市政污水处理工艺与污水回用技术探讨

2021-11-02李科

工程建设与设计 2021年19期

关键词：滤池处理工艺处理厂

李科

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，成都610000）

1 市政污水处理与回用的重要性

目前，全世界都面临着污水排放量不断加大、水资源匮乏的问题。如何提升污水处理率以及增加污水再利用率，已成为各国需要面临的重大考验。目前，我国市政污水深度处理、超深度处理和污水再生利用等技术水平已相对成熟，但依然存在回用成本较高等问题。

随着城市环境水平的进一步提升，城市居民生活质量也在不断提升，而城市污水处理对改善城市环境起着不可替代的作用。对此，要实现节省水资源，处理好市政污水并做好回收利用工作就是有效途径之一，这可以进一步促进城市节能减排的生态化建设。

2 常见的市政污水处理工艺

2.1 市政污水一级处理

2.1.1 格栅

在处理市政污水时，第一步所采用的工艺就是格栅。一般情况下，格栅会直接拦截污水中存在的泡沫制品、树枝、塑料或者纸张等悬浮物。一组平行的栅条共同组成格栅，而栅条按照60°～80°的倾斜角放置，以此增大栅条和污水的接触面积，从而保障更高效地拦截污水中存在的悬浮物和漂浮物。

值得注意的是，格栅要及时、定期清理。小规模污水厂可以利用人工清理；大型的污水厂当栅渣积累量超过0.2 m3/d时，就要选择用机械方式进行清理，以减少悬浮物、漂浮物累积而产生的异味和污物。

2.1.2沉淀池

在污水一级处理环节中，沉淀是重要的处理工艺之一，其包括利用水体污染物自身重力完成沉淀的平流池和浮流池，以及在混凝剂的作用下完成絮凝沉淀的沉淀池。由于化学处理效率更高，因此成为目前最常使用的污水处理工艺。絮凝沉淀的原理就是通过加入无机絮凝剂和有机阴离子混合的水剂，使有机和无机分子相互作用，不断碰撞和絮凝，使水中的悬浮物失去稳定性，越积越大，当胶体达到一定质量后沉淀至水底，再与水体进行分离，这不仅有效提高了效率，且可保证在处理后水质量的稳定性；并且凝剂在聚集下沉的过程中还可以吸收水中的部分有病微生物，为净化水质提供辅助性消毒作用[1]。

2.2 市政污水二级处理环节常见的处理工艺

2.2.1 生物滤池处理工艺

市政污水处理时，生物滤池是最重要的生物处理工艺之一，其对于生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD）的去除率达到了75%。填层和生物膜共同构成了生物滤池，焦炭、淬石、矿渣等构成了填层，同时填层上附着生物膜。生物膜上的微生物具有多种作用，主要包括有效吸附、降解、利用水体中的重金属离子以及有机污染物等，这可以有效去除市政污水中的BOD。该处理工艺有效率高且污泥量的产量较少，但其对微生物自身的生存环境有一定的要求（如在北方地区很难生存等），因此，该工艺具有地方范围局限性。图1为生物滤池处理流程图。

图1 生物滤池处理流程

2.2.2 SBR处理工艺

序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，SBR）处理工艺本质是活性泥垢法，通过间歇曝气给微生物提供缺氧或者富氧环境，进而使微生物自身发生反硝化以及硝化反应，最终有效去除污水内部的有机污染物。SBR具有操作工序简单、成本低的优点，且可以让污水处理厂的占地面积有效缩减。

在SBR反应器中，市政污水和其中的活性污泥会发生混合，形成混合液。此外，在该反应器中，污染物和微生物的接触面积明显增大。原理是污染水中的有机污染物在微生物的吸附、吸收、氧化和降解作用下发生反应[2]。SBR反应器通常采用间歇曝气的方式制造富氧和缺氧环境，其作用在于提高SBR处理工艺对有机物的处理效率。图2为SBR处理工艺。

图2 SBR处理工艺

2.2.3 AAO工艺

在二级污水处理中，通常会用到AAO工艺，该工艺可以有效脱氮除磷。AAO的全称是厌氧—缺氧—好氧工艺，在厌氧环境中污水会消除BOD，同时，经过聚磷菌和反硝化的作用，污水释放出少量氮、磷。

在缺氧环境中，反硝化细菌让氮进一步释放。在好氧环境下，硝酸根在硝化反应的作用下出现，污水内部的磷被更进一步地吸附，最终使污水实现脱氮除磷的效果。例如，在太原城南污水处理厂中，虽然进水水质可能会影响去除BOD5、总氮和总磷的效果，但总体还算稳定，通常出水的水质会达到城镇污水处理厂一级A排水标准，一般简单处理后就能中水回用。

3 市政污水回用利用技术

3.1 深度处理回用技术

在目前污水再利用技术中，深度处理回用技术要求最高。当污水完成一级和二级的处理后，下一步再依据回用水标准完成回用处理，以使水质满足回用水的要求。该工艺包含了砂滤法、离子交换法以及絮凝沉淀法，一般应结合水质进行选择。比如，深度处理回用技术中所选用的絮凝沉淀法，通常在聚合氯化铝的作用下，并在其高价金属离子架桥作用与吸附电中和作用下，污染物会聚合成大分子，从而在沉淀后让水质实现优化。此技术的优点较多，如成型迅速、沉淀速率快，且不会被潮解所影响，因此无须进一步碱性助剂的协助，适应性更强，水质自身的回水标准也能快速满足。在回用利用市政污水的过程中，工作人员必须根据回用水的要求，处理市政污水，以确保回用水符合标准[2]。

3.2 选择性回用技术

选择性回用技术一般有3种方式。

1）分区回用方式。市政区域分为污水收集和回用2个区域，在有关部门规划之后，污水回用会利用到回用管道，以便聚集水资源。但该技术仅适用在和污水处理厂较近的地方。

2）全程回用方式。该方式是利用市政排水管网系统收集和处理市政污水以便回用；此外，当面对不同的污水回用利用技术时，如果所选方式为全程回用方式，则对污水处理厂的规模要求会比较高。

3）选择性回用方式。将回用管道有选择地进行铺设，通常会布设在市政周围较大建筑或者居民小区附近，回收利用污水。如果面临的是一些小型的污水处理点，可以集中进行小规模的污水处理，最终将处理后的污水用于市政绿化等方面，使其水资源得到更好的利用。该方式和前面所述的2种方式相比，工艺更简便、形式更灵活，即使所处地域地质相差较大，也能很好地适用；该工艺还可以使需求量和系统供给相契合，从而让市政建设的污水回用系统更完善[3]。

3.3 脱盐污水回用技术

由于回收利用后的污水和处理后的水质成分相似，因此当设计脱盐污水时，要提前处理污水中的化学泥垢。比如，可以把掺杂着化学物质的污泥杂物用于其他的工业生产中，以避免发生二次污染，从而确保污水回用更加便捷、高效、环保。另外，在选择技术手段时，必须结合回用水的用途。例如，在使用脱盐污水处理技术的过程中，考虑到工业回用技术广泛应用到脱盐水，当利用石灰、纯碱法将原水的硬度降低后，便可在膜装置的作用下处理回用水，以保证其符合相关工业的用水标准。