城市污水處理廠的污水處理工藝探討

梁俊宇

（廣東省國(guó)際工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510000）

近些年，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市產(chǎn)生的污水量持續(xù)增加，這對(duì)生態(tài)環(huán)境與居民用水都帶來(lái)了不利影響。因此，在這種背景下，污水處理廠的價(jià)值顯而易見(jiàn)。目前，污水處理廠可選擇的處理技術(shù)較多，但還是要根據(jù)城市污水中污染物質(zhì)的構(gòu)成以及工作量等來(lái)選擇適宜的工藝。

1 城市污水處理的常見(jiàn)工藝

1.1 活性污泥法

這種方法是屬于好氧生物處理的范疇，是國(guó)內(nèi)城市污水處理領(lǐng)域使用較多的一種工藝，該方法可以迅速清除污水內(nèi)包含的可溶解有機(jī)物，同時(shí)，可吸附部分懸浮固體物質(zhì)。在實(shí)際應(yīng)用中，要采取人工充氧的形式，進(jìn)而利用活性污泥自身帶有的氧化以及吸附等功能，去除污水內(nèi)的有機(jī)污染物。需要注意的是，在實(shí)際污水處理中，要保障曝氣池與沉淀池等設(shè)施的質(zhì)量及合理性，以此提高污水的處理效果。

1.2 MSBR工藝

MSBR是基于SBR技術(shù)優(yōu)化改良的工藝。在該工藝實(shí)施后，能壓縮出沉淀池設(shè)施的裝備量，且可將活性污泥法與SBR法的技術(shù)優(yōu)勢(shì)集于一身，并利用電腦設(shè)備完成污水處理工作，降低了城市污水處理廠的經(jīng)營(yíng)資本投入。在實(shí)際污水處理中，能有效去除氮磷及BOD5等物質(zhì)。現(xiàn)今，在該工藝開(kāi)發(fā)研究中，融入了智能化元素，提升了操作性能，如水質(zhì)發(fā)生變化，可通過(guò)線上操控實(shí)現(xiàn)緊急調(diào)整。

污水處理廠在應(yīng)用該工藝時(shí)，要注意調(diào)控四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。第一，缺氧攪拌。當(dāng)水體來(lái)到處理區(qū)域后，和回流液混合，在形成缺氧的作業(yè)條件下，會(huì)讓反硝化菌利用有機(jī)碳實(shí)現(xiàn)無(wú)氧呼吸代謝。具體處理過(guò)程是，在污水處理初期的區(qū)域，由于混合液中的懸浮固體占比偏大，會(huì)造成碳源變成阻礙反硝化的因素，同時(shí)，在時(shí)間的推進(jìn)下，有機(jī)碳的占比會(huì)持續(xù)提高，因此，促進(jìn)反硝化的效率也隨之優(yōu)化。第二，停止進(jìn)水，控制水體進(jìn)入量，讓處理區(qū)域內(nèi)剩余的水體直接轉(zhuǎn)移至主曝氣格內(nèi)，讓其中的有機(jī)碳逐漸被降解，促使微生物原本的內(nèi)源呼吸不斷弱化。且即便有機(jī)碳的含量持續(xù)減少，但內(nèi)源呼吸仍處于缺氧狀態(tài)，可保持基本運(yùn)行。第三，曝氣。通過(guò)曝氣環(huán)節(jié)，可解決水體內(nèi)的有機(jī)碳與氨氮物質(zhì)，同時(shí)，作用在混合液內(nèi)的氮?dú)?，可采取吹脫處理，以形成連續(xù)循環(huán)格局，使主曝氣格里的微生物比例隨之提高，由此降低懸浮固體的含量，控制污泥的流出量，保障沉淀池的作用得以發(fā)揮。第四，靜置沉淀可使活性污泥與上清液有效隔開(kāi)。在沉淀過(guò)程中，包含的溶解氧能讓硝化菌發(fā)揮效用，處理余下的氨。在實(shí)際操作過(guò)程中，要把混合液內(nèi)的氧含量控制在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)上，促使序批上清液中的亞硝酸鹽及氨等物質(zhì)的含量實(shí)現(xiàn)不斷下降，以此給污水處理創(chuàng)造較大的便捷性[1]。

1.3 等離子工藝

在實(shí)際的污水處理過(guò)程中，溫度變化往往是大部分污水處理技術(shù)的干擾性條件之一。如果溫度偏低，會(huì)嚴(yán)重弱化其處理成效，而應(yīng)用等離子工藝卻無(wú)需考慮溫度帶來(lái)的干擾，即使工作環(huán)境比較寒冷，同樣也能達(dá)到污水處理的預(yù)期效果。根據(jù)有關(guān)研究顯示，當(dāng)水體溫度不足13 ℃時(shí)，活性污泥法的處理成效會(huì)明顯降低，且水溫在0 ℃上下時(shí)，基本上已沒(méi)有處理能力。但等離子工藝卻不會(huì)因?yàn)樗疁剡^(guò)低而減弱其處理能力，即使水溫達(dá)到0 ℃，也能達(dá)到原本的處理效果。同時(shí)，該工藝氧化作業(yè)也極具優(yōu)勢(shì)，且在水質(zhì)上沒(méi)有特定標(biāo)準(zhǔn)，工作人員只要操作控制系統(tǒng)，便能開(kāi)啟全部污水處理裝置。在現(xiàn)階段，等離子工藝大多集中應(yīng)用于北方地區(qū)，這樣既保障了寒冷季節(jié)的污水處理能正常運(yùn)行，又減少了處理時(shí)間，進(jìn)而也控制了成本投入。

1.4 厭氧處理工藝

目前，污水處理工藝相對(duì)較多，而厭氧處理工藝就是其中一種。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題逐漸加重，也出現(xiàn)了能源短缺的現(xiàn)象，為社會(huì)的整體發(fā)展帶來(lái)較大危機(jī)。因此，城市污水處理廠通過(guò)對(duì)各項(xiàng)因素進(jìn)行合理分析，選取科學(xué)的處理方式，在節(jié)約能源以及保護(hù)環(huán)境的條件下，選擇適宜的污水處理技術(shù)。其中，厭氧處理就比較符合節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，有效解決了污水處理過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題。該工藝主要是利用厭氧細(xì)菌對(duì)污水中的相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行有效分解。在該處理工藝應(yīng)用過(guò)程中，有效減少了污水中的有害物質(zhì)，并對(duì)污水中的微生物進(jìn)行充分代謝，以及對(duì)污水中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解。在厭氧處理過(guò)程中，分為水解階段、發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段。通過(guò)以上各個(gè)環(huán)節(jié)的有效處理，能加快懸浮物的降解，有效節(jié)約了大量資源，并相應(yīng)減少了處理成本，以此確保污水處理后的水質(zhì)能夠達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，因此，厭氧處理工藝在污水處理中具有良好的效果，

1.5 生物膜處理工藝

該工藝也是污水處理中有效的處理方式之一，且應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較早。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，通常會(huì)將污水噴灑到粗濾料中，使污水得到充分凈化?，F(xiàn)階段，在科技不斷發(fā)展的情況下，一直對(duì)生物膜處理工藝進(jìn)行創(chuàng)新、改進(jìn)，全面優(yōu)化，以此形成全新的處理工藝。在實(shí)際運(yùn)用該工藝處理污水的過(guò)程中，逐漸提高了整體的處理效果，增強(qiáng)了污水的處理效率，為工作人員節(jié)省了大量的時(shí)間。在生物膜處理工藝的應(yīng)用過(guò)程中，通常是將固體填料表面中的群體形成生物膜，由此對(duì)污水進(jìn)行有效處理。同時(shí)，利用土壤的自凈功能制定詳細(xì)的處理方案，以此對(duì)污染物進(jìn)行全面溶解。其處理工藝主要是將生物膜與污水進(jìn)行充分接觸，逐漸將溶解的污染物質(zhì)進(jìn)行全面轉(zhuǎn)化，形成二氧化碳、細(xì)胞物質(zhì)等，由此使污水達(dá)到良好的凈化效果，提高污水水質(zhì)。通過(guò)對(duì)處理工藝進(jìn)行全面分析，明確了污水處理過(guò)程中存在的問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行全面探究，且制定合理的處理方案，實(shí)現(xiàn)了污水處理的基本目標(biāo)，提高了水資源的質(zhì)量，促進(jìn)了城市污水處理廠的全面發(fā)展，為城市化建設(shè)提供了有力保障。

2 城市污水處理廠的深度過(guò)濾工藝

2.1 濾布濾池

濾布濾池系統(tǒng)是由自控、濾片、吸泥與積水板構(gòu)成，其運(yùn)行機(jī)理是：污水利用自重，進(jìn)入到布水堰濾池中，且濾布設(shè)置成完全淹沒(méi)的狀態(tài)，污水由其外側(cè)通過(guò)，底裝置下方凈水管道負(fù)責(zé)統(tǒng)一收集的過(guò)濾液，同樣借自重排出。在實(shí)際進(jìn)行污水過(guò)濾時(shí)，有些污泥會(huì)因?yàn)闉V布本身的吸附能力較強(qiáng)，停留在其外邊。因此，在長(zhǎng)期的處理污水過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)污泥層長(zhǎng)期堆積，加大了過(guò)濾環(huán)節(jié)的污水流動(dòng)阻力，導(dǎo)致濾池內(nèi)的水位上升。對(duì)此，要安裝液位傳感裝置，以隨時(shí)了解液位的情況，并在濾池中的液體上升到清洗標(biāo)準(zhǔn)高度后，系統(tǒng)能開(kāi)啟反抽吸泵，以此完成濾池的清洗工作。同時(shí)，在進(jìn)行清洗環(huán)節(jié)中，濾池依舊要保持過(guò)濾的運(yùn)作，并通過(guò)行車(chē)促使吸泥泵在濾布上保持運(yùn)動(dòng)。其中，抽吸泵為負(fù)壓狀態(tài)，能對(duì)濾布表層、濾池和其底部進(jìn)行抽吸，以清理掉固體顆粒物，同時(shí)，濾片中的水體會(huì)從內(nèi)往外直接被抽吸出來(lái)，全面清理濾布，以避免污泥層對(duì)過(guò)濾造成阻礙。且在過(guò)濾運(yùn)行中，濾片是靜止的，這樣方便污泥形成底部沉積。

需要注意的是，在濾布濾池系統(tǒng)工作時(shí)，要仔細(xì)查看所有的通道、閥門(mén)等，確定好工作位置，另外，需保障吸泥管道穩(wěn)固，以及清洗行車(chē)軌道上的螺栓松緊要適度，沒(méi)有障礙物。尤其在液位沒(méi)有達(dá)到標(biāo)定數(shù)值前，不能重復(fù)啟動(dòng)泵體。同時(shí)，還要注意待處理水體內(nèi)懸浮固體的尺寸[2]。

根據(jù)濾布過(guò)濾的運(yùn)行機(jī)理，其僅是表層初級(jí)處理，機(jī)械性過(guò)濾污水內(nèi)的固體物質(zhì)。在實(shí)際運(yùn)行中，該過(guò)濾技術(shù)使用的隔膜材質(zhì)種類(lèi)較豐富，如纖維濾布，其耐久性與耐腐蝕、安裝等方面都具有一定的優(yōu)勢(shì)，但清洗頻率偏高；而聚酯類(lèi)的濾布，其抗腐蝕與耐久性同樣具有較好的性能，且吸水性較強(qiáng)，容易彎折，空隙勻稱(chēng)，不容易出現(xiàn)堵塞的情況，但其內(nèi)部架構(gòu)復(fù)雜，耐拉伸性不足；目前，還有一種不銹鋼材質(zhì)的濾網(wǎng)，在勻稱(chēng)性、耐久性、耐腐蝕性與抗拉伸方面都比較優(yōu)秀，且不容易發(fā)生堵塞，但制作難度大。

2.2 活性砂濾池

活性砂濾池集合了澄清以及過(guò)濾等處理環(huán)節(jié)。該裝置包括罐體、過(guò)濾區(qū)域、各類(lèi)進(jìn)出水管道、空壓機(jī)等。活性砂濾池的運(yùn)行機(jī)理是逆流原理，水體可通過(guò)進(jìn)水管及布水器進(jìn)入過(guò)濾器；水體整體是從下往上的流向，由砂濾床進(jìn)行過(guò)濾，得到的過(guò)濾液全部集中在過(guò)濾裝置的頂部，通過(guò)溢流口排出；而裝設(shè)在過(guò)濾器下部的濾料在污染程度達(dá)到設(shè)定程度后，會(huì)借助壓縮空氣轉(zhuǎn)移到洗砂裝置中，并利用紊流作用把污染物與濾料分開(kāi)，使形成的物質(zhì)直接跟隨清洗水排出；而清洗后的濾料會(huì)借助自重，移動(dòng)到原本的工作位置，以此重復(fù)進(jìn)行污水處理。

活性砂濾池工作效率佳，能實(shí)現(xiàn)全天作業(yè)，且無(wú)需停機(jī)便能實(shí)現(xiàn)清理，同時(shí)，無(wú)需配備大規(guī)模的反沖洗裝置，小流量規(guī)格的裝置就能實(shí)現(xiàn)污水處理的目的，真正降低了污水處理廠的運(yùn)營(yíng)成本。另外，選擇單級(jí)配料，也不會(huì)存在水力不勻稱(chēng)等現(xiàn)象。且砂床為流動(dòng)式，不易產(chǎn)生材料結(jié)塊的問(wèn)題，因此，可以結(jié)合污水處理量安排換砂。在系統(tǒng)實(shí)際工作中，不包括石英砂濾料，不使用轉(zhuǎn)動(dòng)零件，所以，故障率不高，后期運(yùn)維費(fèi)用相對(duì)較少。在選擇應(yīng)用活性砂濾池的城市污水處理廠，只需在初期投入建設(shè)資金，不必額外配置用于混凝及澄清的設(shè)施，且反沖洗泵等裝置也不用制備，建設(shè)量少，占用空間不多。在日常過(guò)濾中，在保障濾料有效清洗的基礎(chǔ)上還要確保出水質(zhì)量，且在生物膜過(guò)濾掉污染固體的過(guò)程中，同時(shí)也去除了硝態(tài)氮也及BOD5等污染物質(zhì)。

2.3 反硝化濾池

深化反硝化濾池是由濾料、進(jìn)氣管及閥門(mén)、鼓風(fēng)機(jī)等部分構(gòu)成，該系統(tǒng)對(duì)懸浮物、氮磷等都有較好的處理效果。該系統(tǒng)的過(guò)濾運(yùn)行原理是截留、脫附與吸附，是借助過(guò)濾料完成篩選與截留，清理掉水體內(nèi)的懸浮物，使水質(zhì)得以改善。而吸附作用是在濾料表面進(jìn)行的，借助控制速度等參數(shù)，保障凈化處理效果。在實(shí)際應(yīng)用中，由于濾料層累積的顆粒物不斷地增加，會(huì)使可供吸附的面積逐漸減少，導(dǎo)致濾料轉(zhuǎn)移至更深的區(qū)域。為了使過(guò)濾具備連續(xù)性，可選擇反復(fù)沖洗或安裝二次配水設(shè)備，以此保障凈化效果。其中，脫氮的運(yùn)行原理是使形成脫氮微生物處于無(wú)氧狀態(tài)下，讓污水內(nèi)的硝態(tài)氮變成氮?dú)?，為保證脫氮效率，可添加碳源，以提供基本的脫氮能量[3]。

通過(guò)反硝化濾池處理的污水，在經(jīng)過(guò)脫氮及混凝、脫色等處理后，可用于城市景觀用水，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)再利用。在應(yīng)用該濾池裝置處理污水時(shí)，無(wú)需考慮濾料流失的情況，但要格外關(guān)注底部濾磚的清潔度，如果沖洗不徹底，極易發(fā)生堵塞的情況。在實(shí)際應(yīng)用中，該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于脫氮處理速率高以及使用可靠、方便控制等，在資源投入上，用地空間不大、運(yùn)營(yíng)成本費(fèi)用較少，具有值得推廣的價(jià)值。

2.4 轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器

在污水處理過(guò)程中，處理廠通常還會(huì)對(duì)污水進(jìn)行深度過(guò)濾，確保處理后的水質(zhì)能達(dá)到合格要求。因此，在深度過(guò)濾過(guò)程中工作人員要選擇適宜的過(guò)濾方式，以此對(duì)污水進(jìn)行全面過(guò)濾，來(lái)保證水資源的質(zhì)量。在深度過(guò)濾過(guò)程中，轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器是過(guò)濾設(shè)備之一，能夠起到良好的過(guò)濾作用。轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器通常由不銹鋼轉(zhuǎn)盤(pán)組成，轉(zhuǎn)盤(pán)兩面均為網(wǎng)片，轉(zhuǎn)盤(pán)網(wǎng)格的間隙通常在10～100 μm之間。

在實(shí)際進(jìn)行過(guò)濾時(shí)，通常使污水從進(jìn)水管逐漸流入到轉(zhuǎn)盤(pán)中，并不斷對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾，以此將污染物質(zhì)進(jìn)行截留，并充分保存在轉(zhuǎn)盤(pán)網(wǎng)面中，并在轉(zhuǎn)盤(pán)壓力差達(dá)到一定數(shù)值后進(jìn)行充分旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，工作人員需利用沖洗棒對(duì)網(wǎng)面中殘留的物質(zhì)進(jìn)行充分清理，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反復(fù)沖洗，其水量可保持在0.5%～2%之間，隨后將沖洗泥水排出。同時(shí)，在轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器的應(yīng)用過(guò)程中，工作人員還需對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行定期維修以及保養(yǎng)，確保轉(zhuǎn)盤(pán)的正常使用，以增加設(shè)備的使用壽命，同時(shí)，可有效節(jié)省運(yùn)行成本。且在轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器的應(yīng)用時(shí)，還需對(duì)盤(pán)片進(jìn)行及時(shí)徹底沖洗，確保盤(pán)片清潔，避免在污水過(guò)濾中對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生較大影響，降低設(shè)備過(guò)濾質(zhì)量，因此，要提高污水處理的穩(wěn)定性，還要發(fā)揮出轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器的實(shí)際作用，增強(qiáng)過(guò)濾設(shè)備的運(yùn)行效率，確保污水能夠得到深度過(guò)濾。

2.5 石英砂深床濾池

污水處理廠在對(duì)污水進(jìn)行深度過(guò)濾時(shí)，可充分運(yùn)用石英砂濾池。該濾池應(yīng)用范圍非常廣泛，類(lèi)型也相對(duì)較多，如V型濾池、虹吸濾池、四閥濾池等。該濾池主要以濾板為主要形式對(duì)污水進(jìn)行深度處理，具有良好的應(yīng)用效果。石英砂濾池的濾層厚度通常在1.2 m以內(nèi)，在實(shí)際運(yùn)行中，可有效對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行快速過(guò)濾。通常情況下，在實(shí)際過(guò)濾過(guò)程中，當(dāng)污水中的水質(zhì)粘度相對(duì)較高時(shí)，應(yīng)確保其速度在6 m/h左右，且根據(jù)沉淀池的實(shí)際情況，要促使過(guò)濾速度在8 m/h以內(nèi)。同時(shí)，在反沖洗過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)確保其強(qiáng)度在4～10 L/（m2·s）之間，沖洗時(shí)間應(yīng)控制在5 min以內(nèi)。同時(shí)，在濾池沖洗過(guò)程中，氣沖強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)保持在13～20 L/（m2·s）之間，沖洗時(shí)間可在3～5 min之間。通過(guò)對(duì)石英砂濾池的應(yīng)用，污水處理廠節(jié)省了大量的運(yùn)營(yíng)成本，并降低了濾池的運(yùn)行溫度。

此外，在污水深度過(guò)濾過(guò)程中，還經(jīng)常運(yùn)用深床濾池。該濾池通常比石英砂濾池厚度大，在采用3 mm石英砂濾料時(shí)，深床濾層的厚度在1.85 m左右，以此有效對(duì)固體物進(jìn)行截留。該濾池的應(yīng)用中，通常會(huì)在反硝化菌的作用下，將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)?，從而有效降低了污水中的總氮濃度，同時(shí)還可以對(duì)污染物顆粒進(jìn)行全部過(guò)濾，充分保證了污水的處理質(zhì)量，并取得了良好的過(guò)濾成效。

3 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的城市建設(shè)中，污水處理廠屬于基礎(chǔ)設(shè)施，與市民的健康用水與保護(hù)水生環(huán)境等都有著重要關(guān)系。通過(guò)探討現(xiàn)有污水處理廠的污水處理方法，提高了污水各種處理工藝的適配性，實(shí)現(xiàn)了水資源的再利用。