【摘要】本次研究主要分析國(guó)內(nèi)城市污水處理情況以及城市污水處理工藝決策方案。收集以及整理我國(guó)相關(guān)城市的污水處理廠情況，對(duì)其處理的規(guī)模、處理的工藝、進(jìn)出水的水質(zhì)等資料進(jìn)行有效的分析。通過(guò)不同工藝相似水質(zhì)污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)以及出水水質(zhì)的分析，對(duì)不同處理工藝的處理效果進(jìn)行分析比較。在分析相同處理規(guī)模以及進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討了不同工藝、相同規(guī)模的污水處理廠所展現(xiàn)出來(lái)的經(jīng)濟(jì)性以及有效性。

　　【關(guān)鍵字】城市污水處理工藝;水質(zhì);提升效果究

　　一、前言

　　隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了驕人的成績(jī)。但是在其發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的資源問(wèn)題，其中水資源成為代表性的資源問(wèn)題。首先，水資源逐漸短缺;其次是大量工業(yè)廢水排入水體，同時(shí)大量的生活污水排入水體，造成非常嚴(yán)重的污染。根據(jù)中國(guó)環(huán)境質(zhì)量公報(bào)分析得到：長(zhǎng)江、淮河、松花江、珠江、海河以及遼河七大水系總體污染程度為輕度。五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)以及氨氮等影響是水體的主要污染指標(biāo)，也就是說(shuō)，有機(jī)污染物為主。黃河總體污染程度為中度，中度污染的主要污染類型是石油類、氨氮以及五日生化需氧量等，黃河支流總體污染程度為重度。隨著我國(guó)水污染形勢(shì)的逐漸嚴(yán)峻，水污染治理工作被賦予了全新的要求以及標(biāo)準(zhǔn)。其中，城市污水問(wèn)題迫切得到有效的解決以及再利用。城市污水指的是納入城市污水收集系統(tǒng)的混合污水，主要混合了工業(yè)廢水以及生活污水等。城市人口非常密集，其中，工業(yè)、人口、能源以及物流是城市密集的主要表現(xiàn)。隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，城市排放的生活污水、工業(yè)廢水以及其他污染物呈現(xiàn)一個(gè)逐漸上漲的趨勢(shì)，城市污水處理廠的建設(shè)是目前城市水污染控制非常有效的方法。

　　二、城市污水處理廠工藝比較對(duì)水質(zhì)提升效果的比較(以包頭市為例)

　　(一)包頭市目前構(gòu)建的城市污水處理廠工藝情況

　　選擇城市污水處理廠設(shè)計(jì)階段處理工藝需要有效的考慮以下幾個(gè)方面的因素：

　　首先是城市污水的水質(zhì)以及排放的標(biāo)準(zhǔn);

　　其次是城市用地的實(shí)際條件;

　　再次是城市當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)行水平、管理水平、管理經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)業(yè)主的意見(jiàn);

　　最后是城市污泥處理方案。

　　因?yàn)榘^市中五座城市污水處理廠設(shè)計(jì)階段的進(jìn)水的水質(zhì)、排放的標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)的年代、投資的標(biāo)準(zhǔn)是不一致的，所以，各個(gè)城市污水處理廠工藝選擇也不一致。

　　1、城市污水處理廠二級(jí)處理工藝分析

　　1.1城市污水處理廠傳統(tǒng)活性污泥法工藝分析

　　城市污水處理廠傳統(tǒng)活性污泥法工藝一般是東河?xùn)|、東河西及北郊三座城市用來(lái)處理污水的工藝。上述城市的城市污水處理廠均在2005年之前開(kāi)始投入運(yùn)營(yíng)，出水排放標(biāo)準(zhǔn)都是《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[1]。傳統(tǒng)活性污泥法的發(fā)展歷史最長(zhǎng)的一種污水處理工藝，同時(shí)也是一種被廣泛使用的污水處理工藝類型。傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程中最重要的一個(gè)部分是曝氣池。曝氣池污泥濃度一般會(huì)控制在每升2g～4g濃度。當(dāng)廢水濃度非常高的時(shí)候就需要使用較高數(shù)值。在使用較高數(shù)值的時(shí)候，曝氣池的鼓風(fēng)機(jī)曝氣量也會(huì)一定程度的提升，池內(nèi)溶解氧維持在每升2mg左右即可。傳統(tǒng)活性污泥法工藝非常合適二級(jí)處理，詳細(xì)的二級(jí)處理工藝流程圖如下圖一所示：

　　泵上清液

　　圖一 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖

　　縱向混合的推流形式是曝氣池中的水流形式。在曝氣池的前端，廢水會(huì)跟活性污泥接觸，其有機(jī)物濃度的非常高，這表明供給活性污泥微生物生活下來(lái)的食物非常的豐富，因此，微生物呈現(xiàn)一個(gè)持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)[2]。不斷推進(jìn)活性污泥，直至曝氣池末端，城市廢水中有機(jī)物就會(huì)被大量的消耗，甚至消耗完畢，微生物則發(fā)展至內(nèi)源呼吸的階段，作用于最終剩余污泥的減量。污泥會(huì)處在一個(gè)饑餓狀態(tài)，往曝氣池回流，可以有效的吸附有機(jī)物以及氧化有機(jī)物。因此該工藝方法具有非常顯著的BOD以及懸浮物去除率，可以達(dá)到92.5%左右。

　　1.2水解酸化+兩級(jí)上流生物濾池工藝

　　包頭市還有一部分城市使用水解酸化+兩級(jí)上流生物濾池工藝進(jìn)行污水處理，水解酸化+兩級(jí)上流生物濾池工藝的總投資額為10150萬(wàn)元，在2009年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，水解酸化十二級(jí)上流生物濾池工藝具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，那就是：耐沖擊、脫氮、出水穩(wěn)定等。詳細(xì)二級(jí)處理工藝流程圖圖二所示：

　　反沖洗水出水 上清液

　　反沖洗

　　反沖洗

　　圖二 水解酸化+兩級(jí)上流生物濾池工藝流程圖

　　2、深度處理工藝分析

　　2.1混凝沉淀+BAF+氯消毒工藝分析

　　混凝沉淀+BAF+氯消毒工藝流程圖如圖三所示，從圖中可以看出， 投加PAC以及投加PAN，使用管道混合器將其混合后，使用二級(jí)處理工藝將水中含有的懸浮雜質(zhì)濾除，與此同時(shí)還可以有效的濾除蛋白質(zhì)負(fù)電荷的親水膠體絮凝等，最后通過(guò)高效沉淀池完成絮體的沉淀，實(shí)現(xiàn)固液的影響分離[3]。BAF進(jìn)入出水之后，就經(jīng)過(guò)生物氧化以及過(guò)濾進(jìn)行有效的截流，之后將廢水中殘留的可溶性有機(jī)物去除掉，不僅如此還可以去除無(wú)機(jī)物。最后添加氯對(duì)水進(jìn)行消毒，可以有效的實(shí)現(xiàn)殺菌效果、脫色效果以及除異味效果。

　　圖三 混凝沉淀+BAF+氯消毒工藝流程圖

　　2.2過(guò)濾+紫外消毒工藝分析

　　過(guò)濾+紫外消毒工藝流程圖如圖四所示，由圖中可以看出，因?yàn)樵撐鬯幚韽S二級(jí)處理工藝中存在兩級(jí)上流生物濾池作用，已經(jīng)一定程度的去掉了二級(jí)處理出水中的較大的懸浮物以及較大的膠體，V型過(guò)濾是深度處理的方法[4]。對(duì)于水質(zhì)消毒，我們可以使用紫外消毒，該方法具有非常顯著的效果，并且不存在二次污染的情況。

　　圖四 過(guò)濾+紫外消毒工藝流程圖

　　(二)包頭市目前城市的污水處理廠工藝比較情況分析 　　1、不同污水處理工藝水質(zhì)處理效果

　　A城市使用傳統(tǒng)活性污泥法工藝;B城市使用水解酸化+兩級(jí)上流生物濾池工藝。分析A、B兩城市的水質(zhì)處理效果得到如下表格所示：

　　表一 A、B兩城市的水質(zhì)處理效果

　　城市名稱 CODCr BOD5 TN NH4+N TP B/C 工業(yè)廢水含量

　　A城市 524.03 155.01 71.98 68.88 4.67 0.31 30%

　　B城市 203.24 58.86 56.82 46.57 3.29 0.28 60%

　　上述A、B兩城市污水處理廠進(jìn)水是一致的，均為生活污水跟工業(yè)廢水混合出來(lái)的廢水，兩個(gè)城市的B/C值均<0.3(可生化處理判斷值)。兩座城市污水處理廠的TN值、NH4+N值以及TP值均非常的接近。分析兩城市的進(jìn)水水質(zhì)以及出水水質(zhì)，對(duì)二級(jí)處理工藝具有非常顯著的代表效果。

　　C城市則使用混凝沉淀+BAF+氯消毒工藝，D城市使用過(guò)濾+紫外消毒工藝。分析C、D兩城市的水質(zhì)處理效果得到如下表格所示：

　　表二 C、D兩城市的水質(zhì)處理效果

　　城市名稱 CODCr BOD5 TN NH4+N TP

　　C城市 25.03 7.95 41.06 33.71 2.60

　　D城市 47.44 7.83 14.48 4.72 0.40

　　2、不同污水處理工藝的碳源去除效果比較

　　B、C城市污水處理廠的CODCr去除率為76.86%左右，BOD5去除率為86.77%左右，所以其碳源去除效果不顯著[5]。A、D城市污水處理廠的CODCr去除率為82.57%左右，BOD5去除率為92.14%左右，明顯高于B、C城市。

　　上述各兩種生物法處理工藝均實(shí)現(xiàn)了超過(guò)75.00%的碳源去除率，水解酸化+兩段上流生物濾池。歸其原由得到，二級(jí)上流生物濾池工藝，具有非常有效的污泥沉降性，同時(shí)可以有效的避免污泥出現(xiàn)膨脹等。但是，如果是COD―SS較高的廢水的處理就需要按照實(shí)際條件進(jìn)行使用，如果沒(méi)有按照實(shí)際情況使用就會(huì)導(dǎo)致濾池短時(shí)間達(dá)到設(shè)計(jì)水頭損失，出現(xiàn)堵塞情況，反沖洗頻繁出現(xiàn)等，嚴(yán)重甚至?xí)?dǎo)致濾池中的硝化效果受到影響。

　　三、總結(jié)

　　上述研究主要以包頭市A、B、C、D四座城市的污水處理廠處理工藝進(jìn)行分析研究，比較分析不同工藝相似水質(zhì)的不同處理效果，分析比較出處理、經(jīng)濟(jì)效益的處理工藝類型[6]。

　　上述A、B、C、D四座城市的污水處理廠處理工藝一般由兩種二級(jí)處理工藝跟兩種深度處理工藝構(gòu)成。二級(jí)處理工藝類型主要有以下兩種：一種是傳統(tǒng)活性污泥工藝，還有一種是水解酸化+二級(jí)上流生物濾池工藝;深度處理工藝主要有以下兩種：一種是混沉+BAF+氯消毒工藝、還有一種是過(guò)濾+紫外消毒工藝。其中使用混凝沉淀+BAF+氯消毒工藝的城市以及使用水解酸化+兩級(jí)上流生物濾池工藝的城市其處理廠為[7]。

　　就目前的污水處理廠---以包頭市為例，除了2009年，投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的城市污水處理廠外，其他的都存在水質(zhì)處理滿足不了實(shí)際需要的現(xiàn)象。其中，氮指標(biāo)以及磷指標(biāo)超標(biāo)的情況明顯。如果把包頭市城市污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)提升一個(gè)等級(jí)的話，也就是說(shuō)從《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)B標(biāo)上升到一級(jí)A標(biāo)，那么目前存在的處理工藝就會(huì)受到限制，難以有效的完成自己的責(zé)任，所以我們需要進(jìn)行一步工藝指標(biāo)，嚴(yán)格按照實(shí)際需要選取、的污水處理工藝。

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