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淺探城市污水處理廠(chǎng)設計中的常見(jiàn)問(wèn)題
摘要：針對目前各地在興建城市污水處理廠(chǎng)的過(guò)程中所暴露出來(lái)的問(wèn)題，從廠(chǎng)址的選擇和工藝技術(shù)、污泥處理等角度進(jìn)行剖析，并對應注意的環(huán)節陳述了筆者的看法。
關(guān)鍵詞：城市污水處理廠(chǎng)；進(jìn)水水質(zhì)；出水水質(zhì)；工藝技術(shù)；污泥處理與處置
隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，我們生活的環(huán)境變得越來(lái)越差，特別是水體的污染到了觸目驚心的地步。雖然我國在城市污水處理廠(chǎng)建設方面取得一定成效，已建成百余座污水處理廠(chǎng)，但在控制水污染方面，形勢不容樂(lè )觀(guān)，預計今后還有大量的城市污水處理廠(chǎng)待建設。在建設城市污水處理廠(chǎng)過(guò)程中，設計工作是龍頭，在設計時(shí)常常碰到一些熱點(diǎn)問(wèn)題，引起各方爭論。本文對這些問(wèn)題作了剖析。
一、污水處理廠(chǎng)的廠(chǎng)址選擇
污水處理廠(chǎng)位置的選擇，應符合城市總體規劃和排水工程總體規劃的要求， 并根據下列因素綜合確定：廠(chǎng)址必須位于集中給水水源下游，并應設在城市工業(yè)區、居住區的下游，為保證衛生要求，廠(chǎng)址應與城市工業(yè)區、居住區保持約300m以上距離，廠(chǎng)址宜設在城市夏季最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側，及主導風(fēng)向的下風(fēng)側結合污水管道系統布置及納污水域位置；污水處理廠(chǎng)選址宜設在城市低處，便于污水自流，沿途盡量不設或少設提升泵站，有良好的交通、運輸和水電條件；有良好的工程地質(zhì)條件；廠(chǎng)區地形不受水淹，有良好的防洪、排澇條件盡量少拆遷、少占農田，同時(shí)因廠(chǎng)區規劃有擴建的可能，應預留遠期發(fā)展用地。
在擬建新的污水處理廠(chǎng)時(shí)，一般需由建設單位提出2—3個(gè)污水處理廠(chǎng)備選地址， 由設計部門(mén)從中比較選擇。這就要求設計人員不要盲目遷就建設單位的意見(jiàn)，應親自考察當地實(shí)際情況，在全面分析的基礎上提出合適的廠(chǎng)址。
二 處理工藝選擇
污水處理工藝選擇是依據進(jìn)水水質(zhì)、水量狀況，再依據受納水體環(huán)境容量或者國家規定排放標準，確定應該去除污染物的項目與數量，從而選擇合適的污水處理工藝。在選擇污水處理工藝過(guò)程中經(jīng)常討論的問(wèn)題有如下幾方面：
(一)進(jìn)水水質(zhì)預測
城市污水處理工藝選擇的水質(zhì)因素進(jìn)水水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標準的確定是城市污水處理工藝選擇的關(guān)鍵環(huán)節，也是我國當前城市污水處理工程設計中存在的薄弱環(huán)節。城市污水管網(wǎng)的完善，對城市污水處理廠(chǎng)設計規模和設計水質(zhì)的確定至關(guān)重要，目前我國大多數城市管網(wǎng)建設還不配套，因此造成城市污水處理規模和水質(zhì)難以合理確定，投入運行后實(shí)際值與設計值往往相差較大，效能難以充分發(fā)揮。
因此，污水處理技術(shù)政策中要求，應切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)化工藝設計參數。必須對污水的現狀水質(zhì)特性、污染物構成進(jìn)行詳細調查或測定，作出合理的分析預測。對于城市污水處理工藝方案及其設計參數的確定，進(jìn)行必要的水質(zhì)水量特性分析測定和動(dòng)態(tài)工藝試驗研究。
(二)處理出水水質(zhì)標準
處理廠(chǎng)出水水質(zhì)是按照尾水排入水域類(lèi)別，再依照國家污水綜合排放標準，以滿(mǎn)足各項指標要求。采用二級處理工藝，處理出水恐怕難以達到氨氮與磷酸鹽標準，需要采用脫氮除磷工藝流程，特別是一級標準中磷酸鹽指標0.5mg／L，有相當難度。有人提出，處理廠(chǎng)尾水排入非蓄水性河流或非封閉性水域，是否還要控制如此低的磷酸鹽含量。采用生物脫氮除磷工藝，或者化學(xué)除磷工藝，需要增加基建投資與經(jīng)常運行費用，同時(shí)還要求具有較高的運行管理水平。
2１3 污水消毒
為了保護人類(lèi)的生命健康，保護好水環(huán)境，世界許多國家和地區都要求對城市污水在排放前進(jìn)行消毒處理。室外排水設計規范中，城市污水處理廠(chǎng)出水要加氯消毒，而且對生物處理后投氯量規定為5mg／L-10mg／L，并設停留時(shí)間為30rain混合接觸池。有人提出，國家污水綜合排放標準對城市二級處理廠(chǎng)出水水質(zhì)未確定大腸菌群數及余氯值，所以處理廠(chǎng)出水要不要加氯是值得研究的課題。紫外線(xiàn)污水消毒技術(shù)如今已被廣泛應用于各類(lèi)城市污水的消毒處理中，包括低質(zhì)污水，常規二級生化處理后的污水、合流管道溢流廢水和再生水的消毒。目前世界上最大的使用紫外線(xiàn)消毒技術(shù)的再生水處理廠(chǎng)是加州santaRosa污水處理廠(chǎng)，處理規模25萬(wàn)m3／d，該系統為明渠式中壓燈消毒系統。
三、主流處理工藝
(一)關(guān)于活性污泥法
當前流行的污水處理工藝有：AB法、SBR法、普通曝氣法等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來(lái)的，且各有其特點(diǎn)。
1、AB法(Adsorption—Biooxidation)
該法由德國B(niǎo)ohuke教授首先開(kāi)發(fā)。該工藝對曝氣池按高、低負荷分二級供氧，A級負荷高，曝氣時(shí)間短， 產(chǎn)生污泥量大，污泥負荷2.5 kgBOD／(kgMLSS.d)以上，池容積負荷6 kgBOD／(m3.d)以上；B級負荷低，污泥齡較長(cháng)。A級與B級間設中間沉淀池。二級池子F／M(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的微生物群體。A B法盡管有節能的優(yōu)點(diǎn)，但不適合低濃度水質(zhì)，A級和B級亦可分期建設。
2、SBR法(Sequencing Batch Reactor)
SBR法早在20世紀初已開(kāi)發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構成一組，輪流運轉，一池一池地間歇運行，故稱(chēng)序批式活性污泥法�，F在又開(kāi)發(fā)出一些連續進(jìn)水連續出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA 法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，由于只有一個(gè)反應池，不需二沉池、回流污泥及設備，一般情況下不設調節池，多數情況下可省去初沉池，故節省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現除磷脫氮的目的。
3、普通曝氣法
本工藝出現最早，至今仍有較強的生命力。普曝法處理效果好，經(jīng)驗多，可適應大的污水量，對于大廠(chǎng)可集中建污泥消化池，所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統普曝法的不足之處是只能作為常規二級處理，不具備脫氮除磷功能。近幾年在工程實(shí)踐中，通過(guò)降低普通曝氣池容積負荷，可以達到脫氮的目的，在普曝池前設置厭氧區，可以除磷，亦可用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除BOD 5，工程上稱(chēng)為普通曝氣法的變法，亦可統稱(chēng)為普通曝氣法。
四 污泥的處理與處
污水處理廠(chǎng)在水處理過(guò)程中會(huì )截流與排出一定量的柵渣、沉砂和污泥。對城市污水廠(chǎng)而言，其數量大約為進(jìn)水量的0.5％-1.5％。目前部分設計單位在污水處理廠(chǎng)設計中對污泥處置重視程度不夠，大部分中小型污水廠(chǎng)產(chǎn)生的污泥，經(jīng)濃縮、機械脫水后直接外運，這些污泥實(shí)際上均未達到穩定要求，是否會(huì )帶來(lái)環(huán)境的二次污染是值得注意的。因此設計部門(mén)應加強對污泥處置的設計與研究，目前常用的污泥穩定方法有污泥中溫消化、污泥好氧消化、污泥投加石灰、污泥焚燒等方法污泥綜合利用的試驗研究已有各種報道，例如利用污泥制磚、制陶瓷等用作建筑材料，甚至從污泥中提煉維生素B12等等，但大部分是實(shí)驗室試驗，與實(shí)際應用還有
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