处理单元有推荐的处理效率，见表4-3。 污水处理厂的处理效率 表4-3处理级别处理方法主要工艺处理效率（%）SSBOD5一级沉淀法沉淀40-5520-30二级SBR法初次沉淀，曝气70-9065-95A2/O法初次沉淀，氧化沟，二沉60-9065-90从表4-3可以看出，目前应用较为广泛的改良A2/O法、二级活性污泥法等均能满足要求。（1）SS的去除污水中的无机颗粒和大粒径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小粒径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小粒径的无机颗粒（包括大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。 污水厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到反映出水SS指标，出水中的BOD5、CODcr、TP等指标也与之有关。因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成份就高，而有机物本身就含磷，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、CODcr、TP增加。因此，控制污水厂出水的SS指标是基本的，也是很重要的。目前采用的大多数污水处理工艺都包含有生物除磷脱氮技术，生物除磷技术是靠聚磷菌对污水中磷的过量吸收作用，形成高含磷量的活性污泥，随剩余污泥排除，使磷从污水中去除。因此，采用生物除磷技术时对出水的SS指标就有较高的要求，否则因出水中高含磷量的悬浮物浓度就会引起出水总磷超标。因此，为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如，选用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，选用高效的沉淀池池型，充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在处理方案选用恰当、工艺参数取值合理和优化单体构筑物设计条件下，完全能够使出水SS指标满足要求。（2）污水中BOD5的去除污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，对BOD5降解，利用BOD5合成新细胞，然后对污泥与水进行分离，从而完成BOD5的去除。在活性污泥与污水接触的初期，会出现很高的BOD5去除率，这是由于污水中的有机颗粒和胶体被絮凝和吸附在微生物表面，从而被去除所致。但是，这种吸附作用仅对污水中的悬浮物和胶体起作用，对溶解性有机物则不起作用。因此主要靠活性污泥的这种吸附作用去除BOD5的污水处理工艺，其出水中残余的BOD5仍然很高，属于部分净化。对于非溶解性有机物，微生物必须先将其吸附在表面，然后才能靠生物酶的作用对其水解和吸收，从这种意义来讲保证活性污泥具有较高的吸附性能是很有必要的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下，将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在合成代谢与分解过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等）直接进入细胞内部被利用，而非溶解有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外酶水解后进入细胞内部被利用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此可以使处理后污水中残余的BOD5浓度很低。根据有关设计资料，在污泥负荷为0.3kgBOD5/kgMLSSd以下时，就很容易使得出水BOD5保持在10mg/l以下。在需要满足硝化要求时，污水处理系统必须有足够的泥龄，因此污泥负荷不能太高，这样更有利于出水BOD5浓度保持较低，也就是说，BOD5去除率不单与单项污染物去除率要求有关，也与对污染物去除的总体要求有关。3）CODcr的去除污水中CODcr去除的原理与BOD5基本相同。污水厂CODcr的去除率，取决于进水的可生化性，它与城市污水的组成有关。对于主要以生活污水及成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水，其污水的可生化性较好，出水CODcr值可以控制在较低的水平，能够满足CODcr50mg/l的要求。4）氮的去除在城市污水中，氮主要是以还原态形式存在，其中一部分是氨氮（NH3-N），另一部分是各种形式的有机氮（有机N），总称为凯氏氮。用TKN表示。有机氮通过管网和反应池中的细菌的作用发生铵化反应，最终被水解成氨氮，因此，在污水处理厂反应池中，氮最先以氨氮的形式出现。不带硝化的早期污水处理厂，除了细菌自身繁殖（同化作用）消耗掉一部分氨氮（约占微生物本身物质的12%），并随剩余活性污泥排出系统外，进水中的绝大部分还原态氮仍以氨氮形式出现在出水中。自然水体的微生物能将氨氮氧化成硝酸盐或亚硝酸盐氮（硝化反应），消耗水体中的溶解氧，而且亚硝酸盐和氨均有很强的毒性，因此，在流动缓慢和封闭性的水域中，往往会造成水体缺氧而导致鱼类死亡，并为水体的富营养化提供了条件。带有硝化反应的污水处理工艺就是模拟自然水体的硝化现象，通过富集硝化菌，增加曝气量来强化硝化反应过程，将未被细菌所利用的剩余氨氮转化为硝酸盐氮。尽管这一措施能避免自然水体中氧的过度消耗，但由于并未改变出水中总氮的含量，因此水体富营养化的危害依然存在。将硝酸盐还原成气态氮的过程称之为反硝化，参与完成这一过程的微生物称为硝酸盐还原细菌，它能将废水中的溶解性有机物用来合成细胞物质，并将从有机物转化过程中夺取的电子转移给硝酸盐（电子受体），从而使硝酸盐得到还原。尽管此反应是在无氧条件下进行的，但反应的过程与碳化物的好氧降解类似，其区别在于硝酸盐替代分子氧作为电子受体，还原产物由CO2变成N2。综上所述，污水中氮的去除途径可归纳为：（1）有机氮水解成NH3-N有机N+H2ONH4+OH-（2）NH3-N硝化，转化为NO3-NNH4+2O2NO3-+2H+H2O+能量（3）NO3-N还原，转化为气态NNO3-+1/2H2O1/2N2+5/2O+OH-5）磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。城市污水采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水磷浓度满足排放标准的要求，并尽可能地避免和减少加药量，降低处理成本。生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB（聚-羟基丁酸）储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本降低。缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。据资料介绍，聚磷菌在厌氧时释放1mg磷后，吸收储存有机物经过分解后产生的能量除用于细胞合成、增殖外，能够吸收2mg以上的磷，因此磷的吸收取决于磷的释放，而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，一般来说这种有机物与磷的比值越大除磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为1.52%，采用生物除磷工艺的剩余活性中磷的含量可以达到传统活性污泥法的23倍，在设计中往往采用4%。生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的处理工艺必须存在厌氧段。根据污水处理厂进水含磷量和出水含磷要求，磷的去除率要求达到90%，出水含磷量为0.5mg/l。采用生物除磷工艺，特别是根据生物除磷原理对处理工艺进行优化后，并严格控制出水SS含量，是能够满足规范要求的。4.2.2 污水处理工艺方案论述根据中堡镇污水厂的设计进水水质和要求达到的出水水质标准，本工程最适合也是必须采用的处理工艺是生物脱氮除磷工艺，在满足生物脱氮除磷要求的前提下，BOD5、COD和SS的去除都可以满足排放标准要求。目前，用于城市污水处理具有脱氮除磷效果的污水处理工艺可以分为两大类：按按时间进行分割的间歇式活性污泥法和空间进行分割的连续流活性污泥法。1）按时间分割的间歇式活性污泥法SBRSBR（Sequencing Batch Reacter）是序批式活性污泥法的简称，它是一种变容（变水头）反应器，按设定的周期依次进水沉淀排水闲置，再进入下一个周期循环运行。因此，SBR是通过时间而不是空间来实现不同目的的操作，如硝化与反硝化。经过30余年的应用与发展，这种序批式的处理工艺已由传统的SBR发展到ICEAS法，CASS，Unitank法。（1）ICEAS间歇循环延时曝气法是澳大利亚新南威尔士大学与美国ABJ公司1968年合作开发的专利技术，属于第二代SBR工艺。该工艺有一缺氧生物选择器，用以促进菌胶团微生物的繁殖并抑制丝状菌生长。该工艺由曝气、沉淀、排除三个运行阶段组成，在这三个阶段保持连续进水。（2）CASS（CAST）周期循环曝气活性污泥法是在ICEAS工艺基础上发展起来的第三代SBR工艺。它是SBR工艺和ICEAS工艺的一种更新变型，在国外广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理。反应沉淀池由生物选择器和变容反应器组成，以一定的时间顺序运行，其运行过程包括充水曝气、充水泥水分离、上清液撇除和充水闲置等四个阶段组成其运行的一个周期，一个运行周期结束后，重复上一周期的运行并由此循环不止。循环过程中，反应器内的水位随进水而由初始的设计最低水位逐渐上升至最高水位，因而运行过程中其有效容积是逐渐增加的（即变容积运行）。曝气和搅拌阶段结束后，在静止条件下使活性污泥絮凝并进行泥水分离，沉淀结束后通过移动式表面撇水装置排出上清水层并使反应器中的水位恢复至设计最低水位，然后重复上一周期的运行。具体运行过程依次为：（1）充水曝气阶段。边进水边曝气，同时将主反应器区的污泥回流至生物选择器，污泥回流量约为处理废水量的20%。（2）充水沉淀阶段。停止曝气，静置沉淀以使泥水分离，在沉淀刚开始时，由于曝气所提供的搅拌作用剩余混合能使污泥发生絮凝，随后污泥以区域沉降的形式下沉，因而所形成的沉淀污泥浓度较高。与SBR工艺不同的是，CAST工艺在沉淀阶段不仅不停止进水，而且污泥回流也不停止。（3）撇水阶段，处于撇水时间需停止进水，撇水器为移动式自动控制装置，排水结束后，撇水器将自动复位。撇水期间，污泥回流系统照常工作，其目的是提高缺氧区的污泥浓度，促进反硝化作用和对磷的释放。（4）闲置阶段。正常闲置期是在撇水器恢复运行状态后4min开始。闲置期间，污泥回流系统照常工作。该工艺具有以下特点：a系统排出的剩余污泥浓度高，一般可达8g/l以上，体积较小，污泥的沉降性能和脱水性能较好，无需经过专门消化，可直接浓缩脱水。b该工艺设有选择器、缺氧区和主曝气区。选择器设于池首，防止污泥膨胀，提高了污泥沉降与脱水性能，回流污泥中的硝酸盐在此反应器中得以反硝化，污泥在厌氧环境中释磷，为好氧阶段过量吸收磷从而去除污水中的磷创造条件。c普通活性污泥法中，如出现水力冲击时，会出现大量污泥从曝气池转移到二沉池，容易导致污泥从生物处理系统中流失，从而降低了生物处理系统的稳定性。但CAST系统如果进水出现短时间有机负荷和水力负荷冲击时，池子的水位由最低水位一直升到最高水位，从而避免污泥的流失。在进水出现长时间高峰流量时，CAST系统从正常循环自动转换到高峰流量循环，以适应来水情况，在操作过程中，撇水频度增加，整个过程可以由控制软件自动执行。d沉淀阶段不进水，污泥沉降过程中无进水水力干扰，即在静止环境中进行，泥水分离效果好，有利于SS去除。e该池缺点为变水头运行，消耗水头1.5m左右。（3）Unitank法是SBR的另一种形式，为八十年代后期比利时的史格斯公司所开发，其专利归比利时Wespelear Sehgers工程公司所有。反应池由三个矩形池组成，三个池水力相通，每个池内均设有供氧设备，在外边两侧矩形池设有固定出水堰和剩余污泥排放口；连续分池进水，具有脱氮除磷效果。其优点是不需回流、无二沉池、布置紧凑、占地面积小。但由于无专门的厌氧区，因此生物除磷效果差。其总的容积利用率为67%。2）按空间分割的连续流活性污泥法该法是指各种功能在不同的空间（不同的池子）内完成。目前较成熟的工艺有：A2/O法、氧化沟法和AB法。（1）A2/O工艺流程简图如下二沉池好氧池(O)缺氧池(A)厌氧池(A)池(A)进水出水混合液回流活性污泥回流图4-1 A2/O处理工艺流程简图A2/O工艺是应用最为广泛的生物除磷脱氮技术，它是在AO工艺基础上增设厌氧区而具有脱氮和除磷能力的新型污水处理工艺。该工艺的最大优点是可以充分利用原水中的有机碳源进行反硝化，能有效的去除BOD5和含氮化合物。该工艺的停留时间少于其他同类工艺，且在厌氧（缺氧）、好氧交替交替运行条件下，丝状菌不会大量繁殖，无污泥膨胀之虞。此外，污泥中富含磷，具有较高的肥效。（2）氧化沟法氧化沟工艺是二十世纪五十年代初期在荷兰发展起来的一种污水处理工艺形式，因构造简单、易于维护管理很快得到广泛应用。目前为止已发展成为多种形式，主要有：Passveer单沟型、Orbal同心圆型、Carrousel循环折流型、D型双沟式和T型三沟式等。传统的Passveer单沟型和Carrousel型不具备除磷脱氮功能，但在Carrousel前增设厌氧池，沟体内设缺氧区形成的改良型氧化沟具备生物脱氮除磷功能。Orbal氧化沟为三槽同圆（椭圆）向心流氧化沟，污水依次由外沟进入中沟，最后从内沟排出。三沟内的溶解氧分别控制在0mg/l、1mg/l和2mg/l的水平上。外沟的体积占氧化沟总体积的50%以上，甚至可以达到70%，中沟和内沟的容积分别为氧化沟的2030%和1020%。从每条沟的整体来看，都是无终端流线的完全混合反应池，污水在沟内多次循环后进入下一条沟渠，沟与沟之间呈推流式特征。这种形式相当于多个完全混合的生物反应器，互相串联，兼有完全混合式和推流式的特征。相对于其它型式的氧化沟而言， Orbal氧化沟的一个显著特点是独特的0、1、2沟设计使外沟处于亏氧状态从而存在明显的溶解氧梯度，有利于氧的转移，因此具有节能效果。另外，氧化沟的低设计负荷和外沟的缺氧环境使内沟维持较高的污泥浓度，可达到4000mg/l以上。然而Orbal氧化沟因为采用表面搅拌设备，不可避免会带入外沟一定量溶解氧，使得除磷效果一般。D型氧化沟为双沟交替工作式氧化沟，由池容完全相同的两个氧化沟组成，两沟串联运行交替的作为曝气池和沉淀池，不单独设二沉池。为了达到脱氮目的，在D型氧化沟的基础上又发展了半交替工作式的DE氧化沟。该沟设有独立的二沉池和回流污泥系统，两沟交替进行硝化和反硝化。DE型氧化沟的主要缺点是曝气设备和容积利用率低。T型三沟式氧化沟集缺氧、好氧和沉淀于一体，两条边沟交替进行反应和沉淀，无需单独的二沉池和污泥回流，流程简洁，具有生物脱氮功能。由于无专门的厌氧区因此生物除磷效果差。而且由于交替运行总的容积利用率低，设备总数量多、利用率低。（3）AB法AB法是一种生物吸附降解两段活性污泥法。A段负荷高曝气时间短，仅0.5H左右，污泥负荷高达26kgBOD5/kgMLSS.d，B段污泥负荷较低，为0.150.30kgBOD5/kgMLSS.d。该法对有机物、氮和磷都有一定的去除率，适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水。通常进水BOD5大于250mg/L，AB法才有明显的优势。本工程设计进水BOD5为200mg/L，采用AB法显然不太合适。从上述各种工艺的优缺点分析来看，在SBR活性污泥法中CASS和Unitank工艺优越；在按空间分割的连续流活性污泥法中，A2/O和Orbal氧化沟法较为优越。4.3 污水处理工艺方案选择4.3.1 污水处理方案比选根据本工程的建设规模，污水厂进水水质分析以及出水要求，参照国内外类似污水的处理工艺及运行实践，拟选择改良型A2/O工艺与氧化沟工艺作为比选方案，进行比较：1）改良型A2/O工艺流程 细格栅 沉砂池厌氧池原污水粗格栅 进水泵房污泥回流混合液回流消毒接触池二沉池好氧池缺氧池反消化池 厌氧池图4-2 改良型A2/O工艺流程图该工艺在传统A2/O法的厌氧池之前设置回流污泥反硝化池，微生物利