楊華

（江西省中贛投勘察設(shè)計(jì)有限公司，南昌 330029）

1 引言

城市污水的處理質(zhì)量直接影響群眾生活， 也關(guān)系著國家生態(tài)環(huán)境建設(shè)。 隨著我國部分城市污水處理廠的數(shù)量和規(guī)模不斷提升， 在實(shí)際運(yùn)行中很多污水處理廠很難對(duì)處理效果進(jìn)行嚴(yán)格把控，同時(shí)工藝選擇問題也會(huì)對(duì)后續(xù)工作造成影響。 本文提出的新型污水處理方式相較于傳統(tǒng)方式可提高污水處理效率，更大程度地保護(hù)水環(huán)境。

2 城市污水處理廠工藝選擇原則

城市污水處理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需考慮管渠改造、污水收集、處理、消毒、排放等問題，同時(shí)還應(yīng)考慮上游、下游水體的環(huán)境自凈能力。 總體上看，我國污水處理相較于其他發(fā)達(dá)國家仍存在一定差距，很多污水處理廠在工藝選擇中存在短板，影響了處理質(zhì)量與處理效率， 同時(shí)污水處理廠的環(huán)境條件也是確定處理工藝的重要因素，如在大型城市或人口密集地區(qū)，環(huán)境質(zhì)量要求較高，應(yīng)選用衛(wèi)生條件較好，處理性較強(qiáng)、速率較高、耗能較少的工藝方式，但同時(shí)也應(yīng)考慮成本，以及該區(qū)域水廠的管理水平，另外，在當(dāng)前各類技術(shù)選擇中，也應(yīng)根據(jù)當(dāng)前地區(qū)的處理目標(biāo)及企業(yè)實(shí)際情況進(jìn)行挑選， 不應(yīng)盲目選擇國外技術(shù)，如德國極力推廣的AB 法、生物脫氮除磷法等，為此，在工藝選擇中應(yīng)遵循以下原則。

1）滿足污水處理工程的實(shí)際運(yùn)作需求，且應(yīng)對(duì)污水處理質(zhì)量進(jìn)行把控，滿足現(xiàn)代城市的環(huán)境需求及群眾居住需求。

2）在工藝選擇時(shí)應(yīng)考慮投入成本、運(yùn)行成本、后期維護(hù)及占地空間等方面，提升工藝的經(jīng)濟(jì)性、合理性、可行性。

3）應(yīng)遵循因地制宜原則，根據(jù)污水狀況進(jìn)行選擇，確保工藝的穩(wěn)定性與適用性。

4）選擇工藝時(shí)還應(yīng)考慮到工藝使用中的管理水平，如大型污水廠規(guī)模較大，影響較大，設(shè)施較多，受到更多重視，通常具備較高的管理水平，可選擇一些工藝流程較為復(fù)雜的方式，在后續(xù)使用中能夠發(fā)揮出實(shí)際效用， 而小型污水處理廠則規(guī)模小，影響小，在管理方面不如大型污水處理廠，因此，若選用過于復(fù)雜的工藝則難以確保后續(xù)管理?xiàng)l件， 在維護(hù)及檢修等過程中容易顯露疲態(tài)，反而不相稱。

3 城市污水處理廠初步處理工藝關(guān)鍵技術(shù)

3.1 底曝氧化溝技術(shù)

底曝氧化溝技術(shù)是城市污水處理中氧化渠的變形， 每組底曝氧化溝內(nèi)都設(shè)有厭氧池、缺氧池與回流系統(tǒng)，可保證污泥在回流過程中充分釋放污染物質(zhì)，并與污水相互接觸，在厭氧區(qū)出現(xiàn)反硝化反應(yīng)，在缺乏游離氧的情況下，反硝化菌可將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，起到改善水質(zhì)、去除總氮的效果。 這種技術(shù)在應(yīng)用中可對(duì)曝氣與攪動(dòng)裝置進(jìn)行定向控制， 讓被攪動(dòng)的混合液循環(huán)流動(dòng)，降低氧化溝內(nèi)的沖擊負(fù)荷，同時(shí)具有較強(qiáng)的去污性，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定，既可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行，還可以調(diào)整氧化溝內(nèi)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)等方面的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約曝氣動(dòng)力消耗的目的[1]。

3.2 奧貝爾氧化溝技術(shù)

奧貝爾氧化溝技術(shù)是一種較為傳統(tǒng)的處理技術(shù)， 這種方式最先由南非國家研究所提出， 時(shí)至今日也是很多地區(qū)都在運(yùn)用的污水處理技術(shù)，其工藝流程如圖1 所示。

圖1 奧貝爾氧化溝工藝流程

奧貝爾氧化溝呈橢圓形，設(shè)有2 條或3 條同心曝氣管道，在污水被吸入進(jìn)水口后，可流入同心曝氣管道，每條管道都是一個(gè)完全反應(yīng)的混合池，其中的混合物質(zhì)可與曝氣相互融合，且污水會(huì)在每條管道中進(jìn)行循環(huán)，并向下個(gè)管道排放，因此，在運(yùn)行過程中該方式較為簡(jiǎn)單， 可通過循環(huán)作用實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的初步處理。 這種氧化溝的污水混合效率較高，污水可自行進(jìn)行有氧與無氧條件的轉(zhuǎn)換， 一般管道內(nèi)的混合液流量應(yīng)是污水總量的10 倍，以確?；旌铣渥?，進(jìn)而提高氧的吸收效率與傳遞效率，一定程度上節(jié)約供氧量。

3.3 技術(shù)選擇

污水二級(jí)處理中，相較于廣泛使用的奧貝爾氧化溝技術(shù)，底曝氧化溝技術(shù)采用了一種高充氧效率的底曝機(jī)，因此，擁有更小的占地面積，且底曝氧化溝中污水在混合作用下，一天內(nèi)可循環(huán)上百或上千次， 可大幅度降低污水濃度， 管理較為簡(jiǎn)單，控制箱也設(shè)置在平臺(tái)上，較易維護(hù)，而奧貝爾氧化溝的污水流動(dòng)需要依靠推流式， 循環(huán)次數(shù)不及底曝氧化溝技術(shù)，且還需要安裝其他曝氣設(shè)備，在維護(hù)方面較為復(fù)雜，特別是由于需要依靠水流推流作用，因此，在冬季等寒冷環(huán)境下，在處理效率上與底曝氧化溝有較大的差距，為此可選用底曝氧化溝技術(shù)，提升污水處理效率，縮減廠區(qū)占地面積，強(qiáng)化污水處理效果[2]。

4 城市污水處理廠深度處理工藝關(guān)鍵技術(shù)

4.1 纖維轉(zhuǎn)盤濾池技術(shù)

纖維轉(zhuǎn)盤濾池是現(xiàn)階段污水處理中的一項(xiàng)新興技術(shù)，中間的過濾轉(zhuǎn)盤及有機(jī)纖維濾布為其主要處理設(shè)備， 其毛絨表面可通過聚酯纖維作為支撐體， 浸潤(rùn)后會(huì)形成3~5 mm 濾布介質(zhì)，孔徑僅10 μm，能有效進(jìn)行過濾，降低反沖洗流量與水頭損失，同時(shí)還可以去除污水內(nèi)的懸浮雜質(zhì)，經(jīng)過這種深度處理的污水能夠達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)。 在實(shí)際應(yīng)用中，污水通過重力流入過濾池，濾布將污水進(jìn)行過濾與清洗，隨著濾布上污泥的聚集，濾布的過濾阻力增加，濾池的水位升高，轉(zhuǎn)盤會(huì)以0.5 r/min或1 r/min 的速度旋轉(zhuǎn)，析出濾布上聚集的污泥顆粒，同時(shí)會(huì)啟動(dòng)2 臺(tái)以上的反沖洗泵與4 組以上的過濾轉(zhuǎn)盤反沖洗，且反沖洗水量相較于總體水量不足1%，沖洗時(shí)間為1~2 min，既可以確保維護(hù)便利性，又可以確保節(jié)能性，還擁有很高的處理質(zhì)量。 纖維轉(zhuǎn)盤濾池工藝流程如圖2 所示。

圖2 纖維轉(zhuǎn)盤濾池工藝流程

4.2 混合池技術(shù)

混合池是當(dāng)前污水處理常用的裝置， 其中包括機(jī)械混合池、折板反應(yīng)池、斜管沉淀池與過濾池（見圖3）。運(yùn)用中需向污水中加入混凝劑，并通過機(jī)械攪拌及折板的相互攪動(dòng)，提升內(nèi)部顆粒碰撞的機(jī)會(huì)，達(dá)到高速絮凝效果。 再將絮凝后的污水通入過濾池內(nèi)， 這種采用質(zhì)地勻稱的砂濾料擁有較強(qiáng)的截污性以及較高的過濾速度，可確保出水水質(zhì)穩(wěn)定，同時(shí)這種設(shè)備經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的反沖洗后，沖洗效果較高，進(jìn)出水也不會(huì)受到其他因素影響，工作人員還可自行操作過濾池水位調(diào)節(jié)閥，調(diào)整過濾效果，同時(shí)由于沉淀效率較高，池體積小，占地面積小，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定，在與機(jī)械排泥機(jī)配合使用時(shí)，可發(fā)揮出更大的效果，同時(shí)通過V 形濾池的運(yùn)用，可配合內(nèi)部額的出水設(shè)置堰板，均勻各個(gè)池出水情況，不受其他池的影響，達(dá)到恒定過濾的目的，這也是當(dāng)前常用的污水深度處理裝置。

圖3 混合池工藝流程

4.3 技術(shù)選擇

混合池技術(shù)與纖維轉(zhuǎn)盤濾池技術(shù)皆可滿足水源的過濾需求，在出水穩(wěn)定程度方面二者區(qū)別不大。 在實(shí)踐中，纖維轉(zhuǎn)盤濾池技術(shù)處理工藝較先進(jìn)，可以保持連續(xù)性運(yùn)行，能自動(dòng)化控制，因此，運(yùn)行管理方面較簡(jiǎn)便，還擁有投資成本較低的優(yōu)勢(shì)，且由于設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)較慢（0.5 r/min 或1 r/min），其設(shè)備的維護(hù)量較??；混合池作為傳統(tǒng)技術(shù)，雖擁有成熟的管理經(jīng)驗(yàn)，但運(yùn)行管理較復(fù)雜，內(nèi)部不同類型池較多，運(yùn)行費(fèi)用較高，雖然池子均為鋼混結(jié)構(gòu)，維護(hù)量較低，但折舊費(fèi)也較低，同時(shí)占地空間較大。經(jīng)對(duì)比，可選用纖維轉(zhuǎn)盤濾池技術(shù)提升污水處理廠的效益。

5 城市污水處理廠消毒工藝關(guān)鍵技術(shù)

5.1 加氯法

消毒工藝可將經(jīng)過深層次處理的污水進(jìn)行進(jìn)一步殺菌，有效降低內(nèi)部有害物質(zhì)。 加氯法是一項(xiàng)主要的殺菌技術(shù)，可向污水中加入液氯或含氯化合物等進(jìn)行殺菌， 加入液氯時(shí)一般需要預(yù)留30 min 的內(nèi)部反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)還需準(zhǔn)備較大的反應(yīng)池，但氯氣本身有劇毒，實(shí)際應(yīng)用中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，故應(yīng)單獨(dú)建立液氯存儲(chǔ)間，避免與工作人員直接接觸。 運(yùn)用含氯化合物可降低毒害風(fēng)險(xiǎn)性， 同時(shí)對(duì)環(huán)境的影響較小。 加入次氯酸鈉、二氧化氯、漂白劑等進(jìn)行消毒的方式投入成本較高，故可加入氧化劑， 將氧化劑與含氯化合物相結(jié)合， 二者可按1∶0.5的比例進(jìn)行配置。 加入臭氧的方式危險(xiǎn)性較小，對(duì)環(huán)境無害，可被應(yīng)用于游泳池或飲用水的消毒過程中。

5.2 紫外線消毒法

紫外線消毒法是當(dāng)前眾多發(fā)達(dá)國家運(yùn)用的方式， 即通過紫外線對(duì)水中微生物進(jìn)行滅殺，微生物的DNA 在吸收一定的紫外線后，其結(jié)合鍵會(huì)斷裂，導(dǎo)致細(xì)胞失活且不會(huì)繁殖，大幅減少細(xì)菌數(shù)量，達(dá)到殺菌目的。 一般可運(yùn)用254 nm 波長(zhǎng)的紫外線，在處理水量較大時(shí)可運(yùn)用高壓水銀弧燈進(jìn)行，提升處理效果，相較于加氯法或氯氧混合法等方式，其在各方面皆擁有極大的優(yōu)勢(shì)，在北美國家已有超過1 000 多套紫外線消毒裝置進(jìn)行污水處理[3]。

5.3 技術(shù)選擇

污水的消毒處理是一項(xiàng)重要工序，也與人民群眾的生活關(guān)系密切。 在技術(shù)選擇中應(yīng)科學(xué)合理，相較于加氯法，紫外線法在占地面積、處理時(shí)間、處理能力、處理質(zhì)量等方面都有極大的優(yōu)勢(shì)，且加氯處理法還伴隨一定的風(fēng)險(xiǎn)性，例如，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成二次污染。 但紫外線消毒法的成本投入巨大，設(shè)備的使用費(fèi)用與維修費(fèi)用極高，燈管壽命較短，同時(shí)消毒效果易受水質(zhì)影響。 綜合考慮運(yùn)行成本及消毒效果等，可選用氯氧混合法進(jìn)行水源消毒，既可確保水源質(zhì)量，又可確保一定的經(jīng)濟(jì)性。

6 結(jié)語

總而言之， 通過對(duì)我國當(dāng)前城市污水處理廠的技術(shù)選擇及關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行分析，并在設(shè)備使用性能、使用難度、使用經(jīng)濟(jì)性及適用性等方面進(jìn)行比對(duì)后，可運(yùn)用底曝氧化溝、纖維轉(zhuǎn)盤濾池結(jié)合加氯法的污水處理方法，在污水二級(jí)處理、深度處理及消毒等方面進(jìn)行運(yùn)用， 取代傳統(tǒng)的奧貝爾氧化溝技術(shù)與混合池等技術(shù)。 在工藝選擇中，工作人員應(yīng)遵循因地制宜原則，綜合考慮工藝成熟度、運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)及運(yùn)行成本、廠區(qū)占地等因素，合理把控技術(shù)應(yīng)用，確保收集到的污水得到妥善處理，達(dá)標(biāo)排放，以促進(jìn)城市污水處理工作持續(xù)健康發(fā)展，為當(dāng)?shù)厮h(huán)境保護(hù)提供積極可靠的技術(shù)選擇。