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污水處理需要較大的投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用,在目前我國(guó)還不富裕的條件下,怎樣用zui少的費(fèi)用達(dá)到治理水污染的目的是各級(jí)政府和廣大專業(yè)人員十分關(guān)心的問(wèn)題。在污水處理廠的建設(shè)中關(guān)鍵的措施是優(yōu)選工藝,這關(guān)系到處理效果能否達(dá)到預(yù)期目標(biāo),關(guān)系到基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用是否zui省,歸根結(jié)底,關(guān)系到污水處理廠建設(shè)的成敗。筆者根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)中、小型城市污水處理廠怎樣優(yōu)選工藝的問(wèn)題進(jìn)行了探討,談了自己的一些看法和體會(huì)。

污水處理設(shè)備在安裝過(guò)程中存在一下問(wèn)題：設(shè)備的混凝土基礎(chǔ)的大小規(guī)格應(yīng)于設(shè)備的平面安裝圖相同，基礎(chǔ)的平均承壓必須達(dá)到產(chǎn)品說(shuō)明書的要求，基礎(chǔ)必須水平，如設(shè)備采用地理式安裝，基礎(chǔ)標(biāo)高必須小于或等于設(shè)備標(biāo)高，并保證下雨時(shí)不積水，為防止設(shè)備上浮，基礎(chǔ)應(yīng)預(yù)埋抗浮環(huán)。

1.設(shè)備應(yīng)根據(jù)安裝圖將各箱體依次安裝，箱體的位置、方向不能錯(cuò)，彼此間距必須準(zhǔn)確，以便鏈接管道，設(shè)備安裝就位后，應(yīng)用繃帶把設(shè)備和基礎(chǔ)上的抗浮環(huán)連接，以防設(shè)備上浮

2.為保證設(shè)備管路暢通，應(yīng)按產(chǎn)品說(shuō)明書要求保證某些設(shè)備或管路的傾斜度。

3.設(shè)備安裝后，應(yīng)在設(shè)備內(nèi)注入清水，檢查各管道有無(wú)滲漏，對(duì)于地理式設(shè)備，在確定管道無(wú)滲漏后，在基礎(chǔ)內(nèi)注入清水30~50cm深后，即在箱體四周覆土，一直到設(shè)備檢查孔，并平整地面，在鏈接水泵，風(fēng)機(jī)等設(shè)備的電源線時(shí)，應(yīng)注意風(fēng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)向。

4.設(shè)備的調(diào)試，醫(yī)院污水處理設(shè)備安裝完畢后可進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，即培養(yǎng)調(diào)料上的生物膜，污水泵按額定的流量把污水抽入設(shè)備內(nèi)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣，每天觀察接觸池內(nèi)填料的情況，如填料上長(zhǎng)出橙黃或呈黑色的膜，表明生物膜已培養(yǎng)好，這一過(guò)程一般需要7~15d。如是工業(yè)污水處理設(shè)備，先用生活污水培養(yǎng)好生物膜后，再逐漸進(jìn)工業(yè)進(jìn)行生物膜訓(xùn)話污水。

5.設(shè)備的運(yùn)行醫(yī)院污水處理設(shè)備一般為全自動(dòng)控制或無(wú)動(dòng)力型，不需要配備專門的管理人員，但在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)注意以下事項(xiàng);開(kāi)機(jī)時(shí)必須先啟動(dòng)曝氣風(fēng)機(jī)，逐漸打開(kāi)曝氣管閥門，然后啟動(dòng)污水泵，關(guān)機(jī)時(shí)必須先關(guān)污水泵，在關(guān)閉曝氣風(fēng)機(jī)，如污水較少或沒(méi)有污水，為保證生物膜的正常生長(zhǎng)，使生物膜不死亡脫落，風(fēng)機(jī)可間歇啟動(dòng)，啟動(dòng)周期為2h,每次運(yùn)行時(shí)間為30min。

6.嚴(yán)禁砂石、泥土和難以降解的廢物進(jìn)入設(shè)備，這些物質(zhì)很難進(jìn)行生物降解，且會(huì)造成管路堵塞，防止有害有毒化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入設(shè)備，這些物質(zhì)將會(huì)影響生活過(guò)程進(jìn)行，嚴(yán)重的將導(dǎo)致設(shè)備生化反應(yīng)將會(huì)破壞。

設(shè)備占地規(guī)模劃分

根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況,大體上可分為大型、中型和小型污水處理廠。

規(guī)模>10×104m3/d的是大型污水廠,一般建在大城市,基建投資以億元計(jì),年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用以千萬(wàn)元計(jì),目前全國(guó)已建成十多座,zui大的是北京高碑店污水處理廠,規(guī)模達(dá)100×104m3/d。

中型污水處理廠的規(guī)模為(1～10)×104m3/d,一般建于中、小城市和大城市的郊縣,基建投資幾千萬(wàn)至上億元,年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用幾百萬(wàn)到上千萬(wàn)元,目前全國(guó)已建成幾十座,正建的有上百座,今后一段時(shí)間還將大量增加。

規(guī)模<1×104m3/d的是小型污水處理廠,一般建于小城鎮(zhèn),基建投資幾百萬(wàn)到上千萬(wàn),年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用幾十萬(wàn)到上百萬(wàn);由于經(jīng)濟(jì)條件的限制,目前這類污水廠剛剛在沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的小城鎮(zhèn)出現(xiàn),今后會(huì)越來(lái)越多,zui終小型污水廠的數(shù)量將超過(guò)大中型污水廠。

設(shè)備主要工藝

城市污水的主要污染物是有機(jī)物,因此目前國(guó)內(nèi)外大多采用生物法。也有采用化學(xué)法的,比如四川遂寧市的污水就采用化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理,但這種工藝的去除率不高,出水達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),只適用于某些特定的對(duì)出水水質(zhì)要求不高的地方。

在生物法中,有活性污泥法和生物濾池兩大類,生物濾池的處理效率不高,衛(wèi)生條件較差,我國(guó)只有少數(shù)幾座生物濾池城市污水處理廠,而活性污泥法占絕大多數(shù)。

活性污泥法有很多種型式,使用zui廣泛的主要有三類:①傳統(tǒng)活性污泥法和它的改進(jìn)型A/O、A2/O工藝,②氧化溝,③SBR工藝。

傳統(tǒng)活性污泥法是應(yīng)用zui早的工藝,它去除有機(jī)物的效率很高,在處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥采用厭氧消化方式進(jìn)行穩(wěn)定處理,對(duì)消除污水和污泥的污染很有效,而且能耗和運(yùn)行費(fèi)用都比較低,因而得到廣泛應(yīng)用。近20年來(lái),水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害越來(lái)越嚴(yán)重,去除氮、磷列入了污水處理的目標(biāo),于是出現(xiàn)了活性污泥法的改進(jìn)型A/O法和A2/O法。A/O法有兩種,一種是用于除磷的厭氧—好氧工藝,一種是用于脫氮的缺氧—好氧工藝;A2/O法則是既脫氮又除磷的工藝。

氧化溝是活性污泥法的一種變型,在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)活性污泥法,是一種首尾相接的循環(huán)流,通常采用延時(shí)曝氣,在污水凈化的同時(shí)污泥得到穩(wěn)定。它不設(shè)初沉池和污泥消化池,處理設(shè)施大大簡(jiǎn)化。氧化溝具有傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn),去除有機(jī)物的效率很高,也具有脫氮的功能。如果在溝前增設(shè)厭氧池,還可同時(shí)除磷。氧化溝這種、簡(jiǎn)單的特點(diǎn),使它在中小型城市污水處理廠中得到廣泛應(yīng)用。

SBR是序批式活性污泥法,它的基本特征是在一個(gè)反應(yīng)池中完成污水的生化反應(yīng)、沉淀、排水、排泥,不僅省去了初沉池和污泥消化池,還省去了二沉池和回流污泥泵房,處理設(shè)施比氧化溝還要簡(jiǎn)單,而且處理效果好,有的SBR工藝還具有很強(qiáng)的脫氮除磷功能。SBR工藝對(duì)自控要求高,過(guò)去自控設(shè)備不過(guò)關(guān),這種工藝無(wú)法推廣,近年來(lái)自控技術(shù)和儀表應(yīng)用于污水處理已經(jīng)過(guò)關(guān),我國(guó)昆明第三、第四污水廠采用SBR工藝已成功運(yùn)行數(shù)年,因而SBR工藝得到大力推廣,成為業(yè)內(nèi)人士十分關(guān)注的一種工藝。

大型城市設(shè)備優(yōu)選工藝

大型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝是傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)型A/O法、A2/O法。目前世界上絕大多數(shù)國(guó)家(包括我國(guó))的大型污水廠大多采用傳統(tǒng)活性污泥法、A/O和A2/O法,我國(guó)的北京高碑店污水廠、天津紀(jì)莊子污水廠和東郊污水廠、沈陽(yáng)市北部污水廠、鄭州市污水廠、杭州市四堡污水廠、成都市三瓦窯污水廠等都采用這種工藝,這不是偶然的,因?yàn)檫@種工藝對(duì)大型污水廠具有難以替代的優(yōu)點(diǎn):

① 傳統(tǒng)活性污泥法、A/O和A2/O法與氧化溝和SBR工藝相比zui大優(yōu)勢(shì)是能耗較低、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低,規(guī)模越大這種優(yōu)勢(shì)越明顯。對(duì)于大型污水廠來(lái)說(shuō),年運(yùn)營(yíng)費(fèi)很可觀,比如規(guī)模為40×104m3/d的污水廠,1m3污水節(jié)省處理費(fèi)1分錢,一年就節(jié)省146萬(wàn)元。

這種工藝的能耗和運(yùn)營(yíng)費(fèi)低的原因是:a.設(shè)置初沉池,利用物理法以zui小的能耗和費(fèi)用去除污水中相當(dāng)一部分有機(jī)物和懸浮物,降低二級(jí)處理的負(fù)荷,顯著節(jié)省能耗;b.污泥采用厭氧消化,它比氧化溝和SBR工藝的同步好氧消化顯著節(jié)省能耗,是一種*的節(jié)能工藝。

這種工藝的基建投資一般情況下比氧化溝和SBR工藝高,但隨著規(guī)模的增大,氧化溝和SBR的基建費(fèi)也成倍增加,而常規(guī)活性污泥法的投資則以較小的比例增加,兩者的差距越來(lái)越小。當(dāng)污水廠達(dá)到一定規(guī)模后,常規(guī)活性污泥法的投資比氧化溝與SBR還省,所以,污水廠規(guī)模越大,常規(guī)活性污泥法的優(yōu)勢(shì)就越大。② 常規(guī)活性污泥法、A/O和A2/O法的主要缺點(diǎn)是處理單元多,操作管理復(fù)雜,特別是污泥厭氧消化要求高水平的管理,消化過(guò)程產(chǎn)生的沼氣是可燃易爆氣體,更要求安全操作,這些都增加了管理的難度。但由于大型污水廠背靠大城市,技術(shù)力量強(qiáng),管理水平較高,能滿足這種要求,因而常規(guī)活性污泥法的缺點(diǎn)不會(huì)成為限制使用的因素。

根據(jù)我國(guó)目前的情況,城市污水處理處于起步階段,法規(guī)和制度都不夠健全,對(duì)污泥的穩(wěn)定化要求沒(méi)有明確的規(guī)定,同時(shí)由于排水管網(wǎng)系統(tǒng)不夠完善,大多數(shù)城市污水的有機(jī)成分不高,加之污泥厭氧消化的管理和沼氣的利用還缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn),這些因素都降低了包含污泥厭氧消化工序的常規(guī)活性污泥法、A/O和A2/O法的經(jīng)濟(jì)性。因此,對(duì)于規(guī)模為(10～20)×104m3/d的城市污水處理廠,有時(shí)可能采用SBR和氧化溝工藝更為經(jīng)濟(jì),在這種情況下,有必要對(duì)各種工藝進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,以確定工藝。

中、小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝

中、小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝是氧化溝和SBR,它們的共同特點(diǎn)是:

① 去除有機(jī)物效率很高,有的還能脫氮、除磷或既脫氮又除磷,而且處理設(shè)施十分簡(jiǎn)單,管理非常方便,是目前上*的、簡(jiǎn)化的污水處理工藝,也是世界各國(guó)中小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝。

② 在10×104m3/d規(guī)模以下,氧化溝和SBR法的基建費(fèi)用明顯低于常規(guī)活性污泥法、A/O和A2/O法;對(duì)于規(guī)模為(5～10)×104m3/d的污水廠,氧化溝與SBR法的基建費(fèi)用通常要低10%～15%。規(guī)模越小,兩者差距越大,這對(duì)缺少資金建污水廠的中小城市很有吸引力。即使在10×104m3/d規(guī)模以下,氧化溝和SBR法的電耗和年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用仍高于常規(guī)活性污泥法,但如果與基建費(fèi)用一起來(lái)比較,基建費(fèi)加上20年的運(yùn)營(yíng)費(fèi)總計(jì)還是比常規(guī)活性污泥法低些。規(guī)模越小,低得越多,規(guī)模越大,差距越小,當(dāng)規(guī)模為10×104m3/d時(shí),兩類工藝的總費(fèi)用大致相當(dāng)。因此,對(duì)于中小型污水廠采用氧化溝與SBR法在經(jīng)濟(jì)上是有利的。

③ 氧化溝與SBR工藝通常都不設(shè)初沉池和污泥消化池,整個(gè)處理單元比常規(guī)活性污泥法少50%以上,操作管理大大簡(jiǎn)化,這對(duì)于技術(shù)力量相對(duì)較弱、管理水平相對(duì)較低的中小型污水處理廠很合適。

斜板沉淀池

1.斜板垂直凈距一般采用80-120mm，斜管直徑一般采用50-80mm;

2.斜板(管)長(zhǎng)度為1-1.2m;

3.傾角一般為60°;

4.斜板(管)底部緩沖區(qū)高度一般為0.5-1m;

5.斜板(管)上部水深一般為0.7-1m;

6.池內(nèi)停留時(shí)間：初次沉淀≤30min;二次沉淀≤60min。

要求原水濁度長(zhǎng)期低于1000度;

斜管沉淀區(qū)液面負(fù)荷可采用9.0~11.0m3/(h•m2);

管徑為25~35mm，管長(zhǎng)為1m;

水平傾角采用60°;

斜管上部清水區(qū)保護(hù)高度不宜小于1.5m。

同向流斜板沉淀池設(shè)計(jì)要點(diǎn)

同向流斜板沉淀池適用于渾濁度長(zhǎng)期低于200度的原水;

斜板沉淀區(qū)游人面負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)原水情況及相似條件水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)資料確定，一般可采用30~40m3/(h•m2);

斜板間距為35mm;斜板長(zhǎng)度為2.0~2.5m，排泥區(qū)斜板長(zhǎng)度不小于0.5m;

沉淀區(qū)斜板傾角為40°，排泥區(qū)斜板傾角為60°。