污水厂深度处理投资控制及运营成本影响因素

2022-06-07吴芬曹慧

城市建设理论研究（电子版） 2022年10期

吴芬曹慧

1.华蓝设计（集团）有限公司南昌分公司江西南昌 330001 2.江西省公路科研设计院有限公司江西南昌 330000

经济的快速发展，人们日常生活质量和水平的提升，对于水环境问题的关注度普遍比较高。为了能够对水环境污染问题进行有效改善和优化，对污水厂的出水水质提出更高要求。结合目前环境容量展开深入分析，国内大多数污水处理厂提出要求，必须要保证出水执行累计表IV类的水质标准。在经过长期的研究以及实践应用之后，MBR段流程工艺以及二级处理等方式已经逐渐成为主流，工艺趋势越来越成熟，在污水处理厂的深度处理中能够达到良好的处理效果。

1 案例分析

1.1 污水厂简介

某地区的污水处理厂总规模可以达到10万m3/d，对于一、二期工程规模来说，分别是2.5万m3/d，而三期工程的规模则为5万m3/d。结合该工程项目的建设现状，其主要是对一、二期的工程尾水进行提标改造，在施工过程中，以磁混凝沉淀池+反硝化深床滤池处理工等组合而成，其自身的出水执行类地表为IV[1]。除此之外，该污水处理厂的四期工程项目为5万m3/d，由此可以看出，其主要是以5万m3/d自污水厂扩建+提标改造等组合而成，这样不仅有利于实现对现有诸多工艺手段的合理利用，而且还可以保证执行类地表IV能够落实到实处。

1.2 处理目标

结合我国现有环保局提出的一系列要求，在出水指标方面，要严格按照目前现有的标准要求进行有效执行，如表1所示。

表1 出水指标

1.3 经济技术对比分析

结合该工程项目在规划和建设时的现状，由于三期和四期在深度处理单元方面，除了会涉及到混凝沉淀之外，其他基本一致。基于此，单纯对混凝沉淀部分展开对比分析，如表2所示。

表2 经济对比分析

结合表2中的内容可以看出，在同等规模下的磁混凝沉淀池中，其负荷大概是高效沉淀池的两倍左右。而在占地面积方面与高效沉淀池相比，其占地面积只有一半，节省用地相对比较明显。磁混凝沉淀池在应用过程中，其自身的综合造价大概为280元/ m3，与高效沉淀池综合造价的200元/ m3相比，在土建费用方面的差异性并不是很明显。而在磁混凝设备费用方面，其与高效沉淀池相比，大概为2倍左右。

1.4 成本分析

该工程项目在规划和建设过程中，从理论角度着手对其进行分析时，磁混凝沉淀池一般由于添加磁粉等因素条件的影响，吨水的成本与普通的高效沉淀池相比，要高0.005元/吨[2]。但是结合目前实际应用现状展开深入分析时，由于水质本身存在非常明显的波动形象，同时药剂在其中的添加并不是很均衡，导致实际成本相互之间的差异性过于明显。如表3所示。

表3 成本分析

在目前现有的磁混凝沉淀池当中，主要是以混合搅拌机、絮凝搅拌机等各种不同类型设备相互组合而成。结合目前三期工程项目的磁混凝沉淀池来说，其自身总功率大概为75kW，大概为0.025元/吨。而在高效沉淀池方面，其中涉及到的主要设备通常是以混合搅拌机、刮泥机以及剩余污泥泵等相互组合而成。在该形势背景下，三期的高效沉淀池总功率大概为60kW，大概为0.02元/吨。由于涉及到磁混凝中势必会增加部分磁分离机，同时磁粉在整个循环过程中，会导致高效沉淀池的消耗量过大，所以磁混凝沉淀池的电能资源消耗与高效沉淀池相比，要更高一些。

1.5 结论分析

在经过实际案例的对比分析和研究之后在，发现MBR以及混凝沉淀+反硝化深床滤池深度处理工艺在提出和具体应用过程中，都比较适合应用在污水处理厂新建或者是扩建等项目中[3]。将10万m3/d的新建地埋式污水处理厂作为分析对象展开深入探究时，MBR的工艺单方造价大概为7500元/吨水，其中占地面积可以达到0.4至0.5m2/吨水。与此同时，在选择和利用二级处理与混凝沉淀、反硝化深床滤池深度处理工艺进行处理时，其自身的单方造价大概为5000元/吨水，在占地方面则大概为0.6至0.8m2吨水。

2 处理工艺经济技术对比分析

对于新建污水处理厂来说，MBR处理工艺在提出和应用时可以直接以膜池为基础，打破传统形式下的二沉池，出水经过消毒处理之后可以达到标准要求进行有效排放。同时膜本身具有非常良好的过滤效果，特别是在生化系统当中，污泥的整个浓度可以达到8~10g/L，是传统常规污水处理工艺当中洗污泥浓度的2~3倍左右。由此可以看出在整个MBR占地方面，与传统的长流程深度处理工艺相比要更多一些[4]。混凝沉淀与反硝化生成滤池长流程工艺需要结合实际要求适当增加其后续处理单元，所以其自身的整个占地相对比较大。在针对扩建或者提标改造污水处理厂来说，MBR工艺在其中科学合理的利用，可以直接将二沉池转变成为膜池，对于新建的超精细格栅或者膜池鼓风系统等都可以实现合理利用。所以整个用地增加面积相对比较少，能够保证膜池自身在生化系统当中的污泥浓度得到有效提升。在该基础上污水常可以实现提质增量的根本目的，将混凝沉淀与反硝化深床滤池为深度处理的长流程工艺为基础，由于其在实践中的应用具有一定差异性，所以必须要保证其处理单元占地相对比较大，这样才能够达到事半功倍的效果。如表4所示。

表4 10万m3/d新建地埋式污水处理厂经济技术比较

根据表4中的内容展开深入分析，MBR工艺在应用过程中，比较适合应用在用地相对比较紧张的新建污水处理厂或者是建设面积达不到标准要求的污水处理厂改扩建当中。除此之外，还可以以MBR工艺为基础，促使土地整体利用率得到有效提升。但是MBR工艺在应用过程中，必须要对新建超细格栅进行合理利用，更为重要的是要结合实际要求，对新建的膜池以及鼓风机房等进行合理利用。由于膜的孔径相对比较小，所以必须要对膜进行频繁的清洗处理，设备相对比较昂贵，所以能耗过大。当污水当中的总磷相对比较高时，生物除磷能力有限，但是通过化学除磷方式的合理利用，可以直接将污水当中95%左右的磷进行彻底的清除。由此可以看出，在整个生化池当中，投入大量的药剂，在现有工艺基础设施上，通过对化学辅助除磷的合理利用，才能够达到标准排放要求。

3 混凝沉淀+反硝化深度处理工艺技术特点

混凝沉淀+反硝化深度处理工艺在应用过程中，其中的反硝化深床滤池大多数情况下都是以进口设备为主，所以在单方造价方面或者是在性能方面的差异性并不是很明显。在这种形势下，长流程深度处理工艺在选择和具体应用过程中，混凝沉淀池的选择和利用，对新建、改扩建等污水处理厂的造价、成本影响相对比较明显。目前比较常见的混凝沉淀池包括高密度沉淀池等，平流沉淀池在其中的占地面积相对比较大，特别是在大型给水厂中可以实现合理利用。但是需要注意的一点就是由于受到水量波动的影响，同时在污水处理厂深度处理过程中，进水方面基本上都是以低浊水为主，所以效果普遍比较差。高密度沉淀池在应用过程中，主要是指载体絮凝快速沉淀技术的应用，其工作原理主要是先向混合池当中投放对应的混凝剂，促使水中的悬浮物以及胶体颗粒脱稳，紧接着向絮凝池当中投放高密度的不溶介质颗粒以及高分子的助凝剂。基于此，可以通过对介质能力的合理利用，以此来实现重力沉降的根本目的，同时载体自身的吸附作用也可以促使其脱稳之后的杂质颗粒，能够将载体作为其中的絮核，以高分子链为基础，促使其自身的架桥吸附作用和价值充分发挥出来。通过不断的循环和合理利用，介质颗粒与各种不同类型的化学药剂强化絮体来回接触，有利于促使其自身的抗冲击负荷能力得到有效提升。