中小城市污水處理廠設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

■馮亞鵬，李慶柱

■1.中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司山東分公司，山東 青島 266041;2.北京大井易通科技發(fā)展有限公司，北京 100029

1 前言

工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)人民生活水平進(jìn)一步提高，但同時(shí)也造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，其中水體污染是環(huán)境污染的主要因素之一，世界各國(guó)對(duì)此高度重視，因而治理水污染成為環(huán)境保護(hù)重要的課題之一。為了更好的保護(hù)水環(huán)境，我國(guó)把城市給排水作為基本的建設(shè)項(xiàng)目給予大力支持，并制定了污水治理目標(biāo)，從2000 年的處理率為25%到2010 年我國(guó)的城市污水處理率達(dá)到了40%，在治理水污染方面已初見成效。同時(shí)要求各中小城市都要建設(shè)污水處理廠，在“十五”期間，我國(guó)對(duì)城市污水處理投資達(dá)到1200 億元，其中中小城市的占有較大的比重。為取得更好的投資效益，根據(jù)中小城市的污水排放現(xiàn)狀與城市建設(shè)特點(diǎn)，對(duì)如何改革污水處理設(shè)計(jì)工藝提出建議，以推動(dòng)我國(guó)中小城市的可持續(xù)發(fā)展。

2 中小城市污水處理工藝設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題分析

在中小城市污水處理設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要充分考慮處理廠的數(shù)量、設(shè)計(jì)水量與水質(zhì)以及明確處理標(biāo)準(zhǔn)等各種因素。

2.1 確定數(shù)量

根據(jù)城市規(guī)模應(yīng)布局幾個(gè)污水處理廠，通常大、中、小城市都會(huì)建設(shè)大型集中型的污水處理廠，有利于減少建設(shè)與運(yùn)行費(fèi)用。

(1)廠址的選擇與規(guī)劃;根據(jù)城市的發(fā)展規(guī)劃，污水處理廠通常設(shè)在城市河流的下游地區(qū)，廠址遠(yuǎn)離城區(qū)，這樣導(dǎo)致收集管網(wǎng)長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，配套太難，處理系統(tǒng)得不到合理的利用;(2)發(fā)展趨勢(shì);城市的發(fā)展對(duì)環(huán)境的要求逐漸提高，在別墅區(qū)以及一些普通小區(qū)都會(huì)興建污水處理系統(tǒng)，這樣一來(lái)，推動(dòng)了污水處理廠的發(fā)展趨向小型化、分散化;(3)整體規(guī)劃;由于水資源的污染，對(duì)再生水的利用率越來(lái)越高，集中水污染處理與再生水系統(tǒng)的投資大，操作起來(lái)相當(dāng)困難。因此，在污水處理的過(guò)程中，污水廠的建設(shè)把集中與分散有效的結(jié)合在一起，污水的處理與再利用結(jié)合在一起，對(duì)污水處理廠進(jìn)行布局，還要充分考慮對(duì)現(xiàn)有的管道系統(tǒng)、再生水回用系統(tǒng)、城市發(fā)展與規(guī)劃等各種因素結(jié)合在一起，污水處理廠的布局根據(jù)要城市的需要進(jìn)行合理布局。

2.2 確定好水量和水質(zhì)的參數(shù)及處理的標(biāo)準(zhǔn)

在污水處理設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)污水的水質(zhì)與水量進(jìn)行分析論證，這直接關(guān)系到污水處理廠的投資建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用。

(1)水量設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)污水的水量應(yīng)根據(jù)城市人口、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水平及城市的排水制度、工業(yè)廢水的排放量、污水管道系統(tǒng)的建設(shè)程度、污水處理的規(guī)劃年限等，把這些因素進(jìn)行綜合分析之后，才能對(duì)污水處理廠的規(guī)模進(jìn)行確定。

(2)水質(zhì)設(shè)計(jì);污水的水質(zhì)，這與城市的性質(zhì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平、工業(yè)水的性質(zhì)、其他污染源及排水制度有關(guān)。因此，在對(duì)污水廠污水處理設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要充分考慮污水濃度變化對(duì)實(shí)際運(yùn)行造成的影響，參照同類城市污水處理變化的周期，對(duì)污水處理進(jìn)行合理的分期，為了預(yù)防不可預(yù)測(cè)的因素，污水處理廠的建設(shè)也要進(jìn)行分級(jí)建設(shè)，留出一定的余地，要充分考慮投資的合理性。

(3)污水處理的標(biāo)準(zhǔn);我國(guó)對(duì)污水處理有明確的規(guī)定，污水處理廠的出水水質(zhì)應(yīng)與水體環(huán)境、上下游水的用途及自凈能力等使排出的水符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在確定污水廠出水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要根據(jù)城市的實(shí)際情況進(jìn)行具體分析，要充分考慮其建設(shè)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)以及發(fā)展等各種要素。通常來(lái)說(shuō)對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市，其城市建設(shè)快，對(duì)環(huán)境保護(hù)及水體要求較高，把水體標(biāo)準(zhǔn)作為污水處理后出水標(biāo)準(zhǔn)之依據(jù)來(lái)制定出水標(biāo)準(zhǔn)。

3 中小城市污水處理廠設(shè)計(jì)改進(jìn)措施

從以上的分析可以看出，中小城市污水的水量、處理標(biāo)準(zhǔn)都很好確定，然而在實(shí)踐過(guò)程中卻存在很大的差異，究其原因，是我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中只根據(jù)理論知識(shí)和借鑒同等城市的經(jīng)驗(yàn)，未能與實(shí)踐相結(jié)合，缺乏對(duì)城市建設(shè)規(guī)劃和管理之間的關(guān)聯(lián)性的認(rèn)識(shí)，缺乏對(duì)未來(lái)發(fā)展的認(rèn)識(shí)，要建設(shè)具有系統(tǒng)性、科學(xué)性與合理性的污水處理廠，不但要遵循城市發(fā)展規(guī)劃、水環(huán)境的保護(hù)要求以外，還要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。

3.1 設(shè)計(jì)前的調(diào)查研究

在建設(shè)中小城市污水處理廠之前，要對(duì)該城市進(jìn)行充分的調(diào)查、研究，搜集有用的資料，特別是對(duì)城市未來(lái)的發(fā)展與城市規(guī)劃存在的矛盾。充分了解污水處理廠建設(shè)的配套排水體系及管網(wǎng)分布情況，了解城市功能以及排放水體的污染現(xiàn)狀，才能確保處理廠的規(guī)劃、設(shè)計(jì)具有合理性與適用性，不偏離城市未來(lái)的發(fā)展方向。

3.2 污水處理廠的建設(shè)設(shè)計(jì)要分級(jí)進(jìn)行，要在總體規(guī)劃上留有余地

在中小城市污水處理廠的建設(shè)設(shè)計(jì)中，要具有科學(xué)性、合理性與發(fā)展性。隨著城鄉(xiāng)一體化發(fā)展的加快，我國(guó)城市的發(fā)展與建設(shè)突飛猛進(jìn)，而在這一過(guò)程中，城市的規(guī)劃與環(huán)境的保護(hù)跟不上城市發(fā)展之需要。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人民對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，更加注重環(huán)境的保護(hù)，對(duì)水污染的治理提出更高的要求。因而，污水處理廠在建設(shè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要分級(jí)、分段進(jìn)行，根據(jù)城市發(fā)展的不同階段來(lái)擴(kuò)大處理規(guī)模和提高處理標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要留充分的余地，方便今后的擴(kuò)展。同時(shí)，分期建設(shè)不能過(guò)于簡(jiǎn)單化，不僅要考慮建設(shè)上的分期，還要對(duì)處理分期進(jìn)行考慮。結(jié)合城市發(fā)展的實(shí)際情況，對(duì)不同時(shí)期的排放水量及水質(zhì)進(jìn)行綜合分析，在前期出現(xiàn)的問(wèn)題，在分期建設(shè)的過(guò)程中進(jìn)行改善，使之污水處理系統(tǒng)更具合理性。

3.3 污水處理廠的布局設(shè)計(jì)與方案要具靈活性

根據(jù)污水的排放量與處理要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先可運(yùn)用增加超越管，也就是污水在一定的條件下可以超越部分處理構(gòu)筑物。也就是說(shuō)，當(dāng)污水的進(jìn)水量小，污染程度低的時(shí)候，污水可直接流入曝氣池中，越過(guò)初沉池，也可以經(jīng)過(guò)初沉池之后直接排放，這樣一來(lái)，不僅能達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)，還有效的減少運(yùn)行費(fèi)用。其次，靈活設(shè)計(jì)曝氣池。在曝氣池設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可從推流、除磷、多點(diǎn)進(jìn)水、脫氮以及完全混合等多種模式運(yùn)行，進(jìn)而增強(qiáng)處理系統(tǒng)的靈活性和處理能力。

3.4 沉砂池與沉淀池的設(shè)計(jì)。

(1)沉砂池;沉砂池的主要作用是把較大的無(wú)機(jī)顆粒從廢水中分離出來(lái)，沉砂池一般都設(shè)計(jì)在沉淀池以及泵站之前，能有效的保護(hù)管道與機(jī)件，緩解沉淀池的負(fù)荷，同時(shí)也能使有機(jī)顆粒與無(wú)機(jī)顆粒相分離，方便分別處理。沉砂池的設(shè)計(jì)可根據(jù)水流方向進(jìn)行分類，分為平流式和豎流式兩種。其中平流式的分離效果更好，通常都采用這種模式，然而到了21 世紀(jì)，沉砂池逐步被曝氣沉砂池所取代。曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)主要是在一側(cè)通入穿氣，這樣一來(lái)，污水池的水就會(huì)旋轉(zhuǎn)式的前流，進(jìn)而產(chǎn)生橫向恒速環(huán)流。其優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)對(duì)曝氣量的控制，可對(duì)污水的旋流速度進(jìn)行控制，除砂效果更具穩(wěn)定性。不受流量變化的影響，還能對(duì)污水起到預(yù)曝氣的作用。這種曝氣作用使有機(jī)顆粒處于一種懸浮狀態(tài)，通過(guò)砂粒間的摩擦能除去附著的有機(jī)物，便于提取出純凈的砂粒，同時(shí)還能改變廢水的水質(zhì)，使后續(xù)處理變得更加容易。

(2)沉淀池;沉淀池的主要作用是根據(jù)重力沉降原理除去污水中的固體懸浮顆粒。沉淀池又可分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池及幅流式沉淀池三種。根據(jù)處理的先后順序又可分為初沉池與二沉池。初沉池主要對(duì)污水中的BOD 顆粒型物質(zhì)和水中SS 進(jìn)行去除，能有效減少生物處理單元的負(fù)荷。二沉池主要是進(jìn)行水、泥分離，確保處理水能達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)還能濃縮污，確保向曝氣池提供加流污泥等功能。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，中小城市污水處理廠的設(shè)計(jì)要將理論與實(shí)踐相結(jié)合，根據(jù)城市的經(jīng)濟(jì)條件、建設(shè)條件，確保污水工廠建設(shè)的合理性、科學(xué)性與前瞻性，同時(shí)還要確保工程的實(shí)適性與可操作性。污水處理工藝也要不斷創(chuàng)新，才能實(shí)現(xiàn)城市與環(huán)境保護(hù)的同步發(fā)展。

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［3］張日霞，王社平，張興興，孟令八，楊祖萍，西安第三污水廠Orbal 氧化溝工藝脫氮除磷過(guò)程分析［J］.環(huán)境工程，2012(S1).