“準Ⅳ類”標準指的是汙水中常規指標除總氮外均達到地表水Ⅳ類標準。

一、工藝分析

城鎮汙水處理廠出水一級 A 標準相當於城鎮汙水再生處理要求，將汙水二級強化處理、三級處理、深度處理和消毒工藝進行組合與集成。而準Ⅳ類排放標準在一級 A 的基礎上提出了更高的要求。

二、一級處理工藝

一級處理工藝主要去除汙水中呈懸浮狀態的固體汙染物，根據來水類型及來水標高，選用匹配的格柵類型，常用的一級處理工藝如下：

原汙水→粗格柵→集水池及提升泵房→細格柵→沉砂池→初沉池，當二級處理采用 MBR 膜係統時，需要增加膜格柵工藝段。本文對沉砂池及初沉池工藝類型進行分析。

（1）沉砂池工藝。

平流沉砂池流態為平流，需保證適宜的水平流速，沉砂中約夾雜有 15% 的有機物，當水質水量波動較大，去除效果難保證。

旋流沉砂池采用水力渦流，沉砂池中心處的旋流使得砂粒沉降。旋流沉砂池水力停留時間短，占地麵積小，易設備化，但需保證前端細格柵柵條間距盡可能小，減少對葉輪及提砂裝置的磨損。

曝氣沉砂池采用鼓風曝氣，通過砂水紊流碰撞去除，除砂率較穩定。曝氣沉砂池耐衝擊性好，對於水量波動較大的汙水廠較為適用。但曝氣量無法實時控製，存在過度曝氣的問題。

平流沉澱池對於粗砂的去除率高於曝氣沉砂池，對於細砂的截留率則遠低於曝氣沉砂池。實際工程中，需針對進水水質特點及占地需求，選擇最為合適的工藝類型。

（2）初沉池工藝。

初沉池通過將非溶解性的有機物及無機物的沉降，BOD5 和 CODCr 含量都能在不同程度上下降，從而減輕了後續處理構築物的負荷，降低汙水處理廠運轉費用，在沉砂池後設置初沉池，用以緩衝SS 對汙水係統的衝擊。初沉池經過水解發酵的底泥也可引入厭氧池，為厭氧釋磷提供碳源。準Ⅳ類標準下，為保證總氮對碳源的需求，當 BOD/TKN ≤ 4 時，可不設初沉池，也可設置速沉池，有效去除無機物而保留非溶解性的有機物。

三、二級處理工藝

二級處理工段是整個汙水處理係統的核心部分。目前廣泛使用的工藝為 A2O及其變形工藝，以及 MBR工藝。本文主要針對前者進行闡述。

（1）A2O法及變形工藝。A2O工藝不僅具有較強的脫氮除磷功能，還具有很強的抗衝擊負荷能力。A2O工藝可以同時完成有機物的去除、硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能，脫氮必須保證 NH3-N 應完全硝化，硝化產生的硝酸鹽才可進行反硝化得以去除；缺氧池與好氧池聯合完成脫氮功能；厭氧池和好氧池聯合完成除磷功能。

常規 A2O工藝存在以下缺點：①回流汙泥中的硝酸鹽含量會造成厭氧區釋磷能力大幅下降；②缺氧區位於係統中部，進水中的碳源已經被上一工藝段微生物同化吸收，係統的脫氮效果受到碳源的製約；③由於存在內循環，常規工藝係統所排放的剩餘汙泥中實際隻有小部分經曆了完整的放磷、吸磷過程，其餘則基本上未經厭氧狀態而直接進入好氧區，係統除磷不利。A2O變形工藝在回流汙泥點、多點進水設置及生化功能區的組合等方麵進行優化。

（2）UCT 工藝。A2O工藝的基礎上增加缺氧混合液回流，且二沉池外回流汙泥回到缺氧池即為傳統的UCT工藝。這樣在冬季水溫較低的情況下，確保係統達到較好的除磷效果。UCT工藝流程如圖 1 所示。

（3）多點進水倒置 A2O。多點進水倒置 A2O工藝是對倒置 A2O工藝的改進，好氧區產生的硝酸鹽不再通過外回流係統進入厭氧池，回流汙泥在缺氧池內進行反硝化，去除硝態氧，再進入厭氧段，保證了厭氧池的厭氧狀態，強化除磷效果。可根據不同進水水質，不同進水水質，不同季節情況下，生物脫氮和生物除磷所需碳源的變化，調節分配至缺氧段和厭氧段的進水比例，反硝化作用及除磷效果均能得到有效的保證，多點進水倒置 A2/O 工藝流程詳見圖 2。

（4）二沉池池型選擇。二沉池大多采用輻流式沉澱池池型。根據進出水布置方式可以分為中心進水周邊出水、周邊進水中心出水、周邊進水周邊出水等形式；周邊進水輻流式沉澱池是一種沉澱效率較高的池型，其設計表麵負荷可明顯提高。項目設計階段可根據設計規模及占地造價等靈活選用。

四、三級處理工藝

（1）高效沉澱池。生化處理之後的二次沉澱池出水懸浮物濃度為 20 ~30mg/L，深度處理單元麵臨的主要任務是去除懸浮物和化學輔助除磷，使 SS ＜ 10。高效沉澱池分為絮凝與沉澱兩個部分，經斜管沉澱後的出水通過池頂集水槽收集排出。部分汙泥從沉澱池回流至快混池或絮凝池中心反應筒內，汙泥循環率通常為5 ~10%。關鍵參數如下：

①快混池停留時間 t 一般在 1~3min 即可。PAC 的投加量與原水類型及參數有關，一般加藥量在30~ 100mg/L，具體以實驗結果為準。

②絮凝池：進水管內進水與回流汙泥進行混合，流速按 1m/s 左右控製。絮凝池停留時間 10~15min。控製導流筒內流速：0.5 ~0.6m/s。一般 PAM 加藥量在 0.5~1mg/L，配比 0.1%。過流洞至推流區流速0.03~0.035m/s。

③斜管區：沉澱區的表麵負荷：斜管區水平投影單位麵積的處理水量 10~20m3/（㎡·h）。沉澱池清水區上升流速 5.5~7mm/s。

（2）反硝化濾池。①曝氣生物濾池。曝氣生物濾池根據處理程度不同可分為碳氧化、硝化、後置反硝化或前置反硝化等。

關鍵參數：a 池體高度宜為 5~7m。

b曝氣生物濾池宜分別設置反衝洗供氣和曝氣充氧係統。曝氣裝置可采用單孔膜空氣擴散器或穿孔管曝氣器。曝氣器可設在承托層或濾料層中。

c 曝氣生物濾池宜采用濾頭布水布氣係統。反衝洗宜采用氣水聯合反衝洗，通過長柄濾頭實現。反衝洗空氣強度宜為10~ 15L/(㎡·s)，反衝洗水強度不應超過 8L/(㎡·s)。

d 曝氣生物濾池的五日生化需氧量容積負荷宜為3~6kgBOD5/(m·d)，硝化容積負荷（以NH3-N計）宜為 0.3~0.8kgNH3-N/(m·d)，反硝化容積負荷（以NH3-N計）宜為 0.8~4.0kgNH3-N/(m·d)。

②反硝化深床濾池。反硝化深床濾池將生物脫氮及深度過濾結合，采用有著較大比表麵積的濾料，1.8m 左右的濾床深度保證了懸浮物的高效截流，也能有效阻止截流物的穿透。反衝洗用水量 2%~4%，濾池前投加適量優質碳源，以保證濾料上附著的反硝化細菌的生長需求，完成把 NO3-N 轉換成N2的反硝化脫氮過程，反硝化產生的大量氮氣上浮，提高了過濾效率，也增強了反硝化細菌與水流的紊流接觸，去除出水中固體懸浮物的同時，也降低了出水中的 BOD5，出水總磷穩定降至 0.3mg/l 以下。反硝化濾池能輕鬆滿足濁度 <2NTU或SS<5mg/l（通常SS<2mg/l）的要求。

③反硝化活性砂濾池。連續活性砂反硝化過濾器將混凝、澄清、過濾、反硝化有效結合，是一種廣泛應用的設備化的反硝化濾池形式，它不需停機反衝洗，無需設置反衝洗水泵，僅采用壓縮空氣的氣洗實現連續流砂；采用無需級配的單種濾料；停機切換用電動、氣動閥門。無需單設混凝、澄清池，及配套設備。通過在線投加適量的化學除磷劑（PAC），達到去除總磷的目的。

連續流砂反硝化過濾器中投加的碳源首先消耗水中的溶解氧為反硝化細菌提供厭氧的環境。同時利用水中的碳源，在去除固性懸浮物及 TP 的同時，將廢水中的硝態氮等汙染物轉化去除，從而達到高品質的出水。

水經過臭氧氧化後，水的濁度、色度、可生化性等都能得到極大改善。臭氧氧化法主要有以下作用。

（1）水的消毒：臭氧是對各種致病菌及抵抗力較強的芽孢、病毒等都有比氯更好的殺滅效果，是一種廣譜殺菌劑。臭氧投加量為 5~15mg/L，接觸時間 6~15min。

（2）去除 COD：COD 的去除率一般能達到 50~70%。

用臭氧氧化處理法還可以去除苯並 (a) 芘等致癌物質。降解1mg L-COD 需消耗 2~4mg/LO3，接觸時間 15~60min。（3）水的脫色：印染、染料廢水可用臭氧氧化法脫色。一般用臭氧 20~50mg/L，處理10 ~30min，可達到95% 以上的脫色效果。

六、紫外消毒（電殺菌設備）

紫外線殺菌利用適當波長的紫外線，有效破壞微生物機體細胞中的分子結構，造成生長性或再生性細胞死亡，達到殺菌消毒的效果。實際項目中需設置紫外超越渠，按需設置起吊裝置，保證設備的檢修需求。根據紫外設備考慮水頭損失，及渠道流速等。

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