貴州中小城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)有關(guān)問題的探討
【摘要】對中小城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題如：污水廠建設(shè)規(guī)模的確定、處理工藝選擇及污泥處理等關(guān)鍵問題進(jìn)行探討，找到適用于貴州省中小城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)的有效方法，推進(jìn)貴州省中小城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】污水處理廠；處理工藝；消毒；污泥處理
1.前言
為了保護(hù)水體環(huán)境，國家已把城市給排水列為基本建設(shè)領(lǐng)域重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)，并提出了2005年50萬以上人口的城市污水處理率應(yīng)達(dá)到60%以上；2010年所有設(shè)市城市的污水處理率應(yīng)不低于60％；直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市以及重點(diǎn)風(fēng)景旅游城市的污水處理率不低于70%的總體目標(biāo)。
根據(jù)《貴州省“十一·五”城鎮(zhèn)污水處理及再生設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》，2010年貴州省城市污水排放總量為227.38萬m3/d，污水處理率達(dá)到60％以上。目前，貴州省在建和籌建中的污水處理工程很多，相對省外其他城市而言貴州省城市污水處理工程建設(shè)起步較晚，尚無十分成熟的建設(shè)、運(yùn)行與管理經(jīng)驗(yàn)。為了使污水處理工程能夠較好的發(fā)揮環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，本文將針對貴州省中小城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)中的若干問題談一些個(gè)人看法。
2.建設(shè)規(guī)模
設(shè)計(jì)水量是決定污水處理廠建設(shè)規(guī)模的重要參數(shù)之一,它的確定與污水處理廠的建設(shè)投資、將來的運(yùn)行費(fèi)用及其運(yùn)行管理密切相關(guān)。
一般來說應(yīng)認(rèn)真做好如下工作：（１）實(shí)測現(xiàn)狀污水量,按照設(shè)計(jì)規(guī)范的取樣要求,采集區(qū)域內(nèi)各排污口污水排放量的有效數(shù)據(jù),并進(jìn)行實(shí)測污水量的分析；（２）調(diào)查城市區(qū)域劃分、人口、公共建筑、工礦企業(yè)、住宅小區(qū)等對現(xiàn)狀污水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行流量核算；（３）調(diào)查城市供水量情況,折減核算污水量；（４）根據(jù)總體規(guī)劃、近遠(yuǎn)期人口、工業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,確定供排水量近遠(yuǎn)期指標(biāo)。綜合上述,污水量應(yīng)有現(xiàn)狀、近期、遠(yuǎn)期組數(shù)據(jù),它是確定污水處理廠建設(shè)規(guī)模的基本依據(jù)。
目前,我國城市建設(shè)和發(fā)展很快,而城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)相對滯后,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的提高,對環(huán)保的要求,對水體污染的治理要求必將提高。因此,在建設(shè)分期上,要講究科學(xué)性、合理性。從設(shè)計(jì)水量角度分析,若近期與現(xiàn)狀水量接近,污水處理廠可按近期設(shè)計(jì),遠(yuǎn)期予留位置,分二期建設(shè)。
3.污水處理工藝
隨著環(huán)境及法規(guī)的壓力,城市污水處理廠普遍采用二級生物處理工藝, 在生物法中,有活性污泥法和生物膜法兩大類,活性污泥法因其處理效率高,在城市污水處理廠得到廣泛應(yīng)用。
活性污泥法有許多種,使用廣泛的主要有以下三種類型:（１）傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)型A/O、A2/O、AB工藝。（２）氧化溝工藝。（３）SBR工藝。傳統(tǒng)活性污泥及其改進(jìn)型A/O、A2/O、AB工藝,處理單元多,操作管理復(fù)雜,尤其是污泥厭氧消化工藝,對管理水平要求較高。污泥厭氧消化可回收一部分能量,根據(jù)我國污水處理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)到20×104m3/d以上,才具有經(jīng)濟(jì)性。
筆者認(rèn)為：氧化溝和SBR工藝仍然是現(xiàn)階段貴州省山區(qū)城市污水處理廠的優(yōu)選工藝，由于貴州省污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模一般在10×104m3/d以下，由于技術(shù)力量相對較弱，采用氧化溝和SBR工藝具有明顯優(yōu)勢：
（１）氧化溝和SBR工藝抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)中小城市水質(zhì)水量變化大的特點(diǎn)。
（２）氧化溝和SBR工藝通常不設(shè)初沉池和污泥消化系統(tǒng)，工藝流程簡單，整個(gè)處理單元比常規(guī)活性污泥法少50%以上，適合管理水平相對較低的中小城市。
（３）氧化溝和SBR工藝的設(shè)備基本上實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，在質(zhì)量上能滿足工藝要求，價(jià)格比國外設(shè)備便宜好幾倍。
氧化溝和SBR工藝有很多共同特點(diǎn)，也有各自的特點(diǎn)和適用性，在工藝方案確定時(shí)需要綜合考慮以下因素:
（１）SBR工藝是靜態(tài)沉淀，氧化溝工藝是動(dòng)態(tài)沉淀，因而SBR的沉淀效率更高，出水SS更低，對TP的去除更有利。
（２）氧化溝工藝采用機(jī)械表面曝氣，水深一般不會(huì)超過4.50m，占地面積較大；若征地費(fèi)較高則對氧化溝工藝不利。
（３）SBR工藝的設(shè)備閑置率較高，設(shè)備數(shù)量多，設(shè)備費(fèi)用較高。
（４）SBR工藝通常采用鼓風(fēng)曝氣，且水深較深（6.0m），在供氧量相同的情況下，鼓風(fēng)曝氣比機(jī)械表面曝氣省電。
（５）氧化溝工藝是連續(xù)運(yùn)行，自動(dòng)控制要求低；SBR工藝是周期間歇運(yùn)行，各個(gè)工序轉(zhuǎn)換頻繁，需要自動(dòng)控制。
4.污水消毒工藝
由于污水中含有大量細(xì)菌、病原菌、寄生蟲及病毒等，因此對二級污水處理廠出水消毒是必要的。國內(nèi)目前主要采用加氯消毒，由于污水中的一些有機(jī)物與氯反應(yīng)，可生成鹵代烷等致癌物，這些致癌物在環(huán)境中非常穩(wěn)定，會(huì)隨水流進(jìn)入下游城市的給水管網(wǎng)，影響人體健康。另外，加氯后，當(dāng)污水中余氯量太高時(shí)，還會(huì)殺滅受納水體中的一些水生生物，破壞水體的生態(tài)環(huán)境。因此，歐共體很多國家基本上不再對二級出水進(jìn)行加氯消毒。
隨著對UV消毒機(jī)理的深入研究、紫外線技術(shù)的不斷發(fā)展以及消毒裝置在設(shè)計(jì)上的日臻完善，UV消毒法有望成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)氯消毒的主要方法之一，目前在重慶已經(jīng)應(yīng)用于工程實(shí)踐，并取得了較好的效果。但UV消毒的推廣使用仍然需要解決下述問題：
（１）當(dāng)污水中有機(jī)物含量較高時(shí)容易形成污垢膜，而且微生物容易生長形成生物膜，這些都會(huì)抑制紫外線的透射，影響消毒效果。因此，必須根據(jù)不同的水質(zhì)采用合理的防結(jié)垢措施和清洗裝置，開發(fā)研制具有自動(dòng)清洗功能的UV消毒器。
（２）目前國產(chǎn)低壓紫外燈的最大功率為4W，且有效壽命一般為1000-3000h，而進(jìn)口低壓燈管的有效運(yùn)行時(shí)間可達(dá)8000-12000h。相比之下，使用國產(chǎn)燈管會(huì)增加維修費(fèi)用，使用進(jìn)口燈管投資較高，因此需要改善國產(chǎn)紫外燈的使用壽命問題。
（３）污水中由于懸浮固體顆粒包裹細(xì)菌的影響，很難在投資允許的范圍內(nèi)達(dá)到非常嚴(yán)格的消毒標(biāo)準(zhǔn)。
5.污泥處理
污水處理過程中必然產(chǎn)生大量含水率很高的污泥，它具有容積大、不穩(wěn)定、易腐敗、有惡臭的特點(diǎn)，如不加處理，任意排放則將引起嚴(yán)重的二次污染。一般處置為投海，自然干化外運(yùn)填埋或農(nóng)田肥料，焚燒，濃縮、消化、脫水、外運(yùn)填埋或農(nóng)田肥料。自然干化外運(yùn)因污染環(huán)境已不被使用，焚燒處置污泥較徹底，但價(jià)格昂貴，也為人們難以接受目前，又有人提出焚燒垃圾產(chǎn)生二惡喚問題，大多數(shù)污水處理廠都采用濃縮、消化、脫水外運(yùn)的方法。
污泥處理需要耗費(fèi)大量資金。筆者認(rèn)為，中小型污水廠近期可先不上中溫消化，污泥經(jīng)濃縮脫水后直接外運(yùn)，節(jié)省投資，促進(jìn)污水處理先上。近年來，廣大科技人員對污泥綜合利用，實(shí)現(xiàn)污泥資源化的課題進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究工作。如利用污泥做建筑材料，或還原大地做農(nóng)肥，但效果不盡人意，還有待于進(jìn)一步探討、攻關(guān)。
筆者認(rèn)為污泥的出路還是充做農(nóng)肥最簡便可行，用作綠化也可，但大量推廣必須解決脫水前添加絮凝劑所帶來的粘度問題。
6.結(jié)語
建設(shè)城市污水處理廠所需的一次性投資大，污水處理廠常年的運(yùn)行費(fèi)用較高，因此科學(xué)合理地設(shè)計(jì)就尤為重要。除必要的工藝優(yōu)化選擇外，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)認(rèn)真分析總結(jié)污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況，充分重視污水處理廠技術(shù)人員的意見，并及時(shí)反饋到新廠設(shè)計(jì)及老廠改擴(kuò)建工程中去。另外，選擇污泥處理工藝的基礎(chǔ)是污泥量和污泥組成，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量客觀、合理地確定兩者？傊，城市污水處理廠需要設(shè)計(jì)人員和運(yùn)行管理人員密切合作，才能更好地發(fā)揮其效益。
參考文獻(xiàn)：
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