污水处理厂综合设计方案分析

2019-07-21吴昊雨

建材发展导向 2019年22期

吴昊雨

（安徽省城乡规划设计研究院，安徽合肥 230022）

水资源作为人们生活的必要资源，随着我国人口的增长，社会对其的需求也在逐渐增大，此时传统水资源供给模式，因为供能限制，逐渐无法满足社会需求，因此需要进行改善。在此条件下，先进理论中提到了污水处理厂应用，即针对原本无法再利用的水体、已经使用过的水体，通过净化工艺来进行处理，使水质重新达到可以使用的标准，最终将处理后的水体继续供给，以弥补传统供给模式在能效上的不足，实现这一点的组织单位，即为污水处理厂。但污水处理工艺难度较大，各个环节紧密相连，中间不能出现太大误差，所以在进行污水处理厂综合设计时，要全面考虑其能效水平。

1 实例概况

某市政单位为了满足城市排水需求，需要进行污水处理厂综合设计工作，根据该单位的统计核算，确认了污水处理厂总体规模为2.0 万m3/d。该污水处理厂主要与城市河流相连，通过河流来实现污水收集，随后集中对河流水质进行净化，并将净化后的水体供给到水资源管理单位，完成后续供给，该厂出水水质依照国家标准，必须达到一级A 类排放标准；进水水质在预处理条件下，其中各类成分必须维持在标准区间之内，这一点在出水水质当中也是一样，具体标准见表1、2。

表1 实例污水处理厂进水水质各成分标准区间

表2 实例污水处理厂出水水质各成分标准区间

2 实例综合设计方案

2.1 工艺设计

结合实例污水处理厂的污水处理需求，其需要进行三项工艺设计，即二级处理工艺、深度处理工艺、污泥处理工艺，设计主要采用对比法，对不同工艺类型进行对比，选择其中最适合自身运作需求的工艺，具体内容见下文。

1）二级处理工艺，污水处理厂二级处理工艺在现代可分为两种，即SBR 工艺、卡鲁塞尔氧化沟工艺，其中SBR工艺属于间歇曝气工艺，由SBR 反应池、初沉池、二沉池、生物降解室等结构组成，其与其他工艺技术的区别在于，该工艺系统中，没有污泥回流系统，运作当中，主要采用自动化装置对整个系统进行控制，使其有序进行曝气行为，随后即完成了污水处理。结合相关理论，SBR 工艺在现代普遍污水处理厂案例当中较为普及，但大多数情况下，该工艺更适合Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类的污水处理厂，在工业间歇废水排放处理当中，具有良好表现[1]；卡鲁塞尔氧化沟工艺属于循环曝气工艺，由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，且具有污泥回流系统，运作当中，主要借助循环沟体来实现水流循环，同时采用自动化装置对整个系统进行控制，相应在循环过程当中进行曝气，待曝气完成即可进行水体供给。结合相关理论，卡鲁塞尔氧化沟工艺在现代普遍污水处理厂案例当中同样普及，但大多数情况下，该工艺更适合综合污水处理厂，因为其除磷、脱氮的能效十分突出。综上可见，卡鲁塞尔氧化沟工艺更适用于本文案例。

2）深度处理工艺，污水处理厂深度处理工艺可以分为两种，即微絮凝+过滤工艺和混凝、沉淀、过滤工艺，其中微絮凝+过滤工艺是一种利用微生物絮凝剂，对进水进行处理，利用絮凝剂的生物分解性，将水体中的无机物、有机物分解并凝聚，随后结合生物过滤网等工艺，将凝聚在一起物质一同过滤，由此实现水体净化的目的。在现代理论当中，微絮凝+过滤工艺具有较高的安全性，其中微絮凝剂是一种真菌产物，具有无害、无毒的特征，所以深受青睐；混凝、沉淀、过滤工艺是一种利用化学用剂，调动水体内的胶体粒子，相应将微小的悬浮物进行凝聚，随后水体进入沉淀池，使水中凝聚物下降并留在沉淀池，最终进入过滤系统，进一步优化凝聚物剥离效果的工艺[2]。在现代理论当中，混凝、沉淀、过滤工艺具有结构分散的特点，即每个工艺环节的独立性较为提出，不能互帮互助，同时其初步混凝当中采用的化学用剂，从某种角度上是具有一定危害性的，其用量必须慎重，如果超出则可能引起社会性问题，由此可见，混凝、沉淀、过滤工艺的安全性较低。综上，案例选择了微絮凝+过滤工艺。

3）污泥处理工艺，污水处理厂污泥处理工艺较为特殊，可以分为两种不同的技术类型，例如离心机处理工艺、加钙稳定干化+卫生填埋工艺，其中离心机处理工艺主要利用离心机（例如卧式离心机）对污泥进行处理，利用其离心沉降原理，使污泥颗粒与液体分离即可。此项工艺在常见案例当中十分普及，因为其自动化程度较高，整个过程对于人工的依赖度偏低，但会带来一定的经济成本；加钙稳定干化+卫生填埋工艺主要利用钙成分与污泥的混合，使污泥当中的有机物降解，同时起到降低污泥含水量、细菌杀灭、消除异味等作用，完成后将污泥填埋在指定区域即可。在现代理论当中，加钙稳定干化+卫生填埋工艺的应用较为少见，因为其工艺效率相对缓慢，但在案例当中，此工艺效率满足污水处理要求，同时可以降低成本，因此实例工程单位，最终选择了此项工艺。

2.2 其他设计

在工艺设计完成之后，就代表综合设计工作进入了新的阶段，在此阶段当中有三个必须重视的设计要求，即构筑物设计、监管系统设计。具体内容见下文。

1）构筑物设计，根据实例污水处理厂综合设计单位的记录资料得知，其构筑物依照工艺流程顺序分别为：粗格栅、进水泵房、细格栅、旋流沉砂池、水解酸化池、厌氧池、卡鲁塞尔氧化沟、二沉池、消毒接触池等。应用上，首先采用粗格栅对水体进行预处理，使水体当中粒径较大的颗粒被拦截，保障进水水质满足标准，随后进水进入泵房，利用泵设备将其泵入细格栅，进一步筛滤水体中的颗粒物，其次进入旋流沉砂池，通过机械力对水流的流速、流态进行控制，且控制水中沙砾的沉淀速度，完成后进入水解酸化池，对水体内现有有机物进行生物化学反应，为厌氧池处理打下基础，在厌氧池当中，通过微生物生物作用，吸收水体内的磷、氮等物质，最终进入卡鲁塞尔氧化沟、二沉池、消毒接触池阶段，在卡鲁塞尔氧化沟阶段可深化厌氧池除磷脱氮效果，并结合二沉池、消毒接触池，对水体水质进行进一步优化即可。图1 构筑物运作流程。

2）监管系统设计，因为当前污水处理厂运作还处于自动化阶段，自身不具备判断力与识别能力，同时可能会因为设备原因而出现运作参数异常现象，所以为了保障污水处理效果，需要设计监管系统。监管系统主要由设备传感器、信号格式转换器、工作站组成，其中传感器与各设备进行连接，采集设备当前信号，并实时将其发送到信号格式转换器，随后通过转换器，将电信号格式转化为数字化格式，满足工作站设备读取要求，最后工作站人员就可以通过设备可视化功能，了解污水处理设备运作状态，一旦发现异常直接发送指令到设备控制装置即可。