城镇生活污水处理工艺流程设计优化措施

米小光 霍培峰 刘 浩

中交（宜宾）投资建设有限公司

1 引言

资料显示，城镇人均生活污水排放量可达到150L～400L，在缺乏有效地治理措施时污水逐步恶化，严重影响城镇的水体乃至当地的空气品质，且随着污水的转移，下游城镇也受到影响。因此，必须采用合理的生活污水处理工艺，按流程有序操作，从根本上解决污染问题。

2 工程概况

宋家镇红旗村污水处理站共征地面积1608m2，建设有综合用房、调节池、贮泥池各1 座，一体化污水处理设施2 座以及绿化、道路等附属设施，抗震设防烈度为7度，各装置协同运行，污水处理能力约400m3/d。基坑开挖平均深度4.6m，采取1∶1.5 放坡开挖的方式，清表平均深度1.5m。

3 城镇生活污水处理的必要性

生活污水在城镇污水总量中占据较大比重，其氮、硫、磷含量较高，通过与大量厌氧细菌的接触与作用将持续生产具有恶臭性的产物，严重影响城镇水体及空气的品质。缺乏有效治理措施时，水体富营养化问题显现并随着时间的延长而逐步加剧，对于沿海城镇而言该部分水体汇聚至入海口，出现赤潮现象。微生物是有机物分解过程中的重要“参与者”，其会消耗大量赋存在水中的氧，若缺乏干预措施，溶解氧浓度低于4mg/L时将破坏水体环境，多数鱼类难以正常生活，鱼类的死亡率增加，扰乱生态系统[1]。因此，亟须以城镇生活污水处理的现状为立足点，采取合适的处理工艺，从根本上解决问题。

4 城镇生活污水处理的主要技术形式

4.1 厌氧发酵技术

以沼气池为基础装置，收集源自城镇的生活污水并加以处理，此方式的建设较为便捷，成本投入较少。城镇生活污水中有机质含量高，在发酵微生物的作用下对其采取降解处理措施，减少生活污水中的有机质含量。单个沼气池的应用效果有限，因此可以采取集多个沼气池于一体的方式，形成多级发酵处理模式，此方式下取得的城镇生活污水处理效果更佳。

4.2 活性污泥技术

活性污泥为污水处理的关键物质，城镇生活污水与之接触后可有效清理内部的有机物。从活性污泥技术的应用流程来看，首先转移经过初沉的污水，将其协同回流活性污泥共同转入生化池内，在鼓风机的辅助作用下达到曝气的效果，期间污水与活性污泥将发生大面积的接触，经特定的时间后再处理两者所形成的混合物，即利用二次沉淀池分离，再结合实际情况，通过相关技术深度利用或将其直接排放。活性污泥的浓度将直接影响到最终的城镇生活污水处理效果，因此需加强对活性污泥浓度的控制，总体上可以将活性污泥分为两个流向，一是采取分离处理措施从而回流至生化池内，二是将剩余部分排出系统，采取脱水干化处理措施。

4.3 循环曝气池

以活性污泥技术为依托，经技术改进后衍生出循环曝气池技术，其显著特征在于可确保城镇生活污水处理的均质性。推流和混合为两大关键工艺，总体思路均是提高缓冲力，构成大循环。在创建循环曝气池后能够给城镇生活污水和活性污泥提供可靠的停留空间，使其长时间混合并发生作用，所取得的污水处理效果较佳。

4.4 净化槽处理技术

净化槽处理技术的应用关键在于创建完整的净化处理系统，使得城镇生活污水在各槽内依次得到处理。净化槽的组成包含厌氧、沉淀、好氧及消毒四个细分模块，可按照顺序操作。净化槽处理技术是一种综合化的方式，其融入物理处理和生化处理两个领域的理念，污水处理全程主要发生物理沉淀、分解微生物以及絮凝反应，最终将城镇生活污水的污染物含量控制在较低的水平。在现阶段的城镇生活污水处理工作中，净化槽技术的应用优势突出，例如安装便捷、处理效果好、水体二次利用率高等，但就农村地区而言，该项技术尚未得到普及，其与前期投资过高有密切的关联，且需要得到专业技术人员的参与，在人才资源本就紧缺的背景下向农村地区输送人才显然并非易事[2]。

5 本项目污水一体化处理优化设计

具体至本项目中，一体化污水处理技术简图如图1所示。

图1 一体化污水处理技术（单位：m）

5.1 粗格栅及提升泵房

根据城镇生活污水的处理需求，采取粗格栅与提升泵房共同建设、协同运行的方式。粗格栅共包含2条细分的渠道，各自分别适配1 台钢丝绳牵引式格栅除污机，过栅流速0.7m/s，功率1.1kW；提升泵房的主要作用在于提升污水，有效容积9m3，硬件方面包含2台潜水泵，单台设备的流量为43.2m3/h，扬程9m。以集水池的实测水位数据为参考依据，通过自动化的方式调控泵的运行状态，实现自动启停。

5.2 一体化综合池

以调节池、生化池、二沉池、转盘滤池、储泥池及污泥浓缩池为基础单元，共同组成一体化综合池。各处理单元均可独立完成特定的工序，从而构成完整的工艺流程，单体间的水头损失量有效降低，管道的敷设方式更为精简，除提高建设效率外，后续的管理工作难度也较低，为之投入的人力资源成本减少[3]。此外，各单体采取集约化的布设方式，因此占地面积较小。

5.2.1 调节池

城镇污废水在24h内（一天）的排放特点具有差异性，并未随时间的延续而呈现出特定的变化规律。在本项目中，设计1座具有沉砂功能的130m3调节池，配置水下搅拌器，利用该装置加强搅拌，以提高水质的均匀性，池的有效水深4.5m，正常状况下水力停留时间可达到7h。

5.2.2 生化池

经调节池的处理后，提升污水并转入生化池内，出水经二沉池后完成泥水分离操作，期间产生的浓缩污泥在回流泵的支持下发生回流，转移至厌氧池内；滤布滤池能够深度处理上清液，出水进入消毒池，经过进一步的处理后可提高水的洁净度，从而排入周边河流。考虑到城镇生活污水中磷含量较高的特点，在生化池内投加适量的除磷剂。

生化池的二级生物处理具有流程性，主要得益于如下三部分。

（1）厌氧池。污泥团内聚集的绝大部分磷将发生大规模的释放，该部分在氧化沟内被污泥吸收，因此可有效完成除磷操作，在将剩余的污泥排除干净后便可满足除磷的要求。在厌氧池配置方面，采用的是1台平均设计流量为18.75m3/h的搅拌器，其有效水深4.70m，有效容积31.73m3。

（2）缺氧池。缺氧池的主要作用在于发生反硝化反应，通过此途径达到清理污水中氮元素的效果。搅拌器的数量及平均设计流量与厌氧池一致，此处不再赘述，有效水深4.60m，有效容积66.24 m3。

（3）好氧池。经前述处理后有机物在好氧池内进一步降解，同时存在于污水中的有机氮将被硝化。配置2台潜水搅拌器，目的在于保证污水与污泥的混合效果，以免污泥在好氧池内发生沉降现象，平均设计流量18.75m3/h，有效水深4.50m，有效容积168.48m3，供气量42m3/min。

5.2.3 二沉池

二沉池为平流式沉淀池，与生化池合建，共同布设在一体化综合池内，设计流量18.75m3/h，峰值流量43.13m3/h，池深4.2m，水力停留时间2.35h。

5.2.4 滤布滤池

在经过二沉池的处理后上清液自流至滤布滤池内，于该处进一步清理污水中的杂物，考虑到长时间运行后滤池存在沉积的情况，根据实际情况定期反洗。滤布滤池设1格，设置内径为1200mm 的滤布转盘，可提供的过滤面积为4.0m2，并配置1 台反洗水泵，流量Q=10m3/h，扬程10m。

5.2.5 储泥池及污泥浓缩池

储泥池和浓缩池也采取合建的方式，配置污泥回流泵，可将前述阶段产生的污泥回流至厌氧池内，除此之外的其他污泥均转移至污泥浓缩池，在重力作用下，污泥含水量降至97%。储泥池和污泥浓缩池均设置1 格，平面尺寸（长×宽）分别为3.4m×1.0m、3.4m×1.4m，有效水深分别为2.2m、4.5m。

5.3 管式紫外消毒器

经滤池处理后污水的洁净度有所提高，但依然残留部分细菌，且主要以大肠菌群为主，此条件下的出水水质依然欠佳，尚未达到大肠杆菌数控制要求。针对此问题，采取紫外消毒措施，通过此方式深度清理污水，使大肠菌群数能够控制在103个/L以内，至此水质可达到排放标准。

5.4 除臭装置

城镇生活污水经过处理后仍存在腐臭气味，严重影响周边居民的日常生产与生活，且在空气长期弥漫腐臭味的环境中，也易威胁到居民的健康。对此，本项目采取加盖除臭处理措施，经过处理后解决臭气问题，在满足臭气排放标准后正式对外排放。预处理单元的臭味较重，于该处加强加盖措施，并配套离子除臭系统，达到深度除臭的效果。

6 结束语

综上所述，自该污水处理厂建成以来，组织为期6个月的通水调试工作，现阶段可稳定运行，出水水质达标，例如COD为25～35mg/L、TN 为1～6mg/L、TP 为0.28～0.35mg/L，各项排放指标均满足现行行业规范，总体来看该项目所采取的污水处理方法具有可行性，能够解决城镇生活污水污染环境的问题，从而营造质量较佳的环境，给当地居民的生产与生活提供便捷的条件。