大量化学污泥，不利于污泥的后续处置。这样一来，采用的投加量就显得尤为突出，不但导致运转费用升高，而且导致污泥产量降低。用BAF工艺虽然能节省用地，但增加了污泥处理系统的难度和负担。 BAF 工艺中设备种类、数量较多，管线布置比较复杂，投资比较高，对设备及自控系统可靠性、技术水平、维护管理水平的要求都比较高。在运转过程中若管理不善，容易发生滤池堵塞情况，从而影响出水水质。 因此，单纯从污水处理厂用地情况来说，BAF工艺具有一定优势，但其运行费用高，操作管理相对繁杂，不利于污泥的后续处置。显然BAF 工艺不适合本工程。 根据以上的论述，初选的两个工艺方案：CASS工艺方案和微曝氧化沟工艺方案，工艺流程如下： 方案一：CASS工艺 CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部分为生物选择区也称为预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气、沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程，具有较好的脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化-反硝化和生物除磷。其工序如下： 城镇污水 调节池及进水泵房 污泥回流 粗格栅间 细格栅间 出水 ? 剩余污泥 浓缩脱 泥饼外运 储泥池 水机房 沉砂池 CASS反应器 接触消毒池 加氯间 图5 CASS工艺流程简图 方案二：微曝氧化沟工艺? 41
A/A/O微曝氧化沟工艺采用水下推流与微孔曝气相结合的氧化沟形式，具有出水水质稳定，运行费用低及占地少等优点。 A/A/O微曝氧化沟为环状折流池型，兼有推流式和完全混合式的流态，耐冲击负荷并充分利用了微孔曝气充氧机理，具有效率高、池深大、占地面积小的优点。缺氧区和好氧区在一个构筑物内，无须专用的混合液内回流设备，运行和管理控制方便灵活，除磷脱氮效率也很高。其工艺流程如下： 鼓风机 进水厌氧池缺氧池氧化沟二沉池出水内回流回流污泥剩余污泥图6 A/A/O 微曝氧化沟工艺流程简图 上述两上方案都能达到本工程要求的出水水质标准，但在技术上和经济上存在着区别。两上方案的技术比较详见表31。 表31 方案技术比较表 评 判 项 目 CASS方案 技术先进性 先进 处理工艺成熟性 成熟 工 艺 流 程 较简单 操作、管理及维护 一般 构筑物数量 少 设备数量 较多 动力效率高 低 运转可靠性和灵活性 高 占地 大 微曝氧化沟方案 先进 成熟 简单 简单 多 一般 高 高 小 从表31可看出，在技术上微曝氧化沟方案处理效果好、出水水质稳定、技术先进且成熟、运转可靠性和灵活性高，占地小。经分析比较和计算，针对高坝洲具体情况及其对出水水质的具体要求，其相对于CASS工艺具有优势；运行费二者大致相等，因此，从经济分析的角度考虑，微曝氧化沟更具优势。 因此，本工程推荐“A/A/O 微曝氧化沟工艺”作为污水处理工艺。
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六、化学除磷 1、化学除磷的原理 化学除磷的基本原理是投加高化合价的金属盐类的化学药剂，一般为三价铁盐铝盐等药剂中的高价金属离子与磷酸盐结合成低溶解度的磷酸盐化合物，使水中的溶解性磷转移至固相又因生成的磷酸余盐化合物是极细小的晶状体，必须进行絮凝，然后通过沉淀或过滤等固液分离手段将磷酸盐化合物从污水中去除 化学除磷是单纯的化学反应和物理化学的絮凝及固液分离过程，只要投加的药剂品种正确投加量适当，除磷效果是可靠的，而且污泥量增加不多，经济合理。 2、化学除磷的必要性 污水厂为达到一级B排放标准，多采用生物脱氮除磷工艺（如AAO工艺带缺氧厌氧段的氧化沟工艺等）处理以生活污水为主的城镇污水，生物脱氮除磷工艺对BOD、COD、氨氮和总氮的去除效果都能达到一级B的排放标准，且较稳定，但生物除磷效果与排放标准（1.0mg/L）常有一定差距效果受多种因素影响而不很稳定。 污水厂为达到一级B排放标准的化学除磷工序，一般设在生物脱氮除磷之后，目标是将生物脱氮除磷工艺（AAO工艺）出水的磷浓度从2.0mg/L左右降到一级B排放标准的1.0mg/L。本工程要求污水出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，根据该工程的工艺特点，在A/A/O微曝氧化沟的好氧段末端附近进行化学除磷，投加药剂为聚合氯化铝。 3、污泥处理方案 污水生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，不妥善处理和处置，将造成二次污染。 污泥处理要求如下： 减少有机物，使污泥稳定化； 减少污泥体积，降低污泥后续处理费用； 减少污泥中有毒物质； 利用污泥中可用物质，化害为利； 因选用生物脱氮除磷工艺，故应尽量避免磷的二次污染。
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通常，城市污水处理厂完善的污泥处理工艺为： 泥饼外运 污泥浓缩 污泥消化 污泥脱水 图3.8 污泥处理工艺简图 由于本工程污水处理工艺采用生物脱氮除磷工艺，污泥龄较长，污泥性质较为稳定，可不进行硝化。若采用消化处理，需增加消化池、加热、搅拌和沼气处理利用等一系列构筑物及设备，使投资增加。而且，由于工程规模较小，厂区用地面积有限。因此，不设消化池，污泥直接进行浓缩、脱水。 污泥浓缩、脱水有两种方案可选择，污泥含水率均能达到80％以下。 方案一：污泥机械浓缩、机械脱水 方案二：污泥重力浓缩、机械脱水 将两种方案的优缺点进行比较，见下表32： 表32 污泥浓缩、脱水两种方案的比较 项目 主要构建筑物 方案 (1)污泥贮泥池 (2)浓缩、脱水机房 (3)污泥堆棚 (1)污泥浓缩脱水机 (2)加药设备 小 3.0～4.0kg/T.DS 无大的污泥敞开式构筑物，对周围环境影响小 小 稍大 无 方案 (1)污泥浓缩池 (2)脱水机房 (3)污泥堆棚 (1)浓缩池刮泥量 (2)脱水机 (3)加药设备 大 ≤3.5kg/T.DS 污泥浓缩池露天布置，气味难闻，对周围环境影响大 大 稍小 有 主要设备 占地面积 絮凝剂总用量 对环境影响 总土建费用 总设备费用 剩余污泥中磷的释放 从上表可看出，由于本工程进水总含磷量较高，重力浓缩中磷的释放，将进一步增加进水磷含量。据此，本工程污泥处理工艺推荐采用机械浓缩、机械脱水方案。 污泥浓缩、脱水机采用一体化设备，有两种类型可以选择：一种是带式浓缩、脱水一 44
体化机；另一种是离心浓缩、脱水一体化机，两种类型相比，带式机在国内应用较早，技术较成熟；离心机在国外使用较多，九十年代开始在国内使用。带式机与离心机比较如下： 脱水效果：带式浓缩脱水机的脱水污泥含水率略低于离心机。 运行可靠性：带式机具有成熟的运行经济，可靠性较大，离心机在国内使用时间较短，运转的可靠性相对稍差。 设备投资及运行成本：离心机必须依赖进口，价格很贵，电耗高，运行成本较大。按同等条件进行比较，其设备价格约高50％，运行电费每m3干泥增加170元。 噪声：离心机高速旋转，噪声较大。 环境卫生：离心机完全在封闭状态下工作，环境卫生条件好，带式机卫生条件较差，但可通过加盖型带机使卫生条件得到改善。 运行维护管理：带式机所需辅助设备较多，需要高压冲洗水泵和空压机，需清洗、更换滤布等，设备运行维护管理较麻烦。 经综合比较，本工程污泥处理拟推荐采用带式浓缩脱水一体化机。 污泥的最终处置，目前我国城市污水处理厂大都未经无害化处理随意堆放或用作农肥，国外许多国家对污泥处置采用较多的方法如焚烧、填埋、堆肥和投海等。 焚烧技术虽然具有处理迅速，减容多（70～90％），无害化程度高，占低面积小等优点，但一次性投资巨大，操作管理复杂，且能耗高，运行费用高，利用目前的财力显然难以承受。 污泥卫生填埋、终结覆盖，是处理城市污水处理厂脱水污泥较为有效的方法之一，但其渗滤液的COD和BOD5值较高，需进行处理。否则会造成二次污染。 污泥与城市生活垃圾混合高温堆肥，污泥熟化程度高，病原体和寄生虫乱去除较彻底，有利于污泥农用，是适合我国国情的污泥稳定处理工艺。但污泥泥质必须符合污泥农用的有关标准。 鉴于宜都市高坝洲污水处理厂及配套管网尚未建成，污泥性质难于确定，且市场风险较大，因此暂不考虑大规模堆肥农用。根据宜都市高坝洲镇的实际情况，污泥最终处置考虑将脱水泥饼外运至华新水泥厂焚烧生产水泥用。
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