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城市污水處理廠的處理工藝選擇

文檔作者：蔣瑋文檔來源：博天環(huán)境工程（北京）有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年04月29日
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·558· 研究與探討
城市污水處理廠的處理工藝選擇
蔣瑋
（博天環(huán)境工程（北京）有限公司，北京100082）
摘要：城市污水處理工藝應根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、受納水體的環(huán)境功能及當?shù)氐膶嶋H情況和要求，經(jīng)全面技術
經(jīng)濟比較后優(yōu)選確定。本文就是針對城市污水處理廠的處理工藝選擇進行探討。
關鍵詞：城市污水處理廠；處理工藝；選擇；原則；方法；比較
中圖分類號：X703 文獻標志碼：A 文章編號：1674-3024（2012）12-0558-02
前言
水是人類賴以生存的必需品，同時也是有限的資
源。在一個完整的大自然水循環(huán)體系中，大氣中的水分
變成雨雪降到地表，小部分蒸發(fā)或滲入地下，而大部分流
入江河湖泊，而后再慢慢返回大氣中。由于人類的生產(chǎn)、
生活活動，水資源被污染，污水只有經(jīng)過處理凈化才能重
新回到大自然水循環(huán)中，得以重新利用。因此，建設城市
污水處理廠是水污染控制和水資源回收利用的必然趨勢，
是可持續(xù)發(fā)展要求的必然結果。而城市污水處理廠工藝的
選擇，直接關系到建設及運行費用的多少、處理效果的好
壞、占地面積的大小、管理上的方便與否等關鍵問題。因
此，在進行污水處理廠設計時，必須做好工藝方案的比
較，以確定最佳方案。
1 常用污水處理工藝
城市污水的處理方法主要有物理法、化學法和生物
法，而城市污水的主要污染物為有機物，因此國內(nèi)的城市
污水處理工藝大多采用生物處理法。由于物理法和化學法
的去除率不高，出水很難達到國家的污水排放標準，因此
僅用于局部的污水處理或對出水水質(zhì)要求不高的地方，也
常作為生物處理法的預處理。各個地區(qū)、各個城市的具體
情況不同、需求不同，選擇的工藝也有所不同。
我國常用的城市污水處理工藝主要有傳統(tǒng)活性污
泥法及其改進型的A/O法和A2/O法、序批式活性污泥法
（SBR法）、循環(huán)式活性污泥法（CASS工藝）、AB法、
氧化溝法、生物膜法、生物接觸氧化法等，每種處理工藝
方法均有其各自的特點及適應范圍。大規(guī)模污水處理廠宜
選用傳統(tǒng)活性污泥法及其改進型，原因如下：①去除有機
物或N、P效率高；②工藝流程中設有初沉池；③厭氧、
缺氧、好氧功能分區(qū)明確；④污泥采用中溫厭氧消化；⑤
處理規(guī)模超過一定量后，基建費可降低。中、小規(guī)模污水
處理廠，特別是當規(guī)模≤10萬m3/d時，宜選用氧化溝法及
其改進型和SBR法及其改進型，原因如下：①去除有機物
及N、P效率高；②抗沖擊負荷能力強；③不設初沉池或
不設初沉池及二沉池，設施簡單，省基建費，方便管理；
④基建費低，且規(guī)模越小，優(yōu)勢越明顯；⑤處理設備基本
可實現(xiàn)國產(chǎn)化，設備費大幅降低。常用污水處理工藝比較
見表1。
表1常用污水處理工藝比較
序號處理方法BOD5 除去率N、P 去除率占地投資能耗
1 常規(guī)活性污泥法90% ～ 95% 低大大高
2 A/O、A2/O 法90% ～ 95% 高大一般一般
3 SBR 法85% ～ 95% 一般較小小降低
4 CASS 法90% ～ 95% 較高較小一般一般
5 AB 法90% ～ 96% 較高一般一般一般
6 氧化溝92% ～ 98% 較高較大較小低
7 生物濾池75% ～ 85% 降低較小大一般
8 生物接觸氧化90% ～ 95% 一般較小一般較高
2 污水處理工藝的選擇原則
城市污水處理廠工藝選擇的主要原則是滿足要求、因
地制宜、技術先進合理、穩(wěn)定性高、經(jīng)濟節(jié)能、易于管理。
2.1 滿足處理效果要求
城市污水處理廠的工藝方案應確保高效穩(wěn)定的處理
效果，出水應達到國家或地方規(guī)定的水污染物排放控制或
再生利用的指標要求。這一指標要綜合考慮我國的實際國
情和當前工藝的發(fā)展水平，同時應該充分考慮脫氮除磷效
果，這對保護水環(huán)境有重要作用。對城市污水處理設施出
水水質(zhì)有特殊要求的，需進行深度處理。這是污水處理最
重要的目標，也是污水處理廠產(chǎn)品的基本質(zhì)量要求。而排
放標準的確定主要取決于處理出水的最終處置或利用方
式，如果排入水體，則取決于接納水體的功能質(zhì)量要求和
水體的環(huán)境容量；如果回收再用，則取決于再生水用戶對
水質(zhì)的基本要求。
2.2 處理規(guī)模與工藝標準要因地制宜
城市污水處理廠工藝方案的確定必須充分考慮當?shù)?
的社會經(jīng)濟和資源環(huán)境條件，結合當?shù)貤l件和特點有所側
重，尤其是排放與利用的相結合、不同處理工藝的組合。
要根據(jù)當?shù)刎斄η闆r，充分考慮處理工藝的分期、分級實
施，確定污水處理廠的實際設計規(guī)模。應按照遠期規(guī)劃確
定最終規(guī)模，以現(xiàn)狀水量為主要依據(jù)確定近期規(guī)模。
2.3 技術先進合理，穩(wěn)定性要高
應正確對待污水處理技術先進性和合理性的相互關
系。一方面，應當重視污水處理工藝所具備的技術指標的
先進性，同時又必須適合中國的國情和工程要求。城市污
水處理工程是一個區(qū)域性的工程，是城市基礎設施工程，
具有規(guī)模大、投資高、影響大等特點，且是百年大計，必
須保證百分之百的成功。城市污水處理工藝的選擇更注重
技術的成熟性和可靠性，穩(wěn)定性要高，《城市污水處理及
污染防治技術政策》中規(guī)定“對在國內(nèi)首次應用的新工
藝，必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗，提供可靠設計參數(shù)后再
進行應用”。因此，必須強調(diào)技術的合理，而不是簡單要
求技術先進，必須把技術的風險降到最小程度。
2.4 經(jīng)濟節(jié)能，效益顯著
節(jié)省工程投資與運行費用是城市污水處理廠建設與
運行的重要前提。要合理確定處理標準，選擇簡捷緊湊的
處理工藝，盡可能地減少占地，力求降低地基處理和土建
造價。同時，必須充分考慮節(jié)省電耗和藥耗，把運行費用
減至最低。較高的性價比同樣是先進性的重要體現(xiàn)，把費
（下轉第557 頁）
研究與探討 ·557·
（上接第558 頁）
用減到最低，這對我國現(xiàn)有社會發(fā)展水平和經(jīng)濟發(fā)展水平
的要求顯得更加重要。
2.5 易于管理
城市污水處理是我國的新興行業(yè)，專業(yè)人才相對缺
乏。在工藝選擇過程中，必須充分考慮到我國現(xiàn)有的運行
管理水平，盡可能做到設備簡單、維護方便，適當采用可
靠實用的自動化技術。
3 污水處理工藝的選擇方法
3.1 技術、經(jīng)濟比較
城市污水處理工藝應根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、排
放方式、水質(zhì)要求、受納水體的環(huán)境功能以及當?shù)氐挠?
地、氣候、經(jīng)濟等實際情況和要求，經(jīng)全面技術比較和初
步經(jīng)濟比較后優(yōu)選確定。方案選擇比較時需要考慮的主要
技術經(jīng)濟指標包括處理單位水量投資、削減單位污染物投
資、處理單位水量成本、占地面積、運行可靠性、管理維
護難易程度、總體環(huán)境效益等。定性比較時可以采用有定
論的結論和經(jīng)驗值等，而不必進行詳細計算。
3.2 進水有機物負荷比較
進水BOD5負荷較高（如>250mg/L）或生化性能較差
時，可以采用AB法或水解—生物接觸氧化法、水解—SBR
法等，進水BOD5負荷較低時可以采用SBR法或常規(guī)活性污
泥法等。
3.3 處理級別比較
二級處理工藝可選用氧化溝法、SBR法、水解好氧
法、AB法和生物濾池法等成熟工藝技術，也可選用常規(guī)
活性污泥法；二級強化處理要求除磷脫氮，工藝流程除可
以選用A/O法、A2/O法外，也可選用具有除磷脫氮效果的
氧化溝法、CASS法和水解—接觸氧化法等。
3.4 氣候條件比較
冰凍期長的西部寒冷地區(qū)應選用水下曝氣裝置，而
不宜采用表面曝氣。生物處理設施需建在室內(nèi)時，應采用
占地面積小的工藝，如UNITANK等。水解池對水溫變化
有較好的適應性，在低水溫條件下運行穩(wěn)定，北方寒冷地
區(qū)可選擇水解池作為預處理，較溫暖的地區(qū)可選擇各種氧
化溝和SBR法。
3.5 占地面積比較
地價貴、用地緊張的地區(qū)可采用SBR工藝（尤其是
UNITANK）。在有條件的地區(qū)可利用荒地、閑地等可利用
的條件，采用各種類型的土地處理和穩(wěn)定塘等自然凈化技
術，但在北方寒冷地區(qū)不宜采用。用水解池作為穩(wěn)定塘的
預處理，可以改善污水的生化性能，減小穩(wěn)定塘的面積。
3.6 運行費用比較
節(jié)省運行費用的途徑有降低電耗、減少污泥量、減
少操作管理人員等。運行費用較低的處理工藝有氧化溝、
SBR法、水解好氧法等。
4 結語
我國目前所采用的污水處理工藝投資和運行費用昂
貴，對我國這樣一個發(fā)展中國家來說是一個沉重的負擔。
為此，必須結合當?shù)氐膶嶋H情況，并經(jīng)過全面的技術經(jīng)濟
比較后，才能選出最佳的處理工藝。
參考文獻：
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代入已知條件，就可以求出插值結點值。
5 微分求積法的工程應用
微分求積法主要是用于第一類邊界條件的初值邊值
或初邊值問題的求解，適用于結構力學問題的求解，也適
用于結構元件的靜力分析，包括桿和梁的平面振動、撓度
問題、屈曲荷載和波動問題。DQ 法的精度和穩(wěn)定性決定
于網(wǎng)點的選擇。一般情況下，能通過較少的計算量給出滿
足工程要求的解，并且使不少問題能通過編程完成。另外，
由于DQ 法運用了多項式插值，在逼近精確解上屬于最佳
一致逼近，適用于線性非線性問題分析。
但是，DQ 法目前尚不成熟，當研究所涉及的區(qū)域是非
正規(guī)的（圓形、環(huán)形、矩形、平行四邊形和扇形）、邊界不
規(guī)則或奇異的情況下，求解問題就遇到了很大的困難[12]。
6 結語
（1）對于一個一維的結構問題，求解過程大致按以下
步驟進行：我們可以首先通過其模型確定一些插值點，最
好選取不等距插值點Chebyshev-Gauss-Lobatto 結點，這
樣可以提高插值的精度（選點），然后通過模型的特性和
約束條件來配取插值點值（配值），最后再代入公式進行
求值（求解）。
（2）對于微分求積法，由于運用的插值多項式不同，
求解的煩瑣程度也不盡相同，因而所費的計算機機時也不
相同。一般我們都選取正交多項式，這樣收斂的速度很快，
可以節(jié)省機時，如選取在離散點上正交的拉格郎日多項式。
（3）微分求積法在求解第三類邊界條件的時候，其精
度有些失調(diào)，誤差比較大，這就需要對其進行修正，修正
的方法有δ 法、嵌入法和廣義微分求積法。
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