污水处理厂污水深度处理研究

上海城投污水处理有限公司 徐嘉磊

近20年来，我国城市污水管网不断完善，进一步落实了提质增效功效工作，推动着我国城镇污水处理事业的迅速发展，各地区污水处理厂数量、处理效率、处理能力都显著提高。习近平总书记强调：“要牢固树立社会主义生态文明、绿水青山就是金山银山的核心价值理念。”基于这一背景，水污染防治与水生态治理、保护对污水处理厂提出了新的更高要求，传统的污水处理方式已无法满足现代社会发展的需求，污水处理厂必须积极运用污水深度处理技术，来提高尾水水质，提高水资源的回收利用率，从而更好地缓解水资源的供需矛盾。

一、污水深度处理的意义

水资源在人们的日常生产生活中起着至关重要的作用。在人们的传统认知中，自然界的水资源是取之不竭、用之不尽的，但随着社会的不断发展，尤其是近半个世纪以来，全球经济社会的飞速发展，资源消耗显著增加，城市人口骤增，使得地球的自然生态不堪重负，很多地区都遭受着严重的水资源紧缺、水污染之苦。基于这一形势，人们开始重视生态文明的建设，更加充分地认识到节约资源的必要性与紧迫性，改变了对水资源的传统认知，通过有效污水深度处理工作，可以完全消除污水中的有害物质，让水质符合再次使用的标准，实现水资源的循环再利用，提高水资源的利用率，从而创造良好的生态环境，构建和谐、可持续发展的社会。

二、污水深度处理的概念

通过开展污水深度处理，能够对污水中的大多数有害物质进行有效消除，已处理的中水能够符合再利用的要求，该污水处理模式的运用在社会发展中具有重要的意义。污水深度处理方式与以往的水资源处理方式有着较大的差异，在以往的污水处理系统中主要选用三级处理模式，对污水进行三道工序的处理，可极大程度上消除污水中的有害物质，其中在经过污水二级处理以后，使用生物处理技术能对污水中的磷元素进行较好的消除，降低污水的危害性，同时借助活性污泥能有效避免水体发生二次污染问题[1]。生物处理技术是一种生态型的污水处理手段，通过活性污泥中微生物具有的代谢功效，来对污水中的有机物进行有效分解，能更好地消除污水中的磷元素，该污水处理手段能够极大程度上防止水体出现富营养化现象，且适用于封闭的水环境中。值得注意的是：污水深度处理并非彻底摆脱三级处理模式，而是在水资源处理过程中，对水质有着比较高的要求时，就需在三级处理的基础上，合理运用深度处理技术，以此来实现水资源的可持续利用，特别是在水资源非常紧缺的地区，可借助污水深度处理来有效提升水质，让已处理后的中水符合再次使用的标准，以此来较好地缓解区域用水压力；同时，污水深度处理模式产生的费用相对比较低，既能够获得较为理想的污水处理效果，还能够缓解当地的财政压力[2]。

三、污水处理厂污水深度处理的具体工艺

（一）滤布滤池处理工艺

在污水处理过程中，滤布滤池处理工艺主要是由自控系统、积水板、纤维过滤片等构成，其中滤池中采用的滤布需进行全覆盖，污水利用滤布由外侧一端进入，再由底部的进水通道来对过滤液加以过滤与收集处理。待污水处理结束以后，依托于自身重力的作业，水液会直接从滤池中排出。对于污水过滤而言，滤布拥有很强的吸附性，可以直接把污泥吸附到滤布的外侧，通过较长时间的过滤，在吸附的作用下，污泥会慢慢地沉淀在污泥池之中。当过滤布上累积的污泥不断增多时，会逐渐增大过滤布的过滤阻力，且进一步提升滤池的水位。通过利用液位传感器，能够对过滤池内的液体变动状况进行全过程监测，当池内的液体位置未满足清洗设定的相关参数时，可直接开启反抽吸泵进行清洗[3]。在这一过程中，滤池应切实做好过滤处理作业，注意过滤片必须始终处于静止状态，以便污泥能够顺利堆积到过滤池底部。在清洗时，由于行车带动吸泥泵在过滤布表面多次反复地行走处理、抽吸泵的负压影响下，可将滤布表面存在的诸多堆积物进行有效剔除，从而充分清理过滤池底部与上方的固体颗粒，在这一过程中，过滤片内部的水体将从内至外完成抽吸处理，还能够进一步清理过滤布，最终让过滤布得到更加显著的深层清洗效果。在具体处理工作中，技术人员应注重对设备中所有的管道、阀门等进行严格检查，确保设备处于正常的运行状态，同时还需确保冲洗系统稀泥支管安装的稳定性、可靠性与完整性，保证反冲洗行车轨道在运行时无任何障碍物存在，所有螺栓的加固效果能满足相关要求，特别是要注意：当水体上升至最低水位要求之前严禁启动反冲洗泵，且对进水悬浮固体颗粒的直径大小进行有效管控[4]。

基于污水过滤技术的相关工作原理，滤布过滤是一种对污水进行表层处理的技术，可机械式地筛选与滤除经过过滤以后的流体中的所有固体颗粒。在污水处理中运用滤布过滤技术时，可选择具有多样化性质的过滤隔膜材料，其中纤维过滤布的主要优势为：强度高、耐用性强、抗腐蚀性高、安装简便；不足之处为：需经常清理，不然会堆积大量的过滤物，造成过滤布系统被堵塞。聚酯型过滤布的主要优势为：具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，弯折简便，容易吸水；不足之处为：开孔规格大小各异，在实际过滤时往往会发生空隙堵塞，且其在使用时抗拉强度很低，构成非常复杂。不锈钢过滤网材料的主要优势为：具有较强的抗拉强度和良好的均匀性，不易被过滤物质堵塞，然而滤网的成型与焊接存在很大的难度。

（二）活性砂过滤池处理工艺

活性砂过滤池具有混凝功能、澄清功能及过滤功能，在污水处理工作中应用的活性砂过滤池，其主要组成部分包括：（1）罐体；（2）锥形滤沙导向装置；（3）污水处理工作单元；（4）污水进水管道；（5）滤液出水管道；（6）冲洗水出水管道；（7）过滤单元；（8）管道弹性连接空压机设备；（9）相关控制系统。其中过滤器通过应用逆流工作原理，先是让原水由水管直接进入到底部的过滤器之中，然后在沙滤床处得到进一步过滤，让滤液能够在过滤器的顶部迅速聚集，最后由溢流口排出。对于过滤器底部中被污染的过滤料，可借助压缩空气，使之直接进入到过滤器内部系统中加以相应的处理，并在紊流作用下，将流沙中的污染物进行完全分离，同时这一过程会排放产生的大量清洗水和杂质。待完成污水处理后，砂体材料会再次输送至砂床，进行下一次的深度过滤。

活性砂过滤池的应用优势主要为：一是具有很高的运行效率，可实现24小时全天候连续作业，无需反洗系统，无需停机；二是整个系统的投入成本相对较低，无需配置高扬程的大流量反冲洗工作系统，只需配置低流量反冲洗工作系统，就能够完成处理工作，这就节省了一定的经济成本；三是可采用单级过滤材料，无需进行匹配处理，就能够确保水力分布均匀，避免初级过滤液处理不正确等问题的发生；四是流动沙床不会出现过滤砂结块情况，所以无需进行换沙，在整个污水处理过程中，只需使用石英砂过滤材料，不用配备其它转动部件，这大大降低了整个系统运行的故障率，也减少了维护工作的投入成本；五是活性砂过滤池系统仅需一次性投资，无需单独配置澄清池与混凝池、反冲洗泵与电动气动阀门等，这就在很大程度上减少了工程建设施工量与占地面积；六是滤池进水水质的要求并不高，能够对150 mg/L浓度的SS进水水质进行处理，并能够获得较为显著且稳定的污水深度处理成效；七是出水后的水体质量相一致，可以较为及时地清洁滤料，有效确保污水的深层处理效果，且能够始终保证水体拥有稳定、良好的质量[5]；八是在过滤砂材料表面上，微生物能够生长成拓植，该物质能够在去除悬浮性杂质时，较好地转化与排出污水中的硝态氮、BOD等物质，以此来达到对污水水质进行深层次处理的目的。

（三）磁混凝高效沉淀处理工艺

在污水处理工作中，磁混凝高效沉淀系统的主要构成部分为：（1）反应池；（2）污泥回流系统；（3）沉淀池；（4）磁粉回收系统；（5）加药系统等。其中反应池主要是结合具体的工艺需求被划分成一定数量的彼此相连的池体，各池体中均设置了机械立式搅拌器，依次投放适量的混凝剂、磁粉、絮凝剂等，在后端的反应池中生成以磁粉为凝结核的稳定混凝絮体，然后直接传输至沉淀池中加以沉淀。针对沉淀池而言，可结合具体的污水处理要求，将其设计出不同的样式，包括：平流式、竖流式及斜管式等。通常而言，污水处理厂提标改造中主要选择斜管式沉淀池，将斜管安装到机械液压往复刮泥机上方，让混合有磁粉的絮体由上自下传输到沉淀池中，再通过挡墙由底部传输至沉淀区，有效分离泥水，已处理后的污水将进入到集水槽，最后排放出去[6]。同时，池体底部会积聚大量的污泥，其中一部分会通过底部污泥泵回流到反应池之中，以此来确保池内的污泥浓度，而另一部分需要排放的污泥会通过污泥泵传输到磁粉回收系统，由该系统中的高速剪切机与磁分离器来对这些污泥进行处理，借助高速剪切机来脱离出混凝絮体中的磁粉，再借助永磁高强度磁粉回收装置来回收脱离出来的磁粉，该系统可实现超过99%的磁粉回收率，回收磁粉后的污泥会传输至污泥脱水系统与存储系统中进行二次使用，磁粉属于稳定清洁的组分，对环境无任何污染。

磁混凝高效沉淀处理工艺的应用优势主要为：处理流程比较短，总计水力停留时间小于20分钟；无需使用过滤系统，只需一步就能够完成出水，且出水水质较高，出水能够达到SS5mg/L以下，总磷在0.3mg/L以下；具备良好的耐冲击负荷能力，即使是面对高水量或是高污染的状况下，也可以保持可靠的运行。

（四）深床反硝化滤池处理工艺

在污水处理工作中，反硝化滤池过滤系统的主要构成部分为：基础过滤材料、进气管、终端控制系统、过水阀门、反冲气泵等，该系统可对污水中含有的磷、氮、各种悬浮物等进行全面过滤处理。而在污水深度处理中，反硝化滤池过滤系统通过发挥自身的过滤、脱氮作用，来对污水中含有的脱附物、节流物及吸附物等进行有效处理，并借助相应的过滤材料，来对污水中含有的固体悬浮物颗粒加以筛查、节流，以此来获得更佳的污水处理效果。当过滤层表面吸附了污水中的颗粒物质以后，可通过对相应的物力重力、滤速进行科学调整后，能够显著提高污水处理效率与效果。随着过滤层表面吸附的颗粒物数量不断增多，将会逐渐缩小吸附的空隙，让过滤料在深层结构中大量沉积；在这一过程中，通过配备可以重复冲洗的配水系统，通过重复冲洗处理能够让过滤料性能在更短时间内复原，从而显著提高污水处理净化程度[7]。针对脱氮处理而言，可借助深床反硝化过滤池的介质，让其表面生成一定的脱氮微生物，通过无氧处理方式，让污水中的消态氮转变成氮气，并通过在污水中投入碳源，让碳氮工作拥有更多的能量，进一步提高脱氮工作效率。针对反硝化过滤的进水部分，可依次进行脱氮→混凝→过滤臭氧脱色消毒等处理，以此来获得更显著的深度处理效果。

深床反硝化滤池处理工艺的主要优势为：可完全避免滤料的流失，脱氮效率很高，系统运行十分稳定，污水处理流程很简单，处理成本相对较低。不足之处为：过滤池底部的滤砖容易产生冲刷不彻底的情况，从而引发堵塞问题。

四、污水处理厂污水深度处理的相关建议

当前，我国关于污水深度处理工艺的研发，受限于处理技术研发水平，现有的污水深度处理工艺种类并不全面，且投入成本偏高，不仅会影响到再生水水体质量，还会给污水处理厂带来较大的经济负担。基于此，污水处理厂需要注重对污水深度处理工艺的研发，积极与政府部门合作，前者提供技术人员、实践环境与研发资金，后者则提供一定的法律保护与政策扶持，以此来有效促进污水深度处理工艺的迅速提升。同时，为有效提高污水深度处理工艺的处理效果和质量，污水处理厂应强化对相关技术人员的培养，积极向社会招聘高素质的优秀人才，并构建完善的人才培养体系，从而减少由于人为操作不当而造成的污水处理质量不符合标准、设备故障等问题。在生态文明建设背景下，污水处理厂需要结合自身实际状况，借鉴其他污水处理企业的优秀经验，制定出符合自身实际的深度污水处理制度，采用先进的管理模式，将该制度落到实处，以此来确保污水深度处理工艺的处理质量与效率，有效促进水资源的可持续利用[8]。

从表面上看，污水深度处理技术的操作流程比较简单，然而在具体运行与处理过程中涉及很多的流程，操作复杂烦琐，要想确保最终的处理效果和质量，就必须严格控制其中的细节，同时有的污水处理厂为了获得更多的经济效益，会做出减少处理流程、偷工减料等问题，这就严重影响到污水处理效果；针对这一情况，污水处理厂必须高度重视污水处理质量，制定一套科学有效的污水处理监督体系，明确各岗位操作人员的职责，安排专人对污水深度处理流程进行严格审查，以此来有效保证污水深层处理工艺的处理质量[9]。

五、结语

综上所述，面对水资源日益紧缺、水污染越来越严重的现象，我国明确提出了“水生态文明建设”的要求，即要注重对水资源的有效保护、节约利用、科学配置、综合治理，以此来实现水资源的可持续利用，提升水环境质量。基于此，我国各地区需要充分发挥污水处理厂的作用，注重对各种先进污水处理工艺的有效利用，通过借助滤布滤池处理工艺、深床反硝化滤池处理工艺、活性砂过滤池处理工艺等，并健全相应的人才培养机制与管理制度，以此来确保污水深度处理的实效性，进一步推动水生态文明建设。