關于污水處理設計方案的探討

任曉亮

摘 要：污水規模確定為500m3/d、1000m3/d、2000m3/d和3000m3/d。擬選工藝有百樂克、高負荷生物濾池、SBR、

一體化氧化溝和MBBR。通過五種工藝和四種規模的正交設計，得出相應的設計參數和設計圖紙。以期為鄉鎮污水處理的進一步發展和應用提供技術支持。

關鍵詞：鄉鎮污水處理;設計參數;設計圖紙;占地面積

0 引言

目前寧夏大中城市的生活污水采取了一定的治理措施，但鄉鎮污水處理的情況不容樂觀。由于鄉鎮基礎設施建設資金的短缺，且從業人員的技術水平和管理水平較低[1]。為切實加強寧夏鄉鎮污水處理工作，為污水處理設計提供依據，改善全區鄉鎮環境狀況，加快解決鄉鎮突出環境問題，推動區域經濟、社會和環境的協調發展，作者提出了關于寧夏鄉鎮污水處理設計方案的研究課題。

1 處理規模的確定

根據《2016年寧夏城市、縣城和村鎮建設統計年報》[2]可知，2016年寧夏鄉鎮用水人口數最少是0.7萬人，最多是4.4萬人。預測2024年鄉鎮用水人口數最少是0.8萬人，最多是4.5萬人。人均用水指標為100L/人·d，污水排放系數和收集系數均采用0.8。預測2024年寧夏鄉鎮排水量為495.1-2904.8m3/d。綜合以上理論計算和寧夏鄉鎮實際情況，現選定本研究污水規模為500m3/d、1000m3/d、2000m3/d和3000m3/d。

2 進出水水質及處理程度

2.1 進水水質確定

結合寧夏地區農村生活污水水質參考值及寧夏部分已建污水處理廠進水水質確定本方案進水水質（單位：mg/L），COD為300，BOD5為180，SS為200，NH3-N為35，TN為

45，TP為5，pH為6.5-8.5。

2.2 污水處理廠出水水質指標

本方案的污水排放標準根據《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）及《鄉鎮污水處理工程建設標準》（建標148-2010）中的相關規定，考慮本地經濟技術和社會要求等因素，確定排放水質（單位：mg/L），COD為100，BOD5為30，SS為30，NH3-N為25（30），TP為3。

3 工藝確定

從工程投資角度看，在10*104m3/d規模下，SBR和氧化溝系列的基建費用明顯低于傳統活性污泥法、A/O工藝和A2/O工藝，規模越小優勢越明顯。BIOLAK（百樂克）工藝采用土工結構，土建費用大為降低。目前，四川、云南采用SBR或氧化溝系列的鄉鎮污水處理廠較多，投資較低[3]。曝氣生物濾池（BAF）污水處理的單位基建投資略大，主要源于濾池土建費用較高;從污水處理成本看，活性污泥法存在明顯規模效應，小型污水處理廠的單位處理費用要比中型污水處理廠高40%。處理廠的單位污水處理成本主要取決于能耗，SBR系列和氧化溝系列工藝流程簡潔，設備少，電耗一般較傳統活性污泥法、A/O工藝、A2/O工藝少。從污水處理成本而言，SBR系列、氧化溝系列工藝及BAF工藝適于鄉鎮污水處理廠;從運行穩定性和操作難度看，SBR和氧化溝系列工藝一般不設初沉池和污泥消化地，整個處理單元比常規活性污泥法少50%以上，操作管理大大簡化。而且，SBR和氧化溝系列工藝的抗沖擊負荷能力較強，有利于處理廠的穩定運行。從占地面積看，SBR和氧化溝系列工藝不設初沉池和污泥消化池，占地較傳統活性污泥法、A/O、A2/O工藝少。其中，SBR系列工藝集進水、反應、沉淀、排放和閑置于同一構筑物，無二沉池和污泥回流，占地省。氧化溝可分為合建式和分建式兩類，分建式雖然要設單獨的二沉池，但因其一般采用轉碟曝氣，溝深較大，減少了占地。BAF工藝濾池高又無二沉池，占地少;寧夏冬季氣溫低，對氧化塘系列污水處理工藝運行影響特別大，處理效率明顯下降，同時，在寧夏已經實施的鄉鎮污水處理工程中，采用氧化塘工藝的工程運行效果都不佳，尤其是冬季。因此寧夏鄉鎮污水處理設計方案擬選工藝有百樂克、SBR、高負荷生物濾池、一體化氧化溝和MBBR[4]。

4 工藝設計

污水規模為500m3/d、1000m3/d、2000m3/d和3000m3/d。設計方案擬選工藝有百樂克、高負荷生物濾池、SBR、一體化氧化溝和MBBR。通過五種工藝和四種規模的正交設計[5]，得出相應的設計參數和設計圖紙。以500m3/d為例，五種工藝格柵及提升泵站設計均為：流量46m3/h，柵前水深H=0.3m，構筑物尺寸：格柵一道，柵條間隙5-10mm，柵

槽寬為B=0.4m，潛污泵兩臺，Q=50m3/h，H=12m，一用一備。調節池設計均為流量46m3/h，停留時間4h，凈尺寸：長×寬×高=10m×5m×4m。

對于生物反應池，百樂克工藝污水總停留時間23h，曝氣池污水停留時間16h，MLSS=3000mg/L，污泥負荷0.087kg

BOD5/kgMLSS·d，總需氧量146kg/d，構筑物尺寸：池頂長×寬=18m×17.2m，池底長×寬=12.8m×9m，池高4.5m，土池加膜結構;SBR工藝反應池運行周期為6h，其中：進水2h，曝氣2h，沉淀及潷水2h，MLSS=3000mg/L，總需氧量179kg/d，構筑物尺寸：采用2座SBR反應池，單座尺寸為長×寬×高=7m×4m×4.5m。鋼筋混凝土結構;高負荷生物濾池工藝污水停留時間9.9h，BOD面積負荷NA=1592gBOD5/（m2濾池面積·d），濾料厚3.5m，濾料體積198m3，構筑物尺寸：2座濾池，單座尺寸：直徑6m，高5m。鋼筋混凝土結構;一體化氧化溝工藝污水停留時間12.6h，MLSS=3000mg/L，總需氧量138kg/d，構筑物尺寸：外圈直徑15m，高4m;內圈輔流式沉淀池，直徑10m，總高4.1m，泥斗高1.7m，表面負荷0.58m3/（m2·h）。鋼筋混凝土結構;MBBR工藝污水停留時間13.9h，MLSS=3000mg/L，填料填充率30%，填料體積80m3，構筑物尺寸：外圈直徑11m;內圈輻流式沉淀池，直徑6m，高6m，表面負荷0.96m3/（m2·h）。鋼筋混凝土結構。

百樂克、SBR、一體化氧化溝、MBBR工藝均不單獨建設二沉池。高負荷生物濾池工藝二沉池表面負荷0.41m3/（m2·h），采用輻流式沉淀池，直徑8m，總高3.9m，泥斗高1.7m。

污泥池均為鋼筋混凝土結構，百樂克、SBR、高負荷生物濾池、一體化氧化溝、MBBR工藝污泥池尺寸（長×寬×高）分別是2.5×2×3m、2.5×2.5×3m、2×2×3m、2×

2×3m、2×2×2m。巴氏流量渠做法一致，喉寬均為0.15m。設計圖紙如圖1。

根據以上設計，得出占地面積，如表1所示。

5 結論

本研究選定污水規模為500m3/d、1000m3/d、2000m3/d和3000m3/d。鄉鎮污水處理擬選工藝建議采用百樂克、高負荷生物濾池、SBR、一體化氧化溝或MBBR。通過五種工藝和四種規模的正交設計，得出相應的設計參數和設計圖紙。為設計人員及政府實施規模化污水處理提供數據參考，以期為寧夏乃至全國鄉鎮污水處理的進一步發展和應用提供技術支持。

參考文獻：

[1]姜立暉.小城鎮污水處理面臨的問題與破解思路[J].城鄉建設，2007（07）：58-59.

[2]黃雅杭.寧夏農村環境保護規劃與技術[M].北京：中國環境出版社，2014.

[3]孫世兵.鄉鎮污水處理廠設計與運行管理指南[M].天津：天津大學出版社，2014.

[4]鄭美娟.小城鎮生活污水處理實用技術探討[J].科技風， 2010（04）：167+190.

[5]崔玉川.城市污水廠處理設施設計計算[M].北京：化學工業出版社，2011.