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关于城市污水处理厂设计的若干问题 沈光范

(北京市环境保护科学研究院,北京100037> 摘 要:

针对目前各地在兴建城市污水处理厂的过程中所暴露出来的问题,从建设规模和工 艺技术等角度进行剖析,并对应注意的环节陈述了看法。 关键词: 污水处理厂。 设计。 工艺选择

中图分类号: X505 文献标识码: B 文章编号:1000-4602(2000>03-0020-04 为了加强城市污水治理,保护水环境,中央增加 了投资力度。1998年分二批下达的城市污水治理 工程达117项,投资约300亿元。1999年又下达近 百亿国家债券资金,支持城市污水处理厂建设。为 了确保污水处理厂建设后的正常运行,国家已明确 在水价中增收排污费。一年多来,全国有上百座城 市污水处理厂正在建设,按照“七大流域、三大湖泊 和重点沿海城市及其近岸海域要新增城市集中式污 水处理能力2 000×104m3/d”和“非农业人口50万 以上城市都要建设城市污水处理厂”的目标,在 2000年年底前,还有上百座城市污水处理厂正立项 要求建设。我国现有668个城市中,仅有123个城 市有307座不同处理等级的城市污水处理厂,其中城 市污水二级处理率10%左右,全国17 000个建制镇, 绝大多数没有排水和污水处理设施。纵观世界各 国,排水系统和污水处理率均有一个逐步发展和逐 步完善的过程。国家提出至2000年我国污水处理 率要求达到25%,2018年达到40%,这是根据国家 (包括地方>财力,在各方面作出努力后争取达到的 目标。为使来之不易的投资取得实实在在的效益, 针对目前城市污水处理中有关建设规模和工艺技术 谈一些个人的看法。 1 合理确定建设规模

对一个城市来说,需根据城市总体规划和排水

规划,分期分批地建设污水管网和污水处理厂,要根 据水环境保护的目标,分期实施,逐步到位。城市排 水工程建设是一项系统工程,涉及城区管渠改造,污 水的收集、输送(包括泵站>,污水处理和排放利用, 以及污泥处置等问题。在河网城市,还需考虑上游、 下游和水体自净问题。

合理地确定设计的污水水量和污水水质,直接

涉及工程的投资、运行费用和费用效益。不少城市 由于市区污水管道未形成系统,缺乏长期积累的污 水水质水量资料,一般采取按规划面积、人口和工业 发展的预测来推导污水量,并提出生活污水量、工业 废水量和公建、商业污水量各占的比例,其不确定因

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素较多,因此提出的设计污水量往往偏大。实际上, 按规划计算的污水量与可能有污水量、实际可能收 集到的污水量和根据需要与可能进行处理的污水量 是不同的,设计的污水量在很大程度上取决于污水 管网普及率和实际可能收集到的近、远期污水量,并 分期建设污水处理厂。要充分认识城区内管网改造 的复杂性和艰巨性,有的取决于旧城市的改造和道 路的改造,有的埋了干管,支管迟迟未建成,致使许 多已建成的污水处理厂在相当一段时间内“吃不 饱”。对设计的污水水质,应该对现有实测的水质资 料进行分析(包括工业废水正在限期达标排放的水 质水量变化和管渠内地下水的渗入量>,对雨污合流 和老城区排水系统需科学地确定污水管道的截流倍 数(干管和支管可采用不同的截流倍数>。现在设计 的需处理污水水质偏高的问题是普遍存在的,设计 的污水水量和污水水质要通盘考虑,留余地过大,既 增加投资亦会使设备闲置或低效运行。 2 城市污水处理厂的工艺选择

污水处理厂的工艺选择应根据原水水质、出水

要求、污水厂规模,污泥处置方法及当地温度、工程 地质、征地费用、电价等因素作慎重考虑。污水处理 的每项工艺技术都有其优点、特点、适用条件和不足 之处,不可能以一种工艺代替其他一切工艺,也不宜 离开当地的具体条件和我国国情。同样的工艺,在 不同的进水和出水条件下,取用不同的设计参数,设 备的选型并不是一成不变的。 具体工程的选择要求包括:

① 技术合理。技术先进而成熟,对水质变化 适应性强,出水达标且稳定性高,污泥易于处理。 ② 经济节能。耗电小,造价低,占地少。 ③ 易于管理。操作管理方便,设备可靠。 ④ 重视环境。厂区平面布置与周围环境相协 调,注意厂内噪声控制和臭气的治理,绿化、道路与 分期建设结合好。 2·1 关于活性污泥法

当前流行的污水处理工艺有:AB法、SBR法、氧 化沟法、普通曝气法、A/A/O法、A/O法等,这几种 工艺都是从活性污泥法派生出来的,且各有其特点。 ① AB法(Adsorption—Biooxidation>

该法由德国Bohuke教授首先开发。该工艺对

曝气池按高、低负荷分二级供氧,A级负荷高,曝气 时间短,产生污泥量大,污泥负荷2. 5 kgBOD/ (kgMLSS·d>以上,池容积负荷6 kgBOD/(m3·d>以 上。B级负荷低,污泥龄较长。A级与B级间设中间

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沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比> 不同,形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的 优点,但不适合低浓度水质,A级和B级亦可分期建 设。

② SBR法(Sequencing Batch Reactor>

SBR法早在20世纪初已开发,由于人工管理繁

琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座 池子中完成,常由四个或三个池子构成一组,轮流运 转,一池一池地间歇运行,故称序批式活性污泥法。 现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR 工艺,如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体 化工艺的特点是工艺简单,由于只有一个反应池,不 需二沉池、回流污泥及设备,一般情况下不设调节 池,多数情况下可省去初沉池,故节省占地和投资, 耐冲击负荷且运行方式灵活,可以从时间上安排曝 气、缺氧和厌氧的不同状态,实现除磷脱氮的目的。 但因每个池子都需要设曝气和输配水系统,采用滗 水器及控制系统,间歇排水水头损失大,池容的利用 率不理想,因此,一般来说并不太适用于大规模的城 市污水处理厂。

③ A/A/O法(Anaerobic—Anoxic—Oxic>

由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要 求,故国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的 工艺。利用生物处理法脱氮除磷,可获得优质出水, 是一种深度二级处理工艺。

A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组 成:一是除磷,污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3 mg/L>,释放出聚磷菌,在好氧状况下又将其更多吸 收,以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮,缺氧段 要控制DO<0.7 mg/L,由于兼氧脱氮菌的作用,利 用水中BOD作为氢供给体(有机碳源>,将来自好氧 池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大 气,达到脱氮的目的。为有效脱氮除磷,对一般的城 市污水,COD/TKN为3.5~7.0(完全脱氮COD/ TKN>12.5>,BOD/TKN为1.5~3.5,COD/TP为 30~60,BOD/TP为16~40(一般应>20>。

若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化,以去 除磷、BOD5和COD为主,则可用A/O工艺。 有的城市污水处理的出水不排入湖泊,利用大 水体深水排放或灌溉农田,可将脱氮除磷放在下一 步改扩建时考虑,以节省近期投资。 ④ 普通曝气法及其变法

本工艺出现最早,至今仍有较强的生命力。普 曝法处理效果好,经验多,可适应大的污水量,对于

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