城市污水处理厂的处理工艺选择 2页

·558·研究与探讨城市污水处理厂的处理工艺选择蒋玮（博天环境工程（北京）有限公司，北京100082）摘要：城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优选确定。本文就是针对城市污水处理厂的处理工艺选择进行探讨。关键词：城市污水处理厂；处理工艺；选择；原则；方法；比较中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1674-3024（2012）12-0558-02前言7生物滤池75%～85%降低较小大一般8生物接触氧化90%～95%一般较小一般较高水是人类赖以生存的必需品，同时也是有限的资源。在一个完整的大自然水循环体系中，大气中的水分2污水处理工艺的选择原则变成雨雪降到地表，小部分蒸发或渗入地下，而大部分流城市污水处理厂工艺选择的主要原则是满足要求、因入江河湖泊，而后再慢慢返回大气中。由于人类的生产、地制宜、技术先进合理、稳定性高、经济节能、易于管理。生活活动，水资源被污染，污水只有经过处理净化才能重2.1满足处理效果要求新回到大自然水循环中，得以重新利用。因此，建设城市城市污水处理厂的工艺方案应确保高效稳定的处理污水处理厂是水污染控制和水资源回收利用的必然趋势，效果，出水应达到国家或地方规定的水污染物排放控制或是可持续发展要求的必然结果。而城市污水处理厂工艺的再生利用的指标要求。这一指标要综合考虑我国的实际国选择，直接关系到建设及运行费用的多少、处理效果的好情和当前工艺的发展水平，同时应该充分考虑脱氮除磷效坏、占地面积的大小、管理上的方便与否等关键问题。因果，这对保护水环境有重要作用。对城市污水处理设施出此，在进行污水处理厂设计时，必须做好工艺方案的比水水质有特殊要求的，需进行深度处理。这是污水处理最较，以确定最佳方案。重要的目标，也是污水处理厂产品的基本质量要求。而排1常用污水处理工艺放标准的确定主要取决于处理出水的最终处置或利用方城市污水的处理方法主要有物理法、化学法和生物式，如果排入水体，则取决于接纳水体的功能质量要求和法，而城市污水的主要污染物为有机物，因此国内的城市水体的环境容量；如果回收再用，则取决于再生水用户对污水处理工艺大多采用生物处理法。由于物理法和化学法水质的基本要求。的去除率不高，出水很难达到国家的污水排放标准，因此2.2处理规模与工艺标准要因地制宜仅用于局部的污水处理或对出水水质要求不高的地方，也城市污水处理厂工艺方案的确定必须充分考虑当地常作为生物处理法的预处理。各个地区、各个城市的具体的社会经济和资源环境条件，结合当地条件和特点有所侧情况不同、需求不同，选择的工艺也有所不同。重，尤其是排放与利用的相结合、不同处理工艺的组合。我国常用的城市污水处理工艺主要有传统活性污要根据当地财力情况，充分考虑处理工艺的分期、分级实2泥法及其改进型的A/O法和A/O法、序批式活性污泥法施，确定污水处理厂的实际设计规模。应按照远期规划确（SBR法）、循环式活性污泥法（CASS工艺）、AB法、定最终规模，以现状水量为主要依据确定近期规模。氧化沟法、生物膜法、生物接触氧化法等，每种处理工艺2.3技术先进合理，稳定性要高方法均有其各自的特点及适应范围。大规模污水处理厂宜应正确对待污水处理技术先进性和合理性的相互关选用传统活性污泥法及其改进型，原因如下：①去除有机系。一方面，应当重视污水处理工艺所具备的技术指标的物或N、P效率高；②工艺流程中设有初沉池；③厌氧、先进性，同时又必须适合中国的国情和工程要求。城市污缺氧、好氧功能分区明确；④污泥采用中温厌氧消化；⑤水处理工程是一个区域性的工程，是城市基础设施工程，处理规模超过一定量后，基建费可降低。中、小规模污水具有规模大、投资高、影响大等特点，且是百年大计，必3处理厂，特别是当规模≤10万m/d时，宜选用氧化沟法及须保证百分之百的成功。城市污水处理工艺的选择更注重其改进型和SBR法及其改进型，原因如下：①去除有机物技术的成熟性和可靠性，稳定性要高，《城市污水处理及及N、P效率高；②抗冲击负荷能力强；③不设初沉池或污染防治技术政策》中规定“对在国内首次应用的新工不设初沉池及二沉池，设施简单，省基建费，方便管理；艺，必须经过中试和生产性试验，提供可靠设计参数后再④基建费低，且规模越小，优势越明显；⑤处理设备基本进行应用”。因此，必须强调技术的合理，而不是简单要可实现国产化，设备费大幅降低。常用污水处理工艺比较求技术先进，必须把技术的风险降到最小程度。见表1。2.4经济节能，效益显著表1常用污水处理工艺比较节省工程投资与运行费用是城市污水处理厂建设与序号处理方法BOD5除去率N、P去除率占地投资能耗运行的重要前提。要合理确定处理标准，选择简捷紧凑的1常规活性污泥法90%～95%低大大高处理工艺，尽可能地减少占地，力求降低地基处理和土建2A/O、A2/O法90%～95%高大一般一般3SBR法85%～95%一般较小小降低造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行费用4CASS法90%～95%较高较小一般一般减至最低。较高的性价比同样是先进性的重要体现，把费5AB法90%～96%较高一般一般一般6氧化沟92%～98%较高较大较小低（下转第557页）\n研究与探讨·557·−1⎡a⎤−1求解的烦琐程度也不尽相同，因而所费的计算机机时也不Y=K⎥−KKY由①得111⎢11122⎣b⎦相同。一般我们都选取正交多项式，这样收敛的速度很快，⎛⎡f(x1)⎤⎞[]−1−1⎜−1⎡a⎤⎢⎥⎟可以节省机时，如选取在离散点上正交的拉格郎日多项式。代入②得Y2=K21K11K12−K22⎜K21K11⎢b⎥−⎢...⎥.⎟⎜⎣⎦⎟⎢f(x)⎥⎝⎣N−1⎦⎠（3）微分求积法在求解第三类边界条件的时候，其精代入已知条件，就可以求出插值结点值。度有些失调，误差比较大，这就需要对其进行修正，修正5微分求积法的工程应用的方法有δ法、嵌入法和广义微分求积法。微分求积法主要是用于第一类边界条件的初值边值参考文献：或初边值问题的求解，适用于结构力学问题的求解，也适[1]FungT.C.Solvinginitialvalueproblemsby用于结构元件的静力分析，包括杆和梁的平面振动、挠度differentialquadraturemethod—Part1：first–orderequations.问题、屈曲荷载和波动问题。DQ法的精度和稳定性决定InternationalJournalforNumericalMethodsinengineering，于网点的选择。一般情况下，能通过较少的计算量给出满2001（50）：1411—1427足工程要求的解，并且使不少问题能通过编程完成。另外，[2]FungT.C.Solvinginitialvalueproblemsby由于DQ法运用了多项式插值，在逼近精确解上属于最佳differentialquadraturemethod—Part2：second–andhigher–一致逼近，适用于线性非线性问题分析。orderequations.InternationalJournalforNumericalMethodsin但是，DQ法目前尚不成熟，当研究所涉及的区域是非engineering，2001（50）：1429—1454正规的（圆形、环形、矩形、平行四边形和扇形）、边界不[3]WuTY，LiuGR.Thegeneralizeddifferential[12]规则或奇异的情况下，求解问题就遇到了很大的困难。quadratureruleforinitial–valuedirrerentialequations.Journal6结语ofSoundandVibration，2000，233（2）：195—213（1）对于一个一维的结构问题，求解过程大致按以下[4]ChenC.N.Differentialquadratureelementanalysis步骤进行：我们可以首先通过其模型确定一些插值点，最usingextendeddifferentialquadrature[J].Computersand好选取不等距插值点Chebyshev-Gauss-Lobatto结点，这MathematicsApplications.2000（39）：65—79样可以提高插值的精度（选点），然后通过模型的特性和[5]蒲军平.微分求积法及其应用[J].浙江工业大学约束条件来配取插值点值（配值），最后再代入公式进行学报，2005，33（4）：429—433求值（求解）。[6]王鑫伟.微分求积法在结构力学中的应用[J].力（2）对于微分求积法，由于运用的插值多项式不同，学进展，1995，25（2）：232—240（上接第558页）氧化沟法、CASS法和水解—接触氧化法等。用减到最低，这对我国现有社会发展水平和经济发展水平3.4气候条件比较的要求显得更加重要。冰冻期长的西部寒冷地区应选用水下曝气装置，而2.5易于管理不宜采用表面曝气。生物处理设施需建在室内时，应采用城市污水处理是我国的新兴行业，专业人才相对缺占地面积小的工艺，如UNITANK等。水解池对水温变化乏。在工艺选择过程中，必须充分考虑到我国现有的运行有较好的适应性，在低水温条件下运行稳定，北方寒冷地管理水平，尽可能做到设备简单、维护方便，适当采用可区可选择水解池作为预处理，较温暖的地区可选择各种氧靠实用的自动化技术。化沟和SBR法。3污水处理工艺的选择方法3.5占地面积比较3.1技术、经济比较地价贵、用地紧张的地区可采用SBR工艺（尤其是城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、排UNITANK）。在有条件的地区可利用荒地、闲地等可利用放方式、水质要求、受纳水体的环境功能以及当地的用的条件，采用各种类型的土地处理和稳定塘等自然净化技地、气候、经济等实际情况和要求，经全面技术比较和初术，但在北方寒冷地区不宜采用。用水解池作为稳定塘的步经济比较后优选确定。方案选择比较时需要考虑的主要预处理，可以改善污水的生化性能，减小稳定塘的面积。技术经济指标包括处理单位水量投资、削减单位污染物投3.6运行费用比较资、处理单位水量成本、占地面积、运行可靠性、管理维节省运行费用的途径有降低电耗、减少污泥量、减护难易程度、总体环境效益等。定性比较时可以采用有定少操作管理人员等。运行费用较低的处理工艺有氧化沟、论的结论和经验值等，而不必进行详细计算。SBR法、水解好氧法等。3.2进水有机物负荷比较4结语进水BOD5负荷较高（如>250mg/L）或生化性能较差我国目前所采用的污水处理工艺投资和运行费用昂时，可以采用AB法或水解—生物接触氧化法、水解—SBR贵，对我国这样一个发展中国家来说是一个沉重的负担。法等，进水BOD5负荷较低时可以采用SBR法或常规活性污为此，必须结合当地的实际情况，并经过全面的技术经济泥法等。比较后，才能选出最佳的处理工艺。3.3处理级别比较参考文献：二级处理工艺可选用氧化沟法、SBR法、水解好氧[1]周雹.中、小型城市污水处理厂的优选工艺.中国给法、AB法和生物滤池法等成熟工艺技术，也可选用常规水排水，2000（10）活性污泥法；二级强化处理要求除磷脱氮，工艺流程除可[2]汪大，雷乐成.水处理新技术及工程设计[M].北2以选用A/O法、A/O法外，也可选用具有除磷脱氮效果的京化学工业出版社，2000