城镇污水处理工艺比选及运行效果分析

王 超

（广州市环境保护科学研究院，广州 510620）

为改善生态环境和保障饮水安全，广东省某镇启动污水处理厂工程建设，一期设计规模为25 000 m/d，设计总规模为40 000 m/d，处理对象为该镇及周边农村符合市政接管标准的污水。设计出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 189—2002）的一级A 标准。

1 设计进出水水质

污水处理工程进水水质直接影响工艺流程的选择、生产构筑物和设备容量的确定，通过现状调查和参考当地其他污水处理厂的进水水质特点，本项目合理确定污水进厂水质。出水水质执行广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）的第二时段一级标准较严值和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A 标准。污水处理厂设计进出水水质如表1所示，主要监测项目有五日生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、悬浮物（SS）、总氮（TN）、总磷（TP）和氨氮（NH-N），水温为12～25 ℃。

表1 污水处理厂设计进出水水质

2 污水处理工艺比较与确定

本项目结合生产实践，以技术成熟、经济节约、易于管理和重视环境为原则，选择合适的污水处理工艺。

2.1 污水一级处理工艺比选

污水一级处理又被称为预处理，可采用格栅、除尘池、气浮和过滤等手段，去除污水中的大颗粒悬浮物。经比选，本项目采用粗格栅和细格栅对污水进行预处理，实现对悬浮物的有效去除。

2.2 污水二级处理工艺比选

生物处理是城镇污水处理的主要单元，其工艺形式较多，主流工艺包括厌氧-缺氧-好氧法（AO）、氧化沟、序批式活性污泥法（SBR）。结合工程规模、出水水质（除磷脱氮要求高）、用地情况和污泥产生量等要求，对传统AO 工艺、循环活性污泥法（CASS）以及AO 微曝氧化沟进行比较，如表2所示。

表2 三种处理工艺比较

经分析，AO 微曝氧化沟在本项目中优势明显，其采用深水微孔曝气和水下推流相结合的微曝系统，使污泥与原水充分混合，彻底进行碳化、硝化反应，充分保证整个系统的高效稳定运行。同时，AO 微曝氧化沟设置前置厌氧池，稳定达到除磷脱氮要求。另外，该工艺投资和运行费用较低，AO 微曝氧化沟由表曝改进为微曝，其综合能耗较一般氧化沟降低30%，运行费用可节约20%。因此，本项目最终选择AO 微曝氧化沟。

2.3 深度处理工艺比选

结合处理要求，深度处理可采用混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析和反渗透等工艺组合。污水处理厂深度处理的目的是去除TP、SS，同时进一步去除水中的BOD和COD。本项目将混凝沉淀和过滤作为深度处理工艺。混凝沉淀池选用高密度沉淀池，集混凝反应与沉淀于一体，把混合、絮凝、沉淀重新组合和优化，水力负荷高，污染物去除率高，它可以减少药剂投加量，降低运行成本。参考大量工程实践经验，滤池选用纤维转盘滤池，其工程建设投资、用电负荷和运行成本均较低，技术成熟。

2.4 污水处理工艺流程确定

经分析，本项目最终确定的污水处理工艺流程如图1所示。污水通过进水管导入粗格栅池，潜水泵将污水提升至细格栅池，实现对悬浮物的去除，预处理产生的杂物、砂粒等可以定期运至垃圾填埋场处理。预处理后的污水进入一体式生物处理单元（AO 微曝氧化沟和二沉池构成），生物处理后的二沉池出水进入高密度沉淀池和纤维转盘滤池，然后进入紫外线消毒池，经消毒后排入受纳水体。为了保持AO 微曝氧化沟中污泥浓度不变，本项目使用厢式隔膜压滤机。通过浓缩及投加化学药剂调理后，厢式隔膜压滤机可以将污泥含水率降至小于60%，然后污泥外运处置。滤池出水再通过紫外线消毒杀灭细菌后即可满足排放要求，通过管道外排。处理达标后尾水经巴氏计量槽外排至河道。

图1 污水处理工艺流程

3 运行效果分析

通过几个月的试运行，本项目选择的AO 微曝氧化沟、高密度沉淀池、纤维转盘滤池等处理设施运行都较为稳定，各工艺段对污染物的处理率符合出水指标要求。粗格栅集水井对SS 的去除率为10.0%，细格栅和旋流沉砂池对SS 的去除率为20.0%；AO 微曝氧化沟和二沉池对COD 的去除率为80.0%，对BOD的去除率为87.0%，对NH-N 的去除率为80.0%，对TN 的去除率为60.0%，对TP 的去除率为75.0%，对SS 的去除率为80.0%；高密度沉淀池对COD 的去除率为30.0%，对BOD的去除率为30.0%，对NH-N的去除率为10.0%，对TN 的去除率为10.0%，对TP的去除率为55.0%，对SS 的去除率为50.0%；纤维转盘滤池对COD 的去除率为30.0%，对BOD的去除率为30.0%，对NH-N 的去除率为10.0%，对TN 的去除率为10.0%，对TP 的去除率为15.0%，对SS 的去除率为60.0%。

4 结论

城镇污水集中处理要求高，但排污分散，进水水质和水量波动大。随着我国对污水治理的重视度不断提高，污水处理技术快速发展，目前已经积累多种较为成熟的污水处理工艺。本文结合具体案例，通过工艺比选选择AO 微曝氧化沟作为本工程的污水处理工艺。该工艺运行效果好，可以为类似工程的设计提供参考。污水处理厂要结合不同工艺的优缺点，选择经济适用和运行管理方便的污水处理工艺，确保出水达标排放，提高污水处理的有效性。