污水处理厂工艺论述——以西安市为例

李姝凝

（西安建筑科技大学，陕西西安 710055）

1 分类、成分及其影响

1.1 污水的概念及分类

污水，通常指受一定污染的、来自生活和生产的排出水。污水主要有生活污水、工业废水和初期雨水。

生活污水主要污染物为有机污染物、病原菌，水量的时间和季节性变化特征明显。

工业废水污染物行业特征变化明显，水量与产量相关。在各种水体污染中，工业引起的水体污染最严重。工业废水污染物多、成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理也比较困难。

降水除初期降雨外，污染物浓度低，含泥砂等无机污染物，短时间流量大，需迅速排除。

1.2 水体污染产生的影响

表1 水质要求

图1 工艺流程图

图2 北石桥污水厂工艺流程图

（1）人类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会加剧繁殖，大量消耗溶解在水中的氧气，使有益的水生生物因缺氧被迫迁栖他处，或者死亡。

（2）部分有毒元素或重金属元素，既难溶于水又易在生物体内累积，对人类造成极大的伤害。引起急性和慢性中毒、产生致癌作用或发生以水为媒介的传染病。

（3）水体污染后，常可引起水的感官性状恶化，如某些污染物在一定浓度下，对人的健康虽无直接危害，但可使水发生异臭、异色，呈现泡沫和油膜等，妨碍水体的正常利用。同时会抑制微生物的生长和繁殖，从而影响水中有机物的分解和生物氧化，使水体自净能力下降，影响水体的卫生状况。

2 污水厂实地调研

2.1 西安市第五污水厂

2.1.1 污水厂概述

西安市第五污水处理厂位于灞河西岸，主要接纳和处理西安市东南郊、东郊、东北郊浐河以西太华路、北二环至北三环区域，以及东二环至经九路、南二环至华清路区域范围内的生产废水和生活污水，总服务面积约4568公顷。处理总规模40万m，其中深度处理工程10万m，出水排入灞河，然后进入渭河，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级B类标准；理论上污泥处理外运并填埋，实际上污泥量过多无法外运目前堆放。第五污水厂总共有两期工程，有每天40万m水的处理能力，但是实际上只有每天30万m的水需要处理。

2.1.2 污水厂工艺简述

污水首先进入粗格栅间（25mm），用于拦截污水中较大的漂浮物以及悬浮物；经过粗格栅的污水进入提升泵房集水池，泵房出水井出水进入细格栅间（5mm），用于除去较小的漂浮物；后进入曝气沉砂池，曝气沉砂池中有鼓风机供气，用于除去污水中的砂砾和油脂；接着进入初沉池，分为十个初沉池，用于去除部分悬浮物、有机物，以降低生物处理系统的负荷，（一期工程的初沉池为平流式沉淀池，二期工程的为幅流式沉淀池）；然后进入生物反应池，采用AA/O工艺除去N、P，按进水方向分为厌氧、缺氧、好氧区；接着进入二沉池（8座），周边进水，周边出水，其中有滤布滤池，全封闭式只进不出，当水面上涨至反冲洗装置时，反冲洗装置会吸出垃圾，清洗滤布。至此水和泥已经分开。水进入接触消毒池通过NaClO对水进行初次消毒。

污泥处理：污泥处理工艺采用剩余污泥重力浓缩，设置污泥浓缩池2座，将含水量99%下降至97%达标，对剩余污泥进行重力机械浓缩，污泥厌氧消化过程中产生的沼气用于沼气发动机（拖动鼓风机）、厂区冬季采暖锅炉及热水锅炉（污泥加热）。沼气发动机的余热用于加热中温消化的污泥，沼气热水锅炉也为污泥提供补充热能。

消化池为卵形消化池，上部有沼气收集机，收集沼气向曝气沉砂池通沼气，整体为封闭式卵状结构。采用中温厌氧消化，消化时间20d。消化池通过机械搅拌连续投泥方式进行投配污泥。浓缩污泥和消化池循环污泥一同从消化池顶部进入池内，消化池投泥的同时向外排泥。（未使用）如图1所示。

2.2 北石桥污水处理厂

2.2.1 北石桥污水处理厂概述

图3 工艺流程总图

西安市北石桥污水处理厂位于西安市西南郊北石桥地区，主要接纳和处理西安市东南郊、南郊和西南郊地区工业企业生产废水和居住区生活污水，其比例为3∶7左右，服务面积85平方公里，服务人口120万人，现每日处理水量27万吨。一期设计水量15万m/d，实际处理量14万m/d。如表1所示。

2.2.2 工艺流程（见图2）

（1）粗格栅：一期工程设计规模14万m/d ，安装污水污水泵5台。泵前设有粗格栅一道两台，间隙15mm，配置自动除渣设备。

（2）细格栅：为去除污水中漂浮物质，以保证后处理构筑物正常运行。格栅间与沉砂池合建，共二层，一层为鼓风机间(沉砂池曝气用)，二层安装格栅共6台，自动清渣，格栅间中还设有无轴螺旋输送机1台，用于将格栅浮渣送出池外。

（3）曝气沉砂池通过砂泵将池底沉砂抽送入贮砂槽，并以砂水分离器脱水后装入槽车运出。沉砂池表面浮油由桥上刮油板刮入浮油井，井中浮油由油脂泵送至池外容器。

（4）根据流量分流：流量中五万吨进入多段AAO氧化池，共有4组AAO氧化池逐级递减；流量为10万吨进入ED氧化沟进行氧化。

（5）污泥泵房活性污泥回流，剩余污泥排放同时设有砂水分离器，水回流砂运走。

（6）接触消毒池与加氯间处理水出厂前需加液氯消毒，加氯量为4～10mg/l。

2.3 海绵城市政策、理论和实践

2.3.1 海绵城市背景和政策

城镇化之前：20%-30%形成地表径流，开发后70%形成地表径流。

城市水问题突出。

水多：城市内涝频发，交通受阻，造成生命财产损失。

水脏：水体发绿发黑发臭，超过半数水体不达标，地表地下、重点湖泊水质极差。

水少：我国人均水量2200立方米，仅为世界平均水平的四分之一，是全球13个人均水资源最匮乏国家之一，北方资源性缺水，南方水质性缺水，水资源决定城市规模。

关注点：从城市雨水管理向城市范围内水循环管理转变。

理念：从特定工程技术向普遍性原则改变。

讲究：顺应自然、人与自然和谐相处、保护原有生态、低影响开发、投资效益低。

2.3.2 海绵城市国内外建设理念和技术

原理：顺应自然使之恢复。

三大建设途径：

（1）对于城市原有生态系统坚持保护与控制；

（2）对于已破坏的生态系统进行恢复与修复；

（3）对于城市新改扩建区尽量低影响开发。

海绵城市建设的四大目标：

（1）已破坏水生态恢复平衡；

（2）保障用水安全；

（3）控制、恢复水质使之达标；

（4）避免水资源紧缺的情况出现。

3 总结及意见

通过对比西安市第五污水厂和北石桥污水厂并配合其他污水厂的了解不难得到当前西安地区的污水处理厂使用的大致工艺如图3所示。

污水处理当前已发展成为较为成熟的体系并拥有一定的法律制度基础和行业标准，尚需完善的部分是与发达国家尚有差距的行业标准和监管制度。同时城市排水管网系统的逐步提升也是必要的，例如第五污水厂采取截留式排水系统，在遇到强降雨时为泄洪会直接开闸，导致部分污水流出。