城市污水处理技术与调试分析

　　摘要：在城市环保建设中，污水污泥的排放,严重影响了建设环保、生态社会的进程。因此城市污水污泥的处理已经成为人们迫切需要解决的问题。本文结合多年的实践经验，对城市污水处理及调试进行了分析。
　　关键词：城市污水；处理工艺；调试
　　前言：
　　由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程，因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制，使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。目前在城市生活污水处理研究和应用领域，普遍采用传统的活性污泥法，往往基建费、运行费高，能耗大，管理复杂，易出现污泥膨胀现象；设备不能满足高效低耗的要求。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境，我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理，减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术，加快污水处理建设，为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。
　　一、城市污水处理现状
　　目前我国城市污水处理的面临着重要的考验，现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染，加大了城市生活用水处理的费用，加剧了我国城市废水污染程度。
　　1.污水处理设备落后
　　我国的污水处理厂绝大部分是一、二级污水处理。污水设备存在着效率低、能耗高、维修率高、自动化程度低等缺点。据清华大学紫光顾问公司调查，目前我国现存污水处理的设别运行状况是1／3运行正常、1／3不正常、113处于停止状态。这使污水处理厂的运转率只能达到50％。另外，我国污水处理技术虽然在吸收消化国外技术的同时也发展了自己的技术，但这些技术在不同程度上存在着基建造价和运行成本较高、处理效率有待提高等问题。这严重影响我国污水处理的水平。
　　3.污水处理厂建设和运行资金短缺
　　根据统计资料表明，我国2000年需增加1518万吨的日处理能力，约需投资304亿元。到2010年还要增加6722万吨的日处理能力，约需资金1344亿元。短时间内要筹集这么多资金，资金不足也就十分突出了。由于污水处理厂建设和运行资金短缺，致使一大批规划中的污水处理厂迟迟不能上马，预期的环境目标无法实现。
　　二、城市污水处理技术
　　随着城市经济的发展和污水净化率的提高，城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理，以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展，已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。这要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善，同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题，且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。
　　1.生物膜法
　　在污水生物处理的发展和应用中，活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物，主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧化一般直接来自大气。生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水，采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘，生物滤池在我国南方更为适用。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善，与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少、便于运行管理等优点，在处理中极具竞争力。
　　2.氧化法
　　氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水预处理方法之一。根据氧化剂的种类及反应器的类型，氧化法可分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法，光催化氧化法、超临界氧化法等。化学氧化法虽然操作简单，但由于其处理效果并非十分理想，而且由于其运行成本较高，因此，在城市生活污水处理应用中使用并不很多。为了达到提高处理效果，同时降低运行成本的目的，人们开发了一些其他的氧化技术。光催化氧化法设备简单、运行条件温和、氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底，因此，在水的深度处理及对难生物降解的有机废水的处理具有极好的应用前景，目前已成为国内外非常活跃的研究课题，有专家预测，氧化法将成为21世纪废水处理中重要的方法之一。
　　3.粉末活性炭吸附技术
　　粉末活性炭在污水处理中的使用已有70年左右的历史。自从美国首次使用粉末活性炭去除氯酚产生的嗅味以后，活性炭成为给水处理中去除色、嗅、味和有机物的有效方法之一。国外对粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明：粉末活性炭对三氯苯酚、二氯苯酚、农药中所含有机物，三卤甲烷及前体物以及消毒副产物三氯醋酸、二氯醋酸和二卤乙腈等等均有很好的吸附效果，对色、嗅、味的去除效果已得到公认。可用于提高污水处理厂出水水质。
　　4.曝气生物滤池法
　　该工艺是一种淹没式上向流生物滤池，其滤料为比重小于1的球形颗粒并漂浮在水中。通过硝化和反硝化作用净化水质，其处理能力大大高于活性污泥法，并能达到很高的排放水质标准。
　　三、城市污水调试
　　1.污水目的及内容
　　工艺调试是污水厂投产前的一项重要工作，不少污水厂建成后没有进行工艺调试，这就产生了要么运行不起来，要么运行起来水质达不到设计要求，运行成本偏高等现象。所以污水处理厂调试有着重要的作用，其目的是选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物；确定符合实际进水水质水量的工艺控制参数，在确保出水水质达标的前提下，尽可能降低能耗。调试的主要内容是带负荷试车，解决影响连续运行的各种问题，为下一步工作打好基础；其次活性污泥培养，主要是积累处理所需微生物的量。
　　2.、调试方法
　　2.1带负荷试车
　　开启水处理设施、管道中所有阀门和闸阀，启动进水泵送水，根据各构筑物进水情况，沿工艺流程适时启动其他设备。在此过程中应做好以下几方面工作：
　　（1）检查进线总电流是否符合要求，变配电设备工作是否正常，各种设备工作情况是否正常以及能否满足设计要求，仪器仪表工作是否正常，自控系统能否满足设计要求。
　　（2）用容积法校核进出水、回流以及剩余污泥流量计计量是否准确，校核各种仪表，检测进水水质，测量流速，测量并记录设备的电压、电流、功率和转速。
　　（3）及时解决试车过程中发现的问题。
　　（4）编制设备操作规程。
　　2.2活性污泥培养
　　活性污泥培养的实质就是在一段时间内，通过一定的手段，使处理系统中产生并积累一定量的微生物，其培养方式主要有连续式和间歇式。
　　（1）连续式培养：连续式培养是指在连续进水、连续出水的情况下进行的活性污泥培养方式。选择该种培养方式的条件是要有足够的进水，即日进水量至少可以满足一台进水泵24小时的水量，连续式培养的优点是培养时间短，微生物所需驯化时间短。其具体操作方法是根据来水量的大小确定进水泵开机台数和生物池开启组数，格栅机、沉砂池、二沉池全开，开启外回流泵(若有内回流泵，选择不开)，回流量控制在大于100％，曝气区溶解氧大于2mg/L，生物池流速平均不小于0.3m/s，绝对流速不小于O.2m/s，连续运行。在此过程中，每天做好各项水质指标和控制参数的测定。当sv％达到10％以上时，活性污泥培养即告成功，此时的出水BOD5、SS、COD等指标一般可达到设计要求。
　　（2）间歇式培养：间歇式培养是按进水、曝气、沉淀、撇除上清液等四个阶段往复循环的培养方式，是在进水量小不能满足连续运行的一种培养方式。其特点是微生物积累周期长，驯化时间长，操作工作量大。其具体操作方法是同时开启进水泵、格栅机、沉砂池，待生物池充满水后开始曝气，同时停止进水，定时测量生物池，当COD、SS明显小于进水时停止曝气，沉淀2小时后再进水，同时撇除上清液。在此过程中的水质指标和控制参数的测定及完成的标志同连续式培养。
　　2.3活性污泥驯化
　　驯化的目的是选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物，对于有脱氮除磷功能的处理工艺，通过驯化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成为优势菌群。具体做法是首先保持工艺的正常运转，然后，严格控制工艺控制参数，DO在厌氧池控制在0.1mg/L以下，在缺氧池控制在0.5mg/L以下，在好氧池控制在2—3mg/L，好氧池曝气时间不小于5小时，外回流比50％～100％，内回流比200％一300％，并且，每天排除日产泥量30％一50％的剩余污泥。在此过程中，每天测试进出水水质指标，直到出水各指标达到设计要求。
　　2.4工艺控制参数的确定
　　设计中的工艺控制参数是在预测的水量、水质条件下确定的，而实际投入运行时的污水厂其水量水质往往与设计有较大的差异，因此，必须根据实际水量水质情况来来确定合适的工艺控制参数，以保证运行的正常进行和使出水水质达标的的同时尽可能降低能耗。
　　（1）工艺参数内容：
　　需确定的重要工艺参数有进水泵房的控制水位、沉砂池排砂周期、生物池溶解氧DO及氧化还原电位ORP、污泥回流比R、污泥浓度MLVSS，污泥沉降比SV％、污泥指数SVI、污泥龄SRT、剩余污泥排放周期及日排放量、二沉池泥面高度等，其中影响能耗大小的主要因素是进水水位的高低和污泥浓度MLVSS的大小，影响脱氮除磷效果的主要因素是溶解氧DO和污泥龄SRT。
　　（2）确定方法：
　　进水泵房水位在保证进水系统不溢流的前提下尽可能控制在高水位运行。用每天排除大海量的体积与集砂容积对比来确定排砂周期，排砂量体积小于集砂容积。生物池DO及ORP根据厌氧池放磷情况、缺氧池反硝化情况、好氧池吸磷和硝化情况来确定，一般情况下厌氧池的DO小于0.1mg/L，缺氧池的DO小于0.5mg/L，好氧池的DO控制在2—3m之间，厌氧池ORP小
　　于一250mv，缺氧池ORP在一10Omv左右，好氧池ORP大于40mv。回流比R的大小应根据污泥在二沉池的停留时间和磷的释放来确定，一般情况下80％左右较合适。污泥浓度MLVSS通过污泥负荷来确定，脱氮除磷工艺的污泥负荷一般在0.12kgBOD5/(kgMLVSS*d)左右较合适。污泥龄SRT要考虑设计水质的要求，对脱氮除磷工艺而言，其一般控制在8～15天左右。
　　四、结束语
　　总之，城市污水处理工艺选择的水质因素进水水质水量特性和出水水质标准的确定是城市污水处理工艺选择的关键环节，也是我国当前城市污水处理工程设计中存在的薄弱环节。
　　工艺调试是关系到污水处理厂能否正常运行及效益能否充分发挥的重要工作，它有技术性强、难度高等特点，需要具备污水处理知识和长期运行经验的专业人员或专业机构来实施，保证调试工作的有效开展。
　　参考文献：
　　[1]佘丹，城市污水处理厂工艺调试方法初探[J]科技与生活，2010，7
　　[2]张患成，对小型城市污水处理厂建设的几点思考[J]现代农业，2009，8