城市污水处理工艺选择

l22 应 周科 攀 科201 0 1 年第嗍簿 城市污水处理工艺选择 张艾星 (合肥市市政设计院有限公司，安徽合肥 230001) 摘 要 我国地域广阔，各个城市水质有着各自的特点，因此如何选择合理的污水处理工艺对于污水处理具有重要意义，就各种污水处理工 艺及其适用性进行简单探讨分析。 关键词 污水处理；工艺选择；物理处理法；生物处理法；污泥处理 中圈分类号 TU992．3 文献标识码 A 文章编号 1673—9671一(2010)052—0122一O1 我国城市生活需水量201O年将达到91O亿立方米。而我国每天排出的 污水高达37亿吨，未来十多年，将需要建设大约1万座污水处理厂才能 满足城市污水处理的基本需求，此外还将在1．7万个建制镇建设污水处理 及中水回用设施。 由于我国地域辽阔，气候跨度大，经济发展水平差异较大；加之城 市污水处理厂的建设资金来源多样，技术支持、提供和服务方较多；已 建的城市污水处理厂的规划、设计、建设和管理有着较强的地域性。因 此对城市污水处理的工艺进行分析，从而便于对本工程的工艺做出正确 的选择。 1城市污水处理工艺选择的原则 根据污水水量、水质和处理水排放出路，结合当地自然条件、经济 状况、技术水平及管理人员素质，进行多技术经济比选后再行确 定，至少考虑三个比选方案为宜。选择主要原则如下：1)技术合理。 首先应采用能够保证处理要求和处理效果，技术合理、成熟可靠的处理 工艺。同时可结合处理厂所在城市的具体晴况和工程性质，积极稳妥地 采用污水处理新技术和新工艺，对在国内首次选用的新工艺、新技术， 必须经过中试或生产性试验，提供可靠的设计参数后方可采用。2)经 济节能，工程造价低，省能耗，省运行费及占地少。 “运行费用低、造 价低和占地少”是经济节能的基本要求。对于城市污水处理，运行费用 主要是两大因素：①提升泵房电耗，一般占运行费用的20％～30％，主 要与出水水位标高、进水管底高程和工艺损失有关；②鼓风机房电 耗，一般占运行费用的50％～6o％，主要与进出水BOD。或氨氮等要求 有关。因此不同工艺本身对电耗影响较小，即工艺对运行费用的影响相 对较小，但造价和占地则不同，在比较工艺的积极性方面主要是投资和 占地因素间的比较。3)易于管理；运行管理简单，控制环节少，易于 操作。城市污水处理是我国的新兴行业，专业人才相对缺乏。在工艺选 择过程中，必须充分考虑到我国现有的运行管理水平，尽可能做到设备 简单，维护方便，适当采用可靠实用的自动化技术。应特别注重工艺本 身对水质变化的适应性及处理出水的稳定性。4)重视环境；厂区平面 布置与周围环境相协调，注意厂内噪声控制和臭气的治理，绿化、道路 与分期建设结合好。最大限度地消除二次污染是污水处理厂进行工艺选 择必须考虑的因素之一。 2城市污水处理的主要工艺及其适用性 1)物理处理法。物理 (一级 )处理工段包括格栅、沉砂池、初沉 池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的，处理的原理在于通过物 理法实现固液分离，将污染物从污水中分离，这是普遍采用的污水处理 方式。物理 (一级 )处理是所有污水处理工艺流程必备工程。其处理流 程为：污水先经过格栅，截流粗大的污染物，再进入沉砂池将污水中较 大的无机颗粒分离出来，然后进入沉淀池去除大部玎#k忑l~l浮固体。 城市污水一级处理BOD。和ss的典型去除率分别为25％和50％左 右。在生物除磷脱氮型污水处理厂，一般不推荐曝气沉砂池，以避免快 速降解有机物的去除；在原污水水质特l生不利于除磷脱氮的情况下，初 沉池的设置与否以及设置方式需要根据水质特征的后续工艺加以仔细分 析和考虑，以保证和改善脱氮除磷等后续工艺的进水水质。一级强化处 理工艺运行虽然投资省，但处理效果差、运行费用高、污泥量大且后续 处理有难度，因此采用较少。一般仅用于生化性较差的污水处理或当作 二级生化处理的补充。 2)生物处理法。经过一级处理后的污水，BOD去除率只有20％左 右，还必须进行二级处理，即生物处理。污水生化处理属于二级处理， 以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构 成多种多样，可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理 法等四大类。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。 生物处理的原理都是通过微生物的氧化分解、还原合成能力，将污 水中的有机物分解成无机物，将有毒物质转化为无毒物质，同时得到微 生物生长繁殖所需的营养与能量最总使污水得以净化。 3)污泥处理。城市污水三级处理水处理工艺主要是根据二级出水 水质，将多种深度处理技术合理组合形成污水深度处理工艺。可大体分 为传统高级处理工艺 (包含混凝、沉淀、过滤、活性炭吸附；以膜分离 为主的工艺组合技术)；臭氧活性炭工艺：(部分传统工艺+MF、uF、 5IF等膜活性炭和膜分离为主工艺等。污水处理工艺的作用仅仅是通过生 物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到 污泥中，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余 活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机 物和病原体，而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任 务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理并妥 善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响，必须重视。 如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水厂的净 化效果也就会被抵消掉。 污泥中含有大量的水分，污泥处理的目的就是使其脱水及防止二次 污染，减小体积、有利运输，在可能的条件下综合利用，变害为利。降 低污泥含水率的方法有：浓缩、脱水和焚烧三种。 3城市污水处理工艺选择的影响因素 决定城市污水处理厂投资和运行成本的很重要因素是污水处理工艺 的选择。符合国家城市污水处理及污染防治技术政策的条件下，从国内 已建污水处理厂的实际建设、运行和管理的经验看，国内的城市污水处 理厂的建设和污水处理工艺选取一般考虑诸如：处理规模、受纳水体环 境要求、污泥出路、发展余地、管理水平、运行费用、工程投资、城市 经济发展水平和土地资源条件等因素。 ～ 座城市污水厂处理工艺的选择，虽然应由污水水质、水量、排放 来确定，但是，忽略污水处理厂投资和运行成本，过分强调污水处 理工艺的先进是不足取的。实际上，我国有些城市采取的高投资、高运 行费的新工艺，由于水质浓度低等缘故，并 城市污水处理投资大，运行费用高，为降低朽水处理投资和运行成 本，因地制宜地进行工艺方案 (主要是生物处理方案 )比较是必须的。 对污水处理方案的比较力求客观全面，在同等进水、出水条件下，其设 计参数应包括对各种污染物的去除率、曝气时间、污泥负荷和容积负 荷、曝气量及氧的利用率 (及动力效率 )和污泥产量 (及污泥指数)等 做全面分析，数据丰富可以做到集思广益，扬长避短，根据技术上合 理，经济上合算 ，管理方便，运行可靠且有利于近、远期结合的原则， 进行污水处理工艺方案的优化选择。在对国内污水处理设施建设投资及 运行费进行广泛调研的基础上，认为不包括管网工程、引进污水处理设 备和引进沼气发电设备，较优的城市污水处理厂建设投资及运行费用的 技术经济指标为：污水处理设施建设投资宜控制在l00O元，t．d左右；污水 处理设施运行费 (包括折旧费 )宜控制在0．5元，Ld左右。 4结束语 根据以上分析，工程设计人员应在设计规划指导下拟定有限的备选 工艺方案，然后在其中通过经济指标核算并筛选出认为技术合理、经济 可行的最终。 参考文献 【1】蒋克彬城市小型污水处理厂工艺设计和改进探讨．环境导报． [21朱勇．城市污水处理工艺方案的层次分析和工程设计实践．硕士论文，2004