污水处理厂除磷方法范文

导语：如何才能写好一篇污水处理厂除磷方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：污水处理；污水处理改造；改造工艺流程

随着社会经济的提高，科学技术的不断发展，人们对于水资源的短缺、污水排放指标、环境保护等方面的意识都在不断的提高，使得一些已经投入了运营中的化工企业化工企业污水处理厂进行技术方面的改造。对其进行改造的原因一方面是由于在化工企业中以往的传统污水处理设备已经由于年久失修、设备老化，以及污水处理厂建立之初就存在着缺陷等原因，化工企业的污水处理厂都需要通过现代技术来进行改造。另外一个方面，仅仅是从污水的处理技术角度来说，由于化工企业在进行污水处理的过程中，其处理系统运作的复杂性、进水波动性、管理人员人为因素等原因，要使得化工企业污水处理厂能够长期稳定的进行污水处理工作是极为困难的，而要有效的提升污水处理厂自身的污水处理效率以及适应新的污水处理规范，化工企业的污水处理厂都需要进行技术性改造。

一、化工企业污水处理厂改造的必要性

（一）设备老化且年久失修

最近几年来，由于化工企业的污水处理厂年久失修等原因，使得很多的化工污水处理厂的中都在很大程度上存在着不同程度的老化以及损坏的现象；有些是污水处理厂中的格栅、曝气头、污水提升泵等都出现了不同程度的损坏；有些是化工企业污水处理厂中的脱水机设备等出现了老化、损坏的情况。现目前，许多出现老化的企业污水处理厂，由于损坏程度或者老化程度较为严重，使得污水处理的效率较低，都需要对其进行技术上的改进。

（二）处理能力和处理要求不匹配

很多化工企业的污水处理厂在进行初始设计的过程中，没有较为周全考虑到化工企业自身的发展速度的问题，或者说即使考虑到了并进行了一定程度的处理量预留，但是在后期受到化工企业用地问题的出现，都没有能够真正实现对化工企业处理量的预留，从而导致了化工企业污水处理厂处理量越来越小，无法承担化工企业的日常排水量。随着现代社会的污水处理技术不断的发展，并且国家对于污水排放的标准越来越高，对于一些处理能力不足的陈旧化工企业污水处理厂就应该进行一定程度的扩容。

（三）建厂时调试没有到位

由于各个方面的因素，化工企业的污水处理厂对于污水厂的调试工艺意识不到位，在进行污水处理厂建设之初就没有考虑到位，从而使得污水厂自身的运转不流畅，或者是污水厂所处理的污水水质无法达到相关的要求，并且污水厂在进行运作的过程中，其运行成本较高。

二、污水厂改造方案

（一）污水厂工艺改进的思路

为了加大处理量，降低处理成本。具体而言，包括以下方面：提高有机负荷；提高处理速度（效率）；提高脱氮、除磷效率；提高抗冲击负荷能力；提高对难降解物质的去除率；减小构筑物面积（增加池体深度）；提高曝气效率（减小风机耗电量）；减小回流量（污泥回流、混合液回流、硝化液回流）；减小污泥产量；深度处理与回用。

针对COD去除率的提高，可以采用的方法有增加DO、延长曝气时间、增加污泥浓度；针对难降解物质去除率的提高，可以采用的方法有曝气方式的改进、曝气时间的延长、反应器方面的改进、采用生物强化技术、采用固定化细胞技术、采用厌氧和缺氧反应来提高废水的可生化性。

（二）在不变动基建设施的前提下进行改造

变更构筑物的功能，即调整好氧池、缺氧池、厌氧池以及沉淀池的顺序，甚至变更其功能；改变进水点位置；改变回流液体的方式；变更药剂投加的位置或者投加量。

（三）采用强化微生物技术

固定化微生物处理污水技术特别适合于对现有老旧化工企业污水处理厂的扩容和技术改造，对处理能力不足和处理后出水不达标的老旧化工企业污水处理厂，应用该技术进行扩容和技术改造，基本不用动基建设施，只需将现有生化池或处理水池改造成3T-IB固定化微生物厌氧滤池（3T-AF）或3T-IB固定化微生物曝气生物滤池（3T-BAF），视水质情况不同，在池内装填3T-IB高效专用生物载体和投加3T-B高效专用微生物，即可提高处理水量1倍以上，并能提高处理水质，降低运行费用，保证能达标排放。3T-IB固定化微生物处理污水技术是对现有老旧化工企业污水处理厂进行扩容和提高处理水质的最简单、最经济、最有效的先进技术，可大大节约改造投资费用，取得最佳改造效果。

三、对于除磷问题的改进

近年来，随着污水处理行业脱氮除磷要求的提高，污水处理系统在除磷方面的欠缺经常被人们提出。对于污水处理系统的除磷过程，主要的影响因素有环境因素、设计参数、水质条件三大类。环境因素包括DO、温度、pH等；设计参数包括泥龄、停留时间、剩余污泥处理方法等；水质条件是近年来针对除磷效果的众多研究的中心话题，主要包括基质的可获得性、进水水质特性、VFA产生量、硝态氮的浓度。提高污水处理系统中除磷效果的途径主要有以下几点：

（一）增设厌氧池

首先，在污水处理的上游增设厌氧池，为生物除磷提供先进行磷的释放、后进行磷的过度吸收的场所，以提高污泥的沉降性能。其次，在污水处理中可设置多处厌氧段或者缺氧段，实现更高程度的除磷效果。再次，安排多种厌氧段和好氧段交叉的运行方式，可以有效提高除磷率，但要以优良的自控系统为前提。

（二）降低厌氧区的DO

设法限制进入厌氧接触区的DO量，避免快速降解基质被迅速耗尽，保证贮磷菌所需的脂肪酸产生量，这是提高除磷率的关键因素之一。

（三）减小硝态氮的影响

设法不让硝态氮进入磷的释放区，是保证脱氮除磷互不干涉的关键。通常可以考虑在磷的释放段前设置前置缺氧段，使反硝化先行完成。

四、结语

化工企业的污水处理厂在进行改造的过程中，必须要从节能、提高效率以及运行管理便捷等方面来进行考虑，从而使得化工企业污水厂的处理效率能够更为符合国家的相关要求标准，促使污水处理厂的进一步发展，为我国的自然环境可持续发展做出巨大的贡献。

参考文献

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关键词： 城市生活污水厂；升级一级A出水水质；浮动填料AAO工艺；脱氮除磷

Abstract: in this paper, combined with the West Shenyang wastewater treatment plant upgrade design practice, the city sewage treatment plant upgrade issues and matters needing attention in design process are described, and the design experience and summarizes.

Keywords: city sewage treatment plant upgrade water level; water floating filler A; AAO process; nitrogen and phosphorus removal

中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

工程概况

沈阳西部污水处理厂是沈阳市细河治污的中枢工程，日处理能力为15万m3/d,于2007年开始运行。污水进入水厂后，经过预处理、生物处理、污泥处理等环节，除去大小悬浮物和沙砾，去除水中的有机物，完成氨氮的硝化反应，经过消毒，最终污水达标排放，污泥则经过浓缩脱水后填埋处理。现状污水处理厂工艺流程图如下：

图表 1现状污水处理厂工艺流程图

生化反应池为投加浮动填料的IFAS工艺，污水厂设计的出水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的二级排放标准：SS≤30mg/L，BOD5≤30mg/L，COD≤100mg/L，氨氮≤25mg/L，TP≤3.0 mg/L，对处理出水总氮浓度没有要求。

2005年国家环保局对《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）进行了修正，标准中明确，为防止水域发生富营养化，城镇生活污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊应执行GB18918-2002中一级标准的A标准，尤其对氮、磷的排放量提出了更加严格的要求。2009年辽宁省政府提出要求，自当年7月1日起，省内所有市级污水处理厂均执行GB 18918-2002中一级标准的A标准，即：COD≤50mg/L、BOD5≤10 mg/L、SS≤10 mg/L、TN≤15 mg/L、NH4+-N≤5 mg/L、TP≤0.5 mg/L，因此污水处理厂升级改造势在必行。

工程现状分析

要对污水处理厂进行升级改造，首先要对污水处理厂的进水水质进行足够的分析；其次根据进水水质并结合现状的污水处理工艺力求做到最小的改动和最少的投资对污水处理工艺和运行参数进行调整，使之出水达到一级A的国家标准。

2.1进水水质分析

根据2010年1月至2012年4月污水处理厂实测，污水处理厂的进水水质见下表：（单位：mg/ l）

表格 1污水处理厂进水水质

1）、污水的可生化性

污水生物处理以污水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化。而对污水可生化性的判断是污水处理工艺选择的前提。

BOD5和COD是污水生物处理过程中常用的两个水质指标，采用BOD5／COD比值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法。一般情况下，BOD5／COD值越大，说明污水可生物处理性越好。污水可生化性传统评价数据：

表格 2污水可生化性评价表

2010年1月到2012年4月期间污水处理厂对进水BOD5、COD浓度值进行统计，结果显示BOD5与COD浓度平均值比值为0.39，属可生化污水。

2）、脱氮

本工程设计进水水质TN=37mg/L，总氮比较高，因此设计上考虑出水水质要求，系统必须具有足够的反硝化能力。而系统能否完成较充分的反硝化，除了外部条件，还取决于进水中的碳源是否充足。通常污水中的BOD5与TN之比宜大于4。本工程BOD5／TN=4.8，碳源充足，无需外加碳源。

3）、除磷

本工程进水水质中BOD5/TP=24.8，采用生物除磷方法可去除大部分磷。本设计首选生物除磷，将磷指标降至1.5mg／L，之后再辅以化学除磷，由此在保证出水水质稳定达标的前提下，又不会因过多的投加药剂加重三级处理系统的负担。

升级改造总体思路：充分利用现状水厂二级处理能力，将污水中的有机物BOD5、COD、SS、TN、TP尽量在二级处理中去除，以便减少后续工艺处理及运行费用。

2.2 工艺现状分析

1）生化池池容不足

经计算现有生化池容积不足，生化池内污泥负荷偏高，现有生化池按GB 18918-2002中二级出水水质设计，节约土建费用同时解决此问题的首选方案是浮动填料工艺。污水处理厂现采用的就是浮动填料工艺(投加浮动填料的IFAS工艺)，多年实际运行证明，选择原有填料对达到原来二级处理标准是合理的。但是随着出水标准的提高，不仅要求去除一般有机物，而且要强化生物脱氮除磷功能，原有填料能力已不足，需更换更为优越的悬浮填料。

2）无内回流反硝化脱氮

现有生化池因出水为GB 18918-2002二级标准无脱氮要求，所以内回流很小，不能满足一级A反硝化脱氮标准，经过核算需要增加内回流系统，使内回流比例达到250%~400%，并增设缺氧池，为污水进行反硝化提供前提条件。

3）无厌氧区除磷

现有生化池无厌氧池，不利于生物除磷，若出水生物除磷至1.5mg/L，需新建厌氧池，以完成生物除磷，节省化学处理药剂投加量。单纯生物除磷出水总磷指标不能保证稳定达标，还需采用辅助化学除磷，化学除磷至0.5mg/L。

4）二沉池负荷偏高

生化池出水在二沉池中进行泥水分离，目前运行的4座二沉池为辐流式沉淀池，由于生化池在冬季运行的混合液污泥浓度较高，增加了二沉池的固体负荷。当4座二沉池运行时虽然表面负荷、出水堰负荷在允许的范围之内，但是二沉池的固体负荷在平均水量的条件下为149 kg/m2.d，已接近规范中的上限值（150 kg /m2.d）；如果有一座二沉池在进行维修，则其余三座二沉池都将在超固体负荷的状态下运行，这样就不能保证污水厂泥水的有效分离、并增加二沉池出水的SS浓度，也增加了后续过滤处理的负荷。

5）需要增加三级深度处理

二沉池出水的SS的平均浓度在4.0～28 mg/L范围内，需经过滤处理进一步去除悬浮物，达到一级A要求的10 mg/L；出水要求的TP为0.5 mg/L也要求严格控制出水SS浓度。

采用传统的过滤方法、表面过滤如膜分离、微滤布过滤等均可去除二级处水中的SS。传统的三段式工艺占地面积较大、运行管理复杂。考虑到工程用地紧张，三段式工艺投资又过高，决定采用滤布滤机去除二级出水中的SS，在进水的SS浓度为20 mg/L，出水最高SS浓度可以控制在5.0 mg/L以下。

3、工艺方案选择

通过对进水水质和对工艺现状的分析，污水处理厂改造的核心是对二级处理工艺进行改造，增加生物脱氮除磷功能，并增加三级处理，进一步降低出水中的SS，使污水处理厂出水达到国家规定的一级A标准。

生物脱氮有AAO工艺、MBR工艺、UCT工艺和MUCT工艺等多种工艺。在选取合适的生物脱氮除磷的工艺（尤其是生物除磷）时，污水的N/C比和可快速生物降解COD浓度值（rbCOD）是两个最主要的因素。在任何一种生物除磷的污水处理工艺中，当进水rbCOD值小于60mg/L，几乎不可能得到显著的生物除磷效果。当rbCOD＞60mg/L时，必须严格控制厌氧池中的硝酸盐和溶解氧的浓度才能取得和保证生物除磷效果。厌氧池中的硝酸盐氮的控制取决于进水中的TKN/COD比和污水处理工艺的选择与运行参数的控制。一般城市污水中rbCOD的浓度值介于总COD的15%～20%范围内。

对于采用生物除磷的污水处理工艺，如果原污水TKN/COD

西部污水厂提供的检测结果表明，原污水中COD的平均浓度为433 mg/L，TN的平均浓度为38 mg/L，TKN/COD比为0.08。由于原污水水质的波动和变化，升级改造的工艺设计中有必要采取适当的工艺措施防止厌氧区有硝酸盐的存在进而影响生物除磷。AAO和MUCT工艺均可供选择。MUCT工艺由于厌氧池中混合液悬浮浓度较低而需要较大的厌氧池容积，并且需要增加一套从第一缺氧区到厌氧区的污泥循环系统；西部污水处理厂可以通过适当提高内回流比、并对回流污泥回流至厌氧池前进行反硝化来控制回流污泥中的的硝酸盐浓度，以减少硝酸盐氮对生物除磷的影响。该两项工艺相比较，AAO工艺具有一定的优势。

IFAS生物反应池由于在填料上浮着的生物系统提供的微厌氧环境可实现部分生物途径除磷。目前的生化池工艺运行出水磷浓度在1.2 mg/L左右，升级改造若采用AAO工艺也可达到出水要求的磷浓度。

西部污水厂提供的水质数据表明，采用生物除磷具有较好的污水水质条件，因此，具有生物脱氮除磷的AAO工艺作为升级改造的首选工艺。

图表 2改造后工艺流程图

4、主要工艺设计

4.1AAO生化池设计

二级生物处理选用AAO工艺，生化反应池包括厌氧池、缺氧池和好氧池，好氧池采用IFAS工艺。好氧池中添加填料为生物增长、繁殖提供载体，生化反应池中的总MLSS由池中呈悬浮状态的MLSS和填料表面附着的生物两部分组成，填料上附着的生物量使得好氧区内的污泥龄得到提高，因而较少了所需的池容。厌氧池、缺氧池由于不投加填料，池中的混合液悬浮固体浓度取决于好氧池(IFAS)内悬浮状态的MLSS浓度，该浓度值低于好氧池中的总混合液污泥浓度。回流污泥在进入厌氧池前利用污泥自身的内源呼吸过程将其携带的部分硝酸盐进行缺氧反硝化，以防止硝酸盐进入厌氧池消耗可快速降解COD（rbCOD）。改造后生化池主要参数见下表：

表格 3改造后AAO生化池参数表

4.2二次沉淀池设计

生化池出水在二沉池中进行泥水分离，目前运行的4座二沉池为辐流式沉淀池，污水厂改造后需要增加2座二沉池，改造前后二沉池运行的主要参数见下表：

表格 4改造前后二沉池参数表

此次升级改造考虑新增加同规格的两座二次沉淀池。经计算6座二沉池运行时水力表面负荷、出水堰负荷及固体负荷比较合理，即可承受进水水量、MLSS浓度的变化又能在同时两座二沉池处于检修时，也可保证泥水分离的正常进行。

二沉池出水经滤布滤机过滤、紫外消毒后排放。用于化学辅助除磷的硫酸铝投加点位于二沉池进水井和滤布滤池前。

4.3 滤布滤池设计

二沉池出水的SS的平均浓度在4.0～28 mg/L范围内、需经过滤处理进一步去除悬浮物，达到一级A要求的10 mg/L；出水要求的TP为0.5 mg/L也要求严格控制出水SS浓度。

用滤布滤机去除二级出水中的SS，在进水的SS浓度为20 mg/L，出水最高SS浓度可以控制在5.0 mg/L以下。过滤通量7.7 kL/m2.h的滤布滤机，其运行的固体负荷为2.8 kg/m2.d，所需的过滤面积为812 m2。

滤布滤池参数：

进水SS:SS≤20mg/l

出水SS:SS≤10mg/l

设计滤速： v=10~12m3/h.m2

有效过滤面积：812m2单盘有效面积12.6m2

瞬时反洗面积：0.25m2占有效过滤面积1%

反洗水量：1~3%

反冲洗泵：Q=50m3/h，H=7m，N=2.2Kw 共33台

5、总结

此次西部污水厂升级改造方案，经过了国内外多名专家多次论证，提出了很对宝贵意见，对工艺每一个参数及细节都做了缜密推敲，并结合国内外多例污水厂升级改造实例，认为以上工艺改造方案切实可行、经济合理。西部水厂已与电力企业洽谈中水回用事宜，处理后出水回用，达到了污染治理和企业效益双赢。

参考文献：

[1]张忠祥 钱易.《废水生物处理新技术》.清华大学出版社，2004年2月

[2]聂梅生.《废水处理及再用》.中国建筑工业出版社，2002年4月

[3]周雹.《活性污泥工艺简明原理及设计计算》.中国建筑工业出版社，2005年10月

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关键词：中小城镇 污水处理厂 生物除磷脱氮

一　概述

改革开放以来，在我国的大中型城市中，建设了一批污水处理设施，对于保护大中型城市的环境，治理水污染起到了很大作用。随着我国城乡经济的发展，人民生活水平的显著提高，我国农村城市化的速度将大大加快，大量的小城镇将迅速兴起，预计到本世纪末，全国设市城市将达1200个左右，建制镇25000～3O000个左右，全国城镇人口达6.8亿左右，城市化水平约为45%，其中小城镇人口所占比例达65%左右。从发展眼光看，今后我国的大部分人口将生活在中小城镇。

目前全国共有1700O个建制镇，绝大多数没有排水和污水处理设施，而且，由于二十几年来，乡镇企业的蓬勃发展，造成一些中小城镇尤其是经济比较发达的中小城镇，污染严重，已经影响到人民的生活和健康。

从另一方面讲，中小城镇和大中城市在水系上是相通的，而且往往处于大中城市的上游，中小城镇的污水治理工作做不好，大中城市水环境的质量也不会有明显改善，因此，中小城市的环境保护问题越来越引起人们的重视。针对目前的情况，国家提出至2010年我国污水处理率要达到4O%，因此，未来一段时间内我国将会集中在中小城镇建设一大批污水处理厂，这些污水处理厂的规模，小的只有每日几十吨，大的每日几万吨，因此在规模上和大型污水处理厂相差较大，而且，由于这些中小城镇和大中城市经济发展水平、排水体制，基础资料，融资渠道有很大不同，因此以往建设大型污水处理厂的经验只有借鉴的意义，不可能也不应该把大中城市的污水治理工艺、技术装备等搬用到城镇级的污水处理厂中去，否则目前在大中城市中出现的“建的起，用不起”的局面将会在中、小城镇更加强烈的表现出来，甚至会演变成“既建不起，更用不起”的局面，因此探索适合中小城镇的经济实用的污水处理工艺，以较少的投资建成污水处理厂，以较低的运行费用运转污水处理厂，达到消除污染、保护环境的目的是摆在给排水工作者面前的一个挑战。

考虑到1998年1月1日之后，已经开始实行《污水排放综合标准》(GB8978-1996)，因此中小城镇的污水处理厂在选择处理工艺时都要考虑除磷脱氮，本文谨就适合于中小城镇城市污水处理厂的生物除磷脱氮工艺谈一些粗浅的看法，供大家参考，不妥之处请指正。

二　可供选择的工艺

各种除磷脱氮工艺一般都是除碳、除氮、除磷三种流程的有机组合，得利满公司提出了“SARAOE”概念，来描述用于除磷脱氮的不同区域。

1.选择区(Selectorzone)

设置选择区的目的主要是为了避免污泥膨胀。

2.厌氧区(Anaerobiczone)

设置厌氧区是为了提供一个使聚磷菌释放磷的环境，为后续的好氧吸磷创造条件。

3.再活化区(Reactivationzone)

设置再活化区用于再活化回流污泥。

4.缺氧区(Anoxiczone)

设置缺氧区，提供一个缺氧环境，使硝酸盐氮被还原为氮气。

5.好氧区(Oxidationzone)

该区为主反应区，在该反应区内完成碳的氧化和氨氮的硝化。

6.内源呼吸区(Endogenouszono)

在该区内进一步完成硝酸盐氮的反硝化。

在实际的工程设计中，根据受纳水体的要求和其它一些实际情况，生物除磷脱氮工艺可以分成以下几个层次：

1、去除有机物、氨氮和硝酸盐氮，因对总氮无要求，可以采用生物硝化工艺，生物硝化工艺与传统活性污泥法工艺流程完全相同，不过采用延时曝气。

2、去除有机物和总氮(包括有机氮、氨氮及硝酸盐氮)，因要去除总氮，因此应该采用生物反硝化工艺，需要在反应池前增设一个缺氧段，将好氧段中含有硝酸盐的混合夜回流到缺氧段，在缺氧的条件下，将硝酸盐反硝化成氮气。

3、去除有机物、氨氮和有机氮，磷。这时，应该采用除磷的硝化工艺，在反应地前增设一个厌氧段，在厌氧段内完成磷的释放，在好氧段内实现磷的超量吸收、有机物的氧化、有机氮及氨氮的硝化。

4、去除有机物、总氮和磷。对于这种情况，应该采用完全的生物除磷脱氮工艺。在反应池前既要增设一个厌氧段又要增设一个缺氧段，以同时实现生物除磷脱氮。

三　适合于中小型污水处理厂的除磷脱氧工艺

A/O工艺、A2/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。

由于磷的去除是通过排放剩余污泥实现的。SRT小，剩余污泥排放量也就多，在污泥含磷量一定的情况下，除磷量也就越多。生物硝化工艺需要较低的负荷，较长的泥龄，因此，除磷脱氮对某些工艺参数的要求是互相矛盾的，为实现同时除磷脱氮，研究者开发了不少新工艺，如Bardenphor工艺(四区工艺)、Phoredox工艺(改良BardenPhor工艺)，UCT工艺，MUCT工艺等，这些工艺克服了除磷脱氮的一些冲突，可以同时取得较好的除磷脱氮效果，但这些工艺的缺点也是显而易见的，处理单元多，流程长，操作管理复杂，运转费用高，在应用于中小规模污水处理厂时应该慎重。

进水水质浓度和对出水水质的要求是选择除磷脱氮工艺的一个重要因素。对于大部分城市污水，为了达到排放标准，应该选用具有除磷和硝化功能的二级处理，对于二级排放标准，可以采用生物除磷方式；对于一级排放标准，可以采用生物除磷与化学除磷相结合的方式。对于某些低浓度或超低浓度污水，单独生物除磷效果不好，须采用生物除磷和化学除磷相结合的方式。

在上述各种除磷脱氮工艺中，对中小污水厂来讲，比较有发展前途的工艺是SBR工艺、氧化沟工艺。因为这两种工艺一般都不设初沉地，SBR工艺和合建式氧化沟工艺也不需要二沉地、污泥回流设施，因此，水、泥处理流程大为简化，可以达到占地少、能耗低、投资省。运行管理方便的目的，符合当前污水处理工艺合建、简化发展的总趋势。采用延时曝气的SBR工艺和氧化沟工艺产生的剩余污泥已经基本达到好氧稳定，剩余污泥经过浓缩脱水后就可以直接应用于农田、填埋或者焚烧，不需要搞污泥消化，因此建设、运转的费用大为减少，这一点对中小城镇污水厂来说，是非常有吸引力的。

四　氧化沟工艺的特点、各种形式和适用情况

氧化沟实际上是活性污泥法的一种变形，它的水力流态和普通活性污泥法相差较大，是一种首尾相接的循环流，通常采用延时曝气。氧化沟是荷兰人二战后为处理小城镇污水而开发的，由于氧化沟处理污水经济、简单和管理方便，所以它问世以来，发展很快。

严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。

按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。

交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。广东雁田污水厂(近期规模1.5万吨/d)采用的是双沟式氧化沟工艺。邯郸东污水厂(一期工程规模6.6万吨)采用的是三沟式氧化沟工艺。

一般交替式氧化沟工艺的设备闲置率比较高，容积利用率比较低，如邯郸东污水厂的设计污泥星系数为O.55，实际为O.48，D型氧化沟曝气转刷的实际利用率只有37.5%。

五　SBR工艺的特点、各种形式和适用情况

SBR工艺的基本特征是在一个反应池中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥，处理设施比一般氧化沟还要简单。SBR工艺的概念和操作灵活性使其易于引入厌氧/好氧除磷过程或缺氧/好氧除氮过程，通过调整运行周期以及控制各工序时间的长短，可实现对氮磷的高效去除。

SBR工艺有很多种类型，除了常规SBR工艺之外，还有DAT-IAT工艺，Unitank工艺、CAST及CASS工艺、ICEAS工艺等。ICEAS工艺和DAT-IAT工艺均采用连续进水方式，使进水的控制系统变得简单，但是因为主反应区前面缺乏一个厌氧段，因此，除磷的效果不够理想，DAT-IAT工艺的回流比比较大，运行费用偏高。上海石洞口污水处理厂采用的是Unitank工艺；昆明第三污水处理厂采用的是ICEAS工艺；天津经济技术开发区污水处理厂(设计规模10万吨/日)采用的是DAT-IAT工艺。

和合建式氧化沟一样，因为在一个较长停留时间的曝气系统内，只有50%左右的池容用于曝气，SBR工艺的容积利用率也不高。

六　SBR工艺和氧化沟工艺的比较

如前所述，SBR工艺和氧化沟工艺都比较适合于中小型污水厂，如果设计管理的好，都可以取得比较好的除磷脱氮效果。但是这两种工艺又各有优缺点，分别适用于不同的情况。

1.SBR工艺由于采用合建式，不需要设置二沉地，同时由于采用微孔曝气，可以采用的水深一般为4～6m，比一般氧化沟的水深(3～4m)要深，因此在同样的负荷条件下，SBR工艺的占地面积小，如果污水处理厂所在地的征地费用比较高，对SBR工艺有利。

2.SBR工艺中一个周期的沉淀时间是由活性污泥界面的沉速、MLSS浓度、水温等因素确定的，浑水时间是由滗水器的长度、上清液的滗除速率等因素决定的，对于一个固定的反应系统，沉淀时间和滗水时间的和基本上是固定的，一般都不应小于2小时，因此，每个周期的时间短，反应时间所占的比例就低，反应池的容积利用系数降低。对于对污泥稳定要求不高的污水厂，选择SBR工艺不利。(合建式氧化沟工艺也有这个缺点)。

3.SBR工艺和交替式氧化沟需要频繁地开停进水阀门，曝气设备，滗水器等，因此，对自控设备的要求比较高，目前，某些国产设备的质量尚不过关，如果考虑进口，自控系统所占的投资比例将增加，而且将增大维修费用。

4.在寒冷的气候条件下，因为表面爆气器会造成表面冷却或者结冰，降低污水的温度，而污水的温度降低，对生化反应尤其是硝化反应的影响较大，所以，在寒冷地区，采用氧化沟工艺，需要采取一些特殊措施，如将氧化沟加盖，而这些措施都使氧化沟工艺在和其它工艺竞争中，处于不利的地位。

5.在一些水量非常小的小城镇，夜间几乎没有污水产生，这时候SBR工艺和交替式氧化沟工艺有优越性，曝气设备可以白天运转，夜间停止运行。

七　SBR工艺和氧化沟工艺比较的一个实例

某开发区污水处理厂工程，设计规模5万吨/日，变化系数1.40，设计进出水水质如下：

BOD5 COD SS NH3-N TP 进水 160 400 250 35 2 出水 30 120 30 25 1

采用氧化沟工艺(CAST工艺)和三沟式氧化沟工艺进行工艺比较，结果如下表：

项目 CAST工艺 氧化沟工艺 备注 总泥龄(d) 25 25 　 设备总功率(KW) 908 1695 　 实际使用功率(KW) 585 732 　 设备利用系数 0.64 0.43 　 日电耗(度/日) 10418 13036 　 单位电耗(Kw/m3) 0.21 0.26 　 处理厂占地(m2) 34400 41064 二级处理 工程总投资(万元) 6301.27 6692.87 厂内工程 单位成本(元/m3) 0.69 0.81 　 单位运行成本(元/m3) 0.35 0.46

对于上例的具体情况，经过投资估算比较和经济评价，采用SBR工艺优于三沟式氧化沟工艺。

应该提出的是：选择污水厂的处理工艺，是一件复杂的事情，目前的各种处理工艺，都各有优缺点，只有最适合某个工程的工艺，并不存在最先进的工艺。设计者应该根据进出水水质、污水厂的规模、当地的经济条件、气候情况、厂址情况、地质条件、电价等情况，因地制宜地选择污水处理工艺，努力达到投资少，运转费用低，运行管理简单，在这些因素难以平衡的条件下，应该优选运转费用低，运行简单的工艺，同时，根据中小城镇排水的具体特点，也可以大胆地尝试一些虽然在国内目前应用较少，但比较适合中小城镇特点的污水处理工艺，如生物膜法。

参考文献

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［2］尹友庭，关于当前我国城镇水环境污染治理中几个问题的思考，《污水除磷脱氮技术研究与实践》

［3］王洪臣等，《城市污水处理厂运行控制与维护管理》，科学出版社，1997

［4］包建龙，中德两国污泥处理思路之我见，《中国土木工程学会给水排水学会排水委员会第三届第二次年会论文集》P86-88

［5］袁懋译，《污水处理的氧化沟技术》，中国建筑工业出版社，1988

［6］邓荣森等，经济可靠的污水处理技术一氧化沟技术回顾分析，《中国土木工程学会给水排水学会排水委员会第三届第二次年会论文集》P123-128

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［8］王凯军，曝气、沉淀一体化活性污泥工艺设计方法和问题讨论，《给水排水》VO1.25，NO.3，1999

［9］易兴恢等，DE型氧化沟在东深工程沿线污水处理中的应用，《现代废水处理实用技术》P87-91，第三届全国污水处理技术交流会，1997年

［10］张辰等，污水处理新技术在石洞口污水处理厂的应用，中国土木工程学会水工业分会排水委员会《污水除磷脱氮技术研究与实践》P131135，200O年3月

［11］杨伟、陈庆星等，昆明第三污水处理厂设计与运行，《污水除磷脱氮技术研究与实践》P174-178

［12］王秀朵、周雹，采用DAT—IAT工艺处理城市污水，《污水除磷脱氮技术研究与实践》P136-14。

［13］郑兴灿等，《污水除磷脱氮技术》，中国建筑工业出版社，北京，1998

［14］张祥中，小城镇给水排水工程规划探讨，《给水排水》Vol.25，No.l，1999

［15］邓荣森等，从运行方式看氧化沟技术的发展，《给水排水》Vol.26，No.3，2000

篇4

【关键词】污水处理厂；消毒工艺；污泥处理

The municipal sewage treatment plant this 】 the design are briefly discussed. The design of the wastewater treatment plant, including the following aspects: the construction scale, the determination of wastewater treatment process, disinfection process, sludge treatment technology and so on. Sewage treatment plant design is a complex system engineering, need to make scientific and reasonable design, and strengthen the operation management.

【 key words 】 sewage treatment plants; Disinfection process; Sludge treatment

中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 文章编号：

引言

市政污水处理厂建设作为市政环境污染防治的重要措施和手段之一，越来越受到政府和社会各界的高度重视。近几年来，我国政府加大了市政污水处理基础设施建设的投资力度，在全国不同地区建设了一批市政污水处理厂。同时，在环境保护不断走向市场化的趋势下，一些由企业投资建设的商业化污水处理厂也逐步投入使用。这些污水处理厂大大加强了市政污水处理能力，对改善和提高市政区域水环境质量发挥了重大作用。

一、建设规模的确定

市政污水处理厂建设中存在着一种较普遍的现象，即很多市政热衷于建设大型的污水处理厂，而不考虑自己的实际情况。那么，市政污水处理厂的规模到底是越大越集中合理，还是适度集中有限规模化合理?很有必要搞清楚这个问题。污水处理厂建设规模既不是越集中、处理规模越大越好，也不是越分散、规模越小越好，规模过大，超过一定限度反而会使管理难度增大，运行成本增高。所以应按照最佳效益规模的原则来确定市政污水处理厂建设规模的大小。市政污水工程的组成包括污水的收集、输送、处理与排放四个部分，是一个系统工程。对污水处理系统来说，可以分期建成，直至达到规划建设规模。

二、污水处理工艺

2.1处理程度

现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，生物需氧量一般可去除30％左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，去除率可达90％以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂率法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗分析法等。

2.2污水处理工艺分类

污水处理方法按作用原理可分为四大类：物理法、化学法、物理化学法、生物法。市政污水应用最多的是生物法，利用微生物的代谢作用，使废水中的有机污染物和无机微生物营养物转化为稳定、无害的物质。常见的有活性污泥法（SBR、AO、AAO、氧化沟等）和生物膜法（生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等）。

2.3污水处理工艺流程

污水处理的整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅之后进入沉砂池，以上为一级处理；而后进入生物处理设备，如曝气池，氧化沟等，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理；三级处理包括生物脱氮除磷法、混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。

2.4常用污水处理工艺

2.4.1 AB法工艺

AB法工艺将曝气池分为高低负荷两段各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷A段以生物絮凝吸附为主，B段与常规活性污泥法相似，负荷较低，泥龄较长。AB法A段效率很高，去除BOD达50%以上，并有较强有很好的适应性，节能效益也较好。AB法的主要缺点是污泥产量大，特别是A段的污泥有机物含量高，后续处理难度大。同时由于A段吸附了较大部分的有机物，有可能造成B段碳源不足，硝化不充分。一般而言，AB法工艺对浓度高的污水处理效果较好，且要求有后续污泥消化处理设施。

2.4.2 氧化沟工艺

氧化沟是一种改良的活性污泥法，曝气池成封闭的沟渠形，其流态是一种首尾相接的循环流，延时曝气使得污水和污泥同时得到净化。氧化沟处理设施简单，没有初沉池和污泥消化池，具有脱氮功能；运行简便且处理效果稳定。目前氧化沟已广泛应用于国内外城市污水及各类工业废水的处理。传统氧化沟工艺的缺点主要体现在池深较浅，电耗相对较高。

2.4.3 AO工艺及其AAO工艺

AO工艺，即缺氧—好氧污水处理工艺，由缺氧池和好氧池串联而成，该工艺具有适应能力强，耐冲击负荷，高容积负荷，不产生污泥膨胀，排泥量少，脱氮效果较好等特点，在去除有机物的同时可以取得良好的脱氮效果。AAO法又称A2O法，厌氧-缺氧-好氧工艺，是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果，实际运行中大多以脱氮为主除磷为辅。

2.4.4 SBR及其改进工艺

SBR工艺是序批式活性污泥法的简称，一般有五个步骤，分别是进水、曝气、沉淀、排水、闲置。该工艺优点是节省占地，减少污泥回流量，有节能效果；静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。但是SBR技术对自控技术要求较高，另外它的脱氮除磷效果不够稳定，如要求脱氮除磷，需做一些改进。SBR工艺的改进工艺主要有CASS工艺、MSBR工艺、ICEAS工艺等。CASS工艺是一种循环式活性污泥法，其预反应区容积较小，相对于传统SBR反应器设计更加优化。CASS工艺处理工业废水比例较高的城市污水有很好的效果，且同时有脱氮除磷的效果，防止污泥膨胀的性能良好。 MSBR是改良型SBR的简称，是一种可连续进水、高效的污水处理工艺，且简单，容积小，单池。MSBR结合了传统活性污泥法和SBR技术的优点，采用单池多格方式，省去了多池工艺的连接复杂的问题。

三、污水消毒工艺

由于污水中含有大量病原菌、细菌、病毒及寄生虫等，因此很有必要对污水处理厂的出水进行消毒。目前国内主要采用加氯消毒，污水中的一部分有机物与氯发生反应，生成卤代烷等致癌物，这些稳定的致癌物会随着水流进入下游市政的给水管网，影响人类健康。但是经处理的污水加氯后，如果污水中余氯量很高时，还会杀死水体中的一些水生生物，破坏水体的生态环境。因此，基于此类弊端，建议不再对污水处理厂的出水进行加氯消毒。随着科技的发展以及人们对生活环境的关注日益增加，uv消毒法有望成为比较先进消毒的主要方法之一，目前此方法已经成功应用于工程实践中去，并取得了较好的效果。

四、污泥处理

污水处理过程中产生大量含水率很高的污泥，它具有不稳定、容积大、有恶臭、易腐败的特点，如不及时处理，任意排放则会引起严重的二次污染。一般处置为深海处理，自然干化外运填埋，焚烧，浓缩、消化、脱水、外运填埋或农田肥料。自然干化外运因污染环境已停止使用；焚烧处置污泥较彻底，但价格昂贵，也为人们难以接受；焚烧垃圾会产生二恶英问题，因此大多数污水处理厂都采用浓缩、消化、脱水外运的方法。但作者认为污泥应该做农肥最简便可行，用作绿化也可，但大量推广必须解决脱水前添加絮凝剂所带来的粘度问题。

结语

市政污水处理厂建设所需的一次性投资大，污水处理厂常年的运行费用较高，因此需要科学合理地设计。污水处理厂的设计是一个复杂的系统工程，除必要的工艺优化选择外，设计人员还要充分考虑施工安装、生产管理等诸多方面。另外，选择污泥处理工艺的基础是污泥量和污泥组成，因此在设计中应尽量客观、合理地确定两者。总之，只要我们对每一个环节认真研究，并深入现场不断总结经验，就可避免失误，使设计更趋完美。

参考文献：

[1] 羊寿生．污水处理厂工程设计中的一些常见问题. 给水排水，2006，20(8)．

[2] 周雹．中、小型市政污水处理厂的优选工艺Ⅱ]．中国给水排水，2000，16(10)．

篇5

关键词：A2O工艺;膜超滤;脱氮除磷;硝化;反硝化

温岭市政府“五水共治”3年目标中，在城镇污水处理设施建设方面，计划投资15.6亿元，完成11座城镇污水处理厂新建和扩建工程，新增污水处理能力12万t/d，新建污水官网350km，实现镇镇有污水处理厂，并全部达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准（简称一级A标准）。为此，温岭城镇污水处理厂的废水排放标准从原来一级B标准要提升为一级A标准，现北城污水处理厂利用PPP模式引入社会资本，率先在原来SBR工艺上进行改造成A/A/O+膜超滤工艺，规模由0.5万m3/d扩容成1.0万m3/d,已通过环保验收，达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的4类标准。2016年浙江省委省政府要求省内所有污水处理厂在2017年底前达到一级A标准，因此北城污水厂的成功经验，对其他城市污水处理有借鉴作用。

1各种概念

1.1A/A/Q工艺

AAO法又称A2O法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧—缺氧—好氧法）。生物池通过厌氧段、缺氧段、好氧段3个部分。在好氧段，硝化细菌将流入的氨氮，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解有机物。

1.2膜分离

从专业化角度出发，膜分离技术开始于20世纪初期，并且在20世纪60年代之后得到快速崛起。其工作原理在于运用膜自身所具有的选择性分离特点，做到对料液的组分分离以及纯化。将膜分离技术与传统形式的过滤方式进行对比，不同之处在于膜能够在相应的分子范围之内实施有效分离。从某种程度上讲，这个过程属于物理过程，一般是不需发生相的变化或者是添加一定量助剂的。膜分离工作中，膜的孔径属于微米级，需要根据孔径之间的差异性，划分成反渗透膜、微滤膜、超滤膜以及纳滤膜等；从材料角度出发，我们可以将其划分成无机膜以及有机膜2种形式。

1.3膜超滤

超滤主要是将压力作为推动力开展膜分离工作的重要技术之一。其根本目的在于大分子以及小分子之间的分离，膜孔径一般控制在20－1000A°。具体超滤工作期间，水溶液将会在相应的压力推动之下，不断流经膜表面，这种情况下，比膜孔小的溶剂（水）或者是小分子的溶质透水膜将会发展成净化液（滤清液），而大于膜孔的溶质或者是溶质集团将会遭到截留，进而随着水流被排出来，最终形成浓缩液。从专业化角度出发，超滤过程属于一个动态化过滤过程，分离活动也是在流动化状态之下进行的。

2工艺特点

2.1A2O工艺特点

(1)一般情况下，实际运行期间是不需要进行投药的，所以说两个A段仅仅需要轻微化搅拌就可以，需要坚持不增加溶解氧为度的原则，从而使其运行费用相对较低，已经得到了众多污水处理厂的广泛推广与应用。(2)实现厌氧、缺氧以及好氧3种环境条件、不同微生物菌群之间的有效配合，可以在一定程度上使其具备去除有机物以及脱氮除磷的作用。

2.2膜超滤特点

(1)分离效果良好。因膜有着非常强的分离效果，将其与传统形式的沉淀池分离效果进行比较，其效果要远远好于后者，通常情况下，经过出水处理之后的相关悬浮物或者是浊度往往会接近于0，而且大量细菌以及病毒等也会被大面积去除，保证出水能够达到回用标准。(2)分离能耗相对较低。一般情况下，膜分离的过程都是在常温之下开展的，没有必要进行加热或者是冷却，而且也不会出现相变情况，可以大大节省能耗。(3)成本相对低廉。随着膜企业规模扩大，生产成本将不断降低，膜技术在市政污水处理的市场份额将显著提升。

3存在的问题及处置方法

3.1脱氮

(1)在缺氧池中如COD浓度达不到一个定值，会影响除氮能力，须在缺氧池中投加碳源，提高反硝化脱氮能力。(2)SBR池改为A/AO池，降低污泥负荷，延长好氧池曝气时间，使氨氮能被充分硝化，从而达到降低出水氨氮浓度。

3.2除磷

(1)由于反硝过程对PO-4－P有一定的需求，反硝化滤池进水保持适量浓度的PO-4－P对维系缺氧微生物生长并确保滤池具有高效反硝化性能极为重要，若反硝化滤池进水PO-4－P浓度：NO-3-N浓度小于一定值，则PO-4-P将成为影响反硝化滤池潜力的限制性因子。因此对于采用深度化学除磷与反硝化滤池联用的工艺，应将反硝化滤池置于深度化学除磷工艺之前。(2)原SBR工艺在厌氧区之前，回流污泥当中往往会含有较为丰富的NO-3，进而对厌氧环境造成严重破坏，而且也不利于聚磷菌释磷。因仅存在于内循环，传统工艺在排放过程中，仅仅有少数部分进行了完整化的释磷以及吸磷操作，其余的则没有经过厌氧状态，从缺氧区直接进入到了好氧区中，将会严重影响系统除磷效果。新增一个混凝沉淀池，加入吸附剂去除污水中不可降解的CODCr和反硝化滤池中可能出现的过量碳源，加入除磷剂去除总磷，后再加入PAM增强絮凝效果，通过沉淀分离，从而实现CODC和总磷的去除。

3.3除SS

新增超滤设备，利用膜分离技术，去除SS，使其浓度值近于0，水质达到无色透明，细菌和病毒被大幅去除。

4应用优点

(1)此组合工艺出水水质优质稳定。(2)硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化，对含氮与含磷高的污水有着重要作用。(3)操作管理方便，易于实现自动控制。为将来污水自动化控制打下基础。

作者:李萍 陈盈 单位:温岭环境监测站

参考文献

[1]黄旋律.膜分离技术在污水处理中的应用[J].低碳世界,2016(31):13-14.

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关键词：城市污水处理厂；节能降耗；途径

一、污水处理能耗现状

从污水种类的角度来看，工业污水占据城市污水总排放量的很大部分，并且，工业污水是多种污水类型中污染物浓度最大，污染最严重，最不易净化的污水。污水量的不断增加，致使国家不断加大在污水处理方面的资金投资，兴建更多的污水处理厂，污水的总排放量和污水处理消耗的能源不断增加。城市污水处理是高能耗行业，其能耗主要包括电能、药耗和燃料等多个方面，其中电耗约占总能耗的60%～90%，电耗也成为了污水处理厂运行成本的主要组成部分。污水处理厂有诸如搅拌推进器、潜水泵、风机、螺杆泵等大型用电设备，首先曝气工艺中的鼓风机电机功率最大，且是污水处理的核心设备；其次为污水提升设备的电耗较大。

二、城市污水处理厂节能降耗途径分析

（一）污水处理厂总图的优化设计

在污水处理厂的选址方面：一是，要特别注意污水处理厂所在地的汇水面积，根据污水处理厂的设计规模，尽可能大的规划其汇水面积；二是，建厂地址既要有利于污水管网建设，又要兼顾污水处理厂周边的地形地貌，尽可能避免在高程变化幅度较大的山丘或山岭地带选址，避免修建多级泵站。在污水输送泵方面，精确计算流量，确保水泵在高效区间内运行，采用管道淹没出流代替堰口出水方式，降低跌水高度，选用水头损失小的管材减少局部损失，降低管道输送的长度与迂回次数，利用自然地势实现污水自流。日处理规模大于1万立方米的城市污水处理厂，如果能降低一米的提升高度，可实现降低电耗数万千瓦时，节能效果非常明显。

（二）污水处理环节的节能降耗途径

污水处理过程的能源损耗主要体现在污水的生化处理及污水预处理环节，其中，污水生化处理环节的能源损耗主要产生于曝气系统，而污水的预处理环节主要可分为沉砂池及格栅。首先，曝气沉砂池极易因曝气设施的应用而出现较大的能源损耗，所以，通常应当采取旋流式及平流式的方式来设计沉砂池，以达到节能降耗的目的；其次，必须将设置格栅落实到位，尽管整个格栅在处理污水的过程中没有较大的节能作用，可是，其却可以有效的降低后期其他设备的能源损耗，所以，必须针格栅的设置落实到位。通常情况下，可以在泵房集水井、污水渠道的进口位置或者污水处理厂的前段位置设置格栅，以此来截留较大的漂浮物，避免出现堵塞现象，进而确保污水设备的正常运作。

（三）污水提升泵站的节能降耗途径

城市污水处理中一个非常重要的能源损耗设备就是污水提升泵，其会对后期的污水处理能否继续进行造成极大的影响，而且其本身的能源损耗也非常大，对污水提升泵站设计进行改善可以极大的提升污水提升泵站的节能降耗效果。当下我国城市污水处理厂泵之所以会损耗较多的能源，主要是因为电机缺乏较高的效率、运作控制不良和水量波动以及设计的动作能力比实际水量所需的能量要大等。因此，可从以下几方面着手硎迪治鬯提升泵站的节能降耗：第一，选用变频泵来代替所有的提升泵，以便全面提高城市污水处理厂的总体性能。例如，我国某市的污水处理厂通过改造提升水泵的变频技术，实现了大约12%的能源节省；第二，将工频泵转变成部分变频泵，并将其当作最终的调速泵，再根据实际情况来对其进行运作；第三，采取多级动态液位控制对策技术。在现实的运作过程中，可采取转速加台数控制法来使定速泵实现平均流量运作，如果水流的波动比较大时，应当对转台数进行适当的增减，再通过改变调速泵的运作速度来迎合水流量的改变；第四，应当经常对水泵实施养护，以使水泵的电能损耗及摩擦实现有效的减少。若想使水泵达到节能降耗的目的，则必须对提升泵的运作效率进行全面的提高，除了应当采取如上办法之外，还必须从泵设备着手，加大对泵的高程设置及日常管理力度，再根据污水处理厂的具体运作状况，不断的对运作条件进行归纳与总结，以便选取出最好的运作条件，从而最大限度的提升泵设备的动作效率。

（四）风机变频与曝气系统优化传统

的风机采用工频运行，利用主管路的阀门开度调节风量，虽然电机可达到驱动要求，但多余的力矩增加了功率、电能的浪费，同时，对溶解氧浓度调节存在很大滞后性，容易导致污水处理不达标。通过加装变频控制系统，将溶解氧仪实时数据采集至变频器，再通过变频器的转换模块把溶解氧浓度指标转换成数字量，风机控制模块根据变频器的参数设置处理数据，并将数据处理的结果以运行频率方式控制风机的转速，从而调节风机风量。该项技术不仅可实现风机的自动节能运行，而且可精确控制污水处理工艺控制过程中的溶解氧含量。

（五）污泥处理环节的节能降耗途径

污泥处理在城市污水处理厂中也是一个非常重要的部分。目前的污泥比较繁杂，其除了包含的污染物非常多之外，而且其分解过程也极其繁杂，如果只是简单的采取处理污泥的办法，根本无法取得较为理想的处理效果，所以，在处理污泥的过程中，还应当对污泥资源的回收利用加以探求，以实现污泥处理的节能降耗。污泥的处理环节主要可分为污泥的脱水、稳定以及浓缩等三个部分。其中，主要可利用自然脱水及机械脱水两种办法来对污泥进行脱水处理，当下使用较为广泛的就是机械脱水方式，机械脱水损耗的能源主要是电能，通常来说，采取离心脱水方式所损耗的电能相对比较少，可是无法达到较好的污泥的预处理效果，而且还极易出现机械磨损情况，因此，应当通过实践来对更好的脱水技术加以寻求，以使污泥处理的节能降耗效果实现有效的增强；污泥的稳定主要包括好氧、厌氧以及堆肥处理等三个环节，不过也有很多污水处理厂不对污泥进行稳定处理就直接实施污泥的脱水处理的。通常来说，厌氧消化过程中所形成的沼气可用于补充泥污稳定过程的能量；污泥浓缩应当将生物气浮技术作为首选，并以此来取代单纯的策略气浮，从而达到提高浓缩效率、减少能源损耗的目的。除此之外，还应当将潺潺的回收利用落实到位。挥发性有机物占据了污泥的绝大部分，日本主要是利用厌氧来削减消化污泥，通过此种办法，每吨污泥可以形成大概680m3的沼气，再借助磷酸型燃料电池壳大概可以得到污水处理厂50%的能源。回收利用污泥的办法主要包括如下几种：对厌氧消化的所形成的沼气加以回收利用；对焚烧污泥所形成的热能加以回收利用；掺烧及堆肥。

（六）药剂消耗节能

途径污水处理厂药剂消耗主要是针对深度处理、消毒处理和污泥处理工艺中的中的药剂消耗。深度处理是通过向水中投加药剂，使水中难以沉淀的胶体颗粒能相互聚合并沉淀的目的。常用药剂主要包括无机盐类混凝剂（工业硫酸铝、明矾、三氯化铁、聚合氯化铝等）和有机合成高分子混凝剂（聚丙烯酰胺、脱絮凝色剂、天然絮凝剂等）。针对除磷，常用的方法有生物除磷、PAM结合PAC、铁盐等。生物除磷技术无需投加药剂、污泥产量又少，但这项技术工艺较为复杂，需要在实践中不断的加以完善。化学除磷，可以尝试使用高分子混凝剂除磷，能够有效降低药耗。消毒的目的主要是利用物理或者化学的方法杀灭废水中的病原微生物，以防止其对人类及畜禽的健康产生危害和对生态环境造成污染。消毒的方法主要包括物理法（加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等）化学法（氯、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧和重金属离子等）。针对涉及药剂消耗的方法主要通过合理配比、减小加药量来实现降耗。

三、结束语

污水处理厂的节能降耗涉及方方面面，真正做到节能降耗需要从设计初期工艺选择、设备选型、污泥处理及处置方式等多方面考虑，为节能降耗源头奠定硬件基础，运行过程中根据本厂水量、水质等实际情况，制定可行的节能降耗措施，积极采用新技术、新工艺和新标准，才能为企业节能降耗创造更多途径。

参考文献：

[1]白天喜.城市污水处理厂的能耗研究与节能分析[D].长安大学，2012.

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关键词：污水处理厂；城镇污水；节能降耗；污泥处理

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.063

随着社会的不断进步，越来越多国家面临诸多的环境污染问题，水域水质严重下降的现象不断发生，水中生物数量越来越少，物种不断地消亡，人类健康受到越来越严重的威胁，各国对污水处理及加大污水处理设施建设越来越重视，因此对城镇污水处理厂节能降耗技术研究是非常必要的。

1 城镇污水处理厂能源消耗组成

耗能高、占据土地过多、投资成本大、消耗时间长是传统的污水处理方法的弊端。城镇污水处理行业是高消耗能源行业，电能、药耗和燃料是其主要能源消耗的几个方面。其中污水处理厂中大型用电设备有搅拌推进器、潜水泵、风机、螺杆泵等。在污水处理工艺过程中，大量消耗能源工艺过程有：污泥处理、生物处理供氧、提升污水和污泥等，其中比重最大的是污泥处理和污水生物处理过程，生化处理阶段中在曝气、污水提升及污泥处理等方面能源消耗也较大。目前在我国常见的二级城镇污水处理厂能源消耗中，总能耗10%～20%是污水提升，总能耗的50%～70%是污水生物处理能耗（主要用于曝气供氧），总能耗的10%～25%是污泥处理，直接总能耗的70%以上是这三者能源消耗之和。

2 城镇污水处理厂技术研究

（1）用电设备降耗节能措施。在污水处理中是非常重要的设备，运行过程中水泵消耗着大量的电能，因此为了实现泵房的，达到污水处理节能的目标，必须要有有效的提高水泵的运行效能的措施。

首先，为了在最有效的节约能耗，选择合理的水泵是非常必要的。加速变频调速方面的研发，使电机的转速得到优化，进而降低排水的单耗。现实中。在污水净化工作中，进入变频工作的状态的电动机，变频器的运转速度就可以得到调整或者是在一定范围内选择电动机最佳的运转速度来实现节约能耗，综合上述，通过对于变频器调整，使得电动机在满足正常工作情况下，实现电流最小、效率最大化，实现了降耗节能的目标。

其次，减小污水在处理过程中提升的高度，进而降低污水提升泵的扬程，合理利用地形，对水泵扬程进行设计也是非常必要的。同时在高程设计时尽可能的做到一次提升，选用合理的进水口、出水口和管道连接形式，降低水头损失可以进一步达到降低能耗的效果。

（2）鼓风曝气部分降耗节能措施。曝气系统和其他机械系统（如搅拌、回流污泥和二沉池设备等）是生化处理单元的主要组成，这也是污水处理厂的核心部分，全厂能耗的50%～70%是在这里产生的，对整个水厂的成本影响较大的就是曝气系统的节能降耗。与曝气效率的高低有着直接关系是曝气设备的调节能力，如果控制不到位或者调节能力，均会造成能源浪费，所以，为提升曝气效率降低能耗，我们应选择调节能力合适的曝气设备。

（3）污泥处理系统降耗节能措施。随着人们对能源需求不断增加，新的能源类型被开发，其中，目前广泛应用的能源类型就有太阳能。目前，已经有研究人员在污泥厌氧消化加热工作中应用太阳能方面进行了一定的研究。经过研究发现，具有较高的吸热效率的污泥，是一种较好的吸热体，随太阳辐射强度增高浅槽式集热器水温升高，且S水深增加而降低，集热器设备可以作为厌氧消化过程中的补充热源进行应用。此外，也有研究人员以自行设计的混合太阳能污泥干燥装置，对机械脱水后的污泥进行了干燥处理，研究了该方式对污泥干燥处理的可行性。经过研究发现，太阳能对污泥进行干燥具有较高的可行性。

（4）其他消耗降耗节能措施。一定量的药剂在污泥消毒、调理及除磷过程中被消耗，虽然消耗不多，但一定的节能空间也是存在的。可以将生物除磷技术应用在除磷环节，这样不仅不需要投加药剂，而且产生的污泥量也较少。选择，还可以使用高分子混凝剂的化学除磷方式来进行除磷，以降低消耗药剂。还可以进行污泥调理（包括化学调理和物理调理这样可以有效的提升污泥的脱水性能。为了实现节能降耗的目标还可以选使用辐射技术对污泥进行消毒，代替高温高压。

在污水处理过程中，污水处理剂的使用量关系到污水处理厂的降耗节能的水平，因此，根据污水处理剂的单价以及特点进行综合选择是在实际的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同时要保证药剂不对于环境造成污染的基础。并且也要考虑处理剂的用量。节约处理剂的用量可以在以下几方面考虑，即传统上污水处理过程中使用的处理剂可以采用天然高分子改性处理剂来代替，这种天然高分子改性处理剂更容易被生物所降解，并且得到更高的脱水效率。此外，对污水处理中所使用到的药剂的用量进行更为精确的计算，并且提前进行方案设计，以降低在污水处理过程中对于药剂造成的额外的浪费，以期达到最佳效果。

3 结语

降低城镇污水处理厂的能源能耗，可以更好的促进城镇的可持续发展。因此在实际工作中，提高对污水处理厂能耗有效认识，选择更为合理工艺系统，在确保处理后污水能够符合排放的标准，更好的实现对水资源环境的保护的目标的同时降低能源消耗。

参考文献：

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[2]徐一雷.污水处理厂的节能控制及优化方式[J].科技展望，2017（03）：80.

[3]王广卿.城镇污水处理节能降耗措施研究应用进展[J].科技视界，2016（14）：257

[4]张虎军.城镇污水厂污泥处理处置节能降耗技术的应用[J].科技展望，2016（31）：115-117.

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关键词：城市污水；处理工程；基本条件；问题建议

Abstract: The use of human water from being polluted, contaminated water only after purification, to return to the nature of the water circulation system. Effect of city sewage treatment project is extremely important, is to protect the water environment, provide comfortable living space and as the effective utilization of the resources necessary and indispensable important link. City sewage treatment is not reasonable will affect people's quality of life and cause serious consequences.

Key words: city sewage; treatment project; basic conditions; problems

中图分类号：[R123.3] 文献标识码：A 文章编号：

随着淡水资源的日益短缺和需水量的不断增加,许多缺水城市和地区无新的水源可开发利用,污水的回收和再用已成为解决水资源短缺的有效措施之一。如今我国正处在经济高速发展的时期,城镇化的步伐加快,城市污水排放量增大,在这种背景下,合理地开发适合城市综合污水处理的技术和工艺,不仅能缓解城市水资源短缺的现状,同时维护生态环境,将对人类社会和经济具有深远的历史意义及现实意义。

1 城市污水处理工程设计基本条件

1.1处理规模：处理规模的确定主要与下列因素有关

城市性质：城市所在地域、自然条件、经济发达程度、人民生活习惯及住房条件不同，城市居民用水量标准不同，因而城市污水量亦不同。

城市排水体制：城市排水体制分为分流制和合流制。一般新建城市、新开发区及经济条件较好的城市宜采用分流制；一些旧城区由于历史原因，一般为合流制，可改造成截流式合流制。根据城市具体情况，同一城市的不同地区可采用不同的排水体制。

城市排水体制的选择直接影响污水量规模， 当采用分流制时，设计污水量全部为城市污水， 当采用截流式合流制和分流制组合系统时，必须考虑截流式合流系统中排入的雨水量，该雨水量与设计截流倍数有关，应进行科学分析后合理确定。

工业废水量：由于城市结构各异,工业类型和工业比重不同，工业废水量及水质量不相同。

污水管网完善程度：污水管网完善程度对城市污水处理厂设计规模确定十分重要。管网的作用主要是承担城市污水的收集和输送。各城市现状污水收集率和规划污水收集率均不相同。当设计流域范围内处理污水量确定后，必须乘以污水收集率才能得到排入污水处理厂的实际污水量。

规划年限：规划年限是合理确定污水处理厂近、远期及远景处理规模的重要因素。应与城市总体规划期限相一致。一般近期按3～5 年，远期按8～10 年考虑。各相关因素综合分析后，合理的确定处理规模。

1.2 污水处理厂水质

污水处理厂进水水质主要与下列因素有关：

城市性质及经济水平： 如处理规模部分中所述， 由于城市所在地域及经济发展程度不同，污水的水质亦不相同。例如，某个城市以生产味精为工业主体，导致用水量较少，相对浓度较高；工业比重大的城市，由于工业废水排入下水道的浓度较高，致使城市污水浓度较高，河水和地下水污水浓度较高等。

工业废水水质：原则上工业废水必须经过厂内处理后达到“污水排入城市下水道水质标准”后才可纳入城市管网，最终进入污水处理厂。

排水体制：当排水体制采用全部或部分截流式合流制时，应注意由于截流倍数、截流水量而造成的污水浓度的变化给进水水质确定带来的影响。

1.3 处理厂出水水质

处理厂出水水质应根据排入受纳水体的环境功能要求，水体上下游用途及水体稀释和自净能力等，使出水口水质符合国家或地方有关标准。

1.4 污水、污泥资源化

选择技术工艺方案时应同时考虑污水和污泥综合利用。污水作为水资源已逐步被排水领域业内人士所接受，污水回用势在必行。新建城市污水处理厂时，应将污水净化和污水回用一并考虑，根据回用水用户对水量和水质的需求，按照国家和地方回用水水质标准，进行包括回用水处理工艺在内的全流程工艺设计。

2 城市规模不同，处理技术选择

不同污水水量、水质和处理水排放出路，结合当地自然条件、经济状况、技术水平及管理人员素质，进行多方案技术经济比选后再行确定，至少考虑多个比选方案为宜。同时可结合处理厂所在城市的具体情况和工程性质，积极稳妥的采用污水处理新技术和新工艺。

3 值得探讨的几个问题

3.1 污水管网规划年限和排水体制

城市污水管网担负着城市污水的收集和输送，是连接污水产生源和污水处理厂的重要的、不可缺少的环节，主要影响因素有：

污水管网规划年限：一般污水主干管或次干管都沿城市主干道或支干道敷设，而且由于大多为重力流，较其它市政管线埋设深度深，因此改建和扩建较为困难。一般应按远期污水量设计，在一些大城市和经济发达城市可按远景污水量设计。此外，根据管线重要性不同，设计年限亦有差异，一般城市主干管设计年限长，一次建成后相当长时间不再扩建，次干管、支管和接户管等设计年限可依次降低。

污水处理厂设计年限一般采用近期5年，远期10 ，而污水管网≥20年，因此在设计城市污水管网时，必须用污水处理厂近、远期设计污水量对管网设计进行校核，特别需注意管内流速及考虑防止淤积所采取的有效措施。

排水体制：一般说，凡在新建市、区或扩建新区建设污水处理工程时，宜采用分流制；在已建成合流制排水系统的旧城区、小城镇等，宜将原合流制直泄式排水系统改造成截流式合流系统；在雨量稀少地区，由于污水处理规模小，街道狭窄，两侧建筑密集复杂，无条件修建分流制排水系统，也可考虑采用合流制排水系统。

值得注意的是，当截流倍数较大时，旱季和雨季污水量相差较大，污水处理厂的进水水量及水质都随之发生相应波动，造成冲击负荷，因此在污水处理厂工艺流程设计和设计参数选择时应对该水量、水质变化进行必要的分析和校核，保证处理厂出水稳定达标。

3.2 氮、磷指标控制

随着水体对富营养化的主要影响因素氮、磷指标的严格控制，生物除磷脱氮工艺已广泛应用于污水处理设计中。鉴于生物除磷和脱氮存在一定矛盾，比如脱氮过程中所需的硝化菌世代期长，污泥龄长；而除磷则通过剩余污泥的排除而实现磷的去除，污泥龄短。设计时，选用短泥龄还是选用长泥龄，在选择泥龄时多采用兼顾的方法，但除磷脱氮均不能达到最佳效果。但以工程设计而言，防止富营养化的主要因素是氮和磷，但是在这二者之间。磷的去除更为重要是合理的。

一般说，大型污水处理厂设有初沉池时，初沉池污泥可采用重力浓缩，剩余污泥则采用机械浓缩，中小规模污水处理厂，可一并采用机械浓缩；当大型污水处理厂污泥处理采用厌氧消化时，可将消化池上清液集中单独处理，该处理方法一般多采用化学法（如铁盐，铝盐，石灰法）。

3.3 二沉池（浓密池）设计影响因素

活性污泥系统二沉池是以分离生物处理过程中产生的污泥，使处理水得到澄清为主要目的。设计二沉池的影响因素很多，而其中表面水力负荷和出水堰负荷为主要设计参数。

从理论上讲，按沉淀类型分，二沉池沿水深自上而下原则上分为四个区：自由沉淀区、絮凝沉淀区、成层沉淀区、压缩区，其中自由沉淀过程较短，很快便过渡到絮凝沉淀阶段，沉淀池内大部分时间属于成层沉淀和压缩沉淀阶段。因此，必须有足够的停留时间，或者说必须保证应去除颗粒群的最小流速，才能产生良好的沉淀效果。而表面水力负荷与颗粒沉降速度在数值上是相同的，因此选用二沉池（中间进水周边出水）表面水力负荷值时，不宜过高。

3.4 利用微生物除臭

利用微生物除臭是广泛采用生物除臭法。该法具有适合于各种臭气浓度的脱除，效率高，不产生二次污染等优点。

一般说，污水处理厂洪水位的确定应与城市防洪标准一致，建议大城市采用50年一遇，100年校核；小城镇采用20年一遇，50年校核的设计标准。

随着对环境质量要求的提高和污水处理技术的发展，在设计污水处理厂的同时，考虑除臭设施已提到议事日程。主要控制项目为氨、硫化氢、臭气浓度和甲烷气。污水处理厂臭气面广，臭气浓度较低，但在处理厂内不同处理区臭气浓度和臭气量不同。一般说城市污水处理厂臭气较严重的地区为预处理区、一级处理区和污泥处理区，该区域臭气产生量相对不多， 但臭气浓度较高， 应作为主要除臭对象区域。在大城市、经济发达城市和重要旅游城市或因特殊原因厂址选择不能满足国家规定的卫生防护距离要求时，宜设置除臭设施。

4 结语

众所周知，我国淡水资源并不丰富，并且时空分布极不均匀，随着我国经济的迅速发展、人口的增加及工业化和城市化步伐的加快，城市用水量和污水排放量急剧增加，这更加剧了水资源的短缺和水环境的恶化，同时也带来许多城市环境问题，并制约了地区经济的发展。因此，采用合理的污水处理方式，节约水资源是我们必须实现的基本目标。

参 考 文 献

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论文摘要：针对目前城市现有污水处理厂在建设和运行管理的过程中所暴露出来的问题，从建设规模和工艺确定等角度进行对比分析，并对应注意的环节提出了看法。

由于工业废水处理设施一般规模小、技术性强，工艺组合灵活，结构通常为钢制，即使内部管线穿插较多，运行维护也不太困难。工业废水处理在技术上是与城市污水处理类同的，但是如果把工业废水处理设施的设计思路简单地套用在城市污水处理工程中会带来很多预想不到的问题。

1.合理确定建设规模

城市污水厂建设规摸的确定，是根据城市总体规划和排水规划，分期分批地建设污水管网和污水处理厂，要根据水环境保护的目标，分期实施，逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程，涉及城区管渠改造，污水的收集、输送(包括泵站)，污水处理和排放利用，以及污泥处置等问题在。

2.城市污水处理厂的工艺选择

具体工程的选择要求包括：

①技术合理。技术先进而成熟，对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高，污泥易于处理。

②经济节能。耗电小，造价低，占地少。

③易于管理。操作管理方便，设备可靠。

④重视环境。厂区平面布置与周围环境相协调，注意厂内噪声控制和臭气的治理，绿化、道路与分期建设结合好。

⑴好氧生物处理技术是世界各国城市污水处理厂普遍采用的污水处理工艺，分为活性污泥法和生物膜法两种。活性污泥法是水体自净的人工强化，是使微生物群体“聚居”在活性污泥上，活性污泥在反应器－曝气池内呈悬浮状，与污水广泛接触，使污水净化的技术；生物膜法是土壤自净的人工强化，是使微生物群体以膜状附着在物体的表面上，与污水接触，使污水净化的技术。活性污泥法、生物膜法及其变种变工艺，各有特点和应用条件，在选择的时候，应根据各地区的水质、水量、受纳水体、气候、环境、经济情况等条件确定。

⑵活性污泥法工艺在净化机制上，没有什么突破，历经几十年的发展与革新，现已拥有以传统活性污泥法为基础的多种运行方式，如A/O除磷工艺、A/O脱氮工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、A/B法、各种SBR法、载体活性污泥法、一体化活性污泥法等等。近十几年来，活性污泥法最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中来，使厌氧和好氧状况在生化池中同时存在或反复周期性地实现，但其基本流程原理与标准法是一致的。

⑶厌氧－好氧活性污泥法工艺（A/O法），是具有生物选择机能并兼有脱氮除磷功能的标准活性污泥法变法。所谓厌氧就是生化反应段内溶解氧趋于零状态。在这种环境下迫使专性好氧微生物－丝状菌代谢机能锐减，抑制了其繁殖，起到了厌氧生物选择作用，从而可以防止污泥膨胀现象发生。A/O活性污泥法工艺在普遍活性污泥法前段加入厌氧段，通过污泥负荷的变化来实现除磷或脱氮的功能。在A/O法的基础上又发展了A2/O法，即在厌氧、好氧段之间加入缺氧段以实现同步除磷脱氮，由于其污泥负荷适应范围较小，因此在实际运行中往往按偏重于除磷或脱氮之一功能进行。A/O法、A2/O法工艺由于出水水质稳定、能耗不高、运行管理方便等特点，在国内外大中型污水厂中采用最多。

⑷载体活性污泥法，是在活性污泥法反应池内投加固体颗粒或软性、半软性填料，以增加单位反应空间的微生物量，提高反应器容积负荷。是一种活性污泥法与生物膜法的良好结合，一般适于污水厂挖潜改造，提高处理能力，其核心技术为专利填料，近几年林泡工艺作为其代表应用于大连春柳污水厂和铁岭污水厂。

⑸氧化沟法，于五十年代由荷兰人巴斯维尔所开发，主要有卡鲁塞尔（Carrousel）式、三沟式、一体化式、奥贝尔（Orbal）式等几种技术形式。氧化沟法是一条闭合的生化反应沟渠，以转碟或转刷为充氧和水流动力，流程简单，对运行管理要求较低，多用于延时曝气，产生污泥量少，污泥易于脱水。氧化沟法在我国南方地区及中西部地区得到广泛应用。

⑹A/B法（Absoption-Biodegradation），是两级生化反应系统。一级为生物吸附，污泥负荷高，反应时间短（30分钟）；二级为一般生化反应池，污泥负荷同普通活性污泥法。A/B法的一、二级都有自己的二次沉淀池和污泥回流系统，多用于浓度高的生活污水，其国内典型应用为乌鲁木齐河东污水处理厂和青岛海泊河污水处理厂。

⑺序批式活性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）是1914年由英国学者Ardern和Locket发明的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame大学的R.Irvine教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安纳州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。

⑻间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS－Intermittent Cyclic Extended System）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比，最大特点是:在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。该工艺在我国典型的应用为昆明第三污水处理厂，在国内影响较大。

⑼生物膜法，是另一种广为采用的污水生化处理方法。这种处理法是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型生物附着在载体或滤料上生长繁殖，并在其上形成膜性生物污泥－生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。

3、根据以上工艺技术对比分析，结合奎屯市污水水质情况，认为较合适的处理工艺优选为：

第一方案：A/O工艺

近二十年来活性污泥法的最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中，厌氧、好氧的间歇周期运行给活性污泥法带来新的技术经济效果，即生物脱氮、生物除磷、生物选择等。

厌氧－好氧活性污泥法脱氮工艺（A/O法），是具有生物选择机能并兼有脱氮功能的标准活性污泥法变法。

第二方案：DAT－IAT工艺

好氧间歇曝气系统（DAT－IAT－Demand AerationTank-Intermittent Tank）是一种SBR新工艺。它介于传统活性污泥法与典型的SBR之间，采用连续进水连续－间歇曝气的运行方式，适用于进水水质水量变化幅度较大的情况。主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥DAT池。它属延时曝气工艺，实际上为A/O脱氮工艺与传统SBR的结合，该工业具有较低的污泥负荷，因此具有抗冲击能力强的特点，并有脱氮功能。该工业国内应用于天津技术开发区污水处理厂和抚顺三宝屯污水处理厂，是一种适合于较大水量的SBR工艺。

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关键词：污水处理；节能降耗；循环利用

1 引言

近年来，我国污水处理行业发展突飞猛进，整体发展处于快速成长期。我国城镇污水处理厂的发展也进入了从点到面的阶段，很多省份已经率先实现了县县建成污水处理厂[1]。这种大规模的污水处理项目的运营，将为节能降耗技术的发展带来机遇和挑战。

2 污水处理厂能耗情况

污水厂根据使用的处理工艺不同，其实际能耗数据也有较大差别。城市污水处理运营能耗主要包括能、药耗和燃料等多个方面，其中电耗约占总能耗的 60% -90%，电耗也成为了污水处理厂运行成本的主要组成部分。污水处理厂电能主要消耗在污水污泥的提升，生物处理的曝气、混合推进，污泥的处理处置，附属建筑用电和厂区照明等方面[2]。其中曝气能耗最大，约占到整个污水处理厂能耗的50%左右，根据我国城市污水处理现状，开展针对全国各种工艺的城市污水处理厂全流程运行能耗评估，并有针对性地开展节能降耗优化改造，将成为今后一个重要的研究方向。

以辽宁某污水处理厂在 2015 年的生产成本进行计算，该厂满足一级排放标准，生产成本 0.489 元/m3，经营成本 0.285 元/m3，以此标准计算，在 2015年度，该厂需要承担的生产成本为2.445 万元/d，经营成本为 1.425万元/d，年生产成本为 892.4万元，年经营成本为520.1万元。生产成本和发达国家相比有很大的改善空间。

3 城市污水处理厂节能降耗途径分析

3.1 污水提升泵站节能途径

提升泵在运行可通过保持集水池高水位运行，降低水泵扬程，机组均衡运转和加装变频器等途径节能减耗[3]，如绍兴污水处理厂通过提升水泵变频技术改造，节能率达到 12%[4]；多级动态液位控制策略技术[5]，在实际运行过程中通过转速加台数控制法，实现定速泵平均流量运行；当水流出现较大波动时应该适时增减运转台数，调速泵变速运转来适应水流量的变化；定期对水泵进行维护，以减少摩擦降低电耗。水泵的节能降耗最关键的是要提升泵的运行效率，从而达到节能降耗的目的。

3.2 鼓风曝气节能途径

城市污水处理厂处理工艺大多是采用活性污泥法的鼓风曝气。鼓风曝气是将空气通过管道送入曝气池的扩散设备，以气泡形式分散进入混合液，使气泡中的氧迅速扩散转移到混合液中，供给活性污泥中的微生物。污水处理厂鼓风机的能耗约占到整个污水厂的30%～50%。选择高效、节能的鼓风机对污水处理厂的运行管理具有重要意义。常用的鼓风机机型主要有罗茨风机、单级离心鼓风机和悬浮鼓风机等。空气悬浮鼓风机依靠空气力场使轴承悬浮并保持高速运转，运行中无需油，能量损耗低，可以通过变频器调节电机转速来调节风量。最重要的是风量可调范围比较大，调节风量范围40%～100%，随着风量下降，效率降低较少，采用空气悬浮离心鼓风机较单级高速离心鼓风机节省约 12%，较罗茨风机节省 31%[6]。由于空气悬浮鼓风机调节方便，对于北方地区在冬季可以通过降低曝气量来节能降耗。

3.3 污泥处理节能途径

污泥处理的目的是使污泥减量、稳定、无害化及促其综合利用。污泥处理主要包括污泥的浓缩、稳定和脱水。其中，污泥浓缩常用的方法有重力浓缩法、气浮浓缩法、和离心法。污泥的稳定主要有厌氧、好氧和堆肥处理。污泥脱水有机械脱水和自然脱水两种方式，目前大多选择的机械脱水，机械脱水的主要能耗是电耗，机械脱水方法主要真空吸滤法、压滤法、和离心法等。一般使用离心脱水的电耗较低，但对污泥的预处理效果要求高，容易磨损，还需要在实践中探寻新的脱水工艺，提升节能降耗效果。针对采用压滤法在脱泥前的工艺，可以在污泥均质池采用“进泥-沉淀-进泥”循环方式减小含水率，以减少后期脱泥时间和耗药量。

3.4 药剂消耗节能途径

污水处理厂药剂消耗主要是针对深度处理、消毒处理和污泥处理工艺中的中的药剂消耗。深度处理是通过向水中投加药剂，使水中难以沉淀的胶体颗粒能相互聚合并沉淀的目的。常用药剂主要包括无机盐类混凝剂（工业硫酸铝、明矾、三氯化铁、聚合氯化铝等）和有机合成高分子混凝剂（聚丙烯酰胺、脱絮凝色剂、天然絮凝剂等）。针对除磷，常用的方法有生物除磷、PAM结合PAC、铁盐等。生物除磷技术无需投加药剂、污泥产量又少，但这项技术工艺较为复杂，需要在实践中不断的加以完善。化学除磷，可以尝试使用高分子混凝剂除磷，能够有效降低药耗。消毒的目的主要是利用物理或者化学的方法杀灭废水中的病原微生物，以防止其对人类及畜禽的健康产生危害和对生态环境造成污染。消毒的方法主要包括物理法（加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等）化学法（氯、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧和重金属离子等）。针对涉及药剂消耗的方法主要通过合理配比、减小加药量来实现降耗。

3.5 根据溶解氧（DO）浓度调节曝气量

根据合理的溶解氧指标调节曝气装置是节能降耗的一个重要途径。鼓风曝气系统由鼓风机（空压机）、空气扩散装置（曝气器）和一系列联通管道组成。许多污水处理厂的生物反应池会曝气过度，主要原因是缺乏自动调节系统、过度曝气直接导致了能耗的浪费，并会使污泥的沉降性变差，能耗随混合液 DO 浓度的增大而增大，曝气池中的 DO 从2 mg/L 升高到 4 mg/L，会使曝气装置的耗电量增加近30%。可以通过优化曝气装置和智能控制来实现曝气机的节能降耗；通过变频器来改变电机转速来实现风机流量进行控制；通过对曝气池中的合理分配曝气量来节能。

3.6 污水处理节能其他途径

污水处理是一个整体系统，各个环节是相互联系的。如果格栅拦截不合理，对截留物不能够很好的截留，就很容易导致提升泵堵塞，导致后续处理物能耗的被动升高。针对间歇运行的设备，可以结合电量峰平谷来运行。在污泥污水回流方面加以控制，在合理范围内减小回流量，同样可以节能。涉及冬季供暖的厂区，可以采取间歇运行方式减小能耗。新建厂区大多数照明设备过多，只是为了亮化厂区的路灯构筑物灯，在保证安全运行的情况，同样可以间歇运行，减少开启量。加强日常生产经营管理，建立节能降耗目标，把节能降耗目标设置于各个环节，对于完成预期目标的给予一定的奖励，从而激发大家开展节能降耗的积极性。污水处理后不直接排入河道，在厂内循环利用或者供给其他企业利用，也将增加企业收入，从而增加节能降耗效益。

4 结论

污水处理厂的节能降耗涉及方方面面，真正做到节能降耗需要从设计初期工艺选择、设备选型、污泥处理及处置方式等多方面考虑，为节能降耗源头奠定硬件基础，运行过程中根据本厂水量、水质等实际情况，制定可行的节能降耗措施及相应的奖惩制度，做好设备的维护保养及大修计划，减少故障率，将节能环保理念贯穿生产经I的各个环节，积极采用新技术、新工艺和新标准，推动企业清洁生产，促进源头减排和能效提升，发展循环经济，节约成本，才能为企业节能降耗创造更多途径。

参考文献：

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Analysis on Energy Saving and Consumption Reducing Methods

of Urban Sewage Treatment

Guo Fuxin

（Chaoyang Yuanda Environmental Protection Water Co.， Ltd.， Chaoyang，Liaoning 122000，China）