典型市政污水深度處理工藝技術(shù)研究

摘 要 本文針對(duì)深度處理工藝?yán)眉夹g(shù)進(jìn)行了一系列分析和研究，提出了污水處理廠的主要深度處理工藝，進(jìn)行多方面比選，提出市政污水的深度處理推薦工藝。

關(guān)鍵詞 市政污水;深度處理工藝;分析和研究

現(xiàn)階段，世界上各個(gè)國(guó)家在水體資源的供應(yīng)方面都存在不同程度的緊張和不足問(wèn)題，因此人們更加重視城市內(nèi)部的污水處理和循環(huán)使用技術(shù)的研發(fā)。在城市化建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中，人們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)會(huì)生成大量的城市污水，在傳統(tǒng)的城市污水處理工作中，整個(gè)污水處理的效果和質(zhì)量相對(duì)偏低，目前對(duì)污水廠的出水水質(zhì)要求越來(lái)越高，各個(gè)地區(qū)都出臺(tái)了較為嚴(yán)格的出水標(biāo)準(zhǔn)。因此，相關(guān)研究工作人員針對(duì)市政污水處理深度處理工藝技術(shù)進(jìn)行了一系列研發(fā)及改進(jìn)，大大提高污水廠出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。

1典型城市污水處理廠的主要水質(zhì)情況

典型的市政污水中主要污染物為CODcr、BOD5、氨氮及總氮。污水生物處理是以污水中所含污染物作為營(yíng)養(yǎng)源，利用微生物的代謝作用使污染物被降解，污水得以凈化的一種最經(jīng)濟(jì)實(shí)用同時(shí)也是首選的污水處理工藝。而對(duì)污水可生化性的判斷是污水處理工藝選擇的前提[1]。

作為有機(jī)污染物，BOD5和CODcr的去除是通過(guò)微生物的吸附作用和代謝作用，然后對(duì)污泥與水進(jìn)行分離來(lái)完成的。目前，常采用的一些污水處理工藝對(duì)這兩項(xiàng)指標(biāo)均有較好地去除效果，當(dāng)要求污水進(jìn)行硝化反硝化時(shí)，二級(jí)處理后出水BOD5濃度一般均低于15mg/L，（處理效果好時(shí)，一般常低于10mg/L），

其相應(yīng)的去除率一般均大于90%。這是因?yàn)?，自養(yǎng)型的亞硝酸菌具有很小的比增長(zhǎng)速率與取出碳源的異養(yǎng)型微生物相比要小一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，因此，需要硝化系統(tǒng)比單純?nèi)コ袡C(jī)污染物的系統(tǒng)具有更長(zhǎng)的泥齡或更低的污泥負(fù)荷，在此條件下，BOD5和CODcr的去除率將有大幅度的提高。

進(jìn)水氨氮的去除主要靠硝化作用來(lái)完成，氨氮的硝化過(guò)程將成為控制生化處理好氧單元設(shè)計(jì)的主要因素。影響硝化反應(yīng)效果做主要的因素是溶解氧、污泥齡和溫度。本工程只要保證充足的供氧和足夠長(zhǎng)的污泥齡，就能實(shí)現(xiàn)氨氮的完全硝化。

生物脫氮是在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮變成氮?dú)庖莩?。反硝化反?yīng)的條件是：酸鹽的存在，缺氧條件，充足碳源，足夠長(zhǎng)的污泥齡。

2典型城市污水處理廠的主要處理工藝路線

選擇合適的污水處理工藝，不僅可以降低工程投資，且有利于污水處理廠的運(yùn)行管理以及減少污水處理廠的常年運(yùn)行費(fèi)用，保證出廠水水質(zhì)通過(guò)對(duì)各項(xiàng)污染指標(biāo)的去除原理和控制策略進(jìn)行分析可知，典型城市污水采用具有生物脫氮除磷功能的污水處理工藝，才能夠大幅度削減BOD5、CODcr、SS以及TN、NH3-N、TP等污染物濃度，但是要達(dá)到地表Ⅳ類水（TN≤10）的排放標(biāo)準(zhǔn)，在二級(jí)生物脫氮除磷污水處理的基礎(chǔ)上，還要增加深度處理工藝脫氮和化學(xué)除磷才能達(dá)到出水要求。因此，典型污水處理廠采用“預(yù)處理+二級(jí)生物處理+化學(xué)除磷+深度處理”的工藝路線[2]。

3典型城市污水處理廠的深度工藝

深度處理是指針對(duì)污水（廢水）的原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求，在考慮經(jīng)濟(jì)條件和管理水平的前提下，選用安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低、投資省、占地少、操作管理方便的成熟處理工藝。

經(jīng)過(guò)常規(guī)二級(jí)處理后還需要繼續(xù)對(duì)污水中主要特征污染物進(jìn)行下一步處理，才能達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)（總氮除外，執(zhí)行10mg/L）。

出水執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)（總氮除外，執(zhí)行10mg/L），采用二級(jí)生化處理一般無(wú)法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。二級(jí)處理的過(guò)程中CODCr、BOD5、NH3-N的去除要求已經(jīng)達(dá)到，在深度處理工藝的選擇中去除的重點(diǎn)是SS、TP和總氮。因此，針對(duì)后續(xù)處理工藝，從整體優(yōu)化的角度出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)模，進(jìn)水水質(zhì)特征和出水水質(zhì)要求以及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件和要求，選擇切實(shí)可行且經(jīng)濟(jì)合理的后續(xù)處理工藝方案，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選出最佳的工藝方案。

（1）MBR膜處理。膜生物反應(yīng)器技術(shù)（MBR）是膜分離技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，性能穩(wěn)定，效果較好，具有發(fā)展?jié)摿ΑＴ摷夹g(shù)的特點(diǎn)是以超、微濾膜分離過(guò)程取代傳統(tǒng)活性污泥處理過(guò)程中的泥水重力沉降分離過(guò)程，由于采用膜分離，因此，可以保持很高的生物相濃度和非常優(yōu)異的出水效果。可有效去除水中的有機(jī)物與氨氮等污染物質(zhì)。

（2）反硝化濾池。反硝化濾池或稱反硝化深床濾池，是集生物脫氮及過(guò)濾功能合二為一的處理單元。該工藝最早1969年開(kāi)始應(yīng)用于污水處理，近40年來(lái)反硝化濾池在污水處理工藝中越來(lái)越被廣泛接受。反硝化濾池采用特殊規(guī)格及形狀的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質(zhì)，同時(shí)，深床又是硝酸氮（NO3-N）及懸浮物極好的去除構(gòu)筑物。2～4毫米介質(zhì)的比表面積較大。深介質(zhì)的濾床足以避免竄流或穿透現(xiàn)象，即使前段處理工藝發(fā)生污泥膨脹或異常情況也可減少濾床水力穿透現(xiàn)象發(fā)生。介質(zhì)有較好的懸浮物截留功效，在反沖洗周期區(qū)間，每m2過(guò)濾面積能保證截留≥7.3kg的固體懸浮物。固體物負(fù)荷高的特性大大延長(zhǎng)了濾池過(guò)濾周期，減少了反沖洗次數(shù)，并能輕松應(yīng)對(duì)峰值流量或處理廠污泥膨脹等異常情況。懸浮物不斷地被截留會(huì)增加水頭損失，因此需要反沖洗來(lái)去除截留的固體物。由于固體物負(fù)荷高、床體深，因此需要較高強(qiáng)度的反沖洗。濾池采用氣、水協(xié)同進(jìn)行反沖洗。反沖洗污水一般返回到前段處理單元。

（3）高效垂直流人工濕地。人工濕地主要包含兩個(gè)部分，即生態(tài)氧化池+高效垂直流人工濕地。生態(tài)氧化池內(nèi)呈兼氧狀態(tài)，通過(guò)以片狀微生物床和生態(tài)浮床為載體，固定化高效反硝化菌。反硝化菌在進(jìn)行反硝化作用時(shí)，能以硝酸鹽（亞硝酸鹽）為電子受體，以有機(jī)物為電子供體，把硝酸鹽（亞硝酸鹽）還原成氮?dú)鈴膹U水中釋放出來(lái)，從而有效降低進(jìn)水中的TN，并消耗部分有機(jī)物。高效垂直流人工濕地是改進(jìn)的垂直流人工濕地，污水從濕地表面縱向流向填料床的底部，床體處于不飽和狀態(tài)，氧可通過(guò)大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)，垂直流人工濕地的硝化能力高于水平潛流濕地，可用于處理氨氮含量較高的污水，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和水流模式，能夠達(dá)到較高的水力負(fù)荷，濕地表面沒(méi)有污水蓄積，不會(huì)出現(xiàn)夏季滋生蚊蠅的現(xiàn)象[3]。

由于人工濕地的去除效率有限，根據(jù)《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ2005-2010）中垂直流人工濕地的水力負(fù)荷為0.4～0.8m3/m2d。

4典型城市污水處理廠的深度工藝的比選

這三種工藝都有比較多的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，綜合分析，如果典型污水廠規(guī)模較大，人工濕地占地較大，不適用，而MBR膜工藝由于運(yùn)行費(fèi)用較高，若對(duì)投資運(yùn)行費(fèi)用要求的污水廠建議不選擇此工藝。經(jīng)過(guò)綜合考慮，典型城市污水處理的深度處理工藝推薦采用深床反硝化濾池[4]。

5結(jié)束語(yǔ)

在市政污水處理工作過(guò)程中，提高污水處理效率，保證出水水質(zhì)，深度處理的工藝比選至關(guān)重要，本次的研究對(duì)于污水處理廠的深度處理工藝選擇提供較好的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王德剛.市政污水處理與再回水技術(shù)分析[J].民營(yíng)科技，2018（9）：86.

[2] 董金兵.市政污水回用深度處理中雙膜法的應(yīng)用[J].綠色科技，2018（12）：80-81.

[3] 李玉川.市政污水處理工藝與污水回用利用技術(shù)研究[J].綠色環(huán)保建材，2018（3）：45.

[4] 于泉.市政污水處理工藝與污水回用利用技術(shù)研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（30）：145.

作者簡(jiǎn)介

王檢（1985-），男;學(xué)歷：本科，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：長(zhǎng)沙縣星城發(fā)展集團(tuán)有限公司，研究方向：給排水技術(shù)。