南京浦口4万吨污水处理工程

1.我国污水处理现状及存在的问题

随着我国社会和经济的高速发展,水环境问题日趋严重,一方面是水资源短缺,另一方面却是大量工业废水和生活污水拂入水体,水污染程度持续加深。而城市污水具有水量大、、水质较稳定,而且就近可得易于收集、易于处理等特点, 因此城市污水处理正在受到人们的普遍关注。

据统计，我国的江河湖泊和水库中，已经被污染的约占82.3%，全国环境监测系统的1200条河流中，有850 条受到污染。根据全国2222个监测结果显示，我国七大水系中水质符合《地面水环境质量标准》Ⅱ类标准的仅占33.2%，符合Ⅲ类标准的占28.9%，属于Ⅳ、V 类标准的占37.9%。在统计的138 个城市135 个河段中属于V 类水质的有27 个河段，占20%，属于Ⅳ类水质的有26 个河段，占19.26%，属于Ⅱ、Ⅲ类水质的河段，占23%。我国现有的淡水资源为34550 亿吨，其中地表水26000 亿吨，仅地表水污染造成的损失就达4278 亿元要治理这些水共需要投资21398 亿元。可见由于水污染而造成的经济损失是巨大的，而治理费用就更大了。

截止到2008 年底，我国现有污水处理厂187 座，年处理能力43 亿吨，平均668 万人拥有一座污水处理厂，而美国每万人就拥有一座污水处理厂，瑞典为5000 人。由此可见我国的污水处理建设远远落后于发达家，其处理能力与实际需要也相差甚远。目前有187 座污水处理厂绝大部分是一、二级污水处理。［1］

2. 目前国内污水处理技术的发展趋势

3.1. 污水处理厂规模大。污水处理厂朝着大型化方向发展。大型集中污水处理厂具有明显的规模效益的，其来水水质稳定，日常运行管理方便，污水处理能力强，是今后发展的趋势。

3.2． 污水处理技术工艺新。采用新工艺、新设备和新技术，在很大程度改变了污水处理厂的面貌，提高了污水处理厂的污水处理能力，降低了污水处理厂基础设施的造价和运行成本，还节约了能源，经济效益和生态效益显著。

3.3. 污水处理纵深化。污水处理逐渐向其上游和下游延伸，如，将二级处理后的污水直接供化工厂，由化工厂按要求进行三级处理后使用，实现水的循环利用。

3.4. 污水处理厂管理方式多样化。改变现行单一的政府投资和运营管理模式，拓宽投融资渠道，实现投资多元化。BOT模式、准BOT模式、TOT 模式、托管运营模式和供排水一体化模式等，都可以应用到污水处理厂的运行管理中。[3]

3.我国城市污水处理工艺的现状

5.1.常用二级污水处理工艺简介

城市污水的主要污染物是有机物, 去除有机物的方法包括化学法和生物法, 由于化学法的处理效果较差,出水达不到国家的规定的标准,所以,目前国内外大多采用生物法, 而生物法中活性污泥法使用最多,它包括传统的活性污泥法和它的改进型A/O 和A2/O 工艺、氧化沟和SBR 工艺等。

5.2.城市污水二级处理工艺的选择

污水处理厂应根据原水水质、出水要求、污水厂的规模、污泥处置方式, 以及当地的温度、工程地质、征地费用、电价等因素, 再结合各处理工艺的特点、优缺点, 进而确定最佳的处理工艺。

一般来说, 大型城市污水处理厂( 处理能力为10 万～20 万m3/d) 的优选工艺是传统活性污泥法及其改进型A/O 和A2/O 法, 与SBR 工艺相比最大的优势就是能耗低、运营费用较低, 污水厂规模越大,这种优势越明显。

中小型污水厂( 处理能力小于10 万m3/d) 的优选工艺是氧化沟和SBR 法, 这些工艺去除有机物的效率较高, 有的兼有除磷脱氮的功能, 基建费用明显低于传统活性污泥法, 且整个处理单元的占地面积只有传统活性污泥法的50%, 由于中小型污水厂的水质水量变化比较剧烈, 因此更适合选用抗冲击负荷能力强的氧化沟和SBR 法。 [4]

城市污水的主要污染物是有机物, 去除有机物的方法包括化学法和生物法, 由于化学法的处理效果较差, 出水达不到国家的规定的标准, 所以, 目前国内外大多采用生物法, 而生物法中活性污泥法使用最多, 它包括传统的活性污泥法和它的改进型A/O 和A2/O 工艺、氧化沟和SBR 工艺[5]。

1.1 活性污泥工艺

活性污泥法是处理生活污水、工业废水最广泛使用的方法。它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解的有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质。无机盐类( 磷和氮的化合物) 也能部分地被去除。活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统组。活性污泥法是处理城市污水使用最广泛的方法, 因其运行方式灵活, 工作效率高, 日常费用低, 很少二次污染而被广泛采用。但活性污泥法的运行管理比较复杂, 影响系统工作效率的因素很多, 如果设计和运行中的一些关键问题处理不好, 将产生一些异常的现象, 如污泥上浮、二沉池透明度降低、产生大量泡沫、污泥膨胀等。上述问题均是活性污泥法进一步研究的方向。

1.2 A B 工艺

A B 工艺作为一种高效而稳定的新型废水二段生物处理工艺, 自80 年代初开始在实际工程中得到应用以来, 受到国内外研究者和技术人员的普遍重视, 并已成为近10 年来在废水处理领域中发展较快的城市污水处理工艺。A B 工艺的3 大明显特征是:(1) 不设初次沉淀池;(2) A 段和B 段的污泥回流系统单独分开, 互不相混,(3) A 段和B 段分别在负荷相差极为悬殊的情况下运行。因为我国城市污水的水质与欧洲国家有较大的差别,所以必须严格控制A 段剩余污泥的排放。其次, 随着对处理出水中氮、磷要求的日趋严格,污水的生物脱氮除磷将在我国的城市污水处理工艺中逐步加以考虑。第三, 我国城市污水中工业废水所占比重较大, 排入城市下水道之前的预处理合格率较低, 水质复杂, 所含难降解物质多, 因而宜将A 段控制在缺氧条件下运行以充分利用管道系统中已适应缺氧或厌氧环境的接种微生物, 利于改善A 段出水中的BO Ds / C O D 比, 从而保证整个系统的处理效能及运行稳定性。

1.3 S B R 工艺

. SBR工艺也叫序批式活性污泥法, 它最根本的特点是处理工序不是连续的, 而是间歇的、周期性的, 污水一批一批地顺序经过进水、曝气、沉淀、排水, 然后又周而复始。最初的SBR 工艺进水、曝气、沉淀、排水、排泥都是间歇的, 后来出现各种改型, 有的将进水改为连续, 有的将部分曝气改为连续。有的将出水改为连续, 但只要还保留着序批处理周期运行的特点, 就应属于SBR 工艺的范畴。

一般说来, 间歇处理不如连续处理简单、方便,但是SBR工艺只需用一个反应池就能完成全部反应、沉淀工序, 省去了连续流工艺中的二沉池和回流污泥设施, 使处理构筑物大大简化, 从而节省占地, 降低基建投资。正是由于这一优点, SBR 工艺得以迅速推广。到目前为止SBR 工艺中脱氮除磷效果最好的一种。

1.4 氧化沟工艺

氧化沟工艺作为活性污泥法的一种改型，因其构筑物简单、耐冲击负荷能力强、基建投资少、运行费用低和处理效果稳定等优点，普遍被各大污水处理厂作为主选工艺之一。氧化沟又称连续循环式反应池或”循环曝气池”，因其构筑物呈封闭的沟渠性而得名。它是活性污泥法的一种新的改型，首尾相连循环流的曝气沟渠，污水和活性污泥混合液在该反应器中进行连续循环，进而使得污水得到净化。氧化沟污水处理的整个过程

如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水都集中在氧化沟中完成。

氧化沟的形状也具有多样性，传统的氧化沟基本呈现封闭的沟渠形，多样性主要表

现在沟渠的形状和构造上。有的呈现圆形和椭圆形沟渠，也有的可以设计为单沟系统或

多沟系统。对于多沟系统，可以作为一种同心圆式相互连接的环形沟渠，也可以是相同

的一组沟渠互相平行布置。氧化沟还可以分为合建与分建，有与二沉池合建的，也由于

二沉池分建的氧化沟。合建式氧化沟典型代表是一体化氧化沟，有体外侧沟式沉淀池和

体内船体式沉淀池。氧化沟的灵活运用性能最主要依附于其构造形式的多种多样。为了

满足不同的出水要求，可以任意以一种活性污泥法的运行方式运行，也可与其他工艺组

合搭配使用。

氧化沟最主要的配置就是曝气装置，对于曝气设备而言，也同样具有多样性。我们

常见的曝气装置有转盘、转刷、转碟、表面曝气器、射流曝气装置以及微孔曝气等等。

不同的曝气装置对应了不同的氧化沟形式，例如采用帕斯维尔氧化沟采用曝气转刷进行

曝气，卡鲁塞尔氧化沟采用表面曝气器进行曝气以及采用射流曝气的JAC 氧化沟。氧

化沟曝气装置一般只安装在沟渠的某一处或者几处，其安装数目主要取决于原水水质、

水处理规模以及氧化沟的构造。对于曝气装置的作用有以下两点：（1）确定池内混合液中含有足够的含氧量；（2）保证沟渠内的水流流速不小于0.3m/s，进而使得水中的活

性污泥始终保持悬浮状态。对于池内曝气强度一般可通过两种方法调节：一种可以通过

调节出水溢流堰的高度，来达到改变沟渠内的水深，进而改变曝气装置的淹没深度，使

得其改变曝气装置的推动力，达到调节的作用；另一种即是通过直接调节曝气器的转速

来达到调节曝气强度的作用。目前使用的氧化沟曝气装置的转速都是可调的，通过调节可以调整它的推动力和曝气强度。

其主要技术特点在于：

（1）处理效果稳定，出水水质好，且水流特征介于推流式和完全混合式之间，有

利于克服短流和提高缓冲能力。

（2）改良型氧化沟可以前置厌氧反应器，使其具有较强的脱氮除磷功能，同时，

有一定的抗冲击负荷能力。

（3）氧化沟内的功率密度分布不均匀，有利于氧的传质，污泥的絮凝和液体混合。

同时，氧化沟的整体功率密度较低，有利于节约能源。

（4）处理流程简单，构筑物少，管理简化，运行简单，构造形式和曝气设备多样

化。

（5）处理厂只需要最低限度的机械设备，使得污水处理厂运转的安全性得到保障，

同时，工程费用相当于或低于其他污水生物处理技术。

氧化沟的类型比较多，倘若按照其构造及运行特征，当前应用比较广泛的氧化沟可

分为以下几种类型：

（1）普通氧化沟

该系统是由一座氧化沟和单独的二沉池组成，它属于低负荷延时活性污泥法。对

于水质水量的变化，有一定的适应性，当水温接近5℃时，处理效果也相当稳定。同时，

其最大的特点是废弃的活性污泥量少,稳定程度高。

（2）奥贝尔氧化沟

奥贝尔氧化沟一般由三个同心圆型沟道组成污水由外沟道进入, 与回流污泥混合后,由外沟道进入中间沟道再进入内沟道, 在各沟道内循环达数十到数百次, 兼有推流式和完全混合式两种流态的优点。最后经中心岛的可调节堰门流出,至二沉池进行固液分离。

奥贝尔氧化沟具有以下优点:

(1) 外沟道的同时硝化反硝化有利于充分利用进水的碳源, 对于低碳源的城市污水处理有较好的适应性, 克服了一般脱氮工艺( A/ O、A2 / O、UCT 、VIP 等) 反硝化段需外加碳源的缺点, 同时也无需增加过多的水力内回流, 节省了运行费用。

(2) 外沟道低氧条件下的同时硝化反硝化导致的节能优势, 与同类处理工艺相比其供氧能耗约节省15% ~ 20%。

奥贝尔氧化沟也存在着一些不足:

(1) 同心圆型沟道造成中心岛的无效占地。

(2) 需要建造单独的二沉池, 增加了占地面积

(3) 从二沉池回流的污泥、硝化液采用动力回流系统需要能量的投入, 不利于进一步节能。

（3)卡鲁塞尔2000型氧化沟

卡鲁塞尔氧化沟是由荷兰的DHV 公司于1967 年开发研与传统的污水处理方法相比，卡鲁塞尔氧化沟有以下特点：在针对城市污水处理时不设预沉池；工艺稳定可靠；污泥稳定，可直接干化，不设消化池；工艺控制简单；池壁共用，降低了工程造价。

卡鲁塞尔2000 氧化沟技术优点:

（1）卡鲁塞尔2000 氧化沟保留了前置反硝化过程的一切优点，如可恢复硝化阶段约50%的碱度；节省曝气能耗等。

（2）在曝气机周围设置侧向导流渠，可在不增加回流动力的条件下， 将流量相当于进水流量的400%的硝化液回流至前缺氧区进行反硝化，反硝化效率高，节能效果明显。在前面设置厌氧区，可改善活性污泥的沉降性能，有效抑制活性污泥膨胀，为生物除磷提供良好的环境。

（3）在氧化沟最前端设置选择池，选择池前设有污泥分配槽，回流污泥进入选择池前先经过污泥分配槽，回流污泥进入选择池的流量可根据实际运行状况控制。回流污泥经回流污泥泵进入选择池前，通过电磁流量计测量回流污泥量，回流污泥泵的运行依据运行情况调节和控制，进而实现进水量与回流污泥的合理配比，以达到更优的处理效果。

（4）选择池后设厌氧池，每座厌氧池中各设1 台潜水搅拌机，以防止回流污泥在与原水混合后发生沉降以及部分有机物被氧化分解。

（5）厌氧池出水进入氧化沟的前反硝化区，前反硝化区约占氧化沟总容积的15%， 是卡鲁塞尔2000 型氧化沟的主要特色之一。

经污水处理厂多年应用证明, 卡鲁塞尔2000 氧化沟工艺具有除磷脱氮能力良好、抗冲击负荷能力强和运行管理方便等优点。

结语:随着我国的经济不断发展,人民生活水平的不断提高,我国的生活和工业污水量会不断增高,我们应该加大对污水处理实验技术研究的投入和研究,污水处理技术在不断更新,目前的污水处理技术多少存在一些不足,需要我们进一步改进。

参考文献:

[1] 周苞. 浅谈城市污水处理工艺的现状及存在的问题.黑龙江科技信息. 2010(6).77-78

[2] 张志彬.简述城市污水处理工艺调试方法[J].经济技术协作信息.2008(1).166-167

[3] 张海林. 城市污水处理现状及发展趋势 河南科技 2012.04: 52-53

[4] 周立正.我国城市污水处理事业的现状及发展趋势 江苏环境科技

2008 年6 月第21 卷增刊第1 期 118-121

[5] 周雹, 谭振江. 中、小型城市污水处理厂的优选工艺[J]. 中国给水排水, 2000, 16(10): 21 - 23.

[6] 郑晨, 郝晓美. 城市污水处理工艺及其发展[J].水资源保护

2003(1): 25 - 27.

[7] 刘平． 生活污水A/O 处理系统运行优化改造研究［D］．武汉科技

大学，2008．

[8] 丁 岩. 城市污水处理工艺调研报告. Environmental Protection

2005.7: 45-56

[9] 郑召宏, 徐琼华. 国内城市污水处理工艺综述.海岸工程2004 年3月.

第23 卷第1 期: 85-87

[10] 李盛，许小华浅析几种城市污水处理工艺. 江西水利科技. 2013 年6月

第39 卷第2 期: 156-157

[11] 张道方，等．SBR 及其改良型技术分析［J］.北方环境，2005．30（1）

:55-58

[12] 岳宝，等． 城市污处理新工艺概述［J］． 上海化工，2002（3）（4）．

[13] 程晓如,魏娜. SBR工艺研究进展[J].工业水处理. 2005.Vol.25 No.5 :

10~13

[14] 于 淼, 黄　勇, 李　勇,等. 废水生物脱氮除磷工艺技术经济比较分析环境科学导刊　2008, 27 (4) : 53 - 56　

[15] 谢巍. 对城市污水处理工艺的探讨[J].现代经济信息.2009: 270