城市污水处理工艺技术综述

城市污水处理工艺技术综述 0一 。 李彦春 3 ×7尸尸、。； 摘要 对 当代城市污水 处理技术现状及发展趋 势进 行 了综述 简析．就 目前 典型的 污水 处 理流程及工 艺优缺点，发展 历程 阐述 了个 人观 点．并倒举 了国内三十五座近年设计投 产的城 市 污水 厂简况。 关键词 城市污水 处 艺 流程 筮氢整查 墨些氢丝查 — — 艰 一 目前．在水工业体系中．城市污水处理业 处理能力 2886．1万吨／日，污水处理厂投资 的发展相当迅速，处理技术与工艺在国内已 约 490亿 元，平均投 资 1698元／吨 日。 至 具有较高水平．由于我国经济发展水平的原 2OlO年．需新建城 市集 中污水处理厂 1ooo 圆，国内 90％的城市污水建设资金来源于各 余座。我 国的 境 质景能得 到进一步的 改 种渠道的国外贷款．用于引进技术与设备，埔 善。四川省现有二级生物污水处理厂(达标 加了国际交流，推动了国内城市污水处理技 设计)仅成都三瓦窑污水厂(1O万吨／日)和 术的发展。截止 1996年底．我国城市市政系 彭州市污水净化站 (4000吨／日)，正在建设 统年收纳污水 208．9亿吨．建有城市污水处 中的有三 瓦窑污水厂二期(30万吨／日)、绵 理厂 153座．处理能力 751．2万吨／Et，加上 何1污水厂(10万吨／日)、都江堰市污水厂(一 分散设施的处理能力，每年处理污水23．8亿 期4万吨／日)、达 川污水厂 (一期 4万吨／ 吨，市政系统污水处理率为 11．4％，而且这 日)、青白江污水厂(一期 5万吨／13)、巴中污 些污水处理率，并未限定污水处理程度和深 水厂(一期 4万吨／日)、遂宁污水厂(一期 4 度标准。它综台计人了企业的预处理和市政 万吨／日)。此外还有些城市正在设 计规化 系统一级处理．简易设施处理及二级生化处 中，建设资金没有落实，因此我省城市污水处 理的所有水量．真正达到二级生化处理标准 理的任务很艰 巨，目前自然水体污染现状令 的污水处理能 力仅 537．9万吨／日，由此推 人担忧．为了我省经济可持续性发展，加快污 算．现有能达标(指 GB8978—88标准．而 98 水治理步伐已成为当务之急。 年以后执行更高标准 GB8978—96标 准)的 城市污水处理 是项公益性事业，造福子 城市污水处理率最高为 5．6％左右。今年依 孙，关系千万家庭及社会稳定和经济发展，社 据中央三号文件辅神，扩大内需，加大基石}l；设 会效益和环境效益极其显著，但经济效益不 施建设，其 中新建城市污水厂建设项 目 137 明显，我国是发展中国家．对城市污水处理 厂 个，因此污水处理工艺技术也将有较大提高 出现了“建得起．养不起”的现象，固此采用高 与革新。 敏、低能耗、运行成本低、管理维护方便的处 根据国家“九五”和建设部城市污水 理工艺应是优选．它也是工程技术人员 处理规划要求。到 2000年，城市集中处理率 为之奇斗的目标。 为2s％，2010年处理事应达 40％，南此预测 1 国内城市污水处理技术概述 到 2000年需增污水处理能力约 2215．s万吨 污水处理从其机理上讲主要分两块：一 ／日，投资计划为 323亿元，平均投资 1458元 是物化技术，二是 生物技术，就城市污水而 ／米 ．日；南 2000年到 2010年，需增加污水 言，南于其浓度低，水量大，仅靠物化处理达 · 36 · 西南结排木 1999牟第 4期 维普资讯 http://www.cqvip.com 标运行成本高，不切实际．国内外主要以生物 处理为核心单元进行治理．要求出水水质指 标较高时．物化技术给以辅助。 生物处理根据微生物呼吸方式不同．分 为：厌氧技术、缺氧技术、好氧技术。这三种 技术中．好氧技术又是污水治理的把关核心。 为了把这三种技术在实际中工程化．出现了 多种工艺路线．其主要以几何形状、运行参数 及微生物状态不同而加以区分。当前国内城 市污水处理主要工艺见<城市污水处理典型 工艺方案一览)。 城市污水处理典型工艺方案一览表 典塑工艺名称 悖水处理工艺液程 关髓技术 主要优点 主要缺点 备注 I产坭量多 ．滴 程 如 ：天 津纪庄 子 进水一粗格栅一 提升 植心单元为 ： 曝气 1 技 木 戚 热、运 长构筑物多．造 价 城 市愕水 处理 传统活性污 坭 泵一细格栅一沉抄一 池 ． 采用鼓风 曝气 行、管理经验丰富 高： 广 ．规 模 30万 法工艺 初沉池一曝气}电一二 的方式 2处理效果稳定． 2脱氮 除 碑 效晕 吨，日 。 好，仅 对 COD、 沉池 一 出水 出水水质好。 该技 术早 期使 BOD 、SS有 机物 有 用 较多 。 击除作用。 1技术路线嘲确， 如 ：责州六盘水 B — c法 进 水一 粗格栅一提升 址理教皋好 ．尤其 I产污泥量多． 城市悸水广 ． 规 高负荷括性 愕 泵 一 纽格拇一沉砂一 棱心 单元 为 曝 ．t 对除 磷有 嘲显 的 处理泥量费用较 模 5万吨／日 。 泥和化学絮凝 初沉池一曝气池一= 池及 加 荮二 抗 池 作用； ； 该 技术较适 用 的生化和物 化 沉池一 出水 曝气方式为鼓风 2出水水质稳定． 2臂理运行要 于中小规 模污 结音工艺 +加药 舶诘 到 较 高的 出 求高。 水厂 水质量。 I拄木虚熟，处理 如 ：青岛海泊河 A—B法 进水一租格栅一 提升 棱心单元：A、B两 高澈虚 生 活污 水 i脱氨 降碡 效 果 污水处理 厂．8 嗳 附 降解、超 泵 细格栅一A曝气 段的曝气池 、 二沉 效果好； 理想} —12万吨／日。 高负荷活性 污 池一A沉淀池一 B曝 {乜曝 气方 式为 鼓 2出水稳定。水质 2流蠢长．新建投 该技术尤 其适 气池 B沉淀池 一出 高I 质也较大F 用于老 厂革新 泥法工艺 风 水 3对 老广 的革 新 3坭量多。 挖措改造．摄青 挖潜有咀显效果。 处理规挂。 I有敲击I豪COD． 如 ：广东旺九污 AIo法工艺 盎承一租格梧一箍开 关健技术为： BOD、Ss同时也有 水处理厂．10 庆氧好氧处理 幕一纽牿栅 厌 氧池 厌氧池(A)、曝气 脱氰赊磷的功柏 万吨／日。 一曝气{乜一 二沉池一 池(o)运行；曝气 2运行稳定、击除 L运 行管 理 要 求 该拄木有 较高 工艺 为鼓 风或 机械 方 高漱度生活悖水、 较高F 的 击 昧 COD 、 出水 运行费节省．耗电 2投资较大。 BOD ． SS的 能 步{ 力．也有脱氰睬 3出水水质奸。 磷功能。 i 对 COD．BOD。 如：保定市鲁喇 ss等有较高 的击 污水厂．规 模 8 Io法工艺 进水一辍格栅 提 升 技术棱心为： 除章： 万吨，日。 废氧 一缺氧 一 泵一细格栅一厌氧洁 厌氧池(A) 2 对髓 氰除 磷有 I运 行 管理 要 求 该技丰 不仅击 一 缺氧池一鼙气池一 缺氧池(A) 较高的击除数果； 较高； 妊氧工艺 2投资较大。 睬 COD．BOD． 二沉池一出水 曝气池(o) 3运行费低．占 同时也 有脱氰 地步； 降礴功瞎．使用 4出水质量好。 较为广蔗。 如：璩海香州污 水处理 厂．3万 I有数去路 COD 、 吨／P 连续循环晦气 BOD 、 SS．出 水 水 I占地较大 ． 氧利 该技术 由于遣 法工艺 进水 粗格栅 一 提升 棱心技术为： 质好； 用串相对低 ．耗能 行方式夏活．得 该法简称氧化 茉 细格橱 一 沉砂池 氧化 沟和 机械 曝 2运行管理 方便． 神大{ 到广蔗应用．氧 淘 ． 是 活性 污 氧化淘一二沉池 气丑 污水 循坪 流 操作维护简单； 掘法的一种变 出水 速。 3耐 冲击负 荷 能 2 祝水 分离 负 荷 化淘技术 由单 型 力强； 要求低。 淘发展到三淘． 由 AE型 爱晨 4运行方式灵活 ； 到 Io 甚 氧 化淘。 西南给排木 1999年第 4期 维普资讯 http://www.cqvip.com 典型 工艺 名 称 柯水 处理工 艺佩程 关 键技术 主要 优点 主要缺 点 备 注 l出承水质 稳定．承 l曩 气 系 统 易 如 ：荛罾 Crundy污承 厂， sBR法 关键技术为 ； 质好； 堵 塞 ． 故 障 率 3000 ，日；澳 大 利 亚 序批式好氧 进承 一 粗 格 橱 一 提 SBR反 应 嚣． 2 运 行 管理 简单 ．自 梧 性 污 泥 升泵一 细格栅一沉 自控技 术；曝 拉水平高； 高； Tamwp[th污承厂。 出，问 敬 远 砂一sBR池一出永 气方 式 为 鼓 3占 地步、造 竹低、 2 ^ 工 操 作管 该技术在大型污 水厂有 行处理工艺 风方式 耐冲击负荷i 理炳聩．监测手 待进一步推广．工业废承 段要掌高。 处理应用较多。 4操作灵括 ICEAS法 1出水承质稳定．水 SBR法的革 关健技术为 质好； l设备 造 价偏 如 ：昆明第三污水厂．15 赢代用技术 连水一粗辖摄一提 2对 赋氟睬碑 效 率 高 ．技术垒部 万吨／ (I／A)．连续 升泵一细拮栅一沉 ICEAS _叵 应 高； 进 口： 日。 盎 水，局 期 砂一ICEAS反应池 {电 3造价省 ． 占地步 ； 2 运行 管 理 经 诙技术作为革新技术．目 捧承廷时曝 一出承 曙气 方 式 为 前在 3—6万吨污水厂应 气好氧插性 鼓风方式。 4集 ／O功龅于一 验步．撮作要求 池I 严格。 用多．大型污术厂有待进 污泡工艺。 5 自控承平高。 一步推广。 l没有脱氮降磷 如 ：美 国 盐 胡 城 污 水 厂。 TF／SC生 物 进承一粗格栅一提 关健技术为： l出承承质楹 高。运 赦果； 谯 日 体 升泵一细格棚一沉 俐 SC 行稳定。 2弛身高．有碍 ∞．7万 日。 砂一 韧沉 一TF／SC 礤气方式为 2动力摘耗 氍、运转 视线 ； 诙技术作为美国革新技术 按触工艺 之一建造50采鹰．使用受 一 出水 鼓风方式 贽步。 3占地多．有池 蝇阿。 到一定限制。 如 秦皇 岛海湾悖承厂．4 进承 一 粗格栅一提 关键技术为 ： l出承承质选标．处 l 装机 容 量较 万 ，日 ； 异重巍射流 升泵一细格据一沉 异重诫射巍奄 理效果好； 大 ： 该拄术在工业废 曝气括性污 砂 一 韧沉一异重斑 2设备简单，噪音小、 掘法 射斑曝气一二沉池 气．括性 泞掘 运行稳定 ； 2使用趣摸不易 承处理中应用广臣；城市 池。 太大。 悖水处理在周围环境有要 一 出承 3占地步、造价{匠 求条件下使用较多 。 生精膜法工 艺 进水一粗格栅一提 1较强 的抗 冲击 负 l高椎度城市枵 氧化{电中音勺 升泵一细格栅 一沉 关键技术为： 荷。出水承质好，且稳 水时。 音量多 如：太原城市 徽生物附着 砂一相沉一接 触氧 接触氧 化讹， 定．占地步投资省 时易堵塞i 污承厂．规模 l万吨／日； 在固体填料 化他 二祝池一出 曙气方式为鼓 2产掘量步。管理方 2 运行 经 验 不 该技术适宜于低谁窿、小 表 面。不 蔫 永 风。 便．空气用量步．设计 当．规模不 易太 规模的城市污术广 负荷大。 大。 回煎污提 。 Ll 厌氧及缺氧技术(A／A) 该技术应用于城市污水处理，主要达到 以下功能目的： A)降解部分有机物或转化有机物构成， 为后续好氧单元有效处理创造条件； B)达到脱氮降磷效果； 在工程实施中．可以根据当地及 污水水 质具体情况，与好氧单元合建或分建。 1．2 好氧技术 好氧技术是污水处理中的把关技术，为 达到高效净化污水目的，工程技术人员对结 构形式进行了多样化的设计 描述，经历近世 纪的变革．发展了若干种高效净化工艺方案。 · 38 · 传统活性污泥法 (0段) (0段即好氧段) 一高负荷活性污泥法 B—C法 A—B法 一射流曝气法 一船R 二 I蝎TA N工艺 ～UN K工艺 一投药活性污泥法 一延时曝气法 其它方法 延时 气法一一二蓑 ： 单黼靴沟 单沟式氧化沟 AE型氧化沟 ● 、 + 双沟式氧化沟一 DE：型氧化沟(无除磷功能) 三沟式氧化沟 西南给排水 t999年第 4期 ● ／O氧化沟(有除磷功能1 维普资讯 http://www.cqvip.com 1．3 组合技术 为了达到较好的去除效果，以及不同处 理功能，把厌氧、缺氧、好氧有机组合起来形 成 工 程 方 案。如 A／O。 ／O，AOE，AOR， SAO．AOC等工艺技术，已成为目前的发展趋 势。并在污水处理建设中，得到广泛应用。 2 国家排放标准修订 随着我国经济状况的好转与发展，城市 用水量增加，随之排水量也增大了，污染负荷 也增强了，环境治理与保护已成为可持续发 展所必须进行的工作，并且已成为当务之急。 有关国家排放标准经历 了几次修订，70年代 初，国家颁发了 GB54—73标准，排放指标要 求较低，随着改革开放和经 济发展，国家于 1988年 4月 5日批准了新的排放标准，并于 1989年 1月实旖，即 GB8978—88。该标准对 排放标准有 了较严格的要求。至 1993年，建 设部又颁发 了 CJ3025—93城市污水排放标 准。在 GB8978—88基础上，对排放的污染指 标又有进一步的提高。1996年 1O月 4日，国 家批准 GB8978—96新排放标准。要求 1998 年元月 1日起实施，新标准中对排放的各项 指标又有最严格的限制，防止环境 的进一步 污染恶化。 除国家排放标准之外，各省市针对 白己 的实际情况。在不同的发展阶段也相应制订 了该方面的标准。 城市污水处理厂工程的设计主要依据之 一 就是这些国家排放标准，标准要求的高低． 直接影响到城市污水处理的工艺方案、工程 造价和运行费。 3 城市污水处理技术的几点看法 3．1 工艺方案 国内外污水处理技术发展 已成为多样 化，为了达到去除污染物及治理环境污染 目 的，工程实施中依据建设地方的水质、排放标 准要求、经济发展水平及其它边界条件来选 择 最 优 化 的 污 水 处 理 方 案。 为 了 达 到 GB8978—96新排放标准，把厌氧技术、缺氧 技术、好氧技术有机组合运行是不可少的，也 西南培排水 是当前发展趋势。同 时在特殊情况下，还需 物化处理辅助才能达到新排放标准。 从(国内城市典型污水厂工程概况)中看 出。污水处理 的各种先进技术都有优点和缺 点，因此在城市污水处理厂工程的设计中，应 根据每个地方的污水水质、人员索质、地形条 件、地质条件、排放标准、投资额度、运行管理 等诸多方面进行 比选论证，选择最优化的工 艺流程。做到 以科学为依据．因地制宜、实事 求是。 3．2 工程投资 排放标准不同以及其它外界条件变化。 造成城市污水处理工程投资也相差很大，80 年代中期或以前建成的城市污水厂，由于物 价指教低，排放标准低，所以投资额也偏低， 执行 88年排放标准以后，投资额有所提高， 尤其进入九十年代以后。口308—93标准颁 布，物价指效上扬，要达到排放标准．工程投 资额又有所突破．白控水平要求提高也是原 因之一。GB8978—96标准的实施。尤其 T— P指标的要求。使得城市污水处理厂一般都 要求采用具有脱氮降磷功能的 A2／O技术，只 是构筑物形式不一样而已。工程造价也相应 提高许多了。但这仅指一般情况而盲，如果 有特殊要求或其它因索．工程投资额也不一 定提高。因此单位污水投资幅度变化较大， 一 般 800—2200元／日．吨。 3．3 运行费及处理成本 运行费高低是评价工程方案最直接的指 标。优化的工程方案在达到的排放标准 前提下。应是投资及运行费最省的。随着物 价上扬，排放标准提高，总体而盲运行费较前 也有所提高。地区不同。工艺方案不同，处理 标准不同。造成运行 费幅度差距较大，一般 为：0．2—0．6元／m ．日，处理成本 0．3—0．8 元／m ．日。 3．4 城市污水处理产业化 随着城市污水处理厂建设速度的加快， 根据我国污水治理规化，2000年用于污水处 理设备投资约 110亿元，2010年设备投资约 1999年第 4期 ·39 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 180亿元。当前对引进设备进行国产化 已成 为我国技术消化的重点，今后污水处理设备 国产率将大大提高，再加上供水工程设备投 资 300亿元，因此污水处理及给水处理设 备 制造业提供约 500亿元的市场需求，针对 四 』I1省的具体情况，应加大污水及给水设备产 业化的进程，抓住机遇．为四』I1省的经济增长 作出贡献。 4 城市污水处理厂的污泥处置 城市污水处理过程中，伴随着污泥产生， 污泥处置是防止二次污染必不可少的过程。 污泥处理技术较为成熟，一般方法为：浓缩一 消化一脱水一处置；目前一些污水厂设计中 参考国外经验，消化单元省略了，浓缩后直接 脱水至外运填埋。具体处置方法视实际情况 来定。 z3．作者通讯处：610081 成都市曹家巷 81号 中国市政工 程西南设计研究院 国内主要城市典型污水厂工程概况 规模 设 计 投 贷 经 挤 指标 采用 的 工程 名称 (万 ，日) 年份 (万元) (元， 泞承) 工艺技术 长 抄市污水 处理 广 6．0 1985 3694 6l5．7 氧 化 淘工 艺 挂杯东区污承处理广 3．0 1987 l8l3．7 604．6 氧化沟工艺 天津东郊悸水处理广 40．0 198B to工艺 {IlJ头龙胡悸承广 4．8 1989 399l 9 831．6 氧化沟工艺 石象庄市辑西污承广 l5 1991 12815 73 854．4 活性污观法工艺 珠海香州污水处理广 3．0 I991 7000．00 l995．00 tO氧化沟 重庆污水处理广 4．8 1991 活性污掘法工艺 邯郸市污承广 6．0 1991 三沟式氧化沟工艺 嘉安市污承处理广 5 1992 5431．73 1086．3 A—B法工艺 厦门市杼水广 8．0 l9蛇 加 活性琏活性悖泥法 青岛悔}自河污承处理厂 8—12 1993 l{66q 1466．9 A—B法工艺 演州市污水广 3 l993 3558．00 1186 氧化沟工艺 马鞍山市污水广 10．0 l993 氧化沟工艺 慑定市鲁岗污承广 8 1994 10003．07 1250．4 A2tO活性悖扼法 西安市污水广 15．0 l994 20310 1354．0 DE,型氧化沟 青岛市固岛好柬处理广 tQ t994 29694．52 2 9．5 A—B磕工艺 台肥市污水处理广 l0 l994 l7858．1 1785．8 氧化沟工艺 保定市银定庄污水广 8 1995 10372．83 l296 6 ／O活性污泥法 成都三瓦窑污水广(--期) 30．0 1995 4300．00 l4招．33 A0E工艺 三亚红 抄污承 广 10 1995 19872．15 I987．2 A—B法工 艺 青岛市李村河污水广 8 1996 17191 2l48．9 VIP生物工艺 广西南宁污水广 20．0 I996 29000．0 1450．0 AOE工艺 蛐市污术处理广 10．0 1996 19771．7l 1977．2 卉 宁市污承处理广 20．0 1996 30909．28 1545．5 陌康市污承广 8 1996 12l67．0 l520．9 大连大窑湾污水处理厂 8 1997 l6259 2044．9 A／O除磷三 级技术 田JI『埠阳市污水广 10．0 1997 AOE工艺 云南大理污水处理广 8．0 1997 活性污摁j击工艺 广东江九污承广 10．0 1997 A／0工艺 昆田市第一污水广 5．5 1992 4400 B00(不舍征地费等) ／O氧化沟 昆明市第二污承广 l0 l995 9000 900．00(不舍怔地费等) A|tO工艺 昆明市第三污承广 15 l996 l3000 886．7(不舍征地费等) ICEAS工艺 唐山东郊污水广 l5 l995 25000．0 1667．0 三沟式氧化沟 北京高碑店悖水厂 50 l991 5240(I l048 A／O 西南结排球 1999年第 4期 维普资讯 http://www.cqvip.com