典型市政污水深度处理工艺技术研究

摘 要 本文针对深度处理工艺利用技术进行了一系列分析和研究，提出了污水处理厂的主要深度处理工艺，进行多方面比选，提出市政污水的深度处理推荐工艺。

关键词 市政污水;深度处理工艺;分析和研究

现阶段，世界上各个国家在水体资源的供应方面都存在不同程度的紧张和不足问题，因此人们更加重视城市内部的污水处理和循环使用技术的研发。在城市化建设和发展过程中，人们的日常生活和工业生产会生成大量的城市污水，在传统的城市污水处理工作中，整个污水处理的效果和质量相对偏低，目前对污水厂的出水水质要求越来越高，各个地区都出台了较为严格的出水标准。因此，相关研究工作人员针对市政污水处理深度处理工艺技术进行了一系列研发及改进，大大提高污水厂出水水质的稳定性。

1典型城市污水处理厂的主要水质情况

典型的市政污水中主要污染物为CODcr、BOD5、氨氮及总氮。污水生物处理是以污水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化的一种最经济实用同时也是首选的污水处理工艺。而对污水可生化性的判断是污水处理工艺选择的前提[1]。

作为有机污染物，BOD5和CODcr的去除是通过微生物的吸附作用和代谢作用，然后对污泥与水进行分离来完成的。目前，常采用的一些污水处理工艺对这两项指标均有较好地去除效果，当要求污水进行硝化反硝化时，二级处理后出水BOD5浓度一般均低于15mg/L，（处理效果好时，一般常低于10mg/L），

其相应的去除率一般均大于90%。这是因为，自养型的亚硝酸菌具有很小的比增长速率与取出碳源的异养型微生物相比要小一个数量级以上，因此，需要硝化系统比单纯去除有机污染物的系统具有更长的泥龄或更低的污泥负荷，在此条件下，BOD5和CODcr的去除率将有大幅度的提高。

进水氨氮的去除主要靠硝化作用来完成，氨氮的硝化过程将成为控制生化处理好氧单元设计的主要因素。影响硝化反应效果做主要的因素是溶解氧、污泥龄和温度。本工程只要保证充足的供氧和足够长的污泥龄，就能实现氨氮的完全硝化。

生物脱氮是在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出。反硝化反应的条件是：酸盐的存在，缺氧条件，充足碳源，足够长的污泥龄。

2典型城市污水处理厂的主要处理工艺路线

选择合适的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，且有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的常年运行费用，保证出厂水水质通过对各项污染指标的去除原理和控制策略进行分析可知，典型城市污水采用具有生物脱氮除磷功能的污水处理工艺，才能够大幅度削减BOD5、CODcr、SS以及TN、NH3-N、TP等污染物浓度，但是要达到地表Ⅳ类水（TN≤10）的排放标准，在二级生物脱氮除磷污水处理的基础上，还要增加深度处理工艺脱氮和化学除磷才能达到出水要求。因此，典型污水处理厂采用“预处理+二级生物处理+化学除磷+深度处理”的工艺路线[2]。

3典型城市污水处理厂的深度工艺

深度处理是指针对污水（废水）的原水水质和处理后的水质要求，在考虑经济条件和管理水平的前提下，选用安全可靠、技术先进、节能、运行费用低、投资省、占地少、操作管理方便的成熟处理工艺。

经过常规二级处理后还需要继续对污水中主要特征污染物进行下一步处理，才能达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类标准（总氮除外，执行10mg/L）。

出水执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类标准（总氮除外，执行10mg/L），采用二级生化处理一般无法达到排放标准要求。二级处理的过程中CODCr、BOD5、NH3-N的去除要求已经达到，在深度处理工艺的选择中去除的重点是SS、TP和总氮。因此，针对后续处理工艺，从整体优化的角度出发，结合设计规模，进水水质特征和出水水质要求以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的后續处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的工艺方案。

（1）MBR膜处理。膜生物反应器技术（MBR）是膜分离技术和污水生物处理技术有机结合的产物，性能稳定，效果较好，具有发展潜力。该技术的特点是以超、微滤膜分离过程取代传统活性污泥处理过程中的泥水重力沉降分离过程，由于采用膜分离，因此，可以保持很高的生物相浓度和非常优异的出水效果。可有效去除水中的有机物与氨氮等污染物质。

（2）反硝化滤池。反硝化滤池或称反硝化深床滤池，是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元。该工艺最早1969年开始应用于污水处理，近40年来反硝化滤池在污水处理工艺中越来越被广泛接受。反硝化滤池采用特殊规格及形状的石英砂作为反硝化生物的挂膜介质，同时，深床又是硝酸氮（NO3-N）及悬浮物极好的去除构筑物。2～4毫米介质的比表面积较大。深介质的滤床足以避免窜流或穿透现象，即使前段处理工艺发生污泥膨胀或异常情况也可减少滤床水力穿透现象发生。介质有较好的悬浮物截留功效，在反冲洗周期区间，每m2过滤面积能保证截留≥7.3kg的固体悬浮物。固体物负荷高的特性大大延长了滤池过滤周期，减少了反冲洗次数，并能轻松应对峰值流量或处理厂污泥膨胀等异常情况。悬浮物不断地被截留会增加水头损失，因此需要反冲洗来去除截留的固体物。由于固体物负荷高、床体深，因此需要较高强度的反冲洗。滤池采用气、水协同进行反冲洗。反冲洗污水一般返回到前段处理单元。

（3）高效垂直流人工湿地。人工湿地主要包含两个部分，即生态氧化池+高效垂直流人工湿地。生态氧化池内呈兼氧状态，通过以片状微生物床和生态浮床为载体，固定化高效反硝化菌。反硝化菌在进行反硝化作用时，能以硝酸盐（亚硝酸盐）为电子受体，以有机物为电子供体，把硝酸盐（亚硝酸盐）还原成氮气从废水中释放出来，从而有效降低进水中的TN，并消耗部分有机物。高效垂直流人工湿地是改进的垂直流人工湿地，污水从湿地表面纵向流向填料床的底部，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统，垂直流人工湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水，具有独特的结构和水流模式，能够达到较高的水力负荷，湿地表面没有污水蓄积，不会出现夏季滋生蚊蝇的现象[3]。

由于人工湿地的去除效率有限，根据《人工湿地污水处理工程技术规范》（HJ2005-2010）中垂直流人工湿地的水力负荷为0.4～0.8m3/m2d。

4典型城市污水处理厂的深度工艺的比选

这三种工艺都有比较多的实际运行经验，综合分析，如果典型污水厂规模较大，人工湿地占地较大，不适用，而MBR膜工艺由于运行费用较高，若对投资运行费用要求的污水厂建议不选择此工艺。经过综合考虑，典型城市污水处理的深度处理工艺推荐采用深床反硝化滤池[4]。

5结束语

在市政污水处理工作过程中，提高污水处理效率，保证出水水质，深度处理的工艺比选至关重要，本次的研究对于污水处理厂的深度处理工艺选择提供较好的依据。

参考文献

[1] 王德刚.市政污水处理与再回水技术分析[J].民营科技，2018（9）：86.

[2] 董金兵.市政污水回用深度处理中双膜法的应用[J].绿色科技，2018（12）：80-81.

[3] 李玉川.市政污水处理工艺与污水回用利用技术研究[J].绿色环保建材，2018（3）：45.

[4] 于泉.市政污水处理工艺与污水回用利用技术研究[J].住宅与房地产，2016（30）：145.

作者简介

王检（1985-），男;学历：本科，职称：工程师，现就职单位：长沙县星城发展集团有限公司，研究方向：给排水技术。