東北鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)污水處理工藝及運(yùn)行研究—以中國(guó)瓦房店市松樹(shù)鎮(zhèn)污水處理廠為例

徐偉男

中鐵大橋局集團(tuán)有限公司東北分公司，中國(guó)·遼寧 沈陽(yáng) 110000

1 引言

目前，鄉(xiāng)鎮(zhèn)的污水處理是中國(guó)環(huán)境保護(hù)中的一大盲點(diǎn)，由于居民和鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府及企業(yè)的環(huán)保意識(shí)差，經(jīng)費(fèi)緊張，鄉(xiāng)鎮(zhèn)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理處于起步階段，建成率極低。在中國(guó)建設(shè)部統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)中，沒(méi)有將鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)納入工作考核的范圍內(nèi)，說(shuō)明從根本上中國(guó)對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理這一塊的關(guān)注度完全不夠。因此，對(duì)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)，當(dāng)務(wù)之急是構(gòu)建優(yōu)化運(yùn)行模式，開(kāi)發(fā)合適的運(yùn)行技術(shù)。特別是對(duì)于寒冷的東北地區(qū)，大多數(shù)污水處理工藝受溫度的影響較大，在寒冷的冬季，微生物群落嚴(yán)重破壞，造成處理工藝的倒塌。所以，急切需要開(kāi)發(fā)出一套適用于東北地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的穩(wěn)定可靠的污水處理工藝，為將來(lái)中國(guó)大量建設(shè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠提供技術(shù)支持[1]。

2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水治理的特點(diǎn)及東北地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行存在的問(wèn)題

2.1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水特點(diǎn)

鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水與市政污水不同，具有自身獨(dú)特的地方，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，水質(zhì)水量波動(dòng)大、有機(jī)污染物含量較少。

第二，污染物種類(lèi)相對(duì)較少，含量相對(duì)較低，所以可生化性好。

第三，廢水排放總量變化不大。

2.2 東北地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行存在的問(wèn)題

東北地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：

第一，脫氮除磷效率低。

第二，農(nóng)藥等化學(xué)品對(duì)污水處理工藝的沖擊及影響嚴(yán)重。

第三，污泥處理率低[2]。

3 研究目的及意義

鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠與市政污水處理廠不同，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的服務(wù)區(qū)域比較小，污水處理量也比較小。就是由于水量小，所以水質(zhì)變化對(duì)進(jìn)水的影響較大，導(dǎo)致其相對(duì)處理成本增大。一般情況下，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠資金來(lái)源匱乏，運(yùn)營(yíng)管理專(zhuān)業(yè)度低，嚴(yán)重阻礙了鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理事業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理規(guī)模較小，使其抗沖擊能力降低。尤其是東北地區(qū)，溫度氣候變化非常大，漫長(zhǎng)的冬季，使得微生物長(zhǎng)期生活在低溫下，嚴(yán)重影響的微生物的生長(zhǎng)和繁殖，導(dǎo)致東北地區(qū)大多數(shù)污水處理廠冬季時(shí)出水水質(zhì)差。因此，開(kāi)發(fā)建設(shè)適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、技術(shù)先進(jìn)的污水處理工藝迫在眉睫[3]。論文主要分析鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)，以中國(guó)瓦房店市松樹(shù)鎮(zhèn)污水處理廠為例，提出適宜于東北地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的適宜工藝的一些建議，為東北鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝施工設(shè)計(jì)提供參考。

4 松樹(shù)鎮(zhèn)污水處理廠工程概況、進(jìn)出水質(zhì)及工藝選擇

4.1 工程概況

中國(guó)瓦房店市松樹(shù)鎮(zhèn)污水處理廠及管網(wǎng)工程占地8999.43平方米，建筑面積1439.45平方米；污水處理采用BIOCOS+深度處理+次氯酸鈉消毒工藝；設(shè)計(jì)日處理污水近期3000噸，遠(yuǎn)期5000噸；設(shè)計(jì)污水處理后排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)A；污水管網(wǎng)11.68公里，部分管網(wǎng)穿越沈大鐵路。

4.2 項(xiàng)目主要施工內(nèi)容

中國(guó)瓦房店市松樹(shù)鎮(zhèn)污水處理廠及管網(wǎng)工程施工內(nèi)容主要包括新建污水處理廠工程及其配套工程、管網(wǎng)工程（包括穿越沈大線鐵路新建防護(hù)涵工程）等。

4.3 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

4.3.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

中國(guó)瓦房店市松樹(shù)鎮(zhèn)污水處理廠處理污水對(duì)象為服務(wù)區(qū)內(nèi)的生活污水。根據(jù)DB21/1627—2008《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，CODcr值指標(biāo)按照高值選取，最終確定進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

4.3.2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

本工程出水水質(zhì)執(zhí)行GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)如表2所示。

表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

4.4 處理工藝選擇

第一，本工程二級(jí)處理工藝采用BIOCOS工藝，深度處理工藝采用機(jī)械攪拌微絮凝+連續(xù)砂過(guò)濾+次氯酸鈉消毒。

BIOCOS工藝（英文生物聯(lián)合系統(tǒng)，BiologicalCombined System），可以被看作是在活化污泥法的基礎(chǔ)上的改進(jìn)工藝，如圖1所示。BIOCOS工藝的研發(fā)初衷是克服活化污泥法的一些缺陷，主要是二沉池和污泥回流系統(tǒng)中的缺陷。第一缺陷是在活性污泥法中二沉池的作用是分離污泥和處理后的清水，一種純粹的物理過(guò)程。但在二沉池中的生化過(guò)程對(duì)污水處理是沒(méi)有實(shí)質(zhì)意義的。為了達(dá)到沉降目的而設(shè)定的池容沒(méi)有得到充分地利用，其平均利用率只有25%。這樣不光經(jīng)濟(jì)上不合理，而且在冬天會(huì)造成結(jié)冰現(xiàn)象。第二缺陷是二沉池中的水流攪動(dòng)現(xiàn)象。因?yàn)槌掷m(xù)不斷地從活化池中有水流進(jìn)入二沉池，而同時(shí)處理后的清水被排出二沉池，在此期間二沉池中的污泥還要被排到活化池中，持續(xù)的水流攪動(dòng)會(huì)對(duì)沉降絮凝過(guò)程造成不良影響，而可能引起輕微的絮狀污泥和處理后的清水一起，這樣就會(huì)影響污水處理的水質(zhì)和效果，傳統(tǒng)工藝中的污泥泵以及管道系統(tǒng)也會(huì)增加工程造價(jià)。

圖1 BIOCOS工藝與傳統(tǒng)工藝對(duì)比

BIOCOS工藝在廢水處理中的特點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：①集約工藝，工藝流程簡(jiǎn)化、運(yùn)行設(shè)備少、操作便利、維護(hù)方便；②應(yīng)用范圍廣泛，從1000人口的城鎮(zhèn)到百萬(wàn)人口的大城市，同時(shí)適合新建、改建和擴(kuò)建；③適合中國(guó)生活污水水質(zhì)特點(diǎn)，能夠有效地克服碳氮比失衡的問(wèn)題；④投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，省略污泥回流系統(tǒng)及二沉池，可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用；⑤擴(kuò)展性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)形式多變，模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)展性強(qiáng)，適合10萬(wàn)噸以下規(guī)模的污水治理；⑥連續(xù)不斷的進(jìn)水和出水；不需要前置緩沖池或者后置平衡池，可以一年四季運(yùn)行。BIOCOS與傳統(tǒng)污水處理工藝相比，其內(nèi)源反硝化脫氮特點(diǎn)更適合中國(guó)低C/N生活污水，保證出水指標(biāo)達(dá)到中國(guó)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

第二，污泥處理工藝，本工程將污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥用帶式濃縮機(jī)進(jìn)行濃縮，則濃縮處理后的污泥含水率降至93%左右，由封閉罐車(chē)運(yùn)輸至瓦房店市龍山污水處理廠進(jìn)行合并脫水處理。

第三，除臭工藝，結(jié)合本工程實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)采用高能離子脫臭工藝。主要一級(jí)處理格柵部分，調(diào)節(jié)池及污泥濃縮工藝部分進(jìn)行臭氣集中收集處理。為減小除臭風(fēng)量，采用對(duì)格柵及脫水機(jī)加蓋處理。

5 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)瓦房店市松樹(shù)鎮(zhèn)污水處理廠采用的BIOCOS工藝流程簡(jiǎn)化、運(yùn)行設(shè)備少、操作便利、維護(hù)方便、應(yīng)用范圍廣、投資少、運(yùn)營(yíng)成本低，適合中國(guó)大部分水質(zhì)，并且對(duì)溫度變化抗性強(qiáng)，適合東北小城鎮(zhèn)污水處理，達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，當(dāng)污水處理廠是片區(qū)化時(shí)，BIOCOS工藝可以多個(gè)水廠聯(lián)合來(lái)統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)統(tǒng)一管理。論文為東北寒區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì)與建設(shè)提供一些思路，為同類(lèi)工程提供有價(jià)值參考，并獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。