典型市政污水深度處理工藝技術研究

摘 要 本文針對深度處理工藝利用技術進行了一系列分析和研究，提出了污水處理廠的主要深度處理工藝，進行多方面比選，提出市政污水的深度處理推薦工藝。

關鍵詞 市政污水;深度處理工藝;分析和研究

現階段，世界上各個國家在水體資源的供應方面都存在不同程度的緊張和不足問題，因此人們更加重視城市內部的污水處理和循環使用技術的研發。在城市化建設和發展過程中，人們的日常生活和工業生產會生成大量的城市污水，在傳統的城市污水處理工作中，整個污水處理的效果和質量相對偏低，目前對污水廠的出水水質要求越來越高，各個地區都出臺了較為嚴格的出水標準。因此，相關研究工作人員針對市政污水處理深度處理工藝技術進行了一系列研發及改進，大大提高污水廠出水水質的穩定性。

1典型城市污水處理廠的主要水質情況

典型的市政污水中主要污染物為CODcr、BOD5、氨氮及總氮。污水生物處理是以污水中所含污染物作為營養源，利用微生物的代謝作用使污染物被降解，污水得以凈化的一種最經濟實用同時也是首選的污水處理工藝。而對污水可生化性的判斷是污水處理工藝選擇的前提[1]。

作為有機污染物，BOD5和CODcr的去除是通過微生物的吸附作用和代謝作用，然后對污泥與水進行分離來完成的。目前，常采用的一些污水處理工藝對這兩項指標均有較好地去除效果，當要求污水進行硝化反硝化時，二級處理后出水BOD5濃度一般均低于15mg/L，（處理效果好時，一般常低于10mg/L），

其相應的去除率一般均大于90%。這是因為，自養型的亞硝酸菌具有很小的比增長速率與取出碳源的異養型微生物相比要小一個數量級以上，因此，需要硝化系統比單純去除有機污染物的系統具有更長的泥齡或更低的污泥負荷，在此條件下，BOD5和CODcr的去除率將有大幅度的提高。

進水氨氮的去除主要靠硝化作用來完成，氨氮的硝化過程將成為控制生化處理好氧單元設計的主要因素。影響硝化反應效果做主要的因素是溶解氧、污泥齡和溫度。本工程只要保證充足的供氧和足夠長的污泥齡，就能實現氨氮的完全硝化。

生物脫氮是在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮變成氮氣逸出。反硝化反應的條件是：酸鹽的存在，缺氧條件，充足碳源，足夠長的污泥齡。

2典型城市污水處理廠的主要處理工藝路線

選擇合適的污水處理工藝，不僅可以降低工程投資，且有利于污水處理廠的運行管理以及減少污水處理廠的常年運行費用，保證出廠水水質通過對各項污染指標的去除原理和控制策略進行分析可知，典型城市污水采用具有生物脫氮除磷功能的污水處理工藝，才能夠大幅度削減BOD5、CODcr、SS以及TN、NH3-N、TP等污染物濃度，但是要達到地表Ⅳ類水（TN≤10）的排放標準，在二級生物脫氮除磷污水處理的基礎上，還要增加深度處理工藝脫氮和化學除磷才能達到出水要求。因此，典型污水處理廠采用“預處理+二級生物處理+化學除磷+深度處理”的工藝路線[2]。

3典型城市污水處理廠的深度工藝

深度處理是指針對污水（廢水）的原水水質和處理后的水質要求，在考慮經濟條件和管理水平的前提下，選用安全可靠、技術先進、節能、運行費用低、投資省、占地少、操作管理方便的成熟處理工藝。

經過常規二級處理后還需要繼續對污水中主要特征污染物進行下一步處理，才能達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類標準（總氮除外，執行10mg/L）。

出水執行《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類標準（總氮除外，執行10mg/L），采用二級生化處理一般無法達到排放標準要求。二級處理的過程中CODCr、BOD5、NH3-N的去除要求已經達到，在深度處理工藝的選擇中去除的重點是SS、TP和總氮。因此，針對后續處理工藝，從整體優化的角度出發，結合設計規模，進水水質特征和出水水質要求以及當地的實際條件和要求，選擇切實可行且經濟合理的后續處理工藝方案，經全面技術經濟比較后優選出最佳的工藝方案。

（1）MBR膜處理。膜生物反應器技術（MBR）是膜分離技術和污水生物處理技術有機結合的產物，性能穩定，效果較好，具有發展潛力。該技術的特點是以超、微濾膜分離過程取代傳統活性污泥處理過程中的泥水重力沉降分離過程，由于采用膜分離，因此，可以保持很高的生物相濃度和非常優異的出水效果。可有效去除水中的有機物與氨氮等污染物質。

（2）反硝化濾池。反硝化濾池或稱反硝化深床濾池，是集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元。該工藝最早1969年開始應用于污水處理，近40年來反硝化濾池在污水處理工藝中越來越被廣泛接受。反硝化濾池采用特殊規格及形狀的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質，同時，深床又是硝酸氮（NO3-N）及懸浮物極好的去除構筑物。2～4毫米介質的比表面積較大。深介質的濾床足以避免竄流或穿透現象，即使前段處理工藝發生污泥膨脹或異常情況也可減少濾床水力穿透現象發生。介質有較好的懸浮物截留功效，在反沖洗周期區間，每m2過濾面積能保證截留≥7.3kg的固體懸浮物。固體物負荷高的特性大大延長了濾池過濾周期，減少了反沖洗次數，并能輕松應對峰值流量或處理廠污泥膨脹等異常情況。懸浮物不斷地被截留會增加水頭損失，因此需要反沖洗來去除截留的固體物。由于固體物負荷高、床體深，因此需要較高強度的反沖洗。濾池采用氣、水協同進行反沖洗。反沖洗污水一般返回到前段處理單元。

（3）高效垂直流人工濕地。人工濕地主要包含兩個部分，即生態氧化池+高效垂直流人工濕地。生態氧化池內呈兼氧狀態，通過以片狀微生物床和生態浮床為載體，固定化高效反硝化菌。反硝化菌在進行反硝化作用時，能以硝酸鹽（亞硝酸鹽）為電子受體，以有機物為電子供體，把硝酸鹽（亞硝酸鹽）還原成氮氣從廢水中釋放出來，從而有效降低進水中的TN，并消耗部分有機物。高效垂直流人工濕地是改進的垂直流人工濕地，污水從濕地表面縱向流向填料床的底部，床體處于不飽和狀態，氧可通過大氣擴散和植物傳輸進入人工濕地系統，垂直流人工濕地的硝化能力高于水平潛流濕地，可用于處理氨氮含量較高的污水，具有獨特的結構和水流模式，能夠達到較高的水力負荷，濕地表面沒有污水蓄積，不會出現夏季滋生蚊蠅的現象[3]。

由于人工濕地的去除效率有限，根據《人工濕地污水處理工程技術規范》（HJ2005-2010）中垂直流人工濕地的水力負荷為0.4～0.8m3/m2d。

4典型城市污水處理廠的深度工藝的比選

這三種工藝都有比較多的實際運行經驗，綜合分析，如果典型污水廠規模較大，人工濕地占地較大，不適用，而MBR膜工藝由于運行費用較高，若對投資運行費用要求的污水廠建議不選擇此工藝。經過綜合考慮，典型城市污水處理的深度處理工藝推薦采用深床反硝化濾池[4]。

5結束語

在市政污水處理工作過程中，提高污水處理效率，保證出水水質，深度處理的工藝比選至關重要，本次的研究對于污水處理廠的深度處理工藝選擇提供較好的依據。

參考文獻

[1] 王德剛.市政污水處理與再回水技術分析[J].民營科技，2018（9）：86.

[2] 董金兵.市政污水回用深度處理中雙膜法的應用[J].綠色科技，2018（12）：80-81.

[3] 李玉川.市政污水處理工藝與污水回用利用技術研究[J].綠色環保建材，2018（3）：45.

[4] 于泉.市政污水處理工藝與污水回用利用技術研究[J].住宅與房地產，2016（30）：145.

作者簡介

王檢（1985-），男;學歷：本科，職稱：工程師，現就職單位：長沙縣星城發展集團有限公司，研究方向：給排水技術。