中小城镇污水处理浅析

中小城镇污水处理浅析

赵娜

乌鲁木齐建筑设计研究院有限责任公司 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000

摘 要：本文结合阿合奇县老城区污水处理厂改扩建工程实例，介绍中小城镇污水处理以卡鲁赛尔氧化沟工艺为核心处理工艺的方案，供大家参考。

关键词：中小城镇； 污水处理； 氧化沟

城镇排水是城镇基础设施的重要组成部分，与城镇人民的正常生活息息相关。城镇排水设施的建设将加强生态环境建设与保护，建设资源节约型和环境友好型城镇。

1、中小城镇污水处理的重要性

人们越来越意识到合理利用水资源的重要性，将污水进行处理之后，可以对其进行循环使用，为中小城镇的生产减少水资源的消耗。水处理技术利用相关的处理技术工艺对污水进行净化，可使其继续使用，所以污水处理极为重要。

2、污水处理工艺介绍

污水处理按照处理原理划分为：物理处理、化学处理、生物处理三类。

①物理处理是利用物理作用分离污水中的污染物质，分离方法有：筛滤截留法；重力分离法；离心分离法。一般涉及的设备有格栅、沉砂池、沉淀池、气浮装置、旋流分离器等。

②化学处理是利用化学反应作用来分离回收污水中处于各种形态的污染物质，主要方法有：中和、混凝、电解、氧化还原、气提、萃取、吸附、离子交换、电渗析等。多用于工业废水和废水再生利用处理。

③生物处理是利用微生物的新陈代谢作用，使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。主要方法有：利用好氧微生物作用的好氧法和利用厌氧微生物作用的厌氧法。好氧法广泛用于处理城市污水及有机性工业废水，分为活性污泥法和生物膜法；厌氧用于处理高浓度有机污水与污水处理过程中产生的污泥，现也开始用于城市污水与低浓度有机污水的处理。

污水处理按照处理程度划分为：一级、二级、三级处理三类。

①一级处理主要去除污水中漂浮、悬浮状态固体污染物质，BOD一般可去除30%左右，一级处理是预处理，一般指物理处理。

②二级处理主要去除污水中胶体和溶解状态的有机污染物质，（即BOD、COD物质），一般去除率达90%以上，二级处理主要指生物处理。

③三级处理主要是进一步处理难降解的有机物、磷和氮等，主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法、电渗析法和膜法等。三级处理与深度处理同义但不完全相同，三级处理为补充处理，深度处理则以污水回收和再生利用为目的。

3、工程实例简析

阿合奇县位于新疆维吾尔自治区西部的天山南脉腹地，克孜勒苏柯尔克孜自治州北部。阿合奇县老城区地形西高东低，坡度较大，南部略高于北部，坡度较小。

（1）阿合奇县老城区污水处理厂现状及存在的主要问题

阿合奇县城老城区现状污水厂位于老城区东北部外缘的托什干河河岸阶地下。污水主要为生活污水，工业污（废）水量很小，老城区的污水通过城镇排水管网重力流入现状污水处理厂处理，采用兼性氧化塘处理工艺，只能达到《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）的旱作标准。

现状污水厂处理设备老化，污水收集后经过氧化塘处理，无法满足环境保护的需要，严重影响周围的生态环境及托什干河I类水体，也会影响居民生活水平的提高，难以适应县城经济发展和环保要求。

（2）阿合奇县老城区污水处理厂改扩建工程介绍

本项目污水处理规模为5000m³/d。现状污水处理厂位于阿合奇县城东北角靠近托什干河边缘处，地势较低且位于县城常年风向的下风向，根据老城区的地形情况，排水系统采用重力流排水，减少了污水提升时所用的运行费用。本次改扩建污水处理厂建在位于现状污水处理厂西侧。污水处理厂出水口的标高高于现状氧化塘进水口标高，处理后的污水可接入土沉池后进入氧化塘排放，便于灌溉下游林木。

本设计采用圆形卡鲁赛尔氧化沟工艺，该工艺的优点是占地小、处理效率高，脱氮除磷效果好，抗冲击负荷能力强。按照水量Q_max= 0.101m³/s设计，结合阿合奇县的气候条件及排水现状，最低设计水温按照12℃考虑，在此温度下，出水水质到达《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准。经后续深度处理构筑物处理后，出水水质达到一级A排放标准。

污泥性质达到稳定化，剩余污泥采用潜污泵由回流/剩余污泥泵站的泵池送至一小型的缓冲池，再由螺杆泵输送到污泥浓缩/脱水系统，直接进行处理。无需采用重力浓缩池和厌氧消化池进一步消化稳定，节约了污泥处置费用。

新建阿合奇县老城区污水处理厂主要处理工艺如下图：

阿合奇县城老城区污水

进水控制井

粗、细格栅

污水提升泵

旋流沉砂池

出水达标排放(下游林木灌溉)

紫外线消毒间

二沉池

氧化沟

配水井

深度处理间

泥饼外运(卫生填埋)

污泥回流泵房

污泥贮池

污泥脱水车间

阿合奇县老城区污水处理厂工艺流程图

（2）核心工艺氧化沟的设计介绍

氧化沟的基本设计参数：处理能力Q=5000m³/d，总容积3700m³，前置反硝化区容积925m³，MLSS4.0g/l，污泥负荷F/M比 0.068kgBOD₅/kgMLSS·d，最大需氧量（SOR）170kgO²/h，剩余污泥产量1.35吨干固/天，污泥龄11.2天，水力停留时间18h。

1）脱氮设计

根据污水出水排放标准，二沉池出水要求NH₄-N≤8(15)mg/l，TN≤20 mg/l，由于硝化菌属于自养菌，生长较为缓慢，对环境变化影响也较为敏感，因此设计时考虑将系统污泥龄延长，才可以保证硝化反应进行的充分性和可持续性。设计中以最不利情况为基础，采用较长的污泥龄和较低是污泥负荷，以保证硝化过程的要求。在硝化反应充分进行的条件下，反硝化反应就有了顺利进行的基础，设计通过设置带有强化生物脱氮的前置反硝化区，可以满足出水指标的脱氮要求。

2）除磷设计

进水中BOD₅与TP比值较低（BOD₅:TP=25），所以本项目在氧化沟前设置单独的厌氧除磷系统，以加强生化系统厌氧区的设计，可以达到较高的除磷效率，与出水总磷相关的还有一个因素是出水SS水平，即出水悬浮物中所携带的磷也要予以考虑。因此，要求出水中SS浓度必须足够低，以为其中结合的磷也是作为总磷计算的。根据本次设计出水水质要求，为了保证出水水质总磷≤1.0mg/l的要求，二沉池设计出水SS浓度需小于20mg/l，使其具有稳定可靠的沉淀效果，才能保证在水质波动的情况下，设计出水满足总磷≤1.0mg/l的要求。

通过以上脱氮除磷细节设计，经后续深度处理构筑物处理后，可满足出水水质达到一级A排放标准。

4、结束语

通过以上工程实例的介绍，中小城镇污水处理厂工程的建设对环境的影响是有利的，工程实施后将会对社会、经济、水资源合理利用三大环境起到显著的改善作用，明显的发挥工程效益，改善现状生活环境，提高居民生活质量，共创和谐社会有着重要意义。

参考文献:

[1]王社平,高俊发.污水处理厂工艺设计手册（第二版）.化学工业出版社,2011

[2]全国勘察设计注册公用设备工程师给水排水专业执业资格考试教材：2018版.第2册，排水工程第三版

[3]北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册·第5册.北京:中国建筑工业出版社,2004第二版