小型廢（污）水處理站設(shè)計(jì)應(yīng)注意的若干問題

余承烈，李新紅，韓溫堂

（中國鋁業(yè)山西鋁廠，山西河津043304）

技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)

小型廢（污）水處理站設(shè)計(jì)應(yīng)注意的若干問題

余承烈，李新紅，韓溫堂

（中國鋁業(yè)山西鋁廠，山西河津043304）

針對小型廢（污）水處理站的特點(diǎn)，從預(yù)處理、生化處理、污泥處理、構(gòu)筑物布置等方面總結(jié)了一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。預(yù)處理工藝設(shè)計(jì)時，建議加強(qiáng)調(diào)節(jié)池的攪拌；選擇生化處理工藝時，厭氧工藝建議采用ABR工藝，接觸氧化工藝的填料建議選用塑料空心球填料以便于掛膜；污泥處理應(yīng)根據(jù)污泥性質(zhì)，盡量選用干化場或板框壓濾機(jī)；處理構(gòu)筑物布置應(yīng)選擇一體化平面布置，高程布置應(yīng)按照重力流方向依次布置，構(gòu)筑物之間管道連接、水泵、風(fēng)機(jī)建議統(tǒng)一安裝在通行溝內(nèi)。

小型廢（污）水處理站；預(yù)處理；SBR；污泥干化

小型廢（污）水處理站指的是處理水量在500 m3／d以下的污水處理站，包括工業(yè)企業(yè)的廢水處理站。這些小型廢（污）水處理站有其自身的特點(diǎn)，尤其是工業(yè)廢水處理站，廢水CODCr濃度高，水量、水質(zhì)變化大，pH值超出正常范圍，難生物降解物質(zhì)多，有毒有害物質(zhì)多。由于可參考的規(guī)范手冊很少及設(shè)計(jì)者缺乏經(jīng)驗(yàn)，使得設(shè)計(jì)參數(shù)易和實(shí)際情況產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致工程投產(chǎn)后故障頻發(fā)，運(yùn)轉(zhuǎn)率低，達(dá)標(biāo)率低等。根據(jù)工程實(shí)踐，從預(yù)處理、生化處理、污泥處理、構(gòu)筑物布置等方面總結(jié)了幾個設(shè)計(jì)時易被忽視的問題，提出一些經(jīng)驗(yàn)供大家參考。

1 預(yù)處理工藝

對于難處理的污水，應(yīng)重視其預(yù)處理［1］。CODCr濃度越高，難生物降解物質(zhì)越多，越應(yīng)該重視預(yù)處理。預(yù)處理的方法有設(shè)置初沉池、增加調(diào)節(jié)池、增加預(yù)曝氣、設(shè)計(jì)水解酸化工藝。

1.1 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)

由于調(diào)節(jié)池內(nèi)懸浮物易沉淀，若長時間不攪拌，就會產(chǎn)生厭氧反應(yīng)，還會釋放出硫化氫、氨氣等有毒氣體，因此，在設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池時應(yīng)考慮到攪拌作用。調(diào)節(jié)池的容積按照平均處理水量設(shè)計(jì)，同時滿足HRT不少于8 h，池深不超過5 m的要求。

調(diào)節(jié)池攪拌方式宜選擇立體攪拌，既起到攪拌作用，又起到預(yù)曝氣作用。如果選擇射流器攪拌，可以根據(jù)射流器的服務(wù)面積，設(shè)計(jì)成雙排或多排布置，做到全方位攪拌?？傔M(jìn)水量較小時，也可采用回流攪拌的方式［2］，此時提升泵的流量選擇為處理量的2~3倍，這樣容易選擇葉輪槽道比較寬的提升泵。超出處理量的廢水通過上水管上安裝的分流閥回流到調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)的回流管設(shè)計(jì)成環(huán)形，環(huán)形管有偶數(shù)個出口（如2個出口或者4個出口），出口流速≥2.5 m／s，偶數(shù)回流管在池內(nèi)周邊統(tǒng)一順時針或者統(tǒng)一逆時針布置，攪拌一旦開始，池內(nèi)存水就會沿一個方向旋轉(zhuǎn)，起到攪拌作用。調(diào)節(jié)池內(nèi)水流轉(zhuǎn)動既可以防止沉淀，又有利于生物反應(yīng)。

預(yù)曝氣設(shè)計(jì)可以起到預(yù)氧化的作用，還能起到缺氧池的作用，達(dá)到反硝化脫氮的目的。預(yù)曝氣設(shè)計(jì)建議選擇射流曝氣器，可以在線檢修，觀察曝氣后氣泡散逸的效果及射流器的工作狀態(tài)。

1.2 格柵的設(shè)計(jì)

對于小型廢（污）水處理站，因?yàn)闄C(jī)械格柵造價相對高，管理相對復(fù)雜，雜物量也不大，不主張?jiān)O(shè)置機(jī)械格柵，建議設(shè)置人工格柵。

對于一些懸浮物濃度高的廢水，例如果汁廢水、罐頭（水果罐頭、蔬菜罐頭）廢水、屠宰廢水、明膠廢水、皮革廢水，格柵的作用十分明顯，必須安裝，必要時安裝粗、細(xì)2道格柵，否則后續(xù)處理單元易因雜物堵塞、沉積，很難正常運(yùn)行。

1.3 初沉池的設(shè)計(jì)

初沉池的作用很重要［3］。大部分工業(yè)廢水含懸浮物較多，例如，屠宰廢水中含有很多油脂、蠟質(zhì)、動物內(nèi)臟、皮毛、未消化的食物殘?jiān)?、糞便等，廢水中懸浮物的質(zhì)量濃度高達(dá)2 000~3 000 mg／L，這種廢水首先需要初沉，將廢水中密度大于1 g／mL的雜物沉淀下來，有利于后續(xù)處理。又例如，印染廢水的pH值一般不小于10，在厭氧或者水解酸化前，在初沉池的進(jìn)水管上投加混凝劑（多數(shù)混凝劑呈酸性），混凝效果很好。同時投加酸液，既可以調(diào)節(jié)pH值，又可以讓一部分不溶于水的溶解性物質(zhì)析出，起到節(jié)省混凝藥劑的作用。

2 生物處理工藝

2.1 厭氧工藝

工業(yè)廢水水質(zhì)差別大，在設(shè)計(jì)以前，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)分析報告，在調(diào)研的基礎(chǔ)上，完成初步設(shè)計(jì)。對于CODCr的質(zhì)量濃度大于2 000 mg／L的廢水，如果難生化降解，選擇厭氧工藝；如果易生化降解，選擇水解酸化工藝；對于很難生化降解的廢水，采用水解酸化-厭氧工藝。同時通過試驗(yàn)驗(yàn)證工藝選擇是否正確。具體設(shè)計(jì)時，建議難生物降解的廢水采用折板式厭氧反應(yīng)器（ABR）。與UASB、IC反應(yīng)器相比，ABR反應(yīng)器造價相對低，結(jié)構(gòu)相對簡單，布水相對均勻，水力條件好，反應(yīng)充分，污泥回流也容易實(shí)現(xiàn)。很多設(shè)計(jì)者選擇時根據(jù)說明書直接選用UASB，但由于參數(shù)選擇不準(zhǔn)確，導(dǎo)致工程投用以后，運(yùn)行不穩(wěn)定，幾乎不產(chǎn)沼氣，CODCr去除率僅約10%，后期改造UASB又存在較多困難。

ABR反應(yīng)器進(jìn)行污泥馴化時，投加曝氣池的剩余污泥，逐漸增加進(jìn)水負(fù)荷即可。污泥馴化成熟后，池內(nèi)MLSS的質(zhì)量濃度大于20 g／L，后期出現(xiàn)顆粒污泥，CODCr去除率可達(dá)到80%以上，對高濃度廢水處理起到關(guān)鍵作用。當(dāng)廢水水質(zhì)發(fā)生較大改變時，厭氧污泥需要重新適應(yīng)、馴化，時間大約2個月。一旦馴化成功，ABR正常發(fā)揮作用。某精細(xì)化工企業(yè)［2］原來生產(chǎn)葡萄糖酸鈉，廢水的可生化性很好，后來轉(zhuǎn)產(chǎn)生產(chǎn)聚羧酸，廢水可生化性變得很差，廢水處理站剛開始無法適應(yīng)來水，厭氧反應(yīng)效果差，在后續(xù)SBR池出現(xiàn)大量泡沫，污泥呈灰色（原來是泥土色），污泥沉降性很差，出水超標(biāo)，經(jīng)過調(diào)整，放慢進(jìn)水步驟，逐漸增加進(jìn)水負(fù)荷，60 d后，出水CODCr的質(zhì)量濃度不超過40 mg／L。

2.2 SBR工藝

SBR技術(shù)適宜小水量、不均勻排放的廢水處理工藝。SBR設(shè)計(jì)時，根據(jù)水質(zhì)參數(shù)，結(jié)合前期處理效果，設(shè)計(jì)進(jìn)水、曝氣、靜沉、閑置、排水時間，若考慮脫氮效果，可以適當(dāng)延長靜沉和閑置時間，讓SBR池內(nèi)保持一個缺氧過程，完成反硝化反應(yīng)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，小型SBR池可以不設(shè)計(jì)潷水器，直接采用定水位的辦法，可滿足工程要求。

根據(jù)工程需要，如果要強(qiáng)化處理，SBR池內(nèi)可以放置填料，填料形式、高度、填料與池容比例、安裝方式等通過試驗(yàn)而定。

2.3 接觸氧化工藝

對于進(jìn)水CODCr的質(zhì)量濃度不超過200 mg／L，出水要求較高（CODCr的質(zhì)量濃度不超過40 mg／L）的廢水，推薦采用接觸氧化工藝。填料按照規(guī)范要求設(shè)計(jì)，出水懸浮物濃度很低，不需要污泥回流。

應(yīng)重視填料在接觸氧化池中的使用。一般不選擇單根纖維絲很細(xì)的填料，這樣的填料掛膜比較困難。建議使用塑料空心球填料，直徑大于28 mm，可避免填料堵塞，掛膜較快。在某“電鍍＋生活”廢水處理工程的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，填料運(yùn)行初期（3 d）即可掛膜。

3 污泥處理處置方式

小型廢（污）水處理站的處理水量很小，按照1∶1 000的比例計(jì)算，每天的濕污泥量也很小，污泥脫水方式要通過比較分析確定。

對一般廢水中的有機(jī)污泥脫水，設(shè)計(jì)污泥干化場是首選。在降雨量大的地區(qū)，考慮可移動、可拆卸的陽光棚。若污泥臭味很大，或者含有毒氣體，則要設(shè)計(jì)除臭氣、毒氣裝置。

對主要含無機(jī)污泥的磁性材料廠、選礦廠污泥等，由于污泥易脫水，且脫水后可以資源化回收，因此，選擇板框壓濾較切合實(shí)際。

小型污水處理站，污泥量太少，不宜選擇臥螺離心脫水機(jī)和帶式壓濾機(jī)作為脫水設(shè)備。

4 一體化布置處理構(gòu)筑物

4.1 高程和平面設(shè)計(jì)

小型廢（污）水處理站，占地雖不大，但是處理流程仍很復(fù)雜，高程設(shè)計(jì)時，盡量一次提升，利用重力流從前到后布置處理構(gòu)筑物，充分利用水頭。

平面布置時，首先選擇一體化布置，前后構(gòu)筑物組合在一起，共用隔墻，節(jié)約占地，節(jié)省造價，方便管理，安裝快捷。

反應(yīng)構(gòu)筑物、沉淀池布置在地面以上，尤其是沉淀池布置在地面以上，排泥順暢徹底，不怕堵塞，排泥濃度高。沉淀池不宜設(shè)計(jì)成半地下式或地下式。某印染廢水處理站的二沉池［4］，位于半地下，長時間回流污泥效果差，曝氣池內(nèi)活性污泥沉降比不宜控制，抗負(fù)荷沖擊能力弱，直接影響曝氣池處理效果。

4.2 連接管道和閥門的布置

除了構(gòu)筑物采取一體化布置以外，還要注意連接管道、閥門的布置，規(guī)范規(guī)定處理構(gòu)筑物一般不少于2個［5］，所以，設(shè)計(jì)構(gòu)筑物時，2個并排布置，共用隔墻，構(gòu)筑物兩側(cè)甚至四周，設(shè)計(jì)成通行管道溝，所有的排泥管、排空管都連接在一起，共用一根排泥管，每個構(gòu)筑物都用閥門控制，靈活方便，可以做到任何2個構(gòu)筑物之間一對一平衡水位，可以互相倒泥、倒水，操作方便。設(shè)計(jì)成通行溝，可以方便巡視、檢修設(shè)備，同時解決了防雨、防凍問題。通行溝上設(shè)計(jì)活動蓋板，方便設(shè)備吊裝。

4.3 曝氣射流泵、反洗風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)

為了檢修方便，建議曝氣方式采用射流曝氣器，同時將曝氣射流泵安裝在通行溝內(nèi)，這樣既能防雨、防凍，噪音也較小。整個處理工藝外觀很整齊，所有的管道閥門、水泵都安裝在管溝內(nèi)，美觀且實(shí)用。濾池反洗風(fēng)機(jī)布置在地下半地下，噪音很小，符合環(huán)保要求。

4.4 自動化設(shè)計(jì)

小型廢（污）水處理站仍建議盡量提高處理工藝的自動化水平設(shè)計(jì)。目前一次在線監(jiān)測儀表（pH計(jì)、電磁流量計(jì)、ORP計(jì)、濁度儀）的質(zhì)量均比較可靠，PLC系統(tǒng)可以解決廢水處理過程中的參數(shù)控制，通過自動化控制，可以穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)，成本較低，系統(tǒng)若有異常，會及時報警。

5 結(jié)語

小型廢（污）水處理工程由于可參考的規(guī)范手冊很少，以及設(shè)計(jì)者缺乏經(jīng)驗(yàn)，易導(dǎo)致設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際情況產(chǎn)生偏差，造成運(yùn)轉(zhuǎn)率低、達(dá)標(biāo)率低等問題。對小型廢（污）處理工程的工藝選擇應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)研究確定，同時應(yīng)重視預(yù)處理，加強(qiáng)調(diào)節(jié)池的攪拌；厭氧處理宜選用ABR工藝；接觸氧化工藝應(yīng)重視填料的選擇，建議選用塑料空心球填料；污泥處理應(yīng)結(jié)合污泥性質(zhì)，合理選用干化場或板框壓濾機(jī)；處理構(gòu)筑物布置應(yīng)選擇一體化平面布置，高程布置應(yīng)按照重力流方向依次布置；構(gòu)筑物之間的管道連接、水泵、風(fēng)機(jī)建議安裝在通行溝內(nèi)。

［1］韓溫堂，李新紅，余承烈，等.小型工業(yè)廢水處理站調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)探討［J］.工業(yè)用水與廢水，2015，46（2）：33－35.

［2］李福林，余承烈，李新紅.高濃度精細(xì)化工廢水處理工程實(shí)踐［J］.給水排水，2014，40（S1）：267－268.

［3］周江，李新紅，余承烈.生豬屠宰企業(yè)生產(chǎn)廢水處理工程實(shí)例［J］.工業(yè)用水與廢水，2008，39（6）：88－89.

［4］余承烈，李新紅.印染廢水豎板填料在印染廢水二沉池中的應(yīng)用［J］.給水排水，2008，34（3）：128-128.

［5］上海市建設(shè)和交通委員會.室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50014—2006：2014版［J］.北京：中國計(jì)劃出版社，2015.

Issues that should be noticed in design of small scale wastewater(sewage)treatment station

YU Cheng-lie，LI Xin-hong，HAN Wen-tang
（Shanxi Aluminium Plant,Aluminum Corpoation of China,Hejin 043304,China）

In view of the features of small scale wastewater(sewage)treatment station,some design experiences were summarized from aspects of pretreatment,biochemical treatment,sludge treatment,structure arrangement and so on.It was suggested that the stir of regulating reservoir should be strengthened when designing pretreatment process.ABR should be adopted as anaerobic process when choosing biochemical process.Plastic hollow balls were suggested to be chosen as filter of catalytic oxidation process so as to beneficial to biofilm culturing.According to the sludge characteristics,sludgy drying field or plate and frame filter should be selected.In the process of dealing structure layout,integrated plan layout should be selected and elevation layout should be arranged in turn according to the direction of gravity flow.Pipes that link structures,water pumps and blowers should be installed in ditches uniformly.

small scale wastewater(sewage)treatment station;pretreatment;SBR;sludge drying

X505

A

1009－2455（2016）06－0044－03

余承烈（1963-），男，山西萬榮人，教授級高級工程師，本科，主要從事廢水處理工程設(shè)計(jì)、技術(shù)研發(fā)，（電子信箱）yuchenglie@163.com。

2016-07-20（修回稿）