污水處理廠工藝論述
——以西安市為例

李姝凝

（西安建筑科技大學，陜西西安 710055）

1 分類、成分及其影響

1.1 污水的概念及分類

污水，通常指受一定污染的、來自生活和生產的排出水。污水主要有生活污水、工業廢水和初期雨水。

生活污水主要污染物為有機污染物、病原菌，水量的時間和季節性變化特征明顯。

工業廢水污染物行業特征變化明顯，水量與產量相關。在各種水體污染中，工業引起的水體污染最嚴重。工業廢水污染物多、成分復雜，不僅在水中不易凈化，而且處理也比較困難。

降水除初期降雨外，污染物濃度低，含泥砂等無機污染物，短時間流量大，需迅速排除。

1.2 水體污染產生的影響

表1 水質要求

圖1 工藝流程圖

圖2 北石橋污水廠工藝流程圖

（1）人類向水中排放污染物造成有益的水生生物中毒死亡，而一些耐污的水生生物會加劇繁殖，大量消耗溶解在水中的氧氣，使有益的水生生物因缺氧被迫遷棲他處，或者死亡。

（2）部分有毒元素或重金屬元素，既難溶于水又易在生物體內累積，對人類造成極大的傷害。引起急性和慢性中毒、產生致癌作用或發生以水為媒介的傳染病。

（3）水體污染后，常可引起水的感官性狀惡化，如某些污染物在一定濃度下，對人的健康雖無直接危害，但可使水發生異臭、異色，呈現泡沫和油膜等，妨礙水體的正常利用。同時會抑制微生物的生長和繁殖，從而影響水中有機物的分解和生物氧化，使水體自凈能力下降，影響水體的衛生狀況。

2 污水廠實地調研

2.1 西安市第五污水廠

2.1.1 污水廠概述

西安市第五污水處理廠位于灞河西岸，主要接納和處理西安市東南郊、東郊、東北郊浐河以西太華路、北二環至北三環區域，以及東二環至經九路、南二環至華清路區域范圍內的生產廢水和生活污水，總服務面積約4568公頃。處理總規模40萬m，其中深度處理工程10萬m，出水排入灞河，然后進入渭河，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）中的一級B類標準；理論上污泥處理外運并填埋，實際上污泥量過多無法外運目前堆放。第五污水廠總共有兩期工程，有每天40萬m水的處理能力，但是實際上只有每天30萬m的水需要處理。

2.1.2 污水廠工藝簡述

污水首先進入粗格柵間（25mm），用于攔截污水中較大的漂浮物以及懸浮物；經過粗格柵的污水進入提升泵房集水池，泵房出水井出水進入細格柵間（5mm），用于除去較小的漂浮物；后進入曝氣沉砂池，曝氣沉砂池中有鼓風機供氣，用于除去污水中的砂礫和油脂；接著進入初沉池，分為十個初沉池，用于去除部分懸浮物、有機物，以降低生物處理系統的負荷，（一期工程的初沉池為平流式沉淀池，二期工程的為幅流式沉淀池）；然后進入生物反應池，采用AA/O工藝除去N、P，按進水方向分為厭氧、缺氧、好氧區；接著進入二沉池（8座），周邊進水，周邊出水，其中有濾布濾池，全封閉式只進不出，當水面上漲至反沖洗裝置時，反沖洗裝置會吸出垃圾，清洗濾布。至此水和泥已經分開。水進入接觸消毒池通過NaClO對水進行初次消毒。

污泥處理：污泥處理工藝采用剩余污泥重力濃縮，設置污泥濃縮池2座，將含水量99%下降至97%達標，對剩余污泥進行重力機械濃縮，污泥厭氧消化過程中產生的沼氣用于沼氣發動機（拖動鼓風機）、廠區冬季采暖鍋爐及熱水鍋爐（污泥加熱）。沼氣發動機的余熱用于加熱中溫消化的污泥，沼氣熱水鍋爐也為污泥提供補充熱能。

消化池為卵形消化池，上部有沼氣收集機，收集沼氣向曝氣沉砂池通沼氣，整體為封閉式卵狀結構。采用中溫厭氧消化，消化時間20d。消化池通過機械攪拌連續投泥方式進行投配污泥。濃縮污泥和消化池循環污泥一同從消化池頂部進入池內，消化池投泥的同時向外排泥。（未使用）如圖1所示。

2.2 北石橋污水處理廠

2.2.1 北石橋污水處理廠概述

圖3 工藝流程總圖

西安市北石橋污水處理廠位于西安市西南郊北石橋地區，主要接納和處理西安市東南郊、南郊和西南郊地區工業企業生產廢水和居住區生活污水，其比例為3∶7左右，服務面積85平方公里，服務人口120萬人，現每日處理水量27萬噸。一期設計水量15萬m/d，實際處理量14萬m/d。如表1所示。

2.2.2 工藝流程（見圖2）

（1）粗格柵：一期工程設計規模14萬m/d ，安裝污水污水泵5臺。泵前設有粗格柵一道兩臺，間隙15mm，配置自動除渣設備。

（2）細格柵：為去除污水中漂浮物質，以保證后處理構筑物正常運行。格柵間與沉砂池合建，共二層，一層為鼓風機間(沉砂池曝氣用)，二層安裝格柵共6臺，自動清渣，格柵間中還設有無軸螺旋輸送機1臺，用于將格柵浮渣送出池外。

（3）曝氣沉砂池通過砂泵將池底沉砂抽送入貯砂槽，并以砂水分離器脫水后裝入槽車運出。沉砂池表面浮油由橋上刮油板刮入浮油井，井中浮油由油脂泵送至池外容器。

（4）根據流量分流：流量中五萬噸進入多段AAO氧化池，共有4組AAO氧化池逐級遞減；流量為10萬噸進入ED氧化溝進行氧化。

（5）污泥泵房活性污泥回流，剩余污泥排放同時設有砂水分離器，水回流砂運走。

（6）接觸消毒池與加氯間處理水出廠前需加液氯消毒，加氯量為4～10mg/l。

2.3 海綿城市政策、理論和實踐

2.3.1 海綿城市背景和政策

城鎮化之前：20%-30%形成地表徑流，開發后70%形成地表徑流。

城市水問題突出。

水多：城市內澇頻發，交通受阻，造成生命財產損失。

水臟：水體發綠發黑發臭，超過半數水體不達標，地表地下、重點湖泊水質極差。

水少：我國人均水量2200立方米，僅為世界平均水平的四分之一，是全球13個人均水資源最匱乏國家之一，北方資源性缺水，南方水質性缺水，水資源決定城市規模。

關注點：從城市雨水管理向城市范圍內水循環管理轉變。

理念：從特定工程技術向普遍性原則改變。

講究：順應自然、人與自然和諧相處、保護原有生態、低影響開發、投資效益低。

2.3.2 海綿城市國內外建設理念和技術

原理：順應自然使之恢復。

三大建設途徑：

（1）對于城市原有生態系統堅持保護與控制；

（2）對于已破壞的生態系統進行恢復與修復；

（3）對于城市新改擴建區盡量低影響開發。

海綿城市建設的四大目標：

（1）已破壞水生態恢復平衡；

（2）保障用水安全；

（3）控制、恢復水質使之達標；

（4）避免水資源緊缺的情況出現。

3 總結及意見

通過對比西安市第五污水廠和北石橋污水廠并配合其他污水廠的了解不難得到當前西安地區的污水處理廠使用的大致工藝如圖3所示。

污水處理當前已發展成為較為成熟的體系并擁有一定的法律制度基礎和行業標準，尚需完善的部分是與發達國家尚有差距的行業標準和監管制度。同時城市排水管網系統的逐步提升也是必要的，例如第五污水廠采取截留式排水系統，在遇到強降雨時為泄洪會直接開閘，導致部分污水流出。