污水处理厂工艺标准设计(A2OMSBR工艺标准)

3）方案比较
为选择最佳方案，拟从多方面对上述方案进行比较，详见污水处理方案综合比较表。
综合比较表
序号
比较项目
A2/O工艺（方案一）
MSBR工艺（方案二）
1
工艺优点
（1）工艺先进成熟、流程简单、运行稳定；
（2）生物脱氮除磷效率较高，出水水质好；耐水质上的冲击负荷。
（3）采用鼓风曝气，充氧效率较高。
（4）构筑物容积的利用率较高。
图4.1典型的A2/O工艺流程框图
A2/O工艺具有以下优点：
通过污水和回流污泥、混合液回流的合理布点，可以实现不同的工况；根据进水水质、水量的变化，通过调整实现不同的工况，对污水进行有针对性的处理；
整个生物池布置简洁，分区明确，池数适中，对称布置，配水、配泥、配气灵活、均匀，总体布置合理清晰，便于维护管理。
（5）连续进水、连续出水，自控系统简单，运行操作简便。
（6）二沉池采用周进周出辐流式，出水效果好，且有效减少占地面积。
（1）结合A2/O 工艺和SBR工艺优点，BOD及氨氮去除率高，运行稳定。
耐冲击负荷，出水水质好。
（2）采用一体化的结构设计，构筑物少，占地少；
（3）自动化程度高，MSBR 系统具有多种运行模式，根据进、出水水质可按倒置A2/O 工艺或改良 A2/O 工艺灵活运行。
根据环保部公布的2011年《全国投运城镇污水处理设施清单》，全国已建的2739座规模化污水处理厂中采用MSBR工艺仅有1座，该厂位于陕西省榆林市的榆林城区污水处理厂，采用酸化-MSBR工艺、于2008年9月投入运行，设计规模为4万吨/日。
通过网络查找也仅查找到4家污水厂采用MSBR工艺，分别为：深圳盐田污水处理厂、无锡新区污水处理厂、上海松江东部污水处理厂和太原钢铁厂生活污水处理厂。
MSBR
MSBR法是一种改良型序批式活性污泥法，是八十年代后期发展起来的技术。其实质是A2/O系统后接SBR，是二级厌氧、缺氧和好氧处理过程，连续进水，连续出水，具有A2/O生物除磷脱氮效果好和SBR的一体化流程简洁、不需二沉池、占地面积小和控制灵活等特点。MSBR工艺最大优点是占地较小，布置紧凑。缺点是需要污泥回流和混合液回流，所需潜污泵较多，设备较多，运行管理复杂，对设备性能要求高，要求自动化运行。
a．MSBR工艺各池传动机械设备多，相互之间回流泵多，对控制系统依赖性大，如果某一设备或自控系统中某一部分出故障时，将导致全厂运行困难。
b．池子（每池有7个部分）和设备多，管理麻烦复杂，对操作工人素质要求高。
c.采用复杂的MSBR工艺同样不能保证TP达标，也必须增设化学除磷设施。和相对简单的同类工艺相比，在本工程水质条件下，MSBR工艺不具优势。
A2/O
对于A2/O法，其技术原理说明如下:
A2/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。其构造是在A/O工艺的厌氧区之后、好氧区之前增设一个缺氧区，好氧区具有硝化功能，并使好氧区中的混合液回流至缺氧区进行反硝化，使之脱氮。污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除，达到同时进行生物除磷和生物除氮的目的。该工艺是最简单的除磷脱氮工艺，在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下，可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，使得SVI值一般小于100，有利于泥水分离。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，脱氮除磷效果好。目前，该法在国内外广泛使用，其运行效果稳定，脱氮除磷效果好。
② 按时间分割的间歇式活性污泥法
目前常用的间歇式活性污泥法有：传统SBR工艺、CAST工艺、UNITANK工艺、MSBR法等。
2）可用于本工程的污水处理工艺
常用的具有除磷脱氮功能的污水处理工艺都有其适用性及优缺点。根据《城市污水处理及污染防治技术政策》（建城[2000]124号），对于二级强化处理，“日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施，除采用A/O法、A2/O法等技术，也可选用具有脱氮除磷功能的氧化沟法、SBR法、水解好氧法和生物滤池法等”。根据XX镇污水厂进出水指标的要求，污水处理工艺宜选择成熟、稳妥、易于维护管理、运行费用低的工艺。我们选择MSBR、A2/O法作为工艺比选方案。
1）常用脱氮除磷处理工艺
目前，用于城市污水处理、具有一定脱氮除磷效果的污水处理工艺大致分为两大类：
第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法;
第二类为按时间进行分割的间歇式活性污泥法。
① 按空间分割的连续流活性污泥法
按空间分割的连续流活性污泥法是指各种处理功能如进水、曝气、沉淀、出水在不同的空间（不同池子）内完成。较成熟的工艺有A/O（厌氧/好氧）法、A2/O法和氧化沟法等。
3
基建投资
稍大，本工程投资6953.20万元
小，本工程投资6705.50万元
4
应用业绩
多、应用广泛。全国至少有449座，其中安徽省至少有9座。
少、安徽省内没有运行业绩
5
设备数量
少
多
6
占地面积
较大，但可在本工程用地范围内布置
小
7
污泥量
基本相同
基本相同
8
维护和运行管理
简单
复杂
9
自动化程度
低
高
10
综合评价
（2）深度处理工艺
为达到一级A的排放标准，深度处理推荐采用混凝反应沉淀+滤池处理工艺。通过混凝沉淀和过滤，进一步去除悬浮物、BOD5、CODcr及磷，去除生物过程和化学澄清中未能沉降的颗粒和胶状物质。
1）混凝沉淀
混凝沉淀工艺在城市污水深度处理中主要起以下作用：
进一步去除悬浮物、BOD5及CODcr。
2
工艺缺点
（1）反应池容稍大，占地面积较大。
（2）构筑物较多、土建费用较高。
（1）流程复杂、管理要求高、运行维护难度大
（2）对设备性能要求高，如空气堰对自控的要求比较高 ，触点开关动作频繁 ，容易产生虹吸，造成出水水量不均，影响出水水质。
（3）MSBR 池是集生化池和沉淀池为一体的集约型池，不带刮渣功能，运行发现进水中浮渣一旦进入 MSBR 池就会富集在池面，影响观感及出水水质。
MSBR系统原理示意图如下：
图4.2MSBR工艺简图
图中单元1和单元7是SBR池，单元2是泥水分离池，单元3是缺氧池，单元4是厌氧池，单元5是缺氧池，单元6是好氧池。
MSBR系统的运行原理为：污水进入单元4厌氧池，回流活性污泥在这里进行充分放磷，然后污水进入单元5缺氧池进行反硝化。反硝化后的污水进入单元6好氧池，有机物在这里被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR池，澄清后的污水被排放。此时另一边的SBR在一定回流量的条件下起反硝化、硝化，或起静置预沉的作用。回流污泥首先进入单元2浓缩区进行浓缩，上清液直接进入好氧池，而浓缩污泥则进入单元3缺氧池，一方面可以进行反硝化，另一方面消耗掉了回流污泥中的溶解氧和硝酸盐，为随后的厌氧放磷提供了更为有利的条件。在好氧池与缺氧池之间有一定的回流量，以便进行充分的反硝化。
除磷。因污水中的磷酸盐大部为可溶性，一级处理去除量很少，一般的二级处理也只能去除20～40%左右，强化二级处理则可大幅度提高除磷率至60%～75%。混凝沉淀能除磷90～95%，是最有效的除磷方法。
还能去除污水中的乳化油和其他工业水污染物。
混凝沉淀更适合于本工程污水厂的处理要求，运行时能够根据二级处理情况适时投药，使出水水质获得保障。混合方式可分为水力和机械两大类，前者无需机械维修，后者能适应水质、水量的变化，本工程推荐采用机械混凝反应，沉淀采用斜管沉淀。
污水处理厂工艺设计
1
1.1污水处理工艺
（1）预处理及污水二级处理工艺选择
污水处理厂的工艺选择应根据现状工艺条件、进水水质、出水要求、污水厂规模，污泥处置方法、气象环境条件及技术管理水平、工程地质等因素综合考虑后确定。
根据本工程进水水质和出水水质，各项污染物的去除率如表4-1所示。
表4-1：设计进出水水质及去除率(单位：mg/L)
良好，适用于规模范围广，国内外使用业绩多，技术成熟可靠，运行管理简便，处理效果好，出水水质稳定达标
一般，适用于规模小的污水处理站，运行管理复杂，对操作人员技术要求高，技术尚未成熟，国内使用业绩很少。
5）结论
基于以上工艺方案分析论证，MSBR虽然具有占地较小，布置紧凑、土建投资低等优点。但是在其它相对简单的工艺能够满足进出水水质要求情况下，没有必要采用流程和构筑物复杂、管理要求高、控制复杂、运行维护难度大、技术尚未成熟，国内使用业绩非常少的处理工艺。结合本项目的实际，不推荐MSBR工艺作为XX镇污水处理厂的处理工艺。本工程处理工艺推荐采用A2/O工艺。
具有很强的耐冲击负荷能力及脱氮除磷功能，出水水质好，管理简便，操作运行简单。在大型污水厂中应用运行费用较低。
采用底部曝气方式，池深大，氧利用率高，能耗低。
自控系统简单，运行操作简便，国内外应用广泛，技术成熟可靠。
根据环保部公布的2011年《全国投运城镇污水处理设施清单》，全国已建的2739座规模化污水处理厂中采用A2/O工艺共有449座，其规模有1万吨/日至40万吨/日之间不等。该工艺在我国如此广泛的应用，证明其在污水处理领域，该工艺设计中有着强盛的生命力。
d.设备的利用率较低， MSBR工艺虽经多次改进，设备的利用率仍仅有74%。
e.MSBR本身蕴涵了多种运行调整的灵活性的同时也对生产管理者提出了一定的要求，需吃透其设计原理才能找到 MSBR的最佳运行状态。但是目前MSBR工艺尚无成熟的设计和运行参数。
f.空气堰出水是 MSBR工艺的一大特色，使 MSBR反应池始终保持满水位、恒水位运行，反应池的容积利用率高。空气堰对自控的要求比较高，由于MSBR单元在交替反应和出水 ，空气堰必须保证在设定的周期内准确动作，因此直接关系到系统运行的稳定性，是运行管理的重点和难点。空气堰需不断进行进气 /放气的操作 ，即使在不出水时段也需不断补气以满足液位控制要求 ，因此触点开关动作频繁，需要经常检查和维护。在空气堰内以气压控制液位是通过三根电极实现的，电极易因表面的绝缘层腐蚀、破损、被纤维状杂物缠绕等产生误信号，所以需要定期维护。另外空气堰最大的问题是容易产生虹吸（尤其是在水量大时），造成出水水量不均，池面液位变化以致影响回流量，虹吸结束时造成空气堰罩的震动等，甚至会造成跑泥，影响出水水质。
MSBR系统各单元的运转是周期性的，每一个运转周期为6个时段，共240min，由3个时段组成一个半周期，时段1为40min，时段2为50min，时段为3为30min，共120min，在两个相邻的半周期内，除SBR池的运转方式不同外，其余各单元的运转方式完全一样。
由其工作原理可以看出，MSBR是具有同时进行生物除磷及生物脱氮的污水处理工艺。其布置紧凑。但是，也正由于该工艺特殊的构造，使得工艺本身存在着诸多缺陷，如：
图4.3纤维毛在各种状态下的情况
滤布滤池结构如图4.4所示，它由用于支撑滤布的垂直安装于中央集水管的平行过滤转盘串联起来组成。一套装置过滤转盘数量一般为2～20个，每个过滤转盘是由6小块扇形组合而成。过滤转盘由防腐材料组成，每片过滤转盘外包有纤维毛滤布。反冲洗装置由反洗水泵、反抽吸装置及阀门组成，排泥装置由排泥管、排泥泵及阀门组成，排泥泵与反洗水泵为同一水泵。
项目
BOD5
COD
SS
NH3-N
TN
TP
设计进水水质
200
380
250
35
45
3
设计出水水质
≤10
≤50
≤10
≤5（8）
≤15
≤0ห้องสมุดไป่ตู้5
去除率
≥95%
≥86.8%
≥96%
≥77.1%
≥66.7%
≥83.3%
从已经批复的可研知，本工程工业废水量约占60%，由于工业集中区废水成分复杂，可生化性较差，本工程采用混凝沉淀法+水解酸化，是否需要加药或者加药量的控制，根据后续水解酸化池的运行情况来调整。从表4-1可以看出，对TN、NH3-N及TP的去除率要求较高，因此为满足处理要求，水解酸化池后续需采用脱氮除磷污水二级处理+深度处理工艺。
2）滤池
滤池的种类根据其结构、运行方式、滤料等的不同，可以分为许多种。根据污水厂二级处理出水水质的特点，适合本工程的过滤滤池有滤布滤池、粗砂V形滤池及D型滤池。
滤布滤池
滤布滤池的过滤介质是纤维毛滤布，它是由有机纤维堆织而成，其绒毛状表面由尼龙纤维织而成，同时以聚酯纤维做为支撑体。在干燥状态下，纤维毛呈直立状态，浸湿后，纤维毛便会耷拉下来，形成滤布介质有3到5mm的有效过滤深度，且当量孔径只有10微米，可以使固体粒子在有效过滤厚度中与过滤介质充分接触，将超过尺寸的粒子俘获。滤布的深度能够存储俘获的粒子，减小反冲洗流量，同时还可减少正常运行时水头损失。在反洗状态下，与反抽吸装置相靠近的纤维毛又会直立起来，方便纤维毛中的杂质排出，可以清洗彻底。纤维毛在各种状态下的情况如图4.3所示。