城鎮(zhèn)生活污水處理工藝流程設(shè)計優(yōu)化措施

米小光 霍培峰 劉 浩

中交（宜賓）投資建設(shè)有限公司

1 引言

資料顯示，城鎮(zhèn)人均生活污水排放量可達到150L～400L，在缺乏有效地治理措施時污水逐步惡化，嚴重影響城鎮(zhèn)的水體乃至當?shù)氐目諝馄焚|(zhì)，且隨著污水的轉(zhuǎn)移，下游城鎮(zhèn)也受到影響。因此，必須采用合理的生活污水處理工藝，按流程有序操作，從根本上解決污染問題。

2 工程概況

宋家鎮(zhèn)紅旗村污水處理站共征地面積1608m2，建設(shè)有綜合用房、調(diào)節(jié)池、貯泥池各1 座，一體化污水處理設(shè)施2 座以及綠化、道路等附屬設(shè)施，抗震設(shè)防烈度為7度，各裝置協(xié)同運行，污水處理能力約400m3/d?；娱_挖平均深度4.6m，采取1∶1.5 放坡開挖的方式，清表平均深度1.5m。

3 城鎮(zhèn)生活污水處理的必要性

生活污水在城鎮(zhèn)污水總量中占據(jù)較大比重，其氮、硫、磷含量較高，通過與大量厭氧細菌的接觸與作用將持續(xù)生產(chǎn)具有惡臭性的產(chǎn)物，嚴重影響城鎮(zhèn)水體及空氣的品質(zhì)。缺乏有效治理措施時，水體富營養(yǎng)化問題顯現(xiàn)并隨著時間的延長而逐步加劇，對于沿海城鎮(zhèn)而言該部分水體匯聚至入海口，出現(xiàn)赤潮現(xiàn)象。微生物是有機物分解過程中的重要“參與者”，其會消耗大量賦存在水中的氧，若缺乏干預措施，溶解氧濃度低于4mg/L時將破壞水體環(huán)境，多數(shù)魚類難以正常生活，魚類的死亡率增加，擾亂生態(tài)系統(tǒng)[1]。因此，亟須以城鎮(zhèn)生活污水處理的現(xiàn)狀為立足點，采取合適的處理工藝，從根本上解決問題。

4 城鎮(zhèn)生活污水處理的主要技術(shù)形式

4.1 厭氧發(fā)酵技術(shù)

以沼氣池為基礎(chǔ)裝置，收集源自城鎮(zhèn)的生活污水并加以處理，此方式的建設(shè)較為便捷，成本投入較少。城鎮(zhèn)生活污水中有機質(zhì)含量高，在發(fā)酵微生物的作用下對其采取降解處理措施，減少生活污水中的有機質(zhì)含量。單個沼氣池的應用效果有限，因此可以采取集多個沼氣池于一體的方式，形成多級發(fā)酵處理模式，此方式下取得的城鎮(zhèn)生活污水處理效果更佳。

4.2 活性污泥技術(shù)

活性污泥為污水處理的關(guān)鍵物質(zhì)，城鎮(zhèn)生活污水與之接觸后可有效清理內(nèi)部的有機物。從活性污泥技術(shù)的應用流程來看，首先轉(zhuǎn)移經(jīng)過初沉的污水，將其協(xié)同回流活性污泥共同轉(zhuǎn)入生化池內(nèi)，在鼓風機的輔助作用下達到曝氣的效果，期間污水與活性污泥將發(fā)生大面積的接觸，經(jīng)特定的時間后再處理兩者所形成的混合物，即利用二次沉淀池分離，再結(jié)合實際情況，通過相關(guān)技術(shù)深度利用或?qū)⑵渲苯优欧?。活性污泥的濃度將直接影響到最終的城鎮(zhèn)生活污水處理效果，因此需加強對活性污泥濃度的控制，總體上可以將活性污泥分為兩個流向，一是采取分離處理措施從而回流至生化池內(nèi)，二是將剩余部分排出系統(tǒng)，采取脫水干化處理措施。

4.3 循環(huán)曝氣池

以活性污泥技術(shù)為依托，經(jīng)技術(shù)改進后衍生出循環(huán)曝氣池技術(shù)，其顯著特征在于可確保城鎮(zhèn)生活污水處理的均質(zhì)性。推流和混合為兩大關(guān)鍵工藝，總體思路均是提高緩沖力，構(gòu)成大循環(huán)。在創(chuàng)建循環(huán)曝氣池后能夠給城鎮(zhèn)生活污水和活性污泥提供可靠的停留空間，使其長時間混合并發(fā)生作用，所取得的污水處理效果較佳。

4.4 凈化槽處理技術(shù)

凈化槽處理技術(shù)的應用關(guān)鍵在于創(chuàng)建完整的凈化處理系統(tǒng)，使得城鎮(zhèn)生活污水在各槽內(nèi)依次得到處理。凈化槽的組成包含厭氧、沉淀、好氧及消毒四個細分模塊，可按照順序操作。凈化槽處理技術(shù)是一種綜合化的方式，其融入物理處理和生化處理兩個領(lǐng)域的理念，污水處理全程主要發(fā)生物理沉淀、分解微生物以及絮凝反應，最終將城鎮(zhèn)生活污水的污染物含量控制在較低的水平。在現(xiàn)階段的城鎮(zhèn)生活污水處理工作中，凈化槽技術(shù)的應用優(yōu)勢突出，例如安裝便捷、處理效果好、水體二次利用率高等，但就農(nóng)村地區(qū)而言，該項技術(shù)尚未得到普及，其與前期投資過高有密切的關(guān)聯(lián)，且需要得到專業(yè)技術(shù)人員的參與，在人才資源本就緊缺的背景下向農(nóng)村地區(qū)輸送人才顯然并非易事[2]。

5 本項目污水一體化處理優(yōu)化設(shè)計

具體至本項目中，一體化污水處理技術(shù)簡圖如圖1所示。

圖1 一體化污水處理技術(shù)（單位：m）

5.1 粗格柵及提升泵房

根據(jù)城鎮(zhèn)生活污水的處理需求，采取粗格柵與提升泵房共同建設(shè)、協(xié)同運行的方式。粗格柵共包含2條細分的渠道，各自分別適配1 臺鋼絲繩牽引式格柵除污機，過柵流速0.7m/s，功率1.1kW；提升泵房的主要作用在于提升污水，有效容積9m3，硬件方面包含2臺潛水泵，單臺設(shè)備的流量為43.2m3/h，揚程9m。以集水池的實測水位數(shù)據(jù)為參考依據(jù)，通過自動化的方式調(diào)控泵的運行狀態(tài)，實現(xiàn)自動啟停。

5.2 一體化綜合池

以調(diào)節(jié)池、生化池、二沉池、轉(zhuǎn)盤濾池、儲泥池及污泥濃縮池為基礎(chǔ)單元，共同組成一體化綜合池。各處理單元均可獨立完成特定的工序，從而構(gòu)成完整的工藝流程，單體間的水頭損失量有效降低，管道的敷設(shè)方式更為精簡，除提高建設(shè)效率外，后續(xù)的管理工作難度也較低，為之投入的人力資源成本減少[3]。此外，各單體采取集約化的布設(shè)方式，因此占地面積較小。

5.2.1 調(diào)節(jié)池

城鎮(zhèn)污廢水在24h內(nèi)（一天）的排放特點具有差異性，并未隨時間的延續(xù)而呈現(xiàn)出特定的變化規(guī)律。在本項目中，設(shè)計1座具有沉砂功能的130m3調(diào)節(jié)池，配置水下攪拌器，利用該裝置加強攪拌，以提高水質(zhì)的均勻性，池的有效水深4.5m，正常狀況下水力停留時間可達到7h。

5.2.2 生化池

經(jīng)調(diào)節(jié)池的處理后，提升污水并轉(zhuǎn)入生化池內(nèi)，出水經(jīng)二沉池后完成泥水分離操作，期間產(chǎn)生的濃縮污泥在回流泵的支持下發(fā)生回流，轉(zhuǎn)移至厭氧池內(nèi)；濾布濾池能夠深度處理上清液，出水進入消毒池，經(jīng)過進一步的處理后可提高水的潔凈度，從而排入周邊河流?？紤]到城鎮(zhèn)生活污水中磷含量較高的特點，在生化池內(nèi)投加適量的除磷劑。

生化池的二級生物處理具有流程性，主要得益于如下三部分。

（1）厭氧池。污泥團內(nèi)聚集的絕大部分磷將發(fā)生大規(guī)模的釋放，該部分在氧化溝內(nèi)被污泥吸收，因此可有效完成除磷操作，在將剩余的污泥排除干凈后便可滿足除磷的要求。在厭氧池配置方面，采用的是1臺平均設(shè)計流量為18.75m3/h的攪拌器，其有效水深4.70m，有效容積31.73m3。

（2）缺氧池。缺氧池的主要作用在于發(fā)生反硝化反應，通過此途徑達到清理污水中氮元素的效果。攪拌器的數(shù)量及平均設(shè)計流量與厭氧池一致，此處不再贅述，有效水深4.60m，有效容積66.24 m3。

（3）好氧池。經(jīng)前述處理后有機物在好氧池內(nèi)進一步降解，同時存在于污水中的有機氮將被硝化。配置2臺潛水攪拌器，目的在于保證污水與污泥的混合效果，以免污泥在好氧池內(nèi)發(fā)生沉降現(xiàn)象，平均設(shè)計流量18.75m3/h，有效水深4.50m，有效容積168.48m3，供氣量42m3/min。

5.2.3 二沉池

二沉池為平流式沉淀池，與生化池合建，共同布設(shè)在一體化綜合池內(nèi)，設(shè)計流量18.75m3/h，峰值流量43.13m3/h，池深4.2m，水力停留時間2.35h。

5.2.4 濾布濾池

在經(jīng)過二沉池的處理后上清液自流至濾布濾池內(nèi)，于該處進一步清理污水中的雜物，考慮到長時間運行后濾池存在沉積的情況，根據(jù)實際情況定期反洗。濾布濾池設(shè)1格，設(shè)置內(nèi)徑為1200mm 的濾布轉(zhuǎn)盤，可提供的過濾面積為4.0m2，并配置1 臺反洗水泵，流量Q=10m3/h，揚程10m。

5.2.5 儲泥池及污泥濃縮池

儲泥池和濃縮池也采取合建的方式，配置污泥回流泵，可將前述階段產(chǎn)生的污泥回流至厭氧池內(nèi)，除此之外的其他污泥均轉(zhuǎn)移至污泥濃縮池，在重力作用下，污泥含水量降至97%。儲泥池和污泥濃縮池均設(shè)置1 格，平面尺寸（長×寬）分別為3.4m×1.0m、3.4m×1.4m，有效水深分別為2.2m、4.5m。

5.3 管式紫外消毒器

經(jīng)濾池處理后污水的潔凈度有所提高，但依然殘留部分細菌，且主要以大腸菌群為主，此條件下的出水水質(zhì)依然欠佳，尚未達到大腸桿菌數(shù)控制要求。針對此問題，采取紫外消毒措施，通過此方式深度清理污水，使大腸菌群數(shù)能夠控制在103個/L以內(nèi)，至此水質(zhì)可達到排放標準。

5.4 除臭裝置

城鎮(zhèn)生活污水經(jīng)過處理后仍存在腐臭氣味，嚴重影響周邊居民的日常生產(chǎn)與生活，且在空氣長期彌漫腐臭味的環(huán)境中，也易威脅到居民的健康。對此，本項目采取加蓋除臭處理措施，經(jīng)過處理后解決臭氣問題，在滿足臭氣排放標準后正式對外排放。預處理單元的臭味較重，于該處加強加蓋措施，并配套離子除臭系統(tǒng)，達到深度除臭的效果。

6 結(jié)束語

綜上所述，自該污水處理廠建成以來，組織為期6個月的通水調(diào)試工作，現(xiàn)階段可穩(wěn)定運行，出水水質(zhì)達標，例如COD為25～35mg/L、TN 為1～6mg/L、TP 為0.28～0.35mg/L，各項排放指標均滿足現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范，總體來看該項目所采取的污水處理方法具有可行性，能夠解決城鎮(zhèn)生活污水污染環(huán)境的問題，從而營造質(zhì)量較佳的環(huán)境，給當?shù)鼐用竦纳a(chǎn)與生活提供便捷的條件。