1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

a/a/o工艺处理污水

摘要:a/a/o生化处理工艺能较好的处理污废水、进行有效的脱氮除磷。虽然工艺上存在一些设计缺陷与矛盾，但现有的各种改良方法可以有效解决这些问题，并对工艺进行有效优化，使处理效果进一步提高。对于对长沙市暮云片区的污废水进行a/a/o生化处理工艺处理，可以满足污水排放标准。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

课题背景

长沙暮云污水处理及中水回用工程设计

暮云位于湘江长沙段的上游，而湘江又是长沙市唯一的城市供水水源，随着暮云片区的发展，污废水排放量逐年增加，在污水处理厂（ 简称为污水厂）建设前，污水直排湘江，加剧了水体污染及水资源的紧缺。建设污水厂并将尾水作为再生水回用，可提高城市污水利用效率，合理利用水资源，减轻水污染，既是一项节水措施，也是一项治污措施。长沙市暮云污水厂于2012年8月开工建设，2014年７月竣工2014年9月试运行，2014年10月正式投产，其服务范围包括暮云镇分区、天心环保园分区、天心环保暮云协调区分区、大托分区、暮云镇东部现有规划尚未覆盖的地区以及跳马乡西部部分地区。工程总规模为28.5 #215;10⁴ m³/d，污水厂尾水考虑回用，作为城市绿化、道路浇洒及景观用水。

１.１水量预测

采用人均综合用水量指标法、建设用地综合用水量指标法、人均综合生活用水量指标法三种方法预测暮云污水厂纳污区规划期末（2020年）污水量为28.5 #215;10⁴ m³/d，现状污水量为4.4 #215;10⁴ m³/d。本工程中水回用对象的重点范围为：城市绿化用水、冲洗道路用水及景观环境用水。预测规划期末绿化总需水量为3.78 #215;10⁴ m³/d，道路冲洗总需水量为1.68 #215;10⁴ m³/d，景观环境需水量为2.16 #215;10⁴ m³/d，则中水需水总量为7.7 #215;10⁴ m³/d。测算现状中水需求量为30058 m³/d。

１.２水量平衡

暮云污水厂预留进一步深度处理空间，中水回用将逐步扩展到其他工业杂用水。根据在编的中水规划，暮云区中水规模将达到4.5 #215;10⁴ m³/d，中水规模将达到平衡或不够的状态。中水雨季排放的问题将依赖中水系统的建设，过渡阶段可通过加大景观环境用水回用量，提高景观换水次数加以解决。

１.３ 工程设计规模

根据暮云污水处理工程服务范围内远期污水量和中水需水量预测，结合现状污水量、现状中水需求量、工程建设周期及年限，确定本工程设计规模：一期污水处理及中水回用厂设计规模为 4 #215;10⁴ m³/d；远期设计规模为28.5 #215;10⁴ m³/d。

１.４ 厂址选择

暮云污水厂规划选址位于纳污区下游非洪水淹没区的暮云镇三兴村，厂址具有如下特点：①厂址南侧有规划城市道路，西侧邻近湘江，北侧邻近三兴港排水管道； 湘江边和三兴港排水管道边建有防洪堤，厂址不受洪水威胁；②厂址靠近暮云工业园、天心环保工业园等工业园区，处理尾水便于回用，有利于污水资源化；③厂址处现状为农田， 不存在拆迁问题。厂区自然地形标高为33.50-35.60m， 厂外道路标高为33.99-34.21m， 污水厂设计地面标高平均为34.00m。

2.进出水水质

2.1污水厂进水水质

根据长沙市发改委对工程可行性研究报告的批复，本工程污水进厂水质如表１所示。

考虑到污水厂生物处理系统运行的稳定性与安全性， 根据长沙市环保部门要求，工业废水必须达到国家颁布的《污水排人城市下水道水质标准》（(GB/T 31962-2015）后，方可排人城市污水管网并进入污水厂。

2.2污水厂出水水质

城市绿化、道路清扫及景观用水等水质标准分别按《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002） 及《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T 18921#8212; 2002） 执行。同时根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)，城镇污水处理厂出水若作为回用水，基本要求是必须达到一级Ａ标准。设计出水水质取上述各项的最高标准，如表２ 所示。

本设计范围：水厂进水井至水厂出水井。要求完成：水质水量确定与计算、处理标准与设计规模、工艺流程的比选，各处理构筑物的设计、计算，主要处理构筑物的构造及设备的规格型号的确定，厂区的平面布置。包括： 1、水处理工艺设计； 2、水处理构筑物设计； 3、排泥水处理构筑物设计； 4、水厂总平面设计 5、工程的概、预算。

2.3生化工艺的比选

本设计工程中，污水处理厂主要收集暮云镇分区、天心环保园分区、天心环保暮云协调区分区、大托分区、暮云镇东部现有规划尚未覆盖的地区以及跳马乡西部部分地区的污废水，各企业出水水质执行《污水排人城市下水道水质标准》（(GB/T 31962-2015），城市绿化、道路清扫及景观用水等水质标准分别按《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002） 及《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T 18921#8212; 2002） 执行。同时根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)，城镇污水处理厂出水若作为回用水，基本要求是必须达到一级Ａ标准。设计出水水质取上述各项的最高标准，故选取二级强化处理，可供选取的工艺有A/O工艺，氧化沟工艺，SBR工艺，CASS工艺，A²/O工艺等。

A/O工艺在我国污水处理厂中应用较为广泛，其BOD5的去除率较高可达90～95%以上，但脱氮除磷效果稍差，较适用于含磷较少的污水处理工程。本次设计对除磷要求较高，故不采用A/O法

氧化沟在国内外中小型城市应用广泛，改良型Carrousel 2000 氧化沟污水处理效果显著，BOD去除率达95%～99%，COD去除率达95%，脱氮、除磷效率能够达到90%以上。同时氧化沟工艺流程简单，构筑物少，可不设初沉池，运行管理方便。但考虑到远期水厂规模，占地面积较大，并且由于采用机械曝气，动力效率低，能耗也较大。故不采用。

SBR工艺沉降性能好，有机物去除率90%以上，氨氮去除率75%-80%，除磷率可达90%以上，不需要污泥回流，工艺简单。但不能达到连续进水、连续出水的要求，对于多个SBR反应器，其进水和出水阀门自动切换频繁，设备的闲置率较高，且操作、管理、维护复杂，对人工素质要求较高，故不采用。

A/A/O工艺在我国大中型城市应用广泛，总的水力停留时间少于其他同类工艺，在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下不易发生污泥膨胀。脱氮除磷效果较好，总氮去除率在80%-85%左右，总磷去除率在85%左右，满足本次设计要求，且工艺结构简单，施工管理运行方便，故采用A/A/O工艺。

工艺流程图

工艺介绍

1. 旋流沉砂池

沉砂池由流入口，流出口，沉砂区，砂斗、涡轮驱动装置以及排沙系统等组成。污水由流入口切线方向流入沉砂区，进水渠道设一跌水堰，使可能沉积在渠道底部的沙子向下滑入沉砂池；还设有一挡板，使水流及砂子进入沉砂池时向池底流行，并加强附壁效应。在沉砂池中间设有可调速的桨板，使池内的水流保持环流。桨板、挡板和进水水流组合在一起，旋转的涡轮叶片使砂粒呈螺旋形流动，促进有机物和砂粒的分离，由于所受离心力不同，相对密度较大的砂粒被甩向池壁，在重力作用下沉入砂斗；而较轻的有机物，则在沉砂池中间部分与砂子分离，有机物随出水旋流带出池外。通过调整转速，可以达到最佳的沉砂效果。砂斗内沉砂可以采用空气提升、排沙泵排沙等方式排除，再经过砂水分离达到清洁排沙的标准。

2.A/A/O生化池

首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；另外，NH3-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-N浓度下降，但NO3-N含量没有变化。

在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。

在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。所以，A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。

3.转盘过滤器

转盘过滤器由中心转鼓、转盘、反洗系统和配套控制电气系统等组成。转盘固定在中心转鼓周围，并与中心转鼓具有连通孔。原水（污水）由中心转鼓的一端开口流入转鼓内，并通过连通孔进入各转盘，转盘两侧装有过滤布，过滤布为不锈钢丝或聚酯丝编织而成，过滤孔径最小可达10μm。原水通过过滤布过滤后，清水流出过滤布，从过滤水出口排出系统外。随着过滤的进行，过滤布内侧的截留杂质不断增加，过滤压差随之增加，透过滤布的水量减小。当杂质堆积到一定程度，中心转鼓液位达到设定值，需要进行反洗，将过滤布内侧堆积的杂质反洗出。反洗水泵抽取透过过滤布的清水，喷洒到过滤布外侧，将过滤布内侧的截留杂质冲洗下来，冲洗后污水掉落在接液盘内，然后排出装置外。反洗时转盘旋转，反洗水喷洒不同角度的过滤布，直至转盘旋转一周，过滤布全部经过清洗，反洗停止，重新进入静止过滤过程，直至再次进行反洗。

4. 接触消毒池

接触消毒池指的是使消毒剂与污水混合，进行消毒的构筑物。

5.污泥浓缩池

污泥浓缩池，一般采用似竖流式或辐流式形状。可分为间歇操作和连续操作两种，前者主要用于小型污水处理厂或工业企业的污水处理厂，后者则用于大、中型污水处理厂。连续式重力浓缩池的形式与辐流式沉淀池相同，它可分为有刮泥机与污泥搅拌装置、不带刮泥机以及多层浓缩池(带刮泥机)等三种。

6.消化池

指废水处理中所产生污泥的厌氧生物处理。起到沉淀杂质的作用。

7.板框压滤机

板框压滤机是最先应用于化工脱水的机械。其具有过滤推动力大、滤饼的含固率高、滤液清澈、固体回收率高、调理药品消耗量少等优点。