某污水站污水處理方案設(shè)計(jì)研究

摘要：污水處理是維護(hù)生態(tài)平衡的重要手段，通過(guò)有效的處理方案，可以減少有害物質(zhì)對(duì)水生生物和人類健康的影響。通過(guò)水質(zhì)改性技術(shù)以及水質(zhì)凈化方法研究不同污水處理方案的效果，以應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的水資源污染問(wèn)題，得出如下結(jié)論：隨著液堿量的增加，其水樣PH值呈增大趨勢(shì)；而隨著PH值的不斷增加，水樣中的污泥含量會(huì)不斷增大，濕泥含量增大更為明顯；混凝劑和絮凝劑聯(lián)合使用可減少污水中含油量和懸浮物的含量；選取合適濃度的殺菌緩蝕劑對(duì)該污水有顯著的緩蝕效果。

關(guān)鍵詞：污水處理；凈化；混凝劑

0 引言

隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，污水處理問(wèn)題已成為全球范圍內(nèi)等待解決的環(huán)境挑戰(zhàn)。污水站作為城市水環(huán)境管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其處理效率和成本控制對(duì)于保障水資源安全和推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)在處理效率、能源消耗和運(yùn)行成本方面存在局限性，因此設(shè)計(jì)一種高效、經(jīng)濟(jì)且環(huán)境友好的污水處理方案對(duì)于提升該污水站的處理能力至關(guān)重要。

學(xué)者楚小龍[1]提出了工業(yè)園區(qū)的污水處理方案采用雨污分流，推薦使用物理化學(xué)預(yù)處理和ABR-接觸氧化工藝，以低成本、小占地、低運(yùn)行費(fèi)用處理5000m3/天的污水，并通過(guò)MBR工藝深度處理以達(dá)標(biāo)排放。學(xué)者林加向[2]以一個(gè)污水處理廠為例研究了城鎮(zhèn)污水處理廠的節(jié)能減排設(shè)計(jì)，提出了導(dǎo)流曝氣生物過(guò)濾法，提高了處理效率，減少了占地和成本。

學(xué)者李釗等[3]討論了城市生活污水處理廠的設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)了污水處理對(duì)環(huán)境保護(hù)的重要性，提出了分級(jí)設(shè)計(jì)、使用微生物反應(yīng)池等策略來(lái)提高處理效率和水質(zhì)，以提升污水處理廠的性能，保護(hù)環(huán)境。學(xué)者漢京超[4]探討了在污水處理廠擴(kuò)建中融入海綿城市設(shè)施的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)評(píng)估和實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了高徑流控制率和污染控制率的目標(biāo)；同時(shí)其還提出了設(shè)施選型、設(shè)計(jì)計(jì)算和運(yùn)維的策略，為類似工程提供了參考。

學(xué)者戴愛(ài)泉[5]提出了一個(gè)城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì)，采用“A2O+高效沉淀池+V型濾池”工藝，旨在減少水體污染，改善水質(zhì)，其項(xiàng)目設(shè)計(jì)了適應(yīng)旱季和雨季的處理能力，詳細(xì)說(shuō)明了各處理單元的設(shè)計(jì)，確保污水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)者王雷[6]針對(duì)上海浦東新區(qū)污水處理廠的污泥處理項(xiàng)目，采用干化焚燒技術(shù)，設(shè)計(jì)處理量為800t/d，遠(yuǎn)期可達(dá)1200t/d，其項(xiàng)目包括污泥接收、預(yù)干化、焚燒、余熱利用、煙氣處理和飛灰處理等環(huán)節(jié)，旨在實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無(wú)害化和資源化，同時(shí)滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

基于以上研究，本文提出一種適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便且成本效益高的污水處理方案，以期通過(guò)綜合評(píng)估和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為該污水站乃至類似設(shè)施提供技術(shù)支持和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 工程背景

簡(jiǎn)陽(yáng)市位于四川盆地中部偏西邊緣，成都市東南部，踞沱江中游，龍泉山東麓。北倚金堂縣、龍泉驛區(qū)、雙流區(qū)，東鄰資陽(yáng)市的樂(lè)至縣，南接資陽(yáng)市，西靠眉山市的仁壽縣。市轄范圍地跨東經(jīng)104°12′55″～104°53′44″，北緯30°05′27″～30°38′48″之間。

簡(jiǎn)陽(yáng)市氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛。冬季幾乎無(wú)降雪，夏季高溫多雨。全市年平均氣溫17℃，年平均降水量874mm，年無(wú)霜期約311d。地貌以淺丘為主，其次為低山和河壩沖積平原，丘陵約占總面積的88.13%。

隨著簡(jiǎn)陽(yáng)市城市規(guī)模、城市經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，人們對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施尤其是供排水設(shè)施的需求急劇增加，加大城市排水設(shè)施及其管網(wǎng)的建設(shè)已是迫在眉睫。簡(jiǎn)陽(yáng)市城鎮(zhèn)污水治理及配套管網(wǎng)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目-鎮(zhèn)街污水處理廠提升改造工程，有利于完善市政排水能力，促進(jìn)簡(jiǎn)陽(yáng)市城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 污水站污水處理工藝及處理方法

2.1 污水處理工藝流程

油站分離出水為預(yù)處理階段，目的是初步分離污水中的油分，減少后續(xù)處理環(huán)節(jié)的負(fù)荷。預(yù)除油罐用于進(jìn)一步去除污水中的油分，通常是通過(guò)重力分離的方式，使得油分浮在水面上，便于后續(xù)的收集和處理?；旌戏磻?yīng)器中，污水與處理劑（如絮凝劑）混合，以促進(jìn)懸浮顆粒的凝聚和沉降，為后續(xù)的沉淀和分離做準(zhǔn)備。在混合反應(yīng)后，污水進(jìn)入一次除油罐，進(jìn)一步去除剩余的油分，提高處理效率。

澄清罐用于定期清理除油罐中的沉淀物，以保持設(shè)備的清潔和高效運(yùn)行。儲(chǔ)水罐用于儲(chǔ)存經(jīng)過(guò)除油處理后的污水，為后續(xù)處理步驟提供穩(wěn)定的水流。過(guò)濾器用于去除污水中的懸浮固體和部分溶解性污染物，提高水質(zhì)。注水站用于將處理后的水注入到特定區(qū)域，如農(nóng)田灌溉或補(bǔ)充水源等。

整個(gè)工藝流程旨在通過(guò)物理、化學(xué)和可能的生物處理方法，逐步去除污水中的油分、懸浮固體、有害化學(xué)物質(zhì)等污染物，最終達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用要求。每個(gè)環(huán)節(jié)都是整個(gè)處理系統(tǒng)的重要組成部分，共同確保污水處理的高效和環(huán)保。污水處理工藝流程圖見(jiàn)圖1。

2.2 水質(zhì)改性技術(shù)

水質(zhì)改性技術(shù)是指通過(guò)一系列物理（包括沉淀、過(guò)濾、氣浮、吸附等）、化學(xué)（涉及使用化學(xué)藥劑如絮凝劑、氧化劑等）或生物方法（利用微生物的生物降解能力處理水中的有機(jī)污染物）改善水體質(zhì)量，以滿足特定用途或環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程。這些技術(shù)旨在去除或減少水中的污染物，如重金屬、有機(jī)化合物、氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、懸浮固體等，同時(shí)增加或恢復(fù)水體的自然凈化能力。本研究首先對(duì)該污水站污水進(jìn)行取樣并進(jìn)行水質(zhì)分析，即采用在污水中加入一定藥劑，去改變污水的PH值，以進(jìn)行水質(zhì)改性。

2.3 水質(zhì)凈化及穩(wěn)定技術(shù)

水質(zhì)凈化與穩(wěn)定技術(shù)研究是環(huán)境科學(xué)和工程領(lǐng)域的重要課題，旨在開發(fā)和優(yōu)化方法以去除水中的污染物，同時(shí)可確保凈化后的水質(zhì)在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。這些技術(shù)對(duì)于保障飲用水安全、工業(yè)用水質(zhì)量以及水生態(tài)系統(tǒng)的健康至關(guān)重要。

3 測(cè)試結(jié)果分析

3.1 水質(zhì)改性處理結(jié)果

3.1.1 水樣PH值隨液堿量濃度變化情況

首先對(duì)該污水站水樣進(jìn)行采樣，并在試樣中加入液堿，考察該污水站水樣PH值隨液堿量濃度變化情況，結(jié)果如表1所示。根據(jù)表1可知，該污水站初始PH值為6.5，隨著液堿量的增加，其水樣PH值呈增大趨勢(shì)，當(dāng)液堿量超過(guò)500mg/L時(shí)，該水樣的PH值超過(guò)7。

3.1.2 pH值對(duì)污泥性質(zhì)和處理效果的影響

在水質(zhì)改性過(guò)程中，考察不同pH值下污泥含量的作用，對(duì)于理解污泥處理和水處理過(guò)程中的化學(xué)和生物反應(yīng)至關(guān)重要。污泥是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的含有大量有機(jī)物、微生物、無(wú)機(jī)物和重金屬等的固體物質(zhì)。在水質(zhì)改性研究中，考慮到pH值對(duì)污泥性質(zhì)和處理效果的影響，可以更有效地設(shè)計(jì)和優(yōu)化污泥處理工藝，確保污泥的穩(wěn)定化和資源化利用，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

不同PH條件下污泥含量見(jiàn)圖2。根據(jù)圖2可知，在隨著PH值的不斷增加，水樣中的污泥含量會(huì)不斷增大，與設(shè)想情況一致。其中，PH值由7變?yōu)?，濕泥量則由6kg/m3變?yōu)?4kg/m3，含量顯著上升，在PH值為7.5～8的區(qū)間，增大趨勢(shì)尤為明顯。干泥量雖也呈增大趨勢(shì)，但增長(zhǎng)趨勢(shì)并不明顯。

3.2 水質(zhì)凈化劑選取結(jié)果

3.2.1 不同混凝劑用量與凈化效果關(guān)系

對(duì)于不同的水質(zhì)條件，絮凝劑以及混凝劑的用量以及成分會(huì)有差別，因此首先根據(jù)所取得水樣進(jìn)行凈化劑的篩選，選擇出最適合當(dāng)前水質(zhì)的凈水劑。固定絮凝劑的用量為30mg/L，考察水樣中含油量和懸浮物隨混凝劑用量的增大的變化情況見(jiàn)圖3。

根據(jù)圖3可知，在固定絮凝劑的用量為30mg/L時(shí)，混凝劑用量的增大可以顯著降低水樣中的含油量。分析認(rèn)為，混凝劑使原本分散在水中的微小油滴聚集成較大的油滴，隨著混凝劑用量的增加，更多的油滴被吸附和結(jié)合，形成更大的絮凝體，從而更容易通過(guò)沉降或過(guò)濾從水中分離出來(lái)。但混凝劑的增大對(duì)懸浮物含量無(wú)較大影響。

3.2.2 不同絮凝劑用量與凈化效果關(guān)系

固定混凝劑的用量為100mg/L，考察水樣中含油量和懸浮物隨絮凝劑用量的增大的變化情況。不同絮凝劑用量與凈化效果關(guān)系如圖4所示。

根據(jù)圖4可知，絮凝劑用量的增大可以顯著降低水樣中懸浮物的含量，而對(duì)含油量無(wú)較大影響。分析認(rèn)為，絮凝劑的主要作用，是通過(guò)電荷中和形成絮凝體來(lái)聚集和沉淀水中的懸浮顆粒，油滴在水中通常形成穩(wěn)定的乳化狀態(tài)，這使得它們不易通過(guò)簡(jiǎn)單的絮凝過(guò)程被去除。綜合考慮，確定最佳的凈化劑濃度如下：混凝劑為100mg/L，絮凝劑為40mg/L。

3.3 殺菌緩蝕劑選取結(jié)果

殺菌緩蝕劑是一種在水處理系統(tǒng)中用于抑制微生物生長(zhǎng)和減緩金屬腐蝕的化學(xué)物質(zhì)。它們?cè)诠I(yè)水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、污水處理、船舶和管道運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。選取3種不同的殺菌緩蝕劑，經(jīng)化驗(yàn)確定其對(duì)水樣的殺菌效果顯著。

考察其對(duì)該污水站水樣緩蝕效果，不同殺菌緩蝕劑用量與緩蝕率關(guān)系見(jiàn)圖5。根據(jù)圖5可知，在藥劑濃度為40mg3ef0c918f24d5948f5c5cbae314ee1d5/L時(shí)，選擇3號(hào)和4號(hào)殺菌緩蝕劑的緩蝕效果更明顯，而在30～60mg/L的用量范圍內(nèi)，2號(hào)殺菌緩蝕劑的整體緩蝕率更高。

在實(shí)際使用時(shí)，選擇和使用需要根據(jù)具體的水質(zhì)條件、系統(tǒng)材料和操作要求來(lái)確定，以實(shí)現(xiàn)最佳的防腐蝕和微生物控制效果。同時(shí)，還需要考慮這些化學(xué)品對(duì)環(huán)境和人體健康的潛在影響，選擇合適的用量。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文基于對(duì)簡(jiǎn)陽(yáng)市污水站工程項(xiàng)目進(jìn)行污水采樣，采用水質(zhì)改性、水質(zhì)凈化以及穩(wěn)定技術(shù)的方法，分析其對(duì)污水的處理效果，得出不同處理方法的最佳情況。最終得出以下結(jié)論：

該污水站初始PH值為6.5，隨著液堿量的增加，其水樣PH值呈增大趨勢(shì)，而隨著PH值的不斷增加，水樣中的污泥含量會(huì)不斷增大，濕泥含量增大更為明顯。

針對(duì)該污水水樣，混凝劑用量的增大可以顯著降低水樣中的含油量，絮凝劑用量的增大可以顯著降低水樣中懸浮物的含量，而對(duì)含油量無(wú)較大影響。

不同殺菌緩蝕劑以及不同藥劑濃度對(duì)該水樣的處理效果略有差別，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)綜合考慮水質(zhì)、處理效果以及安全問(wèn)題來(lái)考慮殺菌緩蝕劑用量。

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