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贵州中小城镇污水处理厂设计有关问题的探讨

2010年第1期(总第134期)
唐忠德(桂林理工大学,广西 桂林 541004)
 
  【摘 要】 对中小城镇污水处理厂设计中的有关问题如:污水厂建设规模的确定、处理工艺选择及污泥处理等关键问题进行探讨,找到适用于贵州省中小城镇污水处理厂设计的有效方法,推进贵州省中小城镇污水处理事业的发展。
  【关键词】 污水处理厂;处理工艺;消毒;污泥处理
 
1 前言
  为了保护水体环境,国家已把城市给排水列为基本建设领域重点支持的产业,并提出了2005年50万以上人口的城市污水处理率应达到60%以上;2010年所有设市城市的污水处理率应不低于60%;直辖市、省会城市、计划单列市以及重点风景旅游城市的污水处理率不低于70%的总体目标。
  根据《贵州省“十一·五”城镇污水处理及再生设施建设规划》,2010年贵州省城市污水排放总量为227.38万m3/d,污水处理率达到60%以上。目前,贵州省在建和筹建中的污水处理工程很多,相对省外其他城市而言贵州省城市污水处理工程建设起步较晚,尚无十分成熟的建设、运行与管理经验。为了使污水处理工程能够较好的发挥环境效益和经济效益。因此,本文将针对贵州省中小城镇污水处理厂设计中的若干问题谈一些个人看法。
 
2 建设规模
  设计水量是决定污水处理厂建设规模的重要参数之一,它的确定与污水处理厂的建设投资、将来的运行费用及其运行管理密切相关。
  一般来说应认真做好如下工作:(1)实测现状污水量,按照设计规范的取样要求,采集区域内各排污口污水排放量的有效数据,并进行实测污水量的分析;(2)调查城市区域划分、人口、公共建筑、工矿企业、住宅小区等对现状污水管网系统进行流量核算;(3)调查城市供水量情况,折减核算污水量;(4)根据总体规划、近远期人口、工业及第三产业的发展,确定供排水量近远期指标。综合上述,污水量应有现状、近期、远期组数据,它是确定污水处理厂建设规模的基本依据。
  目前,我国城市建设和发展很快,而城市规划、环境保护相对滞后,随着经济的发展,人民生活水平的提高,对环保的要求,对水体污染的治理要求必将提高。因此,在建设分期上,要讲究科学性、合理性。从设计水量角度分析,若近期与现状水量接近,污水处理厂可按近期设计,远期予留位置,分二期建设。
 
3 污水处理工艺
  随着环境及法规的压力,城市污水处理厂普遍采用二级生物处理工艺, 在生物法中,有活性污泥法和生物膜法两大类,活性污泥法因其处理效率高,在城市污水处理厂得到广泛应用。
  活性污泥法有许多种,使用广泛的主要有以下三种类型:(1)传统活性污泥法及其改进型A/0、A2/0、AB工艺。(2)氧化沟工艺。(3)SBR工艺。传统活性污泥及其改进型A/0、A2/0、AB工艺,处理单元多,操作管理复杂,尤其是污泥厌氧消化工艺,对管理水平要求较高。污泥厌氧消化可回收一部分能量,根据我国污水处理的实践经验,污水处理厂设计规模达到20×104m3/d以上,才具有经济性。
  笔者认为:氧化沟和SBR工艺仍然是现阶段贵州省山区城市污水处理厂的优选工艺,由于贵州省污水处理厂的设计规模一般在10×104m3/d以下,由于技术力量相对较弱,采用氧化沟和SBR工艺具有明显优势:
  (1)氧化沟和SBR工艺抗冲击负荷能力强,能够适应中小城市水质水量变化大的特点。
  (2)氧化沟和SBR工艺通常不设初沉池和污泥消化系统,工艺流程简单,整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上,适合管理水平相对较低的中小城市。
  (3)氧化沟和SBR工艺的设备基本上实现了国产化,在质量上能满足工艺要求,价格比国外设备便宜好几倍。
  氧化沟和SBR工艺有很多共同特点,也有各自的特点和适用性,在工艺方案确定时需要综合考虑以下因素:
  (1)SBR工艺是静态沉淀,氧化沟工艺是动态沉淀,因而SBR的沉淀效率更高,出水SS更低,对TP的去除更有利。
  (2)氧化沟工艺采用机械表面曝气,水深一般不会超过4.50m,占地面积较大;若征地费较高则对氧化沟工艺不利。
  (3)SBR工艺的设备闲置率较高,设备数量多,设备费用较高。
  (4)SBR工艺通常采用鼓风曝气,且水深较深(6.0m),在供氧量相同的情况下,鼓风曝气比机械表面曝气省电。
  (5)氧化沟工艺是连续运行,自动控制要求低;SBR工艺是周期间歇运行,各个工序转换频繁,需要自动控制。
 
4 污水消毒工艺
  由于污水中含有大量细菌、病原菌、寄生虫及病毒等,因此对二级污水处理厂出水消毒是必要的。国内目前主要采用加氯消毒,由于污水中的一些有机物与氯反应,可生成卤代烷等致癌物,这些致癌物在环境中非常稳定,会随水流进入下游城市的给水管网,影响人体健康。另外,加氯后,当污水中余氯量太高时,还会杀灭受纳水体中的一些水生生物,破坏水体的生态环境。因此,欧共体很多国家基本上不再对二级出水进行加氯消毒。
  随着对UV消毒机理的深入研究、紫外线技术的不断发展以及消毒装置在设计上的日臻完善,UV消毒法有望成为代替传统氯消毒的主要方法之一,目前在重庆已经应用于工程实践,并取得了较好的效果。但UV消毒的推广使用仍然需要解决下述问题:
  (1)当污水中有机物含量较高时容易形成污垢膜,而且微生物容易生长形成生物膜,这些都会抑制紫外线的透射,影响消毒效果。因此,必须根据不同的水质采用合理的防结垢措施和清洗装置,开发研制具有自动清洗功能的UV消毒器。
  (2)目前国产低压紫外灯的最大功率为4W,且有效寿命一般为1000-3000h,而进口低压灯管的有效运行时间可达8000-12000h。相比之下,使用国产灯管会增加维修费用,使用进口灯管投资较高,因此需要改善国产紫外灯的使用寿命问题。
  (3)污水中由于悬浮固体颗粒包裹细菌的影响,很难在投资允许的范围内达到非常严格的消毒标准。
 
5 污泥处理
  污水处理过程中必然产生大量含水率很高的污泥,它具有容积大、不稳定、易腐败、有恶臭的特点,如不加处理,任意排放则将引起严重的二次污染。一般处置为投海,自然干化外运填埋或农田肥料,焚烧,浓缩、消化、脱水、外运填埋或农田肥料。自然干化外运因污染环境已不被使用,焚烧处置污泥较彻底,但价格昂贵,也为人们难以接受目前,又有人提出焚烧垃圾产生二恶唤问题,大多数污水处理厂都采用浓缩、消化、脱水外运的方法。
  污泥处理需要耗费大量资金。笔者认为,中小型污水厂近期可先不上中温消化,污泥经浓缩脱水后直接外运,节省投资,促进污水处理先上。近年来,广大科技人员对污泥综合利用,实现污泥资源化的课题进行了大量的试验研究工作。如利用污泥做建筑材料,或还原大地做农肥,但效果不尽人意,还有待于进一步探讨、攻关。
  笔者认为污泥的出路还是充做农肥最简便可行,用作绿化也可,但大量推广必须解决脱水前添加絮凝剂所带来的粘度问题。
 
6 结语
  建设城市污水处理厂所需的一次性投资大,污水处理厂常年的运行费用较高,因此科学合理地设计就尤为重要。除必要的工艺优化选择外,设计人员还应认真分析总结污水处理厂的实际运行情况,充分重视污水处理厂技术人员的意见,并及时反馈到新厂设计及老厂改扩建工程中去。另外,选择污泥处理工艺的基础是污泥量和污泥组成,因此在设计中应尽量客观、合理地确定两者。总之,城市污水处理厂需要设计人员和运行管理人员密切合作,才能更好地发挥其效益。
 
参考文献
[1]羊寿生.污水处理厂工程设计中的一些常见问题[J].给水排水,1996,20(8):18-20.
[2]周雹.中、小型城市污水处理厂的优选工艺[J].中国给水排水,2000,16(10):30-31.
[3]王维斌.影响SBR系统除磷脱氮效果的主要因素[C].全国除磷脱氮技术研讨会论文集.北京:2000.
 
唐忠德,桂林理工大学环境工程硕士研究生,在贵州省建筑设计研究院工作,主要从事市政给排水设计工作。
   
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