城市污水處理工藝對水質提升效果的比較研究

來源：http://m.nbhaoyang.com/ 作者：余氯檢測儀時間：2019-07-31

　　【摘要】本次研究主要分析國內城市污水處理情況以及城市污水處理工藝決策方案。收集以及整理我國相關城市的污水處理廠情況，對其處理的規模、處理的工藝、進出水的水質等資料進行有效的分析。通過不同工藝相似水質污水處理廠的進水水質以及出水水質的分析，對不同處理工藝的處理效果進行分析比較。在分析相同處理規模以及進水水質、出水水質的基礎上進一步探討了不同工藝、相同規模的污水處理廠所展現出來的經濟性以及有效性。

　　【關鍵字】城市污水處理工藝;水質;提升效果究

　　一、前言

　　隨著我國社會的不斷發展，市場經濟發展取得了驕人的成績。但是在其發展過程中，出現了非常嚴重的資源問題，其中水資源成為最具代表性的資源問題。首先，水資源逐漸短缺;其次是大量工業廢水排入水體，同時大量的生活污水排入水體，造成非常嚴重的污染。根據中國環境質量公報分析得到：長江、淮河、松花江、珠江、海河以及遼河七大水系總體污染程度為輕度。五日生化需氧量、高錳酸鹽指數以及氨氮等影響是水體的主要污染指標，也就是說，有機污染物為主。黃河總體污染程度為中度，中度污染的主要污染類型是石油類、氨氮以及五日生化需氧量等，黃河支流總體污染程度為重度。隨著我國水污染形勢的逐漸嚴峻，水污染治理工作被賦予了全新的要求以及標準。其中，城市污水問題迫切得到有效的解決以及再利用。城市污水指的是納入城市污水收集系統的混合污水，主要混合了工業廢水以及生活污水等。城市人口非常密集，其中，工業、人口、能源以及物流是城市密集的主要表現。隨著我國社會的不斷發展，城市排放的生活污水、工業廢水以及其他污染物呈現一個逐漸上漲的趨勢，城市污水處理廠的建設是目前城市水污染控制非常有效的方法。

　　二、城市污水處理廠工藝比較對水質提升效果的比較(以包頭市為例)

　　(一)包頭市目前構建的城市污水處理廠工藝情況

　　選擇城市污水處理廠設計階段處理工藝需要有效的考慮以下幾個方面的因素：

　　首先是城市污水的水質以及排放的標準;

　　其次是城市用地的實際條件;

　　再次是城市當地的運行水平、管理水平、管理經驗以及相關業主的意見;

　　最后是城市污泥處理方案。

　　因為包頭市中五座城市污水處理廠設計階段的進水的水質、排放的標準、建設的年代、投資的標準是不一致的，所以，各個城市污水處理廠工藝選擇也不一致。

　　1、城市污水處理廠二級處理工藝分析

　　1.1城市污水處理廠傳統活性污泥法工藝分析

　　城市污水處理廠傳統活性污泥法工藝一般是東河東、東河西及北郊三座城市用來處理污水的工藝。上述城市的城市污水處理廠均在2005年之前開始投入運營，出水排放標準都是《污水綜合排放標準》的二級標準[1]。傳統活性污泥法的發展歷史最長的一種污水處理工藝，同時也是一種被廣泛使用的污水處理工藝類型。傳統活性污泥法工藝流程中最重要的一個部分是曝氣池。曝氣池污泥濃度一般會控制在每升2g～4g濃度。當廢水濃度非常高的時候就需要使用較高數值。在使用較高數值的時候，曝氣池的鼓風機曝氣量也會一定程度的提升，池內溶解氧維持在每升2mg左右即可。傳統活性污泥法工藝非常合適二級處理，詳細的二級處理工藝流程圖如下圖一所示：

　　泵上清液

　　圖一傳統活性污泥法工藝流程圖

　　縱向混合的推流形式是曝氣池中的水流形式。在曝氣池的前端，廢水會跟活性污泥接觸，其有機物濃度的非常高，這表明供給活性污泥微生物生活下來的食物非常的豐富，因此，微生物呈現一個持續增長的趨勢[2]。不斷推進活性污泥，直至曝氣池末端，城市廢水中有機物就會被大量的消耗，甚至消耗完畢，微生物則發展至內源呼吸的階段，作用于最終剩余污泥的減量。污泥會處在一個饑餓狀態，往曝氣池回流，可以有效的吸附有機物以及氧化有機物。因此該工藝方法具有非常顯著的BOD以及懸浮物去除率，可以達到92.5%左右。

　　1.2水解酸化+兩級上流生物濾池工藝

　　包頭市還有一部分城市使用水解酸化+兩級上流生物濾池工藝進行污水處理，水解酸化+兩級上流生物濾池工藝的總投資額為10150萬元，在2009年開始運營，水解酸化十二級上流生物濾池工藝具有非常顯著的優勢，那就是：耐沖擊、脫氮、出水穩定等。詳細二級處理工藝流程圖圖二所示：

　　反沖洗水出水上清液

　　反沖洗

　　圖二水解酸化+兩級上流生物濾池工藝流程圖

　　2、深度處理工藝分析

　　2.1混凝沉淀+BAF+氯消毒工藝分析

　　混凝沉淀+BAF+氯消毒工藝流程圖如圖三所示，從圖中可以看出，投加PAC以及投加PAN，使用管道混合器將其混合后，使用二級處理工藝將水中含有的懸浮雜質濾除，與此同時還可以有效的濾除蛋白質負電荷的親水膠體絮凝等，最后通過高效沉淀池完成絮體的沉淀，實現固液的影響分離[3]。BAF進入出水之后，就經過生物氧化以及過濾進行有效的截流，之后將廢水中殘留的可溶性有機物去除掉，不僅如此還可以去除無機物。最后添加氯對水進行消毒，可以有效的實現殺菌效果、脫色效果以及除異味效果。

　　圖三混凝沉淀+BAF+氯消毒工藝流程圖

　　2.2過濾+紫外消毒工藝分析

　　過濾+紫外消毒工藝流程圖如圖四所示，由圖中可以看出，因為該污水處理廠二級處理工藝中存在兩級上流生物濾池作用，已經一定程度的去掉了二級處理出水中的較大的懸浮物以及較大的膠體，V型過濾是深度處理的最佳方法[4]。對于水質消毒，我們可以使用紫外消毒，該方法具有非常顯著的效果，并且不存在二次污染的情況。

　　圖四過濾+紫外消毒工藝流程圖

　　(二)包頭市目前城市的污水處理廠工藝比較情況分析　　1、不同污水處理工藝水質處理效果

　　A城市使用傳統活性污泥法工藝;B城市使用水解酸化+兩級上流生物濾池工藝。分析A、B兩城市的水質處理效果得到如下表格所示：

　　表一 A、B兩城市的水質處理效果

　　城市名稱 CODCr BOD5 TN NH4+N TP B/C 工業廢水含量

　　A城市 524.03 155.01 71.98 68.88 4.67 0.31 30%

　　B城市 203.24 58.86 56.82 46.57 3.29 0.28 60%

　　上述A、B兩城市污水處理廠進水是一致的，均為生活污水跟工業廢水混合出來的廢水，兩個城市的B/C值均<0.3(可生化處理判斷值)。兩座城市污水處理廠的TN值、NH4+N值以及TP值均非常的接近。分析兩城市的進水水質以及出水水質，對二級處理工藝具有非常顯著的代表效果。

　　C城市則使用混凝沉淀+BAF+氯消毒工藝，D城市使用過濾+紫外消毒工藝。分析C、D兩城市的水質處理效果得到如下表格所示：

　　表二 C、D兩城市的水質處理效果

　　城市名稱 CODCr BOD5 TN NH4+N TP

　　C城市 25.03 7.95 41.06 33.71 2.60

　　D城市 47.44 7.83 14.48 4.72 0.40

　　2、不同污水處理工藝的碳源去除效果比較

　　B、C城市污水處理廠的CODCr去除率為76.86%左右，BOD5去除率為86.77%左右，所以其碳源去除效果不顯著[5]。A、D城市污水處理廠的CODCr去除率為82.57%左右，BOD5去除率為92.14%左右，明顯高于B、C城市。

　　上述各兩種生物法處理工藝均實現了超過75.00%的碳源去除率，水解酸化+兩段上流生物濾池效果最好。歸其原由得到，二級上流生物濾池工藝，具有非常有效的污泥沉降性，同時可以有效的避免污泥出現膨脹等。但是，如果是COD―SS較高的廢水的處理就需要按照實際條件進行使用，如果沒有按照實際情況使用就會導致濾池短時間達到設計水頭損失，出現堵塞情況，反沖洗頻繁出現等，嚴重甚至會導致濾池中的硝化效果受到影響。

　　三、總結

　　上述研究主要以包頭市A、B、C、D四座城市的污水處理廠處理工藝進行分析研究，比較分析不同工藝相似水質的不同處理效果，分析比較出處理效果最佳、經濟效益最優的處理工藝類型[6]。

　　上述A、B、C、D四座城市的污水處理廠處理工藝一般由兩種二級處理工藝跟兩種深度處理工藝構成。二級處理工藝類型主要有以下兩種：一種是傳統活性污泥工藝，還有一種是水解酸化+二級上流生物濾池工藝;深度處理工藝主要有以下兩種：一種是混沉+BAF+氯消毒工藝、還有一種是過濾+紫外消毒工藝。其中使用混凝沉淀+BAF+氯消毒工藝的城市以及使用水解酸化+兩級上流生物濾池工藝的城市其處理廠為最優[7]。

　　就目前的污水處理廠---以包頭市為例，除了2009年，投產運營的城市污水處理廠外，其他的都存在水質處理滿足不了實際需要的現象。其中，氮指標以及磷指標超標的情況最為明顯。如果把包頭市城市污水處理廠排放標準提升一個等級的話，也就是說從《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的一級B標上升到一級A標，那么目前存在的處理工藝就會受到限制，難以有效的完成自己的責任，所以我們需要進行一步完善工藝指標，嚴格按照實際需要選取最有效、最適合的污水處理工藝。

　　【參考文獻】

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