城鎮(zhèn)污水處理工藝比選及運(yùn)行效果分析

王 超

（廣州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣州 510620）

為改善生態(tài)環(huán)境和保障飲水安全，廣東省某鎮(zhèn)啟動(dòng)污水處理廠工程建設(shè)，一期設(shè)計(jì)規(guī)模為25 000 m/d，設(shè)計(jì)總規(guī)模為40 000 m/d，處理對(duì)象為該鎮(zhèn)及周邊農(nóng)村符合市政接管標(biāo)準(zhǔn)的污水。設(shè)計(jì)出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 189—2002）的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

污水處理工程進(jìn)水水質(zhì)直接影響工藝流程的選擇、生產(chǎn)構(gòu)筑物和設(shè)備容量的確定，通過現(xiàn)狀調(diào)查和參考當(dāng)?shù)仄渌鬯幚韽S的進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)，本項(xiàng)目合理確定污水進(jìn)廠水質(zhì)。出水水質(zhì)執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）的第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)值和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示，主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有五日生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）、懸浮物（SS）、總氮（TN）、總磷（TP）和氨氮（NH-N），水溫為12～25 ℃。

表1 污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

2 污水處理工藝比較與確定

本項(xiàng)目結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，以技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、易于管理和重視環(huán)境為原則，選擇合適的污水處理工藝。

2.1 污水一級(jí)處理工藝比選

污水一級(jí)處理又被稱為預(yù)處理，可采用格柵、除塵池、氣浮和過濾等手段，去除污水中的大顆粒懸浮物。經(jīng)比選，本項(xiàng)目采用粗格柵和細(xì)格柵對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)懸浮物的有效去除。

2.2 污水二級(jí)處理工藝比選

生物處理是城鎮(zhèn)污水處理的主要單元，其工藝形式較多，主流工藝包括厭氧-缺氧-好氧法（AO）、氧化溝、序批式活性污泥法（SBR）。結(jié)合工程規(guī)模、出水水質(zhì)（除磷脫氮要求高）、用地情況和污泥產(chǎn)生量等要求，對(duì)傳統(tǒng)AO 工藝、循環(huán)活性污泥法（CASS）以及AO 微曝氧化溝進(jìn)行比較，如表2所示。

表2 三種處理工藝比較

經(jīng)分析，AO 微曝氧化溝在本項(xiàng)目中優(yōu)勢(shì)明顯，其采用深水微孔曝氣和水下推流相結(jié)合的微曝系統(tǒng)，使污泥與原水充分混合，徹底進(jìn)行碳化、硝化反應(yīng)，充分保證整個(gè)系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，AO 微曝氧化溝設(shè)置前置厭氧池，穩(wěn)定達(dá)到除磷脫氮要求。另外，該工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，AO 微曝氧化溝由表曝改進(jìn)為微曝，其綜合能耗較一般氧化溝降低30%，運(yùn)行費(fèi)用可節(jié)約20%。因此，本項(xiàng)目最終選擇AO 微曝氧化溝。

2.3 深度處理工藝比選

結(jié)合處理要求，深度處理可采用混凝沉淀、過濾、活性炭吸附、臭氧氧化、離子交換、電滲析和反滲透等工藝組合。污水處理廠深度處理的目的是去除TP、SS，同時(shí)進(jìn)一步去除水中的BOD和COD。本項(xiàng)目將混凝沉淀和過濾作為深度處理工藝?；炷恋沓剡x用高密度沉淀池，集混凝反應(yīng)與沉淀于一體，把混合、絮凝、沉淀重新組合和優(yōu)化，水力負(fù)荷高，污染物去除率高，它可以減少藥劑投加量，降低運(yùn)行成本。參考大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，濾池選用纖維轉(zhuǎn)盤濾池，其工程建設(shè)投資、用電負(fù)荷和運(yùn)行成本均較低，技術(shù)成熟。

2.4 污水處理工藝流程確定

經(jīng)分析，本項(xiàng)目最終確定的污水處理工藝流程如圖1所示。污水通過進(jìn)水管導(dǎo)入粗格柵池，潛水泵將污水提升至細(xì)格柵池，實(shí)現(xiàn)對(duì)懸浮物的去除，預(yù)處理產(chǎn)生的雜物、砂粒等可以定期運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)處理。預(yù)處理后的污水進(jìn)入一體式生物處理單元（AO 微曝氧化溝和二沉池構(gòu)成），生物處理后的二沉池出水進(jìn)入高密度沉淀池和纖維轉(zhuǎn)盤濾池，然后進(jìn)入紫外線消毒池，經(jīng)消毒后排入受納水體。為了保持AO 微曝氧化溝中污泥濃度不變，本項(xiàng)目使用廂式隔膜壓濾機(jī)。通過濃縮及投加化學(xué)藥劑調(diào)理后，廂式隔膜壓濾機(jī)可以將污泥含水率降至小于60%，然后污泥外運(yùn)處置。濾池出水再通過紫外線消毒殺滅細(xì)菌后即可滿足排放要求，通過管道外排。處理達(dá)標(biāo)后尾水經(jīng)巴氏計(jì)量槽外排至河道。

圖1 污水處理工藝流程

3 運(yùn)行效果分析

通過幾個(gè)月的試運(yùn)行，本項(xiàng)目選擇的AO 微曝氧化溝、高密度沉淀池、纖維轉(zhuǎn)盤濾池等處理設(shè)施運(yùn)行都較為穩(wěn)定，各工藝段對(duì)污染物的處理率符合出水指標(biāo)要求。粗格柵集水井對(duì)SS 的去除率為10.0%，細(xì)格柵和旋流沉砂池對(duì)SS 的去除率為20.0%；AO 微曝氧化溝和二沉池對(duì)COD 的去除率為80.0%，對(duì)BOD的去除率為87.0%，對(duì)NH-N 的去除率為80.0%，對(duì)TN 的去除率為60.0%，對(duì)TP 的去除率為75.0%，對(duì)SS 的去除率為80.0%；高密度沉淀池對(duì)COD 的去除率為30.0%，對(duì)BOD的去除率為30.0%，對(duì)NH-N的去除率為10.0%，對(duì)TN 的去除率為10.0%，對(duì)TP的去除率為55.0%，對(duì)SS 的去除率為50.0%；纖維轉(zhuǎn)盤濾池對(duì)COD 的去除率為30.0%，對(duì)BOD的去除率為30.0%，對(duì)NH-N 的去除率為10.0%，對(duì)TN 的去除率為10.0%，對(duì)TP 的去除率為15.0%，對(duì)SS 的去除率為60.0%。

4 結(jié)論

城鎮(zhèn)污水集中處理要求高，但排污分散，進(jìn)水水質(zhì)和水量波動(dòng)大。隨著我國(guó)對(duì)污水治理的重視度不斷提高，污水處理技術(shù)快速發(fā)展，目前已經(jīng)積累多種較為成熟的污水處理工藝。本文結(jié)合具體案例，通過工藝比選選擇AO 微曝氧化溝作為本工程的污水處理工藝。該工藝運(yùn)行效果好，可以為類似工程的設(shè)計(jì)提供參考。污水處理廠要結(jié)合不同工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇經(jīng)濟(jì)適用和運(yùn)行管理方便的污水處理工藝，確保出水達(dá)標(biāo)排放，提高污水處理的有效性。