污水廠深度處理投資控制及運營成本影響因素

吳芬 曹慧

1.華藍設計（集團）有限公司南昌分公司 江西 南昌 330001 2.江西省公路科研設計院有限公司 江西 南昌 330000

經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量和水平的提升，對于水環(huán)境問題的關注度普遍比較高。為了能夠對水環(huán)境污染問題進行有效改善和優(yōu)化，對污水廠的出水水質(zhì)提出更高要求。結合目前環(huán)境容量展開深入分析，國內(nèi)大多數(shù)污水處理廠提出要求，必須要保證出水執(zhí)行累計表IV類的水質(zhì)標準。在經(jīng)過長期的研究以及實踐應用之后，MBR段流程工藝以及二級處理等方式已經(jīng)逐漸成為主流，工藝趨勢越來越成熟，在污水處理廠的深度處理中能夠達到良好的處理效果。

1 案例分析

1.1 污水廠簡介

某地區(qū)的污水處理廠總規(guī)模可以達到10萬m3/d，對于一、二期工程規(guī)模來說，分別是2.5萬m3/d，而三期工程的規(guī)模則為5萬m3/d。結合該工程項目的建設現(xiàn)狀，其主要是對一、二期的工程尾水進行提標改造，在施工過程中，以磁混凝沉淀池+反硝化深床濾池處理工等組合而成，其自身的出水執(zhí)行類地表為IV[1]。除此之外，該污水處理廠的四期工程項目為5萬m3/d，由此可以看出，其主要是以5萬m3/d自污水廠擴建+提標改造等組合而成，這樣不僅有利于實現(xiàn)對現(xiàn)有諸多工藝手段的合理利用，而且還可以保證執(zhí)行類地表IV能夠落實到實處。

1.2 處理目標

結合我國現(xiàn)有環(huán)保局提出的一系列要求，在出水指標方面，要嚴格按照目前現(xiàn)有的標準要求進行有效執(zhí)行，如表1所示。

表1 出水指標

1.3 經(jīng)濟技術對比分析

結合該工程項目在規(guī)劃和建設時的現(xiàn)狀，由于三期和四期在深度處理單元方面，除了會涉及到混凝沉淀之外，其他基本一致。基于此，單純對混凝沉淀部分展開對比分析，如表2所示。

表2 經(jīng)濟對比分析

結合表2中的內(nèi)容可以看出，在同等規(guī)模下的磁混凝沉淀池中，其負荷大概是高效沉淀池的兩倍左右。而在占地面積方面與高效沉淀池相比，其占地面積只有一半，節(jié)省用地相對比較明顯。磁混凝沉淀池在應用過程中，其自身的綜合造價大概為280元/ m3，與高效沉淀池綜合造價的200元/ m3相比，在土建費用方面的差異性并不是很明顯。而在磁混凝設備費用方面，其與高效沉淀池相比，大概為2倍左右。

1.4 成本分析

該工程項目在規(guī)劃和建設過程中，從理論角度著手對其進行分析時，磁混凝沉淀池一般由于添加磁粉等因素條件的影響，噸水的成本與普通的高效沉淀池相比，要高0.005元/噸[2]。但是結合目前實際應用現(xiàn)狀展開深入分析時，由于水質(zhì)本身存在非常明顯的波動形象，同時藥劑在其中的添加并不是很均衡，導致實際成本相互之間的差異性過于明顯。如表3所示。

表3 成本分析

在目前現(xiàn)有的磁混凝沉淀池當中，主要是以混合攪拌機、絮凝攪拌機等各種不同類型設備相互組合而成。結合目前三期工程項目的磁混凝沉淀池來說，其自身總功率大概為75kW，大概為0.025元/噸。而在高效沉淀池方面，其中涉及到的主要設備通常是以混合攪拌機、刮泥機以及剩余污泥泵等相互組合而成。在該形勢背景下，三期的高效沉淀池總功率大概為60kW，大概為0.02元/噸。由于涉及到磁混凝中勢必會增加部分磁分離機，同時磁粉在整個循環(huán)過程中，會導致高效沉淀池的消耗量過大，所以磁混凝沉淀池的電能資源消耗與高效沉淀池相比，要更高一些。

1.5 結論分析

在經(jīng)過實際案例的對比分析和研究之后在，發(fā)現(xiàn)MBR以及混凝沉淀+反硝化深床濾池深度處理工藝在提出和具體應用過程中，都比較適合應用在污水處理廠新建或者是擴建等項目中[3]。將10萬m3/d的新建地埋式污水處理廠作為分析對象展開深入探究時，MBR的工藝單方造價大概為7500元/噸水，其中占地面積可以達到0.4至0.5m2/噸水。與此同時，在選擇和利用二級處理與混凝沉淀、反硝化深床濾池深度處理工藝進行處理時，其自身的單方造價大概為5000元/噸水，在占地方面則大概為0.6至0.8m2噸水。

2 處理工藝經(jīng)濟技術對比分析

對于新建污水處理廠來說，MBR處理工藝在提出和應用時可以直接以膜池為基礎，打破傳統(tǒng)形式下的二沉池，出水經(jīng)過消毒處理之后可以達到標準要求進行有效排放。同時膜本身具有非常良好的過濾效果，特別是在生化系統(tǒng)當中，污泥的整個濃度可以達到8~10g/L，是傳統(tǒng)常規(guī)污水處理工藝當中洗污泥濃度的2~3倍左右。由此可以看出在整個MBR占地方面，與傳統(tǒng)的長流程深度處理工藝相比要更多一些[4]。混凝沉淀與反硝化生成濾池長流程工藝需要結合實際要求適當增加其后續(xù)處理單元，所以其自身的整個占地相對比較大。在針對擴建或者提標改造污水處理廠來說，MBR工藝在其中科學合理的利用，可以直接將二沉池轉變成為膜池，對于新建的超精細格柵或者膜池鼓風系統(tǒng)等都可以實現(xiàn)合理利用。所以整個用地增加面積相對比較少，能夠保證膜池自身在生化系統(tǒng)當中的污泥濃度得到有效提升。在該基礎上污水常可以實現(xiàn)提質(zhì)增量的根本目的，將混凝沉淀與反硝化深床濾池為深度處理的長流程工藝為基礎，由于其在實踐中的應用具有一定差異性，所以必須要保證其處理單元占地相對比較大，這樣才能夠達到事半功倍的效果。如表4所示。

表4 10萬m3/d新建地埋式污水處理廠經(jīng)濟技術比較

根據(jù)表4中的內(nèi)容展開深入分析，MBR工藝在應用過程中，比較適合應用在用地相對比較緊張的新建污水處理廠或者是建設面積達不到標準要求的污水處理廠改擴建當中。除此之外，還可以以MBR工藝為基礎，促使土地整體利用率得到有效提升。但是MBR工藝在應用過程中，必須要對新建超細格柵進行合理利用，更為重要的是要結合實際要求，對新建的膜池以及鼓風機房等進行合理利用。由于膜的孔徑相對比較小，所以必須要對膜進行頻繁的清洗處理，設備相對比較昂貴，所以能耗過大。當污水當中的總磷相對比較高時，生物除磷能力有限，但是通過化學除磷方式的合理利用，可以直接將污水當中95%左右的磷進行徹底的清除。由此可以看出，在整個生化池當中，投入大量的藥劑，在現(xiàn)有工藝基礎設施上，通過對化學輔助除磷的合理利用，才能夠達到標準排放要求。

3 混凝沉淀+反硝化深度處理工藝技術特點

混凝沉淀+反硝化深度處理工藝在應用過程中，其中的反硝化深床濾池大多數(shù)情況下都是以進口設備為主，所以在單方造價方面或者是在性能方面的差異性并不是很明顯。在這種形勢下，長流程深度處理工藝在選擇和具體應用過程中，混凝沉淀池的選擇和利用，對新建、改擴建等污水處理廠的造價、成本影響相對比較明顯。目前比較常見的混凝沉淀池包括高密度沉淀池等，平流沉淀池在其中的占地面積相對比較大，特別是在大型給水廠中可以實現(xiàn)合理利用。但是需要注意的一點就是由于受到水量波動的影響，同時在污水處理廠深度處理過程中，進水方面基本上都是以低濁水為主，所以效果普遍比較差。高密度沉淀池在應用過程中，主要是指載體絮凝快速沉淀技術的應用，其工作原理主要是先向混合池當中投放對應的混凝劑，促使水中的懸浮物以及膠體顆粒脫穩(wěn)，緊接著向絮凝池當中投放高密度的不溶介質(zhì)顆粒以及高分子的助凝劑。基于此，可以通過對介質(zhì)能力的合理利用，以此來實現(xiàn)重力沉降的根本目的，同時載體自身的吸附作用也可以促使其脫穩(wěn)之后的雜質(zhì)顆粒，能夠將載體作為其中的絮核，以高分子鏈為基礎，促使其自身的架橋吸附作用和價值充分發(fā)揮出來。通過不斷的循環(huán)和合理利用，介質(zhì)顆粒與各種不同類型的化學藥劑強化絮體來回接觸，有利于促使其自身的抗沖擊負荷能力得到有效提升。

4 結語

混凝沉淀+反硝化深度處理工藝利用過程中，磁混凝以及高效沉淀池都可以合理應用其中，同等規(guī)模背景下，磁混凝沉淀池的負荷與高效沉淀池相比，可以達到其2倍左右，而在占地方面則為高效沉淀池的一半左右，用地節(jié)約效果相對比較明顯。