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1、北京科技大学本科生毕业设计（论文）摘要中水主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用杂用水，其水质介于上水与下水之间。中水可作为第二水源，可用于工业(如：用作冷却水)及城市杂用、农业灌溉、景观及地表水补充、地下水回灌等，缓解我国水资源危机。本论文以黑龙江省A市60000m3/d的城市中水回用工程为设计对象，进水水质为城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准，主要指标为：CODcr60mg/L，BOD520mg/L，总磷1.0mg/L，总氮20mg/L，氨氮15mg/L，悬浮物20mg/L。本工程出水水质达到城市污水再生利用景观
2、环境用水水质(GB18921-2002)中“城市河道观赏性景观环境用水标准”，主要指标为CODcr50mg/L，BOD510 mg/L，总磷1.0mg/L，总氮10mg/L，氨氮5mg/L，悬浮物20mg/L。针对本工程设计，在多种处理工艺中选择曝气生物滤池法、生物接触氧化法和混凝沉淀法，这三套方案进行了综合比较，由于曝气生物滤池法具有占地面积小，生成污泥量少和无需后续设置沉淀池的优点而被选为主体工艺，而混凝沉淀为辅助工艺。本设计的中水处理工艺流程为：从二级处理的出水到曝气生物滤池中进行脱氮处理，再进入网格反应池进行絮凝反应，后经D型滤池进行过滤，最后排入到清水池，再由综合泵房将水送出进行回用
3、。该过程中产生的反冲洗废水和沉降物污泥由废水调节池收集，通过泵送至二级处理储泥池进行处置。本设计主要内容包括两部分：第一部分为设计说明书，包括：国内外文献综述、常见工艺介绍和工艺选择、比对和论证。第二部分为图纸，包括：水厂平面布置图、高程布置图、曝气生物滤池平面图及剖面图、D型滤池平面图及剖面图、综合泵房平面图及剖面图、清水池平面图、消毒间平面图、废水调节池平面图和加药间平面图。本工程的总投资为3731.77万元，每年的运行成本费用为2408.24万元/年，折合成运行成本吨水费用为1.1元/吨水，符合相关成本要求。总占地面积？关键词：中水回用；曝气生物滤池；混凝沉淀； 工程设计A city o
4、f Heilongjiang Province 60,000m3/d of the water reuse project designAbstractThe meaning of reclaimed water is urban sewage or domestic sewage after treatmen-t to reach a certain of water quality standards,being considered as miscellaneous water which can be non-potable reuse within a certain range.I
5、ts quality ranged between the upriver and the garbage,being a form for the effective utilization of water resources.There are a dozen of ways to the reclamation and reuse,mainly for agricultural irrigation,industr-yial and domestic reuse and municipal use,groundwater recharge,and supplement the surf
6、-ace water.The contents of this thesis is a city of Heilongjiang Province 60,000m3/d of the wa-ter reuse project design.The intrant water quality is consistent with a B standard of urb-an sewage treatment plant emission standards(GB18918-2002).the main indicators:CODcr60mg/L;BOD520mg/L;TP1.0mg/L;TN2
7、0mg/L;NH3N15mg/L;SS20mg/L.For this project,Biological Aerated Filter and biological contact oxidation method in a variety of process to select two options for a comprehensive comparison.Biological A-erated Filter France was chosen because has a small footprint,and generate the advantag-es of sludge
8、less and without follow-up of sedimentation tank.Design of wastewater treatment process as first,come from the secondary treatment effluent to the biological aerated filter,and then be disinfected in the disinfection room b-efore react in grid reaction,finally,after passing by the D-type filter and
9、clear pool,waterbleed off by pumping stations.Backwash wastewater sludge generated in the process anddeposits collected by the regulation pool delivered to the original secondary treatment sl-udge to disposal. The main content of this design consists of two parts:the first part of the design sp-ecif
10、ication,including:domestic and international literature review,commonly used technolo-gy introduction and demonstration of process selection .The second part contains drawings,including:water plant layout diagram,elevation layout,Biological Aerated Filter monomer in Figure D-type filter monomer map,
11、pumping sta-tions monomer Figure drawings .The design meets the initial design requirements,the main design elements include b-iological aerated filter,D-type filter,blower room,sterilization room,elevation layout and gr-aphic layout,etc. The effluent water quality is with a standard of Ornamental l
12、andscape and environ-mental water of the city sewage recycling urban river of the landscape and environmental water quality(GB18921-2002),the mainindicators:CODcr50mg/L;BOD510mg/L;P1.0mg/L;TN15mg/L;NH3N5mg/L;SS20mg/L. Water treatment plant has a total area of 36.40 acres,the cost of 37.3177million y
13、ua-n of investment,operating costs 24082400 yuan/year,equivalent to a total cost of tons of water costs 1.1 yuan/ton water to meet the requirements .Key Words：Biological Aerated Filter； Sewage treatment plant design；reclaimed water reuse- 3 -目录摘要1Abstract2引言11文献综述21.1本课题国外研究进展21.2本课题国内研究进展31.2.1国内中水
14、回用发展状况31.2.2国内中水回用常用工艺41.3课题背景51.4课题开展研究的意义62中水回用研究方案的确定72.1中水回用的研究内容72.1.1中水回用工艺的比选原则72.1.2中水回用工艺的选择因素72.2中水回用的处理对象和技术82.3中水回用的研究方法和主体工艺的确定122.3.1曝气生物滤池工艺122.3.2接触氧化池工艺122.3.3混凝沉淀工艺132.3.4工艺确定132.4滤池填料对比与选择152.4.1生物陶粒滤料152.4.2火山岩生物滤料152.4.3滤料比选和确定152.5消毒技术的论证与选择162.5.1液氯消毒162.5.2二氧化氯消毒162.5.3紫外线消毒1
15、72.5.4消毒技术确定和采纳172.6污泥处理方案的选择183中水回用构筑物工艺设计及计算183.1污染去除程度分析及处理水量计算183.1.1污染去除程度分析与概括183.1.2处理水量计算193.2工艺流程图203.3曝气生物滤池的参数设计203.4鼓风机房的参数设计243.5消毒间的参数设计253.6 D型滤池的参数设计263.6.1絮凝反应池263.6.2 D型滤池283.6.2 操作间313.7清水池的参数与设计323.8废水调节池的参数与设计323.9综合泵房的参数与设计333.10加药间的参数与设计333.11中水回用处理厂的平面布置353.12中水回用处理厂的高程布置364成
16、本估算384.1投资成本估算384.1.1 估算范围384.1.2 估算依据384.1.3 土建费用估算384.1.4设备费用预算394.1.5工程总费用运算404.2 运行成本估算404.2.1估算依据404.2.2运行成本估算41结论43参 考 文 献44附 录45在 学 取 得 成 果46致谢47北京科技大学本科生毕业设计（论文）引言随着人们生活水平日益提高，人口的高速增长，我国的用水总量在以惊人的速度增长，随之而来的问题也层出不穷。据国家环保总局提供的数字，目前全国共建设城市污水处理厂452座，其中二、三级污水处理厂307座，城市排水管道长约15.8万公里，城市污水处理率达到36.5%
17、。这就是说，有将近160亿吨城市生活污水未经任何处理直接排放到了河流湖泊，污染着我们赖以生存的水环境。近年来，全国水污染仍呈发展趋势，工业发达地区水域污染尤为严重。据7大水系和内陆河流的110个重点河段统计，符合“地面水环境标准”、类的占32%，类的占29%，属于、类的占39%(主要污染指标为氨氮、COD、挥发酚和BOD等)。黄河、松花江、辽河属、类水质的河段已超过60%。淮河枯水期的水质已达不到类，其大部分支流的水质常年在类以上。长江和珠江的水质为、类的江段已超过20%。与此同时，城市内及其附近的湖泊普遍已严重富营养化。全国以地下水源为主的城市，地下水几乎全部受到不同程度的污染。地下水污染物
18、一般以酚、氰、砷、硝酸盐为主，铬、硫、汞次之。总之，目前我国80%的水域、45%的地下水受到污染，90%以上的城市水源严重污染。因此，水污染除危害人们健康和影响工农业产值之外，对城市供水也造成了严重危害。面对日益严峻的水资源短缺问题，全世界都在积极地探索新途径以获取足够的淡水资源。其中跨流域调水、海水淡化、污水回用和雨水蓄用是目前普遍受到重视的开源措施，它们在一定程度上都能缓解水资源供需矛盾，尤其是中水回用经常被作为首选方案，一方面由于中水水源就近可得，水量稳定，不受气候影响；另一方面是因为国内外污水处理市场发展非常迅速，各种处理技术也日趋成熟，将污水进行深度处理后作为再生资源是必然的发展趋势
19、。本设计为黑龙江省A市6万吨/天城市中水回用工程设计，经处理达标后的出水将作为城市河道观赏性景观环境用水，消除污染的同时能够获得一定的经济效益。1文献综述1.1本课题国外研究进展当今世界，水资源极度的匮乏，虽然地球上，水占到地球总面积的71%，但是在这71%的水中，仅有3%的淡水可以供人类直接利用，还有97%的海水资源是不能直接被人类所直接利用的，必须经过海水淡化处理。但是，海水的淡化，经济成本极高，不适合大规模的普及和应用，因此中水回用越来越受到世界各国的重视与青睐。从世界各国对中水回用之重视，建设回用规模之大，可以看出中水回用已具备明显的经济效益1。美国、日本、以色列等国己将中水广泛应用于
20、工农业灌溉、养殖业、市政绿化、生活洗涤、景观用水等方面， 美国城市中水回用量达9亿m3等。日本开展中水回用研究，主要将中水用于小区和建筑物生活杂用水。据报道，目前仅东京一地的大型建筑物内己建成的中水道系统就达60余处，总供水能力达10万m3/d。目前以色列己有70%的废水经过处理并用来灌溉1.9万hm2农田，全国所需水量的16%由废水回用来解决，甚至经处理后的废水己达到饮用水标准用于直接饮用2。世界各国开展中水回用的时间也比较早。日本早在1962年就开始回用污水，70年代已初现规模，90年代初日本在全国范围内进行了废水再生回用的调查研究与工艺设计，在1990年日本的“造水计划”中明确将污水回用
21、再生技术作为最主要的开发研究内容加以资助，开发了很多污水深度处理工艺。在新型脱氮、脱磷技术、膜分离技术、膜生物反应器技术等方面取得很大进展的同时，对传统的活性污泥法、生物膜法进行了不同水体的工艺实验，建立起了许多“水再生工厂”。在1950年，美国污水研究者俱乐部就利用模型进行了污水深度处理实验研究，1965年将其成果用于加利福尼亚州的南塔湖污水处理厂，处理能力达2.84105m3/d。目前，美国的城市污水处理等级基本上都在二级以上，处理率达到100%。2000年，加利福尼亚州的污水再生利用量为8.64108m3。再生水水量占平水年份全州城市年用水总量的7%左右：再生水用水总量中，农业灌溉约32
22、%，回灌地下水27%，绿化灌溉17%，工业生产7%。补充地表径流、营造湿地和休闲娱乐水面等景观生态用水约3%，屏蔽海水入侵约l%，其余13%用于城市公共建筑和居民家庭的多种非饮用用途3。在欧洲，大部分国家都采取了中水回用工艺，其中大部分国家分布在南欧。不仅如此，西北气候且湿度大的国家已经到达一定程度的中水回用。在欧洲，中水回用一方面可以缓解供水压力以及有效地避免污染排放4。1.2本课题国内研究进展1.2.1国内中水回用发展状况中国是一个贫水国家，淡水资源非常短缺，河川多年平均径流量为2.62108m3，人均占有量2000m3/a 左右，为世界人均占有量的1/5，居世界第110位，被联合国列为1
23、3个贫水国之一。近20年来，中国经济以每年10%的高速度连续增长，人口集中，污水排放量增加。许多河流、湖泊遭受严重污染，从局部江段发展到流域污染。据统计，我国80%的水域和45%的地下水已被污染，90%以上的城市水域严重污染。水域污染的结果使得本来就短缺的水资源更加匮乏，许多中心城市取水水源水质下降，甚至报废。除此之外，在一些南方山地城市，由于水的提升高度过大，造成取水费用高昂而缺水。这都对生产和生活造成了极大的影响。通过改进技术降低水的消耗和污水排放量，从水资源充沛的地区调水引入水资源匮乏地区固然可以从一定程度上缓解水资源的紧张状况，但城市污水的再生回用比开发建设新水源更为重要且具有现实意义
24、5。全国669个城市中，400个城市常年供水不足，共中有110个城市严重缺水，日缺水量达1600万m3，年缺水量60亿m3，由于缺水，每年至少造成工业产值损失2000亿元。同时由于水资源优化配置不到位，优水低用，忽视污水再生利用，造成了水资源的极大浪费。据统计，我国工业万元产值用水量平均为103m3，是发达国家的1020倍；我国水重复利用率平均为40%左右，而发达国家平均为75%85%。面对如此严峻的形势，要保证经济和社会的持续健康发展，保证水资源的可持续利用，中水回用势在必行6。中水回用的课题被列入了国家“七五”“八五”“九五”重点科技攻关计划，投入相当可观的人力物力，对一些关键技术进行攻关
25、，取得了一批国际先进水平的科研成果，提供了废水回用的成套技术与应用。其主要内容如下：(1) 不同回用对象的水质指标(2) 不同回用用途的废水再生工艺路线与相应单元处理技术(3) 再生水用户的用水技术(4) 不用工程长年运行的经验总结(5) 废水回用的技术经济分析与政府贯彻的技术经济政策(6) 废水回用设计规范(7) 已进入工程上大规模应用推广阶段1.2.2国内中水回用常用工艺中水处理技术中水处理技术根据水处理的分类，按处理机理不同可分为物理化学处理法、生物处理法、膜处理法3大类：(1) 物理化学处理法：中水回用技术研究最多、应用最多的是物理化学技术。主要有混凝、过滤以及吸附。在九十年代中期，我
26、国就有了对经过生化二级处理后的处理水用砂滤技术处理后进行回用的方法7。活性炭吸附法也是比较常见的方法之一，不仅可以除去中水中的污染物，并且还有除臭的功能。但是由于活性炭的再生过程不但会有所损耗，而且所溢出的气体也可能对大气环境造成污染。再加上活性炭成本过高，因此活性炭吸附法在中水回用中的应用受到了限制。物理化学处理方法主要以混凝沉淀应用为主，普及范围较广。对于活性炭在中水回用中的应用较少，主要是因为成本太高。活性炭的再生过程会产生二次污染，经济方面的性价比不高。【这段与前面内容重复，此段补充上混凝沉淀法的一两句介绍。】(2) 生物处理法：生物处理法是利用水中微生物的吸附、氧化来分解污水中的有机
27、物，包括好氧和厌氧微生物处理，一般好氧处理较多。多采用曝气生物滤池处理工艺。曝气生物滤池(Biological Aerated Filter)是20世纪80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜处理技术。该工艺集生物氧化和截留悬浮物于一体，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、除有害物质的作用8。而生物接触氧化法是以附着在载体(俗称填料)上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺，它是具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。生物处理工艺对工艺的温度、湿度、溶氧量等参数要求较高，不易于操作。但是成本低，基本不会产生二次污染，比较适合大型的中水回用工程。生物处理
28、在中水回用工程中是综合性价比比较高的工艺流程。(3) 膜处理法：膜分离技术是通过利用特殊的有机高分子或无机材料制成的膜对混合物种各组分的选择渗透作用的差异，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分液体进行分离、分级、提纯和富集的技术。在中水回用的应用中，常用到的膜分离技术包括超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)技术，由于这种分离技术与传统分离操作(如沉淀、混凝、离子交换等)相比，可以在常温下操作且无相变化，不需要投加任何药剂，处理后的水质一般可达回用要求，同时具有效率高、工艺简单、污染轻等特点，因此用于中水回用有独特的技术优势。而目前，大多数中水回用工程也是以该技术为主，且取得了良好
29、的应用效果9。但是，膜处理法的经济成本高，不易于回收，并且存在膜污染问题。如果大量的投入中水回用，对于膜的回用是一个很大的难题，因此大型的中水回用工程并不常用膜处理工艺来进行中水的深度处理。1.3课题背景本工程为黑龙江省A市60000m3/d城市中水回用工程设计，主要是在原有污水处理厂二级处理的基础上，进行三级处理，达到中水回用的目的。本工程位于地理坐标为东经12542-13010、北纬4404-4640，属中温带大陆性季风气候，四季分明，冬季漫长寒冷，夏季则显得短暂凉爽。雨热同季，冬季1月平均气温约零下19度；夏季7月平均气温约23度。 年均降水量569.1毫米，降水主要集中在6-9月，夏季
30、占年降水量的60%。年日照时间数1606小时，冬季主导风向为西南风，夏季主导风向为南风，全年主导风向为西南风。本工程主要设计参数如下：(1) 进水水质指标进水水质为城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准，其各项指标如下：表1-1 进水水质一览表【表格使用三线表（参照我的论文）】注意表标题格式，严格按照本科毕业设计正文模板文件里的设置，表标题应为宋体小四加粗。下同。项目CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)总磷( mg/l)总氮(mg/l)氨氮(mg/l)悬浮物(mg/l)进水水质602010208(15)20(2) 出水水质指标出水水质为城市污水再生利用景观环境
31、用水水质(GB18921-2002)的城市河道观赏性景观环境用水，其指标如下：表1-2 出水水质一览表序号项目观赏性景观环境用水娱乐性景观环境用水河道类湖泊类水景类河道类湖泊类水景类1PH(无量纲)692BOD5 10663SS 2010无要求4总磷 1.00.51.00.55总氮 156氨氮 57粪大肠杆菌100002000500不得检出(3) 气象资料表1-3 气温资料一览表年平均气温3.6月平均最高气温28年最低气温-38.1月平均最低气温-8.8年最高气温36.4降雨量(mm/年)569.11.4课题开展研究的意义首先这里所指的再生水是中水回用所得的水体。再生水有很好的经济效益，相比于
32、自然水有更多的“增值”空间。再生水不仅缓解了水环境的污染负荷，而且有效地减弱了对自然水循环的干扰作用。在中国北方和其他部分缺水甚至干旱的地区，中水回用更显得尤为重要，因为再生水是解决水荒的有效措施。再生水虽然现在还不可以直接用于饮用，但是在很多方面都体现了再生水的巨大优势。比如农田的灌溉，建设城市水溪环境和工业冷却水等，下面重点介绍这几个方面的再生水利用：(1) 农田的灌溉：天津市科技重大工程项目的天津市利用再生水回灌农田试验项目工程取得成功，在全国率先进行了变废为宝，创农田灌溉新途径的示范，为国内减少用淡水浇灌农田创出了新路。(2) 建设城市水溪环境：北京高碑店污水处理场是北京最大的污水处理
33、厂，其中一部分给华能电厂供应冷却水，另一部分再生水将作为景观环境用水，给凉水河、南护城河、郊野公园等地补充环境用水。(3) 工业冷却水：大连春柳河污水厂1992年建设投产了污水再生设备，产量为1104m3/d，主要用于热电厂冷却用水，少部分用于工业生产用水。运行10年来效果良好，效益可观。2中水回用研究方案的确定2.1中水回用的研究内容污水深度处理，应在二级处理基础上进一步去除BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TP，方可达到回用标准。参考国内外污水处理实际运行经验，同时遵循技术成熟、效果稳定、投资适当、管理方便的原则，进行工艺比选，确定本工程设计的主体工艺。2.1.1中水回用工艺的比选原
34、则(1) 先进性和前瞻性(2) 适用性(3) 可靠性(4) 经济合理性(5) 安全和环保2.1.2中水回用工艺的选择因素(1) 认真贯彻国家有关的政策法规，出水水质满足采用的排放标准的要求，符合环境影响评价的要求。(2) 积极稳妥地采用先进的处理工艺、技术、设备与材料。(3) 近远期结合，统筹兼顾，全面设计，分期建设。(4) 在常年处理运转中要保证出水所要求的处理程度。保证处理效果稳定，技术成熟。(5) 运转管理方便，运转方式灵活，并可根据不同的进水水量、水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。(6) 采用高度集成的自控技术，便于实现处理工艺运转的自动控制，提高管理水
35、平，减小劳动强度，改善工作环境，以尽可能少的投入取得尽可能大的社会、经济效益。(7) 要特别注意根据晋城市现有污水处理厂的现状与规划发展具体情况，因地制宜地进行选择。2.2中水回用的处理对象和技术城市污水经过二级处理后作为水源，进行深度处理，再用于景观用水或者工业冷却水，必须注重解决以下三方面的问题：(1) 腐蚀问题城市污水如果采用普通活性污泥法处理，污水中残余的溶解性固体较高。根据对同等城市处理情况的调查，溶解性固体浓度达到1300mg/L左右，溶解性固体会使水的电导率加大，再加上自身引起金属腐蚀，从而加速了水中电化学的腐蚀。如果在溶解固体中氯离子的含量高，引起腐蚀硬度更大。氨氮对铜质材料也
36、会产生腐蚀。(2) 水垢由于污水的硬度、碱度、磷酸盐的含量增高，而导致水垢产生。水中的Ca2+、Mg2+盐类在循环浓缩过程中，由于饱和而析出CaCO3、CaSO4、Ca3(PO4)2或MgSiO3沉淀。这些沉淀物同悬浮物、金属腐蚀产物和微生物一起，在金属表面结成多孔的垢层，造成局部垢下腐蚀。(3) 微生物粘泥污水中含有大量的大肠杆菌，加上氮、磷等营养物质，给细菌、霉及藻类大量繁殖创造了条件。二级出水中还夹带菌胶团，在敞开式污水处理设施中，温度和光照都适宜藻类繁殖，这些微生物絮体连同粘土质和金属氢氧化物等，若附着在热交换器、输配水管道内，形成污泥粘性物质。它们堵塞交换器管道，降低热交换器效率，并
37、产生垢下腐蚀。生物垢本身还起粘结作用，它的粘液外壳粘结水中杂质，使垢层增厚。形成生物垢的主要菌种有异氧菌、铁细菌、硫酸盐还原菌、真菌藻类等。有些细菌本身造成腐蚀，如硫氧化菌代谢产物为强酸，腐蚀金属；铁细菌氧化亚铁为高铁化合物沉淀于管壁，形成锈瘤，不但使管壁热交换率下降，且造成氧浓差电池腐蚀，为垢下硫酸盐还原菌提供了良好的厌氧环境；硫酸盐还原菌使金属表面店蚀穿孔。综上所述城市污水经传统二级处理后，虽然大部分悬浮固体和有机物被去除，但还残留有小部分有机物、氮和磷的化合物、不可沉淀的固体颗粒、致病微生物以及无机盐等污染物质。污水厂二级处理出水常含BOD5:2030mg/L，CODcr:40100mg
38、/L，SS:2030mg/L、NH3-N:1525mg/L、P:0.53.0 mg/L这种处理水不适宜回用。为达到回用或排放的目的，二级处理出水必须进行深度处理，深度处理的去除对象和采用的主要处理技术如下表：表2-1 二级处理的出水深度处理去除的对象和采用的处理技术去除对象有关指标采用的主要处理技术有机物悬浮状态SS、VSS过滤、混凝沉淀、气浮溶解状态BOD、COD、TOC、TOD混凝沉淀、活性炭吸附、臭氧氧化植物性营养盐类氮NH3-N、TN吹脱、折点氯化、离子交换脱氮、生物脱氮生物脱氮除磷磷PO4-P、TP金属盐混凝沉淀、石灰混凝沉淀晶析法、生物脱磷微量成分溶解性无机盐Ca2-、Na+、Cl
39、-反渗透、电渗析、离子交换微生物细菌、病毒臭氧氧化消毒、紫外线消毒、氯消毒(1) 悬浮物经二级处理后在处理水中残留的悬浮物是粒径从数毫米到10m的生物絮凝体和未被凝聚的胶体颗粒。这些颗粒几乎全部都是有机性的，二级处理水BOD值的5080%都来源于这些颗粒，为了提高二级处理水的稳定度，去除这些颗粒是非常必要的。此外，对二级处理水进行以回用为目的的深度处理，如去除溶解性有机物以及以排放缓流水体为目的的脱氮除磷工艺时，去除残留悬浮物是提高深度处理和脱氮除磷效果的必要条件。去除二级处理出水中的SS常用方法是采用混凝、沉淀和过滤工艺，混凝沉淀是污水深度处理最常用的一种技术，从表观而言，就是去除污水的色度
40、和浑浊度，还可以去除污水中的某些溶解性物质，如砷、汞等。过滤主要去除生物处理工艺残留的生物污泥絮体，是产生高质量出水的一个关键。(2) 有机物二级处理出水中的有机物主要为溶解性的有机物和悬浮性的有机物，可生物降解的溶解性有机物在二级生物处理过程中基本上可以去除，残存的溶解性有机物多是丹宁、木质素和黑腐酸等难降解的有机物，这些有机物通过混凝沉淀工艺可以部分去除。而悬浮性的有机物可以通过SS的去除得以去除。(3) 脱氮污水脱氮方法一般可分为化学法（如氨吹脱法、折点加氯法、离子交换法和生物脱氮法等）和生物法两大类。其各种工艺的原理及特点见下表：表2-2 各种脱氮工艺的原理及特点处理方法原理特点去除率
41、最终氮形态优点缺点氨吹脱法将pH值提高到10.811.5，使NH4+成为NH3释放出来氨氮去除率6095%NH3气体1、基建及运行费用低2、流程简单，稳定性好3、可以去除高浓度含氮污水1、氨气对环境产生二次污染2、水在吹脱塔填料上会产生结垢，需采取措施3、低温时吹脱效率低折点加氯法氯的水合物在当量点与氨反应释放出氮气氨氮去除率90100%N21、基建费用低2、稳定性好3、不受水温的影响1、处理规模大时，运行费用很高2、残余氯必须进行处理3、有可能生成有害的氯胺离子交换法用对NH4+有选择性的离子交换树脂去除NH4+N氨氮去除率9097%铵盐1、去除率高2、不受水温的影响1、再生时排出的高浓度含
42、氨废液必须进行处理2、水中含钙离子时有干扰3、运行成本高生物脱氮法利用一些专性细菌实现氮形式的转化，最终转化成无害气体-氮气，从污水中去除T-N去除率7095%，可去除NH4+N、有机氮、N21、可去除各种含氮化合物2、去除率高、效果稳定3、不产生二次污染1、低温时效率较低2、受有害物质的影响3、占地面积大(4) 除磷工艺除磷方法一般可分为化学法和生物法两大类。各种工艺的原理及特点见下表：表2-3 各种除磷工艺的原理及特征处理方法原理特征优点缺点化学混凝沉淀法二级处理出水中投加混凝剂，生成磷的化合物沉淀而被去除1、除磷效率高2、运转较灵活1、产生的污泥量大2、运行的成本（药品费等）高厌氧-好氧
43、(A/O)工艺利用厌氧状态释放磷、好氧状态摄取磷的特性除磷1、能够利用已建成的处理设施2、不投加药剂1、比化学法的除磷效率低2、因为活性污泥对磷的积蓄量是有限的，对排泥量必须控制Phostrip工艺厌氧-好氧和化学法组合流程除磷1、由于在磷浓缩液中加入少量的石灰，能经济的除磷2、除磷效果稳定必须增加除磷设施2.3中水回用的研究方法和主体工艺的确定再生水回用于工业冷却水及景观用水，根据再生水水质要求，结合现污水处理厂的出水水质特点，应在二级处理基础上进一步去除BOD5、CODCr、SS、NH3-N、TP，方可达到回用标准。参考国内外污水处理实际运行经验，同时遵循技术成熟、效果稳定、投资适当、管理
44、方便的原则，选择生物脱氮除磷+絮凝反应过滤以及混凝沉淀工艺进行工艺比选，其中生物脱氮除磷工艺主要有接触氧化及曝气生物滤池两种方法。2.3.1曝气生物滤池工艺曝气生物滤池(Biological Aerated Filter)也叫淹没式曝气生物滤池(Submerged Biological Aerated Filter)。国外从20世纪初开始进行研究，于80年代末基本成型，后不断改进，并开发出多种形式。在开发过程中，充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，集曝气、高滤速、截留悬浮物、定期反冲洗等特点于一体。其工艺原理为，在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着生物膜，滤池内
45、部曝气，污水流经时，利用滤料上高浓度生物膜量的强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为反冲洗过程10。水中曝气生物滤池(BAF)，和水中需氧生物滤池一样，相对其他的固定膜反应器(比如生物转盘(RBC)或者滴滤池)，具有高浓度的活性生物量、易控制的超额生物量以及更长的污泥停留时间(SRT)等优势，从而可以降解复杂的化合物11曝气生物滤池用作污
46、水三级生物处理，主要是为了硝化去除氨氮，并进一步去除水中有机物和悬浮固体。若同时在厌氧和好氧条件下运行，还可用作污水的除磷。残留于滤后水中的细菌、病毒等在消毒的过程中也将容易被杀灭。2.3.2接触氧化池工艺生物接触氧化法也叫浸没式生物膜法，是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的生物膜法工艺，主要由池体、填料、布水装置和曝气系统4部分组成。对于微污染源水，有机物浓度不高，且存在一定量的无机碳酸盐(碱度)，在曝气充氧条件下，自养型的硝化细菌和异养微生物以好氧生物膜的形式附着于填料表面上，钟虫、喇叭虫、寡毛类、枝角类和软体动物等原生动物和后生动物也栖息在生物膜上，并有蓝藻、绿藻和硅藻等多种藻类。形成一个复杂的生物群落。源水与生物膜接触时，通过微生物的新陈代谢活动和生物吸附、絮凝、氧化、硝化、合成和摄食等综合作用，使源水中氨氮、铁、锰和有机物等逐渐被氧化和转化，达到净化水质的目的12。微生物所需的氧通过人工曝气供给，池底曝气与污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生膜的生长，形成生物膜的新陈代谢。脱落的生物膜将随出水流出池外。由此可