城鎮污水處理工藝選擇的優化探究

文_宋鵬飛 廣東省建筑設計研究院有限公司

1 城鎮污水處理工藝優化路線

城鎮污水廠處理工藝的選擇需要綜合考慮當地經濟條件、工程地質和管理水平，同時結合當地污水的水質、水量、出水水質要求等因素，在工藝選擇上，優先選用工藝簡單、經濟效益高、運行管理方便和占地面積少的污水處理工藝。城鄉建設相關統計數據顯示，我國城鎮常用的污水處理工藝主要有 AAO及其改良工藝、氧化溝及改良型生物處理工藝、生物膜工藝、SBR及其改良工藝等，這些工藝已經成為我國城鎮城市污水處理普遍采用的常規工藝，也在大量的工程實踐中被證明工藝處理的有效性。

隨著現階段污水處理工藝深度的加大和能耗增加，污水處理工藝選擇不僅關系到能否滿足更高的排放標準要求，還直接影響到污水處理成本。為克服污水處理過程中進水不穩定、能耗大、碳源不足、碳氮比低、TN去除較難、TP生物處理效果差等現實難題，實現高排放標準和有效成本控制目標，在城鎮污水處理工程實踐工藝選擇上，采取“先源頭控制，后強化處理；先功能定位，后單元比選；先優化運行，后工程措施”為總體技術優化原則。同時，實施技術路線上可以從六個方面進行優化:①強化源頭控制，確保進水穩定并符合設計要求，同時強化污水預處理，實現污水可生化性的增強；②結合工程特點，優化工藝參數，實現工藝優化，科學添加外碳源物質，強化生化處理，③結合污水處理廠情況，采用新增深度處理工藝和處理設施，進行深度處理；④結合工程實踐需求，加強對附屬工藝（隔音、除臭、污泥處置）的改造；⑤結合改造方案和工藝技術要求對工藝機械、設備系統進行升級；⑥在試驗研究和工程應用中，進行相關組成要素在實施方式上不同工藝組合模式實現工藝的優化。

2 城鎮污水處理工藝與選擇對比

2.1 活性污泥法

活性污泥法主要是以活性污泥為主體的好氧生物處理方法，主要功能是去除污水中可生化有機物、懸浮固體、部分含氮、含磷的污染物，是目前城鎮污水處理工藝中應用較為廣泛的技術。目前城鎮污水處理常用的活性污泥法衍生工藝主要有MBR工藝、吸附—生物降解工藝、序批式活性污泥工藝及其衍生工藝系統、氧化溝工藝、AAO 脫氮除磷工藝。各工藝特點和選擇對比歸納如表1所示。

表1 活性污泥法衍生工藝特點與選擇對比

2.2 生物膜法

生物膜法是通過借助固著于濾料載體上的微生物實現污水污染物降解的一種污水好氧生物處理技術，主要在一些小型污水廠和工業廢水、污水回用方面應用。目前城鎮污水處理常用的生物膜法主要有曝氣生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法處、移動床生物膜反應器等。各工藝特點和選擇對比歸納如表2所示。

表2 生物膜法衍生工藝特點與選型對比

3 城鎮污水處理工程實例

廣東某污水處理廠處理規模為20×104m3/d，原污水處理工藝為AAO，出水水質達一級B標準。結合需求進行改造，使出水水質滿足一級A標準要求。結合原工藝等因素考慮，最終確定改造工藝為改良AAO(填料)+膜過濾或濾布濾池，具體工藝流程見圖1。

圖1 廣東某污水處理廠改造工藝流程

結合我國城鎮污水處理工藝分析技術措施，本改造工程在工藝技術措施優化上主要有：

①加強廢水源頭排放，結合進水不穩定情況，在前段技術優化上采取設置初沉池等。

②針對污水進水難降解有機物多、B/C比低和出水COD偏高等現狀，在生化段技術優化上，可以采用添加生物填料等措施；在后段工藝技術優化上可采取增設深度處理工藝，如增加濾布濾池與纖維轉盤膜過濾池等。

③針對進水碳氮比偏低情況，在前段工藝技術應用上可采取添加外碳源、取消初沉池等措施；在生化段工藝技術優化上可采用利用內碳源，采用多點進水方式。

④針對出水SS偏高的現狀，在生化段工藝技術應用上可通過在二沉池中投加化學混凝劑等措施；在后段工藝技術優化上可通過設置生物過濾、物理過濾設施。

⑤針對出水TN偏高現狀，在生化段工藝技術優化上可采用強化生物脫氮、增加外碳源等措施；在后段工藝技術優化上可通過設置反硝化濾池、膜過濾、生物濾池等措施。

⑥針對出水TP偏高現狀，在生化段工藝技術優化上可采取強化生物除磷等措施；在后段工藝技術優化上可采用增加化學輔助除磷等措施。

大量污水處理實踐表明，對于污染物的去除，主要優先選用前段和生化段工藝優化，不應把污染物去除任務放在后段處理上，這樣才能確保工藝的經濟和適用性。

4 結語

城鎮污水處理需要因地制宜進行改造，實現水環境質量總體改善。結合高品質再生水利用要求，目前我國有些城市在污水處理工藝上已經取得一定成就，不僅全面推行一級A排放標準要求，還形成了高標準深度除磷脫氮發展需求。但我國城鎮污水處理普遍存在無機懸浮固體含量高、水質水量變化幅度大和碳氮比偏低等問題，加大了污水處理技術難度和工程投資運行成本。因此，城鎮污水處理要實現重大技術突破，需要結合當地城鎮污水處理特點，進行工藝選擇的優化，解決污水處理改造和運行面臨的技術瓶頸。