貴州中小城鎮污水處理廠設計有關問題的探討
【摘要】對中小城鎮污水處理廠設計中的有關問題如：污水廠建設規模的確定、處理工藝選擇及污泥處理等關鍵問題進行探討，找到適用于貴州省中小城鎮污水處理廠設計的有效方法，推進貴州省中小城鎮污水處理事業的發展。
【關鍵詞】污水處理廠；處理工藝；消毒；污泥處理
1.前言
為了保護水體環境，國家已把城市給排水列為基本建設領域重點支持的產業，并提出了2005年50萬以上人口的城市污水處理率應達到60%以上；2010年所有設市城市的污水處理率應不低于60％；直轄市、省會城市、計劃單列市以及重點風景旅游城市的污水處理率不低于70%的總體目標。
根據《貴州省“十一·五”城鎮污水處理及再生設施建設規劃》，2010年貴州省城市污水排放總量為227.38萬m3/d，污水處理率達到60％以上。目前，貴州省在建和籌建中的污水處理工程很多，相對省外其他城市而言貴州省城市污水處理工程建設起步較晚，尚無十分成熟的建設、運行與管理經驗。為了使污水處理工程能夠較好的發揮環境效益和經濟效益。因此，本文將針對貴州省中小城鎮污水處理廠設計中的若干問題談一些個人看法。
2.建設規模
設計水量是決定污水處理廠建設規模的重要參數之一,它的確定與污水處理廠的建設投資、將來的運行費用及其運行管理密切相關。
一般來說應認真做好如下工作：（１）實測現狀污水量,按照設計規范的取樣要求,采集區域內各排污口污水排放量的有效數據,并進行實測污水量的分析；（２）調查城市區域劃分、人口、公共建筑、工礦企業、住宅小區等對現狀污水管網系統進行流量核算；（３）調查城市供水量情況,折減核算污水量；（４）根據總體規劃、近遠期人口、工業及第三產業的發展,確定供排水量近遠期指標。綜合上述,污水量應有現狀、近期、遠期組數據,它是確定污水處理廠建設規模的基本依據。
目前,我國城市建設和發展很快,而城市規劃、環境保護相對滯后,隨著經濟的發展,人民生活水平的提高,對環保的要求,對水體污染的治理要求必將提高。因此,在建設分期上,要講究科學性、合理性。從設計水量角度分析,若近期與現狀水量接近,污水處理廠可按近期設計,遠期予留位置,分二期建設。
3.污水處理工藝
隨著環境及法規的壓力,城市污水處理廠普遍采用二級生物處理工藝, 在生物法中,有活性污泥法和生物膜法兩大類,活性污泥法因其處理效率高,在城市污水處理廠得到廣泛應用。
活性污泥法有許多種,使用廣泛的主要有以下三種類型:（１）傳統活性污泥法及其改進型A/O、A2/O、AB工藝。（２）氧化溝工藝。（３）SBR工藝。傳統活性污泥及其改進型A/O、A2/O、AB工藝,處理單元多,操作管理復雜,尤其是污泥厭氧消化工藝,對管理水平要求較高。污泥厭氧消化可回收一部分能量,根據我國污水處理的實踐經驗,污水處理廠設計規模達到20×104m3/d以上,才具有經濟性。
筆者認為：氧化溝和SBR工藝仍然是現階段貴州省山區城市污水處理廠的優選工藝，由于貴州省污水處理廠的設計規模一般在10×104m3/d以下，由于技術力量相對較弱，采用氧化溝和SBR工藝具有明顯優勢：
（１）氧化溝和SBR工藝抗沖擊負荷能力強，能夠適應中小城市水質水量變化大的特點。
（２）氧化溝和SBR工藝通常不設初沉池和污泥消化系統，工藝流程簡單，整個處理單元比常規活性污泥法少50%以上，適合管理水平相對較低的中小城市。
（３）氧化溝和SBR工藝的設備基本上實現了國產化，在質量上能滿足工藝要求，價格比國外設備便宜好幾倍。
氧化溝和SBR工藝有很多共同特點，也有各自的特點和適用性，在工藝方案確定時需要綜合考慮以下因素:
（１）SBR工藝是靜態沉淀，氧化溝工藝是動態沉淀，因而SBR的沉淀效率更高，出水SS更低，對TP的去除更有利。
（２）氧化溝工藝采用機械表面曝氣，水深一般不會超過4.50m，占地面積較大；若征地費較高則對氧化溝工藝不利。
（３）SBR工藝的設備閑置率較高，設備數量多，設備費用較高。
（４）SBR工藝通常采用鼓風曝氣，且水深較深（6.0m），在供氧量相同的情況下，鼓風曝氣比機械表面曝氣省電。
（５）氧化溝工藝是連續運行，自動控制要求低；SBR工藝是周期間歇運行，各個工序轉換頻繁，需要自動控制。
4.污水消毒工藝
由于污水中含有大量細菌、病原菌、寄生蟲及病毒等，因此對二級污水處理廠出水消毒是必要的。國內目前主要采用加氯消毒，由于污水中的一些有機物與氯反應，可生成鹵代烷等致癌物，這些致癌物在環境中非常穩定，會隨水流進入下游城市的給水管網，影響人體健康。另外，加氯后，當污水中余氯量太高時，還會殺滅受納水體中的一些水生生物，破壞水體的生態環境。因此，歐共體很多國家基本上不再對二級出水進行加氯消毒。
隨著對UV消毒機理的深入研究、紫外線技術的不斷發展以及消毒裝置在設計上的日臻完善，UV消毒法有望成為代替傳統氯消毒的主要方法之一，目前在重慶已經應用于工程實踐，并取得了較好的效果。但UV消毒的推廣使用仍然需要解決下述問題：
（１）當污水中有機物含量較高時容易形成污垢膜，而且微生物容易生長形成生物膜，這些都會抑制紫外線的透射，影響消毒效果。因此，必須根據不同的水質采用合理的防結垢措施和清洗裝置，開發研制具有自動清洗功能的UV消毒器。
（２）目前國產低壓紫外燈的最大功率為4W，且有效壽命一般為1000-3000h，而進口低壓燈管的有效運行時間可達8000-12000h。相比之下，使用國產燈管會增加維修費用，使用進口燈管投資較高，因此需要改善國產紫外燈的使用壽命問題。
（３）污水中由于懸浮固體顆粒包裹細菌的影響，很難在投資允許的范圍內達到非常嚴格的消毒標準。
5.污泥處理
污水處理過程中必然產生大量含水率很高的污泥，它具有容積大、不穩定、易腐敗、有惡臭的特點，如不加處理，任意排放則將引起嚴重的二次污染。一般處置為投海，自然干化外運填埋或農田肥料，焚燒，濃縮、消化、脫水、外運填埋或農田肥料。自然干化外運因污染環境已不被使用，焚燒處置污泥較徹底，但價格昂貴，也為人們難以接受目前，又有人提出焚燒垃圾產生二惡喚問題，大多數污水處理廠都采用濃縮、消化、脫水外運的方法。
污泥處理需要耗費大量資金。筆者認為，中小型污水廠近期可先不上中溫消化，污泥經濃縮脫水后直接外運，節省投資，促進污水處理先上。近年來，廣大科技人員對污泥綜合利用，實現污泥資源化的課題進行了大量的試驗研究工作。如利用污泥做建筑材料，或還原大地做農肥，但效果不盡人意，還有待于進一步探討、攻關。
筆者認為污泥的出路還是充做農肥最簡便可行，用作綠化也可，但大量推廣必須解決脫水前添加絮凝劑所帶來的粘度問題。
6.結語
建設城市污水處理廠所需的一次性投資大，污水處理廠常年的運行費用較高，因此科學合理地設計就尤為重要。除必要的工藝優化選擇外，設計人員還應認真分析總結污水處理廠的實際運行情況，充分重視污水處理廠技術人員的意見，并及時反饋到新廠設計及老廠改擴建工程中去。另外，選擇污泥處理工藝的基礎是污泥量和污泥組成，因此在設計中應盡量客觀、合理地確定兩者。總之，城市污水處理廠需要設計人員和運行管理人員密切合作，才能更好地發揮其效益。
參考文獻：
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