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1、浅谈城市污水处理厂的设计浅谈城市污水处理厂的设计摘要:文章探讨了城市污水处理厂的设计,污水处理厂的设计包括:建设规模、处理工艺的确定、污水消毒工艺、污涯处理工艺等。污水处理厂的设计是一个复杂的系统工程。要做到科学合理的设计,并加强运行管理。关键词:城市污水处理厂;CASS 工艺;消毒工艺;污泥处理城市污水处理厂建设作为城市环境污染防治的重要措施和手段之一,越来越受到政府和社会各界的高度重视。 、近几年来,我国政府加大了城市污水处理基础设施建设的投资力度,在全国不同地区建设了一批城市污水处理厂。同时,在环境保护不断走向市场化的趋势下,一些由企业投资建设的商业化污水处理厂也逐步投入使用。这些污水处
2、理厂大大加强了城市污水处理能力,对改善和提高城市区域水环境质量发挥了重大作用。城市污水处理工程建设是一项系统工程,其关键在于设计。设计涉及到城区污水的收集、输送,污水处理和排放利用,以及污泥处置等问题;在河网城市,还需考虑上游、下游和水体自净等问题。因此要充分重视污水处理厂的设计。在设计中合理地确定设计的污水水量和污水水质,直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。污水处理厂的建设规模一般按规划面积、人口和工业发展的预测推导出来的,并提出生活污水量、工业废水量和公建、商业污水量各占的比例,其不确定因素较多,因此提出的设计污水量往往偏大。实际上,按规划计算的污水量与可能有污水量、实际可能收集到的污
3、水量和根据需要与可能进行处理的污水量是不同的,设计的污水量在很大程度上取决于污水管网普及率和实际可能收集到的近、远期污水量,并分期建设污水处理厂。城市污水处理厂的处理工艺普遍采用生物处理法,而活性污泥法因其处理效率高得到了广泛应用。而 CASS 工艺集生物反应、沉淀、排水于一体,此工艺流程简便,占地面积较小,抗冲击能力强,投资和运行成本较低。因此相比较于其他处理工艺,其综合效益最好。一、城市污水处理厂的设计(一)建设规模的确定城市污水处理厂建设中存在着一种较普遍的现象,即很多城市热衷于建设大型的污水处理厂,而不考虑自己的实际情况。那么,城市污水处理厂的规模到底是越大越集中合理,还是适度集中有限
4、规模化合理?很有必要搞清楚这个问题。污水处理厂建设规模既不是越集中、处理规模越大越好,也不是越分散、规模越小越好,规模过大,超过一定限度反而会使管理难度增大,运行成本增高。所以应按照最佳效益规模的原则来确定城市污水处理厂建设规模的大小。城市污水工程的组成包括污水的收集、输送、处理与排放四个部分,是一个系统工程。对污水处理系统来说,可以分期建成,直至达到规划建设规模。一座城市污水处理厂的运行时间是很长的。因此,选择处理厂厂址,应着眼长远考虑。在工程实施中,往往为节省近期投资,希望污水厂距居区近些,总管短些、投资可省些,这样做其实是不合理等的。在选择处理厂厂址时,厂区应尽量远离居民区。(二)处理工
5、艺的确定1.污水处理程度划分。现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。(1)一级处理。一级处理主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,生物需氧量一般可去除 30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。(2)二级处理。二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质,去除率可达 90%以上,使有机污染物达到排放标准。(3)三级处理。三级处理进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂率法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗分析法等。工
6、艺。当代城市污水处理厂普遍采用二级生物处理工艺,在生物法中,有生物膜法和活性污泥法两大类,活性污泥法因其处理效率高。在城市污水处理厂得到广泛应用。CASS 工艺是改良循环式活性污泥法。根据处理厂进水水质和出水的要求,一般污水处理工艺必须具有除磷脱氮功能的工艺。由于在主反应区前端设置了生物选择池,有20%40%的活性污泥混合液从主反应池回流至选择池,形成高污泥负荷反应阶段。CASS 工艺的优点:有利于形成适合微生物生长的颗粒活性污泥,便于在主反应池实现同步硝化和反硝化;有利于聚磷菌在污水处理系统中的成长,改善除磷效果;选择池内微生物能通过自身新陈代谢机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,对进水水
7、质、有毒有害物质和 PH 值有较好的缓冲作用;能有效抑制丝状细菌的生长,防止污泥膨胀现象,提高污水处理系统运行的稳定性;该工艺考虑了间断进水和连续进水两种运行模式,即不影响处理系统的运行,也符合污水排放特征;处理系统的每个运行周期池内水位、混合液悬浮固体浓度、溶解氧灵活变化,因此可通过优化运行模式而抵抗系统冲击负荷、保证出水水质和节能降耗。CASS 工艺集生物反应、沉淀、排水于一体,此工艺流程简便。占地面积较小,抗冲击能力强,投资和运行成本较低。因此相比较于其它处理工艺,其综合效益最好。3.污水处理工艺流程。污水处理的整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅或者筛率器,之后进
8、入沉砂池,经过砂水分离的污水进入预曝池,然后进入一沉池,以上为一级处理;一沉池的出水进人生物处理设备,如曝气池,氧化沟等,生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理;三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法。离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。具体如图 1 所示:(三)污水消毒工艺由于污水中含有大量病原菌、细菌、病毒及寄生虫等,因此很有必要对污水处理厂的出水进行消毒。目前国内主要采用加氯消毒。污水中
9、的一部分有机物与氯发生反应,生成卤代烷等致癌物,这些稳定的致癌物会随着水流进入下游城市的给水管网,影响人类健康。但是经处理的污水加氯后,如果污水中余氯量很高时,还会杀死水体中的一些水生生物,破坏水体的生态环境。因此,基于此类弊端,建议不再对污水处理厂的出水进行加氯消毒。随着科技的发展以及人们对生活环境的关注日益增加,UV 消毒法有望成为比较先进消毒的主要方法之一,目前此方法已经成功应用于工程实践中去,并取得了较好的效果。(四)污泥处理污水处理过程中产生大量含水率很高的污泥,它具有不稳定、容积大、有恶臭、易腐败的特点,如不及时处理。任意排放则会引起严重的二次污染。一般处置为深海处理,自然干化外运
10、填埋,焚烧,浓缩、消化、脱水、外运填埋或农田肥料。自然干化外运因污染环境已停止使用;焚烧处置污泥较彻底,但价格昂贵,也为人们难以接受;焚烧垃圾会产生二恶英问题,因此大多数污水处理厂都采用浓缩、消化、脱水外运的方法。但作者认为污泥应该做农肥最简便可行,用作绿化也可。但大量推广必须解决脱水前添加絮凝剂所带来的粘度问题。二、结语城市污水处理厂建设所需的一次性投资大,污水处理厂常年的运行费用较高,因此需要科学合理地设计。污水处理厂的设计是一个复杂的系统工程,除必要的工艺优化选择外,设计人员还要充分考虑施工安装、生产管理等诸多方面。另外,选择污泥处理工艺的基础是污泥量和污泥组成,因此在设计中应尽量客观、合理地确定两者。总之,只要我们对每一个环节认真研究,并深入现场不断总结经验,就可避免失误,使设计更趋完美。
