小型污水處理工程投資與運行分析

摘要：通過對小型污水處理工程的設(shè)計研究，不僅歸納總結(jié)了處理工藝，而且提高了進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的水平。使工程的投資、運行指標(biāo)達(dá)到最低。

關(guān)鍵詞：小型污水處理 投資 運行

1 工程概況

本文以污水量為1.5萬m3/d的小型污水處理規(guī)模為例進(jìn)行設(shè)計研究。

該污水處理采用曝氣生物濾池為核心處理工藝。分兩期實施，一期建設(shè)規(guī)模1.5萬m3/d，占地面積11656m2，建設(shè)總投資為2500萬元。近期2014年服務(wù)人口為8萬人，規(guī)劃至2020年服務(wù)人口為12萬人。

2 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)

表1 進(jìn)出水水質(zhì)

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3 處理工藝方案的選擇及特點

3.1 處理工藝確定原則

為了同時達(dá)到污水處理廠高效穩(wěn)定運行和基建投資省、運行費用低的目的，依據(jù)下列原則進(jìn)行了污水處理工藝方案選擇。

①技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)；

②投資低，運行費用省，以盡可能少的投入取得盡可能高的效益；

③選定工藝的技術(shù)及設(shè)備先進(jìn)、可靠，成熟；

④運行管理方便，運轉(zhuǎn)靈活，并可根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求調(diào)整運行方式和工藝參數(shù)，最大限度的發(fā)揮處理裝置和處理構(gòu)筑物的處理能力；

⑤便于實現(xiàn)工藝過程的合理自動控制，提高管理水平，降低勞動強(qiáng)度和人工費用。

3.2 處理工藝的確定

綜合考慮本工程的建設(shè)規(guī)模、進(jìn)水特性、處理要求、工程投資、運行費用和維護(hù)管理，以及工程的資金籌措等情況，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、分析，確定采用曝氣生物濾池處理工藝。

曝氣生物濾池是近年來新開發(fā)的一種污水生物處理技術(shù)，它是集生物降解、固液分離于一體的污水處理工藝。它是在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填比表面積高的顆粒填料，以提供微生物膜生長的載體，污水上向或下向流經(jīng)濾料層，并通過強(qiáng)制通風(fēng)曝氣，使得氣、液、固三相充分接觸，污水凈化效率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

3.3 工藝流程及說明

3.3.1 污水處理工藝流程

污水→粗格柵及提升泵房→細(xì)格柵及旋流沉砂池→水解沉淀池→曝氣生物濾池→紫外消毒渠→排入水體下游

預(yù)處理階段：來自截流干管的污水首先進(jìn)入粗格柵去除大于25mm的大顆粒及漂浮物質(zhì)，然后利用潛污泵將污水提升至細(xì)格柵進(jìn)一步去除大于10mm的小顆粒懸浮物，再經(jīng)過旋流沉砂池將砂排除，由于水解沉淀池，承擔(dān)對污水中固體懸浮物（SS）進(jìn)行大部分的去除，同時去除部分CODcr以及BOD5，根據(jù)污水廠進(jìn)、出水水質(zhì)，不僅需要脫氮而且需要除磷，為了達(dá)到除P標(biāo)準(zhǔn)，在沉淀池中需要投加聚合氯化鋁（PAC，含有效AL2O3約35%）。因此，為更好發(fā)揮水解沉淀池的作用，采用機(jī)械混合平流沉淀池的池型以適應(yīng)進(jìn)廠水量、水質(zhì)的變化保證后續(xù)曝氣生物濾池處理出水的效果。

二級處理階段：污水通過重力流進(jìn)入曝氣生物濾池及紫外線消毒渠。在去除污水中大部分污染物負(fù)荷后，經(jīng)過紫外線消毒渠進(jìn)行消毒，使出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GBl8918-2002）一級B排放標(biāo)準(zhǔn)滿足排入Ⅲ類水體的排放要求。

3.3.2 污泥處理工藝流程

污水處理過程中大部分污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化成污泥。生污泥含水率高、有機(jī)物含量較高，不穩(wěn)定，還含有致病菌和寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。因此，必須對污泥進(jìn)行處理和處置。

污泥處理的目的是：分解有機(jī)物，殺滅致病菌和寄生蟲卵，使污泥穩(wěn)定化，減少污泥量；降低水分，減少污泥體積，便于運輸和處置；盡量利用污泥中的資源；避免磷的釋放和污染。

污泥濃縮脫水工藝：污泥濃縮通常采用重力濃縮、機(jī)械濃縮兩種。

采用重力濃縮在污泥處理過程中會造成磷的釋放，需要設(shè)置專門的除磷池，從而使系統(tǒng)復(fù)雜化；重力濃縮效率低、占地面積大；濃縮池的臭氣需要處理，增加了除臭設(shè)備的容量。因此，在工程設(shè)計中不應(yīng)考慮重力濃縮，推薦采用一體式帶式機(jī)械濃縮脫水機(jī)。

機(jī)械混合平流沉淀池中排出的污泥，與曝氣生物濾池反沖洗水回收水池沉淀后的污泥，首先進(jìn)入儲泥池濃縮及緩沖，然后進(jìn)入污泥濃縮脫水機(jī)房，通過濃縮脫水一體機(jī)處理后，污泥含水率達(dá)到75%左右，外運填埋。上清液返回粗格柵。

4 主要建構(gòu)筑物設(shè)計（表2）

5 工程投資及成本計算

5.1 工程總投資

污水廠一期工程總投資2500萬元，其中固定資產(chǎn)投資為2290.01萬元，遞延資產(chǎn)為120.47萬元，建設(shè)期貸款利息57.83萬元，鋪底流動資金31.69萬元。固定資產(chǎn)基本折舊率和大修費率分別取用4.6%和2.4%，遞延資產(chǎn)攤銷率取8%，日常檢修維護(hù)費率取1%，流動資金借款年利率為5.94%。

5.2 污水處理成本計算

本設(shè)計中污水處理廠自身產(chǎn)生的生活污水、構(gòu)筑物放空污水和排放的上清液等，均回流到粗格柵進(jìn)水井，提升后再進(jìn)入污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，不對外排放，不會造成污染。根據(jù)國務(wù)院于2003年7月1日起施行的《排污費征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》中規(guī)定“對城市污水集中處理設(shè)施達(dá)到國家或地方排放標(biāo)準(zhǔn)排放的水，不征收污水排污費”。因此，本設(shè)計中不考慮排放費E1。

動力費：

E2=■=■=91.19萬元/年

藥劑費：

E3=■（a1b1+a2b2+…）=■（30×800+1×500+5×3000）=21.63萬元/年

工資福利費：E4=15×12000=18萬元/年

固定資產(chǎn)折舊：E5=2290.01×4.6%=105.34萬元/年

大修費：E6=2290.01×2.4%=54.96萬元/年

無形資產(chǎn)和遞延資產(chǎn)攤銷費：E7=120.47×8%=9.64萬元/年

檢修維護(hù)費：E8=2290.01×1%=22.9萬元/年

管理費用和其他費用：

E9=（E1+E2+…+E8）×15%=48.55萬元/年

流動資金利息支出：

E10=31.69×■×0.0594=4.39萬元/年

年運行成本：

Ec=E1+E2+E3+E4+E6+E8+E9=257.23萬元/年

年總成本：

Yc=Ec+E5=362.57萬元/年

單位處理成本：

AC=Yc/365Q=0.66元/噸

單位處理運行成本：

T2=Ec/365Q=0.47元/噸

單位投資：總投資費/Q=1667元/m3

單位電耗：223.07/Q=0.015kW/m3

單位動力費：E2/365Q=0.167元/m3

6 工程效益分析

6.1 環(huán)境效益

按污水處理規(guī)模1.5萬m3/d計（一期工程），建成后每年將減少對水體的污染量：

CODcr：1314噸 BOD5：712噸

SS：876噸

6.2 社會及經(jīng)濟(jì)效益

污水處理工程的建成投產(chǎn)，必將促進(jìn)城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，改善投資環(huán)境，為發(fā)展生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件，帶動經(jīng)濟(jì)的繁榮，促進(jìn)工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

7 結(jié)論與建議

7.1 結(jié)論

曝氣生物濾池處理工藝投資少，占地面積小，運行管理簡單，運行費用低，比較適合中小城市的污水處理。

曝氣生物濾池處理工藝抗沖擊負(fù)荷較好，處理效果好出水水質(zhì)穩(wěn)定。

7.2 建議

建議環(huán)保、城建等部門應(yīng)加強(qiáng)對工業(yè)企業(yè)點源污染的管理和監(jiān)控。排入城市下水道的工業(yè)廢水應(yīng)符合《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ18-86）中的規(guī)定，確保污水處理廠的正常運行和良好的處理效果。

對質(zhì)量較差、事故率高、經(jīng)常性運轉(zhuǎn)的設(shè)備，建議更換為質(zhì)量較好的國產(chǎn)或進(jìn)口設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：李媛（1982-），女，天津人，助理工程師，研究方向：工程造價。