市政污水處理工藝與污水深度處理回用技術探討

高保磊

（中節能國禎環保科技股份有限公司，安徽 合肥 230031）

在粗放型的城市發展理念下，城市（鎮）污水收集率較低，污水肆意排放現象普遍，引發了城市水源污染、土壤污染等一系列的環境問題。隨著人民生活質量的逐漸提高，其對居住水環境提出了更高的要求。只有因地制宜地采用先進的污水處理工藝和回用技術才能大幅度消減水污染物的總量，從而不斷改善城市水生態環境。當下，關于污水處理工藝和回用技術的可選種類相對較多，各個城市應該從自身的實際情況著手，選擇恰當的技術和工藝。

1 工程案例概況

泗陽縣城北污水處理廠位于江蘇省宿遷市泗陽縣，該地的經濟發展水平較高，生產生活污水排放總量大，水質組分復雜。根據該地的污水排放情況，在此污水處理廠續建工程實施中，新增日處理污水規模為25 000 m3/d，建成后總處理規模達到75 000 m3/d。根據項目前期調研資料以及存在的問題分析，該污水廠續建工程在水處理工藝選擇方面采用了預處理、生化處理、三級深度處理的方式，其中，預處理段采用細格柵+旋流沉砂池工藝，生化處理段采用厭氧+表曝型卡魯賽爾2000氧化溝+二沉池工藝，深度處理段為高效沉淀池（混凝+沉淀的工藝組合）+纖維轉盤濾池工藝。

2 市政污水處理工藝

2.1 預處理

在此次續建工程實施中，一二期工程的粗格柵和進水泵房等已投入使用，所以只需要在原有預留位置上增設相關設備，而作為預處理工藝的核心工藝，細格柵和沉砂池工藝需經過比選。

2.1.1 細格柵選型

在污水處理中，可以將污水中的大尺寸漂浮物和懸浮物去除，這樣則提高了水泵運行的效率和水平。在該工程的格柵設計方面，包含了鋼絲繩式格柵除污機和回轉式格柵除污機。前一種設計方式在國內外早期的污水處理中極為常見，整體的結構相對簡單且運轉效果十分理想，應用于深水處理方面時，具有突出優勢。回轉式固液分離機是近年來興起的新設備，在當下很多城市內得到了一定的應用，其運行穩定，包含了動力裝置、機架、清洗機構和電控箱，結構緊湊且后續維修方便。在此市政污水處理中，選用回轉式格柵除污機更加合適。

2.1.2 沉砂池設計

市政污水中的泥沙物質含量偏高。在污水處理的過程中，如果沒有及時進行沉砂處理，可能會導致后續構筑物嚴重積砂，在減小構筑物池容的情況下也使得水力停留時間大大縮短，污水處理效果相對較差。因此，沉砂處理在此市政污水處理工程中極為關鍵。應用成熟的沉砂池包括平流沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池，考慮平流沉砂池占地面積較大，曝氣沉砂池因預曝氣會影響后續生化池的除磷及反硝化效果，因此本工程采用旋流沉砂池，其占地面積小，運行穩定且除砂相對理想[1]。

2.2 生化處理工藝

根據對該項目污水組分分析，在生化處理環節，最為關鍵的是去除污水中的BOD5、CODcr、NH3-N、SS、P等污染物。可以滿足這一污水處理工藝的主要有氧化溝、SBR類及變型工藝、生物脫氮除磷工藝（A2/O工藝）曝氣生物濾池法（BAF工藝）結合該市政污水處理要求，對比表曝氣型氧化溝和A2/O工藝，發現A2/O工藝在應用的過程中，雖然池深設計相對較大，但也給后續的運行維護帶來了一定的難度，在污水處理的過程中，底部曝氣頭如果出現了損壞現象，污水處理將停止，需全池防控來檢修。此外，曝氣頭堵塞的現象也相對常見，一旦出現了這一問題，整個污水處理中的曝氣效果將無法達到預期[2]。相比較而言，表曝氣型氧化溝工藝在當下相對成熟，在實際應用中，檢修維護相對簡單，且界于推流式和完全混合式之間流場環境可以迅速稀釋進水，在應對外部進水高負荷沖擊時性能優越，同時由于較長的水力停留時間，氧化出水水質良好且相對穩定。特別經過升級的卡魯賽爾2000氧化溝，通過前置獨立缺氧區強化了脫氮功能，脫氮效果十分理想。此外，在利用表曝型氧化溝工藝進行生化處理的過程中，硝化和反硝化可以在同一池內完成，系統運行中的堿度消耗相對較低，運行能耗相對較低，符合可持續發展的要求。因此，在市政污水處理中的生化處理選用時，特別在冬季污水水溫相對較高地區，表曝型氧化溝法更為合適。

3 市政污水回用技術

城市污水再生利用以城市污水作為再生水源，經再生工藝凈化處理后，達到不同類別用水的要求。根據國家陸續頒布的相關標準可知，城市污水再生利用方向包括城市雜用水、景觀環境用水、地下水回灌用水、工業用水水源、農田灌溉用水、綠地灌溉用水。市政污水處理在普遍提高出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級A標準以后，基本滿足了以上城市污水再生利用要求。針對以上用水標準，市政污水深度處理回用技術主要包括以下兩類。

3.1 針對SS、TP未達到回用水要求的深度處理回用技術

市政污水在通過二級生化工藝處理后，除SS、TP外通常都能穩定達到一級A的指標，所以，近些年污水處理廠的提標深度處理主要工藝多以進一步去除SS、TP為主。該類型廢水深度處理主要工藝為混凝+沉淀+過濾，根據上游二級生化工藝出水水質的優劣程度可能會優化為直接過濾、混凝+過濾工藝，以上工藝組合與給水處理工藝類似。本文案例則采用了高效沉淀池（混凝+沉淀的工藝組合）+纖維轉盤濾池常規深度處理工藝。除了以上工藝，磁混凝沉淀經實踐證明亦能滿足以上要求，工藝原理為在混凝反應區投加聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁鐵等含有高價金屬離子的混凝劑，一方面鋁、鐵鹽藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性磷酸鹽沉淀物，另一方面混凝劑本身金屬離子的吸附電中和、架橋網捕等作用促進絮凝體迅速成型。在絮凝反應區同步投加磁粉與生成的絮體，將其結合在一起，形成比重較大的礬花，從而加速沉降，大大提高了懸浮物的去除效率，沉淀池出水SS可以控制在10 mg/L以下，TP控制在0.5 mg/L以下。

3.2 針對CODcr未達到回用水要求的深度處理回用技術

對于工業廢水比例較高的市政污水，在采用常規的生物降解+混凝沉淀+過濾工藝組合無法滿足出水CODcr去除到50 mg/L以下時，則表明污水中特征有機污染物CODcr屬于難生物降解成分。根據項目實踐表明，臭氧化+曝氣生物濾池（曝氣生物活性炭濾池）工藝可以進一步去除難降解CODcr，通常去除率為40%左右。其工藝原理為利用臭氧強氧化性將難降解有機物降解成易生化的中間產物，改善污水可生化性，然后利用更適用于處理可生化性較低污水的生物濾池進一步生化降解達標，具體項目實施時需要經過小試試驗確認。為保障出水SS穩定控制在10 mg/L以下，曝氣生物濾池后端建議增設過濾工藝。

4 結語

城市污水的處理及回用利用率與城市的可持續發展息息相關。為進一步打造良好的水生態環境，各個城市都應根據其污水排放總量和污水類型、成分，選擇恰當的污水處理工藝和回用技術，提升城市污水處理效果，保障水資源的循環利用。