关于污水处理设计方案的探讨

任晓亮

摘 要：污水规模确定为500m3/d、1000m3/d、2000m3/d和3000m3/d。拟选工艺有百乐克、高负荷生物滤池、SBR、

一体化氧化沟和MBBR。通过五种工艺和四种规模的正交设计，得出相应的设计参数和设计图纸。以期为乡镇污水处理的进一步发展和应用提供技术支持。

关键词：乡镇污水处理;设计参数;设计图纸;占地面积

0 引言

目前宁夏大中城市的生活污水采取了一定的治理措施，但乡镇污水处理的情况不容乐观。由于乡镇基础设施建设资金的短缺，且从业人员的技术水平和管理水平较低[1]。为切实加强宁夏乡镇污水处理工作，为污水处理设计提供依据，改善全区乡镇环境状况，加快解决乡镇突出环境问题，推动区域经济、社会和环境的协调发展，作者提出了关于宁夏乡镇污水处理设计方案的研究课题。

1 处理规模的确定

根据《2016年宁夏城市、县城和村镇建设统计年报》[2]可知，2016年宁夏乡镇用水人口数最少是0.7万人，最多是4.4万人。预测2024年乡镇用水人口数最少是0.8万人，最多是4.5万人。人均用水指标为100L/人·d，污水排放系数和收集系数均采用0.8。预测2024年宁夏乡镇排水量为495.1-2904.8m3/d。综合以上理论计算和宁夏乡镇实际情况，现选定本研究污水规模为500m3/d、1000m3/d、2000m3/d和3000m3/d。

2 进出水水质及处理程度

2.1 进水水质确定

结合宁夏地区农村生活污水水质参考值及宁夏部分已建污水处理厂进水水质确定本方案进水水质（单位：mg/L），COD为300，BOD5为180，SS为200，NH3-N为35，TN为

45，TP为5，pH为6.5-8.5。

2.2 污水处理厂出水水质指标

本方案的污水排放标准根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）及《乡镇污水处理工程建设标准》（建标148-2010）中的相关规定，考虑本地经济技术和社会要求等因素，确定排放水质（单位：mg/L），COD为100，BOD5为30，SS为30，NH3-N为25（30），TP为3。

3 工艺确定

从工程投资角度看，在10*104m3/d规模下，SBR和氧化沟系列的基建费用明显低于传统活性污泥法、A/O工艺和A2/O工艺，规模越小优势越明显。BIOLAK（百乐克）工艺采用土工结构，土建费用大为降低。目前，四川、云南采用SBR或氧化沟系列的乡镇污水处理厂较多，投资较低[3]。曝气生物滤池（BAF）污水处理的单位基建投资略大，主要源于滤池土建费用较高;从污水处理成本看，活性污泥法存在明显规模效应，小型污水处理厂的单位处理费用要比中型污水处理厂高40%。处理厂的单位污水处理成本主要取决于能耗，SBR系列和氧化沟系列工艺流程简洁，设备少，电耗一般较传统活性污泥法、A/O工艺、A2/O工艺少。从污水处理成本而言，SBR系列、氧化沟系列工艺及BAF工艺适于鄉镇污水处理厂;从运行稳定性和操作难度看，SBR和氧化沟系列工艺一般不设初沉池和污泥消化地，整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上，操作管理大大简化。而且，SBR和氧化沟系列工艺的抗冲击负荷能力较强，有利于处理厂的稳定运行。从占地面积看，SBR和氧化沟系列工艺不设初沉池和污泥消化池，占地较传统活性污泥法、A/O、A2/O工艺少。其中，SBR系列工艺集进水、反应、沉淀、排放和闲置于同一构筑物，无二沉池和污泥回流，占地省。氧化沟可分为合建式和分建式两类，分建式虽然要设单独的二沉池，但因其一般采用转碟曝气，沟深较大，减少了占地。BAF工艺滤池高又无二沉池，占地少;宁夏冬季气温低，对氧化塘系列污水处理工艺运行影响特别大，处理效率明显下降，同时，在宁夏已经实施的乡镇污水处理工程中，采用氧化塘工艺的工程运行效果都不佳，尤其是冬季。因此宁夏乡镇污水处理设计方案拟选工艺有百乐克、SBR、高负荷生物滤池、一体化氧化沟和MBBR[4]。

4 工艺设计

污水规模为500m3/d、1000m3/d、2000m3/d和3000m3/d。设计方案拟选工艺有百乐克、高负荷生物滤池、SBR、一体化氧化沟和MBBR。通过五种工艺和四种规模的正交设计[5]，得出相应的设计参数和设计图纸。以500m3/d为例，五种工艺格栅及提升泵站设计均为：流量46m3/h，栅前水深H=0.3m，构筑物尺寸：格栅一道，栅条间隙5-10mm，栅

槽宽为B=0.4m，潜污泵两台，Q=50m3/h，H=12m，一用一备。调节池设计均为流量46m3/h，停留时间4h，净尺寸：长×宽×高=10m×5m×4m。

对于生物反应池，百乐克工艺污水总停留时间23h，曝气池污水停留时间16h，MLSS=3000mg/L，污泥负荷0.087kg

BOD5/kgMLSS·d，总需氧量146kg/d，构筑物尺寸：池顶长×宽=18m×17.2m，池底长×宽=12.8m×9m，池高4.5m，土池加膜结构;SBR工艺反应池运行周期为6h，其中：进水2h，曝气2h，沉淀及滗水2h，MLSS=3000mg/L，总需氧量179kg/d，构筑物尺寸：采用2座SBR反应池，单座尺寸为长×宽×高=7m×4m×4.5m。钢筋混凝土结构;高负荷生物滤池工艺污水停留时间9.9h，BOD面积负荷NA=1592gBOD5/（m2滤池面积·d），滤料厚3.5m，滤料体积198m3，构筑物尺寸：2座滤池，单座尺寸：直径6m，高5m。钢筋混凝土结构;一体化氧化沟工艺污水停留时间12.6h，MLSS=3000mg/L，总需氧量138kg/d，构筑物尺寸：外圈直径15m，高4m;内圈辅流式沉淀池，直径10m，总高4.1m，泥斗高1.7m，表面负荷0.58m3/（m2·h）。钢筋混凝土结构;MBBR工艺污水停留时间13.9h，MLSS=3000mg/L，填料填充率30%，填料体积80m3，构筑物尺寸：外圈直径11m;内圈辐流式沉淀池，直径6m，高6m，表面负荷0.96m3/（m2·h）。钢筋混凝土结构。

百乐克、SBR、一体化氧化沟、MBBR工艺均不单独建设二沉池。高负荷生物滤池工艺二沉池表面负荷0.41m3/（m2·h），采用辐流式沉淀池，直径8m，总高3.9m，泥斗高1.7m。

污泥池均为钢筋混凝土结构，百乐克、SBR、高负荷生物滤池、一体化氧化沟、MBBR工艺污泥池尺寸（长×宽×高）分别是2.5×2×3m、2.5×2.5×3m、2×2×3m、2×

2×3m、2×2×2m。巴氏流量渠做法一致，喉宽均为0.15m。设计图纸如图1。

根据以上设计，得出占地面积，如表1所示。

5 结论

本研究选定污水规模为500m3/d、1000m3/d、2000m3/d和3000m3/d。乡镇污水处理拟选工艺建议采用百乐克、高负荷生物滤池、SBR、一体化氧化沟或MBBR。通过五种工艺和四种规模的正交设计，得出相应的设计参数和设计图纸。为设计人员及政府实施规模化污水处理提供数据参考，以期为宁夏乃至全国乡镇污水处理的进一步发展和应用提供技术支持。

参考文献：

[1]姜立晖.小城镇污水处理面临的问题与破解思路[J].城乡建设，2007（07）：58-59.

[2]黄雅杭.宁夏农村环境保护规划与技术[M].北京：中国环境出版社，2014.

[3]孙世兵.乡镇污水处理厂设计与运行管理指南[M].天津：天津大学出版社，2014.

[4]郑美娟.小城镇生活污水处理实用技术探讨[J].科技风， 2010（04）：167+190.

[5]崔玉川.城市污水厂处理设施设计计算[M].北京：化学工业出版社，2011.