A2O及其改良实用工艺脱氮除磷效果比较研究

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1、wordA2O与其改良工艺脱氮除磷效果比拟研究耿锋(市市政工程设计研究院， 213003)摘要：氮、磷是引起水体富营养化和环境污染的重要污染物质，其来源多，排放量大，除生活污水和动物排泄物外，工业污水以与垃圾填埋渗滤液等都含有大量的氮磷。因此，研究污水脱氮除磷技术，保护水体不受富营养化的影响，已成为一个亟待解决的问题。进入20世纪七、八十年代以来，随着研究工作的进展，对脱氮除磷的生物学原理的认识不断深入，诞生了多种生物脱氮除磷工艺。其中倒置A2/O工艺和改良型A2/O工艺生物脱氮除磷理论与技术工艺是污水处理领域的重要创新技术。本课题针对市江边污水处理厂改良型A2/O工艺，儒林、邹区污水厂倒置A

2、2/O工艺、戚墅堰污水厂传统A2/O工艺有机污染物的去除效果，尤其是除磷脱氮效果进展了比照分析，推导出倒置A2/O工艺氮去除动力学模型，对市污水处理的除磷脱氮工艺设计与运行参数进展优化。研究结果明确，倒置A2/O工艺、改良型A2/O工艺生物脱氮除磷生化效率高、流程简捷、运行稳定，具有很高的实用价值，不仅可用于城市污水与具有相似水质条件的工业废水污水厂的建设，而且适用于传统活性污泥法污水厂的改造，值得推广使用。其中，倒置A2/O工艺，流程简单更加适合中小型污水处理厂；改良型A2/O生物脱氮除磷工艺由于其可调节性比拟强，更符合大型污水处理厂。通过对儒林污水厂的倒置A2/O工艺氮去除动力学模型的推导

3、，提出动力学表达式SS0exp-784h，验证结果显示，。理论值与实际值相差很小，该模型能适用于市倒置A2/O工艺的优化设计。关键词： 脱氮除磷 倒置A2/O工艺 改良型A2/O工艺AbstractThe resolvable harmful substance such as Nitrogen and Phosphor remained. N and P are the majority pollution source of water eutrophication and environment pollution, which exist not only in sewage and

4、animal excrement but in industry wastewater in wide area with large quantity. So, it is an important problem to study the technology of nitrogen and phosphorus removal to avoid eutrophication.Since 1970s and 1980s, many kinds of nitrogen and phosphorus removal technics have been raised with the deve

5、lopment of research on biology theoretics of nitrogen and phosphorus removal technology. Theory and technique of nitrogen and phosphorus removal of modified A2/O and inverted A2/O technics are very important in wastewater treatment area.So we analysis the effect of the remove of nitrogen and phospha

6、te in Rulin wastewater treatment plant ,Zouqu wastewater treatment plant and Jiangbian wastewater treatment plant in Changzhou city.The experiment showed that modified A2/O and inverted A2/O are of great application value because of high bio-chemical efficiency, simple process, easy management, stab

7、le operation, and low economical and energy consumption. They can be applied not only in sewage plant and similar water treatment, but also alternation of traditional activated sludge sewage plant,for example, Modified A2/O and inverted A2/O technics are remended to put into use in China with so man

8、y advantages and good effect,especially the inverted A2/O process. Remove the deriving of the dynamics model through the inversion A2/O craft nitrogen of the sewage factories of academic circles, propose the dynamics expression formula S =S0exp (0.0784h), prove result reveal, invert A2/O pool realit

9、y of NH3-N surface value and theory surface mean error of value 0.003023, variance is 0.00848. Theory value and actual value difference are very small, this model can be suitable for Changzhous inverting the optimization design of A2/O craft.Keywords:Nitrogen and phosphorus removalModified A2/O proc

10、ess Inverted A2/O process1 绪论1.1 氮、磷污染与危害随着人类活动的不断增加，环境资源的不断改变，含氮污水排放急剧增加，废水中氮、磷等营养物质对环境所造成的影响逐渐引起人们的注意1。氮、磷是引起水体富营养化和环境污染的重要污染物质。水体富营养化即在自然条件下，随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，湖泊会从平营养湖过渡为富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，这是一种极为缓慢的过程。但由于人类的活动，将大量工业废水和生活污水以与农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特别是藻类将大量繁殖，使生物量的种群种类数量发生改变，破坏了水

11、体的生态平衡。大量死亡的水生生物沉积到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水体溶解氧含量急剧降低，水质恶化，以致影响到鱼类的生存，大大加速了水体的富营养化过程。水体出现富营养化现象时，由于浮游生物大量繁殖，往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中叫水华，在海中叫赤潮。这些藻类有恶臭、有毒，鱼不能食用。藻类遮蔽，使水底生植物因光合作用受到阻碍而死去，腐败后放出氮、磷等植物的营养物质，再供藻类利用。这样年深月久，造成恶性循环，藻类大量繁殖，水质恶化而有腥臭，造成鱼类死亡。氮、磷来源较多，排放量较大，除生活污水和动物排泄物外，大量的工业污水，如石化、制药、食品等工业污水以与

12、垃圾填埋渗漏水等，都含有大量的氮磷，因此，研究污水脱氮除磷技术，保护水体不受富营养化的影响，已成为一个亟待解决的问题2-5。随着水体富营养化问题日益严重，国家对氮磷排放要求日益严格，绝大多数不具备脱氮除磷功能的城市污水处理厂都面临着艰巨改造任务6。城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002对所有排放污水中的氮、磷量都做出了明确的规定：2006年1月1日起建设的污水处理厂，其中磷以P计的排放要严格控制在0.5mg/l一级A标准以下，其中氨氮的排放要求严格控制在5mg/l一级A标准以下。为了满足出水排放标准，绝大多数城镇污水处理厂都必须采用二级生化处理和深度脱氮除磷处理工艺技术。1.2

13、生物除磷脱氮工艺概述生物同步脱氮除磷工艺既在一个处理系统中能同时实现对氮、磷进展去除，其中我国经常使用的工艺有：传统A2/O工艺、倒置A2/O工艺、改良型A2/O工艺、CAST工艺、MSBR工艺、UNITANK工艺等7。现重点介绍目前常用的几种处理工艺。1.2.1 传统A2/O工艺传统A2/OAnaerobic-Anoxic-Oxic工艺是厌氧-缺氧-好氧生物除磷脱氮工艺的简称，它是70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺(A/O)的根底上开发出来的8。该工艺是传统活性污泥工艺、生物脱氮工艺和生物除磷工艺的综合，能同时具有去除有机物、除磷脱氮的功能，该系统可以称为最简单的同步除磷脱氮的工艺。从工

14、艺上来说，它是在传统活性污泥法的根底上增加一个缺氧段和一个厌氧段9。其处理流程如如下图所示，污水依次经过厌氧区，缺氧区和好氧区，好氧区出水一局部回流至缺氧区前端，以达到硝化脱氮的目的。其工艺特点主要是：工艺流程比拟简单；厌氧、缺氧、好氧交替运行，不利于丝状菌繁殖，减小无污泥膨胀；无需投药，运行费用低37-39。出水污泥回流进水厌氧缺氧好氧 二沉池剩余污泥混合液回流图1-1 传统A2/O工艺流程图1.2.2 改良型A2/O工艺改良型A2/O 工艺即MUCT，Modified University of Cape Town。污泥回流混合液回流90进水10剩余污泥厌氧/缺氧调节厌氧缺氧好氧 二沉池出

15、水图1-2 改良型A2/O工艺流程图改良型A2/O活性污泥法工艺是通过厌氧、缺氧和好氧交替变化的环境完成除磷脱氮反响的。改良型A2/O活性污泥法工艺的特点是把除磷、脱氮和降解有机物三个变化过程巧妙结合起来，在厌氧段和缺氧段为除磷和脱氮提供各自不同的反响条件，在最后的好氧段提供共同的反响条件，通过简单的组合，很好地解决了除磷脱氮的矛盾。该工艺相对成熟可靠，处理效果稳定，对于管理水平较高、规模较大地城市污水处理厂比拟适用。在反响池的布置型式上，可以考虑多点进水，根据实际的进水水质，来确定曝气池的运行方式，可按A2/O运行、A/O运行、普通活性污泥法运行等等，运行灵活，可以节约运行本钱。此外，污泥回

16、流泵的选择、污泥回流管的配置等方面设计中也可考虑倒置A2/O运行的可能性。该工艺在传统A2/O工艺的根底上，在厌氧池之前增设厌氧/缺氧池。来自于二沉池的回流污泥和10%左右的进水进入厌氧/氧调节池。其主要特点是：回流污泥和一局部污水进入该池进展反硝化，去除了回流污泥中的硝酸盐，消除或大大降低了回流污泥中硝态氮对后续厌氧池的不利影响，有利于厌氧池的聚磷菌释磷，同时抑制了丝状菌的繁殖，改善了泥水别离性能，从而使运行稳定、处理效果更好10。1.2.3 倒置A2/O工艺倒置A2/O工艺reversed A2/O。其工艺流程图如图1-3。倒置A2/O工艺采用缺氧、厌氧与好氧的布置顺序，取消了循环。其主要

17、特点是：缺氧区位于厌氧区之前，硝酸盐在这里消耗殆尽，厌氧区ORP较低，有利于微生物形成更强的吸磷动力；微生物厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，其在厌氧条件下形成吸磷动力可以得到更充分利用；缺氧段位于工艺的首端，允许反硝化优先获得碳源，进一步加强了系统的脱氮能力；工艺流程更为简捷14- 18。进水出水剩余污泥污泥回流9010缺氧/厌氧厌氧好氧二沉池图1-3 倒置A2/O工艺流程图1.2.4 CAST工艺RASRAS出水进水池1池2CASTCyclic Activated Sludge Technology，循环活性污泥系统。 为生物选择器；为预反响区；为主反响区；RAS为回流活性污泥图1

18、-4 典型CAST池平面示意图CAST工艺是SBR序批式活性污泥法和ICEAS工艺的更新变型，它在主反响区SBR池的前面设置了生物选择器并将污泥回流到这里。生物选择器是容积较小的泥水接触区，它可在厌氧或缺氧条件下运行，在接触区形成了明显的基质浓度梯度，活性污泥能快速吸附和水解水中的有机物，污泥中的硝酸盐氮经反硝化去除，而磷得到释放。生物选择器能有效地抑制丝状菌的繁殖。预反响区为水力反冲区，大小与顶峰流量有关，假如在非曝气阶段，不进水可将其省去。主反响区在可变容积完全混合反响条件下运行，完成含碳有机物和包括氮、磷的污染物的去除。运行时通过控制溶解氧的浓度来保证硝化、反硝化以与磷吸收的同步进展19

19、。1.2.5 UNITANK工艺进水出水剩余污泥ABCUNITANK组合交替式活性污泥法35-36工艺集中了传统活性污泥法和SBR33-34的优点，处理单元一体化，经济、运转灵活。其根本单元由三个区或格组成，相互之间通过公共墙开洞或池底渠连通。两个边区设有固定出水堰与污泥排出设施，可交替进展缺氧、厌氧、好氧和沉淀工况；中区进展好氧或缺氧、好氧交替工况。污水可分时序进入三区中的任一区，区中“三氧工况的历时长短如此根据水质等因素确定，根据监测指标ORP或DO值调整曝气设备供氧情况与搅拌器的开闭，动态地空间和时间实现厌氧、缺氧和好氧条件而达到除磷脱氮的目的20。图1-5 UNITANK工艺流程图1.

20、3 生物除磷脱氮原理1.3.1 生物除磷原理1聚磷菌除磷机理城市污水中存在的含磷物质根本上都是不同形式的磷酸盐简称磷或总磷，用P或TP表示。按化学特性酸性水解和消化如此可进一步分成正磷酸盐、聚合磷酸盐和有机磷酸盐，分别简称正磷、聚磷和有机磷。污水生物除磷就是利用聚磷菌的超量吸磷现象，即聚磷菌吸收的磷量超过微生物正常生长所需要的磷量，在传统生物处理系统中采用排除过量吸磷的剩余污泥来实现污水处理系统磷的去除。据报道，在生物除磷系统中污泥含磷量的典型值在6%左右，有些能达到8%-12%，而普通活性污泥含磷量只有2%。图1-6 聚磷菌除磷机理通常在厌氧/好氧交替变化的活性污泥系统中产生聚磷菌。在厌氧/

21、缺氧条件下聚磷菌的生长会受到抑制，为了生存它释放出其细胞中的聚磷酸盐以溶解性的磷酸盐形式释放到溶液中，并利用此过程中产生的能量以ATP形式摄取污水中的挥发性脂肪酸VFA以合成聚-羟基丁酸盐PHB颗粒贮存在其体。此阶段水中溶解性磷酸盐的浓度有所增加22。当聚磷菌进入好氧环境后，它们的活力将得到充分的恢复。而此时水中有机物由于经过了厌氧环境下的降解其浓度非常低，为了生存它们将氧化分解PHB获得能量以ATP形式。它们从污水量摄取溶解态正磷酸盐用于合成ATP，并在其细胞以多聚磷酸盐的形式贮存能量。这种对磷的积累作用大大超过微生物正常生产所需的磷量。在此阶段水中溶解性磷酸盐的浓度大大减少。温度对除磷效果

22、的影响不如对脱氮过程的影响明显。因为在高温、中温、低温条件下，不同菌群都具有生物除磷的能力，在530的围，都可以得到很好的除磷效果，而温度对除磷的影响主要是影响厌氧发酵作用进而影响厌氧条件下低分子有机物的形成和吸收，从这种意义上来说低温运行时厌氧区的停留时间应该长些。一般聚磷菌的适宜温度是530之间44，45Pi乙酸乙酰-CoAPHA细胞NADNADH糖原ADPPoly PCO2a厌氧乙酰-CoAPHA细胞NADNADHCO2ADPPoly PATPTCA+乙醛酸循环Pib好氧图1-7 生物除磷过程中的生物代谢图 2兼性厌氧反硝化除磷细菌机理研究者发现了一种“兼性厌氧反硝化除磷细菌(DPB)，

23、它可以在缺氧条件下利用NO3-作为电子受体氧化细胞贮存的PHA，并从环境中摄磷，实现同时反硝化和过度摄磷。兼性反硝化菌生物摄/放磷作用确实认，不仅拓宽了除磷的途径，而且更重要的是这种细菌的摄/放磷作用将反硝化脱氮与生物除磷有机地合二为一。该工艺具有处理过程中COD和O2消耗量较少、剩余污泥量小等特点，并且利用DPB实现生物除磷，能使碳源得到有效利用，使该工艺在COD/(N+P)值相对较低的情况下仍能保持良好的运行状态，并使除磷的化学药剂量大大减少，同时除磷器可获得富含磷的污泥，使磷的循环利用成为可能40，41。1.3.2 生物脱氮原理生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和NH3-N转化为N2和

24、NxO气体的过程7。废水中存在着有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等形式的氮，而其中以氨氮和有机氮为主要形式。在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成NH3-N，而后经硝化过程转化变为NOx-N，最后通过反硝化作用使NOx-N转化成N2，而逸入大气。由此可见，进展生物脱氮可分为氨化硝化反硝化三个步骤。由于氨化反响速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化23。1氨化作用氨化作用是指将有机氮化合物转化为NH3-N的过程，也称为矿化作用。参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌、兼性的变

25、形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氨。例如氨基酸生成酮酸和氨： 丙氨酸 亚氨基丙酸 丙酮酸 另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反响。例如尿素能被许多细菌水解产生氨，分解尿素的细菌有尿八联球菌和尿素芽孢杆菌等，它们是好氧菌，其反响式如下：在厌氧或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进展复原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反响。2硝化作用硝化作用是指将NH3-N氧化为NOx-N的生物化学反响，这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成，包括亚硝化反响和硝化反响两个步骤。该反响历程为：亚硝化反响 硝化反响 总反响式 亚硝

26、酸菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。硝酸菌有硝酸杆菌属、硝酸球菌属。亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌23。发生硝化反响时细菌分别从氧化NH3-N和NO2-N的过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO32、HCO、CO2等。假定细胞的组成为C5H7NO2，如此硝化菌合成的化学计量关系可表示为：亚硝化反响 硝化反响 在综合考虑了氧化合成后，实际应用中的硝化反响总方程式为：由上式可以看出硝化过程的三个重要特征：1NH3的生物氧化需要大量的氧，大约每去除1g的NH32；2硝化过程细胞产率非常低，难以维持较高物质浓度，特别是在低温的冬季；3硝化过程中产生大量的质子H+，为了使反响能顺利进

27、展，需要大量的碱中和，理论上大约为每氧化1g的NH3-N需要碱度5.57g(以NaCO3计)。在硝化反响过程中氮元素的转化经历了以下过程：NH4+ NH2OH NOH NO2- NO3-3反硝化作用反硝化作用是指在厌氧或缺氧DO0.3-0.5mg/L条件下，NOx-N与其它氮氧化物被用作电子受体被复原为氮气或氮的其它气态氧化物的生物学反响，这个过程由反硝化菌完成。反响历程为：H可以是任何能提供电子，且能复原NOx-N为氮气的物质，包括有机物、硫化物、H+等。进展这类反响的细菌主要有变形杆菌属、微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属等兼性细菌，它们在自然界中广泛存在。有分子氧存在

28、时，利用O2作为最终电子受体，氧化有机物，进展呼吸；无分子氧存在时，利用NOx-N进展呼吸。研究明确，这种利用分子氧和NOx-N之间的转换很容易进展，即使频繁交换也不会抑制反硝化的进展。大多数反硝化菌能进展反硝化的同时将NOx-N同化为NH3-N而供应细胞合成之用，这也就是所谓同化反硝化。只有当NOx-N作为反硝化菌唯一可利用的氨源时NOx-N同化代谢才可能发生。如果废水中同时存在NH3-N，反硝化菌有限地利用NH3-N进展合成。4同化作用在生物脱氮过程中，废水中的一局部氮NH3-N或有机氮被同化为异养生物细胞的组成局部。微生物细胞采用C60H87O23N12P来表示，按细胞的干重量计算，微生

29、物细胞中氮含量约为12.5%。虽然微生物的源呼吸和溶胞作用会使一局部细胞的氮又以有机氮和NH3-N形式回到废水中，但仍存在于微生物的细胞与源呼吸残留物中的氮可以在二沉池中得以从废水中去除。5脱氮新机理近年一些研究者在研究中陆续观察到一些超出传统生物脱氮理论的新现象21。比如将好氧硝化过程控制在亚硝酸盐阶段，然后在缺氧条件下直接反硝化的亚硝酸型生物脱氮；在一定的条件下，硝化和反硝化可以在同一个反响器同时完成；异养硝化以与厌氧氨氧化等。这些现象可以从微环境理论和生物学角度进展解释。微环境理论主要从物理学角度研究活性污泥和生物膜的微环境中各种物质如DO、有机物、NO3-N和NO2-N等传递的变化、各

30、类微生物的代谢活动与其相互作用，从而导致的微环境中物理、化学和生物条件或状态的改变。在宏观环境中微好氧状态时，由于氧扩散的限制，微生物絮体产生了溶解氧梯度，也就形成了不同的微环境。生物学角度的解释不同于传统理论，微生物学家发现了异养硝化菌和好氧反硝化菌，它们甚至可在完全厌氧的条件下发生硝化作用。有些好氧反硝化菌同时也是异养型硝化菌，它们能够在好氧条件下直接将氨转化为最终的气态产物。以上这些现象的发现为研究者研究新的生物脱氮理论和开发新的生物脱氮工艺指引了方向，使他们不断开发出了许多新型脱氮工艺。如：SND(同时硝化反硝化工艺)、SHARON(Single reactor high activi

31、ty ammonia removal over nitrite，亚硝化反响器)工艺、OLAND(Oxygen-limited autotrophic nitrification-denitrification，氧限制自氧硝化反硝化)工艺、厌氧氨氧化工艺以与短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺等。1.4 研究目的与容1.4.1 研究目的随着市经济的迅速开展，人口也不断增长，尤其是当武进区纳入市区统一管理后，排放的污水越来越多，水质也越来越复杂，原来的污水设施根本上均满负荷运转，增加的污水必须新增污水处理设施，才能确保市区水环境不再恶化。因此，必须与早完善城市污水系统，加大污水处理力度，使城市实现供水和排

32、水的良性循环，完善和保持城市风貌，使城市赖以生存和开展的生态环境得到有效的改善和提高。根据前面的论述不难看出，城市污水的处理，归根结底是如何有效的脱氮除磷。随着研究工作的进展，对脱氮除磷的生物学原理的认识不断深入，诞生了多种生物脱氮除磷工艺，推动了污水生物脱氮除磷技术的开展，促进了污水生物处理技术的进步24。其中应用较多的工艺有：传统A2/O工艺、倒置A2/O工艺、改良型A2/O工艺等。本研究的目的就是在通过对市四个采用上述工艺的污水厂生物池的除磷脱氮效果的分析，找出更适合市情况的处理工艺，为后续污水厂的建设提供借鉴。1.4.2 研究容1在市江边、儒林、邹区、戚墅堰污水厂运行期间，记录各厂的进

33、出水水质中COD、BOD5、TP、NH4+-N、SS的历时变化，分析相应工艺的污染物去除效果与存在的不足，找出最适合市水质条件的处理工艺。2对其中处理效果较好的倒置A2/O工艺建立氮去除动力学模型，为将来的工艺设计工作提供理论指导。2 A2/O与其改良工艺工程应用2.1 市污水处理概况市位于省南部、沪宁铁路中段，东临、南接宜兴、北枕长江、西毗茅山山脉，京杭大运河贯穿全境。全市交通便利，水陆空运输齐全。市中心东距167公里，西距138公里。全市土地总面积4375平方公里，人口342万，其中市区面积1864平方公里，人口201万。是一座有着2500多年历史的文化古城，同时又是一座充满现代气息、经济

34、兴旺的新兴工业城市，处于我国沿江开发与沿海“T型开展战略的结合部附近。随着区域调整的实现，正在向建设特大城市的目标迈进。作为长江三角洲的重要城市之一，在经济区中具有重要的地位。近年来，市被列为全国第二轮综合体制改革试点城市、社会开展综合实验区，高新技术产业开发区被国务院、国家科委批准为国家级开发区。市区被中国经济社会开展水平评价中心列为全国城市综合实力50强和投资环境40优城市之一。2.1.1 市水环境状况概况市区水环境质量相比上一年度总体上得到改善，劣类水体有所减少，市区水域功能区水质达标率与上年持平，但环境形势仍不容乐观，水环境污染类型仍然属综合型有机污染。1饮用水水源水质：市区饮用水均取

35、自长江，长江段水源地水质保持较好状态，达到国家地表水环境质量标准GB3838-2002中类水标准，长石桥第一水厂和长江魏村第二水厂全年取水量为21890万吨，城市饮用水水源地水质达标率为100%。2地表水环境质量：市区主要河流为长江和京杭运河，监测明确：41个地表水水质监测断面中，11个断面符合V类水体要求，占27%；12个断面符合IV类水体要求，占29%；2个断面符合III类水体要求，占5%。长江和运河干流段水质总体较好，且较上年有所改善，但运河支流污染仍比拟严重，尤其是大通河和北塘河，随着我市“清水工程力度加大，相比上年，市河黑臭发生率已有明显下降。市区主要湖泊滆湖水质较上年有所改善，但仍

36、然表现为中度富营养化。市区地表水体主要污染指标为氨氮、生化需氧量、溶解氧、总磷、挥发酚和石油类25。2.1.2 市污水处理现状2007年市市区废水年排放总量为3.95亿吨，主要污染物化学需氧量年排放总量为4.54万吨。其中：工业废水年排放量为2.76亿吨，排放达标率为98.62%，主要污染物化学需氧量、挥发酚和石油类的年排放量分别为2.59万吨、2.25吨和73.89吨；生活污水年排放量为1.19亿吨，其中化学需氧量的年排放量为1.95万吨。主要措施与行动1城镇污水处理：近几年，市积极实施江边污水处理厂二期工程与乡镇污水处理厂建设，先后建成戚墅堰等城市生活污水处理厂6座，日处理污水能力达40万

37、吨，拥有乡镇污水处理厂7座，日处理能力达6.2万吨，年处理城镇污水16145.6万吨，城镇生活污水处理率达82.2%。拥有工业废水集中处理装置7座，日处理能力达26.6万吨，其它工业废水处理装置444套，日处理能力达50.34万吨，工业废水排放达标率为98.6%。2水环境综合整治：开展全市水环境专项整治行动，深入推进“清水工程，巩固整治成果，通过市水利、建设和环保三部门分工协作，通过提标排放、接收截污、限期搬迁，以与固岸、清淤、绿化、换水等工程手段，开展市河水环境综合整治，已有20条市区河道根本达到了“变清的整治目标，市河水环境状况有所改善25。2.2 戚墅堰污水处理厂2.2.1 水质、水量戚

38、墅堰区位于市东部，地处长江三角洲平原，地势平坦，平均地面高程4.5m左右，最高5.80m，局部地区较低，仅23m。区域河道纵横交织，四通八达，京杭运河自东向西贯穿该区，是该区的水网中心。运河以南有通济河、武进港承接运部河道来水，输向太湖；运河以北有丁塘港、革新河、三山港等承接长江来水,为运河补给水量29。戚墅堰污水处理厂位于戚墅堰区，收集系统服务围为戚墅堰区，总服务面积约为31km2，现状服务人口约为10万，污水处理厂设计总规模10万m3/d。戚墅堰污水处理厂设计进出水水质为：五日生化需氧量 BOD5180 mg/l化学需氧量 CODcr400 mg/l悬浮固体 SS250 mg/l氨氮 NH

39、3-N=35 mg/l总磷以磷酸盐计 TP4 mg/l出水按照城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002以下简称“排放标准一级排放B标准排放，即：BOD5 20 mg/lCODCr 60 mg/lSS 20 mg/lTN 20 mg/lNH3-N 815mg/lTP 1.0 mg/l粪大肠菌群数 104个/l注：括号数值为水温12时的控制指标。2.2.2 处理工艺该厂的污水处理工艺为：进水粗格栅涡流沉砂池A2/O生物池二次沉淀池消毒出水戚墅堰污水处理厂采用粗格栅间和进水泵房分建的型式，以尽量实现污染集中、维修集中。生物反响池采用传统A2/O工艺：1设计参数设计流量 1300m3/h座

40、 变化系数 1.25污泥龄 10d污泥浓度 3500mg/l5/kgMLSSd5设计水温 12回流比 200外污泥回流比 100%供氧方式 鼓风曝气传氧效率 16%搅拌功率密度 6w/m32计算结果单座总池容 13525m3其中：厌氧池 2288m3 缺氧池 1144m3 好氧池 8976m3 A/A/O容积比约为 1：1：4总水力停留时间HRT 13h3反响池设计生物反响池一座，总尺寸3478.2m，水深5.5 m。生物反响池共分8格，前4格为厌氧、缺氧池，每格尺寸268 m。其中第一、二格为厌氧池，溶解氧浓度小于0.2mg/l，三、四格为缺氧池，溶解氧浓度小于0.5mg/l，后4格均为好氧

41、池，每格尺寸为518 m。池布有微孔曝气器，分别为1165只、1020只、816只、816只，合计3818只。在厌氧、缺氧池中每格设有水下搅拌机1台，每台功率5KW。3，污泥负荷0.09kg BOD5/ kgMLSSd，产泥率1.17kg MLSS /kg. BOD5，污泥龄为10天。二次沉淀池采用中心进水、周边出水式辐流式沉淀池，最后出水经过真空加氯机加氯消毒。2.3 江边污水处理厂2.3.1 水质、水量江边污水处理厂位于新北区，距离长江岸边约3公里处，收集系统服务围为中心城区。总服务面积约为500km2，现状服务人口约为110万。污水处理厂设计总规模80万m3/d，一期规模10万m3/d，

42、生活污水占总水量的49.6%，工业废水占总水量的50.4%，工业废水主要以化工、印染废水为主30.。据检测，有时PH值偏低，会影响生物除磷的效果43.。江边污水处理厂的进水水质为：五日生化需氧量 BOD5160 mg/l化学需氧量 CODcr500 mg/l悬浮固体 SS220 mg/l氨氮 NH3-N =40 mg/l总磷以磷酸盐计 TP4 mg/l出水按照排放标准一级排放B标准排放。2.3.2 处理工艺该厂的污水处理工艺为：进水粗格栅涡流沉砂池改良型A2/O生物池二次沉淀池消毒出水江边污水处理厂采用粗格栅间和进水泵房分建的型式，以尽量实现污染集中、维修集中。生物反响池采用改良型A2/O工艺

43、：1设计参数设计流量 4584m3/h座共2座 分两格变化系数 1.1污泥龄 12d污泥浓度 3000mg/l污泥负荷 0.0821 kgBOD5/kgMLSSd5设计水温 12缺氧回流比 75好氧混合液回流 200污泥回流比 100%供氧方式 鼓风曝气传氧效率 16%搅拌功率密度 5w/m32计算结果单座共2座总池容 49390m3其中：厌氧池 5350m3 缺氧池 1745m3 缺氧池 9480m3 好氧池 32815m33反响池设计单座反响池平面尺寸为137m69m，分为独立的两格。有效水深5.5m，平均超高1.0m。每格分隔成4个相通的局部，依次为厌氧池、缺氧池I、缺氧池II和好氧池。

44、厌氧池水力停留时间1.3h，设隔墙，分成两个流道，装有2台水下搅拌器，搅拌功率为5w/m3。进水进入厌氧池，与从缺氧池回流来的污泥在此进展充分混合，释放回流污泥中的磷酸盐。回流污泥泵采用安装在池壁上的潜水泵，设计回流比75%，选泵时考虑回流比为50100运行的可能。缺氧池I为针对进一步去除回流污泥中的硝酸盐而设置的，目的是为了消除回流污泥中的硝酸盐对释磷的影响。1个流道，安装水下搅拌器，功率密度5w/m3。缺氧池II为脱氮的主要场所，4个流道，安装水下搅拌器，功率密度5w/m3。回流泵安装在好氧池与缺氧池II的隔墙上，设计回流比为200%，选择回流泵时考虑回流比100400%运行的可能。缺氧池

45、水力停留时间2.7 h。好氧池是硝化反响场所，设计成推流式池型，设隔墙分成6条廊道。池安装胶片式微孔曝气器，前段安装密度2个/m22。好氧池水力停留时间7.85 h。在反响池的布置型式上，考虑了多点进水，可以根据实际的进水水质，来确定曝气池的运行方式，可按A2/O运行、A/O运行、普通活性污泥法运行等等，运行灵活，可以节约运行本钱。此外，污泥回流泵的选择、污泥回流管的配置等方面设计中也考虑了今后倒置A2/O运行的可能性。二次沉淀池采用中心进水、周边出水式辐流式沉淀池，一期2座二沉池，单池直径60m。出水经过真空加氯机加氯消毒，采用流量配比进展投加，加氯量为510mg/l。氯库按平均加注量储存1

46、5天设计。2.4 儒林污水处理厂2.4.1 水质、水量233/d。儒林污水处理厂进水水质如下：五日生化需氧量 BOD5160 mg/l化学需氧量 CODcr500 mg/l悬浮固体 SS220 mg/l氨氮 NH3-N =45 mg/l总磷以磷酸盐计 TP5mg/l出水按照排放标准一级排放B标准排放。2.4.2 处理工艺该厂的污水处理工艺为：进水粗格栅涡流沉砂池倒置A2/O生物池二次沉淀池消毒出水江边污水处理厂采用粗格栅间和进水泵房分建的型式，以尽量实现污染集中、维修集中。儒林污水处理厂生物反响池采用倒置A2/O工艺：1设计参数设计流量 360m3/h座 变化系数 1.3污泥龄 10d污泥浓度

47、 3500mg/l5/kgMLSSd5设计水温 15外污泥回流比 150%供氧方式 鼓风曝气传氧效率 16%32计算结果单座总池容 2800m3其中：缺氧池 700m3 厌氧池 350m3 好氧池 1750m3 A/A/O容积比约为 2：1：5总水力停留时间HRT 13h3反响池设计生物反响池一座，总尺寸25.819.8m，分为6格。第一、二格为缺氧池，每格尺寸8.67.4 m，溶解氧浓度小于0.5mg/l，第三格为厌氧池，尺寸8.67.4m，溶解氧浓度小于0.2mg/l，后3格为好氧池，每格尺寸8.612.4m，布有微孔曝气器总共为877只。在厌氧、缺氧池中设有水下搅拌机3台，每台功率1.5

48、KW。缺氧、厌氧、好氧三段容积约比2：1：5。在反响池的布置型式上，考虑了多点进水，可以根据实际的进水水质，来确定曝气池的运行方式，可按A2/O运行、A/O运行、普通活性污泥法运行等等，运行灵活，可以节约运行本钱。由于池容较小，二沉池采用沉淀效率高、外表负荷变化大的周边进水、周边出水式辐流式沉淀池。出水消毒方式为经消毒明渠的紫外线消毒。2.5 邹区污水处理厂2.5.1 水质、水量邹区污水处理厂位于市邹区，收集系统服务围为邹区镇。总服务面积约为90km233/d。邹区污水处理厂进水水质如下：五日生化需氧量 BOD5160 mg/l化学需氧量 CODcr480 mg/l悬浮固体 SS250 mg/

49、l氨氮 NH3-N =35 mg/l总磷以磷酸盐计 TP4mg/l出水按照排放标准一级排放B标准排放。2.5.2 处理工艺该厂的污水处理工艺为：进水粗格栅涡流沉砂池倒置A2/O生物池二次沉淀池消毒出水江边污水处理厂采用粗格栅间和进水泵房分建的型式，以尽量实现污染集中、维修集中。邹区污水处理厂生物反响池采用倒置A2/O工艺：1设计参数3/h座 变化系数 1.15污泥浓度 3500mg/l5/kgMLSSd5设计水温 15外污泥回流比 150%供氧方式 鼓风曝气传氧效率 16%32计算结果单座总池容 5073m3其中：缺氧池 1670m3 厌氧池 557m3 好氧池 2846m3 A/A/O容积比

50、约为 3：1：5总水力停留时间HRT 17.1h含水解酸化段3.9小时3反响池设计生物反响池一座，单座总尺寸56.1528.5m，总高6.5m。分为12格，第一、二、三格为水解酸化池，其中一格尺寸为9.011.4m，两格尺寸为12.79.0m；第四格为厌氧池，溶解氧浓度小于0.2mg/L，尺寸为9.011.4m；第五、六、七格为缺氧池，其中一格尺寸为9.011.4m，两格尺寸为12.79.0m，溶解氧浓度小于0.5mg/L；其余五格为好氧池，其中两格尺寸为9.012.7m，三格尺寸为20.69.0m，池底布有微孔曝气器，总共为1609只。在水解、厌氧、缺氧池中设有水下搅拌机7台，每台功率3.5

51、KW。缺氧、厌氧、好氧三段容积约比3：1：5。在反响池的布置型式上，考虑了多点进水，可以根据实际的进水水质，来确定曝气池的运行方式，可按A2/O运行、A/O运行、普通活性污泥法运行等等，运行灵活，可以节约运行本钱。由于池容较小，二沉池采用沉淀效率高、外表负荷变化大的周边进水、周边出水式辐流式沉淀池。出水消毒方式为经消毒明渠的紫外线消毒。3 各处理工艺污染物去除效果比拟3.1 COD、BOD5、SS去除效果比拟市戚墅堰污水处理厂2003年开始运行，市江边污水处理厂2005年8月开始运行，金坛儒林污水处理厂2008年开始运行，邹区污水处理厂2008年开始运行。试验取样时间为2008年4月，每天取生

52、物池的进出水，对其COD、BOD5、SS、TP、氨氮进展分别检测，并取其一天中的平均值作为一次数据。最终得到四座污水厂的相关数据，现将COD、BOD5、SS数据列举如下。3.1.1 COD去除效果图3-1 江边污水处理厂COD的去除效果图3-1为江边污水处理厂改良型A2/O生物池进出水COD值与去除率。如下列图，选取江边污水处理厂14次的数据观察分析该厂进出水COD的历时变化。可以看出，进水COD浓度在330mg/L1600mg/L之间，平均值为691.5mg/L；出水COD浓度大局部在29mg/L50mg/L之间，只有一次达到105mg/L，超过出水标准，平均值为43.1mg/L。COD平均

53、去除率为93.0%。刚开始时进水COD值变化稍有波动，出水COD值变化较大。后来进水COD值产生了较大变化，但是此时出水COD值没什么变化，根本维持在60 mg/L以下。说明刚开始时该工艺还没完全适应环境，运行不稳定，后期运行稳定，抗冲击能力加强，因此出水具有较好稳定性。图3-2 戚墅堰污水处理厂COD的去除效果图3-2为戚墅堰污水处理厂传统A2/O生物池进出水COD值与去除率。如下列图，选取戚墅堰污水处理厂14次的数据观察分析该厂进出水COD的历时变化。可以看出，进水COD浓度在220mg/L515mg/L之间，平均值为350.8mg/L；出水COD浓度在23mg/L63mg/L之间，平均值

54、为39.7mg/L。COD平均去除率为88.3%。进水COD值变化幅度比拟大，出水COD值也同时发生了波动，该工艺抗冲击能力还不强。图3-3 儒林污水处理厂COD的去除效果图3-3为儒林污水处理厂倒置A2/O生物池进出水COD值与去除率。如下列图，选取儒林污水处理厂14次的数据观察分析该厂进出水COD的历时变化。可以看出，进水COD浓度在150mg/L605mg/L之间强烈变化，平均值为348.2mg/L；出水COD浓度在19mg/L41mg/L之间，平均值为28.1mg/L。COD平均去除率为91.2%。有上图可以看出进水COD值变化幅度很大，但出水COD值仅发生了较小的波动，该工艺抗冲击能

55、力很强，出水稳定。图3-4 邹区污水处理厂COD的去除效果图3-4为邹区污水处理厂倒置A2/O生物池进出水COD值与去除率。如下列图，选取邹区污水处理厂14次的数据观察分析该厂进出水COD的历时变化。可以看出，进水COD浓度在320mg/L612mg/L之间变化，平均值426mg/L；出水COD浓度在18mg/L68mg/L之间，平均值为43.3mg/L。COD平均去除率为89.6%。根据上述数据，将四个污水处理厂各A2/O生物池平均进出水COD值和平均去除率汇总，见表3-1。表3-1 污水厂COD去除数据江边污水厂戚墅堰污水厂儒林污水厂邹区污水厂平均进水CODmg/L426平均出水CODmg

56、/L平均去除率%93由上表可以看出，四个污水厂COD去除效果都较好，其中江边、儒林、邹区污水处理厂COD平均去除率高于戚墅堰污水厂。3.1.2 BOD5的去除效果图3-5 江边污水处理厂BOD5的去除效果图3-5为江边污水处理厂改良型A2/O生物池进出水BOD5值与去除率。如下列图，选取江边污水处理厂14次的数据观察分析该厂进出水BOD5的历时变化。可以看出，进水BOD5浓度在119mg/L390mg/L之间变化强烈，平均值为210.3mg/L；出水BOD5浓度大局部在6mg/L25mg/L之间，平均值为12.8mg/L。BOD5平均去除率为92.9%。由于进水BOD5值变化较大，出水BOD5

57、值相对稳定。说明该工艺抗冲击能力强，出水具有较好稳定性。图3-6 戚墅堰污水处理厂BOD5的去除效果图3-6为戚墅堰污水处理厂传统A2/O生物池进出水BOD5值与去除率。如下列图，选取戚墅堰污水处理厂14次的数据观察分析该厂进出水BOD5的历时变化。可以看出，进水BOD5浓度在87mg/L200mg/L之间变化强烈，平均值为136.5mg/L；出水BOD5浓度大局部在1.9mg/L15.3mg/L之间，平均值为6.4mg/L。BOD5平均去除率为95.1%。由于进水BOD5值变化较大，出水BOD5值相对稳定。图3-7 儒林污水处理厂BOD5的去除效果图3-7为儒林污水处理厂倒置A2/O生物池进

58、出水BOD5值与去除率。如下列图，选取儒林污水处理厂14次的数据观察分析该厂进出水BOD5的历时变化。可以看出，进水BOD5浓度在97mg/L306mg/L之间变化强烈，平均值为183.5mg/L；出水BOD5浓度大局部在3.5mg/L12.1mg/L之间，平均值为7.3mg/L。BOD5平均去除率为95.8%。由于进水BOD5值变化较大，出水BOD5值相对稳定。说明该工艺抗冲击能力强，出水具有较好稳定性。图3-8 邹区污水处理厂BOD5的去除效果图3-8为邹区污水处理厂倒置A2/O生物池进出水BOD5值与去除率。如下列图，选取邹区污水处理厂14次的数据观察分析该厂进出水BOD5的历时变化。可以看出，进水BOD5浓度在93mg/L163mg/L之间变化，平均值为127.7mg/L；出水BOD5浓度大局部在5.9mg/L20mg/L之间，平均值为13.1mg/L。BOD5平均去除率为89.6%。由于进水BOD5值变化较大，出水BOD5值相对稳定。说明该工艺抗冲击能力强，出水具有较好稳定性。根据上述数据，将四个污水处理厂各A2/O生物池平均进出水BOD5值和平均去除率汇总，见表3-2。表3-2 污水厂BOD5去除数据江边污水厂戚墅堰污水厂儒林污水厂邹区污水厂平均进水BOD5mg/L