【摘要】隨著國家環(huán)保政策對城市污水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，很多已建成的城市污水廠都需要擴(kuò)建或提標(biāo)改造，而前期預(yù)留用地不足問題凸顯，因此，需要考慮重新選址和征地；另外，新建城市污水處理廠也存在建設(shè)用地緊張的問題。因此，有必要開發(fā)一種占地面積小、布置緊湊、工藝成熟、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、投資省的城市污水處理設(shè)施及處理方法。

【關(guān)鍵詞】城市污水；工業(yè)廢水；一體化結(jié)構(gòu)；（A2/O）；擴(kuò)建；提標(biāo)改造

城市污水是一種類型較多的混合污水，主要來自住宅區(qū)污水、賓館、酒店污水、醫(yī)院污水及學(xué)校污水等，另外混合了經(jīng)預(yù)處理過的部分工業(yè)廢水。本技術(shù)方法主要集成了A2/O（厭氧-缺氧-好氧生物同步脫氮除磷工藝）池、二沉池、高效混凝沉淀池、濾布濾池和氯消毒技術(shù)，形成一個集約一體化結(jié)構(gòu)的綜合處理池，很好的解決了城市用地緊張問題，被處理后的城市污水可以達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)或作為中水回收利用。

1、集約一體化結(jié)構(gòu)城市污水處理工藝

目前，城市污水處理基本都采用以生物處理為核心的三級組合工藝，一級是預(yù)處理，二級是主體，三級為精制。其中，二級生物處理工藝普遍采用活性污泥法和生物膜法，主要有A2/O法、改進(jìn)型氧化溝法、SBR法、AB法、曝氣生物濾池等類型，三級精制工藝主要采用高效沉淀、臭氧、濾布濾池等工藝。

2、創(chuàng)新技術(shù)

本次開發(fā)的一體化結(jié)構(gòu)綜合處理池采用了一定的創(chuàng)新技術(shù)，與現(xiàn)有成熟技術(shù)相結(jié)合，具體分析如下：

（1）處理工藝和構(gòu)筑物的選型易于合建，如采用A2/O（厭氧-缺氧-好氧生化法）工藝，池型采用矩形池體，結(jié)構(gòu)靈活，整體長寬可調(diào)節(jié)性較高，滿足與其他單體結(jié)構(gòu)尺寸的匹配性、協(xié)調(diào)性；采用平流式沉淀池替代圓形結(jié)構(gòu)二沉池，矩形結(jié)構(gòu)更易于合建；采用濾布濾池技術(shù)，占地小、設(shè)備成套化安裝簡便可擴(kuò)展性強(qiáng)、維護(hù)操作簡單、結(jié)構(gòu)上易于合建。

（2）各單體水力流程設(shè)計(jì)優(yōu)化，由于單體布置合理，單體間水流亦通暢，同時(shí)采用內(nèi)部渠道連接，從而使水頭損失降低到最低限度，使高程差盡可能減小，節(jié)能效果顯著。

（3）對各單體工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理設(shè)計(jì)池體長寬深，使各單體結(jié)構(gòu)形式、尺寸和高程上滿足一體化結(jié)構(gòu)整體的長寬基本形式，并能夠采用整體池底，大大降低了土建施工難度。

（4）利用多余的構(gòu)筑物空間，搭建污泥泵房、加氯間等輔助設(shè)施，集中布置便于管理和運(yùn)行維護(hù)，也一定程度上節(jié)省了用地。

（5）生化反應(yīng)池一半以上池壁為綜合處理池內(nèi)壁，加之外壁采用保溫措施和池頂加蓋，整個生化反應(yīng)的水溫滿足脫氮除磷的必要條件，經(jīng)工程實(shí)際論證，即使在東北極寒地區(qū)，出水溫度亦比進(jìn)水高2～3℃，保溫效果顯著。

3、優(yōu)點(diǎn)分析

各功能池、構(gòu)筑物組合設(shè)計(jì)，共用池壁，通過廊道相通，節(jié)約了連接管路和設(shè)施占地，管理十分方便。整體工藝節(jié)能效果顯著、具有運(yùn)行費(fèi)用低和處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。

（1）采用集約一體化結(jié)構(gòu)節(jié)約用地30%以上。將污水二級生化處理、三級深度處理、輔助構(gòu)建物設(shè)施等處理工段糅合在一個一體化結(jié)構(gòu)內(nèi)，各構(gòu)筑物通過廊道相通，具有設(shè)施設(shè)備集中、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)約用地、便于管理等特點(diǎn)。

（2）整體采用A2/O工藝、高效沉淀池和濾布濾池技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，改傳統(tǒng)長流程工藝為短流程工藝，大幅度減少中間環(huán)節(jié)。整體工藝構(gòu)成簡單、流程短，單體設(shè)施構(gòu)成簡化、水力條件順暢、水頭損失小、更節(jié)能。

（3）處理設(shè)施具有運(yùn)行模式多樣性，抗沖擊能力強(qiáng)、出水水質(zhì)高、運(yùn)行靈活方便。采用改良式增強(qiáng)型A2/O脫氮除磷生化處理工藝，可以自動調(diào)控系統(tǒng)排泥、調(diào)控多點(diǎn)進(jìn)水方式、調(diào)控污泥外回流比、調(diào)控混和液內(nèi)回流比等進(jìn)行多模式運(yùn)行。

（4）污泥量少、藥劑投加量少、出水水質(zhì)好，節(jié)約藥劑30%以上。高效沉淀池采用了污泥循環(huán)技術(shù)，利用物化污泥循環(huán)晶析的反應(yīng)原理，改質(zhì)了污泥性能，污泥含水率低、顆粒大、沉降性能好，既提高了出水水質(zhì)，又減少了污泥排出量，減輕了后續(xù)污泥處理設(shè)施負(fù)荷、縮小了構(gòu)筑物體積。

（5）環(huán)境更加友好，合建一體化封閉式池頂結(jié)構(gòu)可以用于種植綠化，在整體占地面積小的前提下，可以建成花園式污水處理廠。

（6）投資更省，合建單體可以利用共用池壁、降低了土建工程造價(jià)。城市污水處理廠土建工程一般占到總投資的50%以上，采用一體化結(jié)構(gòu)，大大降低了工程造價(jià)。

4、創(chuàng)新技術(shù)處理工藝

4.1一體化結(jié)構(gòu)綜合處理池

綜合處理池是一種一體化結(jié)構(gòu)的城市污水處理設(shè)施，主要包括：（1）厭氧池、（2）缺氧池、（3）好氧池、（4）二沉池、（5）提升泵池、（6）混合池、（7）絮凝池、（8）沉淀池、（9）濾布濾池、（10）加氯消毒池、（11）污泥泵房；工藝流程如圖1所示。輔助建筑物及設(shè)備如鼓風(fēng)機(jī)房、MCC控制室、儀表小屋、除臭設(shè)施等巧妙地合建于一體化結(jié)構(gòu)綜合處理池體頂部。

整體及各功能池型基本采用矩形池體，便于組合，美觀大方，具體池體形式如下圖所示。

4.2處理工藝

城市污水首先進(jìn)入到一級預(yù)處理單元：粗格柵、進(jìn)水泵房、細(xì)格柵、曝氣沉砂池，去除了污水中的懸浮固體、無機(jī)顆粒雜質(zhì)，以減輕后續(xù)生化處理設(shè)施的負(fù)擔(dān)，保證了綜合處理池正常穩(wěn)定運(yùn)行。然后再進(jìn)入到一體化綜合處理池，本處理設(shè)施可完全滿足一般城市污水的處理要求。出水水質(zhì)可達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)。

城市污水在一體化綜合處理池內(nèi)，依次流經(jīng)生物反應(yīng)池（1）厭氧池、（2）缺氧池、（3）好氧池，A2/O工藝是一種典型的除磷脫氮工藝，其生物反應(yīng)池由ANAEROBIC（厭氧）、ANOXIC（缺氧）和OXIC（好氧）三段組成。這是一種推流式的前置反硝化型工藝，可根據(jù)進(jìn)水條件和出水要求，人為地創(chuàng)造和控制三段的時(shí)空比例和運(yùn)轉(zhuǎn)條件，采用多點(diǎn)進(jìn)水的多模式運(yùn)行方式，根據(jù)廢水中碳源含量情況，可以自動往（2）缺氧池投加營養(yǎng)物碳源，進(jìn)行反硝化脫氮。污水在厭氧池、缺氧池和好氧池內(nèi)停留時(shí)間分別為：1.5h、6.0h、10.0h，根據(jù)不同進(jìn)水水質(zhì)，停留時(shí)間可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。本生化處理單元有兩種回流系統(tǒng)，一是硝化液內(nèi)回流系統(tǒng)（見圖1，A回流），將（3）好氧池內(nèi)硝化液通過硝化液回流泵回流到（2）缺氧池入口混合，根據(jù)水質(zhì)條件硝化液內(nèi)回流比例控制在100%～300%。二是污泥外回流系統(tǒng)（見圖1，B回流），通過污泥回流泵把（4）二沉池內(nèi)部分污泥回流到（1）厭氧池入口，污泥回流比為控制在50%～100%，剩余污泥排放到污泥處理系統(tǒng)。主要污染物總氮TN去除率可以達(dá)到60%～75%、總磷TP 的去除率達(dá)70%～80%、BOD5的去除率達(dá)80%～90%，好氧池出水自流進(jìn)入到（4）二沉池進(jìn)行泥水分離。二沉池采用平流式，水力停留時(shí)間為：1.5h～3.0h。（4）二沉池出水自流進(jìn)入到（5）提升泵池，經(jīng)二次提升后進(jìn)入到（6）混合池進(jìn)行物化反應(yīng)，通過加藥裝置往（6）混合池內(nèi)投加混凝劑聚合氯化鋁，泥水混合液自流進(jìn)入到（7）絮凝池，通過加藥裝置往（7）絮凝池內(nèi)投加絮凝劑聚丙烯酰胺PAM，絮凝反應(yīng)后的混合液進(jìn)入（8）沉淀池，通過斜管沉淀進(jìn)行泥水分層，污水中污染物SS、BOD5、CODcr和TP得到進(jìn)一步去除，其中總磷TP脫除率達(dá)到90%～95%。高效混凝沉淀池設(shè)有一種污泥回流系統(tǒng)，見圖1的C回流，物化污泥回流到（6）混合池入口，通過循環(huán)晶析反應(yīng)，減少了藥劑投加量、提高了污泥沉降性。污水在混合池、絮凝池、高效沉淀池內(nèi)停留時(shí)間分別為：3～5min、25～30min、30min（根據(jù)不同進(jìn)水水質(zhì)，停留時(shí)間可能有差異，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整）。高效沉淀池出水自流進(jìn)入（9）濾布濾池重力運(yùn)行，根據(jù)水位差自動反沖洗。經(jīng)過濾布濾池深度去除懸浮物SS后，廢水流入到（10）加氯消毒池，通過加氯設(shè)備投加氯，廢水在加氯池內(nèi)停留30min后，殺滅了污水中大量細(xì)菌及病毒，合格廢水自流排入水體。

4.3 一體化結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性

城市污水廠接納的污水一般由生活污水和經(jīng)預(yù)處理的部分工業(yè)廢水組成，不同城市污水中生活污水和工業(yè)廢水混合比例不同。因此污水中主要污染物CODCr、BOD5、SS、氨氮、磷等濃度會有一定的差異性。本一體化結(jié)構(gòu)綜合處理池具有較高的可擴(kuò)展性，根據(jù)具體進(jìn)水、出水水質(zhì)要求，可以替代、省略或增加部分處理工段。

當(dāng)工業(yè)廢水比例較高時(shí)，城市污水會存在污水可生化性差、水質(zhì)波動性大的特點(diǎn)，需要增加處理步驟，在（1）厭氧池前增加一道水解酸化池，以提高污水可生化性，其他處理工序不變。如進(jìn)水水質(zhì)水量變化較大，可以在最前端增加調(diào)節(jié)池以滿足水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)。當(dāng)處理磷含量相對較低的城市污水時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況可省略高效混凝沉淀池，即（6）混合池、（7）絮凝池、（8）高效沉淀池工藝單元，相應(yīng)地（9）濾布濾池、（10）加氯接觸池、（11）污泥泵房應(yīng)根據(jù)實(shí)際進(jìn)行池體尺寸的調(diào)整。

該種一體化結(jié)構(gòu)綜合處理池具有較高的可擴(kuò)展性，應(yīng)對不同廢水采用不同的變化形式，大大地提高了其在實(shí)際工程中應(yīng)用的可能性。

結(jié)語：

綜合處理池采用一體化結(jié)構(gòu)，主要實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)效果：⑴各單體處理池合建，最大限度減小了占地面積，同時(shí)利用多余構(gòu)筑物空間搭建污泥泵房、設(shè)備間等，在采用同等工藝和同等處理能力前提下，較分散式構(gòu)建筑物形式節(jié)約用地30%以上。⑵土建投資更省，合建單體共用池壁、降低了土建工程造價(jià)。⑶更加節(jié)能，直連池體的結(jié)構(gòu)形式，一是避免了過多的水頭跌落，減小水頭損失，二是采用優(yōu)化的渠道連接，比傳統(tǒng)管路連接水力損失小。⑷各單體直接連接在一起，縮短了池體間的管路連接、降低了大量管材耗材。（5）集約一體化池體相比分散水池保溫效果顯著，有利于生化反應(yīng)的順利進(jìn)行。（6）環(huán)境更加友好，一體化封閉式池頂結(jié)構(gòu)，一是池頂空地可以用于種植綠化，二是便于各池體臭氣收集與集中化處理。

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