城镇污水处理工艺选择的优化探究

文_宋鹏飞 广东省建筑设计研究院有限公司

1 城镇污水处理工艺优化路线

城镇污水厂处理工艺的选择需要综合考虑当地经济条件、工程地质和管理水平，同时结合当地污水的水质、水量、出水水质要求等因素，在工艺选择上，优先选用工艺简单、经济效益高、运行管理方便和占地面积少的污水处理工艺。城乡建设相关统计数据显示，我国城镇常用的污水处理工艺主要有 AAO及其改良工艺、氧化沟及改良型生物处理工艺、生物膜工艺、SBR及其改良工艺等，这些工艺已经成为我国城镇城市污水处理普遍采用的常规工艺，也在大量的工程实践中被证明工艺处理的有效性。

随着现阶段污水处理工艺深度的加大和能耗增加，污水处理工艺选择不仅关系到能否满足更高的排放标准要求，还直接影响到污水处理成本。为克服污水处理过程中进水不稳定、能耗大、碳源不足、碳氮比低、TN去除较难、TP生物处理效果差等现实难题，实现高排放标准和有效成本控制目标，在城镇污水处理工程实践工艺选择上，采取“先源头控制，后强化处理；先功能定位，后单元比选；先优化运行，后工程措施”为总体技术优化原则。同时，实施技术路线上可以从六个方面进行优化:①强化源头控制，确保进水稳定并符合设计要求，同时强化污水预处理，实现污水可生化性的增强；②结合工程特点，优化工艺参数，实现工艺优化，科学添加外碳源物质，强化生化处理，③结合污水处理厂情况，采用新增深度处理工艺和处理设施，进行深度处理；④结合工程实践需求，加强对附属工艺（隔音、除臭、污泥处置）的改造；⑤结合改造方案和工艺技术要求对工艺机械、设备系统进行升级；⑥在试验研究和工程应用中，进行相关组成要素在实施方式上不同工艺组合模式实现工艺的优化。

2 城镇污水处理工艺与选择对比

2.1 活性污泥法

活性污泥法主要是以活性污泥为主体的好氧生物处理方法，主要功能是去除污水中可生化有机物、悬浮固体、部分含氮、含磷的污染物，是目前城镇污水处理工艺中应用较为广泛的技术。目前城镇污水处理常用的活性污泥法衍生工艺主要有MBR工艺、吸附—生物降解工艺、序批式活性污泥工艺及其衍生工艺系统、氧化沟工艺、AAO 脱氮除磷工艺。各工艺特点和选择对比归纳如表1所示。

表1 活性污泥法衍生工艺特点与选择对比

2.2 生物膜法

生物膜法是通过借助固着于滤料载体上的微生物实现污水污染物降解的一种污水好氧生物处理技术，主要在一些小型污水厂和工业废水、污水回用方面应用。目前城镇污水处理常用的生物膜法主要有曝气生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法处、移动床生物膜反应器等。各工艺特点和选择对比归纳如表2所示。

表2 生物膜法衍生工艺特点与选型对比

3 城镇污水处理工程实例

广东某污水处理厂处理规模为20×104m3/d，原污水处理工艺为AAO，出水水质达一级B标准。结合需求进行改造，使出水水质满足一级A标准要求。结合原工艺等因素考虑，最终确定改造工艺为改良AAO(填料)+膜过滤或滤布滤池，具体工艺流程见图1。

图1 广东某污水处理厂改造工艺流程

结合我国城镇污水处理工艺分析技术措施，本改造工程在工艺技术措施优化上主要有：

①加强废水源头排放，结合进水不稳定情况，在前段技术优化上采取设置初沉池等。

②针对污水进水难降解有机物多、B/C比低和出水COD偏高等现状，在生化段技术优化上，可以采用添加生物填料等措施；在后段工艺技术优化上可采取增设深度处理工艺，如增加滤布滤池与纤维转盘膜过滤池等。

③针对进水碳氮比偏低情况，在前段工艺技术应用上可采取添加外碳源、取消初沉池等措施；在生化段工艺技术优化上可采用利用内碳源，采用多点进水方式。

④针对出水SS偏高的现状，在生化段工艺技术应用上可通过在二沉池中投加化学混凝剂等措施；在后段工艺技术优化上可通过设置生物过滤、物理过滤设施。

⑤针对出水TN偏高现状，在生化段工艺技术优化上可采用强化生物脱氮、增加外碳源等措施；在后段工艺技术优化上可通过设置反硝化滤池、膜过滤、生物滤池等措施。

⑥针对出水TP偏高现状，在生化段工艺技术优化上可采取强化生物除磷等措施；在后段工艺技术优化上可采用增加化学辅助除磷等措施。

大量污水处理实践表明，对于污染物的去除，主要优先选用前段和生化段工艺优化，不应把污染物去除任务放在后段处理上，这样才能确保工艺的经济和适用性。

4 结语

城镇污水处理需要因地制宜进行改造，实现水环境质量总体改善。结合高品质再生水利用要求，目前我国有些城市在污水处理工艺上已经取得一定成就，不仅全面推行一级A排放标准要求，还形成了高标准深度除磷脱氮发展需求。但我国城镇污水处理普遍存在无机悬浮固体含量高、水质水量变化幅度大和碳氮比偏低等问题，加大了污水处理技术难度和工程投资运行成本。因此，城镇污水处理要实现重大技术突破，需要结合当地城镇污水处理特点，进行工艺选择的优化，解决污水处理改造和运行面临的技术瓶颈。