1、TPUnit (mg / L)50105（8）（15）106912.3 meteorological, hydrological and geological conditionsHarbin belong in humid temperate continental monsoon climate, the climate is characterized by winter in the polar continental air mass control, the weather is cold, dry, summer affected by the Pacific subtropic
2、al air masses, precipitation concentration, mild climate, humid. There are obvious seasonal climate changes, warmer spring fast and windy, annual dominant wind southwest wind. The annual average temperature 3.6 , the lowest temperature of -38.1 ; annual average rainfall of 553.5mm, rainfall concentr
3、ated in the period from July to August ; annual average sunshine at 2500 hours , frost-free period of 135 to 140 days, the maximum frost depth 1.97m.Songhai River basin is located in the northern part of northeast Chinese Songhua River basin between latitude 41 42 51 38, longitude 119 52-132 31 , 92
4、0 km from east to west, north-south width of 1070 km, watershed area of 556,800 square kilometers, over the highest water level 120.89 m, the lowest level 110.07m, the average water level 115.52m, buried depth of groundwater from surface 1-15m.2.4 Process and ProcessFrom the characteristics of sewag
5、e requirements and the extent and characteristics of the treatment process start to compare a variety of processes, after analysis and comparison, choose the best program for subsequent design calculations. Preselection scheme for detailed study and comparison to determine Harbin, Heilongjiang 15000
6、0 m3 / d wastewater treatment plant design process for the A / O method. .1 前言1.1 设计背景1.1.1 我国污水处理背景我国是人口大国，在其经济迅猛发展的同时，也带来了新的环境污染问题，水环境污染是最备受关注和解决的问题之一。废水进入环境后，对人体，水体，土壤，动物等产生巨大的危害，严重影响人与自然的和谐共存，对环境造成不可逆转的危害，因此，我们必须重视对废水的危害，加强对废水的处理力度，尽量的减少其对环境的危害，为人与环境的和谐共存创造有利的条件。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污
7、水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。1.1.2 哈尔滨市背景资料哈尔滨市，面积10301平方公里，人口300万，城市发展方向为以老城为依托，以疏港公路为轴线，向南发展。并逐步向经济技术开发区发展。随着城市及工业的发展，城市污水排放量也在逐年增加，至2007年
8、城北排放未经处理污水排放量已达10万吨/日左右。大量的工业废水和生活污水未经处理直接排入河流，使河流受到严重污染，致使河水中生物、植物大部分绝迹，破坏了自然景观、污染城区下游地下水源。为改善环境，治理河水污染问题，建设城市污水治理工程势在必行。1.1.3 设计资料城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可以通过设计任务书的原始资料计算。1.1.4 污水特征本项目污水处理的特点：污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.65，可生化性较好，采用生化处理最为经济。BOD/TN5.36,COD/TN8.21,满足反硝化需求；若BOD/TN5，氮去除率大于60%。1.
9、2 城市污水处理厂工艺选择的原则我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。我国城市污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一
10、些适用的技术路线，主要如下：(1)对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；(2)以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线；(3)以污水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；(4)以回用为目的的污水深度处理技术路线。结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择：首先，(3)和(4)这两条技术路线对于自然环境条件因素要求较高，从而不可取，所以应选择(1)和(2)这两条路线，尤其以(2)这种路线应予以推广。因为随着环境的状况日趋严峻，用水的问题越发突出，从而对雨水的合理使用必将使大家特别重视的课题，所以，下面着重分析以自然生物净化为主与人工生物净化相结合的技术路线和
11、对传统活性污泥法进行改造或予以取代活的人工生物净化即使路线。人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线，对于大规模污水处理厂来说，主要指氧化塘处理和土地法处理，它们都具有运行费用低，外加能源消耗少和管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘，它们所需要的停留时间都很长，一般需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生的影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用的情况下，若购置占用大量的良田，平地筑塘是很不经济的，本工程的情况不宜采用氧化塘处理。土地法处理，就是按照要求对污水达到处理的同时，达到对控制渗流污染的要求，有计划的将污水
12、排放到大面积的土地上下渗，利用土壤的过滤、吸附、分解以及土壤微生物的代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使污水达到净化。这种仿有利于污水中水肥资源的利用和土壤微粒结构的改善，但是，这种处理需要广阔的土地面积，而且要注意对地下水的污染问题。在我国人均土地面积不足的情况下，土地法处理必须与污水灌溉合理的结合，污水灌溉在农业增产方面取得了显著的成绩，但是，这只是对污水的灌溉利用，和污水的土地利用处理还有一定差距。主要表现在：(1)污水灌溉按土地处理污水的要求控制水量、水质，但对有些地下水以及其它水源、水体仍会造成污染；(2)由于灌溉季节性变化和灌溉面积的限制，不能做到终年昼夜对污水的处理；(3)没
13、有经过严格水质控制的灌溉，往往会造成对粮食作物，特别是对蔬菜作物的使用质量的影响，这主要来自一些重金属的污染；所以，污水灌溉作为对适当处理获得城市污水的有效利用，无疑是非常有价值的，但作为对污水的完善土地处理，从而取代其它的污水处理措施，在本工艺的具体条件下，此方法也许不可行。(1)对地下水源有污染危险；(2)做不到终年昼夜对污水的处理；(3)没有也不可能修建储存几个月污水量的大容量调节池，非灌溉季节的排放问题无法解决。综上所述，以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的路线，本工程不具备采用的条件，当然也就不宜采用。人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高微生物净化的效
14、率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外城市污水处理的主体工艺。传统的活性污泥法有较丰富的实践经验和技术资料、运行可靠、处理效果好，但是也存在能活较多和费用高等特点，所以对其流程改革更新后，出现了AB工艺，氧化沟法，SBR间歇活性污泥法，A/O脱氮工艺，A2/O同步脱氮除磷工艺等常用工艺，它们各自具有相对不同的优点。结合本工艺的具体情况，本污水厂还要求高效脱氮除磷，常用的方法有AB法，SBR，A2/O法，氧化沟工艺等。1.3 工艺流程及各种工艺优缺点对比1、A/O工艺 A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定
15、的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=24mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-
16、，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。（1）A/O内循环生物脱氮工艺特点a.效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。b.流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。c.
17、缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。d.容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。e.缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/
18、好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。（2）A/O工艺的缺点a.由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；b.若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90。2、A2/O工艺A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，磷为90
19、%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。（1） A2/O工艺特点a.污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。 b.污泥沉降性能好。c.厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。d.脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。e.在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为
20、简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。f.在厌氧缺氧好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。（3）A2/O工艺的缺点反应池容积比A/O脱氮工艺还要大；污泥内回流量大，能耗较高；用于中小型污水厂费用偏高；沼气回收利用经济效益差；污泥渗出液需化学除磷。3、SBR工艺在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化
21、过程完成。（1）SBR工艺特点a.理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。b.运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。c.耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。d.工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。e.处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。f.工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。（2）SBR工艺的缺点间歇周期运行，对自控要求高；变水位运行，电耗增大；脱氮除
22、磷效率不太高；污泥稳定性不如厌氧硝化好。3、AB工艺AB法A段效率很高，并有较强的缓冲能力。B段起到出水把关作用，处理稳定性较好。对于高浓度的污水处理，AB法具有很好适用性的，并有较高的节能效益。尤其在采用污泥消化和沼气利用工艺时，优势最为明显。B法工艺中的主要处理构筑物有A段曝气池、中间沉淀池、B段曝气池和二次沉淀等，通常不设初次沉淀池，以A段为一级处理系统。 A段和B段拥有各自独的污泥回流系统，因此有各自独特的微生物种群，有利于系统功能的稳定。但是，AB法污泥产量较达，A段污泥有机物含量极高，污泥后续稳定化处理是必须的，将增加一定的投资和费用。另外，由于A段去除了较多的BOD，可能造成炭源不足，难以实现脱氮工艺。对于污水浓度较低的场合，B段运行较为困难，也难以发挥优势。（1）主要特征具有优良的污染物去除效果，较强的抗冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。对有机底物去除效率高；系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能；有较好的
