浙江某生活污水厂工程设计文献综述

 2022-10-24 09:10

文献综述（或调研报告）：

工业化以来，城镇化步伐加快的同时带来的是污水排放量的与日俱增。此外，水环境污染问题日益突出。这种资源型缺水与水质污染型缺水相互叠加，导致城市及农村缺水问题日益严峻，城市污水的集中处理成为水污染治理当前重点。20世纪末我国建成的城镇污水处理厂主要限制的排水指标有COD、BOD5和SS，排放标准执行《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)，这几项指标限值尚不如《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002)的二级标准严格。随着污水处理厂出水排放标准普遍由原来的GB 18918-2002的二级标准上升到一级A标准甚至更高，除控制COD、SS、NH3-N等出水指标外，还增加了TN、TP等限制指标[1]。从而，现如今深度处理是污水厂工艺设计的重要环节的[2]。

在一级A的工艺设计过程中，需与污水厂现状结合来确定合理、具体的设计方案。方案必须注重成熟性和可靠性，不能一昧注重技术的创新性，此外还得将风险降到最小[3]。一般需要遵循以下设计原则[4]：

  1. 对污水厂进行分析，在保证出水水质一级A排放标准的同时，考虑经济造价问题，从工艺上进行简化，降低再次投资费用及运行管理费用。
  2. 收集污水厂已有资料进水水质、进水量等，根据此进行设计改造。
  3. 在设计时，应合理安排构筑物摆放，尽量减少不必要的投资。

目前，城镇污水处理厂主要工艺通常是生物强化脱氮除磷和深度处理，最终目标是使污水厂出水中的污染物如氮、磷等指标达到GB 18918-2002一级A排放标准。

  1. 细格栅工艺强化

在预处理环节，大部分污水处理厂使用格栅这一环节，初沉池、沉砂池、调节池会根据处理工艺的不同进行权衡、取舍，有时不会采用，尤其是初沉池、 调节池的使用与设计在社会上存在一些争议性，因此，设计、 选择预处理工艺时应全面、深入地考虑和分析[5]。针对污水处理厂细格栅的实际应用及选型建议如下[6]:

  1. 应分析当地污水中的栅渣成份，根据各类型细格栅的工作原理合理选型，特别是含有大量细小纤维状的栅渣时，选择能更有效去除该类栅渣的转鼓式细格栅。
  2. 每种细格栅都有利有弊， 应充分发挥其优点，对于短处应积极避免，本文特别是内转转鼓式细格栅发挥能更有效去除纤维丝状垃圾的优点，但存在的栅条卡小石子问题，应加强现场巡查,避免发生过载停机现象。
  3. 循环式活性污泥法在工厂的应用

循环式活性污泥法是一种具有脱氮除磷功能的SBR变型工艺，通过进水、曝气、沉淀和滗水过程的不断重复，将污水中部分胶体及溶解性有机物去除，而且回流污泥可防止污泥膨胀，污泥中含有的过量磷可在选择区得到释放，兼氧区也可辅助反硝化，循环式活性污泥池在降解有机物的同时可取得较好的脱氮除磷效果。循环式活性污泥工艺的处理效果好，无需初沉池和二沉池，节省建设用地和运行资金，并具有对负荷波动适应能力强，能有效控制污泥膨胀，运行操作简单等优点，现已广泛应用于我国各城市污水处理厂[7]。

  1. 三级工艺设计
  2. 考虑到实际污水厂仍需运行，在考虑原有生化池脱氮的基础上提高脱氮效率，确保出水氨氮达标，力争TN达标，不足之处依靠深度处理。
  3. 外部投加碳源，可在深度处理中考虑，在原有工艺的活性污泥最后阶段末端投加碳源，将此步骤加入深度处理。
  4. 增加二沉池剩余污泥回流管路，加大会流量，提高污泥浓度及泥龄。
  5. 后期通过化学进一步除磷[8]。
  6. 化学除磷

化学除磷是传统方法,其处理效果稳定可靠 ,受季节温度变化影响不大 ,污泥在处理处置过程中不会重新释放磷而造成二次污染 ,耐冲击负荷的能力也较强。但在我国应用该项技术的主要问题是药剂价格昂贵、运行费用较高、由于消耗一定量药品及产生大量化学污泥 ,污泥处理处置的难度加大[9]。

化学除磷的种类有铝盐、铁盐、钙盐、镁盐，其中钙盐的去除效率最高，可达99.7～99.9%，其次为铝盐可达89%。但实际所生成的金属磷酸盐成分更加复杂，且与PH值相关，当 pH 值低于 8.0、金属盐投加量较小时, 形成金属磷酸盐沉淀 Mer·H2PO4(OH)3r~4(S), 沉淀物对溶解磷有一定的吸收作用，吸收作用引起溶解磷的去除导致了Me投加/Me去除的比值升高。随着金属盐投加量的增加，残余溶解磷浓度到达临界点，出现 MeOOH(S) 沉淀， Me 投加/Me去除比值急剧上升（平衡区）。残余溶解磷浓度的临界值取决于絮体的 pH 值, 在 平衡区, 残留磷浓度与 pH 值的变化无关, 它的变化是金属沉淀物对磷的吸附作用所至。

目前普遍采用生物和化学相结合的城市污水处理工艺, 其最显著的特点是流程中投加化学混凝剂, 其余则与普通活性污泥法类似。将生物法与化学法相结合, 可以充分利用生物除磷费用低、化学除磷出水磷浓度低且比较稳定的优点。对于需要同时除磷脱氮的场合, 可以优先考虑 脱氮, 辅助以化学除磷, 从而使得出水的氮、磷满足所要求的标准[10]。

  1. 生物滤池

生物滤池对污水中有机物和氮磷通过微生物作用进行去除。[11]前置高效澄清池，去除SS 和部分 TP ，减少进入生物滤池的SS的质量浓度，以避免滤池的堵塞和减少反冲洗次数[12]。但高效澄清池絮凝沉淀过程中不可避免的造成碳源的损失，导致后续反硝化生物滤池碳源投加量增加，建议在反硝化生物滤池需补充碳源以确保 TN 的去除[13]。

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