市政污水處理工藝與污水深度處理回用技術(shù)探討

高保磊

（中節(jié)能國禎環(huán)保科技股份有限公司，安徽 合肥 230031）

在粗放型的城市發(fā)展理念下，城市（鎮(zhèn)）污水收集率較低，污水肆意排放現(xiàn)象普遍，引發(fā)了城市水源污染、土壤污染等一系列的環(huán)境問題。隨著人民生活質(zhì)量的逐漸提高，其對居住水環(huán)境提出了更高的要求。只有因地制宜地采用先進(jìn)的污水處理工藝和回用技術(shù)才能大幅度消減水污染物的總量，從而不斷改善城市水生態(tài)環(huán)境。當(dāng)下，關(guān)于污水處理工藝和回用技術(shù)的可選種類相對較多，各個城市應(yīng)該從自身的實(shí)際情況著手，選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)和工藝。

1 工程案例概況

泗陽縣城北污水處理廠位于江蘇省宿遷市泗陽縣，該地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，生產(chǎn)生活污水排放總量大，水質(zhì)組分復(fù)雜。根據(jù)該地的污水排放情況，在此污水處理廠續(xù)建工程實(shí)施中，新增日處理污水規(guī)模為25 000 m3/d，建成后總處理規(guī)模達(dá)到75 000 m3/d。根據(jù)項(xiàng)目前期調(diào)研資料以及存在的問題分析，該污水廠續(xù)建工程在水處理工藝選擇方面采用了預(yù)處理、生化處理、三級深度處理的方式，其中，預(yù)處理段采用細(xì)格柵+旋流沉砂池工藝，生化處理段采用厭氧+表曝型卡魯賽爾2000氧化溝+二沉池工藝，深度處理段為高效沉淀池（混凝+沉淀的工藝組合）+纖維轉(zhuǎn)盤濾池工藝。

2 市政污水處理工藝

2.1 預(yù)處理

在此次續(xù)建工程實(shí)施中，一二期工程的粗格柵和進(jìn)水泵房等已投入使用，所以只需要在原有預(yù)留位置上增設(shè)相關(guān)設(shè)備，而作為預(yù)處理工藝的核心工藝，細(xì)格柵和沉砂池工藝需經(jīng)過比選。

2.1.1 細(xì)格柵選型

在污水處理中，可以將污水中的大尺寸漂浮物和懸浮物去除，這樣則提高了水泵運(yùn)行的效率和水平。在該工程的格柵設(shè)計(jì)方面，包含了鋼絲繩式格柵除污機(jī)和回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)。前一種設(shè)計(jì)方式在國內(nèi)外早期的污水處理中極為常見，整體的結(jié)構(gòu)相對簡單且運(yùn)轉(zhuǎn)效果十分理想，應(yīng)用于深水處理方面時，具有突出優(yōu)勢。回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)是近年來興起的新設(shè)備，在當(dāng)下很多城市內(nèi)得到了一定的應(yīng)用，其運(yùn)行穩(wěn)定，包含了動力裝置、機(jī)架、清洗機(jī)構(gòu)和電控箱，結(jié)構(gòu)緊湊且后續(xù)維修方便。在此市政污水處理中，選用回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)更加合適。

2.1.2 沉砂池設(shè)計(jì)

市政污水中的泥沙物質(zhì)含量偏高。在污水處理的過程中，如果沒有及時進(jìn)行沉砂處理，可能會導(dǎo)致后續(xù)構(gòu)筑物嚴(yán)重積砂，在減小構(gòu)筑物池容的情況下也使得水力停留時間大大縮短，污水處理效果相對較差。因此，沉砂處理在此市政污水處理工程中極為關(guān)鍵。應(yīng)用成熟的沉砂池包括平流沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池，考慮平流沉砂池占地面積較大，曝氣沉砂池因預(yù)曝氣會影響后續(xù)生化池的除磷及反硝化效果，因此本工程采用旋流沉砂池，其占地面積小，運(yùn)行穩(wěn)定且除砂相對理想[1]。

2.2 生化處理工藝

根據(jù)對該項(xiàng)目污水組分分析，在生化處理環(huán)節(jié)，最為關(guān)鍵的是去除污水中的BOD5、CODcr、NH3-N、SS、P等污染物。可以滿足這一污水處理工藝的主要有氧化溝、SBR類及變型工藝、生物脫氮除磷工藝（A2/O工藝）曝氣生物濾池法（BAF工藝）結(jié)合該市政污水處理要求，對比表曝氣型氧化溝和A2/O工藝，發(fā)現(xiàn)A2/O工藝在應(yīng)用的過程中，雖然池深設(shè)計(jì)相對較大，但也給后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)帶來了一定的難度，在污水處理的過程中，底部曝氣頭如果出現(xiàn)了損壞現(xiàn)象，污水處理將停止，需全池防控來檢修。此外，曝氣頭堵塞的現(xiàn)象也相對常見，一旦出現(xiàn)了這一問題，整個污水處理中的曝氣效果將無法達(dá)到預(yù)期[2]。相比較而言，表曝氣型氧化溝工藝在當(dāng)下相對成熟，在實(shí)際應(yīng)用中，檢修維護(hù)相對簡單，且界于推流式和完全混合式之間流場環(huán)境可以迅速稀釋進(jìn)水，在應(yīng)對外部進(jìn)水高負(fù)荷沖擊時性能優(yōu)越，同時由于較長的水力停留時間，氧化出水水質(zhì)良好且相對穩(wěn)定。特別經(jīng)過升級的卡魯賽爾2000氧化溝，通過前置獨(dú)立缺氧區(qū)強(qiáng)化了脫氮功能，脫氮效果十分理想。此外，在利用表曝型氧化溝工藝進(jìn)行生化處理的過程中，硝化和反硝化可以在同一池內(nèi)完成，系統(tǒng)運(yùn)行中的堿度消耗相對較低，運(yùn)行能耗相對較低，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。因此，在市政污水處理中的生化處理選用時，特別在冬季污水水溫相對較高地區(qū)，表曝型氧化溝法更為合適。

3 市政污水回用技術(shù)

城市污水再生利用以城市污水作為再生水源，經(jīng)再生工藝凈化處理后，達(dá)到不同類別用水的要求。根據(jù)國家陸續(xù)頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可知，城市污水再生利用方向包括城市雜用水、景觀環(huán)境用水、地下水回灌用水、工業(yè)用水水源、農(nóng)田灌溉用水、綠地灌溉用水。市政污水處理在普遍提高出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002一級A標(biāo)準(zhǔn)以后，基本滿足了以上城市污水再生利用要求。針對以上用水標(biāo)準(zhǔn)，市政污水深度處理回用技術(shù)主要包括以下兩類。

3.1 針對SS、TP未達(dá)到回用水要求的深度處理回用技術(shù)

市政污水在通過二級生化工藝處理后，除SS、TP外通常都能穩(wěn)定達(dá)到一級A的指標(biāo)，所以，近些年污水處理廠的提標(biāo)深度處理主要工藝多以進(jìn)一步去除SS、TP為主。該類型廢水深度處理主要工藝為混凝+沉淀+過濾，根據(jù)上游二級生化工藝出水水質(zhì)的優(yōu)劣程度可能會優(yōu)化為直接過濾、混凝+過濾工藝，以上工藝組合與給水處理工藝類似。本文案例則采用了高效沉淀池（混凝+沉淀的工藝組合）+纖維轉(zhuǎn)盤濾池常規(guī)深度處理工藝。除了以上工藝，磁混凝沉淀經(jīng)實(shí)踐證明亦能滿足以上要求，工藝原理為在混凝反應(yīng)區(qū)投加聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁鐵等含有高價(jià)金屬離子的混凝劑，一方面鋁、鐵鹽藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性磷酸鹽沉淀物，另一方面混凝劑本身金屬離子的吸附電中和、架橋網(wǎng)捕等作用促進(jìn)絮凝體迅速成型。在絮凝反應(yīng)區(qū)同步投加磁粉與生成的絮體，將其結(jié)合在一起，形成比重較大的礬花，從而加速沉降，大大提高了懸浮物的去除效率，沉淀池出水SS可以控制在10 mg/L以下，TP控制在0.5 mg/L以下。

3.2 針對CODcr未達(dá)到回用水要求的深度處理回用技術(shù)

對于工業(yè)廢水比例較高的市政污水，在采用常規(guī)的生物降解+混凝沉淀+過濾工藝組合無法滿足出水CODcr去除到50 mg/L以下時，則表明污水中特征有機(jī)污染物CODcr屬于難生物降解成分。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)踐表明，臭氧化+曝氣生物濾池（曝氣生物活性炭濾池）工藝可以進(jìn)一步去除難降解CODcr，通常去除率為40%左右。其工藝原理為利用臭氧強(qiáng)氧化性將難降解有機(jī)物降解成易生化的中間產(chǎn)物，改善污水可生化性，然后利用更適用于處理可生化性較低污水的生物濾池進(jìn)一步生化降解達(dá)標(biāo)，具體項(xiàng)目實(shí)施時需要經(jīng)過小試試驗(yàn)確認(rèn)。為保障出水SS穩(wěn)定控制在10 mg/L以下，曝氣生物濾池后端建議增設(shè)過濾工藝。

4 結(jié)語

城市污水的處理及回用利用率與城市的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。為進(jìn)一步打造良好的水生態(tài)環(huán)境，各個城市都應(yīng)根據(jù)其污水排放總量和污水類型、成分，選擇恰當(dāng)?shù)奈鬯幚砉に嚭突赜眉夹g(shù)，提升城市污水處理效果，保障水資源的循環(huán)利用。