污水處理廠尾水處理工藝研究

曾惠森

（東莞市松山湖工程管理有限公司，廣東 東莞 523808）

1 污水處理廠尾水處理技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，在尾水處理中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，除了污水三級(jí)處理，還有深度處理與回用技術(shù)。我們所說(shuō)的三級(jí)處理，是在二級(jí)處理的基礎(chǔ)上使水流再經(jīng)過(guò)處理設(shè)施，讓水質(zhì)變得更加良好。深度處理的范圍要廣于三級(jí)處理，比如在各級(jí)處理中采取新工藝都屬于深度處理范疇。

深度處理技術(shù)的應(yīng)用于實(shí)際，始于20世紀(jì)20年代。但是現(xiàn)在多數(shù)國(guó)家都已開(kāi)始使用這一技術(shù)。以色列將深度處理作為本國(guó)重要政策是20世紀(jì)60年代的事。該地屬半干旱地帶，人均年水資源占有量?jī)H為476 m3，以色列解決缺水問(wèn)題的方法除了節(jié)水以外，重要的是就是采用深度處理技術(shù)。而今，在以色列，全部的生活污水和大部分的城市污水都已進(jìn)行了深度處理和利用。而再生水的用途也十分廣泛，近二分之一在農(nóng)業(yè)灌溉中發(fā)揮作用，三分之一將其回灌回地下水，余者在工業(yè)、市政等處使用。以色列還建有127座再生水水庫(kù)，地表再生水水庫(kù)擁有125座，這兩者與另外的水庫(kù)統(tǒng)一調(diào)度使用。在美國(guó)，深度處理技術(shù)與以色列的應(yīng)用時(shí)間大致相同，但是深度處理實(shí)施的廣泛使用和大規(guī)模建設(shè)是在1965年左右。而全面建設(shè)回用設(shè)施則始于1988年左右。20世紀(jì)80年代美國(guó)污水回用量已達(dá)260萬(wàn)m3/d，其中62%用于農(nóng)業(yè)灌溉，31.5%用于工業(yè)，5%用于地下水回灌，其余用于城市市政雜用等。日本的深度處理技術(shù)也較為先進(jìn)，其廣泛使用也較早。日本的深度處理方法，采用了快速過(guò)濾法和絮凝劑沉淀法，這兩種處理方法的利用率是比較高的。而在歐洲各國(guó)進(jìn)行深度處理技術(shù)的推廣與應(yīng)用也均始于上世紀(jì)中期。

在我國(guó)，對(duì)深度處理技術(shù)的重視和廣泛應(yīng)用時(shí)間較晚。但是由于我國(guó)水資源緊缺問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，近10年污水處理技術(shù)發(fā)展迅速。如今我國(guó)城市污水處理率接近30%，二級(jí)處理率達(dá)到10%。根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)，2010年全國(guó)城市污水排水量將達(dá)到600×108m3，全國(guó)城市的污水平均處理率不低于 50%，重點(diǎn)城市污水回用處理率不低于70%，這就給污水深度處理回用創(chuàng)造了基本條件。

2 污水處理廠尾水處理工藝方案詳解

2.1 不同工藝方案的比較

深度處理主要包括混凝沉淀法、膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)、曝氣生物濾池技術(shù)、生物接觸氧化法等四種。

2.1.1 混凝沉淀法

這是較常見(jiàn)的一種辦法。其工藝操作對(duì)象是微小懸浮物，包括有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)。從外觀上，可以是水的色度、濁度改變。一些溶解性雜質(zhì)也可通過(guò)該工藝有效去除。但改方法對(duì)混凝劑的消耗較大，并且對(duì)氮的去除效果不夠理想。

2.1.2 膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)

這一技術(shù)在新世紀(jì)里廣泛得到政府、科研部門(mén)以及商業(yè)公司的關(guān)注，使其漸漸成為深度處理工藝的核心技術(shù)。這一工藝優(yōu)勢(shì)明顯，但是也存在膜污染、投資高、能耗高等問(wèn)題。此外，設(shè)計(jì)規(guī)范和專(zhuān)業(yè)設(shè)備的缺少也比較嚴(yán)重問(wèn)題。

2.1.3 曝氣生物濾池技術(shù)

該項(xiàng)工藝的原理是填充大量填料到濾池內(nèi)，這些填料直徑小，表面粗糙。然后利用培養(yǎng)和馴化而生成的高濃生物膜降解污水中的有機(jī)物，同時(shí)還可以截留懸浮物。但時(shí)間久后，濾池的阻力損失增大，處理能力降低，就必須進(jìn)行硝化和反硝化來(lái)脫氮，才能保證氨氮達(dá)標(biāo)。此項(xiàng)技術(shù)成本較低，占地較少，傳輸率較高，動(dòng)力消耗較低，但是施工難度較大。

2.1.4 生物接觸氧化法

這一技術(shù)通過(guò)填料上所附著的微生物來(lái)除去水中雜質(zhì)和污染物。其主要的去污效果體現(xiàn)在氮磷元素上。該工藝效率較高，成本較低，運(yùn)行簡(jiǎn)便，使用廣泛，并且易于維護(hù)，還可做為三級(jí)處理裝置。但是這一工藝水力較弱，更新較慢，也在一定程度影響其推廣和使用。

2.2 工藝方案的確定

圖1 各種處理方法及相關(guān)的去除對(duì)象及指標(biāo)

不同的工藝各具特色，針對(duì)的對(duì)象也不一樣。我們通常采用混凝沉淀和過(guò)濾微濾等常規(guī)方法和物理方法來(lái)去除懸浮物質(zhì)。去除懸浮物質(zhì)去除污水中的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)物質(zhì)主要采用的是化學(xué)或電化學(xué)的方法；而去除污水中的溶解性有機(jī)物質(zhì)及氮、磷等元素時(shí)，生物處理方法是主要采用的形式。在實(shí)際的應(yīng)用中，需要根據(jù)相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，選擇適宜的技術(shù)和方法。圖1列出了各種處理方法及相關(guān)的去除對(duì)象及指標(biāo)。

2.3 尾水深度處理段工藝流程

根據(jù)尾水水質(zhì)特點(diǎn)，并結(jié)合生物接觸氧化法的特征，尾水處理工藝流程見(jiàn)圖 2。這樣的設(shè)計(jì)對(duì)生物接觸氧化法這種生物膜法處理污水工藝進(jìn)行了改進(jìn)。一方面，預(yù)曝氣后，生活污水中的溶解氧不能完全滿(mǎn)足微生物對(duì)分解有機(jī)物質(zhì)的需求，會(huì)導(dǎo)致對(duì)有機(jī)物質(zhì)的氧化分解的不充分，影響出水水質(zhì)；另一方面，由于第二段生物接觸氧化裝置中不進(jìn)行曝氣，污水流速很慢，有機(jī)物含量較高的生活污水在通過(guò)填料時(shí)容易產(chǎn)生堵塞，影響整個(gè)反應(yīng)裝置的運(yùn)行。

圖2 尾水處理工藝流程

這樣的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)做法有一定區(qū)別，在第一段中可以溶解氧，這在第二段中的氧含量就可以通過(guò)第一段進(jìn)行控制而利于反硝化作用，適合于高濃度污水的處理。改進(jìn)后的二段生物接觸氧化裝置將生物接觸氧化池和沉淀池合為一體，因填料會(huì)將污泥截留，在裝置中就可以將沉淀池的設(shè)計(jì)去掉，這樣的裝置可以節(jié)省整個(gè)工程設(shè)計(jì)的成本投入。

2.4 尾水處理段工藝特點(diǎn)

根據(jù)以上設(shè)計(jì)，尾水處理段的工藝特點(diǎn)主要如下：①效率高，并且不需反沖洗閥門(mén)和備用過(guò)濾器；②運(yùn)行成本地，不需高揚(yáng)程大流量的反沖洗泵，而且可采用間歇洗沙方式，進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)；③維護(hù)費(fèi)用低，流砂過(guò)濾器在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中除沸石濾料外沒(méi)有任何轉(zhuǎn)動(dòng)部件，故障率低，維護(hù)費(fèi)用省；④水頭損失小。

3 污水處理廠尾水處理工藝運(yùn)用展望

隨著污水處理研究的不斷深入，深度處理技術(shù)的研究領(lǐng)域和范圍也不斷擴(kuò)大。不僅僅是生活污水的深度處理，對(duì)市政以及工商業(yè)污水的處理也都將逐步納入研究范圍。其工藝研究也逐步開(kāi)始結(jié)合物理、生物、膜處理和聯(lián)合處理等多種方法。目前的研究重點(diǎn)仍然集中在二級(jí)出水的深度處理中，原因在于其水量大，水質(zhì)較好，可利用價(jià)值極高。針對(duì)不同水源及用水途徑，各種處理工藝和處理技術(shù)可以根據(jù)不同的目的而實(shí)現(xiàn)多種組合，對(duì)現(xiàn)有的成熟技術(shù)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大化應(yīng)用，提高工藝技術(shù)的利用效率。

盡管污水處理的工藝在不斷提高，技術(shù)在不斷發(fā)展，在短時(shí)期內(nèi)，我們可以通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)對(duì)城市污水進(jìn)行處理，是水污染問(wèn)題得以暫時(shí)緩解。但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，水是不可再生資源，水資源的問(wèn)題，至少在短期內(nèi)并非可以?xún)H僅依靠技術(shù)就能解決的。所以我們?nèi)砸獜淖陨沓霭l(fā)，節(jié)約用水，從制度上約束工商業(yè)對(duì)水環(huán)境的污染，才能進(jìn)一步的緩解水資源問(wèn)題。

[1]周軍，王佳偉，應(yīng)啟鋒，等.城市污水再生利用現(xiàn)狀分析[J].中國(guó)給水排水，2013（01）.