某污水站污水处理方案设计研究

摘要：污水处理是维护生态平衡的重要手段，通过有效的处理方案，可以减少有害物质对水生生物和人类健康的影响。通过水质改性技术以及水质净化方法研究不同污水处理方案的效果，以应对日益严重的水资源污染问题，得出如下结论：随着液碱量的增加，其水样PH值呈增大趋势；而随着PH值的不断增加，水样中的污泥含量会不断增大，湿泥含量增大更为明显；混凝剂和絮凝剂联合使用可减少污水中含油量和悬浮物的含量；选取合适浓度的杀菌缓蚀剂对该污水有显著的缓蚀效果。

关键词：污水处理；净化；混凝剂

0 引言

随着工业化和城市化的快速发展，污水处理问题已成为全球范围内等待解决的环境挑战。污水站作为城市水环境管理的关键环节，其处理效率和成本控制对于保障水资源安全和推动可持续发展具有重要意义。传统的污水处理技术在处理效率、能源消耗和运行成本方面存在局限性，因此设计一种高效、经济且环境友好的污水处理方案对于提升该污水站的处理能力至关重要。

学者楚小龙[1]提出了工业园区的污水处理方案采用雨污分流，推荐使用物理化学预处理和ABR-接触氧化工艺，以低成本、小占地、低运行费用处理5000m3/天的污水，并通过MBR工艺深度处理以达标排放。学者林加向[2]以一个污水处理厂为例研究了城镇污水处理厂的节能减排设计，提出了导流曝气生物过滤法，提高了处理效率，减少了占地和成本。

学者李钊等[3]讨论了城市生活污水处理厂的设计，强调了污水处理对环境保护的重要性，提出了分级设计、使用微生物反应池等策略来提高处理效率和水质，以提升污水处理厂的性能，保护环境。学者汉京超[4]探讨了在污水处理厂扩建中融入海绵城市设施的设计方案，通过评估和实施，实现了高径流控制率和污染控制率的目标；同时其还提出了设施选型、设计计算和运维的策略，为类似工程提供了参考。

学者戴爱泉[5]提出了一个城镇污水处理厂的设计，采用“A2O+高效沉淀池+V型滤池”工艺，旨在减少水体污染，改善水质，其项目设计了适应旱季和雨季的处理能力，详细说明了各处理单元的设计，确保污水达到国家排放标准。学者王雷[6]针对上海浦东新区污水处理厂的污泥处理项目，采用干化焚烧技术，设计处理量为800t/d，远期可达1200t/d，其项目包括污泥接收、预干化、焚烧、余热利用、烟气处理和飞灰处理等环节，旨在实现污泥的减量化、无害化和资源化，同时满足环保排放标准。

基于以上研究，本文提出一种适应性强、操作简便且成本效益高的污水处理方案，以期通过综合评估和创新设计，为该污水站乃至类似设施提供技术支持和实践指导。

1 工程背景

简阳市位于四川盆地中部偏西边缘，成都市东南部，踞沱江中游，龙泉山东麓。北倚金堂县、龙泉驿区、双流区，东邻资阳市的乐至县，南接资阳市，西靠眉山市的仁寿县。市辖范围地跨东经104°12′55″～104°53′44″，北纬30°05′27″～30°38′48″之间。

简阳市气候属于亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛。冬季几乎无降雪，夏季高温多雨。全市年平均气温17℃，年平均降水量874mm，年无霜期约311d。地貌以浅丘为主，其次为低山和河坝冲积平原，丘陵约占总面积的88.13%。

随着简阳市城市规模、城市经济的快速增长，人们对城市基础设施尤其是供排水设施的需求急剧增加，加大城市排水设施及其管网的建设已是迫在眉睫。简阳市城镇污水治理及配套管网设施建设项目-镇街污水处理厂提升改造工程，有利于完善市政排水能力，促进简阳市城市建设的可持续发展。

2 污水站污水处理工艺及处理方法

2.1 污水处理工艺流程

油站分离出水为预处理阶段，目的是初步分离污水中的油分，减少后续处理环节的负荷。预除油罐用于进一步去除污水中的油分，通常是通过重力分离的方式，使得油分浮在水面上，便于后续的收集和处理。混合反应器中，污水与处理剂（如絮凝剂）混合，以促进悬浮颗粒的凝聚和沉降，为后续的沉淀和分离做准备。在混合反应后，污水进入一次除油罐，进一步去除剩余的油分，提高处理效率。

澄清罐用于定期清理除油罐中的沉淀物，以保持设备的清洁和高效运行。储水罐用于储存经过除油处理后的污水，为后续处理步骤提供稳定的水流。过滤器用于去除污水中的悬浮固体和部分溶解性污染物，提高水质。注水站用于将处理后的水注入到特定区域，如农田灌溉或补充水源等。

整个工艺流程旨在通过物理、化学和可能的生物处理方法，逐步去除污水中的油分、悬浮固体、有害化学物质等污染物，最终达到排放标准或回用要求。每个环节都是整个处理系统的重要组成部分，共同确保污水处理的高效和环保。污水处理工艺流程图见图1。

2.2 水质改性技术

水质改性技术是指通过一系列物理（包括沉淀、过滤、气浮、吸附等）、化学（涉及使用化学药剂如絮凝剂、氧化剂等）或生物方法（利用微生物的生物降解能力处理水中的有机污染物）改善水体质量，以满足特定用途或环境标准的过程。这些技术旨在去除或减少水中的污染物，如重金属、有机化合物、氮磷营养盐、悬浮固体等，同时增加或恢复水体的自然净化能力。本研究首先对该污水站污水进行取样并进行水质分析，即采用在污水中加入一定药剂，去改变污水的PH值，以进行水质改性。

2.3 水质净化及稳定技术

水质净化与稳定技术研究是环境科学和工程领域的重要课题，旨在开发和优化方法以去除水中的污染物，同时可确保净化后的水质在一段时间内保持稳定。这些技术对于保障饮用水安全、工业用水质量以及水生态系统的健康至关重要。

3 测试结果分析

3.1 水质改性处理结果

3.1.1 水样PH值随液碱量浓度变化情况

首先对该污水站水样进行采样，并在试样中加入液碱，考察该污水站水样PH值随液碱量浓度变化情况，结果如表1所示。根据表1可知，该污水站初始PH值为6.5，随着液碱量的增加，其水样PH值呈增大趋势，当液碱量超过500mg/L时，该水样的PH值超过7。

3.1.2 pH值对污泥性质和处理效果的影响

在水质改性过程中，考察不同pH值下污泥含量的作用，对于理解污泥处理和水处理过程中的化学和生物反应至关重要。污泥是污水处理过程中产生的含有大量有机物、微生物、无机物和重金属等的固体物质。在水质改性研究中，考虑到pH值对污泥性质和处理效果的影响，可以更有效地设计和优化污泥处理工艺，确保污泥的稳定化和资源化利用，同时减少对环境的潜在风险。

不同PH条件下污泥含量见图2。根据图2可知，在随着PH值的不断增加，水样中的污泥含量会不断增大，与设想情况一致。其中，PH值由7变为8，湿泥量则由6kg/m3变为14kg/m3，含量显著上升，在PH值为7.5～8的区间，增大趋势尤为明显。干泥量虽也呈增大趋势，但增长趋势并不明显。

3.2 水质净化剂选取结果

3.2.1 不同混凝剂用量与净化效果关系

对于不同的水质条件，絮凝剂以及混凝剂的用量以及成分会有差别，因此首先根据所取得水样进行净化剂的筛选，选择出最适合当前水质的净水剂。固定絮凝剂的用量为30mg/L，考察水样中含油量和悬浮物随混凝剂用量的增大的变化情况见图3。

根据图3可知，在固定絮凝剂的用量为30mg/L时，混凝剂用量的增大可以显著降低水样中的含油量。分析认为，混凝剂使原本分散在水中的微小油滴聚集成较大的油滴，随着混凝剂用量的增加，更多的油滴被吸附和结合，形成更大的絮凝体，从而更容易通过沉降或过滤从水中分离出来。但混凝剂的增大对悬浮物含量无较大影响。

3.2.2 不同絮凝剂用量与净化效果关系

固定混凝剂的用量为100mg/L，考察水样中含油量和悬浮物随絮凝剂用量的增大的变化情况。不同絮凝剂用量与净化效果关系如图4所示。

根据图4可知，絮凝剂用量的增大可以显著降低水样中悬浮物的含量，而对含油量无较大影响。分析认为，絮凝剂的主要作用，是通过电荷中和形成絮凝体来聚集和沉淀水中的悬浮颗粒，油滴在水中通常形成稳定的乳化状态，这使得它们不易通过简单的絮凝过程被去除。综合考虑，确定最佳的净化剂浓度如下：混凝剂为100mg/L，絮凝剂为40mg/L。

3.3 杀菌缓蚀剂选取结果

杀菌缓蚀剂是一种在水处理系统中用于抑制微生物生长和减缓金属腐蚀的化学物质。它们在工业水循环系统、冷却水系统、污水处理、船舶和管道运输等领域有着广泛的应用。选取3种不同的杀菌缓蚀剂，经化验确定其对水样的杀菌效果显著。

考察其对该污水站水样缓蚀效果，不同杀菌缓蚀剂用量与缓蚀率关系见图5。根据图5可知，在药剂浓度为40mg3ef0c918f24d5948f5c5cbae314ee1d5/L时，选择3号和4号杀菌缓蚀剂的缓蚀效果更明显，而在30～60mg/L的用量范围内，2号杀菌缓蚀剂的整体缓蚀率更高。

在实际使用时，选择和使用需要根据具体的水质条件、系统材料和操作要求来确定，以实现最佳的防腐蚀和微生物控制效果。同时，还需要考虑这些化学品对环境和人体健康的潜在影响，选择合适的用量。

5 结束语

本文基于对简阳市污水站工程项目进行污水采样，采用水质改性、水质净化以及稳定技术的方法，分析其对污水的处理效果，得出不同处理方法的最佳情况。最终得出以下结论：

该污水站初始PH值为6.5，随着液碱量的增加，其水样PH值呈增大趋势，而随着PH值的不断增加，水样中的污泥含量会不断增大，湿泥含量增大更为明显。

针对该污水水样，混凝剂用量的增大可以显著降低水样中的含油量，絮凝剂用量的增大可以显著降低水样中悬浮物的含量，而对含油量无较大影响。

不同杀菌缓蚀剂以及不同药剂浓度对该水样的处理效果略有差别，实际应用时应综合考虑水质、处理效果以及安全问题来考虑杀菌缓蚀剂用量。

参考文献

[1] 楚小龙.工业园区污水处理设计方案[J].环境与发展，2020，32（7）：254-256.

[2] 林加向.城镇污水处理厂节能减排设计方案研究[J].中国建筑金属结构，2020（12）：152-153.

[3] 李钊，张瑶.城市生活污水处理厂设计方案分析[J].城市建设理论研究（电子版），2022（30）：37-39.

[4] 汉京超.污水处理厂海绵城市设施设计方案研究与探索[J].净水技术，2022，41（11）：154-159.

[5] 戴爱泉.城镇污水处理厂工艺方案设计与优化[J].节能与环保，2023（2）：93-94.

[6] 王雷.浦东新区污水厂污泥处理处置工程设计方案分析[J].净水技术，2023，42（S1）：295-302.