淺談城鎮(zhèn)生活污水處理廠的處理工藝

陳新萍

（河源市市區(qū)城南污水處理廠，廣東 河源 517000）

以往的生活污水處理一般采用活性污泥法，就目前的情況來看，雖然該方法能夠去除污染物，但城市生活污水普遍存在碳源不足的問題，如果仍舊沿用該方法，就會(huì)使得脫氮效率較低，從而難以實(shí)現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放。若是繼續(xù)進(jìn)行深度處理，會(huì)大大增加污水處理廠的運(yùn)行成本，還會(huì)擴(kuò)大占地面積。為了降低處理成本，同時(shí)構(gòu)建節(jié)能、高效的深度污水處理系統(tǒng)，筆者就生活污水處理工藝進(jìn)行了具體分析。

1 城鎮(zhèn)污水處理的發(fā)展與現(xiàn)狀

我國第一家污水處理廠建于20世紀(jì)20年代，與國外相比，起步較晚。隨著工業(yè)化發(fā)展和人口激增，城鎮(zhèn)水污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，當(dāng)前社會(huì)各界高度重視生活污水的處理問題。

現(xiàn)階段，政府頻頻出臺相關(guān)政策法規(guī)，用于污水治理，近些年，我國污水處理發(fā)展較快并取得了一定成效。據(jù)調(diào)查，至2014年我國城鎮(zhèn)污水處理廠的數(shù)量已經(jīng)超過了6000家，全年污水處理量持續(xù)增加，呈現(xiàn)出連年增長的趨勢。我國環(huán)保法規(guī)及相關(guān)政策日趨完善。“十三五”規(guī)劃綱要明確提出，在全國范圍內(nèi)切實(shí)開展污染防治行動(dòng)計(jì)劃，深入實(shí)施大氣、水、土壤三個(gè)“十條”，力求減少城市重污染，同時(shí)加強(qiáng)流域綜合治理，進(jìn)一步整治水質(zhì)較差的湖泊。

隨著經(jīng)濟(jì)全球化腳步的加快，我國經(jīng)濟(jì)差距逐漸縮小，但城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村的污水處理率是依次遞減的。城市污水處理過于飽和，而小城鎮(zhèn)的污水處理還有很大的發(fā)展空間。

2 城市污水處理工藝的確定原則

2.1 因地制宜

根據(jù)實(shí)際情況，必須遵守因地制宜的原則，選擇相適宜的污水處理工藝。具體來講，污水處理廠要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際環(huán)境和其他條件，如氣候特點(diǎn)、污水去向以及受納水體的實(shí)際功能等方面，若想實(shí)現(xiàn)污水的綜合利用，就需要結(jié)合多種污水處理工藝。

2.2 滿足環(huán)境功能的要求

選擇城市污水處理工藝時(shí)，污水排放標(biāo)準(zhǔn)也是影響因素之一，而污水的污染物排放濃度同樣會(huì)受到外界因素的影響，包括環(huán)境的實(shí)際容量、受納水體的環(huán)境功能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及國家相關(guān)部門和地區(qū)的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定污水處理工藝所達(dá)到的效果和效率，目的是為了保障污水處理效果處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。如果想要綜合利用城鎮(zhèn)排放的污水，污水處理工藝必須達(dá)到一定的用戶用水要求，這就要進(jìn)行全面考慮。除了受納水體以外，污水處理廠和自然環(huán)境的平衡性也是不容忽視的，需要確保污水處理廠的運(yùn)行不會(huì)對周圍居民的生活造成影響。為了避免產(chǎn)生二次污染，污泥需要進(jìn)行深度處理。

2.3 技術(shù)成熟可行

城市污水處理廠屬于市政基礎(chǔ)設(shè)施工程，主要是向人民群眾服務(wù)。通常情況下，污水處理廠的占地面積大，需要高額的投資來維持。因此，選擇污水處理工藝時(shí)，人們需要以過硬的科學(xué)技術(shù)為支撐，確保各項(xiàng)工藝的成熟和可行性。所有污水處理工藝必須驗(yàn)證穩(wěn)定性后方可使用。

2.4 經(jīng)濟(jì)合理

在選擇污水處理工藝時(shí)，人們需要考慮其經(jīng)濟(jì)性，遵循經(jīng)濟(jì)合理原則，確保污水處理廠的正常運(yùn)行。一般情況下，污水處理廠多建在近郊區(qū)，布置較為緊密，再加上征地費(fèi)用低，這些因素都會(huì)影響污水處理工藝的確定。污水處理廠要合理控制投資成本和運(yùn)行成本，在保證運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí)，盡可能降低綜合成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗。

2.5 水質(zhì)因素

現(xiàn)階段，不論是在水體質(zhì)量方面還是設(shè)計(jì)方面，我國城鎮(zhèn)污水處理廠日常處理的生活污水存在較大差異，其主要原因有兩點(diǎn)。一是污水收集管網(wǎng)不配套，污水收集系統(tǒng)不完善，污水分流制并未落到實(shí)處；二是污水處理工藝的設(shè)計(jì)并未充分考慮污水水質(zhì)。

3 生活污水處理工藝

中小規(guī)模的城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)所用到的設(shè)施都是人工修建的，有小部分仍舊采用自然凈化體系。當(dāng)前，不同的污水處理工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，筆者分析了幾種主要的處理工藝，并結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，探究工藝深化的具體措施。

3.1 氧化溝法

氧化溝法主要是通過延時(shí)曝氣來處理污水，曝氣池呈溝渠形，封閉性較好，污水和活性污泥混合液在循環(huán)流動(dòng)的過程中實(shí)現(xiàn)凈化[1]。該方法在污水處理中得到了廣泛應(yīng)用，具有以下特點(diǎn)。

一是氧化溝工藝的實(shí)施流程簡單，不需要設(shè)置沉淀及污泥回流系統(tǒng)以及相關(guān)構(gòu)筑物和設(shè)備，減少了多個(gè)處理環(huán)節(jié)，這樣既可以節(jié)省投資，還能夠提高運(yùn)行管理效率；二是氧化溝的承受量較大，能夠承受大水量的沖擊負(fù)荷，即便是高濃度的廢水，其也能夠起到循環(huán)稀釋的作用；三是能夠有效脫除氮和磷，污水處理效果好，甚至已經(jīng)超過國家二級處理標(biāo)準(zhǔn)，污水處理的穩(wěn)定性與可靠性較高；四是氧化溝工藝的污水處理效果良好，除了污泥量少之外，其性質(zhì)也較為穩(wěn)定。

3.2 厭氧水解-高負(fù)荷生物濾池

厭氧水解-高負(fù)荷生物濾池組合處理工藝指的是，在預(yù)處理過程中摒棄傳統(tǒng)的初沉池，采用厭氧水解濾池，并對其進(jìn)行創(chuàng)新，其工藝構(gòu)造更加符合處理要求。該工藝具有高負(fù)荷、高效率的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用新型塑料模塊填料，其具有高空隙率、高附著面積和高二次布水性能，傳統(tǒng)的濾池出水回流系統(tǒng)被取消，不僅提高了污水處理效率，還有助于降低運(yùn)行成本。厭氧水解池本身就能夠分解污泥，好氧生物濾池中的生物膜也能夠起到良好的輔助作用，這樣大大降低了剩余污泥的產(chǎn)率，也就降低了二次污染的可能性，不需要再消耗更多的污水處置費(fèi)用。厭氧水解-高負(fù)荷生物濾池處理系統(tǒng)結(jié)合了多種設(shè)施的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步簡化了污水處理流程，使得污水處理更加便捷，能夠承受較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷，對于城鎮(zhèn)居污水處理廠來說十分實(shí)用。

3.3 生態(tài)處理工藝

與大中城市相比，小城鎮(zhèn)在污水處理方面更加傾向于生態(tài)處理工藝，城鎮(zhèn)內(nèi)有不少荒地、洼地、廢塘、沼澤地以及農(nóng)田灌排渠道，人們可以充分利用這些優(yōu)勢，因地制宜，從而實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用。在生態(tài)系統(tǒng)的作用下，污水處理與利用同步進(jìn)行，這種處理方法是無害的，城鎮(zhèn)水體也實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)，為可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[2]。調(diào)查結(jié)果顯示，目前城鎮(zhèn)污水治理就利用了多種生態(tài)處理系統(tǒng)，如蚯蚓生態(tài)濾池、生態(tài)塘處理系統(tǒng)和人工濕地處理系統(tǒng)等，城鎮(zhèn)水資源環(huán)境逐漸變好。

3.4 生態(tài)塘處理系統(tǒng)

生態(tài)塘處理系統(tǒng)主要是利用了太陽能源，將水生生物種植在塘中，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行水產(chǎn)培養(yǎng)和水禽養(yǎng)殖，人工生態(tài)系統(tǒng)由此形成。在太陽能的作用下，生態(tài)塘中的多條食物鏈不斷升級，在物質(zhì)轉(zhuǎn)移的過程中實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。此外，塘中的多種有機(jī)污染物也得到了降解與凈化，得到的再生水資源可以循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。生態(tài)塘處理系統(tǒng)具有小投資、低費(fèi)用、便于維護(hù)的特點(diǎn)，其運(yùn)行過程穩(wěn)定，唯一不足之處就是需要一定的場地。該處理系統(tǒng)普遍應(yīng)用于發(fā)達(dá)國家，近些年不少發(fā)展中國家也引入了此法，將城鎮(zhèn)中的天然養(yǎng)魚塘、天然廢塘利用起來，形成生態(tài)塘處理系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了污水的有效處理，還達(dá)到了二次循環(huán)利用的目的。

3.5 人工濕地處理系統(tǒng)

人工濕地處理系統(tǒng)起源于20世紀(jì)70年代，主要是依托自然生態(tài)系統(tǒng)，將物理、化學(xué)和生物三者統(tǒng)一起來，共同作用于污水處理與凈化。人工濕地處理系統(tǒng)多利用了坡度較低的洼地，再進(jìn)行土壤填充，最終形成填料床[3]。由于填料床中有縫隙，廢水可以在其中流動(dòng)。除此之外，填料床床體表面也可以培育植物，如果處理得當(dāng)，那么其不僅具有美觀性，還能夠帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。在污水處理方面，其性能較為良好，在這種獨(dú)特的動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境作用下，污水凈化效果更加突出。

3.6 蚯蚓生態(tài)濾池

蚯蚓生態(tài)濾池是借助人工力量，將其建立在濾床中，在蚯蚓和其他微生物的共同作用下，處理城鎮(zhèn)污水中的各類物質(zhì)。這種方法具有良好的經(jīng)濟(jì)性，能夠有效地處理污水。以蚯蚓為代表的微型動(dòng)物在該系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用，其本身具有多種功能，既能凈化污水，還可以處理污泥。該工藝早期在法國和智利進(jìn)行了驗(yàn)證，后來又在中國上海進(jìn)行了試驗(yàn)，并在實(shí)際環(huán)境中大規(guī)模應(yīng)用，取得了不錯(cuò)的成效。該工藝造價(jià)低廉，不需要消耗過多的電能，能夠去除污水中的BOD5（五日生化需氧量）和SS（懸浮物）等物質(zhì)，氨氮去除率較高，廣泛應(yīng)用于中小城鎮(zhèn)。

3.7 深度節(jié)能脫氮工藝

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，低C/N城市污水處理需要耗費(fèi)過多的能量，其處理效率也不如人意。人們需要結(jié)合實(shí)際情況，綜合運(yùn)用多種處理技術(shù)，如同步硝化反硝化、馴化富集低溶解氧硝化污泥以及短程反硝化厭氧氨氧化聯(lián)用等，力求通過深度處理解決低C/N生活污水處理過程中存在的問題，這種裝置遵循節(jié)能降耗的原則，處理效率也得到提升[4]。具體處理流程是：首先優(yōu)化進(jìn)水方式，并將生活污水分為兩股，兩股水依次進(jìn)入兩個(gè)SBR中，其中第一個(gè)SBR富集馴化低溶解氧全程硝化污泥，充分發(fā)揮有機(jī)碳源的作用，進(jìn)一步強(qiáng)化系統(tǒng)的同步硝化反硝化效果；而在第二個(gè)SBR中，由于第二股生活污水已經(jīng)含有有機(jī)碳源，此時(shí)還原第一個(gè)SBR反應(yīng)器出水中的硝態(tài)氮，得到亞硝態(tài)氮，再由厭氧氨氧化菌進(jìn)行自養(yǎng)脫氮處理，即便其中存留了部分硝態(tài)氮，也可以通過該設(shè)備在下一個(gè)處理周期中去除。這樣不但消除了硝態(tài)氮積累的可能性，而且提高了總氮去除率。

4 結(jié)語

當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，生活污水量排放量逐年增加，污水處理問題也日益嚴(yán)峻。城鎮(zhèn)污水處理廠不僅要具備保護(hù)水環(huán)境的意識，還要貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，針對污水處理過程中的不足，通過加強(qiáng)監(jiān)督和規(guī)范處理的方式，嚴(yán)格開展污水處理工作。