浅谈污水处理厂工艺流程_吴晨.pdf

：浅浅谈谈污污水水处处理理厂厂工工艺艺流流程程吴晨（西安市污水处理管理中心，陕西 西安）摘要我国城市的数量众多，由于其地理位置的差异，使得城市污水的处理成为了大中型城市的一个新的发展方向。我国的城市污水处理相对于其他国家来说要晚一些，发展的时间不长，但取得了显著的成绩，而且还有很大的发展潜力。而当前，随着我国城镇污水总量的迅速增加，污水治理还有待完善，而对于中小城镇的污水治理，由于缺少相应的技术和装备，缺少相应的技术和设备，缺少相应的资金和技术。为此，文章结合西安市某污水处理厂的实际情况，从污水的性质和治理的角度，讨论了该技术的选用，以期为国内的实际开发提供有益的参考。污水处理工艺的选取对污水处理厂的建设至关重要，处理工艺的选用直接关系到处理的效益，也关系到项目投资的多少、运行的可靠程度、运行费用的高低以及管理的复杂性。所以，要根据污水的水量、水质、温度、气象、地理、经济等实际，选用合适的污水处理技术，保证出水达到污水的排放要求。根据城市水质、水量的特点，并根据城市发展的需要，以及城市的自然地理位置，也就是“城市与农村的连接”，周边有可以进行污水的灌溉、淤泥作为农业肥料的使用，并将污水的处置和使用结合起来，以保证和改善城市的生态和水的良好的循环。关键词城市；污水排放；处理工艺中图分类号文献标识码文章编号 （）收稿日期 作者简介吴晨（），男，陕西西安人，工程师，主要从事水利工程运行管理方面工作。引言西安市某污水处理厂一期工程设计处理规模 万 ，于 年 月底建成，年 月进入商业运营，工艺采用改良型卡鲁塞尔氧化沟处理工艺（厌氧 缺氧 好氧），达城镇污水处理厂污染物排放标准 二级标准；二期（万 ）及提标改造工程于 年底建成，年 月进入试运行；新建后的污水处理量为 万 ，污水处理采用改进的卡鲁赛尔氧化沟槽 纤维旋流式过滤器，消毒处理采用次氯酸钠消毒工艺，剩余污泥则通过一体化带式压滤机处理成泥饼，由区政府指定地点全处理，臭气收集至生物除臭滤池进行处理，达到除臭的功效。污水经粗格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池等过程可将污水中的较大颗粒污染物去除，而后在氧化沟中进一步完成有机物的去除，二沉池出水经二次提升泵房提升后，经纤维转盘滤池等处理后，出水经次氯酸钠消毒后排入皂河，经处理后，其水质符合 国家城镇污水处理厂污染物排放标准中的 类；污泥处理处置采用带式污泥浓缩脱水一体机脱水后外运工艺。三期设计处理规模 万 ，分两期建设，前期、后期处理规模均为 万 ，污水采用“型滤池”处理工艺，出水符合 的一级 类标准和 城市污水再生利用城市杂用水水质的规定，的中水经处理后排放给不同的客户，的水被用作河水的补充。我国现有的污水治理方法多种多样，但不同的治理方法都有优缺点。目前，许多污水治理项目没有根据实际的水质来确定合适生产工艺流程，导致存在出水质量不合格或运行费用高等问题，这都是今后我们亟待解决的问题。针对此问题，本文对西安市某污水处理厂的工艺流程进行了系统全面的探讨，以期在今后污水治理中对污水处理工程技术的选用有一定的借鉴意义。城市污水处理工艺的类型与应用现状 城市污水处理工艺的类型目前，针对不同的污水治理技术，从不同的微生物生长模式、代谢方式和不同的反应器形式，对现有的污水治理技术进行了综述。（）活化淤渣法：法，法和变型工艺，氧化沟法，常规曝气法，法，法。（）生物膜工艺：接触氧化池，生物滤池，曝气生物滤池，生物转盘，好氧生物流化床工艺。（）厌氧生物处理方法：厌氧池和它的变型升流式厌氧生物池，厌氧生物滤池，厌氧流化床等。（）生态治理：稳定塘，生态系统塘，土位理法，人工湿地技术等。按照工艺特性分为：过滤法、气浮法、沉淀法、离心分离法、油分离法、磁力分离法：中和法、絮凝沉淀法、氧化还原法、化学沉淀法物理化学法：吸附、离子交换、萃取法、吹脱、汽提生物法：活性污泥法、生物膜法、厌氧工艺、生物脱氮除磷工艺污水处理厂的工艺流程根据国家相关处理标准可划分为一级、二级和三级处理处理标准。具体各级标准细节如下：一级处理的核心是去除污水中呈悬浮态的固体污染物质，一般物理处理法均仅能实现一级处理的要求。污水经一级工艺后，含量约为 ，未达到排放要求。第一阶段的工艺是第二阶段的预加工。该工艺为：将粗大的污水经下水道提升泵提起，然后流经格栅或沙滤，最后流入沉沙槽，再由沙、水两相分离的污水流入第一阶段，以上为一级工艺（物 年 月第 卷 第 期 地下水o ，o.理工艺）。本工序采用筛网、筛网、格栅过滤等工艺；沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池等、离心机等 第二阶段的工艺是将污水中的有机物（）和溶解性有机物（、）除去，其脱除率超过 ，可以满足污水的有机污染物的排放要求。生物处理装置的污水流入生物处理装置，主要有氧化池、生物滤池等，生物膜工艺（生物接触氧化池、生物转盘、生物滤池、生物流化床），生物处理装置的污水进入第二沉池，二沉池的污水经杀菌、排出或排入第三道工序，一次工艺完成后为第二阶段。表 中国城镇生活垃圾治理技术的使用状况城市污水处理工艺技术时间空间发展原因传 统 活 性 污泥工艺 世纪 年代及以前此 时 建 立 的大 部 分 污 水处理厂当 时 没 对 出水 氮 磷 含 量做出要求 工艺 世纪 年代起青 岛 海 泊 河污水处理厂、深 圳 滨 河 污水处理厂等自 身 抗 冲 击负 荷 能 力 强等优点 工 艺、工艺 世纪 年代末 年代初起武 汉 市 污 水处理厂、天津纪 庄 子 污 水处理厂等较 好 的 除 磷脱氮效果倒置 世纪 年代以来常州北城污水厂、青岛 团岛及李村河污水处理厂等。工 艺 在除 磷 脱 氮 方面存在缺陷水 解 好 氧生 物 处 理 工艺技术 世纪 年代初起北 京 密 云 污水处理厂、新疆 昌 吉 污 水处理厂等。传 统 活 性 污泥 法 存 在 投资高等缺陷氧化沟工艺 世纪 年代中期起此 时 期 建 设的 大 部 分 大型 污 水 处 理项目良 好 的 脱 氮效 果 日 无 需沉淀池 世纪 年代中期开始天 津 经 济 技术开发区、深圳 盐 田 污 水处理厂等工 艺 已 臻 成熟 工艺 世 纪 末 期起山 东 招 远 污水处理厂、深圳 龙 田 污 水处理厂等。具 有 基 建 费低、处理效 果稳定的 特 点，符合“十一五”规划要求。曝 气 生 物 滤池工艺 世纪 年代以后广 东 南 海 污水处理厂、沈阳仙女河等具 有 集 约 化程 度 较 高 等优点生 物 接 触 氧化法 世纪 年代以后太 原 殷 家 堡污 水 净 化 厂和 古 交 镇 城底 污 水 处 理厂自 身 有 机 容积 负 荷 高 等优 点 及 新 型生 物 填 料 的开发 世纪 年代以后多 用 于 处 理各类废水，如啤酒废水，可乐废水等技术成 熟，可解 决 环 境 问题，并取得 良好的经济效益人 工 湿 地 技术“七 五”期 间开始北京昌平、深圳 白 泥 坑 及沙 田 人 工 湿地系统等具 有 良 好 的生 态 及 经 济效益等特点 污水处理工艺的发展概况近几年，中央、各地区对污水治理工作给予了高度的关注，目前国内城市生活污水处理厂采用的工艺技术中，的污水采用了活性污泥技术；其它的流程还包含了一次处理、一次加强、一次人工湿地等。不同技术在国内的发展状况可以用时间和空间两个角度来说明，参见表格。污水处理工艺及方案论证研究 污水处理工艺选择 处理工艺流程选择应考虑的因素一座污水处理厂是指一种完整的污水处理技术和与之配套的特殊结构，二者之间存在着一定的联系。因此，在选择生产流程时，要系统考虑到各个结构的形状等。并且在设计过程中应综合考虑污水的水质特点、污水处理程度、污水处理指 标、工 程 造 价、项 目 规 模、实 施 难 度 等 因 素。根 据 城镇污水处理厂污染物排放标准 规定可知，该厂属于小型污水处理厂，其污水处理量仅 。依照城市污水处理和污染防治技术政策的建议，对于 的大型污水处理厂，一般采用传统的活性污泥法工艺，万 污水处理厂，可采用传统的活性污泥法、工艺、氧化沟工艺等工艺，小型污水处理厂可采用水解好氧工艺或生物滤池等方法。污水处理工艺方案）工艺本发明的制程本体为三部分，其特点是：三个时期：厌氧段 低氧段 好氧段，厌氧 好氧法是一种从 法发展起来的一种新型的脱氮技术。流程表见图。图 工艺流程图从生物脱氮的机理上，可以看出，和氧化沟法的基本原则都是相同的，都是三阶段的结合，不同的是顺序、结构的具体操作特点和污泥停留时间。工艺本质上是由低氧 好氧、好氧和好氧两个阶段组成的综合处理。三种生物滤池均进行了不同的化学作用，以实现除氮、除磷的作用。在厌氧环境下，磷素的释放已基本结束。由于聚磷杆菌具有很强的好氧能力，因此，在无氧状态下，聚磷杆菌会被其所抑制，从而将其分解为磷酸酯（），产生巨大的能源，以保持其在无氧状态下的新陈代谢，同时，酵母将污水中的某些大分子有机物分解为小型的发酵物，而聚磷菌则利用能迅速将其分解并将其转化为，贮存在细菌中，这个处理结束后，其磷含量最大，含量下降。在低氧环境下，实现了脱氮和磷脱氮。利用水泵输送进入好氧水池，将（）的混合物送入低氧水池，在低氧环境下，由反硝化细菌将（）转变成（）释放到大气中，并对有机物进行分解，在这个期间，的含量会降低，从而达到脱氮的效果。最近的一项研究显示，第 卷第 期地下水 年 月在低氧环境下也能去除磷，而反硝化多磷细菌（）可以通过 和（）来吸收磷，这样既节约了碳资源，也减少了土壤间的相互间的竞争，从而使土壤的脱氮除磷能力有了不同的改善。在好氧条件下，完成了脱氮、脱氮的工艺。在好氧状态下，有机物中的有机氮由硝酸分解为 ，再由 转变为。同时，聚磷菌降解细菌中贮存的，生成能进行新陈代谢，并通过大量的 （），生成 和其它有机物，并将其贮存于细菌中，最后生成的淤渣为高磷淤渣，与残渣一同排放，以实现对磷的去除。）氧化槽法氧化沟法本质上是一种延迟曝气的反应式反应器，它是一种持续的密闭曝气式曝气法，它并不是一种特殊的脱氮、除磷技术。氧化沟槽的反应槽是一个封闭的、环状的封闭通道，污水通过这个通道在反应器中不断的流动，从微观上讲，它就像一个完整的混合池，所有的污水都会在同一时间流入到一个池中，但因为曝气设备的长度并不一致，所以它具有推流型的特点，可以分成“曝气区”和“非曝气区”，在沟槽里会根据曝气情况、水流的流动情况、溶解氧的浓度等情况而改变，并形成厌氧、缺氧、好氧等化学环境，从而达到脱氮、除磷的目的（见图）。图 氧化沟工艺流程图）技术与改进技术本文将顺序批次的活性淤渣工艺（也称为“顺序 分批”）称为 工艺，从其独特的历史演变来看，这是一种“既古老，也是一种新的技术”，在一个反应箱中，搅拌、曝气、沉淀三个阶段，在一个循环中形成厌氧、缺氧、好氧三阶段进行污水的处理。但因其容量不能充分发挥，所以多用于中、小型污水处理厂，尤其是对高含有机质的工业污水。的生产工艺是：入水、曝气、沉降、停用，的流程见附图。图 工艺流程图 污水处理工艺的确定传统的 处理技术存在着污泥分解速率较慢和底物间的相互竞争等问题，无法满足污水处理厂污水排放的一级 排放标准。根据工程的需要，对厌氧池和缺氧池进行顺序转换，即用逆向 法作为最后的污水处理技术，以改善污水的脱氮和除磷效果。倒置 工艺流程及构造特点 逆向处理过程的流程为：缺氧池（）厌氧池（）好氧池（）。其具体工艺流程如图 所示。图 倒置 工艺流程图）废止初始沉淀槽上面的图片显示了这个过程的基本过程。由图表可知，此方法已去掉了原沉淀槽，这是常规的活性污泥处理过程中必不可少的一个环节，它能有效地除去污水中的、有机负荷和。但是，现如今我国的城市生活垃圾中存在的严重的富营养化问题。因此，本文的研究重点是在高效的去除有机质氮和磷的同时去除其它的有机物。根据原水的实际状况，控制着生产过程中的各种处理方案，与 之比直接影响出水效果，一般以比例较高时，对、的去除效果最佳。由于去除了预沉槽，可以保持 的，从而可以保证以后的脱氮除磷过程中有足够的碳源，同时也可以促进氧化塘中的反硝化和多磷菌群的吸收。在此过程中，未沉淀的悬浮物随着污水一起流入处理体系，为参与反应者的悬浮培养环境，使其具有更多的菌种和数目，从而增强了净化能力、抗冲击能力、适应环境的能力和稳定性。另外，试验还发现，由于去除了初始沉淀槽，污泥中的微粒会增加，从而在污泥中产生局部的厌氧和缺氧区，而当外层的硝化菌完全硝化后，其内部的反硝化细菌会释放出来并进行反硝化，继而在好氧区产生硝化反硝化，从而可大幅改善系统的脱氮率。）低氧 厌氧 好氧池在 过程中，最关键的三个阶段是缺氧阶段、厌氧阶段与好氧阶段。其中缺氧和厌氧阶段都需要搅动装置，而好氧段则需对曝气装置进行曝气。此外通过试验验证和实际应用，确定了各区段的最佳体积比例为。）按要求进行工艺辅助结构的选定在实际的工程应用中，我们一般都会考虑到实际情况，在好氧与二次沉淀池间添加其它结构，以提高出水量，满足更高的要求。比如，在我们的城市污水处理厂，我们在好氧和二沉池之间增加了一个接触式絮凝器（穿孔式旋流式），通过使絮凝器与微小的悬浮体发生碰撞，使其更容易的形成，从而使二次沉淀器中的污泥和污泥的分离。二次沉淀槽的选择采用了一种有较好的沉降效果的斜管式沉淀槽。采用浅表沉渣的原理，采用倾斜管式沉淀法增加反应池的接触区域，在一定的流速条件下，减小了 值和沉渣时间，降低了反应器的体积。斜管式沉淀槽的优势是沉淀效率高，成本低，污泥沉降性能好，污泥量少。倒置 工艺和传统 工艺对比）缺氧池和厌氧池的位置不一样，通过改变地点和分段进给方式，可以更好地实现碳源的分布，从而加速了厌氧池中的反硝和厌氧池的解磷；）不同的除硝作用与传统 法相比，采用内回流法进行 处理（脱全、）的脱氮率显著高于传统 （下转第 页）第 卷第 期地下水 年 月图 模型试样的破坏后颗粒细观损伤特征（依次为冻融、次）结语本文主要得到以下三点结论：（）粗骨料含量愈高，则混凝土承载应力愈大，冻融、次时，粗骨料含量每增长 ，模型抗压强度分别具有平均增幅 、；粗骨料含量对弹性压密变形阶段影响较弱，主要影响在屈服变形，且含量愈多，混凝土峰值应变愈低。（）界面过渡区厚度愈大，则混凝土承载应力愈大，冻融、次时，过渡区厚度增长 ，模型强度平均增幅分别为 、；界面过渡区厚度对模型应力应变影响在初始弹性阶段开始，厚度愈大，弹性模量更高；冻融损伤作用可促使混凝土变形破坏趋延性软化特征。（）混凝土破坏失稳引起的内在因素为颗粒间胶结面受集中损伤，特别是界面过渡区集中损伤值较大，过渡区厚度增大，界面过渡区损伤量值有所降低；模型颗粒自身不出现损伤；粗骨料含量较低时，混凝土模型主裂纹呈，含量增多，主裂纹未显见。参考文献靳璐 混凝土原材料对水利工程混凝土性能的影响与检测控制 黑龙江水利科技 （）：刘晓静，崔旭廷，罗金，等 适用于农田水利设施的低强再生碎砖混凝土耐久性研究 粉煤灰综合利用 （）：满奇斐 内掺玄武岩石粉对水工混凝土性能影响的试验研究 水利科学与寒区工程 （）：尹永宝 淮河河道护坡多尺寸混凝土破坏试验研究 海河水利（）：曾寅，杜志芳，赵龙，等 雄安新区绿色建筑混凝土材料的力学与渗流试验研究 水利技术监督（）：崔溦，魏杰，李国栋 考虑粗骨料破碎的混凝土力学特性细观模拟 东南大学学报（自然科学版）（）：王亮，刘云贺，杨一帆，等 不同温度和应变率下水工沥青混凝土细观能量演化研究 水电能源科学 （）：刘东海，赵梦麒 心墙沥青混凝土压实 模拟细观参数反演 河海大学学报（自然科学版）（）：孔骏，韩敏，丁永发，等 干湿循环和冻融循环作用下硫酸钠腐蚀对混凝土应力 应变曲线的影响 宁夏大学学报（自然科学版）：陈洁静，秦拥军，肖建庄，等 基于 技术的掺锂渣再生混凝土孔隙结构特征 建筑材料学报 （）：石超磊，朱小磊，陆昊 基于 的水工结构混凝土材料力学特性影响因素分析研究 水利科技与经济 （）：陈宇峰，杨昱幸，余琪瑶 地聚合物再生骨料混凝土的制备及力学性能研究 福建建设科技（）：王尧鸿，晁磊，杨晓明，等 橡胶集料风积沙混凝土力学性能试验与微观分析 科学技术与工程 （）：（上接第 页）法。）不同的除磷作用传统 流程中，多个因子作用，且厌氧条件较差，导致本区域的磷排放受限制，从而对好氧段磷的吸附产生一定的阻碍。在逆向 过程中，由于缺氧池水的存在，使 在回流过程中发生了充分的反硝化作用，使其不会对厌氧系统产生限制，从而达到最佳的脱氮脱氮作用。而在没有分批入水的 技术的情况下，污水中的脱氮剂将会被作为主要的脱氮剂，这会导致厌氧池中的碳源产生不良反应，从而会影响到以后的磷的吸收和排放，从而降低除磷率。结语西安市某污水处理厂的结果表明：采用生物反应器进行生物降解，其在环保方面的优越性是：（）对能量的再利用，减少了污水的能耗；（）使淤渣得到稳固，防止在搬运和最后处理时产生不良的环境效应；（）降低污泥搬运和处理次数，（）降低药剂消耗；（）改进工作条件，特别是在处理污泥的过程中；（）降低对周边周边设备和居住地的污染。参考文献贾其隆，陈浩，赵昕，等 大型城市污水处理厂处理工艺对微塑料的去除 环境科学 （）：陈敏敏，吴琼，张震，等 我国城镇污水处理厂环境绩效评价研究 环境科学研究 （）：邓乂寰，吴坤，阳平坚，等 我国城镇污水处理厂发展历程及技术建议 工业用水与污水 （）：耿雪松，张春林，王伯光 城市污水处理厂污水处理工艺对 挥发特征影响 中国环境科学 （）：李莲芳，尤春波 城市污水处理工艺技术研究进展 三峡环境与生态 （）：第 卷第 期地下水 年 月