城鎮污水處理工藝比選及運行效果分析

王 超

（廣州市環境保護科學研究院，廣州 510620）

為改善生態環境和保障飲水安全，廣東省某鎮啟動污水處理廠工程建設，一期設計規模為25 000 m/d，設計總規模為40 000 m/d，處理對象為該鎮及周邊農村符合市政接管標準的污水。設計出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 189—2002）的一級A 標準。

1 設計進出水水質

污水處理工程進水水質直接影響工藝流程的選擇、生產構筑物和設備容量的確定，通過現狀調查和參考當地其他污水處理廠的進水水質特點，本項目合理確定污水進廠水質。出水水質執行廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）的第二時段一級標準較嚴值和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）的一級A 標準。污水處理廠設計進出水水質如表1所示，主要監測項目有五日生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）、懸浮物（SS）、總氮（TN）、總磷（TP）和氨氮（NH-N），水溫為12～25 ℃。

表1 污水處理廠設計進出水水質

2 污水處理工藝比較與確定

本項目結合生產實踐，以技術成熟、經濟節約、易于管理和重視環境為原則，選擇合適的污水處理工藝。

2.1 污水一級處理工藝比選

污水一級處理又被稱為預處理，可采用格柵、除塵池、氣浮和過濾等手段，去除污水中的大顆粒懸浮物。經比選，本項目采用粗格柵和細格柵對污水進行預處理，實現對懸浮物的有效去除。

2.2 污水二級處理工藝比選

生物處理是城鎮污水處理的主要單元，其工藝形式較多，主流工藝包括厭氧-缺氧-好氧法（AO）、氧化溝、序批式活性污泥法（SBR）。結合工程規模、出水水質（除磷脫氮要求高）、用地情況和污泥產生量等要求，對傳統AO 工藝、循環活性污泥法（CASS）以及AO 微曝氧化溝進行比較，如表2所示。

表2 三種處理工藝比較

經分析，AO 微曝氧化溝在本項目中優勢明顯，其采用深水微孔曝氣和水下推流相結合的微曝系統，使污泥與原水充分混合，徹底進行碳化、硝化反應，充分保證整個系統的高效穩定運行。同時，AO 微曝氧化溝設置前置厭氧池，穩定達到除磷脫氮要求。另外，該工藝投資和運行費用較低，AO 微曝氧化溝由表曝改進為微曝，其綜合能耗較一般氧化溝降低30%，運行費用可節約20%。因此，本項目最終選擇AO 微曝氧化溝。

2.3 深度處理工藝比選

結合處理要求，深度處理可采用混凝沉淀、過濾、活性炭吸附、臭氧氧化、離子交換、電滲析和反滲透等工藝組合。污水處理廠深度處理的目的是去除TP、SS，同時進一步去除水中的BOD和COD。本項目將混凝沉淀和過濾作為深度處理工藝。混凝沉淀池選用高密度沉淀池，集混凝反應與沉淀于一體，把混合、絮凝、沉淀重新組合和優化，水力負荷高，污染物去除率高，它可以減少藥劑投加量，降低運行成本。參考大量工程實踐經驗，濾池選用纖維轉盤濾池，其工程建設投資、用電負荷和運行成本均較低，技術成熟。

2.4 污水處理工藝流程確定

經分析，本項目最終確定的污水處理工藝流程如圖1所示。污水通過進水管導入粗格柵池，潛水泵將污水提升至細格柵池，實現對懸浮物的去除，預處理產生的雜物、砂粒等可以定期運至垃圾填埋場處理。預處理后的污水進入一體式生物處理單元（AO 微曝氧化溝和二沉池構成），生物處理后的二沉池出水進入高密度沉淀池和纖維轉盤濾池，然后進入紫外線消毒池，經消毒后排入受納水體。為了保持AO 微曝氧化溝中污泥濃度不變，本項目使用廂式隔膜壓濾機。通過濃縮及投加化學藥劑調理后，廂式隔膜壓濾機可以將污泥含水率降至小于60%，然后污泥外運處置。濾池出水再通過紫外線消毒殺滅細菌后即可滿足排放要求，通過管道外排。處理達標后尾水經巴氏計量槽外排至河道。

圖1 污水處理工藝流程

3 運行效果分析

通過幾個月的試運行，本項目選擇的AO 微曝氧化溝、高密度沉淀池、纖維轉盤濾池等處理設施運行都較為穩定，各工藝段對污染物的處理率符合出水指標要求。粗格柵集水井對SS 的去除率為10.0%，細格柵和旋流沉砂池對SS 的去除率為20.0%；AO 微曝氧化溝和二沉池對COD 的去除率為80.0%，對BOD的去除率為87.0%，對NH-N 的去除率為80.0%，對TN 的去除率為60.0%，對TP 的去除率為75.0%，對SS 的去除率為80.0%；高密度沉淀池對COD 的去除率為30.0%，對BOD的去除率為30.0%，對NH-N的去除率為10.0%，對TN 的去除率為10.0%，對TP的去除率為55.0%，對SS 的去除率為50.0%；纖維轉盤濾池對COD 的去除率為30.0%，對BOD的去除率為30.0%，對NH-N 的去除率為10.0%，對TN 的去除率為10.0%，對TP 的去除率為15.0%，對SS 的去除率為60.0%。

4 結論

城鎮污水集中處理要求高，但排污分散，進水水質和水量波動大。隨著我國對污水治理的重視度不斷提高，污水處理技術快速發展，目前已經積累多種較為成熟的污水處理工藝。本文結合具體案例，通過工藝比選選擇AO 微曝氧化溝作為本工程的污水處理工藝。該工藝運行效果好，可以為類似工程的設計提供參考。污水處理廠要結合不同工藝的優缺點，選擇經濟適用和運行管理方便的污水處理工藝，確保出水達標排放，提高污水處理的有效性。