污水处理厂设计研究论文

目前，常用于我国城市污水处理的方式为集中污水处理系统和传统的三格式化粪池。其它的处理构筑物也都是大同小异的，主要的流程不外乎如此：污水收集设施［包括污水管道、雨水管道、工厂排放水管道等］-->污水提升泵站-->格栅拦截-->沉砂池-->初沉池-->曝气池、厌氧池等核心处理工艺流程-->二次沉淀池-->排水管道或渠排入水体[①]其中核心处理流程可分为一级处理和二级及以上的深度处理。深度处理流程主要有好氧处理流程、厌氧处理流程及两者相结合的处理方法。目前，好氧处理方法有SBR工艺、UASB工艺、氧化沟、氧化塘等工艺，在曝气池里充入空气或氧气，让好氧细菌除去污水中的有机物杂质；厌氧处理流程主要有厌氧流化床、两相厌氧发酵、厌氧滤池等利用厌氧菌进行厌氧发酵的方法除去污水中的有机物的；另外常用的还有像A20及其变种的工艺流程都是好氧处理和厌氧处理相结合的处理流程，其处理效果往往比单一的处理方式好得多。深度处理构筑物不外乎以下几种：曝气池、厌氧池、氧化塘、厌氧反应器及特殊的除磷脱氮设备，或者是它们的变种工艺，但是处理原理都是大同小异的。随着人们对环境污染越来越严重这一状况的认识和对加强环境保护意识的加强，现在大多数城市都纷纷建设了污水处理厂，处理流程也由简单的一级处理升级为二级或更深度的处理。但是对于大中型城市来说，普启遍还是采用集中处理的方式。一个污水处理厂处理的污水面积都很大，这就需要用提升泵站将远处的污水提升到污水处理厂进行集中处理，这些污水提升泵站不仅要保障所有污水都要提升到污水处理厂，还要适应污水量变化的要求，一般其流量都是很大的，输送的路程也很远，再者污水管道一般都埋设较深，泵站需要有很高扬程，电耗十分可观。电费是污水提升泵站的主根能耗，输送路程越远，电价越高，像武汉的龙王嘴污水处理厂就设有五个污水提升泵站，将附近很大面积的污水汇集起来，其流量还是不大，目前正在扩建的工程处理流量也才15万吨城市污水处理出水的再生利用在我国，花费大量投资建设了城市污水处理厂，但经过处理后的再生水并没有得到充分利用，在城市污水处理决策中应充分考虑污水的再生利用。发展再生水在农业灌溉、绿地浇灌、城市杂用、生态恢复和工业冷却等方面的利用。城市污水再生利用，应根据用户需求和用途，合理确定用水的水量和水质。污水再生利用，可选用混凝、过滤、消毒或自然净化等深度处理技术。因此，缺水城市和水环境污染严重的地区，在规划建设远距离调水之前应积极实施城市污水再生利用工程，同时做好非投资性或低投资性的节水减污工作。城市污水再生利用规划建设要依照客观需要和实际可能的原则，按照远期规划确定最终规模，以现状水量及用水需求为主要依据确定实施规模。城市污水再生利用技术选择与工程实施要考虑国情、实际条件和用户需求，城市污水再生利用规模、处理程度、处理流程、输水方式、再生水质、使用用途的选择上，既要满足要求，又要经济合理。目前城市污水再生利用应着重于农业灌溉、市政杂用、景观水体、生活杂用、工业冷却、生态环境和补充地表水。但是，城市污水再生过程和再生水的使用应确保公众和操作人员的健康安全，以及周边的环境安全，尤其要有效地控制病原菌的污染和传播。再生水使用应满足国家和地方有关污水再生利用的水质标准和规定，处理工艺的选择，尤其是工艺的可靠性和安全性的保障，应经过严格的专家论证、评估和主管部门的批准。在污水处理流程中，各个污水处理构筑物的节能途径很多，下面就污水处理流程中各个构筑物的节能方法。污水提升泵站节能途径。将现有的集中式污水处理改成分散式处理，并充分利用一级处理后的中水，可以减小城市污水处理厂的压力，更可以大大减少深度处理所需的费用。同时污水提升泵站的水量也会适当减少，甚至可以取消，全部采用分散处理模式。污水处理厂只负责处理工厂附近、污水量大的用户排放的污水。格栅的节能途径。尽量将污水处理设备安装在地势较低的地方，可以减小提升泵的功率。污水经过格栅的时候可以凭借其较快的流速通过栅条，必要时再用提升泵将污水提升至沉淀池。曝气设施的节能途径[③]。不管是好氧处理还是厌氧处理设施，其能耗都是非常大的。因为我们必须要用电力设备将空气充入到污水中，但是我们可以采用多层好氧过滤的方式减小这一能耗开支。好氧过滤的各个滤层的厚度的材料都是不相同的，实现的过滤效果也大相径庭。好氧过滤具体的方法是：污水经过格栅拦截之后，即可以直接进入第一层好氧过滤层，第一层好氧过滤层的孔隙是很大的，一般用粗大的砂石铺垫，主要去除污水中大的悬浮物并通过水流在砂石中紊动的流动将空气中的氧气混入污水中。然后污水进入第二层好氧过滤层，这一层的砂石粒径相对较小，污水在这一层的停留时间相对较长，主要是好氧微生物对有机物的氧化过程，在这一好氧滤层里，很容易生成生物膜，类似于生物膜的处理。如果污水的有机物的含量不是很高的话，处理水已经基本达到了排放的标准了，也可以将处理后的水收集起来作中水使用。如果污水的有机物含量很高的话，可以让污水继续进行下一层的好氧过滤，滤层的孔隙也将更小，处理时间更长，效果也更好。在这一层中，由于污水的停留时间较长，对污水中的N和P也有较好的去除效果。进行好氧过滤处理的排放水已经可以达到排放的要求，没有必要设置二次沉淀池进行泥水分离。这种处理流程适用于建设在河湖的旁边，有利用处理水的就近排放，而且可以不用清水管道或管渠即可。

浅析中小城市污水处理厂设计中应注意的几个问题论文

1 前言

工业的发展推动人民生活水平进一步提高，但同时也造成严重的环境污染，其中水体污染是环境污染的主要因素之一，世界各国对此高度重视，因而治理水污染成为环境保护重要的课题之一。为了更好的保护水环境，我国把城市给排水作为基本的建设项目给予大力支持，并制定了污水治理目标，从2000 年的处理率为25% 到2010 年我国的城市污水处理率达到了40%，在治理水污染方面已初见成效。同时要求各中小城市都要建设污水处理厂，在“十五”期间，我国对城市污水处理投资达到1200 亿元，其中中小城市的占有较大的比重。为取得更好的投资效益，根据中小城市的污水排放现状与城市建设特点，对如何改革污水处理设计工艺提出建议，以推动我国中小城市的可持续发展。

2 中小城市污水处理工艺设计应注意的问题分析

在中小城市污水处理设计的过程中，要充分考虑处理厂的数量、设计水量与水质以及明确处理标准等各种因素。

2. 1 确定数量

根据城市规模应布局几个污水处理厂，通常大、中、小城市都会建设大型集中型的污水处理厂，有利于减少建设与运行费用。

( 1) 厂址的选择与规划; 根据城市的发展规划，污水处理厂通常设在城市河流的下游地区，厂址远离城区，这样导致收集管网长度过长，配套太难，处理系统得不到合理的利用; ( 2) 发展趋势; 城市的发展对环境的要求逐渐提高，在别墅区以及一些普通小区都会兴建污水处理系统，这样一来，推动了污水处理厂的发展趋向小型化、分散化; ( 3) 整体规划; 由于水资源的污染，对再生水的利用率越来越高，集中水污染处理与再生水系统的投资大，操作起来相当困难。因此，在污水处理的过程中，污水厂的建设把集中与分散有效的结合在一起，污水的处理与再利用结合在一起，对污水处理厂进行布局，还要充分考虑对现有的管道系统、再生水回用系统、城市发展与规划等各种因素结合在一起，污水处理厂的布局根据要城市的需要进行合理布局。

2. 2 确定好水量和水质的参数及处理的标准

在污水处理设计的过程中，要对污水的水质与水量进行分析论证，这直接关系到污水处理厂的投资建设和运行费用。

( 1) 水量设计; 设计污水的水量应根据城市人口、城市经济发展与水平及城市的排水制度、工业废水的排放量、污水管道系统的建设程度、污水处理的规划年限等，把这些因素进行综合分析之后，才能对污水处理厂的规模进行确定。

( 2) 水质设计; 污水的水质，这与城市的性质、经济发展的水平、工业水的性质、其他污染源及排水制度有关。因此，在对污水厂污水处理设计的过程中，要充分考虑污水浓度变化对实际运行造成的影响，参照同类城市污水处理变化的周期，对污水处理进行合理的分期，为了预防不可预测的因素，污水处理厂的建设也要进行分级建设，留出一定的余地，要充分考虑投资的合理性。

( 3) 污水处理的标准; 我国对污水处理有明确的规定，污水处理厂的出水水质应与水体环境、上下游水的用途及自净能力等使排出的水符合国家相关标准。在确定污水厂出水标准时，要根据城市的实际情况进行具体分析，要充分考虑其建设、环境、经济以及发展等各种要素。通常来说对于经济发达城市，其城市建设快，对环境保护及水体要求较高，把水体标准作为污水处理后出水标准之依据来制定出水标准。

3 中小城市污水处理厂设计改进措施

从以上的分析可以看出，中小城市污水的水量、处理标准都很好确定，然而在实践过程中却存在很大的差异，究其原因，是我们在设计的过程中只根据理论知识和借鉴同等城市的经验，未能与实践相结合，缺乏对城市建设规划和管理之间的关联性的认识，缺乏对未来发展的认识，要建设具有系统性、科学性与合理性的污水处理厂，不但要遵循城市发展规划、水环境的保护要求以外，还要从以下几点进行改进。

3. 1 设计前的调查研究

在建设中小城市污水处理厂之前，要对该城市进行充分的调查、研究，搜集有用的资料，特别是对城市未来的发展与城市规划存在的矛盾。充分了解污水处理厂建设的配套排水体系及管网分布情况，了解城市功能以及排放水体的污染现状，才能确保处理厂的规划、设计具有合理性与适用性，不偏离城市未来的发展方向。

3. 2 污水处理厂的建设设计要分级进行，要在总体规划上留有余地在中小城市污水处理厂的.建设设计中，要具有科学性、合理性与发展性。随着城乡一体化发展的加快，我国城市的发展与建设突飞猛进，而在这一过程中，城市的规划与环境的保护跟不上城市发展之需要。随着经济水平的不断提高，人民对生活质量的要求越来越高，更加注重环境的保护，对水污染的治理提出更高的要求。因而，污水处理厂在建设设计的过程中，要分级、分段进行，根据城市发展的不同阶段来扩大处理规模和提高处理标准，在设计的过程中，要留充分的余地，方便今后的扩展。同时，分期建设不能过于简单化，不仅要考虑建设上的分期，还要对处理分期进行考虑。结合城市发展的实际情况，对不同时期的排放水量及水质进行综合分析，在前期出现的问题，在分期建设的过程中进行改善，使之污水处理系统更具合理性。

3. 3 污水处理厂的布局设计与方案要具灵活性根据污水的排放量与处理要求进行设计。首先可运用增加超越管，也就是污水在一定的条件下可以超越部分处理构筑物。也就是说，当污水的进水量小，污染程度低的时候，污水可直接流入曝气池中，越过初沉池，也可以经过初沉池之后直接排放，这样一来，不仅能达排放标准，还有效的减少运行费用。其次，灵活设计曝气池。在曝气池设计的过程中，可从推流、除磷、多点进水、脱氮以及完全混合等多种模式运行，进而增强处理系统的灵活性和处理能力。

3. 4 沉砂池与沉淀池的设计。

( 1) 沉砂池; 沉砂池的主要作用是把较大的无机颗粒从废水中分离出来，沉砂池一般都设计在沉淀池以及泵站之前，能有效的保护管道与机件，缓解沉淀池的负荷，同时也能使有机颗粒与无机颗粒相分离，方便分别处理。沉砂池的设计可根据水流方向进行分类，分为平流式和竖流式两种。其中平流式的分离效果更好，通常都采用这种模式，然而到了21 世纪，沉砂池逐步被曝气沉砂池所取代。曝气沉砂池的设计主要是在一侧通入穿气，这样一来，污水池的水就会旋转式的前流，进而产生横向恒速环流。其优点在于，通过对曝气量的控制，可对污水的旋流速度进行控制，除砂效果更具稳定性。不受流量变化的影响，还能对污水起到预曝气的作用。这种曝气作用使有机颗粒处于一种悬浮状态，通过砂粒间的摩擦能除去附着的有机物，便于提取出纯净的砂粒，同时还能改变废水的水质，使后续处理变得更加容易。

( 2) 沉淀池; 沉淀池的主要作用是根据重力沉降原理除去污水中的固体悬浮颗粒。沉淀池又可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池及幅流式沉淀池三种。根据处理的先后顺序又可分为初沉池与二沉池。初沉池主要对污水中的BOD 颗粒型物质和水中SS 进行去除，能有效减少生物处理单元的负荷。二沉池主要是进行水、泥分离，确保处理水能达标排放，同时还能浓缩污，确保向曝气池提供加流污泥等功能。

4 结语

总之，中小城市污水处理厂的设计要将理论与实践相结合，根据城市的经济条件、建设条件，确保污水工厂建设的合理性、科学性与前瞻性，同时还要确保工程的实适性与可操作性。污水处理工艺也要不断创新，才能实现城市与环境保护的同步发展。