城鎮生活污水處理工藝流程設計優化措施

米小光 霍培峰 劉 浩

中交（宜賓）投資建設有限公司

1 引言

資料顯示，城鎮人均生活污水排放量可達到150L～400L，在缺乏有效地治理措施時污水逐步惡化，嚴重影響城鎮的水體乃至當地的空氣品質，且隨著污水的轉移，下游城鎮也受到影響。因此，必須采用合理的生活污水處理工藝，按流程有序操作，從根本上解決污染問題。

2 工程概況

宋家鎮紅旗村污水處理站共征地面積1608m2，建設有綜合用房、調節池、貯泥池各1 座，一體化污水處理設施2 座以及綠化、道路等附屬設施，抗震設防烈度為7度，各裝置協同運行，污水處理能力約400m3/d。基坑開挖平均深度4.6m，采取1∶1.5 放坡開挖的方式，清表平均深度1.5m。

3 城鎮生活污水處理的必要性

生活污水在城鎮污水總量中占據較大比重，其氮、硫、磷含量較高，通過與大量厭氧細菌的接觸與作用將持續生產具有惡臭性的產物，嚴重影響城鎮水體及空氣的品質。缺乏有效治理措施時，水體富營養化問題顯現并隨著時間的延長而逐步加劇，對于沿海城鎮而言該部分水體匯聚至入海口，出現赤潮現象。微生物是有機物分解過程中的重要“參與者”，其會消耗大量賦存在水中的氧，若缺乏干預措施，溶解氧濃度低于4mg/L時將破壞水體環境，多數魚類難以正常生活，魚類的死亡率增加，擾亂生態系統[1]。因此，亟須以城鎮生活污水處理的現狀為立足點，采取合適的處理工藝，從根本上解決問題。

4 城鎮生活污水處理的主要技術形式

4.1 厭氧發酵技術

以沼氣池為基礎裝置，收集源自城鎮的生活污水并加以處理，此方式的建設較為便捷，成本投入較少。城鎮生活污水中有機質含量高，在發酵微生物的作用下對其采取降解處理措施，減少生活污水中的有機質含量。單個沼氣池的應用效果有限，因此可以采取集多個沼氣池于一體的方式，形成多級發酵處理模式，此方式下取得的城鎮生活污水處理效果更佳。

4.2 活性污泥技術

活性污泥為污水處理的關鍵物質，城鎮生活污水與之接觸后可有效清理內部的有機物。從活性污泥技術的應用流程來看，首先轉移經過初沉的污水，將其協同回流活性污泥共同轉入生化池內，在鼓風機的輔助作用下達到曝氣的效果，期間污水與活性污泥將發生大面積的接觸，經特定的時間后再處理兩者所形成的混合物，即利用二次沉淀池分離，再結合實際情況，通過相關技術深度利用或將其直接排放。活性污泥的濃度將直接影響到最終的城鎮生活污水處理效果，因此需加強對活性污泥濃度的控制，總體上可以將活性污泥分為兩個流向，一是采取分離處理措施從而回流至生化池內，二是將剩余部分排出系統，采取脫水干化處理措施。

4.3 循環曝氣池

以活性污泥技術為依托，經技術改進后衍生出循環曝氣池技術，其顯著特征在于可確保城鎮生活污水處理的均質性。推流和混合為兩大關鍵工藝，總體思路均是提高緩沖力，構成大循環。在創建循環曝氣池后能夠給城鎮生活污水和活性污泥提供可靠的停留空間，使其長時間混合并發生作用，所取得的污水處理效果較佳。

4.4 凈化槽處理技術

凈化槽處理技術的應用關鍵在于創建完整的凈化處理系統，使得城鎮生活污水在各槽內依次得到處理。凈化槽的組成包含厭氧、沉淀、好氧及消毒四個細分模塊，可按照順序操作。凈化槽處理技術是一種綜合化的方式，其融入物理處理和生化處理兩個領域的理念，污水處理全程主要發生物理沉淀、分解微生物以及絮凝反應，最終將城鎮生活污水的污染物含量控制在較低的水平。在現階段的城鎮生活污水處理工作中，凈化槽技術的應用優勢突出，例如安裝便捷、處理效果好、水體二次利用率高等，但就農村地區而言，該項技術尚未得到普及，其與前期投資過高有密切的關聯，且需要得到專業技術人員的參與，在人才資源本就緊缺的背景下向農村地區輸送人才顯然并非易事[2]。

5 本項目污水一體化處理優化設計

具體至本項目中，一體化污水處理技術簡圖如圖1所示。

圖1 一體化污水處理技術（單位：m）

5.1 粗格柵及提升泵房

根據城鎮生活污水的處理需求，采取粗格柵與提升泵房共同建設、協同運行的方式。粗格柵共包含2條細分的渠道，各自分別適配1 臺鋼絲繩牽引式格柵除污機，過柵流速0.7m/s，功率1.1kW；提升泵房的主要作用在于提升污水，有效容積9m3，硬件方面包含2臺潛水泵，單臺設備的流量為43.2m3/h，揚程9m。以集水池的實測水位數據為參考依據，通過自動化的方式調控泵的運行狀態，實現自動啟停。

5.2 一體化綜合池

以調節池、生化池、二沉池、轉盤濾池、儲泥池及污泥濃縮池為基礎單元，共同組成一體化綜合池。各處理單元均可獨立完成特定的工序，從而構成完整的工藝流程，單體間的水頭損失量有效降低，管道的敷設方式更為精簡，除提高建設效率外，后續的管理工作難度也較低，為之投入的人力資源成本減少[3]。此外，各單體采取集約化的布設方式，因此占地面積較小。

5.2.1 調節池

城鎮污廢水在24h內（一天）的排放特點具有差異性，并未隨時間的延續而呈現出特定的變化規律。在本項目中，設計1座具有沉砂功能的130m3調節池，配置水下攪拌器，利用該裝置加強攪拌，以提高水質的均勻性，池的有效水深4.5m，正常狀況下水力停留時間可達到7h。

5.2.2 生化池

經調節池的處理后，提升污水并轉入生化池內，出水經二沉池后完成泥水分離操作，期間產生的濃縮污泥在回流泵的支持下發生回流，轉移至厭氧池內；濾布濾池能夠深度處理上清液，出水進入消毒池，經過進一步的處理后可提高水的潔凈度，從而排入周邊河流。考慮到城鎮生活污水中磷含量較高的特點，在生化池內投加適量的除磷劑。

生化池的二級生物處理具有流程性，主要得益于如下三部分。

（1）厭氧池。污泥團內聚集的絕大部分磷將發生大規模的釋放，該部分在氧化溝內被污泥吸收，因此可有效完成除磷操作，在將剩余的污泥排除干凈后便可滿足除磷的要求。在厭氧池配置方面，采用的是1臺平均設計流量為18.75m3/h的攪拌器，其有效水深4.70m，有效容積31.73m3。

（2）缺氧池。缺氧池的主要作用在于發生反硝化反應，通過此途徑達到清理污水中氮元素的效果。攪拌器的數量及平均設計流量與厭氧池一致，此處不再贅述，有效水深4.60m，有效容積66.24 m3。

（3）好氧池。經前述處理后有機物在好氧池內進一步降解，同時存在于污水中的有機氮將被硝化。配置2臺潛水攪拌器，目的在于保證污水與污泥的混合效果，以免污泥在好氧池內發生沉降現象，平均設計流量18.75m3/h，有效水深4.50m，有效容積168.48m3，供氣量42m3/min。

5.2.3 二沉池

二沉池為平流式沉淀池，與生化池合建，共同布設在一體化綜合池內，設計流量18.75m3/h，峰值流量43.13m3/h，池深4.2m，水力停留時間2.35h。

5.2.4 濾布濾池

在經過二沉池的處理后上清液自流至濾布濾池內，于該處進一步清理污水中的雜物，考慮到長時間運行后濾池存在沉積的情況，根據實際情況定期反洗。濾布濾池設1格，設置內徑為1200mm 的濾布轉盤，可提供的過濾面積為4.0m2，并配置1 臺反洗水泵，流量Q=10m3/h，揚程10m。

5.2.5 儲泥池及污泥濃縮池

儲泥池和濃縮池也采取合建的方式，配置污泥回流泵，可將前述階段產生的污泥回流至厭氧池內，除此之外的其他污泥均轉移至污泥濃縮池，在重力作用下，污泥含水量降至97%。儲泥池和污泥濃縮池均設置1 格，平面尺寸（長×寬）分別為3.4m×1.0m、3.4m×1.4m，有效水深分別為2.2m、4.5m。

5.3 管式紫外消毒器

經濾池處理后污水的潔凈度有所提高，但依然殘留部分細菌，且主要以大腸菌群為主，此條件下的出水水質依然欠佳，尚未達到大腸桿菌數控制要求。針對此問題，采取紫外消毒措施，通過此方式深度清理污水，使大腸菌群數能夠控制在103個/L以內，至此水質可達到排放標準。

5.4 除臭裝置

城鎮生活污水經過處理后仍存在腐臭氣味，嚴重影響周邊居民的日常生產與生活，且在空氣長期彌漫腐臭味的環境中，也易威脅到居民的健康。對此，本項目采取加蓋除臭處理措施，經過處理后解決臭氣問題，在滿足臭氣排放標準后正式對外排放。預處理單元的臭味較重，于該處加強加蓋措施，并配套離子除臭系統，達到深度除臭的效果。

6 結束語

綜上所述，自該污水處理廠建成以來，組織為期6個月的通水調試工作，現階段可穩定運行，出水水質達標，例如COD為25～35mg/L、TN 為1～6mg/L、TP 為0.28～0.35mg/L，各項排放指標均滿足現行行業規范，總體來看該項目所采取的污水處理方法具有可行性，能夠解決城鎮生活污水污染環境的問題，從而營造質量較佳的環境，給當地居民的生產與生活提供便捷的條件。