浅议城市污水处理厂的工艺设计

发布时间：2022-10-05 10:10 热度：

浅议城市污水处理厂的工艺设计

周佳 罗婷

摘要：科技发展日新月异，但同时对环境的破坏也在加剧。城市水环境恶化，水资源的紧缺，严重影响了城市居民的身心健康。针对此情况，我国对环境工程的重视也越来越重，环保建设的力度也在加重。作者对比各城市污水处理厂工艺设计数据、建设成果提出了几点个人建议，为我国未来污水处理厂工艺设计建设提供参考。

关键词：城市污水　工艺设计　对比　建议

一、引言

人与自然的和谐发展是国际上对未来发展的共识，作为人与自然和谐发展基石的环境保护工程，得到了越来越多的关注。净化城市水环境，为居民创建处于自然中的健康城市，是每一座城市发展的首要目标和方向，处理城市污水工程也就成了完善城市建设中的重中之重。论文网,发表网,期刊网

二、我国污水处理境况

早期我们对污水的处理方式是通过污水收集系统收集并排放到下游水系，经过自然水体的稀释和净化变污为清。但近些年来，随着科技的发展，社会的进步，经济和城市建设的飞速发展，人民生活水平日益提高，对城市中的生产生活环境的要求也在提高。城市污水排放量越来越大，水质越来越复杂，自然水系的自净化能力已经达到极限，不堪负荷。过量的污染物随着污水泄入自然水体，随水而流或沉积在土壤中，通过食物链对人类的身体健康造成巨大的隐患，同时也在制约着社会的进步，为国家造成巨大的经济损失。

三、现代污水处理工艺简介

我国的污水处理工艺一般采用物化和生物法两种方式。其中物化主要有：絮凝、斜板（管）沉淀法。生物法包括：氧化沟法、SBR法、活性污泥法（及其改进工艺）、AB法、A\O法、A\A\O法、接触氧化法等等。由于城镇污水大部分污染物为有机物，并且生物法具有经济、实用的特性，所以在这里我们着重谈一下常用的生物法污水处理工艺。

3.1　氧化沟法

氧化沟是活性污泥法的变形工艺，其特点是曝气池成封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动。因此，氧化沟法也被称为“循环曝气池”、“无终端的曝气系统”。

如：平顶山市污水处理厂，采用Carrousel型氧化沟工艺设计，其日处理能力15万吨，BOD5去除率85％，COD去除率85％，SS去除率90％，NH3-N去除率70％，TP去除率55％，TN排放不达标。

3.2　SBR法

SBR法是间歇式活性污泥法的简称，它集曝气、沉淀池为一体，无需二次沉淀池，节省了污泥回流设备；该工艺具有工艺流程简单，布置紧凑，占地节省，运行灵活，除磷脱氮效果较好等优点，缺点是管理较为复杂，对自控要求较高。

如：佳木斯东区污水处理厂，采用SBR工艺设计，其日处理能力6万吨，BOD5去除率81％，COD去除率72％，SS去除率85％，NH3-N去除率14.3％，TP去除率70％，TN排放达标。

3.3　活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。向废水中连续送入空气，在经过一段时间后，微生物繁殖而形成的絮凝物被称为活性污泥，其上栖息着以菌胶团为主的好氧性微生物群，具有极强的吸附与氧化有机物的能力。

如：北京市高碑店污水处理厂，采用缺氧好氧活性污泥法工艺设计，其日处理能力100万吨，BOD5去除率90％，COD去除率85％，SS去除率88％，NH3-N去除率90％。

3.4　AB法

AB法工艺由德国B0HUKE教授首先开发。它将曝气池分为高负荷、低负荷两段，各自都有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段主要以短世代的细菌群落絮凝物的吸附作用为主，发生不完会氧化反应，能去除BOD达50％以上。低负荷段与常规活性污泥相似。

如：乌鲁木齐市河东污水处理厂，采用AB法工艺设计，其日处理能力20万吨，BOD5去除率87.3％，COD去除率83.5％，SS去除率83％，NH3-N去除率10％，TP去除率82.5％，TN排放不达标。

3.5　A\O法

A/O法生物原理：污水中的氨氮，在充氧的条件下（O段），被硝化菌硝化为硝态氮，大量硝态氮回流至A段，在缺氧条件下，通过兼性厌氧反硝化菌作用，以污水中有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，使硝态氮波还原为无污染的氮气，逸入大气从而达到最终脱氮的自的。

如：天津市咸阳路污水处理厂，采用A/O厌氧除磷工艺设计，其日处理能力45万吨，BOD5去除率86％，COD去除率70％，SS去除率86.3％，NH3-N去除率37％，TP去除率70％，TN排放不达标。

3.6　A\A\O法

A\A\O（Anaerobic-Anoxic-Oxic）法也被称为A2\O，是指厌氧(A1)/缺氧(A2)/好氧(O)的形式处理污水，是生物脱氮除磷工艺的简称。

如：昆明市第二污水处理厂，采用表面曝气A\A\O工艺设计，其日处理能力10万吨，BOD5去除率50％，COD去除率17％，SS去除率50％，NH3-N去除率38％，TP去除率50％，TN排放达标。

3.7　接触氧化法

接触氧化法就是在不透气的曝气池中装砾石、焦炭、塑料蜂窝等填料，然后让活性污泥附在填料表面，填料被水浸没却不随水流动，用鼓风机在填料底部曝气充氧；空气能自下而上，夹带待处理的废水，自由通过滤料部分到达地面，空气逸走后，废水则在滤料间格自上向下返回池底，从而达到对污水的净化效果。当然，鉴于其造价高，填料易老化、更换费用高、维护麻烦、水力负荷较低等特点，大、中型市政污水处理项目少有采用者。

四、对部分污水处理厂工艺设计成果的对比

生物法又可分为活性污泥法和生物膜法两大类，部分污水处理厂不能结合当地实际情况，对于处理工艺盲目求新求变，导致污水处理的能力极不稳定。如表（1）。

采用工艺 最大处理能力 排放标准 投资额度 出水水质

广东省顺德大门污水处理厂 微孔曝气氧化沟 60000 m3/天 一级B标准 一期投资3900万、二期完成总投资6000余万 稳定

天津经济技术开发区污水处理厂 DAT-IAT（SBR变形工艺） 100000m3/天 一级B标准 总投资1.7亿人民币 稳定

深圳滨河污水处理厂 活性污泥法 300000 m3/天 一级A标准 总投资10余亿元人民币 稳定

新疆省乌鲁木齐市河东污水处理厂 AB活性污泥 200000 m3/天 二级标准 总投资约3.09亿 稳定

澄迈金江污水处理厂 A/A/O法 30000 m3/天 一级A标准 总投资5600余万元 稳定

太原市城南污水处理厂 A/A/O法 100000m3/天 一级A标准 一期总投资 19385.86万元 稳定

秦皇岛市昌黎县污水处理厂 MSBR 20000 m3/天 一级B标准 总投资1.26亿元 稳定

太原殷家堡污水净化厂 接触氧化法 12000 m3/天 二级标准 总投资近亿 不稳定

天津市咸阳路污水处理厂 A/ O 厌氧除磷 585000m3/天 二级标准 120000万元人民币 稳定

部分城市污水处理厂效能对比　表（１）

针对当前城市对污水处理厂建设的盲目追求，作者认为应当结合当地污水排放的实际情况，牢记适合的才是最好的，谨慎应对污水处理厂的工艺选择。对工艺设计应当严格遵守《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的规定，严密关注进水的情况，并对出水的标准进行严格要求，是做好一家成功的污水处理企业的重点。

五、对污水处理厂工艺效能的对比

当我们的目光关注在如何建立一座大型的，或是一座全面的污水处理厂的时候，作者认为其最重要的基点就是对污水处理厂的工艺设计的选择。一座完善的污水处理厂，其污水处理能力的高低、投资额度的大小、实用性，都取决于对污水处理工艺的选择，针对当地城市污水排放情况，选择合适的工艺，加强管理的同时，严格关注出水水质是建设一座成功的污水处理厂的基础。

城市污水处理厂的工艺设计不是一个单纯的技术问题，而是一个涉及众多方面的复杂系统，它与社会、经济、环境等诸多方面都有着密切的关系，是一个涉及多目标、多准则的综合问题。由于处理工艺众多，构筑物形式多样性，涉及知识繁杂，尤其不确定因素众多，实际情况千差万别，并且新的处理工艺不断涌现，使其工艺设计难度较大。因此，要针对不同的目标、不同的准则选择科学的、适合的污水处理工艺，就要根据各地方的经济发展特点，城市规模的大小，采用更符合地方特色的处理工艺，达到符合处理要求同时，又能节省运行成本和建设管理难度。

参考资料：

1 　Joint Committee of ASCE and WEF. Design of municipalwastewater t reatment plant s. Fourt h edi Tion. American Societyof Civil Engineers , 1998

2 　Wastewater Engineering Ⅱ. Fourt h edition. 北京:清华大学出版社, 2003

3　　刘昌明,李丽娟. 解决我国水问题的途径[ J ]. 科学对社会的影响, 1999, (3)

4 彭胜华. 我国城市污水集中处理的主要问题及对策[ J ]. 水利发展研究, 2005, 5 (10)

5 黎巍,曾向东. 城市污水处理厂的技术经济综合分析与评价. 工业安全与环保. 2009