中北大学2013届毕业实习报告
5.2太原市河西北中部污水处理厂 5.2.1 实习地简介
太原市河西北中部污水处理厂位于太原市晋祠路以东、汾河西岸、九院沙河以南，占地226亩。一期工程与2002年五月正式投入运行，处理规模为7.5万立方米/日，出水水质为国家二级标准。服务范围为胜利桥以南，长风桥以北，汾河以西，包括柴村镇，西山地区及河西北中部九院沙河以北地区，服务面积47.8平方公里，服务人口75万。随着城市的发展，厂里的污水处理能力逐渐赶不上需求。2009年8月，河西北中部污水处理厂改扩建项目正式开工并与今年年底正式投入使用，改造后日污水处理能力由之前的7.5万吨，增至16万吨，服务范围内的污水可以全部被收集处理。改扩建项目不单纯是污水处理能力的增加，出水水质也有所提高。改造前该厂使用的工艺为AB法（吸附生物氧化法），在除磷、除氮等方面不是很好，出水水质只能达到国家二级标准。改扩建工程采用国内较为先进的A2/O工艺（厌氧-缺氧-好氧），使出水水质为COD<50，BOD<10，总悬浮物<10，达到国家一级A标准，可以用于市政、园林用水。
太原市河西北中部污水处理厂的污水来源于汾河以西、西山污水处理厂规划区界以东，北起排洪沟南到九院沙河范围内的生活污水和工业废水。该区域的污水全部进入污水管网系统，最后通过污水总干管送到污水厂处理。目前该污水处理厂采用A2/O工艺，主要构筑物包括格栅、曝气沉砂池、污水提升泵房等预处理和初级处理系统、厌氧池、缺氧池好氧池、二沉池、循环加速澄清池、接触池以及配水井等辅助设施。
5.2.2 污水处理工艺流程
河西北中部污水处理厂污水处理基本工艺流程如图5-2-1所示。
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浮渣
粗格栅间集渣斗 浮渣井 初沉池 前配水井 集水池 粗格栅 污水提升泵房 细格栅 曝气沉砂池 初沉污泥
剩余污泥
回流污泥泵房 回流污泥
出水 接触池 澄清池 二沉池 好 氧 池 缺 氧 池 厌 氧 池 污泥混合池 后配水井 内回流 图5-2-1 河西北中部污水处理厂污水处理基本工艺流程图
5.2.3污水处理单元
集水井设在污水处理流程的最前端，主要作用是使进厂的污水混合均匀，保证进水水质相对稳定。
泵房设有两台并联的粗格栅和六台污水提升泵。格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物和漂浮物的设备，是一种最简单的过滤设备[1]，该厂粗格栅的栅条间距为10mm，设在污水提升泵之前。设置两粗格栅是为了一台发生故障时另一台还可以运行工作，保证处理厂正常运作。污水提升泵的扬程为17m，可以将污水提升到一定高度，保证污水的后续处理靠重力自流。
细格栅三台并联使用，栅条间距为4mm，可去除粒径较小的颗粒物，减小后面处理单元的工作负担。分离后的固体颗粒物经螺旋输送机送到下部的砂水分离器，除掉水分后再做后续处理。
沉砂池的设置目的就是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以
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免影响后续处理构筑物的正常运行。[2]处理厂采用曝气沉砂池。曝气沉砂池具有以下特点：（1）沉砂中有机物含量低于5%；（2）具有预曝气、脱臭、除泡作用；（3）加速污水中油类和浮渣的分离等作用。曝气沉砂池呈矩形沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约0.6m~0.9m处设置曝气装置，曝气装置下面设置集砂槽[2]，池底有一定坡度，保证砂粒滑入。污水在曝气池中存在水平流动和螺旋流动两种方式。由于曝气以及水流的旋流作用，污水中悬浮颗粒互相碰撞、摩擦、并受到气泡上升时的冲刷作用使黏附在砂粒上的有机污染物得以摩擦去除，螺旋水流还将相对密度较轻的有机颗粒悬浮起来随水流带走，沉于池底的砂粒较为纯净。[2]
前配水井主要将曝气沉砂池来水平均分配到三座处理能力相同的初沉池中。 初沉池采用辐流式沉淀池。辐流式沉淀池是一种直径较大的圆形池，废水经进水管进入中心布水管后，通过管壁上的孔口和外围的环形穿孔整流挡板，沿径向呈辐射状流向池周，经溢流堰或淹没孔口汇入集水槽排出。沉于池底的泥渣，由安装于支架底部的刮板以螺旋形轨迹刮入泥斗[1]，再借污泥泵排出。初沉池设在前、后配水井之间，主要作用有：（1）去除可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷；（2）使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果；（3）对胶体物质具有一定的吸附去除作用；（4）一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果。减缓水质变化对后续生化系统的冲击；（5）有些废水处理工艺系统将部分二沉池污泥回流至初沉池，发挥二沉池污泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和胶体态有机物，提高初沉池的去除效率。
后配水井为后头三个生化池配水，使生化池正常运转。
经过初沉池污水就完成了一级处理，再通过后配水井进入生化池进行关键的二级处理阶段，即生化处理阶段。该污水处理厂的生化处理阶段采用了A2/O工艺（厌氧-缺氧-好氧）。
污水的生化处理阶段工艺流程图如图5-2-2所示。
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去往二沉池
图5-2-2 生化池流程图
在实际运行中为两个上述反应流程同时运行。
在预反消化池中，二沉池回流的少量污泥与进水混合均匀，并且经过反消化反应使混合污水处于厌氧状态，然后流入厌氧池。厌氧池的主要功能是释放磷，是污水中磷的浓度升高[1]，同时兼性厌氧发酵菌利用水中的可生物降解有机物。随后污水进入缺氧区，反硝化细菌就利用好氧区回流混合液带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解有机物作为碳源进行反消化，达到同时降低BOD5与脱氮的目的，此时磷的变化较小。[1]接着污水进入好氧区，聚磷菌吸收、利用污水中的残留可生化降解有机物，同时聚磷菌摄取环境中的溶解磷以聚磷形式在体内贮存，从而使出水中的溶解磷浓度降低。
A2/O工艺的优点是厌氧、缺氧、好氧交替进行，可达到同时去除有机物、脱氮、除磷的目的。而且这种运行状况，丝状菌不宜生长繁殖，基本不存在污泥膨胀问题。此外，工艺流程简单，污水停留时间少于其他同类工艺，且不需外加碳源，运行费用低。[1]缺点是除磷效果受到泥龄、回流污泥溶解氧和NO3-N的限制，效果不可能十分理想。
从好氧池所进行的一个重要反应——硝化反应的机理可知，好氧池中有无足够的溶解氧氧，与硝化反应能否完成密切相关，同时氧还是好氧菌能否正常生长活动的一个关键要素。因此需要在好氧池设置一个溶解氧测试仪，从而生产管理者或计算机控制系统可据此调节供氧量使之保持在一个合理范围内。理论上，好氧池的溶
预反消化池 厌氧反应池 缺 氧 反 应 池 缺氧池 曝气池 曝气池 曝气池
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解氧应大于2mg/L。该污水处理厂是采用管式曝气器进行曝气，在曝气时应注意避免好氧池中曝气死角的存在。好氧池中好氧菌群数量的多少与其处理效果有直接联系。好氧菌数量偏少，对有机污染物的降解作用进行得不充分，处理效果当然不好；相反，当好氧菌数量偏大时，该池中的需氧量随之增大，会造成能源的浪费。由此可见，了解好氧菌群在好氧池中的数量并使之维持在一个合适的范围内，对生产管理者而言是一个重要的问题。
二沉池是分离水和活性污泥的构筑物。该污水处理厂共设有四座二沉池，它们都是周边出水辐流式沉淀池（可保证出水水流的稳定和均匀）。经生化处理的废水通过中间配水井平均、同时分配到四座二沉池中。二沉池上设有刮吸泥机以及浮渣刮集装置和过载保护装置。刮吸泥机是利用正常运转时污泥混合液所产生的液位差，将泥压入到二沉池中间的泥槽里并进入其中的泥缸中（与初沉池的除泥方式有所不同），随后污泥再通过地下管道进入回流污泥泵池中，并通过潜污泵被提升到A2/O工艺的厌氧池中（绝大部分回流污泥），另一部分（即剩余污泥）则进入污泥混合池中并经过一定处理后外运。
二沉池的能量消耗主要是在污泥的抽吸和污水表面漂浮物的去除上，故能耗比较低。该污水处理厂初沉池和二沉池的进水和出水方式都是中间进水，周边出水。
从二次沉淀池出来的水就进入了深度处理，深度处理的目的就是使出水中的悬浮颗粒物、有机物以及细菌进一步去除。
深度处理的第一步是混凝。混凝是指投加混凝剂，破坏胶体的稳定性，使之脱稳，相互聚合形成大的易于沉淀的絮体。该污水处理厂在混合池内加入PAC，在潜水搅拌桨的作用下与二沉池来水混合均匀，然后进入絮凝池。在絮凝池中，又加入了絮凝剂PAM，潜水搅拌桨搅拌使混合均匀，并且形成大颗粒絮凝体。
深度处理的第二步是沉淀。含有大颗粒絮凝体的污水从斜管沉淀池的底部缓慢向上流，在流动过程中污水中的絮凝体沉降在斜管上，上清液从上部的溢流槽流出并进入接触池。
深度处理的第三步是过滤，第四步是消毒，本工艺过滤和消毒都在接触池内完成。接触池内安装有转盘过滤器（滤膜孔径100目，需定期反冲洗以保证出水水质的稳定和良好），用于过滤。过滤的功效，不仅在于进一步降低水的浊度，而且水中有机物、细菌乃至病毒等将随水的浊度降低而被部分除去，至于残留于虑后水中
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